波普的證偽原則與試錯法

波普(Karl Raimund Popper)是二十世紀英美哲學界其中一位著名的哲學家。儘管有些人以為他和邏輯實證論者很接近﹐但他的思想其實是與邏輯實證論者有著南轅北轍的分別。波普的哲學研究範圍包括科學哲學﹑政治哲學和形而上學等﹐而他在科學哲學中發展出來的證偽原則和試錯法則是他理論體系的核心思想。換言之﹐若我們能對他的證偽原則和試錯法有一概括認識﹐則可以此為主線貫通波普全部的哲學思想。

波普以為﹐要判斷一個理論(Theory)是否科學理論﹐重點並不在它能被證實(verifiable)﹐而是在於它能被證偽(falsifiable)。科學命題一般都是全稱命題。比方說﹐現有一命題「所有烏鴉都是黑色的」。波普認為﹐這是一科學命題的理由不在於它能被證實-事實上﹐不論我們找來多少只烏鴉都不能證實這命題。相反﹐只要我們找來一隻非黑色的烏鴉便能證偽這命題。因此﹐波普認為科學命題只能被證偽而不能被證實。

在此我們要特別留意以下兩點﹕

(一)﹕波普認為所有科學命題都要有可被證偽的能力(falsifiability)﹐但這並不是說所有的科學命題都是假的(false)。若我們已知一命題為假﹐則我們會將之摒棄不用﹐只是科學命題必須可能為假﹐不可能為假的理論不能成為科學理論。波普便曾以為佛洛依德的精神分析法﹑馬克思主義者的理論﹑創造論和進化論等都不是科學理論(他後期否定了進化論非科學理論之說)。

(二)﹕波普認為不同理論的被證偽能力可以有程度上之差異。有些人會因此將之與用概率(probability)來解釋「證實」相混淆。事實上﹐證偽原則是和表達真實性的概率相反。換言之﹐一理論的可被證偽性越高﹐其之真實性概率便越低。波普以為﹐一理論的內容越複雜﹐其可被證偽之可能便越高﹐並且其可能為真實之概率便相應減低。例如說﹐今有以下兩個理論﹕(1)地球是橢圓形的。(2)地球是橢圓形﹐且其運行之軌道也是橢圓。明顯地﹐(2)比(1)有更多的內容﹐而且較大可能被證偽。

從上述的說明看來﹐我們不難發現波普是如何反對歸納法在科學上的應用。以往﹐休謨曾對歸納法作出批判﹐認為人在經驗這基礎上使用歸納法並不能獲得知識。一些哲學家(例如﹕卡納普R.Carnap)便曾利用概率來重新詮釋歸納法﹐希望能使歸納法得到合理的基礎。他們認為﹐使用歸納法能讓科學家找到具有高真實性概率的理論。波普依據證偽原則反駁以上這個說法。他認為﹐科學的理論往往是大膽的假設﹐它們的真實性在概率上應該很低。事實上﹐內容越多的理論其真實性概率便越低。如果要用真實性概率作為歸納邏輯來衡量科學理論﹐則必會導致要求理論內容越貧乏越好的情況。比方說﹐重言句(Tatulogy)的真實性概率為一﹐又不能被證偽﹐但卻沒有經驗內容。因此波普認為以真實性概率為基礎的歸納法並不符合科學事實。波普既以為歸納法不可行﹐他便反之相信科學應建基於演繹推理﹐其方法則是「試錯法」。試錯法是在證偽過程中使用的方法。其方法是首先提出一理論假設(Hypothesis,現在這裏簡稱為H)﹐然後再看我們能否找出其意函的證據(Evidence,現在這裏簡稱為E)的反例﹐以作出證偽。這是「否定後件推理」(ModusTollens)的邏輯﹐亦即﹕


H-->E
~E
----------------
~H

當我們得到~H後﹐便再提出另一更符合事實的論證﹐然後重複使用試錯法。可以說﹐試錯法是沒有休止的。基於波普的證偽原則﹐科學理論永不能被證實﹐我們只能將「不好」的理論除去﹐留下較好的假說﹐但永不能言那一理論為最後的事實。總括而是言﹐我們只能找出「假」的理論﹐但不能有「真」的理論。科學理論只能被證偽而不能被證實﹐試錯法也就是這樣的一種建基於演繹邏輯和證偽原則之上的方法。

儘管波普的理論有其獨特之處﹐但內裏的問題實也有不少。其中最主要的問題是﹐首先﹐證偽原則並非適用於所有的科學。有些時候﹐當科學家發現證據與假設不符時﹐他們會加入「輔助性假說」(AuxiliaryAssumption﹐今簡稱為A)而非即時否定該理論。例如﹐以往天文學家的觀察發現天王星的運行軌道與牛頓定理所計算出來的結果不同。但人們並不會即時否定牛頓定理。反之﹐英國的亞當斯(J.C.Adams)和法國的勒維裏葉(Leverier)提出輔助性假說﹐認為牛頓定理沒有錯﹐並預測只是天王星外太陽系內尚有一顆行星﹐因而影響了天王星的軌道。最後﹐結果證明他們猜對了﹐而那顆行星我們今天稱之為海王星。這例子說明了有時科學理論是需要輔助性假說而不是證偽原則。事實上﹐輔助性假說亦令試錯法出現一個難題。若科學是一些理論和輔助性假說一起以推測結果﹐則我們必須先確定輔助性假說然後才可證偽任何理論﹐其邏輯形式為﹕

(H&A)-->E
~E
A
--------------------
~H

可是﹐根據證偽原則﹐我們是不能證實任何科學理論﹐也就是說﹐包括輔助性假說都不能被證實。因此﹐證偽原則和試錯法便在這裏出現衝突。

證偽原則的另一缺陷是只適用於全稱命題而不能用於單稱命題(Existential Statement)。比方說﹐我們只要找來一隻非黑色的烏鴉便能證明「有些烏鴉不是黑色的」﹔但不論我們找來多少只黑色的烏鴉﹐我們也不能證偽這命題。其實這是邏輯上的一個特性。「有些烏鴉不是黑色的」是「所有烏鴉都是黑色的」的否定句。也就是說﹐從這兩句的邏輯關係看來﹐當一些證據能證偽一些假設的同時﹐它們也可以證實另外一些假設。

波普的理論本質上是屬於二十世紀英美分析哲學和經驗主義下的產品。可是﹐波普的思想除了一樣是以經驗和邏輯為基礎外﹐他和與之「同源」的邏輯實證論有著各樣的不同。除了上文所言的證偽與證實之分別﹐波普的理論還予人一種科學不能說明世界為何的感覺﹐因為科學既只能被證偽而非證實﹐則我們現有的科學只能算是大約﹐即使有實用的功效也沒有發現真實的能力。比較而言﹐波普的科學觀在這一點上倒是近似如孔恩(Kuhn)的科學歷史主義多於邏輯實證論了。

其實﹐不論從理論內容或出現時間上﹐波普都是介乎於邏輯實證論和科學歷史主義之間的人物﹐是否「承先啟後」則有待考證。也由於他和兩者之間還是有著種種的不同﹐因此來自這兩派的批評是可以預見的。波普的證偽原則不單出現在科學哲學﹐而且也用於政治哲學和其他哲學範疇。無可否認﹐雖然他的理論有很大的創造性﹐但同時也有著不少問題﹐因此最終他的理論只能是邏輯實證論和科學歷史主義以外的第三種選擇﹐而不是科學哲學的主流。無論如何﹐面對這麼一個富創造性的哲學家和哲學理論﹐我們仍是能由此得出不少啟發的。