【李建珊】谈科学理论评价的标准

科学理论的评价问题在整个科学认识论中具有重要的地位, 它既是科学认识形成论研究的终点, 又是科学认识发展论研究的起点。在实际的科学评价活动中, 对评价标准的规定和理解不同, 不仅直接关系到某一种理论自身的命运, 而且会影响到科学发展的进程。因此, 理论评价及其标准问题不但已成为西方科学哲学争论的焦点之一, 而且也是马克思主义科学认识论所应探讨和解决的重要课题。

一、建立评价标准的必要性和可能性

在科学活动中, 作为观念形态认识成果的科学理论一旦以某种方式发表, 一般都会受到专业同行的评价, 而对于重要的、特别是有可能对科学自身和社会生活诸领域发生熏大影响的成果, 则要经受反复严格的评价。这对于促进科学理论本身的形成与确立, 对于把科学成果从个人认识转化为科学共同体所能接受的共同认识（从而纳入人类知识体系）, 对于坚持科学的统一规范、维护科学的独立性和尊严等, 都有重要的意义。

什么是科学理论的评价？从认识论角度讲, 科学理论评价实质上是在科学认识活动基础上展开的二次认识活动, 这种认识活动与科学研究中的认识活动相比, 其结构、内容、目的和手段都有重要不同。在评价活动中, 认识客体不再是客观存在的物质世界, 而是表现为观念形态的科学认识成果；认识主体已不再是以科学理论创造者身份出现的评价主体, 而是以鉴定人或审核人的资格出现的评价主体；主、客体间的相互作用, 不再是主体对客观事物或过程的变革和干扰, 而是主体对以理论为单元的评价对象的衡量、对比和判定。衡量、

对比的月的在于作出科学理论是否为真及其程度的判定。在这里, 选择什么样的标准作为评价科学理论的尺度和框架, 就显得十分重要了。

对于评价科学理论到底要不要建立明确的标准以及有没有可能建立人们公认的共同标准的问题, 存在分歧和争论, 但是, 不论从理论上还是从评价实践上看, 这些问题是不能回避的。

我们认为, 建立某种明确的、能为科学共同体所公认的基本评价标准是十分必要的, 这主要基于如下一些情况。

第一、在科学活动中, 不同的科学家往往以不同的标准和方式来评价科学理论, 从而使评价结果有很大的偶然性和片面性, 而且在一定程度上影响了评价的客观性。之所以如此, 与评价主体评价科学认识的目的、对理论这一概念本身的理解和他们的价值观念的不同有直接关系[1]。首先, 理论评价的目的到底是为了确定科学认识的真理性程度, 还是为了估价理论的应用前景和效用？是为了判断其解释反常事件的能力, 还是衡量它们预见新事实的程度？是为了满足某种好奇心和审美的需要, 还是为了把科学研究推向前进？抱有不同的评价目的, 其结果也将相差悬殊。其次, 把理论本身究竟是看成一种整理资料的认识构架, 还是对客观世界本质和规律的概括与抽象？是一组关于对象的全称陈述, 还是对感性材料的简单归纳？是解释科学事实的手段, 还是预测新事实的工具？对这些问题的不同看法, 将使评价主体往往注意科学理论的某一方面的质, 而忽略其他方面的质。最后, 由于评价主体个人成长的社会、文化环境及其自身的知识结构、科学素养、心理素质、道德水准等因素导致他们所持的价值观念有很大差异。再加之作为评价主体的科学家之隶属学派及其学术观点的根本不同或大相径庭, 也会使他们对同一个特定的科学理论作出全然不同的评价。

第二、影响对科学理论作出客观评价的, 还有科学外部的某些因素, 如社会、政治、科技政策、宗教势力影响、民族矛盾、以及意识形态领域的斗争等, 都在以各种方式干预着科学理论的评价活动。例如：中世纪欧洲和阿拉伯科学发展前期, 宗教把圣经或古兰经作为评价科学理论的最高准绳, 并因此而把大批科学家送上火刑场。又如：李森科之流一度在苏联科学界横行,自然科学被贴上阶级的标签, 大批正直科学家受到人身攻击、政治指控和残酷迫害。

总之, 用形形色色非科学的和反科学的标准来评价科学理论, 不仅谈不上评价的客观性,而且将在不同程度上阻碍科学认识的形成和发展以至葬送科学本身。由此可见, 在科学界内

部制定一系列明确的、逻辑化的、科学的评价标准是科学理论评价活动以至科学为维护自身生存与发展的权利所必需的。

科学理论评价作为一种二级认识, 其实质在午通过对科学理论与诸方面的对比、判定而获得其是否为真及真的程度的认识。这种对比和判定主要在三个方面进行。一是科学理论与实际对比, 即与自然界的客观事物、现象和过程相对照, 以判定该理论与客观实际是否符合及其符合程度大小；二是科学理论与其他认识对比, 即与包括已有科学认识以及经验常识等在内的所有已被公认或确证的认识相对照, 以判定该理论与其他正确认识之间是否相容及其程度；三是一个科学理论自身内部的对比, 也就是在科学理论这个系统整体的诸个要素（概念、定律、中间假说或辅助性假设）之间进行对照, 以判定科学理论本身是否具有简单性、自治性及其程度。而对应于这三方面的对比与判定, 相应地就有可能制定出科学理论评价的几个基本标准。在这里, 真理性问题始终是评价的主线和目标。这也是马克思主义的科学哲学与西方科学哲学在理论评价问题上的根本区别所在。

二、科学理论评价的可检验性标准

一种新的科学思想、科学理论是否具有真理性, 是否能够通过评价而被确认, 其最根本的条件之一在于它是否具有可检验性。所谓理论的可检验性, 就是指从科学理论中演绎推导出的命题能够为实践新检验。换句话说, 就是理论要具有检验蕴涵。如果从理论中导出的任何命题都不能被检验, 那么这种理论就根本没有检验蕴涵。不可检验的理论或假说是不可取的。如果将本来就有限的人力、物力、财力和时间大量地花在检验这些假设上, 将不是鼓励、促进科学的发展, 而是阻碍科学的发展。当然在鉴别伪科学、非科学方面要极为慎重, 不要重犯以意识形态和哲学原理作为检验标准的错误。

以往的科学家和科学哲学家认为, 从理论中推导出的检验蕴涵如果同实验检验结果（即证据）一致, 就证明该理论为真, 反之, 则为假。然而在事实上由于技术上的困难, 并非所有理论的检验内涵都立即能实现这种检验, 甚至有时要等待很久。尤其在现代科学理论中, 基本概念和基本关系离直接可观察的经验世界越来越远, 因而, 不仅从科学理论的推论向经验上可检验的命题转变的中间逻辑链条愈来愈加漫长, 而且在实践上、技术上检验它们也愈来愈加困难了。比如, 对广义相对论的三个重要推论的验证, 大约费时五、六十年, 而另外两个推论（引力波和黑洞的存在）则至今未得到验证。

科学史和人类认识史都告诉我们, 对现实中的可检验性不能做简单、机械的理解。具体地说, 在科学理论评价中, 不能把与个别事实是否相符合作为判定理论真伪的决定性因素。列宁说：“在社会现象方面, 没有比胡乱抽出一些个别事实和玩弄实例更普遍更站不住脚的方法了”[2]。对于自然现象的研究也不例外。因为作为观察、实验结果的事实是一个单称陈述, 而理论则是全称陈述, 它包括并超越了无限个单称陈述的总和, 因此, 不管有多少次观察、实验结果与理论的推断一致, 也不能认为这个理论完全为真, 何况经验事实也是易错的。而且人们很难找到一种没有渗透着理论的, 或没受到某种未经审查的原理“污染”的中性事实, 比如在哥白尼时代, 托勒密理论在大多数情况下同人们对天体的观察相一致, 然而正如伽里略后来所揭示的, 这些观察无不受到运动绝对性原理的“污染”, 因而并不能由此作出地心体系为真的评价。

反之, 如果理论同某些实验事实相矛盾, 也不能仓促作出对理论的否定评价。爱因斯坦非常重视经验事实是众周知的。但他从不盲目服从事实。1906年德国物理学家考夫曼在他关于高速电子的质量与速度相互关系实验的基础上宣布, 他的实验结果支持了刚性球电一子论, 而同洛伦兹和爱因斯坦关于电子直径在运动方向上随速度增加而收缩的结论不相容。这使一些老科学家产生动摇或失望, 而爱因斯坦却认为, 这种不相容“究竟是存在着未料到的系统误差,还是相对论的基础与事实不符, 只有在掌握了大量的各种材料以后, 才能作出肯定的判断。”果不出爱因斯坦所料, 事隔10年之后, 两位法国物理学家指出了考夫曼实验装置的毛病。

鉴于事实与被检验的新科学理论之间的上述复杂关系, 并鉴于对理论的检验是一个历史过程, 因此现在人们一方面愈来愈慎重地把注意力放在定量评价方面, 比如因“确证度”、“确认度”、“支持度”等来衡量科学理论和已获得证据之间的一致程度, 从而确定理论的似真性程度,或者用马克思主义哲学的语言, 就是确定科学理论与它所反映的客观世界之间的符合程度, 即“真理度”；另一方面, 人们把理论的可检验性区分为两种：原则上可检验性和现实的、技术上可达到的可检验性。根据这种划分, 只要是原则上可检验的理论, 即使在目前的技术条件下暂时无法达到现实上的可检验性, 也不应轻易放弃。更不可对新的科学理论立即作出否定评价, 而应竭力寻求从理论转变为经验上可检验命题逻辑可能性。不管某一理论存在何种困难, 只要据以提出这一理论的科学事实未被新的实验推翻, 就不能剥夺其生存权。

三、科学理论评价的相容性标准

评价一种新的科学理论是否为真及其程度, 最可靠的当然是直接与客观现实相比较、相对照。可检验性作为科学理论评价标准, 符合于实践是检验真理的最终标准的认识论原理, 只是须强调：检验必定是一个历史过程。除此之外, 有很多科学理论并不需要人们事事都去亲自检验一番。只要新的理论、发现同人类其他已充分确定的认识, 即原有的科学理论（认识）中的真理性内容不相矛盾, 就应当认为这种新的科学理论得到了间接的证明或检验。诚然, 新的科学发现、科学思想、科学理论之所以“新”, 就在于它必定同原有理论中的基本原理、特别是存在严重困难, 甚至危机的那些原理相冲突。这正是科学认识发展的阶段性、突破性和不连续性的体现。然而, 在整个人类认识史和全部科学发展史中, 与这种不连续性、阶段性、革命性相对的,还有认识的连续性、继承性和相容性。

新的科学理论与已有的公认科学理论的相容与不相容是一种逻辑关系。所谓相容, 就是

指：如果从新理论T2可以推出已有的公认理论T1, , 或者从新理论T2推不出与公认理论T1 相悖的推断, 那么两者就是相容的。在这种情况下, 我们就可作出判定：新理论得到了公认理论的支持。所谓不相容就是指：如果从新理论T2推出了对公认理论T1 的否定, 或者推出了与公认理论相悖的推断, 那么两者就不相容。在这种情况下, 就可以判定：新理论没有得到公认理论的支持。比如：泡利之所以对玻尔关于β衰变的单个过程中存在“能量亏损”的假说持否定评价, 就是基于这一假说与科学中已被公认的能量守恒定律不相容。不过, 在现代科学史上以正直和谦逊著称的玻尔在真理面前很快承认了自己的失误。他在1925年7月为一篇未发表论文写的跋中承认, 他“以在基元过程中放弃严格遵守能量和动量守恒定律为代价, 来建立不用光量子的光现象统一理论, 这种企图不能认为是正确的”[3]。

在评价新的科学理论与公认的传统理论是否相容的问题时, 必须区分开两种情况, 就是

说, 如果两者之间出现不相容, 那么到底是新理论自身的问题, 还是某个公认理论的问题。必须作认真全面的分析和权衡, 而不应武断行事, 具体地说, 应当区别：这种不相容是由于新理论的表述方式（包括其数学形式）与通用的表述方式不相协调所造成, 还是因为新理论从本质上就与一些常识的先入之见根本抵触所致, 如果属于前者, 则应考虑修改或完善新理论的表述方式, 以避免新理论刚一出现就面临一场暴风雨般的敌视, 如果属于后者, 则只好听其自然了。因为往往是一些先入之见可能会堵塞通往解决问题的道路。比如, 亚里士多德关于“重物先落地”的先入之见统治人们思想达一千九百年之久, 直至伽里略运用归谬法提出复合物落体的思想实验之后, 那种公认的传统见解才被否定, 在遇到类似这种例子的情况下, 需要的是创作主体的坚韧不拔和大无畏精神。

这里应强调的是, 搞清什么是所说的公认的、即得到充分确定的科学理论, 非常重要, 因为它是新理论与之对比的对象, 从而也是对新理论真理性程度作出判定的准绳或依据之一。所谓公认的科学理论, 其决定因素在于它必须得到一大批高质量证据的支持, 否则就不可能在很长时期内得到科学界的公认。但是, 事物的辩证法恰恰在于, 证据本身不仅是易错的, 而且是可能发生变化的。如果证据变化了, 原来公认的理论本身就不再成为确定的理论, 因而也就丧失其作为比较对象与准绳的地位。亚里士多德的物理学、托勒密的天文学、伽仑的医学等都经历过这种命运的变迁。

不过, 类似后面这种由于伟大的革命性观念的勃兴而使传统的公认理论面临根本威胁的情况, 在稗学活动中毕竟属于罕见。因此, 在一般情况下, 力图使新理论的整个格调尽量不与通行的观点和方法相抵触是必要的。特别是在新理论初创时, 创作主体还未能为自己的新观念提供更严密的论证和更完善的形式时, 更应当是如此。正如当代著名物理学家G· 霍顿所说：“真理的适应性在于在强有力的竟争中具有最有利的形式和最有说服力的证明”[4]。这是新理论获得生存、发展权利的根本基础所在。鉴于上面分析的几种情况, 人们就不能因为新理论与公认理论的不相容而对新的科学理论轻易作出诸如“革命性的发现”、“科学史上划时代的理论”等过高评价, 而务必做具体分析。

此外, 作为新、旧理论之间继承性的典型, 是物理学中的对应原理。它最初是玻尔提出的关于氢原子理论的一个公理, 大意是：尽管量子理论与经典理论很不相同, 但无论什么形式的址子理论都必定以渐近线的形式与经典理论已确认为适用的该领域的经典电磁学相一致。后来这一原理被扩展为物理学中的一条普遍的方法论原理。苏联著名科学家И·В·库兹涅佐夫把它表述为：“其正确性对于某个具体领域已经确定的理论􀀁 在新的、更加普遍的理诊出现的时候, 不是作为错误的东西被抛弃, 而是作为新理论的极限形式和局部情况, 在从前的领域中保持自己的意义”[5]。对应原理表明, 当新理论接替原有理论时, 不仅具有比原有理论更丰富的检验蕴涵, 而且在原有理论得到充分确定的那个领域中与原有理论相容。无论是牛顿力学相对于它所吸收的伽里略落体定律和刻卜勒三定律, 还是统计力学相对于归并到其中的经典热力学的概念和有关定律, 都属于这种情况。

四、关于逻辑简单性标准

传统的正规教育往往使人产生一种误解, 似乎科学仅仅是探索真理的事业, 而艺术才是追求美的事业, 两者之间没有任何共性和联系。然而, 一旦深入到科学活动的全过程将会发现，科学中也包含着艺术的成分, 这不仅是指在科学研究的思维过程中创作主体自身获得的审美感受, 而且包括在科学评价过程中对科学理论表述上的审美要求。

在科学理论评价中, 对科学理论表述方面的审美要求, 主要是逻辑简单性的要求。在科学史上从毕达哥拉斯起就认为简单性是科学中的一条原理。中世纪唯名论哲学家威廉· 奥康是简单性原则的著名倡导者, 他的“ 如无必要, 勿增实体” 的格言被称为“ 奥康剃刀” , 它不仅对哲学自身的进步, 而且对后来近代科学的复兴均有不容忽视的作用。

把逻辑简单性作为建立新的理论或理论体系时应该遵循的原则（并成为其评价理论的两大标准之一）, 是爱因斯坦反复重申的科学认识论和方法论的重要思想。

什么是逻辑简单性呢？我们认为,“逻辑简单性”原则所涉及的不是理论与经验的关系问题, 而是对理论内部体系结构的一种要求。所谓简单性, 不是指学生在精通这一体系时产生的困难最小, 而是指构成理论体系基础的独立的逻辑元素即“彼此独立的假设或公理最少”[6]。例如, 爱因斯坦用一般坐标系的概念取代惯性坐标系与非惯性坐标系。用坐标变换的广义协变性取代惯性系之间的洛伦兹不变性, 这就既扩大了独立的逻辑元素（如惯性系） 的概念外延，又减少了独立逻辑元素（如惯性系与非惯性系）的个数, 从而把一切概念和一切相互关系都归结为少数几个基本概念和公理。同时, 这样做还消除了满足相对性原理的惯性系与不满足相对性原理的非惯性系之间的不对称和不统一现象。爱因斯坦在建立相对论过程中的这种努力, 也向我们表明了：理论体系基础中在逻辑上“简单性”与理论体系在结构上的“和谐性”、“统一性”是一致的, 无论是简单、对称、统一、和谐, 都是科学美的体现。它与艺术美所不同的是,它主要地不是一种从感性的形象上体验到的美, 而是从理性上和逻辑上来把握的美, 逻辑简单性作为科学中的理性美固然只有科学家才能体验到, 但它毕竟表明科学与艺术是相通的, 正因如此, 一位杰出的理论科学家, 必定是一位科学的艺术家。

逻辑简单性作为一条理论评价标准, 固然不是经验上所必须的要求, 也不是逻辑上必然的要求。它之所以重要, 在于它是可检验性标准的必要补充。我们知道, 与爱因斯坦的“ 外部证实” 相当的可检验性是评价科学理论真理性及其程度的最高和最终标准。但是, 如前所述, 这一标准在运用时有很多困难。对科学理论的实践检验过程是一个长期的、复杂的、曲折的历史过程, 然而, 科学研究的思维进程并不能为此而中断, 科学理论的评价活动也不会因之而停顿。所以, 在经过分析、对比而基本确认新理论的可检验性的同时, 还要从理论体系内部结构上去分析、判定它是否处于优化状态, 而这个内部优化的标志之一正是逻辑上是否具有简单、完备、和谐、自恰、对称、统一等特牲。

科学史表明, 当新理论刚刚诞生时, 不用说它与公认科学理论的相容性程度肯定不会高于旧理论, 而且它既不如原有理论得到的证据支持多, 也抵不上旧理论说明的事实多。这就是科学哲学中指出的所谓“库恩亏损”现象, 在这种情况出现时, 逻辑简单性标准对于新理论的选择和评价来说就显得更加重要了。最有说服力的一个例子是, 伽里略和开普勒对哥白尼体系的高度评价, 并选择它作为他们的“研究纲领”。然而, 当时哥白尼理论并未能合理地解释托勒密理论所能解释的许多现象, 相反, 托勒密学说继承者的许多驳难证据, 如塔的论据, 地球飞散论据和飞鸟云彩论据曾使之面临困境。何况, 它同当时公认的亚里士多德物理学多处相悖, 开普勒和伽里略之所以选择了哥白尼体系, 除了看到地心体系的严重困难和失去发展潜力（前途）之外, 一个很重要的原因是基于哥白尼体系的逻辑简单性。正如科学史家丹皮尔评论的, 开普勒“之所以相信哥白尼体系正是由于哥白尼体系具有更大的数学的简单性与和谐的缘故”[7]。科学史证明了伽里略与开普勒的上述选择是何等地合乎理性！

作为科学理论评价标准的逻辑简单性, 当然不是本体论意义上的简单性, 因此它既不等同于客观世界的简单性, 也不是无条件地标志着科学理论的客观真理性, 但是, 逻辑简单性标准并非没有任何客观基础, 正如海森堡同爱因斯坦的一次谈话中所说, 他们两人都相信自然规律的简单性具有一种客观的特征, 它并非只是思维经济的结果, 如果自然界把我们引向极其简单而美丽的数学形式, 即假设、公理等等贯彻一致的体系, 我们就不得不承认这些形式是“真”的,它们“显示出自然界的真正特征”[8], 应该说, 科学理论的逻辑简单性是自然界的和谐、统一和有序性在观念上的反映, 虽然逻辑简单的东西未必都是物理上真实的东西, 但是“ 物理上真实的东西一定是逻辑上简单的东西。也就是说, 它在基础上具有统一性”[9]。总之, 可以肯定地说, 对于正确的科学理论而言, 其逻辑简单性是它的客观真理性的表现之一。

 

(原载《天津师大学报》1988年第3期。录入编辑：哲学中国网)