论科学哲学的鸟用

Philosophy of science is about as useful to scientists as ornithology is to birds.
——Feynman
(科学哲学对于科学家的作用就像鸟类学对于鸟类一样。
——费曼)

“你觉得科学哲学对科学有用吗?”刚认识的物理系的小伙伴一脸似笑非笑地问我。
我老实地答道:我觉得没有。
他松了一口气,一副“要是你说有我们就没法愉快地做朋友了”的表情。然后接着说到他当初上科学哲学的课时还是很犹豫的,直到老师在第一节课上说:“如果你们选这门课是期望它对你们的科学研究有所帮助的话,那现在就可以走了。”—“听到这句话我才觉得这节课还是可以上一下的,上课的老师叫吴国盛。”他又看了我一眼,问:那你为什么还要学科学哲学?”

为什么呢?
少年,你看过电影《观鸟大年(The Big Year)》吗?

它讲述几个鸟类爱好者花费一整年的时间和精力,到全美各地观察各种各样的鸟~看到鸟的种类数量最多的人会获得这个叫做“大年(The Big Year)”的观鸟比赛。这其中有“一事无成”的大龄宅男,参加这次比赛基本上耗费了他所有的积蓄;有分分钟几百万上下的霸道总裁,他有钱有美满的家庭,却总觉得生活中缺了点什么;还有上一届“大年”的获胜者,为了观鸟他连老婆生孩子都顾不上了......

如果你不是鸟类爱好者的话,大概会和主角的父母同事一样,质疑参加这样的比赛有什么价值—见过再多的鸟有什么卵用?能从鸟的叫声辨别其种类又有什么卵用?

我不知道捏。我甚至都不记得最终主角有没有赢得比赛,有没有看到最多的鸟。我只记得他在这一年观鸟的旅途中穿山越岭,长途跋涉,看到的飞鸿踏雪,看到的天地广阔,看到的寂寥与喧嚣。

而这一切对于鸟来说,当然没有什么关系。也不需要有什么关系。

是的,我觉得费曼那句被引用烂得话是有道理的—对于科学家来说,并不需要学习科学哲学。问科学哲学对科学有什么用,用我们老师的话来讲,就好像问音乐对科学有什么用一样。

但是,这并不表示科学哲学的研究是没有价值的,或者我们不应该花时间研究科学哲学。科学哲学的意义并不依赖于科学上。作为哲学分支的科学哲学同科学一样,是一项human intellectual activity,其价值并不仅仅在于有什么实用意义。人类社会早已发展到超出吃饭睡觉繁衍的范围。打球有什么用?打游戏有什么用?撸[—哔—打码小妖精纯洁地路过]又有什么用,反正最后还不是都射到墙上了?事实上,用网上一句来形容,做研究的快感强烈而持久,远胜于那几秒寒颤之后无边的空虚和落寞。

也许对于许多科学哲学的研究者来说,科学就和鸟一样—它那么美那么玄妙那么令人目眩神迷,令人愿意倾尽一生只是静静地看着。而科学哲学的相关问题的产生也是自然而然的:它是什么?它为什么这么美?

—科学的终极目标是什么?
—科学理论揭示了我们无法直接观察到的现实还是只是一种工具?
—科学理论是可靠的吗?
—什么是科学解释?
—科学方法为什么有效?
—数学和经验科学(比如物理化学)的关系是什么?
—物理和化学的关系是什么?
……
科学哲学的研究内容大体可以分为两大部分,一是general philosophy of science(一般的科学哲学),另一是philosophy of special sciences(特殊科学的哲学),包括物理哲学、数学哲学、生物哲学、化学哲学、经济哲学、心理学哲学等等。

一般的科学哲学的本科课程一般会介绍这样的一些话题:
Discovery and Justification (发现和确证)
Demarcation (科学的划界—什么是科学?什么是伪科学?)
Induction(休谟的归纳问题)
Confirmation(证实)
Bayesianism (贝叶斯主义)
Theoretical Terms(理论概念)
Explanation(解释)
The Unity of Science(科学的一体)
Causation(因果)
Natural Kinds(自然种类)
Scientific Revolution(科学革命)
Scientifica Realism(科学实在论)
Post-Kuhnian skepticism(后库恩怀疑主义)
Science as a social enterprise(作为社会事业的科学)
The role of values in science(科学中的价值)
Science and democracy(科学和民主)

这些其实都是科学当中很常见的问题。这些假设对于细节的技术问题来说无关紧要,比如对因果和实在论的理解并不能帮你计算电子和光子的scattering cross section_(:зゝ∠)_ 但这些基本假设在宏观的层面上却无法回避。 (关于因果,有兴趣的小伙伴可以参考zhihu.com/question/2031


如何理解 David Papineau 的因果观? - 与光同尘的回答


举个栗子,The Unity of Science探讨不同自然科学之间的关系—是否存在一个理论可以涵盖所有的科学。科学家也许并不直接讨论这样的问题,但大多有自己的理解和基本假设。能否把化学反应看成是微观上物理变化的结果? - 物理学就问到了这个话题很好的一个切入点。而且也很好地说明了物理专业在处理这样的问题上的直觉和哲学研究思路的不同。@白如冰@逸心 答案论证的理由看起来好像是支持Ontological reductionism(本体的还原论)反对Epistemological reductionism(认知的还原论)。但@逸心 和匿名用户其实是反对Ontological reductionism(本体的还原论)—More is diffferent。但他们并没有给出相应的理由—当然了他们也并不需要给出理由,这就是科学哲学家要研究的问题了(有兴趣的小伙伴可以参考能否把化学反应看成是微观上物理变化的结果? - 与光同尘的回答

我的研究兴趣大多在物理哲学,与物理相关的内容包括但不限于相对论(时空),热力学和统计力学,量子力学,宇宙学,quantum gravity;我有好几个朋友都是专门做量子场论的。具体内容有兴趣的小伙伴可以参考
哲学和物理学有联系吗,在物理学中有哪些地方体现了这种联系? - 与光同尘的回答
物理哲学和形而上学有什么研究交集吗? - 与光同尘的回答

有一个学凝聚态的小伙伴每次看到我在看弦论或是宇宙学就吐槽我净学些实验无法验证的东西然后劝我跟他去做凝聚态实验。一次一进我们办公室就听见他学物理的小伙伴在聊数学是真实独立的存在还是人类构建的工具,“Oh my God," 他扭过头一脸谴责地看着我说,是不是你把他们带进这个坑的?我表示非常无辜:他们自己聊起这个的,跟我半毛钱关系都没有。


—(私货)所以我总觉得物理对哲学其实爱得深沉。像比如霍金比如Weinberg不过是口嫌体直。有一年Philosophy of cosmology(宇宙学哲学)的会议刚好和一个物理会议在同一个地方,霍金一边说着“Philosophy is dead(哲学死了)”一边跑到哲学会场听了半天╮(╯▽╰)╭ 而Weinberg非常有名的文章“Against Philosophy(反哲学),” 呃,只有我觉得这根本就是一篇科学哲学的小论文吗?Weinberg用一大段篇幅看似是在论证哲学—逻辑实证主义—对物理学的伤害,不如与其说是在论证逻辑实证主义作为科学哲学理论是错误的。(我朋友说熟悉Weinberg的人都知道他对哲学的厌恶其实很大程度是因为他认为哲学是纳粹主义的思想根源。)

事实上,逻辑实证主义运动在七十年代已经很清楚地结束了。(In 1967 John Passmore reported that: “Logical positivism, then, is dead, or as dead as a philosophical movement ever becomes.”)哲学界都知道逻辑实证主义失败了。

—而霍金还在高调地宣称自己是逻辑实证主义的支持者。他在2001年出版的《果壳中的宇宙》写到:“Any sound scientific theory, whether of time or of any other concept, should in my opinion be based on the most workable philosophy of science: the positivist approach put forward by Karl Popper and others. According to this way of thinking, a scientific theory is a mathematical model that describes and codifies the observations we make. A good theory will describe a large range of phenomena on the basis of a few simple postulates and will make definite predictions that can be tested. ... If one takes the positivist position, as I do, one cannot say what time actually is. All one can do is describe what has been found to be a very good mathematical model for time and say what predictions it makes.”

先不说波普算不算是逻辑实证主义者;说好的“哲学死了”呢?

很讽刺是不是,逻辑实证主义在哲学界以外的影响并没有消失;甚至由于缺乏对科学哲学新的进展的了解,物理学界对量子力学的理解和发展还停滞在Bohr哥本哈根的诠释— 因为过于想要和哲学划清界限,物理学家不再关心这个世界是什么样的,而只关心我们有直接经验的实验仪器的指针,关心对这些指针位置的预测。(具体内容有兴趣的小伙伴可以参考为什么量子物理总会涉及哲学思想? - 与光同尘的回答为什么量子物理总会涉及哲学思想? - 与光同尘的回答
今天的物理学家比较认同量子力学的哪个解释? - 与光同尘的回答


“NGC 1300是一个距离地球65百万光年外的螺旋星云。那里是我们从来没有抵达过的地方。我们永远也不会到那里去—尽管我希望在这一点我是错的。我们所有关于NGC1300的知识都来自我们最好的物理理论。

我们最好的星系理论告诉我们这朦胧的星光事实上是由千亿颗恒星的光聚合;我们最好的行星形成理论告诉我们这些恒星中相当大的一部分都有行星围绕着它们旋转;我们最好的行星学理论告诉我们这其中的一些行星的大气层具有酱酱和酿酿的属性。因为我相信这些“最好”的理论实际上确实挺好的,我觉得这些推论挺靠谱的。换句话说,我相信NGC 1300的一些行星的表面有大气层,它们的属性基本上是我们的理论所描述的那样。也就是说,我相信这些大气层存在。我相信它们是真实的。我相信它们。我相信它们,即便直接观察65百万光年外的这些大气层的几率基本为零。”

“我们希望从物理学获得的更多,而不仅仅是未经解释的数学原理或是由这些原理得到的对宏观物体的预测。我们希望物理理论告诉我们宏观物体是什么(是由什么构成的)。”(这段话出自一本讨论量子力学多世界解释的的论文集,作者是David Wallace—他先在牛津拿了物理的博士学位,然后又读了哲学的博士,之后一直在牛津哲学系任教。)

在逻辑实证主义之后,科学实在论又在哲学界蓬勃起来。它推动着一些物理学家和物理哲学家们发展不由观察者决定的量子力学。它让你在十几岁时第一次爱上物理,令你在深夜辗转反侧,指引你不断克服人类认知能力的局限去到宇宙最深最远的真相。


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但我什么也没说。
彼时我们在哈德逊河边,夕阳斜照—这颗恒星终有一天会逐渐冷却膨胀成一颗红巨星,晨边高地、路上的指示灯,我,你,以及地球上所有的一切也许都将会被吞噬掉。而在之前还有短暂而漫长的七十亿年。
所以面对他的问题,我只是笑了笑,答得很简洁:
因为有趣呀。
那你又是为什么要学物理呢?

他也停顿了一下,有些局促地挠挠头,说道:其实我对哲学还是很有兴趣的,有空我们可以聊一聊。

编辑于 2017-12-20

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