休谟提出的因果问题和归纳问题不仅是一个哲学(5)

　　5. 来自层次的证明
　　我们在上面已经开始用世界层次结构理论来理解归纳问题，其表现形式似乎是某种需要“排除”或“忽略”的因素。实际上它同时还可能具有积极和正面的作用。我们可以用它来加强我们对因果关系和知识确实性的论证。在这里我们将要引进另外一种证明方式，即“来自层次的证明”。我们还是用案例来讨论问题。

　　波普尔在讨论归纳问题的时候常常讨论休谟的“面包是有营养的”证明问题，他的结论是，普遍命题不能通过归纳得到逻辑的证明，而证伪一个普遍命题从逻辑上来说要容易得多，只要一个反面的观察案例就行。科学的发展是一个猜测和反驳交替的不断革命过程，科学的最重要特征不是确实性，而是经验批判性。（Popper 1959）然而，库恩告诉我们，科学发展不是一个不断革命的过程，中间存在相对稳定的常规科学时期。科学共同体的成员在范式的指导下从事解决疑难的常规研究。(Kuhn 1970) 范式的存在表明，追求确实性仍然是科学的特征。那么像“面包是有营养的”这样的普遍命题又是如何获得它的确实性的呢？首先，这是一个常识命题，人们已经吃了几百年，甚至几千年的面包，长期以来人们吃面包已经形成习惯，“面包是有营养的”原来是一个以习惯为基础的未经科学检验的常识命题。科学发展以后，营养师开始从科学的角度检验面包的营养价值，从人体生理学、生物学、甚至分子化学的角度理解了面包的营养成分，它在人体中的消化过程和营养吸收过程，我们才真正从科学的角度证实了“面包是有营养的”这样一个普遍命题的确实性，并且能够理解为什么面包比米粉更有营养，为什么变质的面包是没有营养的。所以，该命题的证实从来不是通过归纳的过程得到证实的，因为那需要吃遍世界上的所有的面包才能达到目的，而这是不可能的。该命题实际上所得到的证明方式不是通过归纳，而是通过来自微观层次的证明。

　　类似的情况也适用于“太阳每天都会升起”。对原始人而言，该命题同样是一个以习惯为基础的未经检验的常识命题。在成熟的天文学（比如托勒密的天文学）建立以后，通过天体模型的建立，该命题开始获得确实性。无论是托勒密的天文学（所有天体围绕地球旋转），还是哥白尼的新天文学（尽管所有行星围绕太阳旋转，但是地球会自转），都是通过更宏观层次上的天体模型而赋予该命题以确实性。我们从来就没有试图通过归纳来证实该命题。该命题实际上所得到的都是来自层次的证明，尽管这种证明有时候可能是以错误的前提为基础的。

　　同样的分析也适用于康德的一个著名例子，“晒太阳使石头发热”（Kant, Prolegomena, 4:301）。原始人肯定就已经发现了这个现象。但是只有当我们对太阳的能量辐射，热的本质（分子运动的平均动能）有了一个科学的理解以后，该命题才获得了确实性。这种确实性不是来自于逻辑的归纳证明，而是来自于对现象的深层理解。有了这个深层理解，我们还可以知道，在低温大风的天气情况下，晒太阳不会使石头发热。更著名的例子也许是休谟的“火引起疼痛”(Hume, Enquiry, §4.2)，没有人需要多次重复试验才相信这个经验命题，它的基础也肯定不仅仅是常识和习惯。现代科学能够从皮肤的细胞结构和皮下的神经感觉系统等角度来说明高温的烛火是如何让我们感到疼痛，为什么在感觉神经被切断的情况下，或者低温的磷火不会让我们感到疼痛。

　　对于科学中的普遍命题，情形更是如此。在孟德尔遗传定律的发现过程中该定律没有得到过合格的归纳证明。首先，孟德尔只做了有限次数的实验；其次，孟德尔发表的实验数据几乎完美地接近3:1，其他科学家无法重复他的实验，他们的光皮豌豆和皱皮豌豆的比例可能是450:102，所以他们怀疑孟德尔篡改了他的实验结果才使得他的论文得以发表。(Broad & Wade 1982, pp.31-33) 该定律的最终证明是来自分子生物学的研究结果，即DNA分子结构的发现。这又是一次典型的来自层次的证明。在获得来自层次的证明之后，孟德尔的实际实验结果就变得不重要，因为我们可以用其它的因素，比如各种性状的植株存活率不同，来说明不理想的实验结果。化学中的经验定律，比如“定组成定律”，“定比定律”，也是因为得到了来自原子层次的证明才获得确实性的。

　　对归纳比较有利的案例应该是波义耳发现“气体压强-体积反比定律”的过程。波义耳是通过U型管中不同高度的水银柱封闭的空气体积实验而发现这个经验定律的：“在压缩空气时，压强越大，空气体积越小，压强与空气体积成反比。”需要指出的是，在这里归纳是作为科学发现的方法，不是作为科学证明的方法而发挥作用的。波义耳定律并没有从他的基于实验事实的归纳而获得公认的确实性，因为当时有人对波义耳所宣称的空气压力观持反对态度，“说支持水银柱的并不是空气压力，而是某种看不见的纤维线。”(吴国盛 2002, p.208) 如果说波义耳定律当时受到的挑战是来自关于空气压力模型的争论，波义耳定律确实性的获得也是因为成熟的空气动力模型在科学中的最后确立，这同样是一种来自层次的证明。

　　最后我们要问的是，这种来自层次的证明到底证明的是因果问题还是归纳问题？我们认为，来自层次的证明既能证明个别事件之间的因果联系，又能证明普遍因果命题的确实性。上面的案例讨论实际上已经涉及到了这两个方面。下面我们只是增加一些附带性的说明。

　　我们先讨论“来自层次的证明”对个别事件之间的因果联系的证明问题。以休谟的弹子球碰撞为例，除了上面的证明，即，作为原因的结果的两个状态之间存在一系列的中间状态将两者联系起来，原因和结果之间存在一条细密连续的因果链条，我们还有另外一种证明，那就是，我们可以通过原子的质量、动量和动能，在弹性碰撞和非弹性碰撞的情况下原子之间的作用力模型来为弹子球的碰撞提供另外一套微观原子层次的因果说明。在“面包是有营养”的案例中，如果我们从分子的层次上理解了面包在人体中的因果作用过程，我们自然不会再怀疑这块面包对于这个人体的营养性因果效能。总之，如果我们能够在相邻的微观或宏观层次上发现另外一套因果说明，我们自然不会再怀疑该层次上的因果关系。不同层次上的因果说明是相互支持的。

　　我们再讨论“来自层次的证明”如何能够证明普遍的因果命题。所谓“来自层次的证明”实际上是来自其它层次的学科理论的证明。这些理论成果本身已经是普遍的命题或模型，比如自由落体定律，动量守恒定律，能量守恒定律，行星运动三定律，万有引力定律，DNA的双螺旋结构，原子之间的作用力模型，气体动力模型。我们也许会接着追问，这些理论成果，作为普遍的知识，又是如何得到证明的？普遍定律往往描述的是理想状态下的物理情况。现实存在的事实，即使是条件已经优化的试验，往往还是同时具有多种力的作用，有多种因素需要考虑。以自由落体定律为例，从现实的自由落体现象中严格说来是“归纳”不出自由落体定律的。只有假设在单一重力的作用下，在忽略了摩擦力和与地心的距离变化的情况下，才能得出自由落体定律。本体论的决定论即因果必然性保证了理想状态下定律的普遍性。又比如，我们如何证明所有的脱氧核糖核酸都具有双螺旋的分子结构？我们的回答只能是，在发现具有其它分子结构的DNA以前，这不是科学家实际关心的问题。他们更关注DNA的双螺旋结构与遗传定律之间的支持关系。也许我们应该承认，绝对的逻辑的确实性是一个科学无法达到的、不现实的理论目标。“来自层次的证明”才是科学实践中实际发生的现象。