|
4
科学研究纲领方法论对哥白尼革命的论述
科学研究纲领方法论是一种新的分界主义的方法论（即关于进步的普遍定义），我倡导这一方法论迄今已有数年。我认为这一方法论改进了先前分界主义的方法论，同时至少避免了权威决定论者和相对主义者对归纳主义、证伪主义等等提出的一些批评。
首先让我大概地说明一下这一方法论的主要特点。
首先，我的评价单位不是孤立的假说（或几个假说的合取）：研究纲领是一种特殊的“问题转换”。它包括一系列发展着的理论，而且，这一发展着的理论系列有其结构。它有一个象牛顿研究纲领中的运动三定律和万有引力定律那样的坚韧的硬核，它还有一个启发法，启发法包括一套解题的方法。（在牛顿的研究纲领中，这一启发法由纲领的数学工具组成，包括微分学、收敛论、微分方程和积分方程。）最后，研究纲领有一个广阔的辅助假说保护带，我们根据这些辅助假说确立初始条件。牛顿纲领的保护带包括几何光学、牛顿的大气折射理论等等。我把它称之为保护带是因为它保护硬核不受反驳：我们不认为反常反驳了硬核，而是认为反驳了保护带中的某个假说。硬核保持不变，而保护带却要不断地修正、增加并复杂化，这在一定程度上是由于经验的压力（但在一定程度上也是根据纲领启发法规划的）。
说明了成熟科学的单位是研究纲领之后，现在我来规定评价纲领的规则。一个研究纲领或者是进步的，或者是退化的。如果每次修正都导致了新的出乎意料的预测，那么这个纲领在理论上就是进步的；如果这些新颖的预测中至少有一些得到了证认，那么这个纲领在经验上就是进步的。通过适当调整纲领（比如增加一个新的本轮），科学家要应付一个特定的反常总是很容易的。如果科学家的这些做法只能说明他们打算要说明的那些既定事实，而不能预测某个新的事实，那么，这种做法就是特设的，而这个纲领也就在退化。牛顿纲领是进步纲领的最好的例子。它成功地预测了一些新颖的事实，如哈雷慧星的回归、海王星的存在及其轨道，及地球的凸处。
一个研究纲领不可能解决自己所有的反常，“反驳”总是少不了的。重要的是要能出现几个戏剧性的标志表示出经验的进步。该方法论还包括一个启发法进步的概念：保护带的不断修正必须以启发法为根据。科学家们不喜欢用人为的特设的方法来对付反常，这是很正确的。
如果一个研究纲领比它的竞争对手具有更多的真理内容，即不仅进步地预测了其竞争对手真实地预测到的东西，而且还能预测其竞争纲领未能预测的某些东西，在这一意义上，这个研究纲领就取代了其竞争纲领。
在我们用这个新的、或许阐述得有些过细的哲学框框来评价托勒密和哥白尼的两个竞争理论或竞争纲领之前，必须再强调一下很重要的一点。
借助于适当的特设性辅助假说对两个纲领提出观察上等值的、可证伪的变体，任何两个竞争的研究纲领都可以成为观察上等值的。但这种等值是没有意思的。只有在两个竞争的研究纲领完全相同的情况下，它们才是等值的，否则两个不同的启发法的发展速度是不同的。即使两个竞争纲领说明的是相同的证据，同一证据也不会给两个纲领以同样的支持，可以说，这要看该证据是由理论“产生”的，还是以“特设的”方式来说明的。证据的权［the
weight of evidence］不仅是一个可证伪的假说和证据的函数，它还是时间因素和启发法因素的函数。科学研究纲领方法论的起点是“革命约定主义”所提出的规范问题。但如果革命约定主义是正确的，两个竞争理论之间就总能产生观察上的等位。简单主义断定经验证据失去了自己的权：只有简单性程度才起作用，波普尔的可证伪性及拉卡托斯和扎哈尔的进步性程度摆脱了这种含混之词及连贯性程度的陷阱，并以激进的新方式，恢复了对事实的“实证主义的”尊重。
科学研究纲领方法论的描述性方面显然比先前所讨论过的那些方法论的描述性方面更优越。托勒密和哥白尼都根据研究纲领进行研究：他们并不单纯地检验猜测或努力协调众多的观察结果，他们也不委身于任何以“范式”为基础的团体。我将对这两个研究纲领进行描述（我想这一描述不会引起什么争议），我还要对两个纲领各自的进步与退化加以评价。
两个纲领都产生于毕达哥拉斯－柏拉图纲领，这个纲领的基本原则是：既然天体是尽善尽美的，那么通过一组尽可能少的匀速圆周运动（或天球的匀速绕轴旋转）就应该能够说明一切天文现象，这个原则一直是两个纲领启发法的基石。这个原始纲领并未指出宇宙的中心在哪里。在这个情况下，启发法是首要
的，“硬核”是次要的。有些人，如毕达哥拉斯，相信宇宙中心是一个从地球的居住地区看不到的火球；其他人，如一些柏拉图主义者，认为宇宙中心是太阳，还有一些人，如欧多克斯，认为宇宙中心是地球本身。只是由于亚里士多德的细致的地球物理学的发展，由于该物理学的自然运动和非自然运动，由于它将地球的或尘世的四元素的物质组成与化学性质同纯粹的永恒的天体第五元素分离开来，地心论假说才“硬化”为一个真正的硬核假设。
最初的尚不完备的以地球为太空中心的理论包括一些围绕地球的同轴轨道，一个为恒星轨道，每一个其他的天体也有一个轨道。但人们知道这是一个不真实的“理想模型”，而且，正如欧多克斯所意识到的那样，即使这个初步的体系可以说明恒星，却绝对说明不了行星。众所周知，欧多克斯为了说明行星运动，发明了一个自转天体体系。为了说明、确切地说是保全行星的停顿和逆行现象，他引进了二十六个这样的天体。这个模型未预测任何新颖的事实，而且也没能解决一些严重的反常，如行星亮度的变化。放弃了这一自转天体体系后，地静论纲领步步背离了柏拉图启发法。偏心圆之说使地球不再是圆圈的中心。阿波罗尼和希帕克的本轮意味着行星围绕地球的真正轨道不是圆的。最后，托勒密的偏心等距点使得甚至本轮的空心运动也不同时为匀速运动和圆周运动了——从偏心等距点来看，是匀速运动但不是圆周运动；从均轮中心来看，是圆周运动但不是匀速运动；匀速圆周运动被准匀速准圆周运动取代了。
利用了偏心等距点无异于放弃了柏拉图启发法。无怪乎在这一发展的早期阶段，天文学家如赫拉克利德和阿里斯塔克就开始部分地或全部地试验日心论体系了。地心论纲领的每一步都应付了某些反常，但都是以特设的方式应付的，没有作出任何新颖的预测，反常仍然很多，无疑是步步背离了最初的柏拉图启发法。
哥白尼意识到柏拉图纲领的启发法在托勒密及其后人的手中退化了。他设想行星运动的周期性与一系列匀速圆周运动有关，甚至用一系列匀速圆周运动就可以详尽无遗地描述行星运动的周期性。哥白尼指控托勒密在三个问题上是特设的。
（a）偏心等距点的提出违反了托勒密自己纲领的启发法，它在启发法上是特设性的（特设a）。这项异议出现在《浅谈》一书的第三段里。在第二段中，哥白尼提到了卡利普斯和欧多克斯以同轴天体体系来保全现象的徒劳之举。
（b）由于太阳年和恒星年的不同，托勒密使恒星天球作两种截然不同的运动：周日运转和绕黄道轴的运转。这已经是托勒密体系的一个重大缺陷，因为恒星作为最完美的天体应该只作单一的匀速运动。
在《浅谈》一书中，哥白尼指出恒星年比太阳年提供了更准确的时间单位。雷维茨认为，哥白尼一定是由错误的材料着手，并断定太阳年与恒星年之差是不规则地变化的，因而恒星天球应绕黄道轴作不规则旋转。这样，太阳就绕地球作非匀速运动了。这就又一次违反了柏拉图启发法，构成了启发法的进一步退化。
（c）且不说所有这些对柏拉图启发法的违背，地静论纲领在经验上一直是特设的，也就是说，它一贯落后于事实。
哥白尼并未创立一个全新的纲领，他复活了阿里斯塔克式的柏拉图纲领。这个纲领的硬核认为恒星为物理学提供了基本的参考系。哥白尼没有发明一个新启发法，而是试图恢复柏拉图的启发法并使之再具活力。
哥白尼比托勒密更为成功地创立了一个真正柏拉图式的理论吗？是的。柏拉图启发法认为，恒星作为最完美的天体，应该只作理想的、最完美的运动，即只作单一的匀速绕轴运动。注意，匀速圆周运动之所以是完美的，因为可以把它看作一种静止状态：圆的各点完全相等，匀速圆周运动无异于静止或无变化状态。我们已看到，在哥白尼的时代，地心论天文学家们赋予恒星（至少）两种不同的运动：周日运转和绕黄道轴的运转。还有，由于错误的材料，他们使第二种运转作不规则运转。
然而哥白尼使恒星固定，这就真正使恒星永无变化了。诚然，他只好将恒星的运动移到地球上来；但在他的体系中地球是一个行星，而仅鉴于行星的多重本轮运动，它们也不象恒星那样完美。（托勒密派和哥白尼派都接受了这些多重本轮运动。）
哥白尼摆脱了偏心等距点，并提出了一个体系。该体系尽管摆脱了偏心等距点，它所包含的圆却与托勒密体系一样多。
哥白尼天文学除了在启发法上要优越于《大综合论》之外，它在保全现象方面也决不比托勒密天文学差。实际上，哥白尼的月球理论比托勒密的月球理论有了明确的进步。托勒密以地球作为一个偏心等距点，成功地描述了月亮的角运动；但月亮在其轨道的某些点上，其（可观察的）视直径就会大一倍。哥白尼不仅摆脱了偏心等距点，而且通过以本轮取代偏心等距点，他还碰巧改进了理论与观察之间的一致。
哥白尼纲领在理论上无疑是进步的，它预测了过去从未观察到的新颖事实。它预测了金星的盈亏，它还预测了恒星视差，尽管这在颇大程度上是一个质的预测，因为哥白尼对行星系的大小毫无概念。正如诺伊杰鲍尔所说，这不是由托勒密“错误的方向迈出的一步”。
但是，对金星盈亏的预测一直到1616年才被证认。这样，科学研究纲领方法论就在一定程度上符合了证伪主义的观点，即只是到了伽利略时代、甚至到了牛顿时代，哥白尼的硬核并入了全然不同的牛顿的高度进步的研究纲领，哥白尼的体系才成为完全进步的。哥白尼体系在柏拉图传统内或许构成了启发法进步，或许在理论上是进步的，但到1616年为止。并无任何新颖的事实为哥白尼体系增光。这样一来，似乎只是到了1616年哥白尼体系几乎立即被新的着重于动力学的物理学所取代的时候，哥白尼革命才成为一个完全成熟的科学革命。
从科学研究纲领方法论的观点来看，哥白尼纲领并未得到进一步的发展，而是被开普勒、伽利略和牛顿放弃了。这是由强调”硬核”假说转向强调启发法所带来的一个直接结果。
只要我们把预测一时新颖的事实作为进步的标准，这个不受欢迎的结论似乎就是不可避免的。然而，扎哈尔出于与哥白尼革命史无甚关系的考虑，提出了一个新的科学进步的标准，这一标准对于科学研究纲领方法论所提出的标准是一个非常重要的改进。 |