达尔文主义对当代科学哲学的挑战的论文_科技哲学论文

达尔文主义对当代科学哲学的挑战

　　自从达尔文的伟大著作《物种起源》发表以来，对达尔文主义的批评和指责一直没有停止过。然而，达尔文的进化思想实际上已经为世界上大多数人所接受，而且达尔文主义的影响远不止于生物学界。由达尔文和华莱士（alfred russel wallace）开创的达尔文主义给整个人类社会和全世界的学术界带来了巨大的冲击。它挑战了宗教领域和科学领域的传统观念，其影响至今仍然余波未息。虽然《物种起源》的出版早在科学哲学昌盛之前，但由于当代科学哲学家们始终以物理学为科学的典范，其讨论中有意无意地以物理理论代表科学理论，导致实际上达尔文主义①在许多方面对当代科学哲学也形成了挑战。本文试图深入讨论这些挑战，以期引发思考。
　　
　　一
　　在讨论之前先对要讨论的达尔文主义做一个界定。本文所讨论的达尔文主义指的是达尔文创立的以自然选择为中心的生物进化理论，即通常所指的达尔文进化论。本文着重讨论达尔文主义对当代科学哲学的挑战，而不讨论达尔文主义自身自《物种起源》发表之后的各种发展（如基因进化论和综合进化论）。因为笔者认为尽管有后来的发展，但是达尔文主义的理论核心：生存竞争、自然选择、适者生存没有改变，否则就不是达尔文主义的学说。
　　科学哲学是对科学的哲学思考。对于科学哲学来说，什么是科学的问题即科学的划界问题，是科学哲学的首要问题。要讨论科学就必须把科学和其他不是科学的知识区分开来。因此科学哲学的基础是建立在科学知识和其他知本文由论文联盟http://收集整理识的区分之上的。wWW.11665.CoM科学哲学以科学知识而不是一般知识为自己的研究对象，因为许多科学哲学家认为科学知识不同于一般知识。以一般知识及认识方法为研究对象的哲学就是认识论，而以科学知识为研究对象的哲学则是科学哲学。认识论古已有之，最早见于古希腊时期。而科学哲学则是现代的事，是自科学从自然哲学中分离出来，获得自己独立地位时开始的。江天骥认为，先有独立的科学，然后才有作为独立学科的科学哲学[1]（p90）②。
　　当代科学哲学家非常重视科学划界问题。逻辑经验主义拒斥形而上学，努力把科学和形而上学、非科学区分开来。但由于划界的困难，他们提出的科学划界标准经历了一个由强到弱的变化。首先石里克提出了可证实性原则（principle of verifiability）。在他看来，科学和形而上学、非科学的区别，在于科学知识的“可证实性”。他说：“自然科学的全部任务只是持续不断地不屈不挠地检验其命题的正确性，这些检验后的命题发展成越来越确定的假说。这样，假说建立于其上的假设同时也在自然科学领域本身得到证实。”[2]（p451）鉴于实验证实在操作上有时受到历史条件的限制，石里克在此说的是逻辑的可证实性。即科学理论之所以为科学，在于逻辑上存在某种方法可以证实它。所以石里克认为“陈述一个句子的意义，就等于陈述使用这个句子的规则，这也就是陈述证实（或否证）这个句子的方式。一个命题的意义就是证实它的方法”[3]（p39）。当然对于达尔文主义理论，人们无法找到某种方法来证实自然选择如何使生物定向发展，从而产生新的物种。因此,以石里克的标准，显然达尔文主义不能算科学。
　　卡尔纳普早期赞同石里克的可证实性原则。在他看来，科学理论是概念和陈述的逻辑的结合。科学理论必须具有严密的逻辑结构，并建立在可以经验证实的观察陈述的基础上。达不到这种标准的就是非科学，就是应该拒斥的形而上学。按照这种观点，达尔文主义的进化论也算不上科学，因为它不是严格的逻辑体系，也不是建立在可证实的观察陈述之上的。它不是严格意义上的经验主义的。它不是像传统观念中的科学那样，先有许多经验观察事实，然后在归纳基础上得出结论。它的自然选择[4]（p95）达尔文把有利的个体差异和变异的保存及有害变异的毁灭称为“自然选择”或“最适者生存”。）没有严格意义的观察事实为基础，达尔文能够作为佐证的只是家养生物的变异。他根据家养生物变异的人工选择和自然界的生存斗争，用类比的方式猜测出自然选择。他这样写道，“人类把个体差异按照任何既定的方向积累起来，就能使家养的动物和植物产生巨大的结果，同样地，自然选择也能够这样做，而且容易得多，因为它有不可比拟的长久期间去发生作用。”[4]（p97）后来，卡尔纳普把证实问题改为确证问题,把“可证实原则”弱化为“可确证原则”（principle of confirmability）[3]（p69-70），因为他发现“可证实原则”过分简单化，导致科学语言受到限制，这样不仅排除了形而上学语句，甚至把某些有事实意义的科学语句也排除在外。之后他又把此标准进一步弱化为“可检验原则”(principle of testability)。他提出，只要观察陈述能对某一科学语句的检验方向做出肯定或否定的回答，就可认为该语句是可检验的。那么按照逻辑规则建立在该语句上的理论就是科学的。然而达尔文主义的进化论既不能推演出可供检验的观察陈述，也不能推出检验自然选择的方向。因此按照卡尔纳普的“可确证原则”或“可检验原则”，以自然选择为中心的达尔文主义仍然不是科学。
　　面对卡尔纳普的标准遇到的种种困难，亨普尔把对单个陈述的检验扩展为对整个理论的检验。而且他把卡尔纳普的单一的检验标准加以发展，提出了多元的检验理论标准：（1）理论表述的清晰性和精确性；（2）说明和预言经验现象的能力；（3）形式上的简单性；（4）理论被经验验证的程度[5]（p19）。那么，在许多生物学家和科学哲学家眼里，达尔文主义的自然选择没有精确的机制说明自然如何在变异中进行选择，也无法通过自然选择预言某个物种进化的方向，而且也无法被经验验证。即使它能说是有一定的简单性，但不能满足亨普尔标准的（1）（2）和（4）的要求，也难以被视为科学。
　　波普尔不赞同逻辑经验主义的科学的静态模式。他认为科学的发展是动态的。而且他认为逻辑经验主义用证实原则来区分科学与非科学是不可靠的，因为完全归纳是达不到的，从而证实是不可能的。但是他认为证伪是可能的，从而提出区分科学与非科学的界限是看一理论能不能被证伪。理论上能被证伪的就是科学，否则就是非科学和形而上学。然而达尔文主义的理论，既不能如上所说地推导出可供检验证实的生物进化预言，也不能推导出可供检验证伪的进化陈述。在波普尔看来，达尔文主义既不可能被经验证实，也不可能被经验证伪。所以他认为达尔文主义不是科学，而是形而上学的研究纲领。它属于思辨的形而上学领域，但是它是有意义的，它可以指导人们进行生物学研究。而且人们在此研究纲领的指引下，在生物学研究中取得了许多重要成果，但是达尔文主义本身不是科学[6](p302-303）。

　　库恩既不同意逻辑经验主义关于科学的界定，也不同意波普尔对科学的看法。他认为科学史所提供的事实完全不同于前面两种观点描述的科学。科学是动态发展的，但既不是通过知识不断积累而进步，也不是通过理论不断证实或证伪而进步。他根据科学史，把科学分成前科学、常规科学和科学革命阶段。在前科学阶段，许多范式或研究传统进行竞争，互不相让。经过竞争，某个范式占了上风，成为主流的为大家所接受的范式，这时科学就进入常规科学阶段。实际上在库恩那里，所谓的科学就是常规科学[7]（p270）。在常规科学阶段，人们不再置疑所信奉的范式，而是根据范式去扩大范式所能解释说明的范围，即库恩所说的“解难题”，去把危及人们对范式信任的“反常”纳入范式能解释的范围，即消除反常。然后随着不能消除的反常越来越多，科学就进入了危机阶段。这时就又会出现许多竞争的范式，最后某个范式对以前常规科学中的范式取而代之，这就是科学革命。然后人们又在新的范式下开始了新的“解难题”。在库恩看来，范式的更替不是由于后一范式比前一范式更好更合理，而是因为拥护后一范式的人逐渐增多，赞成前一范式的人逐渐减少，因为库恩认为范式是不可通约的。库恩没有提出什么科学划界标准。他的理论的相对主义倾向，本身就淡化了科学划界问题。因此按照库恩的观点来看，似乎达尔文主义能够算科学。但是细想一下，达尔文主义从它诞生那天起，就遇到了无法克服的困难——即库恩所说的反常。这就是达尔文在他的《物种起源》中所说的理论的难点——过渡变种的不存在。无论在考古发现的地质纪录中，还是在活生生的自然界里，人们看到的都是泾渭分明的物种，而没有看到亲缘密切的过渡类型。达尔文在该书中诚实地写道：“有些难点是这样的严重，以致今日我回想到它们时还不免有些踌躇。”[4]（p184）所以，虽然达尔文的进化论已为学界广泛接受，但是它无法纳入库恩的常规科学范畴。如果我们把自然选择理论看成库恩所说的范式，已为大多数人相信，但是无法用它来克服反常——解生物进化上的难题。所以按照库恩的标准，达尔文主义也不是科学。
　　费耶阿本德取消了科学与非科学的区别。他认为科学和非科学、科学和宗教、科学和神话之间并没有绝对普遍的界限。科学只是人类的许多思想形态之一，并非天生就是优越的。正如国家要和教会分离，国家也应该和科学分离。科学就是宗教机构，而且是最新、最富有侵略性、最教条的。在他看来，科学并不比其他思想形态更好。科学只所以拥有现在的优越地位，是由于近代它战胜了其他对手。他认为科学与非科学的分离是人为的，不利于知识的进步[8]（p271-286）。因此费耶阿本德消解了达尔文主义是不是科学这个问题。有趣的是，他也消解了科学哲学——当然也包括他自己的理论。他说：“像科学哲学这样的假冒学科从科学的兴旺获得好处，却没有作出一项发现。”[8]（p278）
　　在费耶阿本德之后，劳丹、法因和罗蒂以及后来的科学知识社会学的社会建构论者都坚持消解科学与非科学的划界问题，都不涉及达尔文主义是否科学的问题，在此不再赘述。此后有萨伽德（p.thagard）、邦格（m.bunge）、伽德纳（m.gardner）、d.拉德纳（d.radner）和m.拉德纳(m.radner)等重新探讨划界问题，但都没有解决上面讨论的问题[8]（p155-169）。
　　尽管达尔文的进化论自它诞生之日起就一直有人反对，但现在已经广泛为科学家和普通大众所接受。如果说达尔文主义学说不是科学，或者说和一般常识没有区别，恐怕难以令人信服。科学哲学中的众多科学划界讨论都没能给予达尔文主义以科学的地位，这只能说明科学哲学中关于科学与非科学、科学和形而上学的划界存在问题。虽然后来有科学哲学家对划界问题的消解。然而，消解并没有真正解决问题。在现实生活中，科学的的确确和非科学特别是伪科学有着天壤之别。而且，以科学为自己研究对象的科学哲学，连科学是什么都说不清楚，势必影响科学哲学自身的尊严和发展。
　　
　　二
　　逻辑经验主义者认为,科学哲学的任务就是要解决科学的认识论问题，说明科学理论和观察事实的关系、逻辑和经验的关系。他们认为认识论也就是方法论。他们要给科学方法以彻底经验的说明[9]（p23-24）。逻辑经验主义者认为科学知识来源于经验，获取科学知识的方法主要是归纳法。根据逻辑经验主义，科学理论应该是一个严密的逻辑系统。科学理论中的语句可以分为观察语言和理论语言。理论语言不能带来新的知识。知识来自经验的观察陈述。科学家根据大量的观察经验通过逻辑归纳出理论，根据逻辑从理论中推演出可供检验的观察陈述——预测。如果检验证实了预测，则理论也被证明为正确的。如果检验否定了预测，则理论就是错误的，被科学家淘汰。科学家可以在原来的观察经验上重新构建理论进行检验。虽然达尔文在他的《物种起源》中记录了许多家养状况下和自然状况下的变异事实，但是达尔文的自然选择理论不是从大量经验事实中归纳总结出来的，而是通过家养动物在人工选择下发生变异的类比提出的。实际上人工选择和自然选择有很大的差别。人工选择是选择者有意识的活动，而自然选择是无意识无目的的。而且人工选择只能根据选择者意愿改进物种，但不能产生新的物种。达尔文主义理论没有自然选择如何发生的观察记录。而且从他的那些记录中也归纳不出自然选择理论。达尔文把马尔萨斯（malthus）的理论推广到整个动物界和植物界，提出生物界普遍存在“生存斗争”，在生存斗争中那些发生了有利变异的生物幸存了下来，而没有发生变异或者发生不利变异者就被淘汰了，这就是自然选择。他把自然选择中适者生存来替代人工选择有益于人类的性状的主观意向。因此不少人包括波普尔认为自然选择和适者生存是同义反复[6]（p302）。在此，达尔文主义实际上是对当代科学哲学中认为知识来源于经验的归纳方法提出了挑战。
　　波普尔不满意逻辑经验主义的归纳法。他认为科学的方法应该是科学家面对各种问题提出各种假说或理论，然后通过观察和实验检验它们。但检验不是归纳证实，因为归纳法是不可靠的。他认为科学发展首先是面对许多问题提出各种猜想，然后对这些猜想进行反驳——证伪，通过证伪获得逼真度高的理论来接近真理。按照波普尔的说法，我们确实可以把达尔文主义看成为通过类比提出的一种假说，但是如上所说，从达尔文主义学说中无法推导出可供观察和实验检验的预测，因此达尔文主义是既不能证实也不能证伪的。波普尔认为不能证伪的理论不是科学。因此波普尔说它是形而上学研究纲领。从另一角度看，达尔文主义实际上也是对波普尔的“猜测-反驳”的科学发现的模式提出了自己的挑战。如果认为达尔文主义是一种猜想，那么它又是无法反驳的。如果我们承认达尔文主义是科学的话，那么波普尔的科学方法就是不合理的，至少是不充分的。当然波普尔的说法遭到了强烈的反对。后来波普尔对自己的态度进行了深刻的反省，他认为达尔文主义得到了孟德尔的遗传理论、突变理论和基因重组理论的支持，但他仍然认为达尔文主义是可以检验但很难检验的[10]（p434-435）。“自然选择理论可以作这样的表述，它决非是同义反复的。在这种情况下，它非但是可以检验的，而且严格地说，它并不是普遍地真的。……并非所有的进化现象都只能用自然选择来解释。然而，在每一特定的场合，它是一个富有挑战性的研究纲领”[10]（p438）。
　　库恩指出,科学史上并没有像波普尔所说的科学通过不断推翻旧理论而增长的发展模式,指出了“前科学-常规科学-科学革命……”的发展模式。他提出在常规科学时期，科学家根据范式来解难题。虽然常规科学不断受到检验，但受检验的只是个别科学家，而不是现行理论[7]（p268）。因此在库恩看来，在常规科学时期，作为共同体赞同的范式是不受挑战和怀疑的。根据库恩的理论，似乎我们可以把达尔文主义看成某种生物学领域的范式，然而虽然达尔文主义在生物学研究中得到了许多发展，但是不少达尔文面对的理论困难——反常依然存在，对达尔文主义的反对也一直没有中断过。虽然自然选择理论为许多人接受，但始终没有达到库恩所说的不受挑战的一统地位。

　　拉卡托斯批判并综合了波普尔和库恩的理论。拉卡托斯认为，波普尔忽视了常规科学阶段，把科学发展说成了“不断革命论”。波普尔的证伪标准忽视了科学理论的韧性。而库恩却过分强调了科学史的非理性因素，把科学发现说成心理学的东西，走向了相对主义。在此基础上他提出了科学研究纲领方法论。他认为，“主张典型的描述重大科学成就的单位不是孤立的假说，而是一个研究纲领。科学决不是试错法、一系列的猜测与反驳。”[11]（p5）拉卡托斯的科学研究纲领由“硬核”、“保护带”和“启发法”组成。他举例说，力学三定律和万有引力定律构成了牛顿研究纲领的“硬核”，有一个巨大的辅助假说“保护带”顽强地保护这一硬核不遭受反驳，而作为“启发法”的是有力的解题手段，它借助数学消化反常，甚至把反常变成支持的证据。在他看来，“牛顿的万有引力理论、爱因斯坦的相对论、量子力学、马克思主义、弗洛伊德主义都是研究纲领，它们各有一个受到顽强保护的独特的硬核，各有自己较为灵活的保护带，并且各有自己精心考虑的解题手段。这些研究纲领在自己发展的任何阶段上，都有未解决的问题和未消化的反常。”[11]（p6）拉卡托斯进一步把研究纲领区分为进步的和退化的。在进步的研究纲领中，理论会导致发现迄今不为人们所知的新颖事实。如牛顿纲领对哈雷彗星的预测、爱因斯坦纲领对光线在引力场的偏转的预言。而在退化的研究纲领中，理论只是为了适应已知事实构造出来的，研究纲领落后于事实[11]（p6-8）。根据拉卡托斯的理论，我们如果把达尔文主义理论理解为研究纲领，把自然选择理论看成纲领的“硬核”，把“生存斗争”看成“保护带”，结果是“保护带”没有办法保护“硬核”，屡屡遭到攻击的是“硬核”——自本文由论文联盟http://收集整理然选择理论。此外，如果我们把达尔文主义看成进步的研究纲领，它又没有预测生物进化方面新颖的事实。如果把它看成退化的研究纲领，它也没有失败的预言，也没有出现反驳它的新的事实。因此拉卡托斯的理论也无法解释达尔文主义。
　　费耶阿本德反对理性地分析和重建科学史，认为科学是无政府主义的事业。他说：“科学定律曾被认为是牢不可破的。科学家发现事实和定律，不断地增加可靠而又确实无疑的知识数量。今天，主要由于穆勒、马赫、玻尔兹曼、杜恒（duhem）和其他人工作的结果，我们认识到，科学不可能提供任何这种保证。科学定律可以修改，往往证明不只局部地不正确，而是纯属虚妄，对根本不存在的实体说三道四。”[12]（p391）费耶阿本德反对理性，而一切科学哲学都是对理性的思考，所以他说“科学哲学已经过时”。费耶阿本德否认存在唯一的规范的科学方法，指出以往科学哲学试图建立一套非历史的普遍的科学方法论是错误的。他提出科学家应该遵循自己的主观愿望，任何方法都行（anything goes），包括诉诸神话和成见的方法[13]（p193-194）。当然，我们承认科学的任何领域中并不存在任何普遍的“放之四海而皆准的”不随历史而变化的普遍方法。但是我们不能否认科学的任何领域都是有自己独特方法的，科学家在科学研究中并非随心所欲。如物理学领域和化学领域就有自己各自不同的方法。正是那些不同的方法形成了科学的不同领域的特点。当然这些方法不是非历史的普遍的，而是随着历史和具体情况发生变化的。历史上的情况往往是科学方法的变化导致了科学中新的发现或者新的理论。显微镜和望远镜的发明，打破了肉眼观察的局限，给科学带来了新的发展，这就是最好的例证。同样，达尔文主义也是有一定的合理方法的。达尔文是通过观察和记录物种之内或者物种之间的相同的和不同的性状，考察生物的遗传和变异，用类比人工选择的方法，提出了他的核心理论——生存斗争和自然选择理论，其中的生存斗争是“马尔萨斯学说在整个动物界和植物界的应用”[4]（p18），而非仅仅是对世界的描述。达尔文主义只是对新的物种产生机制的一种解释。虽然科学家无法用证实的方法来证明达尔文主义。但是它是有其合理方法的，而且其方法是相对稳定的。这也是达尔文主义为绝大多数人所接受的理由之一。达尔文主义理论决不是达尔文本人的随心所欲、信口开河，而是达尔文长期的科学考察、理性思考的结果，是有稳固的科学基础的。因此，费耶阿本德的反对方法或者多元主义方法论也无法完全解释达尔文主义。
　　
　　三
　　众所周知，自然科学分成许多不同的领域，如物理学、化学、生物学等。但是这些学科面对的是同一个自然界。所以逻辑经验主义者试图把这些不同的领域统一到一起形成统一科学。卡尔纳普说：“不能把对象分成各种不同的互不相关的领域，而是只有一个对象领域，因而也只有一种科学。”[14]（p8）因此统一科学也是维也纳学派的主要目标之一。克拉夫特在《维也纳学派》中这样评论到：“建立知识的统一乃是哲学的一个历史性任务。维也纳学派也同样没有忽略这一任务。人们不能容忍物理学、生物学、心理学、社会学和历史科学互相并列的状态，似乎它们不可通约，各自说着一套独特的语言。如果各种具体科学的主题、方法和有效性标准都被看着迥然不同的，那么，它们相互之间，特别是自然科学和社会科学之间似乎就没有联系了，因而也就不知道一门科学的概念和规律是怎样与另一门科学的概念和规律相联系的。”[15]（p141）那么如何达到科学的统一，逻辑实证主义提出了还原的方式。
　　逻辑实证主义者认为物理规律是最基本的规律，因此应该把所有的自然规律还原到物理规律上去。例如，石里克认为，全部化学定律在原则上已经能还原为物理定律，物理学的不同领域，如力学、声学、光学和热学的界线也已完全消失。而目前还没有统一的力学和电动力学也是相互渗透的。至于生物学是否能并入物理学还是作为一个特殊领域，还得另外讨论[16]（p21-22）。针对认为生物学定律不能还原为物理原理的流行观点，石里克认为,尽管有机物有高度复杂性，但是“复杂性在质的方面仍然是物理的，这表明物理的方面起着何等重要的作用。”[17]（p61）内格尔（ernest nagel）认为,还原是理解科学进步的重要的钥匙，也是统一科学的希望。因为现代科学的发展有着很强的还原趋势。如热的理论还原为牛顿力学的分支、物理光学还原为成电磁理论的一部分、化学定律还原成量子力学的解释、许多生物过程被赋予生理化学的解释[17]（p904-906）。但是，虽然生物学家已经成功地把孟德尔的基因理论成功地还原到了分子基因理论，基因理论和dna结构的发现为生物进化论的进一步还原创造了条件，但达尔文主义理论至今没有出现任何可被还原的迹象。所以波普尔说：“涉及到生物，情况就不同了。它们无疑受到各类物理学定律和生物学定律的支配。可是，生物和非生物之间表面上确实显出区别。大家承认，我们从科学那里获知过渡阶段或中间阶段是存在的，还有中间系统也是存在的；而这就给予我们希望：有一天还原可得到成功。此外，近代关于地球上生命起源的试探性理论可成功地得到检验，并且我们也许有能力人工创造原始的活的有机体。看来这些都并不是完全不可能的。”[18]（p326）但是达尔文主义表明，生物学的还原还有很长的道路要走，也许永远走不到尽头。正如波普尔所说，“但是，即使做到这一步，也不一定意味着完全的还原。……然而，还原的道路可能依然很长，我们甚至还不知道这条道路是否会走不通：从生物学到物理学可能没有理论的还原，正如从力学到电动力学（或者倒过来）不存在理论的还原。……作为一个理性主义者，我要求并渴望了解世界，也要求并渴望还原。同时，我又认为很可能并不存在还原的可能；可以想象，生命是物理物体的突现性质。”[18]（p326）

　从上所述，由于现代物理学和天文学领域中的成功，许多科学哲学家在进行理论论述时有意无意地把这两个领域科学范例作为其理论的模板。结果是使得当代科学哲学的许多理论无法整合生物科学特别是达尔文主义理论。达尔文主义成了当代科学哲学无法消化的一个真正意义的“硬核”。因此大卫•霍尔（david l.hull）提出这样的质疑：“究竟是有一个单一的科学哲学，适用于自然科学的所有领域？还是有几个科学哲学，各自适用于自己的领域？”[19]（p1）实际上，大卫•霍尔对此做出了自己的回答。因为事实上科学哲学已经出现了“生物学哲学”分支。生物学哲学在许多国家已经成了显学。在我国科学哲学学者也开始了生物学哲学的研究。但是，我们不禁要问，生物学哲学是原有的科学哲学理论在生物学领域的应用，还是有其独立特色的不能“还原”的另一种科学哲学？

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