科学事实的解释性的缘由

如题所述

科学事实是一种解释。对科学事实的这种认识,本质上是对日常生活中经验事实就已具有的而只有在科学的观察、实验中才明确显现出来的语言性的领会和把握。感性知觉“是属于同一世界的人与其他的存在之间的一种现实关系”[3]。人通过这种关系来认识世界,观察和实验设备的操作也是通过知觉的世界来实现的。在适当条件下人们感知到各种各样的颜色、声音、味道等感觉的性质,并将其看作是某种客体、情况、关系或事态,是某一种类的某种事物。经验事实所固有的这种将知觉到的当作是“某物”的结构,就是海德格尔生存论中理解性解释的“作为结构”。日常经验的普遍性和感性知觉的公共性,倾向于使人忽视它本质具有的这种源初的解释性特征。这里的关键是语言。美国当代著名科学哲学家瓦托夫斯基说:“我们的知觉和语言的框架是如此密切联系,以致我们用该语言确认各种事物和事物的属性事实上影响着我们看到什么和未能看到什么。语言因而可以说是教我们做出知觉的辨别(否则我们也许做不出这种辨别),也引导我们忽略其他的区别。” [4]作为人的知觉和经验事实条件的“语言框架”源于人的历史性,它是经验事实“解释性”的本体论来源。我们平时也说,人的感性知觉受到人的认识、经验、需要、兴趣、情绪、愿望、注意等各种因素的影响,但却往往在主观的意义上谈论这种影响,而没有将它看作是人的知觉所以能够知觉的客观的前提条件。人的知觉不仅是一种认识,一种事实判断,而且也是一种评价。经验事实本质地表现为人对与人发生关系的现实世界的解释。
在科学活动中,经验事实的解释性得到了更加清楚的表现。首先,科学事实以测量语言为意义框架。典型的实验就是产生一个或一套测量,测量语言作为实验的一种重要的控制因素,它一方面使人们的观察测量及其结果处于一种有序化的结构中,使实验者不假思索地测量诸如“长度”、“重量”、“时间”、“温度”、“速率”、“力”等物理量,并就测量结果无歧义地进行交流,另一方面测量语言限定着实验的相关性。任何具体实验都是对可观测物的某些而且也只是某些特征的一种抽象,不同的学科选择了不同类的“值”作为它的特征参数,筹划和组建它的实验。
其次,科学事实的解释性表现在它的抽象性特征上。科学事实缺乏日常经验中的事实的直接性、直观性和现实性。在日常生活中,对于一个忠实的健康的正常人(即他能忠于自己的知觉,能熟练地使用自己的语言并能够清楚地表述自己的想法等等),当他报告说他观察到一个事实,比如某天某时在某大街上看见一匹飞奔的白马,除非你有足够的理由认为他是在说谎或者为幻觉所蒙骗,否则你就得相信,他所说的这个事实是存在的。然而,科学实验中的事实已丧失了日常事实的这种直接现实性。科学家从实验中获得的是一些由数据、照片、阴影、曲线等等表达的意义,在实验报告或者论文中这些有意义的“量”和“形状”往往又表现为抽象的命题。如果你不了解这些数据所依据的概念及概念框架,你就根本无法给它赋予任何意义。比如,在量子力学诞生前,康普顿效应是令人信服地证实了光的量子本性的实验之一,它揭示了短波长电磁波射入物质而被散射后,在散射波中,除了原波长的波之外,还出现了波长增长的波这一事实。康普顿也因此而在1927年与威尔逊一起获得了诺贝尔物理学奖。在1923年5月发表在《物理学评论》(21卷)上的题为《x射线被轻元素散射的量子理论》中,康普顿建立了基于量子假设的x射线散射理论,通过数学推导,得到了散射所造成的x射线在波长上的相应增加量的数学式:λ-λ0 =δ(1-cosθ)(其中,λ0为原初射线的波长,λ为沿与原初射线成θ角散射出去的射线的波长,δ=h/mc)。在《物理学评论》第23卷(1923年11月)发表的论文《散射x射线的光谱》中,康普顿系统“提出了比以往更为精确的有关x射线散射时波长变化的实验数据”。在列举和分析了散射角θ为450、900、1350时的“χ射线的散射光谱”(曲线)后,康普顿说:“实验和理论上的符合是令人满意的,这令人对散射波长改变的量子化公式产生信心。” [5]上面所引两篇论文都是关于康普顿效应,即光子被电子散射这一事实的。从中我们可以清楚地看到:(1)科学事实具有抽象性,它不象日常经验事实那样直接涉及具体事物之间的关系,科学事实的陈述是以抽象的符号化的语言进行的,只有经过一些复杂的中介理论,它才能和具体的实在事物相联系。在康普顿的实验中,直接作为观测结果的是x射线穿过物质(如石墨)后的光谱;认为x射线穿过石墨后,出射射线分为与原初射线有相同波长的“不变射线”和另一具有较大波长的“已变射线”(康普顿当年的用语),这已经是一种关于x射线波长变化的判断,一种关于x射线穿过石墨后的光谱的解释。至于进而将x射线穿过石墨后的光谱的变化描述为光子被电子散射,确认这一现象证实了光的粒子性,这就更是对原初事实的理论解释了。但是,即就是x射线穿过物质后的光谱这个被看作是达到验证的“饱和点”的“原始”的实验结果,它也缺乏日常事实具有的直接性和直观性:实验结果表现为一些数据、照片、曲线(如康普顿的x射线光谱、波长曲线),实验对象是只有借助于仪器才能“感知”到其存在的客体,等等。如果没有足够的中介理论,如关于x射线、原子、量子假设、经典理论、光谱学、相对论、能量守恒与动量守恒定律等理论知识以及x射线管、检测器等仪器的知识,不仅那些数据、曲线、光谱(阴影)没有意义,而且研究对象的存在都难以感知到。因此,(2)科学事实本质上是一种解释,只有有了一种解释后,实验记录才能真正作为科学事实存在。在康普顿实验中,只有将x射线的光谱的变化这种实验记录,抽象为光子散射,从而认为光具有粒子性这种解释,康普顿效应才对光的本质的认识,即光的波粒二象性属性的认识产生了意义。因此,我们说,科学事实“放大了”日常的经验事实中的理论因素及其作用,从实验的筹划、实验结果的记录到科学事实的描述,都必须以先行的意义框架为基础,解释性是科学事实的一个基本的构成形式。

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