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现在我们设想:给我们一个ฐ理论,代表这理论禁止的基础陈述的扇形变得越来越宽,最后只留下一条窄的扇形代表着不为这理论所禁止的基础陈述假如这理论是无矛盾的,就必定会有这样的扇形留下。像这样的理论显然很容易证伪,因为它只允许经验世界ศ有一个很小范围的可能性;因为它排除了几乎ๆ所有可设想的,即逻辑上可能的事件。它对经验世界断言如此之ใ多。它的经验内容如此之大,以至可以说很少有逃脱被证伪的机会。

确切地说,理论科学的目的就在于获得在上述意义上易于证伪的理论。它的目的在于限制允许的事件到最小的范围,假如能ม够做到的话,小到这样的程度,任何进一步的限制就会导致这理论的实际的经验的证伪。假如我们能ม成功地获得这样一个理论,那么เ这个理论就能ม描述“我们的特殊世界ศ’精确到เ理论描述所可能达到的程度;因为它会用理论科学所可能达到的最大的精确性,来从所有在逻辑上可能的经验世界类中挑选出“我们的经验”世界来。所有我们实际遭遇到和观察到的所有事件或偶事件类,而且只有这些,才称作“被允许的”。

32๐.如何比较潜在证伪者类

潜在证伪者类是无຀限类。直觉的“较多”和“较少”,不要任何特殊保证条件就可应用于有限类,却不能同样地应用于无຀限类。

我们不容易躲开这个困难。即使我们为作比较而考虑被禁止的事件类,而不考虑被禁止的基础陈述或偶事件,为了弄清其中ณ哪一个含有“更多的”被禁止的事件,也不易躲开上述困难。因为某一经验理论所禁止的事件数也๣是无限的,这点可以从下列事实中看出:一个被禁止的事件和任何其他事件不管它是否是被禁止的的合取又是一个被禁止的事件。

我将考虑三种方法,即使在无限类的情况下,也给予这直觉的“较多”或“较少”一个ฐ精确的意义,以便找出其中哪一种可用来比较被禁止的事件类。

1类的基数或幂的概念。这个概念不能帮助我们解决我们的问题,因为很容易看出,潜在证伪者类对所有的理论有着同一的基数。

2维的概念。立方体以某种方式包含比直线更多的点,这个模糊的直观的观念,能够通过集合论的“维”概念以逻辑上无懈า可击的术语清楚地表述。这种概念对点的类或集是按照在它们的元素า之间的“邻域关系”的丰ถ度加以区别的:更高维的集具有更丰ถ富的领域关系。维的概ฐ念,使我们能比较“较高”和“较低”维的类,这里将被用来处理比较可检验度的问题。这是可能的,因为基础陈述通过和其他基础陈述的合取结合起来又产生基础陈述,这个新า产生的基础陈述比它们的组成部ຖ分“具有更高的复合度”;而基础陈述的这个复合度可以和维的概念联系起来。不过,必须使用被允许的事件的复合而不是被禁止的事件的复合。理由á是,一个理论禁止的事件可以有任何复合度;另一方面,某些被允许的陈述之所以被允许,只是因为ฦ它们的形式,或者更确切地说,因为它们的复合度太低,以致使它们不能ม和该理论相矛盾;可以利用这个事实来比较维。

3๑子类关系。设类α的所有元素也๣是类β的元素า,因而α是β的子类符号表示:αβ。那么,或者β的所有元素也是α的元素——在这种情况下,我们说这两ä类具有相同的外延或者说它们是等同的——或者β的有些元素不属于a。在后一种情况下,不属于α的β的元素า形成“余类”或称为α对于β的补类,α是β的一个ฐ真子类。子类关系和直觉的“较多”和“较少”非常对应,但是,它的不利之处是,这种关系只能用来比较两个互相包含的类。所以,假如两个潜在证伪者类不是互相包含,而是互相交叉,或者它们没有共同的元素,那ว么เ,相应的理论的可证伪度就不能用子类关系来比较;它们对于这种关系来说,是不可比的。

33๑.用子类关系比较可证伪度

暂时引进下列定义,以后在讨论理论的维数时将加以改进。

1้说陈述x比陈述y“更高度可证伪”或“更可检验”,或用符号表示:fsbx>fsby,当且仅当x的潜在证伪者类包含作为一个真子类的y的潜在证伪者类。

2如果两个陈述x和y的潜在证伪者类同一,则它们有相同的可证伪度,即:fsbx=fabຘy。

3如果这两个陈述的潜在证伪者类并不作为真子类相互包含,则这两个陈述没有可比的可证伪度fsbx‖fsbຘy。

假如1适用,总是有一个非空的补类。在全称陈述的情况下,这个补类必定是无限的。因此,两ä个严å格全称理论不可能有这样的区别:其中一个ฐ理论禁止为ฦ另一个理论所允许的有限数量的单个ฐ偶事件。

所有重言的和形而上学的陈述的潜在证伪者类都是空的。所以,按照2,它们是同一的。因为,空类是所有类的子类,因而也是空类的子类,所以,所有空类是同一的;这一点可以表示为:只存在一个ฐ空类。如果我们用‘e’表示经验陈述,用‘t’或‘m’分别表示重言的或形而上学的陈述例如,纯粹存在陈述,那么我们可以给重言的或形而上学的陈述一个零可证伪度,我们写作:fsbt=fsbm=0fsbe>0。

自相矛盾的陈述可以用c来表示ิ,可以说是具有所有在逻辑上可能的基础陈述作为它的潜在证伪者类。这个意思就是说,任何陈述,就其可证伪度而言,都是和自相矛盾陈述可比的。我们得出:fsbc>fsbe>0。如果我们任意地设fsbc=1,即任意地把1้赋予某一目相矛盾的陈述的可证伪度,那么我们甚至可以用条件1้>fsbe>0่来定义经验陈述e。按照这个公式,fsbe总是在0่和1之间的间隔内,不包括两端,即在以这两ä个数字为ฦ界的“开放间隔”内。由于把矛盾陈述和重言陈述形而上学陈述也一样排除在外,这个公式同时表达了无矛盾性的要求和可证伪性的要求。

3๑4.子类关系的结构逻辑概率

我们已经用子类关系对两ä个陈述的可证伪度的比较下了定义แ。因此,可证伪度的比较就具有子类关系的所有结构性质。可比较性问题可以用一个图图1来说明。在这个ฐ图中,左边画的是某些子类关系,右边画的是相应的可检验性关系。右边的阿拉伯数字对应于左边的罗马数字,某一罗马数字表示相应的阿拉伯数字所表示的那ว个陈述的潜在证伪者类。在这个ฐ图里表示ิ可检验度的箭头,从具有更可检验的或更可证伪的陈述走向不那ว么可检验的陈述因此它们相当准确地与可推导性箭头相当:参看第35节。

从图中可以看出,各种子类序列可加以区别和追溯,例如,序列i-Ⅱ-Ⅳ或i-Ⅲ-v;并且可以看出,引进新的中间类,可以使得这些序列更加“密集”。所有这些序列ต在这个特殊情况下都始于1和终于空类,因为空类被包含在每一个ฐ类里在左ุ面的图里,不可能画出空类,只是因为它是每一个类的子类,因此可以说必须出现在每一个ฐ地方。如果我们选择类i作为所有可能的基础陈述类,那ว么i就变成矛盾陈述c,而0相当于空类就可以表示重言陈述t。从i到空类,或者从cນ到t,可能通过各种途径;从右边的图中ณ可以看出,某些途径可以互相交叉。因此我们可以说,这种关系的结构是一种网络结构由箭头或子类关系排列ต成的“序列的网络”。在节结点例如,陈述4๒和5网络部分地联结起来。只有在普遍类和空类里,对应于矛盾陈述cນ和重言陈述t;关系才完全联结起来。

是否可能把各种陈述的可证伪度排列在一个标尺上,即把按照它们的可证伪度排列的数字同各种陈述相关起来?显然,我们不可能用这种方法把所有的陈述排列起来,因为,如果能够的话,我们就会随意地使得那些不可比的陈述成为可比的。但是,我们完全可以从网络中挑选出某个序列,用数字来表示ิ该序列ต陈述的次序。这样做时,我们必须给离矛盾陈述cນ较近的陈述的数字,比给离重言陈述t较近的陈述高。由于我们已经分别ี以0和1赋予重言陈述和矛盾陈述,我们就必须以真分数赋予所挑选的序列中的经验陈述。

然而,我并不真正想挑选出某一个序列来。赋予这序列中的陈述以数字也是完全任意的。不过,可能给以分数这一事实有很大意义,特别是因为它说明了在可证伪度和概率观念之ใ间的联系。每当我们能ม比较两ä个陈述的可证伪度时,我们就能说,可证伪度较小的陈述由于它的逻辑形式,也是概率较大的,这种概ฐ率我称为ฦ“逻辑概率”。不可把它和在博奕论和统计学中使用的数值概率相混淆。陈述的逻辑概ฐ率和它的可证伪度是互补的:它随可证伪度的减少而增加。逻辑概率1相当于可证伪度0,反过来也是如此。具有更可检验度的陈述,即具有更高可证伪度的陈述,是在逻辑上更少可几的陈述;而可检验性较差的陈述是在逻辑上更可几的陈述。

在第72节中将看到,数值概率能和逻辑概率联结起来,因而也能ม和可证伪度联结起来。有可能把数值概率解释为适用于从逻辑概ฐ率关系中ณ挑选出来的子系列的东西,可以在频๗率估计的基础上为ฦ这子系列规定一种测量系统。

这些对可证伪度比较的考察不仅适用于全称陈述或理论系统;它们也可推广应用于单称陈述。例如,它们适用于和初ม始条件合取的理论。在这种情况下,潜在证伪者类不可被误认为ฦ事件类——同型的基础陈述类——,因为它是偶事件类这点和将在第72节中分析的逻辑概率和数值概率之ใ间的联系有某种关系。

35.经验内容、衍推和可证伪度

在第31节中ณ说到เ,我称之为陈述的经验内容的东西随着它的可证伪度而增加:陈述禁止越多,它对经验世界所说越多参看第6节。我称为“经验内容”的东西和比如,9aທp定义的“内容”概念有密切的关系,但不是同一的。对于后者,我使用术语“逻辑内容”,以与经验内容相区别ี。

我定义陈述p的经验内容为它的潜在证伪者类参看第31节。逻辑内容,借可推导性概念之助,被定义为从该陈述中可推导出的所有非重言陈述类可以称作它的“后承类”。所以,p的逻辑内容至少等于即大于或等于陈述q的逻辑内容,如q可从p中ณ推导出来符号表示:如‘p→q’。如果可推导性是相互的符号‘p←→q’,则说p和q有相同的内容如q可从p中ณ推导出,而p不能ม从q中推导出,则q的后承类,一定是p的后承类的一个真子集;则ทp具有更大的后承类,并且从而具有更大的逻辑内容或者逻辑力。

我的经验内容的定义的一个推断ษ是,两个陈述p和q的逻辑内容和经验内容的比较导致相同的结果,假如作比较的陈述不包含形而上学要素的话。因此我们要求:a有着相等的逻辑内容的两个陈述也必定具有相等的经验内容;b陈述p的逻辑内容大于陈述q的逻辑内容,也必定具有更大的经验内容,或者至少相等的经验内容;最后c假如陈述p的经验内容大于陈述q的经验内容,那么它的逻辑内容必定更大,否则就是不可比的。在b里必须加上“或者至少相等的经验内容”,这个限制因为p例如可能ม是q和某个纯粹存在陈述或其他某类形而上学陈述我们必经赋以一定的逻辑内容的合取;因为在这种情况下,p的经验内容将不大于q的经验内容。相应的考虑使得在cນ上加上“否则ท就是不可比的”这条限制成为必要。

因此,在比较可检验度或经验内容度时,我们通常——就是说,在纯粹经验陈述的情况下——达到和比较逻辑内容或可推导性关系时所达到的相同的结果。因此,可能把可证伪度的比较在很大程度上建立在可推导性关系的基础之上。两种关系都表明网络的形式,这网络在自相矛盾陈述和重言陈述里完全地联结起来参看第3๑4节。这一点可以下列说法表示ิ:自相矛盾陈述衍推每一个ฐ陈述,而重言陈述为每一个陈述所衍推。而且,我们已๐经看到,经验陈述可被描述成这样的陈述:它们的可证伪度落在以自相矛盾陈述的可证伪度为一端,以重言陈述的可证伪度为另一端的开放间隔中ณ间。相同地,一般的综合陈述包括非经验的陈述也๣由于衍推关系,被放置在自相矛盾陈述和重言陈述之间的开放间隔中间。

因此,和所有非经验的形而上学的陈述都是“无意义的”实证主义命题相对应的就会是这样的命题:我在经验的陈述和综合的陈述之间,或在经验内容和逻辑内容之ใ间所作的区别ี是多余的;因为所有综合陈述必须是经验的——即所有都是真正的而不只是伪陈述。但是,我认为,这种使用词的方式,虽然是可行的,并不能把问题๤澄清,反而把问题๤混淆了。

因此,我把对两个ฐ陈述的经验内容所作的比较,看作等同于对它们的可证伪度所作的比较。这就使得我们的方法论规则ท,即应该选择那些能经受最严格的检验的理论参看第2๐0节中ณ反约定主义的规则,等同于这样的规则ท:选择具有最大可能的经验内容的理论。

36๔.普遍性水平和精确度

还有其他的方แ法论要求,可以还原为对最大可能的经验内容的要求。其中两个要求是突出的:对可能达到เ的最高水平或程度的普遍性的要求,和对可能ม达到的最高精确度的要求。

考虑到这些要求,我们来考察下列可设想的自然律:

p:所有在封闭轨道中运行的天体作圆形运动,或者更简洁地说,所有天体轨道是圆。

q:所有行星轨道是圆。

r:所有天体轨道是椭圆。

s:所有行星轨道是椭圆。

在这四个陈述中存在的可推导性关系在我的图中用箭头表示。从p可以得出所有其他的陈述,从q可以得出s,s也可从r得出;所以s可以从所有其他陈述得出。

从p移动到q,普遍性程度减少,q表达的比p少,因为行星轨道形成天体轨道的一个真子类。因此,p比q更易于被证伪:如q被证伪,p也被证伪,但是反之ใ不然。从p移动到เr,谓语的精确度减少:圆是椭圆的其子类;如r被证伪,p也被证伪,但是反之不然。相应的话可以应用到เ其他的移动上:从p移动到s,普遍性程度和精确度二者都减少;从q到s,精确度减少;而从r到s,普遍性程度减少。和较高程度的普遍性或精确度相对应的是较大的逻辑的,或经验的内容,因而有较高的可证伪度。

全称陈述和单称陈述二者都可以写成“全称条件陈述”的形式或者经常称作“一般蕴涵”。假如我们把我们的四个ฐ定律写成这个形式,那ว么我们也๣许能ม更容易和更准确地看到两个陈述的普遍性程度和精确度是如何进行比较的。

全称条件陈述参看第1้4节注可以写成下列ต形式:‘xφx→fx’,或者读为:“所有x的值,满足陈述函项ำφx的,也๣满足陈述函项fx”。我们的图中ณ的陈述s产生下列例子:“xx是一颗行星的轨道→x是一个椭圆”的意思是:“不论x是什么,如果x是一颗行星的轨道,则x是一个椭圆”。设p和q是写成这种“标准”形式的两个ฐ陈述;那么我们可以说,p比q有着更大的普遍性,如果p的前件陈述函项可以用‘φpx’来表示是重言地蕴含于或可合乎逻辑地推导于,但是不等同于q的相应的陈述函项可以用‘φqx’来表示;或换言之,如果‘xφqx→φpx’是重言的或逻辑上真的。同样,我们说,p比q有着更大的精确性,如果‘xfpx→fqx’是重言的。即如果p的谓词或者后件陈述函项ำ比q的谓词更窄,这就意味着:p的谓词衍推q的谓词。

这个定义可以推广到เ有着不止一个ฐ变量的陈述函项中。基本的逻辑变换从它导致我们已断ษ言过的可推导性关系,这种关系可以用下列规则来表示ิ:如果两个陈述的普遍性和精确性都是可比的,那么,较不普遍或较不精确的陈述可以从较普遍或较精确的陈述中ณ推导出来;当然,除非一个更普遍而另一个更精确如在我的图中q和r的情况。

现在我们可以说,我们的方法论决定——有时被形而上学地解释成因果性原理——应不让任何事情得不到解释,即总是试图从其他具有更高普遍性的陈述中推导出陈述来。这个决定是从可达到的最高普遍性程度和精确度的要求中推导出来的,而这个要求可以还原成这样的要求或规则:应该选择能经受最严格检验的理论。

37.逻辑域略论测量理论

如果陈述p,由于具有更高水平的普遍性或精确性,比陈述q更易于证伪,那ว么,为p所允许的基础陈述类是为q所允许的基础陈述类的一个ฐ真子类。适用于被允许的陈述类之ใ间的子类关系,是适用于被禁止的陈述潜在证伪者类之间的子类关系的对立物:这两ä个关系可以说是相反的也许可以说是互补的。为一个陈述所允许的基础陈述类,可以称作它的“域”。一个陈述允许实在有的“域”,可以说是它允许实在“自由活动”的范围或者自由度。域和经验内容参看第35节是相反或互补的概念。因此,两个ฐ陈述的域的相互关系和它们的逻辑概率的相互关系一样参看第34、72๐节。

我引进域概念,因为ฦ它帮助我们处理和测量的精确度相联系的某些问题๤。假定两个ฐ理论的推断在所有的应用领ๆ域里区别是如此之小,以至在计算可观察事件之ใ间的细微差别,由于在我们的测量中可达到的精确度不够高而不能检测到。因此,不先改进我们的测量技术,就不可能用实验在这两个理论中作出判定。这表明,现行的测量技术决定了一定的域——一个范围,在这个范围内观察其间的差别ี为理论所允许。

因此,理论应该有可达到的最高可检验度因此只允许最窄的域,这一规则衍推这样的要求:测量的精确度应尽可能提高。

人们经常说,所有测量都在于确定点的重合。但是任何这种确定只能在某些限度内才是正确的。在严å格的意义上,不存在点的重合。两个ฐ物理“点”——比如,在量杆上的一个标记,在被测量物体上的另一个标记——它们至多能做到靠得很近;但不能ม重合,即不能ม合并成一点。不管在其他场合这个ฐ说法是如何的平凡,它对测量的精确性来说是重要的。因为它使我们想到เ,测量应该用下列术语来描述。我们现,被测量的物体的点落在量杆的两个ฐ级别ี或标记之间,或者比方แ说,我们的测量仪器的指针落在刻度的两级之ใ间。然后我们可以或者把这些级别或标记看作我们误差ๆ的两个最佳界ศ限,或者去估计比方说指针在刻๑度间隔内的位置,因而得到一个比较准确的结果。人们可以这样描述这后一情况:我们使指针ฤ落在两个想象中ณ的分级标记之ใ间。因此,一个ฐ间隔、一个ฐ域总是存留着。物理学家的习惯是每一次测量都要估计这个间隔。因此,例如他们效法milliken用静电单位测量电子的基本电荷,得出e=4๒.774๒·10-10,加上:不精确范围是±o.0่05·1้0-10่。但是这里生一个问题。人们用两个ฐ标记——即间隔的两个边界——来代替刻๑度上的一个标记的目的究竟是什么,对于这两个边界的每一个,又一定会提出同样的问题:对于这间隔的边界,什么是准确性的界限呢?

给出间隔的边界ศ显然是无用的,除非这两个边界ศ本身能以大大过我们对原来的测量所希望达到เ的精确度确定下来;即在它们不精确的间隔内确定下来,这些间隔因此应该比它们为原来的测量值确定的间隔小几个ฐ数量级。换句话说,间隔的边界ศ不是截然分明的,而实际上是很小的间隔,这个间隔的边界本身仍然是更小得多的间隔,等等。就这样我们达到了可以称为ฦ间隔的“不分明的边界ศ”或“缩聚边界”的观念。

这些考虑并不以误差的数学理论和概率论为前提。这走的是另一条迂迴的路;通过分析测量间隔的观念,这些考虑提供了一个背景,如果没有这个ฐ背景,误差的统计理论就没有什么意义。如果我们测量一个量许多次,我们得到的数值以不同的密度分布在某一间隔——精确性的间隔依赖现行的测量技术。仅当我们知道我们追求什么——即这个间隙的缩聚边界ศ——我们才能把误差理论应用到这些数值上,并确定间隔的边界。

现在我想所有这些多少说明了使用测量方法对于纯定性方法的优越性。即使在定性估计的情况下,例如对一个乐音的音高的估计,有时也๣可能为这种估计给出一个准确性的间隔,这是正确的;但是,没有测量,任何这样的间隔只能是很模糊的,因为在这种情况下,不能ม应用缩聚边界ศ的概念。这个概念只能ม在我们可以谈到เ数量级的地方因而只能在规定了测量方法的地方แ才适用。我将在第68๖节中ณ,联系到概率论,进一步运用精确性间隔的缩聚边界这一概ฐ念。

38.联系维来比较可检验度

直到现在为止,我们仅在理论可以借助子类关系来作比较的范围内来比较它们的可检验度。在某些情况下,这个ฐ方แ法在指导我们选择理论方面很成功。因此现在我们可以说,在第20节中举例说到的pauli的不相容原理的确证明是一个ฐ令人满意的辅助假说。因为ฦ它极大地增加了旧ງ的量子论的精确度,因而增加了可检验度如新า量子论的相应的陈述断ษ言:电子具有反对称状态,而不带电粒子和某些带大量电å荷的粒子具有对称状态。

然而,对于很多目的来说,用于类关系的方法来进行比较是不够的。因此,例如frank指出,具有高水平的普遍性的陈述——例如plaທnck公式里的能量守恒原理——易于变成重言的,失去它们的经验内容,除非初始条件可以“……用少数测量,……即依靠系统状态特有的很少几个量值”来确定。关于必须确定和代入公式的参量的数目的问题是不能借助子类关系的帮助来阐明的,尽管它是显然与可检验性和可证伪性以及它们的程度密切联系着的。确定初始条件需要的量值越少,足以使理论被证伪的基础陈述就越不是复合的;因为起证伪作用的基础陈述,是由á初始条件和推导出的预见的否定二者的合取组成的参看第28节。因此,通过弄清一个基础陈述必须有的最小复合度如果它能ม够与理论矛盾的话,就有可能比较理论的可检验度;只要我们能找到一种方法来比较基础陈述以弄清它们是否更或不那么เ复合的,即是否是大量或小量比较简单的一种基础陈述的复合物。所有复合度没有达到必要的最低限度的基础陈述,不管它们内容如何,只是由于它们的低复合度,就都是为ฦ理论所允许的。

但是,任何这样的纲领都面临着困难。因为一般地说,单靠检查,是不容易说出一个ฐ陈述是否是复合的,即是否等于更简单的陈述的合取。在所有的陈述里,都出现普遍名称,通过分析它们,人们往往能把陈述分解为合取的组分例如,陈述:“在k地有一玻璃杯水”也许可以被分析和分解成两个陈述:“在k地有一玻璃杯盛着一种液ຂ体”和“在k地有水”。用这种方法来分解陈述,没有希๶望找到任何自然的终点,特别ี是因为,我们为了使进一步分解成为可能,总能引进新า的已定义的普遍名称。

为了使得所有基础陈述的复合度成为ฦ可比的,可以建议:我们必须ี选择一定的陈述类作为基本的或原子的陈述,然后通过合取和其他的逻辑运算就能够从这些基本或原子陈述中得到所有其他陈述。如果成功,我们就应用这种方法来定义复合的“绝对零度”,然后可以把任何陈述的复合表示为可以说是绝对复合——度。但是由于上面已๐经说过的理由,这样一种程序必须被认为是非常不适当的;因为它会给科学语言的自由使用施加苛刻的限制。

然而,比较基础陈述的复合度,因而也比较其他陈述的复合度,仍然是可能的。可以这样做:任意选择一个相对的原子陈述类,我们把它作为进行比较的基础。这样一种相对原子陈述类可以用生成的图式或母式来定义例如,“在……地方为了……有一个量器,它的指针指在刻๑度……和……之间”。然后,我们可以把通过代入确定值,从这种母式或者陈述函项中得到เ的所有陈述类定义แ为相对原子的,因而定义为ฦ等复合的。这些陈述类,与所有可从这些陈述形成的合取一起,可以称之ใ为一个“场”。一个场的n个不同的相对原子陈述的合取,可以称之为“这场的n组复合”,并且我们可以说,它的复合度等于数n。

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