哲學概論 單元 17 科學是理性知識的典型嗎？ 授課教師：王榮麟 單元 17 科學是理性知識的典型嗎？ 授課教師：王榮麟 【本著作除另有註明外，採取創用 CC「姓名標示－非商業性－相同方式分享」台灣 3.0 版授權釋出】 本作品轉載自 Microsoft Office 2003 多媒體藝廊，依據 Microsoft 服務合約及著作權法第 46、52、65 條合理使用

科學的形象 胡適先生一生宣揚科學精神，倡言「大 膽的假設，小心的求證」。又謂：「有 幾分證據，說幾分話。」

科學與測試 很少有人主張文學作品—例如，《西遊 記》或 Odyssey —必須經由實驗測試之 後才能接受。然而，也很少有人主張科 學作品—例如，Einstein 的廣義相對論 或 Maxwell 的電磁理論—無須經由實驗 測試也能接受。

科學中的理性 上述的觀察符合一般人對於科學的看法：科學 是講究證據的，「有幾分證據，說幾分話」。 若所謂的理性，指的是在考慮是否支持某個主 張時，以證據當作理由，並且只以相干證據當 作理由來判斷該主張是否可取—或是互相競爭 的主張之中何者最為可取—，那麼在一切知識 當中，科學知識似乎就是這種理性展現的典型。

問題是… 科學真的是這種理性知識的典型嗎？ 科學之作為講究證據的理性知識，真的 與其他不講究證據的傳說、神話、意識 型態、迷信、偽科學等等判然有別嗎？ 如何有別？

Popper 的否證論 problem of demarcation: science 與 pseudo-science 如何劃分？ Falsifiability (可否證性) ：A hypothesis is scientific if and only if it has the potential to be refuted by some possible observation.

Popper 的否證論 可以被否證的述句： It never rains on Wednesday. All substances expand when heated. Heavy objects, such as brick when released near the surface of the earth, fall straight downwards if not impeded. When a ray of light is reflected from a plane mirror, the angle of incidence is equal to the angle of reflection. Unlike magnetic poles attract each other. An acid added to a base yields a salt plus water.

Popper 的否證論 無法被否證的述句： Either it is raining or it is not raining. All points on a Euclidean circle are equidistant from the center. 牡羊座的人今天的幸運顏色是粉紅色。

Popper 的否證論 冒著出錯之風險的假設才是科學性的假設，沒 有冒任何出錯之風險的假設不算科學假設。 pseudo-science 的例子之一：Marx 的歷史理論 。 之二：Freud 的精神分析理論。 之三：Adler 的 individual psychology。

Popper 的否證論 雖然科學有別於偽科學，但並非由於科學理論比起偽/非科學理 論受到更多證據的支持。事實上，偽科學往往在解釋上無往不 利 (無論如何都解釋得通)，所以支持的證據也俯拾皆是。 為 Popper 而言，confirmation is a myth—科學中所謂的測試，都 是嘗試以觀察來否決理論，而不是以觀察來支持理論的成立。 觀察測試能夠顯示理論為假，但無法顯示理論為真，也無法顯 示理論很有可能為真。即使理論的成功預測或說明再怎麼多， 也絲毫沒有被觀察證據給支持，一點也沒有。

Popper 的否證論 Popper 宣稱，歸納法不能肯認任何事物。 沒有一個科學理論或是律則的根基會是 證據，反之，科學遵循了「假設」與 「否證」的方法。

Popper 的否證論 科學家先提出大膽的假設，並且設計許 多測試來證明其真假。 而經過測試的、也可以做出成功預測的 理論，卻不代表它為真。 Popper 稱這樣的理論為「佐證」 (corroborated.)

Popper 的否證論 佐證的理論不應該被接受為真或者是可能 為真，然而，對我們來說，暫時接受它直 到更好的理論出現才是理性的。 最終，透過不但的以未被否證的理論替換 被否證的理論，科學的進展才得以朝向真 理。

Popper 的否證論 何以 Popper 認為再多的觀察都無法支持理論 的為真或很有可能為真呢？ Popper 與 Hume 一樣都質疑歸納推論的可靠： 一個理論過去在說明以及預測上的優異表現 並不做為它將來在說明以及預測上也仍然會 成功的保障。一個理論過去在說明以及預測 上的優異表現並非是使得我們相信它將來在 說明以及預測上也仍然會成功的好理由。

Popper 的否證論 許多人都相信，透過證據的支持可以使科學理論 更可能為真，但是 Popper 反對這一點。 從一副標準 52 張的撲克牌裡抽到紅心十的機率 是多少呢？很明顯的，答案是 1/52。有五十二種 可能，每一張出現的機率都相等，但「這張牌是 紅心十」為真的可能性只會有一個。

Popper 的否證論 Now consider a scientific theory that, like Newton’s theory of gravitation, is universal. The number of things to which Newton’s theory applies is, presumably, infinite. Imagine that we name each of these things by numbering them 1, 2, 3,..., n,…

Popper 的否證論 There are infinitely many ways the world could be, each equally probable. 1 obeys Newton’s theory, but none of the others do. 1 and 2 obey Newton’s theory, but none of the others do. 1, 2, and 3 obey Newton’s theory, but none of the others do. …………. All bodies（1, 2, 3,..., n,…）obey Newton’s theory.

Popper 的否證論 Since these possibilities are infinite in number, and each of them has the same probability, the probability of any one of them must be 0. But only one, the last one, represents the way the world would be if Newton’s theory were true. So the probability of Newton’s theory (and any other universal generalization) must be 0.

Popper 的否證論 Popper 雖然質疑歸納推論的可靠，但並 不因此認為科學的進行便流於非理性。相 反，無須歸納法，也能顯示科學理論的測 試與淘汰接受的過程是合乎理性的。

Popper 的科學方法論 科學理論的發現與科學理論的證成：前 者無邏輯可言，後者有邏輯可循。 (1) 大膽臆測 (可否證性愈高的假設愈好， 冒愈大的出錯風險的假設愈好)：說得 愈多，預測得愈準確，應用範圍愈廣。

例一：“Mars moves in an ellipse around the sun. ” vs 例一：“Mars moves in an ellipse around the sun.” vs. “All planets move in ellipses around their sun.” 例二：“Planets move in ellipses around the sun.” vs. “Planets move in closed loops around the sun.”

Popper 的科學方法論 例三：Kepler 的太陽系理論（three laws of planetary motion）和 Newton 的理 論。 Potential falsifiers of Kepler's theory consist of sets of statements referring to planetary positions relative to the sun at specified times.

Newton’s theory, a better theory that superseded Kepler’s, is more comprehensive. It consists of Newton’s laws of motion plus his laws of gravitation. Some of the potential falsifiers of Newton’s theory are sets of statements of planetary positions at specified times. But there are many others, including those referring to the behavior of falling bodies and pendulums, the correlation between the tides and the locations of the sun and moon, and so on. There are many more opportunities for falsifying Newton’s theory than for falsifying Kepler’s theory. And yet, Newton’s theory was able to resist attempted falsifications, thereby establishing its superiority over Kepler’s.

Popper 的科學方法論 (2) 從大膽臆測的假設演繹出可觀察測試的結 果來。 (3) 實驗測試理論所預測的結果是否為真： (i) 如果預測失敗，則理論遭到否證，被淘汰； (ii) 如果預測成功，則理論未被否證。但這並 不表示理論為真，或很有可能為真，或理論 比測試之前更可能為真。

Popper 的科學方法論 (4) 從大膽臆測的假設演繹出另一個可觀 察的結果來。 (5) 再次進行否證的嘗試，直到理論果真 被否決為止。 倘若理論經過相當多嚴格的測試，但始 終沒有被否證。我們便說理論是至今尚 未被否證的理論，如此而已。

Popper 的科學方法論 我們應該繼續不斷進行否證理論的嘗試， 卻不應該由於理論已經通過種種測試而 增強我們相信理論為真的信心。 不管理論過去的表現是多麼優異，我們 對於理論應該採取批判的態度，不應守 舊。

Popper 的科學方法論 雖然 Popper 認為科學理論無法被證據給 支持而成立，但科學仍舊是以真實地描 述世界作為逐漸逼近的終極目標。 如此的科學研究活動，可以尋找聖杯作 為譬喻。

Popper 的科學方法論 Despite insisting that we can never support or confirm scientific theories, Popper believed that science is a search for the true descriptions of the world. How can one search for truth if confirmation is impossible? This is an unusual kind of search. We might compare it to a certain kind of search for the Holy Grail, conducted by an imaginary medieval knight.

Popper 的科學方法論 Suppose there are lots of grails around, but only one of them is holy. In fact, the number of nonholy grails is infinite or enormous, and you will never encounter them all in a lifetime.

Popper 的科學方法論 All the grails glow, but only the Holy Grail glows forever. The others eventually stop glowing, but there is no telling when any particular nonholy grail will stop glowing.

版權聲明 頁碼 作品 版權標示 作者／來源 1-32 2 2、4 6 7-8 本作品轉載自 Microsoft Office 2003多媒體藝廊，依據 Microsoft 服務合約及著作權法第 46、52、65 條合理使用 2 大膽的假設，小心的求證 胡適 2、4 有幾分證據，說幾分話 6 A hypothesis is …observation. Peter Godfrey-Smith, Theory and Reality: An Introduction to the Philosophy of Science, University of Chicago Press, 2009, p.58. 依據著作權法 第 46、52、65 條合理使用 7-8 It never rains on Wednesday…are equidistant from the center. Alan Francis Chalmers, What Is This Thing Called Science? University of Queensland Press, 1999, p.62-63. 依據著作權法第 46、52、65 條合理使用

版權聲明 頁碼 作品 版權標示 作者／來源 21 “Mars moves in an ellipse around the sun.” vs. “… Alan Francis Chalmers, What Is This Thing Called Science? University of Queensland Press, 1999, p.65. 依據著作權法第 46、52、65 條合理使用 22 Potential falsifiers of …sun at specified times. Alan Francis Chalmers, What Is This Thing Called Science? University of Queensland Press, 1999, p.66. 依據著作權法第 46、52、65 條合理使用 23 Newton’s theory…superiority over Kepler’s. 28 Despite insisting that we can never support …an imaginary medieval knight Peter Godfrey-Smith, Theory and Reality: An Introduction to the Philosophy of Science, University of Chicago Press, 2009, p.60. 依據著作權法第 46、52、65 條合理使用

版權聲明 頁碼 作品 版權標示 作者／來源 29 Suppose there are lots of …them all in a lifetime. Peter Godfrey-Smith, Theory and Reality: An Introduction to the Philosophy of Science, University of Chicago Press, 2009, p.60. 依據著作權法第 46、52、65 條合理使用。 30 All the grails glow…nonholy grail will stop glowing