导论
思路：问题——直觉的回答——两点问题——基于问题的全盘否定观点——扬弃的新回答
在现代，科学受到高度尊重。显然，广泛持有的一种信念是科学及其方法有些特别。称某一主张、某一推理路线或某项研究为”科学的”，是想说具有某种优点或特殊的可靠性。但是，科学有哪点特别？导致特别值得称赞或可靠结果的”科学方法”又是什么？本书就是试图说明和回答这类问题。
人们对这些问题的回答拥有一些流传广泛的直觉，这些直觉也许可合适地概括为这样的思想：科学的特别之处是它从事实中推导出来，而不是根据个人的意见。
正如我们将要看到的，这种想法，仅在仔细而高度限定的条件下才能得到认可。我们将会遇到一些怀疑，通过观察和实验获得的事实是否像传统认为的那样一目了然和放心可靠。我们也将会发现能够提出强有力的理由声称，即使承认可以得到这些事实，科学知识既不可能根据事实得到定论性的证明，也不可能得到定论性的否证。
支持这种怀疑论的某些论据基于对观察性质的分析，以及对逻辑推理及其能力性质的分析。其他论据则来源于对科学史和当代科学实践的仔细考查。科学理论和科学方法的现代发展的一个特点是，越来越将注意力转向科学史。
这一发展令科学哲学家尴尬的结果之一是，科学史上那些轶事，不管它们是伽利略、牛顿、达尔文，还是爱因斯坦的创新，与标准的哲学的科学观声称的它们应该如此并不一致。
认识到上述两点问题后，一个反应是全然抛弃科学是按照某种特别的方法进行的一种理性活动这一观念。例如，按照隐藏在哲学家费耶阿本德晚期著作中的最极端的观点，科学并没有什么特别的特点，使它在根本上优于例如古代神话等其他种类的知识。对科学的高度尊重似乎是一种现代宗教。这暗示科学理论之间的选择被归结为由主观价值和个人愿望决定的选择。
本书反对对传统科学观和科学方法遇到的困难作出这种反应。本书努力接受费耶阿本德以及其他许多人的挑战中合理的东西，但同时要提供一种能够把握科学独特和特别的特点的科学观，并能够回答他们的挑战。
第一章 归纳主义：科学是从经验事实推导出来的知识
1．广泛持有的常识科学观
在本书前面 4 章，“科学导源于事实”这种观点要受到批判审查。我们将发现，这个口号隐涵的许多东西不能得到辩护。然而，我们也将发现，这个口号并非完全误导，我将试图提出它的一个可辩护的版本。
当人们声称科学之所以特殊是因为它基于事实时，他们推定事实是关于世界的主张，仔细地、没有偏见地使用感官就可以直接确立这些主张。科学必须建立在我们能够看到听到和触摸到的东西之上，而不是建立在个人意见或思辨想象之上。如果对世界进行仔细的、没有偏见的观察，那么用这种方式确立的事实就构成科学的可靠的、客观的基础。其次，如果将我们从这个事实基础推到构成科学知识的定律和理论的推理是可靠的，那么就可以认为这样得到的知识本身是牢靠地建立的和客观的。
试图将这种常识科学观加以形式化的两个学派是经验主义者和实证主义者。17和18世纪的英国经验主义者认为，所有知识应该来源于观念，而观念是借助感觉植入心中。实证主义者对事实是什么持一种更为宽泛而更少心理学导向的观点，但也同样持有知识应该来源于经验事实的观点。
在科学来源于事实的主张中有两个完全不同的问题。一个问题涉及这些“事实”的性质以及科学家如何得到这些事实。第二个问题涉及一旦获得事实后，如何从事实导出构成我们知识的定律和理论。我们将依次探讨这两个问题，这一章和下面两章将讨论科学赖以建立的事实的性质，第 4 章讨论科学知识如何从事实导出的问题。
在常识观中，关于事实应是科学基础的立场可区分出三个成分。它们是：
- 事实是通过感觉直接给予仔细的没有偏见的观察者的；
- 事实先于，并独立于理论；
- 事实构成科学知识结实而可靠的基础。
我们将会看到，这些主张每一个都面临困难，只有在非常限定的形式中才能接受它们。
2. 眼见为实
我将对观察的讨论限于视觉领域。在大多数情况下，不难了解可以将这里提供的论证重组一下就能应用于其他感觉。
关于视觉观察的常见观点暗示两点（这两点已经被结合进常识的科学观）：
- 由于观看时脑记录有关世界的事实，人类观察者多少能直接获得这些事实知识；
- 从同一地方观看同样物体或情景的两个正常的观察者将会”看到”同样东西。
在后面的几节中，我们将会看到为什么这种观点是存在严重误导的。
3. 视觉经验不仅决定于看到的物体
最彻底的常识观认为，关于外部世界的事实是通过视觉直接给予我们的。如果这样，那么看到什么决定于我们注视的东西的性质，当观察者面对同样景象时，他们总有同样的视觉经验。然而，有大量证据表明，情况根本不是如此。两个正常的观察者，在同样的物理条件下从同样的地方看同样的物体，不一定获得同一视觉经验，即使在他们各自视网膜上的映像也许确实是同一的。正如N. R. 汉森(1958)指出，”看到的东西比碰到眼球的东西更多”。
考虑”视觉错觉图”的例子。不同的人可能会看到不同的东西：女人的肖像或一群动物。 而一个人如果仅能看到女人，而后被告知可以把头发看作两匹马，那么他就又能看到一群动物了。 但是自始至终，被看的都是同一个物理客体，并且大概观察者视网膜上的映像在看到女人和动物时并无两样。
不难从科学的实践中举出一些例子来说明同样的论点，即观察者在观看物体或情景时看到的东西，他们体验的主观经验，不仅决定于他们视网膜上的映像，而且也依赖于观察者的经验、知识和期望。
这一论点隐含在无可争议的如下认识之中：在科学中人们不得不学会做一个胜任的观察者。显微镜的使用者必须掌握了关于细胞相关的知识才能看到细胞分裂，看 X 光片的医生必须掌握关于肺炎的知识才能看到病理的变化。当有经验而熟练的观察者和未经训练的新手两者面对同样境况时，他们并没有同一知觉经验。这与认为知觉是通过感官直接给予的主张相冲突。
我仍然承认，被物理境况独一无二地给予的是在观察者视网膜上的映像；但观察者与那个映像没有直接的接触。就知觉而言，观察者与之直接接触的唯一东西是他或她的经验。这些经验不是独一无二地给予的，也不是不变的，而是随观察者拥有的知识和期望而不同。
同时，我要澄清我在这一节究竟不主张什么，免得大家误认为我实际论证的比我想要论证的还多。第一，我肯定不是主张在我们视网膜上的映像的物理原因与我们看到什么没有任何关系。我们不可能仅仅看到我要看到的东西。确切的说，我们视网膜上的映像是我们看到什么的部分原因。第二，在各种不同的条件下，我们在各种境况看到什么是相对稳定的。我们看到什么对我们的心或脑的依赖并非那么敏感，以致使交流和科学成为不可能。第三，在这里援引的所有例子中，在某种意义上可以说所有观察者看到同样的东西。贯穿这本书我接受并预设一个单一的、独特的物理世界独立存在于观察者之外。因此，当一群观察者注视一张照片、一架仪器、一张显微镜切片或者其他什么东西时，在某种意义上他们通过注视而面对，因而看到同样的东西。但由此不能得出结论说，他们具有同一的知觉经验。在十分独特的意义上他们看到的是不同的东西，我对认为事实是通过感官不成问题地和直接地给予观察者的观点的探究正是建立在后一意义上的。这在什么程度上破坏了认为感觉能够确立科学所需充分事实的观点，还有待分晓。
4. 陈述表达可观察事实
在平常的语言学用法中，“事实”的意义是含糊的。它可能指表达事实的陈述，也可能指这种陈述所指的事态。例如，月球上有山脉和火山口，这是事实。这里可能认为事实是指山脉和火山口本身。另一种可能是，认为”月球上有山脉和火山口”这一陈述是事实。当声称科学基于事实时，显然后一解释比较合适。例如，当达尔文乘坐比格尔号进行闻名的航行时，他遇到了许多新的动植物物种，因此这是他一系列新颖知觉经验的内容。然而，如果他停留在那里，他就不会对科学作出重要的贡献。仅当他提出描述这些新颖发现的陈述，使得其他科学家也了解这些发现，他才对生物学作出了重要贡献。就乘坐比格尔号航行产生新的事实，使得进化论可由此产生或与之有联系而言，构成那些事实的是那些陈述。对那些主张知识导源于事实的人来说，他们必须记住事实是那些陈述，而不是那些知觉或例如山脉和火山口那样的客体。
在作了澄清之后，让我们回到本章的第1节结束时关于事实性质的两项主张(1)和(3)。它们现在看来非常成问题。我们知道可构成科学合适基础的事实必须采取陈述的形式，认为事实是通过感觉直接给予的这种主张就看起来十分错误了。因为即使我们将前一节突出的困难撇在一边，并假定知觉是在看这个动作中直接给予的，那么显然描述可观察事态的陈述(我称之为观察陈述)不是通过感官给予观察者的。
在观察者提出和同意观察陈述以前，他或她必须拥有合适的概念框架以及拥有如何合适使用这个概念框架的知识。想象一位植物学家，由一个像我一样对植物学一窍不通的人陪同，参加对澳大利亚灌木林的实地考察。无疑，植物学家将能够收集比我能观察和表述多得多的可辨识事实。因为植物学家拥有比我更精细的概念框架可供利用，他比我知道更多的植物学。植物学知识是表述可构成事实基础的观察陈述的先决条件。
因此，记录可观察事实不仅要求接受刺激，例如射到眼睛上的光线。它还要求合适的概念图式以及如何应用它的知识。在这个意义上，假定(1)和(2)不能接受。关于事实的陈述不是由感觉刺激直接决定，观察陈述以知识为先决条件，因此实际情况并不是我们先确定事实，然后再从事实导出知识。
5. 为什么事实应该先于理论？
我将对认为科学导源于事实这种主张颇为极端的解释作为出发点，这种主张隐含着在从事实导出科学知识以前必须确立事实。先确立事实，然后建立适合这些事实的理论。我们的知觉在一定程度上依赖我们先前的知识，因而依赖我们有准备的状态和我们的期望(在本章较早讨论过)这一事实，以及观察陈述以合适的概念框架为先决条件(在前一节讨论过)这一事实，都表明这是不可能做到的要求。如果我们没有我们要探索何种知识或要试图解决何种问题的指导，我们如何能够通过观察确立关于世界的重要事实？因此，让我们放弃获得事实应该先于提出构成科学知识的定律和理论这一要求，来看看一旦这样做以后我们能够从科学基于事实的观念中挽救些什么。
那么要注意，有表述观察陈述的概念资源是一回事；这些陈述的真假则是另一回事。我可以从固态物理教科书抽出一个观察陈述：”钻石的晶体结构具有反向对称性”。拥有一定程度的有关晶体结构以及晶体结构如何表征的知识对于表述和理解这些陈述是必要的。但如果只有概念框架的知识，也能用同样的术语表述其他类似的陈述，例如”钻石的晶体结构不具有反向对称性”。在某种意义上这些陈述都是观察陈述，即一旦人们掌握了合适的观察技术，观察就能确定它们的真假。这样做了以后，只有我从教科书抽出的陈述能得到观察确认，而术语构建的其他陈述就被反驳。这证明了这样的论点：“表述重要观察陈述必需要知识”这一事实，仍没有解决“如此表述的陈述哪些被观察证实，哪些没有”这一问题。结果，承认描述事实的陈述的表述依赖知识并没有破坏这一观念：知识应该基于得到观察确认的事实。如果人们坚持“确认与某种知识有关的事实应该先于任何知识的获得”这一愚蠢要求，那就有问题了。
于是，承认对事实的探索和表述依赖知识不一定破坏科学知识应该基于观察确认的事实这一观念。如果观察陈述的真假能直接由观察确定，那么不管那些陈述如何表述，以这种方式确认的观察陈述提供给我们科学知识重要的事实基础。
因此，记录可观察事实不仅要求接受刺激，例如射到眼睛上的光线。它还要求合适的概念图式以及如何应用它的知识。在这个意义上，假定(1)和(2)不能接受。关于事实的陈述不是由感觉刺激直接决定，观察陈述以知识为先决条件，因此实际情况并不是我们先确定事实，然后再从事实导出知识。
在观察者提出和同意观察陈述以前，他或她必须拥有合适的概念框架以及拥有如何合适使用这个概念框架的知识。当我们思考儿童如何学习描述世界(即作出关于世界的事实陈述)时，这一点是很清楚的。考虑一下父母如何教孩子识别和描述苹果。父母给孩子看苹果，指着它，发出”苹果”这个词。孩子马上会模仿重复”苹果”这个词。在掌握了这个要领后，也许就在那天晚些时候，孩子看见一个网球，会指着它说”苹果”。在这个时候父母就会来解释这个球不是苹果，演示球不能像苹果一样咬着吃。孩子还会犯错误，例如将佛手瓜当作苹果，就要求父母作出更为精细的解释。等到孩子在有苹果时能够成功地说出苹果的时候，他已经对苹果知道了很多。所以，推定我们在从关于苹果的事实导出关于苹果的知识之前必须先观察到那些事实，似乎是个错误，因为表述为陈述的合适事实是以关于苹果的许多知识为先决条件。
于是，承认对事实的探索和表述依赖知识不一定破坏“科学知识应该基于观察确认的事实”这一观念。如果观察陈述的真假能直接由观察确定，那么不管那些陈述如何表述，以这种方式确认的观察陈述提供给我们科学知识重要的事实基础。
6. 观察陈述的可错性
在前面的一节中，我们的分析预设了观察能够以不成问题的方式可靠地确立观察陈述的真理性或其他方面。但是这种预设是合法的吗？我们已经知道不同的观察者在观看同样情景时不一定有同样的知觉，而这可导致对可观察事态是什么不一致，换言之，这其中存在着错误的观察陈述。人们在16和17世纪认识到地球在运动，绕着自己的轴旋转，沿着轨道绕太阳运行。在使这种认识成为可能的条件具备以前，可以说”地球是静止的”这一陈述是得到观察确认的事实。毕竟，人们不能看到或感觉到地球运动，而且如果我们跳到空中，地球也不会在我们下面因旋转而离开我们。从现代的观点看，我们知道这个观察陈述是假的。我们了解惯性，并且知道改变速度需要力，而在我们的例子里，没有水平方向的力在作用。因此我们保持我们与地球表面共有的水平速度，落在我们跳起来的地方。”地球是静止的”并没有像一度认为它那样得到可观察陈述的确定。但是要完全理解为什么会这样，我们需要了解惯性。这种了解是17世纪的发明。这个例子可作为例证说明观察陈述的真理性或其他方面的判断如何依赖于形成背景的知识，而判断正是在这个背景上作出的。科学革命不仅是科学理论渐进的转换，而且也是可观察事实的转换！
我用”科学导源于事实”这一口号想要把握的直觉是，科学知识具有特殊地位，部分是因为它建立在可靠的基础上，由观察坚实确立的扎实事实上。本章的若干考虑是对这种轻松自在观点的威胁。一个困难涉及知觉在多大程度上受到观察者的背景和期望的影响，因此对一个人是可观察事实，对另一个人则未必如此。困难的第二个来源是，对观察陈述真理性的判断在多大程度上依赖于已经知道或假定的东西，从而使观察事实同作为观察事实基础的预设一样可错。这两类困难都提示，也许科学的可观察基础并不是像广泛地和传统地认为的那样一目了然和安全可靠。在下面一章我试图通过考虑观察的性质，尤其是在科学中使用的观察的性质，用比我们迄今讨论的更具辨识力的形式，来一定程度上减轻这些担心。
第二章 观察是实践的干预
1.观察：被动和私人的， 还是公共和主动的？
许多哲学家对观察的理解通常将观察看作一种被动的、私人的活动。认为当观看时，我们只是睁开眼睛，指挥眼睛让信息流入，记录看到的东西，因此观察是被动的。正是观察者心内或脑内知觉自身直接确证这个事实，例如”在我前面有一个红的西红柿”。这是由个人完成的，在感知行动中密切注意提供给他或她的东西。由于两个观察者并不获得对方的知觉，他们就不可能参与由他们的知觉确立的事实是否有效的对话。
但日常的观察远不是被动的。为了确定知觉的正确性需要做一系列的事情，许多是自动地，也许无意识地。一般认为，如果由于某种理由根据我们的知觉我们对实际发生的情况表示怀疑，我们能够采取种种行动来解决这个问题。在上面的例子中，如果我们有理由怀疑西红柿的映像是聪明地设计的视觉映像，而不是真正的西红柿，我们可以仔细看它，触摸它，必要时我们可以尝尝它或将它切开。
在科学中的一个例子是显微镜在科学中的早期使用。当罗伯特·虎克和亨利·鲍威尔斯等科学家使用显微镜来观看苍蝇、蚂蚁等小昆虫时，他们经常对观察事实发生分歧，至少虎克起初将分歧的原因归诸于照明不同。他指出，苍蝇的眼睛在一种光下看起来像覆盖孔的格子(这使鲍威尔斯相信实际情况就是如此)，在另一种光下像覆盖圆锥体的表面。虎克为了澄清这个问题进行了实践干预。他努力使标本的照明均一来消除由于耀眼和复杂反射而引起的虚假信息。他做到这一点是靠了使用通过盐水溶液散射的烛光照明。他也从各种方向来照明他的标本，以确定在这些变化之下哪些特点保持不变。
虎克的书《显微学》(Micrographia,1665)含有许多来自虎克这些行动和观察的详细描述和观察。这些成果过去是公共的，现在仍然是公共的。别人可以检查、批评和补充这些成果。虎克表明了为了检查苍蝇眼睛这种外观的真实性能够做些什么，而他建议的程序任何愿意做而受过训练的人都可以进行。关于苍蝇眼睛结构的可观察事实最终是一个主动而公共的过程的结果。
“能够采取行动来探索作为观察事实提出来的那些主张是否适宜”这一点具有这样的推断：知觉的主观方面不一定是一个科学不可解决的问题。前一章讨论了同样情景的知觉可以以种种方式随不同观察者的背景、文化和期望而有不同。由于这一无可怀疑的事实产生的问题在很大程度上能够通过采取合适的行动而得到解决。在科学中的挑战是如何安排客观境况使依赖这种判断的情况减少到最低限度，即使不能消除的话。
2.伽利略和木星卫星
一个例子。
3．观察事实是客观的，但也是可错的
试图从我们已经提出的批评中挽救关于可观察事实的强主张可遵循下列路线进行。如果观察陈述能够直接接受感觉检验，并经受住这些检验，它就构成值得形成科学基础一部分的事实。这里的”直接”是要把握这样的观念：观察陈述的正确性应该接受种种常规客观程序的检验，而无需观察者方面精巧的主观判断。对检验的强调使观察陈述的辩护具有主动、公共的性质。
在前一段提出的可观察事实概念需要付出一些小的代价。这个代价是，可观察事实在某种程度上是可错的，可接受修改。如果一个陈述够得上成为可观察事实，因为它通过迄今为止能够向它提出的所有检验，这并不意味着它一定能经受住因知识和技术的进展而成为可能的新型检验。我们已经遇到一个重要的观察陈述的例子，它根据充分的理由被接受为事实，但是鉴于新的进展最终被摈弃：”地球是静止的”。
根据这里提出的观点，适合于构成科学知识基础的观察既是客观的，又是可错的。就它们能够接受简单明了的程序检验而言，它们是客观的，而就它们可被由于科学和技术的进展而成为可能的新型检验推翻而言，它们是可错的。
第三章 实 验
1. 不仅是事实，而且是有关的事实
在这一章，为了论证的方便，我假定，仔细利用感觉能够建立可靠性。
应该指出的一点是，科学中所需要的不仅是事实，而且是有关的事实。能由观察确立的大多数事实，例如在我的办公室里书的数目或我的邻居汽车的颜色，与科学完全无关。
然而必须强调更为重要的一点，为此我要介绍一个故事。当我年轻的时候，我的哥哥和我关于怎么说明草在同一牧场上有牛粪的地方比其它地方长得更快这一事实。我的哥哥的意见是，这是牛粪的施肥效应，而我怀疑这是一种覆盖效应，牛粪对下面的土地有保墒和抑制蒸发的作用。我现在强烈怀疑我们都不全对，主要的原因可能是奶牛不大愿意吃自己的粪周围的草。所有这三种效应大概都起作用，但我们兄弟所作的那种观察不可能分辨出效应的程度。有必要进行一些干预，例如，有一个季节将奶牛不在这块牧场上放牧，看看在牛粪上的草长得长草是否减少或消失，将粪磨细消除它的保墒作用，但仍保留它的施肥作用等等。在我们周围有许多种过程在起作用，它们以复杂的方式叠加和相互作用。为了与鉴定和说明在自然界起作用的种种过程有关的事实，一般需要在实践中进行干预，试图将要研究的过程分离出来，消除其他过程的效应。简言之, 必须做实验。
也许应该有点明显的是，如果有构成科学基础的事实，那么那些事实表现为实验结果，而不是任何陈旧的可观察事实。
2. 实验结果的产生和更新
实验结果无论如何不是被直接给予的。任何一个实验工作者都知道，做实验不是一件容易的事。 成功地进行重要的新实验能花几个月或甚至几年的时间。
对实验结果正确性的判断也不是直接了当的。仅当实验设置是合适的，扰乱因素得到消除，实验才是正确的，才可解释为展示或测量实验本打算展示或测量的东西。有关这些因素的知识不充分可导致不合适的实验测量和错误的结论。因此，实验事实与理论之间有着重要的相互联系。如果有关实验的理论有缺陷或错误，实验结果就有可能出错。
有关实验的这些一般的，在一定意义上相当平凡的特点的推论是，实验结果是可错的，可因明显的理由而更新或代替。由于技术方面的进展，实验结果可变得过时，由于理解方面的进展(根据这种理解认为实验设置不合适)，它们可被摈弃。
3 改变科学的实验基础：历史的例子
几个例子。
4 作为科学合适基础的实验
人们可论证说，如果科学的实验基础像我论证的那样是可错的和可修正的，那么基于实验基础的知识同样是可错和可修正的了。由于认为科学理论由实验支持，这种担心能因循环论证而得到加强。如果诉诸理论是为了判定实验结果的满意性, 而那些同样的实验结果又是理论的证据，那么我们就陷在一个循环论证之中。
所有实验都推定一些理论的真理性以便帮助判定实验设置是令人满意的，但是这些预设的理论不一定与受检理论是同一的，有理由认为好的实验设计的前提之一是保证实验设置预设的理论与受检理论不是一回事。
有助于正确看待”实验依赖理论”另一点是，不管理论如何指导实验，实验结果在很大程度上决定于世界，而不是理论。实验的结局决定于世界的运转，而不是有关世界的理论观点，是世界提供了对照世界检验理论的可能。这不是说重要的结果是容易达到并且不可错的，也不是它们的意义总是一目了然的。但是它确实帮助建立了这样的论点：对照实验结果检验科学理论的可接受性是有意义的探索。而且, 科学的历史给我们提供了成功地面对挑战的例子。
第四章 从事实推导出来理论：归纳
1 导言
参考资料：
