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黑天鹅故事:对归纳推理的怀疑

2019年01月30日 17:25   来源:经济日报-中国经济网   

 

  哲学家,甚至是畅销书作家,都无法绕开下面这个非常非常古老的黑天鹅的故事。曾经,欧洲动物学家观测到的所有证据都说明,天鹅全都是白的。通过观测到的证据,比如一百万只天鹅都是白的,他们信心满满地得出结论:所有天鹅都是白的。这也就意味着,以后观测到的所 有天鹅也都将是白的。但突然有一天,澳大利亚出现了一只黑天鹅。于是,普遍性的结论“所有天鹅都是白的”就被打破了,而且只是因为出现了一个黑天鹅的反例。

摘自《人人都该懂的哲学》

  “所有天鹅都是白的”是一个经验性的推论,它有可能被反驳,事实上也确实被反驳了。但反驳不会立刻生效,即便是发现了黑天鹅,这种反驳也会被暂时搁置。因为基于先前的认识,人们相信天鹅都是白的,而这个生物有黑色羽毛,那它就不是天鹅。这样一来,“天鹅都是白的”这一结论原本源自对现实世界的经验观察,但现在,由于人们对“天鹅”的概念进行了界定,“天鹅都是白的”的真理性就由概念本身来保证了。

  当然,想要继续相信“天鹅都是白的”这一经验推断,并非只能通过重新界定“天鹅”概念的方式。人们还可以质疑看到黑天鹅是因为那里光线太差,或者干脆直接否认这个黑色的生物是天鹅。就像亚里士多德说的,“一燕不成夏”,一个反例不足以否定先前的结论。但是,假如经过细致的调查,发现那里的光线没什么问题,这个生物的生理结构也和天鹅完全一样,那先前的结论就应该被否定了。

  上面,得出“所有天鹅都是白色的”这一结论的过程就是归纳推理,归纳推理的基本形式如下:

  前提:所有已知 F 都是 G;

  结论:所有的 F 都是 G。

  F 和 G 都代表一种性质,比如“是天鹅”“是白色的”。即使前提为真,结论也未必为真,也就是说,这个论证并不是有效论证。我们在前面解释过,一个有效论证,在前提为真时,结论必为真。

  归纳推理依赖的是自然世界的一致性,但谁能证明这种一致性呢?有种看法是,如果归纳推理的前提涵盖了无数的观察结果,那“所有的 F 都是G”的结论为真的可能性就非常大。但这种看法也面临着挑战,比如有人认为,知识需要前提涵盖所有的F,不管是已观测到的还是未观测到的,也不管宇宙中到底有多少个。

  科学理论在一定程度上要依赖于观察。例如,关于力、加速度、质量的理论,气体体积与压强的关系,液体的沸点,抗生素的功效,这些规律被假定为普遍适用于整个宇宙。从电子设备到药物治疗,再到交通工具,科学理论在各个领域都取得了巨大的成功,如果说归纳推理缺乏可靠性,那还有什么能为科学知识提供根基呢?

  20 世纪,以卡尔·波普尔(Karl Popper)为首的一些人,强烈反对把科学理解为归纳推理,反对从无数经验观察中总结出普遍结论;相反,他们认为科学要关注猜想以及针对它们的反驳。他们认为,科学家应大胆提出经验性的猜想与假说,比如所有金属加热后都会延展、所有天鹅都是白的,之后再对预设的结论进行审查。如果出现矛盾,那就否定并抛弃这种猜想。如果某种猜想并没有被驳倒,也不能直接被证明为真,那就暂时接受它,留待以后进行更多的检验。猜想总有一天会被反驳,这就是科学的“可误论”(fallibilism)。许多科学理论,从托勒密 (Ptolemaic)的地心说到牛顿经典力学,都被反驳了。但是,波普尔对归纳推理的质疑导致了悖论性的后果:在他的理论中,与一个仅通过少量验证的理论相比,经过大量验证之后仍然成立的理论,其实并不更加可靠。

  正如天鹅的例子那样,需要面对来自全世界的检验的并不仅仅是理论的前提假设。假如出现了反例,我们不仅要反思理论本身,还要反思所有辅助性的推理与最初的判断。比如,假设一个理论认为,化妆品会导致细胞突变,但有一次实验结果并没有显示出现细胞突变;那么,这可能是理论本身出了问题,也可能是实验时的皮肤状态不理想,还有可能是实验仪器存在误差。你可以回想一下在物理课上做的实验,如果实验结果不符合预期,你并不会认为是理论存在问题,而会认为是实验的某个环节或实验者的问题。

  因此,我们还要重新反思质疑结论的方法。我们要意识到,即便找到了反例,也不能说明以前推出的普遍性结论就一定是错的,因为反例的出现可能还涉及许多其他因素。或者说,我们需要接受一个不能被质 疑的前提,即还有许多未知的因素影响着实验结果。进一步说,结论错误,前提不一定错误;但前提错误,结论就绝对不再可靠了。

  实际上,科学家会判断哪些研究领域有发展前景,进而设计一些研究课题;但无论研究哪些课题,他们的科学实验都要遵循一定的范式,比如某些基本理论,或对世界的基本看法。通常情况下,只有当出现革命性的变革后,他们才会改变这个基本范式。只有当旧的范式变得过于笨拙,或者存在太多的前提假设而无法解释新的反例时,他们才会舍弃旧的范式。当然,存在太多前提假设其实也违反了奥卡姆剃刀原则,即“如无必要,勿增实体”。其中,最典型当然也有争议的例子就是:托勒密的范式,即地球是宇宙的中心,太阳围绕地球转,革命性地变成了哥白尼的范式。哥白尼曾经说过,“我们终于把太阳放在宇宙的中心了”。

  从某种程度上说,科学进步取决于科学家的研究课题,而研究课题又取决于社会因素、资金支持、文化禁忌、政治正确等。一方面,有些课题可能没钱研究,有些课题则可能没法研究。比如,有人反对用动物做实验,有人觉得某项研究没有预期收益,有人担心政府会因某项研究而认为他们是性别歧视者。另一方面,有时候科学家会把充满矛盾的实验结果扔在一边,做别的事去了,于是,只能等百年后,由历史学家从落满灰尘的卷轴中找寻他们的错误。

  但是,如果我们要理解这个世界,就一定要有一些基本理论,不过,它们也要时刻接受反驳与检验。这就是波普尔理解的科学:它和伪科学相反,伪科学不受反例的质疑,无法被证伪。占星学就是一种伪科学,因为它的预言过于模糊,无论发生什么情况,都可以说它符合预言。还有人认为,分析心理学和宗教都是伪科学,有什么反例能对它们提出质疑呢?

  


(责任编辑 :石兰)

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