淺議科學哲學中的幾種定律觀

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摘要：自然定律一貫是研究科學哲學的核心內容。在學習自然科學的過程中，我們知道了許多諸如萬有引力定律、熱力學定律、開普勒定律等。可我們似乎從沒有關心過這些定律本身是什么。作為哲學研究，追問一個事物的存在前提才是在哲學研究真正思考的問題。所以,本文力求能從對三種主流的自然定律觀給出確切說明的過程中回答“定律是什么？”

關鍵詞：科學定律；規則觀；傾向

當我們討論自然定律時，我們首先要了解的是自然定律的定義與特征。在國內外文獻中有三種對自然定律的本性說明。而定律的特征是什么？著名科學哲學家羅姆•哈瑞認為，定律首先需要有普遍性。就是說，只要發生的事件涵蓋在定律的范圍中，事件一定會按照定律描述的那樣發生。再者，自然定律還具有必然性，即在其他條件均同的情況下，事件必定會發生。

一、作為概念關系之表達的自然定律

古希臘哲學自誕生之日起就以能認識自然知識為最高目標。而自然哲學卻做不到這一點，因為我們無法從始終處在流變中的感性事物中獲得知識。認識到這一點的是巴門尼德。巴門尼德認為，能認識、把握的是關于永恒不變的“存在”的思想。之后蘇格拉底在巴門尼德的原則上提出了一個具體的問題：什么樣的知識才是真正的知識？蘇格拉底認為，認識的目的在于認識事物的定義或概念，就是說認識事物的“本質規定”。所以，在蘇格拉底的對話中，他追問過許多諸如“什么是正義”“什么是勇敢”“什么是美”等問題。他并不是想指出關于“正義”“勇敢”“美”的具體事物，而是想找出這一類事物的“本質規定”。因為，我們可以看出，蘇格拉底所理解的知識乃是對事物普遍的本質認識，只有這樣才能達到具有普遍必然性的知識。亞里士多德是歷史上對自然定律做出哲學解釋的重要人物。亞里士多德的形而上學，雖然沒有直接對自然定律進行討論，但他對定義進行了探討。一個定義就是對事物的本質性質的陳述。如打雷的本質是“火熄滅之后產生的聲音”，那么我們可以對打雷作出的定義就是“火熄滅之后產生的聲音”。在這之中，“本質”一詞又是一個非常重要的概念。“本質”是指這樣一些性質，這些性質一旦變化就會喪失自身的同一性。你的“本質”就是規定你所以為你的那些東西。如蘇格拉底有時心情愉悅，有時心情低落。這時候愉悅和低落的心情是變化的，心情的變化不會影響蘇格拉格之為蘇格拉底，所以這就不是蘇格拉底的本質。而“人”才是蘇格拉底的本質。進一步說，我們談論的科學知識只與類型、種類有關，與個體無關。當我們就一個個體作出判斷時，我們實際上是對個體從屬的種類作出判斷。具體來說，亞里士多德對事物的定義采取了一種叫做屬加種差的方法。比如，如何對“人”作出定義，亞里士多德認為，人是有理性的動物。我們來分析他是如何做出這一定義的。首先，我們考察人屬于哪一種類。眾所周知，人屬于動物這一類。然后，我們要問，在動物這一種類里面，人與其他動物有什么區別，亞里士多德認為區別在于人是有理性的。在“動物”這一概念里，人被劃分在“有理性的東西”這一區域以示與其他動物的區別。所以人的定義是有理性的動物。用一句話簡單概括，定義就是表達了那些界定物質實體之本質的概念間的關系。

二、作為一種規則的定律觀

在哲學史上，另一個討論自然定律的重要人物是休謨。他對自然定律的討論是基于因果性展開的。休謨認為事物之間的因果關聯涉及三個重要概念：（1）有某種恒常的伴隨性存在于原因事件與結果事件中；（2）原因事件與結果事件在時間上是連續的；（3）原因事件必然導致結果事件。休謨相信（1）（2）是正確的。他相信人有某種心靈的感覺印象與事件的伴隨性和連續性相關聯。但休謨不承認必然性的存在，理由是無論多么仔細地觀察一個因果事件，我們也無法觀察到與必然性有關的東西。我們的感覺印象中沒有必然性這一概念。當一個因果事件發生，我們觀察到的是一個事件緊緊跟隨另一個事件。舉個例子，太陽升起之后，石頭變熱了。我們不能說太陽升起之后必然導致石頭變熱。而是說太陽升起之后，石頭緊接著變熱了。并且，結果事件在邏輯上是獨立存在的，也就是說，我們可以在不導致矛盾的情況下，斷言原因事件存在和否定的結果事件存在。如上述例子，我們完全可以在大腦中想象太陽升起之后，石頭結冰了。所以，休謨將必然性這一概念訴諸為心理學現象：當我們觀察一個原因事件時，由于我們的大腦之前對類似因果事件的伴隨性有了重復性經驗而產生了心靈習慣，于是我們預期正被觀察的事件與大腦中的因果事件一致，所以我們斷言結果事件會發生。就是說，由于我們日復一日地看見太陽升起之后石頭會變熱。這一因果事件在我們大腦里重復出現而產生了心靈習慣，所以，當太陽升起之后，我們斷言石頭會變熱。簡言之，休謨認為自然定律沒有必然性，只有恒常伴隨性存在，自然定律不過是斷言了一些恒常伴隨性存在罷了。我們將這種觀點稱為定律的規則觀，它認為世界上沒有哪一種事物是按照定律去運動的，有的只是被人們經驗到的對事物間恒常伴隨的實際規則。有人反對這種觀點，具體可概括為兩點。（1）它沒有區分偶然的規則和規律規則。什么是偶然的規則？比如說，世界上所有黃金做的球直徑都不超過1000米。在經驗世界中，這確實是一條沒有例外的規則。但是，我們假設，如果條件允許，有人真的造出了一個直徑超過1000米的金球，這就推翻了這樣一條規則。所以我們不會相信這是一條規律的規則觀，它對世界只是偶然成真的。（2）規則并不是構成定律的充分必要條件。首先，因為要構成定律，需要的不僅是有規則的關聯，還需要反事實條件句的支持，所以它不是構成定律的充分條件。其次，規則也并不是構成定律的必要條件。如果能成立，那就是說定律描述了事件之間毫無例外的規則。我們真的可以這樣判斷？可以參考伽利略的落體定律，然后再拿一片樹葉做自由落體運動，我們會發現，樹葉下落的過程是違背落體定律的。我們可以說，就算是最具科學性的物理學也不能說規律就是毫無例外的規則。依靠常識觀我們可以知道，樹葉下落之所以不會做勻加速運動是因為它除受重力之外，還受氣流和空氣阻力的影響。科學定律受到了干擾，所以觀測到的現象沒有符合規律。規律規則觀的捍衛者提出可以用條件句的形式重申定律的表達，即假如其他干擾性因素沒有發生，B事件總會伴隨著A事件發生。這樣看似解決了這個問題，但卻面臨著兩個基本問題。其一，對于“其他干擾項”，我們如何才能精確地闡明一個必須滿足所有干擾項的定律，難道要將所有的干擾項都一一列舉出來？顯然這是不可能的。其二，如果我們必須用條件句去闡述一條規律，是不是就是承認了這些規律只有在這些條件滿足的情況下才能成立？這似乎違背了定律的普遍必然性。是不是也就是說，這些規律只有在實驗環境中才適用，實驗環境外就不適用？我們用修正后的規則觀來解釋落體定律，只有當物體消除了空氣阻力等干擾性因素之后，物體自由下落才會做勻加速運動。也就是說，規律的適用性限制在了那些滿足于特殊條件的實驗環境中。因此，對那些發生在實驗環境以外的情況，定律就無能為力了。這個結論與我們的常識產生了極大的沖突，如果定律只在實驗環境以內適用，那我們如何才能解釋建筑師對物理學的應用、牛頓定律對彗星運動的應用以及所有科學家所從事的一切科學事業。顯然，規律的規則觀不能作出說明。

三、作為自然傾向之表征的定律

定律的規則觀無法解釋定律是如何在實驗環境條件之外被應用的。而傾向論很好地解釋了這一點。傾向論的觀點認為，物質世界的運動是自發的，之所以會發生運動，是因為事物有傾向或能力按照自己的方式運動。自然定律就是對這些傾向或能力的表征。傾向論者認為，在現實世界中，有許多的能力或傾向在開放的系統中運行，他們相互作用著，其結果就是呈現給我們看到的一切。伽利略的落體定律描述的是物體具有以勻加速落向地面的傾向，牛頓的萬有引力定律描述的是具有一定質量的物體具有相互作用的傾向。由此看來，我們就不會像以往一樣簡單地用定律去解釋事物所呈現的現象、結果。因為我們看到的現象是由事物的許多傾向或能力所共同作用的結果。樹葉下落并沒有呈勻加速狀態，這是因為樹葉下落是由勻加速、空氣阻力等許多傾向以一種復雜的方式共同作用的結果。這也能說明科學實驗的重要作用了。在我們進行科學實驗時，我們將不同的能力或傾向單獨隔離開來，放到創造出的封閉系統中加以觀察、研究，為的是把正在研究的、對應于規律的傾向與其他傾向區分開來。這樣，只有通過實驗干預才能達到目的。休謨在處理定律必然性時認為必然性不存在，存在的只是人們對于伴隨事件的重復性經驗而產生的心靈習慣。而傾向論者認為，在討論定律時，我們處理的并不是一個個事件，而是性質。定律說的是性質與性質之間的關聯。如一塊鐵這一性質與是一個導體這一性質就恒常存在關聯。我們可以做實驗觀察到鐵是導電的。所以，鐵是導體這一定律是關于性質的，而與具體事件無關。性質分為兩類，偶發性性質與傾向性性質。比如筆者在家里不小心把玻璃杯打碎了，這里的玻璃杯呈現出易碎的性質，這種性質就是偶發性性質。因為這是玻璃杯在特定的時間，特定的場合表現出來的性質。當說玻璃杯具有易碎的性質時，這里指的性質就是傾向性的性質。因為，即便不用去做實驗觀察，也知道玻璃杯易碎。而傾向論者認定的性質類型就是傾向性性質。傾向論的定律觀有這樣一個優點，即它捍衛了一種科學的實在論觀點，所有科學家所一致努力的科學事業是有意義的。它闡明了正是自然本身使得物質系統按照規律活動。它還說明了科學實驗的作用與意義，以及回答了科學定律如何把在實驗室中獲得的定律應用在實驗室之外。

參考文獻：

[1]張志林.當代哲學經典(科學哲學卷)[M].北京:北京師范大學出版社,2014.

[2]A.F查爾默斯.科學究竟是什么[M].北京:商務印書館,2007.

作者:何林峰 單位:上海大學社會科學學院