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形上集

那些類似真理的東西

2021-07-01 高涌泉
物理學家都是機會主義者。


在2021年6月號專欄「形上集」中,我持續評論孔恩名著《科學革命的結構》(以下稱《結構》)中某些段落,表達了不認可之意。有內行朋友覺得我的解說「缺少結論」,大約是他認為我所談的那些細節,對於孔恩學說的主旨究竟會有什麼樣的衝擊,我應該要講清楚,這樣才有意義。另一位內行朋友則說,物理定律或理論需要透過「詮釋」才能用來解說世界,不同的詮釋可以是不可共量的。另外他還指出,詮釋的問題與科學哲學中所謂「實在論」與「工具論」的爭議有關。


我先從第二位朋友的看法說起。大致上說,物理理論(由於《結構》中的例子大半來自物理學,我在此也僅以物理為例)包括兩部份:一部份是數學方程式,例如F=ma,包括出現在這些方程式中的變數與參數如何來自實驗(觀測)數據,以及對於這些方程式適用在何種情境的說明;另一部份就是這些數學方程式所提供給我們的世界觀(即我們對於自然世界的想像),例如物體之間有著相吸的重力,空間中存在著電場、磁場等,也可說是方程式的物理詮釋(意義)。朋友的主張即是不同(典範的)理論的第二部份是不可共量的。


孔恩在《結構》第九節說,質量這個關鍵名詞在牛頓力學中與相對論力學中的意義「絕不相同」,這是他認定牛頓力學與相對論力學不可共量的理由之一。但是我在2021年6月號專欄「形上集」反對這個觀點,因為我認為這項差異一方面不宜用「絕不相同」來描述,二方面並不阻礙物理學家自由進出兩項理論。其實如果要找「絕不相同」的概念,「時間」是更好的例子,因為時間在牛頓力學中是絕對的,而在相對論中,時間是相對的(運動中的鐘走得較慢)。但是即使如此,物理學家也沒有受到這個不可共量性的阻礙,而無從使用相對論(或牛頓力學)。


對我來說,立基於詮釋的不可共量性帶有主觀意味,與我們每個人的想像方式有關,無法構成清楚的判準來區隔典範。我在〈孔恩vs.費曼〉(參見《科學人》官網)中談了一個例子:若以詮釋或心理的角度而論,在牛頓力學中,以微分方程式為本(強調局域性)的漢密爾頓力學與以變分法為本(強調大域性)的拉格朗日力學,應該可說是不可共量的,然而兩者在數學上卻是等價的,所以被孔恩判定為僅是牛頓力學的兩種闡述而已。然而同樣是具有數學等價性的地心說與日心說,卻被孔恩劃歸兩個典範。我不滿意這種含糊的狀況。


孔恩在《結構》第13節〈通過革命的進步〉提出一項著名的主張:我們必須拋棄典範變遷會讓我們越來越接近真理的想法。他的理由很容易理解:既然兩典範是不可共量的,依循不同典範的科學家就好像活在不同的世界,典範的不停更替(即科學革命)就是世界觀的不停更替,沒有所謂終點可言。如果我不認同不可共量性,難道我也拒絕孔恩上述的主張,而認為物理學越來越逼近真理嗎......


# 關鍵字:形上集真理物理孔恩
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