小议真理的标准检验
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〔摘要〕实践是检验真理的标准,并且是唯一的标准,这在理论上是没有问题的。但在实际的操作中却会遇到许多困难。要克服这些困难,就需引进一些辅助的、暂时的标准,比如逻辑标准、美的标准等。这些标准不是可有可无的,它们与实践标准一起,构成一个有机的系统。
〔关键词〕实践标准,逻辑标准,美的标准,唯一性
马克思指出:“人应该在实践中证明自思维的真理性,即自己思维的现实性和力量,亦即自己思维的此岸性。关于离开实践的思维是否有现实性的争论,是一个纯粹经院哲学的问题。”①
这就是说,实践是检验真理的标准。是唯一标准吗?从理论上说是唯一标准。因为除了实践标准外,再找不到一种标准是检验真理的标准。但在操作的层面呢?坚持实践是检验真理的唯一标准显然会遇到许多问题。例如,某一理论提出后,由于它太超前,远离当时的实践水平,因此无法用实践来检验。在这种情况下,如果仅用实践标准来检验,得出的肯定是否定的结果。这样就可能使许多日后将被证明是正确的理论失去存在的机会,甚至永远失去存在的机会。怎样解决这个问题?首先是学术界应当有宽容精神,即应当允许暂时还无法用实践检验的理论存在。但如果没有任何存在的理由,不仅学术界,就是理论提出者本人也会惶恐不安。这就需要有一些辅助性的标准来检验真理,如逻辑的标准、美的标准等。
事实上,在科学发展史上,辅助性标准发挥着重要的作用。我们先来谈谈欧几里得几何。欧几里得几何是以概念、公理、定理等组成的。在欧几里得几何体系中,存在着两种检验:一种是实践的检验,一种是逻辑的检验。欧几里得几何的公理是从实践中获得的,是通过实践证明的真理。欧几里得几何的定理是从公理中推导出来的,这是一种逻辑的检验。当然这种检验是以实践检验为基础,因为公理是经过实践检验的。
如果说欧几里德几何逻辑检验的相对独立性还不太明显,那非欧几何就不一样了。非欧几何在很长一段时间内是以逻辑的标准为存在根据的。为了说明这个问题,我们首先看看非欧几何的创立过程。在欧几里得几何中,有一条公理即第五公理(平行公理)在直觉上是不明白的,这不符合人们对公理的要求。为了解决这个问题,数学家们进行了不懈的努力,提出了三条解决的途径:一是用直觉上明白的公理代替平行公理,如用“三角形三内角和等于1800”来代替平行公理。但后来人们发现,代替平行公理的公理,在直觉上也是不明白的。于是这条途径失败了。二是把第五公理降为一条定理。但不管数学家怎样努力,都无法从其他公理中推出平行公理。这条途径也告失败。在这种情况下,数学家转向第三条途径。这条途径的实质是,把欧几里得几何中除去平行公理之外的其19条公理与平行公理的矛盾公理放在一起,然后进行推导,如果推出矛盾,就否定了平行公理的矛盾公理,同时也就证明了平行公理。但推导的结果是没有出现矛盾。这就没有达到预期的目的,然而却产生了新的几何系统。数学家将新的几何系统称为非欧几何,非欧几何包括罗巴切夫斯基几何和黎曼几何。
非欧几何诞生后,很长时间内没有得到实践的检验,因此有的数学家把它称为“虚几何”。支撑非欧几何存在下来的是逻辑的标准。在这里,逻辑标准的作用是重大的。假如没有逻辑标准,只有实践标准,非欧几何就可能夭折。这是多大的损失!因为爱因斯坦相对论所使用的数学工具就是非欧几何。随着爱因斯坦相对论的建立及其被实践的证明,非欧几何也通过了实践检验。在这个过程中,逻辑标准功不可没。
美的标准也是重要的辅助标准。什么是美的标准?从科学的角度来说就是逻辑的简单性。关于逻辑的简单性,许多学者从不同的角度进行了论述。托勒密认为,在解释现象的时候,采用一种能够把各种事实统一起来的最简单的假说,乃是一条正路。奥卡姆则写道:不要增加超过需要的实体。这就是有名的“奥卡姆剃刀。”爱因斯坦认为:“第二个观点涉及的不是理论同观察材料的关系问题,而是关于理论本身的前提,关于人们可以简单地,但比较含糊地称之为前提的‘自然性’或者‘逻辑简单性’”。②“一切理论的崇高目标,就在于使这些不能简化的元素尽可能简单,并且在数目上尽可能少……”③
一些科学理论产生后,往往是美的标准支撑着它们的存在。例如,哥白尼日心说产生后,就与观测结果相符这点来说,还不如地心说。此外,哥白尼日心说还存在着严重的物理学上的困难,这些困难到了牛顿力学建立以后才基本解决。但哥白尼日心说却符合美的标准。因托勒密地心说使用了80多个圆周,而哥白尼日心说只需要30个左右。
正是美的标准,使哥白尼日心说存在下来。库恩曾就此指出:《天体运行论》中“每一个论证引证现象的一个方面,这些现象不是能够用托勒密体系解释就是能够用哥白尼体系解释,论证接下去指出哥白尼的解释如何更和谐、一致和自然得多……哥白尼的论证不是着眼实用的。哥白尼的论证不是诉诸从事实际观测的天文学家的功利方面的判断力,而是诉诸他的审美判断力并且仅仅诉诸他的审美判断力……哥白尼的论证所指的和谐性并不能使天文学家把工作做得更多。新的和谐性没有增加精确性或者简单性。因此,他们能够并且的确主要诉诸于那有限的并且也许是非理性的一小群数理天文学家,这些天文学家具有的新柏拉图主义的对数学和谐的感受力可以不受篇幅浩繁的最终结果不过是与他们以前已经知道的比几乎没有什么两样的预测数据的复杂数学的妨碍。”④
当然,美的标准只是一种暂时的标准。要使科学理论最终得到科学界的承认,还得依赖实践的标准。恩格斯曾就哥白尼日心说指出:“哥白尼的太阳系学说有三百年之久一直是一种假说,这个假说尽管有百分之九十九、百分之九十九点九、百分之九十九点九九的可靠性,但毕竟是一种假说,而当勒维列从这个太阳系学说所提供的数据,不仅推算出必定存在一个尚未知道的行星,而且还推算出这个行星在太空中的位置的时候,当后来加勒确实发现了这个行星的时候,哥白尼的学说就被证实了。”⑤
但有的科学家更看重美的标准。爱因斯坦的儿子曾经这样提到爱因斯坦:“他的性格,与其说是我们通常认为的科学家的性格,还不如说更像一个艺术家的性格。例如,对于一个好的理论或者一项好的工作的最高赞赏不是它是正确的,或者它是精确的而是它是美的。”⑥狄拉克也指出:“爱因斯坦可能觉得,与取得与观察一致相比较,在一种真正根本的意义上,数学根基上的美才是更重要的。”⑦
上面的观点当然有其合理的地方。事实上,许多科学家就是根据上面的观点开展研究的,并且成功者大有人在。但我们不得不指出上面观点的缺陷:一是在美的标准上存在着分歧。我们在前面曾提到过美的标准,那只是一种轮廓性的说法,科学家所说的美的标准要具体得多,而且存在着分歧,甚至严重的分歧。不仅如此,这种分歧还难以弥合。在这种情况下,把美的标准抬得过高显然是不合适的。二是对美的把握并无程序可言,而是依赖于科学家的直觉。这种直觉到底有多大的可靠程度,连科学家自己也说不清楚。这就决定了美的标准只能是暂时的、辅助性的。三是任何一个科学理论被科学界承认、接纳,并不是因为通过了美的检验,而是因为通过了实践的检验。我们前面提到的哥白尼日心说是如此,爱因斯坦的相对论亦是如此。爱因斯坦的狭义相对论建立以后,不断受到了实践的检验和证实,其中包括兀介子衰变为光子的实验、飞行μ介子寿命增长的实验、电子电磁偏转实验、核反应实验。爱因斯坦广义相对论建立后,其三个推论,即水星近日点的近动、光谱线的引力红移、引力场会使光线偏转,也先后被观测所证实。正是由于通过了实践检验,爱因斯坦相对论才被科学界承认、接纳。
实践标准是根本的、重要的、最后的标准。但其他标准也在不断地作用于实践标准。这种作用不仅表现在补充、辅助的方面,还表现在制约、纠偏的方面。第一个方面我们在前面已经讲过了,这里重点谈谈第二个方面。实践标准在真理的检验中处于最重要的地位。但应该指出的是,实践标准自身也存在着不少缺陷。例如,1875年,法国化学家布瓦博德朗在研究闪锌矿时用光谱分析发现了镓,并测定和公布了镓的各种性质。远在彼得堡的门捷列夫得知后,致书巴黎科学院说:“镓就是我预言的亚铝,它的原子量接近68,比重是519上下,而不是4.7,请再查一查吧,您那块物质还不够纯吧!”⑧布瓦博德朗重测之后,果然得到原子量是19.72,比重是5.7。普劳特起初相信所有元素都由氢元素组成,因为氦、碳、氮、氧等较轻的元素都具有近似于整数的原子量。可是,后来的科学家们在原子质量的后续研究中发现,元素尤其是一些较重的元素的原子量偏离整数的情况非常多见,偏离的幅度也很大,这就驳倒了普劳特的学说。到了今天,事情又有了新的转机,由于同位素理论的发现,并考虑到包装的影响,人们又认为普劳特的观点是正确的了。
这表明,实践标准自身存在着缺陷。怎样克服这种缺陷?一是通过实践标准自身。这就是增加实践检验的次数,延长实践检验的时间,不要轻易下结论。二是依赖其他标准。其他标准起一种制约和纠偏的作用。例如,一些科学理论暂时被实践否定了,但科学家对否定的结果并不“买帐”。因为他们认为他们的科学理论是符合美的标准的,而美就是真。正是这种信念使他们继续坚持并发展其科学理论。最后证明他们的选择是正确的。哥白尼的日心说就是这样坚持下来的。
事实上,科学理论在诞生之初,由于其理论自身的问题、外部生存环境的问题,往往面临着许多反例,即实践的否定结果。如果没有其他检验标准的支撑,科学家很难把他们的科学理论坚持下来。这样,一些有前途的、日后被实践反复证明的科学理论就可能夭折。这些科学理论中也包括牛顿力学和爱因斯坦相对论。牛顿力学在很长时间内被当作绝对真理。但实际上从它诞生之日起就遇到了不少反例,他的理论预见在他活着的时候并未证实。如果单纯依据实践的标准,它早就被否定了。
另外,就实践标准而言,它还会遇到另一个问题:只要科学理论做适当的调整,就能消解实践检验的负面结果。波兰尼曾指出:“不过,正式驳斥一个理论,也并不一定需要借助新发现之力。许多理论都是以可能被自动扩大的模式而建立起来的。比如当人们以圆周或周转圆来描述行星运动的时候,只要引进另一些更深入的同类元素便能解释任何误差。这也相当于在某个数学级数之上再附加一个更深入的项,并以此项来表征这个观察结果。我们把这种自动扩大的理论称为周转圆式,但并不意味着这些理论就失去了作为自然规律的资格。正因为这样一些理论永不能被任何可以想象的观察正式驳倒,所以从严格意义上来说,我们也不能指望根据这样的理论做出任何预测。可是,我们也发现似乎所有的科学命题都可以被看作周转圆式,因为我们总能想出一些原因来解释试验的误差。”⑨
上面的情况肯定是不正常的,也是不利于科学发展的。但仅靠实践标准,是无法对付这种不正常的情况。这时必须引入美的标准。根据美的标准,科学理论应当是简单的、经济的。但按“周转圆式”处理后的科学理论肯定是繁杂的、累赘的。例如,托勒密的地心说,已有80多个圆,如果采用“周转圆式”,那可能达到100多个圆甚至更多。这样的理论运行起来很不经济。因此用美的标准来衡量,就应当代之以新的、经济的理论。这样,实践标准解决不了的问题,美的标准就可以解决。
概而言之,实践是检验真理的标准,并且是唯一的标准,这在理论上是没有问题的。但在实际的操作中却会遇到许多困难。要克服这些困难,就得引进一些辅助的、暂时的标准,例如,逻辑的标准、美的标准等。这些标准不是可有可无的,它们与实践标准一起,构成一个有机的系统。在这个系统中,实践标准是主干,其他标准则是枝叶。实践标准和其他标准互相联系、互相作用。一方面,实践标准是其他标准的基础,决定着其他标准;另一方面,其他标准是实践标准的补充,并制约着实践的标准。实践标准和其他标准的这种关系,决定了二者都有独立存在的根据,不能互相代替。这表明,在实际的操作中,真理的标准不是唯一的。这符合科学发展的历史,也符合今日科学进化之图景。
注释:
①马克思恩格斯选集:第1卷〔M〕.北京:人民出版社,1972.16.
②③爱因斯坦文集:第1卷〔M〕.许良英,等,编译.北京:商务印书馆,1977.10,314.
④⑥⑦麦卡里斯特.美与科学革命〔M〕.李为,译.长春:吉林人民出版社,2000.213,116,116.
⑤马克思恩格斯选集:第4卷〔M〕.北京:人民出版社,1972.222.
⑧陈冒曙,远德玉.自然科学发展简史〔M〕.沈阳:辽宁科学技术出版社,1984.202.
⑨波兰尼.科学、信仰与社会〔M〕.王靖华,译.南京:南京大学出版社,2004.101-102.
