1、理論創(chuàng)新的經(jīng)歷統(tǒng)一性標(biāo)準(zhǔn)討論摘要科學(xué)理論的經(jīng)歷統(tǒng)一性是理論創(chuàng)新和科學(xué)進(jìn)步的合理標(biāo)準(zhǔn)之一。經(jīng)歷統(tǒng)一性要求理論導(dǎo)出的與觀測(cè)型經(jīng)歷問(wèn)子相符的理論型經(jīng)歷問(wèn)子涉及的異質(zhì)性經(jīng)歷范圍越大越好?？茖W(xué)理論的普遍性可以通過(guò)理論的經(jīng)歷一致性和經(jīng)歷統(tǒng)一性加以定義。與富蘭克林的電流質(zhì)說(shuō)相比，法拉第的電磁學(xué)理論具有更大的經(jīng)歷統(tǒng)一性。關(guān)鍵詞科學(xué)理論經(jīng)歷統(tǒng)一性標(biāo)準(zhǔn)abstrat:theepirialunityfsientifitheriesisneftheratinalriteriafsientifiprgress.theepirialunityisusedtprduetheaxiufepirialrangefthediff

2、erentqualityinvlvethery-typeepialquestinnstallyithbservatin-typeepirialquestinns.theuniversalityfsientifitheryanbedefinedbyepirialnsistenyandepirialunityfsientifitheries.faradaytheryhasreepirialunitypareithfranklinthery.keyrds:sientifitheries;epirialunity;riterin一、經(jīng)歷統(tǒng)一性的定義根據(jù)上述定義和理論比擬的不對(duì)稱性關(guān)系，可以給經(jīng)歷統(tǒng)一性

3、定義如下：在理論t和理論t的時(shí)刻的比擬中，t面臨經(jīng)歷統(tǒng)一性沖突且理論t呈現(xiàn)經(jīng)歷統(tǒng)一性協(xié)調(diào)，或者說(shuō)，理論t的經(jīng)歷統(tǒng)一性協(xié)調(diào)力下降記為ut且理論t的經(jīng)歷統(tǒng)一性協(xié)調(diào)力上升記為ut，當(dāng)且僅當(dāng)，在時(shí)刻，t的經(jīng)歷解子j導(dǎo)出的與觀測(cè)型經(jīng)歷問(wèn)子相符的相符記為理論型經(jīng)歷問(wèn)子記為j涉及種不同的異質(zhì)性經(jīng)歷范圍記為，t的經(jīng)歷解子j導(dǎo)出的與觀測(cè)型經(jīng)歷問(wèn)子相符的理論型經(jīng)歷問(wèn)子記為j涉及n種不同的異質(zhì)性經(jīng)歷范圍記為n，且n0。這里的“異質(zhì)性指實(shí)體、性質(zhì)、構(gòu)造或?qū)哟紊系牟町?。該定義以符號(hào)表示為：ututtjtjnn0二、理論的普遍性與經(jīng)歷統(tǒng)一性人們常常談到理論的普遍性。什么是普遍性？似乎沒(méi)有公認(rèn)的答案。但是，勞丹對(duì)問(wèn)題的普遍

4、性的一種考慮具有啟發(fā)性。勞丹雖然覺(jué)得給問(wèn)題的普遍性下一個(gè)定義很困難，卻給出一種相對(duì)來(lái)說(shuō)比擬簡(jiǎn)單的情況：“假如我們能說(shuō)明，對(duì)任何兩個(gè)問(wèn)題p和p，任何對(duì)p的解答也必定構(gòu)成對(duì)p的解答但不能反過(guò)來(lái)，那么p就比p更普遍，因此也更重要。1(p.35)這個(gè)定義雖然是關(guān)于問(wèn)題的普遍性定義，但可以轉(zhuǎn)譯為理論的普遍性定義：假如有兩個(gè)理論t和t，凡t能解決的問(wèn)題，t都能解決；而t能解決的問(wèn)題，t不能解決，那么我們說(shuō)t比t更普遍。該定義所描繪的情況實(shí)際是經(jīng)歷協(xié)調(diào)力的一個(gè)特例，它牽涉到理論的經(jīng)歷一致性和經(jīng)歷統(tǒng)一性問(wèn)題。首先注意一下經(jīng)歷一致性和經(jīng)歷統(tǒng)一性的區(qū)別。經(jīng)歷一致性的比擬可能在某個(gè)同質(zhì)經(jīng)歷范圍內(nèi)，也可能在異質(zhì)經(jīng)歷范

5、圍內(nèi)，它不關(guān)注經(jīng)歷范圍的數(shù)量，只關(guān)注理論解決的詳細(xì)經(jīng)歷問(wèn)題的數(shù)量。經(jīng)歷一致性較強(qiáng)的理論不一定經(jīng)歷統(tǒng)一性也強(qiáng)，一個(gè)只涉及一種經(jīng)歷范圍的理論可能能解決不少經(jīng)歷問(wèn)題而獲得較強(qiáng)的經(jīng)歷一致性協(xié)調(diào)力。經(jīng)歷一致性較弱的理論不一定經(jīng)歷統(tǒng)一性也弱，一個(gè)理論解決的經(jīng)歷問(wèn)題不多，但可能跨越了不同的異質(zhì)經(jīng)歷范圍。經(jīng)歷一致性和經(jīng)歷統(tǒng)一性是不同質(zhì)的單一協(xié)調(diào)力，對(duì)理論的普遍性可以從經(jīng)歷一致性和經(jīng)歷統(tǒng)一性兩方面加以分析。理論的普遍性不僅牽涉理論解題的數(shù)量，還牽涉理論的解題范圍。按照經(jīng)歷一致性的定義，t的經(jīng)歷一致性總比t強(qiáng)itit，因?yàn)榍罢呖偙群笳呓鉀Q更多的問(wèn)題；而按照經(jīng)歷統(tǒng)一性的定義，可以斷定，t在經(jīng)歷統(tǒng)一性上不弱于tutu

6、t，因?yàn)樵趦蓚€(gè)理論t和t在解題范圍上不是存在著同一關(guān)系，從而形成同質(zhì)性經(jīng)歷范圍，就是存在著包含和被包含的關(guān)系，從而形成異質(zhì)性經(jīng)歷范圍。因此，理論t比t更普遍意味著t的經(jīng)歷一致性大于t，并且t的經(jīng)歷統(tǒng)一性大于或等于t。反過(guò)來(lái)也一樣，假如t的經(jīng)歷一致性大于t，并且t的經(jīng)歷統(tǒng)一性大于或等于t，那么也可以說(shuō)t比t更普遍。這樣可以給出理論的普遍性的定義：t比t更普遍dfititutut我們說(shuō)行星運(yùn)行規(guī)律的理論比火星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理論更普遍，這是因?yàn)榍罢弑群笳咴诮?jīng)歷一致性和經(jīng)歷統(tǒng)一性方面都更強(qiáng)；我們說(shuō)電磁學(xué)理論比電學(xué)理論或磁學(xué)理論更普遍，也是基于同樣的道理。凡普遍性的理論都是復(fù)合理論，而不是集合理論。復(fù)合理論

7、內(nèi)部的解子在邏輯上是互相關(guān)聯(lián)的，而集合理論內(nèi)部的解子在邏輯上互相獨(dú)立。為什么“凡牛皆食草、“凡鱷魚(yú)皆皮厚和“凡烏鴉皆黑的合取不能構(gòu)成一個(gè)普遍性的動(dòng)物學(xué)理論呢？為什么牛頓公理同玻姆-巴維克的?資本和利息?中的那些公理的合取不能構(gòu)成一個(gè)更普遍性的理論呢？這是因?yàn)檫@些作為解子的陳述或公理在邏輯上互相獨(dú)立，雖然其合取構(gòu)成了更大的集合理論，但不具有普遍性。集合理論比其內(nèi)部的小理論可以解決更多的問(wèn)題，具有更大的經(jīng)歷一致性，但不具有更大的經(jīng)歷統(tǒng)一性。經(jīng)歷統(tǒng)一性不完全由異質(zhì)性經(jīng)歷范圍決定，異質(zhì)性經(jīng)歷范圍的大小不完全決定經(jīng)歷統(tǒng)一性的大校經(jīng)歷統(tǒng)一性還要求理論的解子之間具有邏輯上的推導(dǎo)關(guān)系。與物理學(xué)理論相比，生物學(xué)

8、理論的經(jīng)歷統(tǒng)一性在總體上要差得多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我們目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的自然界的有機(jī)化合物多達(dá)1000余萬(wàn)種，但是，從理論上看，這些有機(jī)化合物的概念仍然是互相獨(dú)立的，彼此之間沒(méi)有邏輯上的推導(dǎo)關(guān)系，即它們不能從一些根本的概念或規(guī)律推導(dǎo)出來(lái)。而物理學(xué)那么不同，在物理學(xué)中，眾多的物理現(xiàn)象往往從少數(shù)物理學(xué)概念或規(guī)律中推導(dǎo)出來(lái)。普遍性強(qiáng)的理論也具有更大的經(jīng)歷一致性，意味著可以解決更多的經(jīng)歷問(wèn)題。統(tǒng)一性強(qiáng)的理論并不意味著可以解決更多的經(jīng)歷問(wèn)題，它只說(shuō)明理論所解決的經(jīng)歷問(wèn)題的異質(zhì)性范圍擴(kuò)大了。假定有理論t和理論t，t所解決的經(jīng)歷問(wèn)題的異質(zhì)性范圍為1、2、3，t所解決的經(jīng)歷問(wèn)題的異質(zhì)性范圍為1、2，那么說(shuō)明t比t在經(jīng)歷上

9、更統(tǒng)一，但這并不說(shuō)明t比t解決了更多的問(wèn)題。有這種可能性，t在1、2、3內(nèi)各解決1個(gè)經(jīng)歷問(wèn)題，而t在1、2內(nèi)各解決2個(gè)經(jīng)歷問(wèn)題，在此種情況下，雖然t比t更統(tǒng)一，但t比t少解決了1個(gè)經(jīng)歷問(wèn)題。牛頓力學(xué)試圖解決光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、聲學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等異質(zhì)性經(jīng)歷范圍內(nèi)的現(xiàn)象，但不可能解決這些范圍內(nèi)的所有現(xiàn)象。實(shí)際上，總是沒(méi)有任何理論可以在擴(kuò)大異質(zhì)性經(jīng)歷范圍的同時(shí)解決其中的所有詳細(xì)經(jīng)歷問(wèn)題。這就為產(chǎn)生其他研究綱領(lǐng)，如量子理論的綱領(lǐng)提供了合理的條件。因此，庫(kù)恩損失現(xiàn)象并不可怕?？茖W(xué)革命有得有失，但這不能說(shuō)明革命前后的理論在內(nèi)容上無(wú)法比擬?？茖W(xué)革命可能導(dǎo)致理論的經(jīng)歷一致性下降，但不可能在協(xié)調(diào)力的所有方面都

10、下降，否那么就談不上革命，因?yàn)榭茖W(xué)革命是理論綜合協(xié)調(diào)力在短期內(nèi)的迅速上升。庫(kù)恩損失引起了一些擔(dān)憂。沃金斯jhnatkins，1924-只成認(rèn)有理論內(nèi)容的損失，不成認(rèn)有經(jīng)歷內(nèi)容的損失。在他看來(lái)，盡管理論t推不出理論t的所有經(jīng)歷推斷，但t“損失的經(jīng)歷推斷可由t收獲的對(duì)應(yīng)推斷來(lái)彌補(bǔ)，所以仍然可以得出結(jié)論：t的經(jīng)歷內(nèi)容大于t的經(jīng)歷內(nèi)容。其實(shí)，這只是一種可能的情況，t的經(jīng)歷內(nèi)容還可能小于或等于t的經(jīng)歷內(nèi)容。即使出現(xiàn)這種情況，也不能肯定t不是一種革命性的結(jié)果。費(fèi)耶阿本德也想掩飾庫(kù)恩損失，他提供了一個(gè)論據(jù)，說(shuō)明新理論的支持者可以不把新理論與其歷史前驅(qū)相比擬，而是與其歷史前驅(qū)的子理論相比擬，從而保證新理論有更

11、多的經(jīng)歷內(nèi)容。例如，不把哥白尼理論與其歷史前驅(qū)亞里士多德地心宇宙學(xué)相比擬，而是與它的子理論托勒密天文學(xué)相比擬，從而保證哥白尼理論的經(jīng)歷內(nèi)容不但沒(méi)有損失還增加了。實(shí)際上，即便把哥白尼天文學(xué)與托勒密天文學(xué)相比擬，也存在庫(kù)恩損失現(xiàn)象。過(guò)于看重理論經(jīng)歷內(nèi)容的損失是沒(méi)有必要的。沃金斯對(duì)庫(kù)恩損失的擔(dān)憂源于他的統(tǒng)一性概念。他的統(tǒng)一性基于對(duì)理論的有機(jī)增殖要求。該要求的根本思想是，假如t是一個(gè)真正的理論，那么不管我們?cè)鯓臃指钇涔?，我們都?huì)發(fā)現(xiàn)整個(gè)t具有的可檢驗(yàn)的內(nèi)容多于其局部可檢驗(yàn)內(nèi)容之和。即，假如對(duì)于t的任何分割t和t，我們總有t(t)t(t)t(t)，那么t是一個(gè)統(tǒng)一的理論。按照這一定義，庫(kù)恩損失會(huì)成為統(tǒng)

12、一性追求的絆腳石，因?yàn)樵谶@里統(tǒng)一性依賴對(duì)理論的可檢驗(yàn)內(nèi)容的大小的比擬。按照協(xié)調(diào)論的觀點(diǎn)，庫(kù)恩損失并不阻礙我們對(duì)經(jīng)歷統(tǒng)一性和經(jīng)歷一致性的追求。新理論不一定可以解決舊理論的所有問(wèn)題，但是新理論總能解決一些舊理論不能解決的問(wèn)題。經(jīng)歷一致性是對(duì)不同理論解題的數(shù)目的比擬，經(jīng)歷統(tǒng)一性是對(duì)不同理論解題所涉及的異質(zhì)經(jīng)歷范圍的數(shù)目的比擬。因此，即使存在庫(kù)恩損失，我們?nèi)匀豢赡艿玫揭粋€(gè)普遍性的理論。當(dāng)然，沃金斯的這個(gè)統(tǒng)一性概念將諸如牛、鱷魚(yú)和烏鴉組成的不能有機(jī)增值的集合理論排除了，而強(qiáng)調(diào)了公理化對(duì)建立統(tǒng)一理論的重要性。公理化預(yù)示著，一個(gè)統(tǒng)一的理論，其內(nèi)局部立的理論越少越好，其內(nèi)部的輔助假設(shè)的經(jīng)歷內(nèi)容越少越好，其整體

13、上的經(jīng)歷內(nèi)容越多越好。不過(guò)，沃金斯的統(tǒng)一性概念是概念層面上的，它牽涉公理化，而且其理論推導(dǎo)的經(jīng)歷內(nèi)容，即理論型經(jīng)歷問(wèn)子并沒(méi)有與觀測(cè)型經(jīng)歷問(wèn)子相比擬。在18世紀(jì)，人們?cè)噲D弄清地上的電瓶放電與天上的雷電這兩種異質(zhì)經(jīng)歷現(xiàn)象之間是否服從同樣的物理學(xué)定律。美國(guó)費(fèi)拉德?tīng)柗苼喌谋窘苊鞲惶m克林(b.franklin,1706-1790)在1752年進(jìn)展了一個(gè)著名的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)，將雷雨云層中的電荷搜集到萊頓瓶里，證明這種電荷同起電機(jī)所產(chǎn)生的電荷有同樣的效應(yīng)。在風(fēng)箏主桿的頂端裝上一根很尖的鐵絲，約比風(fēng)箏的木架高出一呎余。在麻繩的下端與手接近之處系上一根絲帶，絲帶與麻繩連接之處可系一把鑰匙。當(dāng)雷雨要來(lái)的時(shí)候，把風(fēng)箏放出

14、，執(zhí)繩的人必須站在門(mén)或窗內(nèi)，或在什么遮蔽下，免使絲帶潮濕；同時(shí)須注意不讓麻繩碰到門(mén)或窗的格子。雷雨一經(jīng)過(guò)風(fēng)箏的上空，尖的鐵絲就可從雷云吸引電火，使風(fēng)箏和整根麻繩帶電，麻繩另一端的纖維都向四周張開(kāi)，假設(shè)將手指接近，就會(huì)被其吸引。當(dāng)風(fēng)箏和麻繩都被雨濕，而能自由傳導(dǎo)電火時(shí)，你假設(shè)將手指接近，便會(huì)看見(jiàn)大量的電由鑰匙流出。從這把鑰匙那里可以給小瓶蓄電；由此得來(lái)的電火可使酒精燃燒，并用來(lái)進(jìn)展別的有關(guān)電的實(shí)驗(yàn)；而這些實(shí)驗(yàn)平常是靠摩擦小球或小管來(lái)做的，這樣就完全證明這種電的物質(zhì)和天空的閃電是一樣的。2(p.289)到19世紀(jì)，人們更加注意電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象所代表的兩種異質(zhì)經(jīng)歷范圍之間的內(nèi)在聯(lián)絡(luò)。1820年，德國(guó)物

15、理學(xué)家?jiàn)W斯特公布了一項(xiàng)震動(dòng)物理學(xué)界的發(fā)現(xiàn)：假如用一根白金絲把伏打電池的兩極連起來(lái)，并讓導(dǎo)線通電，旁邊的小磁針就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，并在垂直于導(dǎo)線的方向上停下來(lái)。假如把伏打電池轉(zhuǎn)動(dòng)180，磁針也會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)180。這一發(fā)現(xiàn)說(shuō)明了電流具有磁效應(yīng)。1831年，英國(guó)電學(xué)家與化學(xué)家邁克爾法拉第(.faraday，1791-1867)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一個(gè)金屬線圈中的電流強(qiáng)弱發(fā)生變化時(shí)，能在一個(gè)鄰近的線圈中感應(yīng)出一個(gè)瞬時(shí)電流。假如將通有恒定電流的線圈(或用一個(gè)永久磁鐵)在第二個(gè)線圈附近挪動(dòng)，也會(huì)產(chǎn)生同樣的效應(yīng)。這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象證明一個(gè)電流可以產(chǎn)生另一個(gè)電流，并把機(jī)械運(yùn)動(dòng)、磁同電流的產(chǎn)生聯(lián)絡(luò)起來(lái)。1831年11月24日，法拉第向皇

16、家學(xué)會(huì)描繪了這次實(shí)驗(yàn)：把一根203呎長(zhǎng)的銅絲纏在一個(gè)大木塊上，再把一根長(zhǎng)203呎的同樣的銅絲纏繞在前一線圈每轉(zhuǎn)的中間，兩線間用絕緣線隔開(kāi)，不讓金屬有一點(diǎn)接觸。一根螺旋線上連接有一個(gè)電流計(jì)，另一根螺旋線那么連接在一套電池組上，這電池組有100對(duì)極版，每版四時(shí)見(jiàn)方，而且是用雙層銅版制造的，充分地充了電。當(dāng)電路剛接通時(shí)，電流計(jì)上發(fā)生突然的極微小的效應(yīng)；當(dāng)電路忽斷的時(shí)候，也發(fā)生同樣的微弱效應(yīng)。但當(dāng)伏特電流不斷地通過(guò)一根螺旋線時(shí)，電流計(jì)上沒(méi)有什么表現(xiàn)，而在另一螺旋線上也沒(méi)有類(lèi)似感應(yīng)的效應(yīng)，雖然整個(gè)螺旋線的發(fā)熱以及碳極上的放電，證明電池組的活動(dòng)力是很大的。用120對(duì)極版的電池組來(lái)重做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，也未發(fā)現(xiàn)有別

17、的效應(yīng)，但從這兩次實(shí)驗(yàn)，我們查明了一個(gè)事實(shí)：當(dāng)電路忽通時(shí)，電流計(jì)指針的微小偏轉(zhuǎn)常循一個(gè)方向，而當(dāng)電路忽斷時(shí)，同樣的微小偏轉(zhuǎn)那么循另一方向。到如今為止，我用磁石所得的結(jié)果，使我相信通過(guò)一根導(dǎo)線的電池電流，實(shí)際上在另一導(dǎo)線上因感應(yīng)而產(chǎn)生了同樣的電流，但它只出現(xiàn)于一瞬間。它更帶有普通來(lái)頓瓶的電震產(chǎn)生的電浪的性質(zhì)，而不象從伏特電池組而來(lái)的電流；所以它能使一根鋼針磁化，而很難影響電流計(jì)。這個(gè)預(yù)期的結(jié)果竟得到了證明。因?yàn)橛美p繞在玻璃管上的中空的小螺旋線來(lái)代替電流計(jì)，又在這個(gè)螺旋線里安裝一根鋼針，再如前把感應(yīng)線圈和電池組連接起來(lái)，在電路未斷以前將鋼針取出，我們發(fā)現(xiàn)它已經(jīng)磁化了。如先通了電，然后再把一根不曾磁化的鋼針安放在小螺旋線內(nèi)，最后再把電路切斷，我們發(fā)現(xiàn)鋼針的磁化度外表上和以前一樣，但是它的兩極卻與以前相反。3(p.308-309)假如把法拉第的電磁學(xué)理論與富蘭克林的電流質(zhì)說(shuō)相比，并且將電流質(zhì)說(shuō)的與觀測(cè)型經(jīng)歷問(wèn)子相符的異質(zhì)經(jīng)歷范圍的數(shù)量看成1電，那么法拉第的電磁學(xué)理論的與觀測(cè)型經(jīng)歷問(wèn)子相符的異質(zhì)經(jīng)歷范圍的數(shù)量那么為2電與磁；假如將電流質(zhì)說(shuō)的與觀測(cè)型經(jīng)歷問(wèn)子相符的異質(zhì)經(jīng)歷范圍的數(shù)量看成2地上