心理学?”“什么是科学?”这些熟悉的质问提供了相关问题的很好事例。我们确实无法对这些问题给出简单而精确的回答。另一方面,对物理学或心理学这些问题能够做出许多有趣的评论。我希望表明,科学理论也是如此。
“什么是物理学?”“什么是传统概述
科学理论的传统概述一一我强调了“概述”这个词一一有点像下列方式进行的:一个科学理论是由两部分组成的。一部分是抽象的逻辑演算,这种演算包括逻辑学的词汇和该理论的原始符号(primitive symbols)。用理论的原始符号陈述理论的公理(axioms)或公设(postulates),来确定理论的逻辑结构。对于许多理论而言,原始符号被认为是像“电子”或者“粒子”之类的理论术语,这些术语不可能以任何一种简单的方式与可观察的现象相关。
理论的第二部分是这样的一组规则,这些规则通过为最起码的某些原始的和确定的演算符号提供通常所谓的“操作定义”(coordinating definitions)或“经验解释”(empirical interpretations),把经验内容赋予逻辑演算。人们总是强调,只有第一部分不足以给科学理论下定义;因为如果不对理论预期的经验解释作出系统的详细说明,就无论如何不可能将理论作为科学的一部分对之进行评价,尽管它能作为纯数学的一部分得到简单的研究。
这种描述最突出的东西是它的高度的示意性(schematic nature)。就理论的第一部分而言,在科学哲学家的著作中,把一个理论实际上当作逻辑演算的事例几乎是罕见的。许多模糊的论证过分沉溺于证明:作出逻辑演算原则上是简单的,而且只是一个单调乏味的细节问题,但是很少给出具体的证据。理论的第二部分的概述,也就是说,某些术语的操作定义或经验解释也是高度示意性的。对所提供的相对模糊的框架作出的一种常见辩护是,各种不同的经验解释,例如,测量质量的许多不同方法,使精确描述很困难。此外,当我们从精确地阐述的理论转移到几乎所有的科学家都使用的很不确切相简洁的实验语言时,很难把一种定义模式强加于经验解释的规则。
我想要支持的观点,不是说这种标准的概述是断然错误的,而是说它过分简单。它的概述性使它有可能既遗漏了理论的重要特性,也遗漏了理论之间可能引入的重要区别。
理论的模型与经验解释
首先,许多哲学家表现出一种很强的倾向,即把理论的第一部分说成是完全用句法术语进行的纯逻辑演算。第二部分提供的操作定义,在现代逻辑的意义上,没有为形式演算提供一种适当的语义学。且不说关于直接的经验观察的问题,从逻辑的观点谈论理论的模型是恰当的和自然的。这些模型是抽象的、非语言的实体,它们的概念通常远离经验观察。因此,除了逻辑之外,有人可能有理由问这样的问题:一个模型概念能对常见的理论的经验解释的讨论增加什么呢?
我认为,大多数哲学家发现,谈论理论比谈论理论模型更容易,这种说法是正确的。其理由有几种,但也许最重要的两种理由是:第一,哲学家的理论范例通常在特征上是相当简单的,因而易于以直接的语言方式进行讨论。第二,引入理论模型必然会把一个较强的数学元素引入到讨论当中。当理论以所谓标准的形式化给出时,作为语言实体来谈论理论,即明确地说出理论的精确定义的句子集合等,是一件很自然的事情。当我们在一阶逻辑的范围内阐述理论时,通常说理论有一种标准的形式化。
大体上说,一阶逻辑正好是为一类对象提供了句子连词和谓词的逻辑。不幸的是,当一个理论假定了超出一阶逻辑的范围时,还以这种方式阐述理论就既不自然,也不简单。例如,如果在公理化的几何学中,我们希望把线定义为是某些点的集合,我们必须在已经包含有集合论思想的框架内进行。诚然,对几何学和集合论的相关部分同时公理化在理论上是可能的,但这是非常棘手的和很困难的。更复杂的结构的理论,像量子子力学、经典热力学或现代定量的学习理论,不仅需要运用一般的集合论思想,而且需要运用关于实数的许多结果。在一阶逻辑的范围内对这也理论迸行形式化是完全不切实际的。这类理论在其复杂性上非常类似于纯数学中主要研究的理论。在这样的语境中.更加简单的是断言关于理论模型的问题,而不是直接地和明确地谈论理论的语句。也许这方面的主要理由是,当理论不以标准形式化出现时,理论的一个语句的概念是很不明确的。