如何评价「可证伪性作为科学与否的判断依据已经可以退休了」这种观点？ 第1页

更新一个：

鉴于评论区某人对证伪的含义不清，这里特此指明，在本文提到的可证伪性，采用wiki中的定义：

“如果一个主张是可证伪的，则至少在理论上存在一种观测的方法（即使实际上没有进行这项观测也无妨），来表明这个主张不符合重言式的标准（即这个主张不总是真的）。”

也就是说，一个命题、假说、或理论具有可证伪性，指的是它最终可以与某个真实的或者逻辑上可能的观测结果相矛盾。

那么，

• 逻辑上可证伪，指的是存在一个逻辑允许的可能观察结果与理论矛盾；
• 实际上可证伪，指的是存在一个可行的观察，其结果可能与理论矛盾；
• 逻辑上不可证伪，指的是对于任何可能的观察结果，理论都能够避免与之产生矛盾。

以上。

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长文预警。

我认为可证伪性是一个比较简洁的，但是同时流于过于简单粗暴的标准。如果我们把它看作是某种naive的判断，作为一种柔性法则它还是能用、很多时候还很好用的，但是，它决不能被当做一个划分科学与非科学界线的标准 （the demarcation problem，波普尔所说的科哲的最核心问题）- 而这，恰恰是波普尔的初衷：给出一个简单的、明确的划分标准。而我认为，作为一个复杂体系的科学行为，是无法用一个硬性的简单标准来界定的。科哲为科学划出的界线，就像经典的比喻所说的，鸟儿会在乎鸟类学吗？鸟类学可以划分一个简单界线，例如有羽毛的动物是鸟。这个简单的标准可以说是很可靠了。但是，有羽毛的始祖鸟算不上鸟都有争议，Aurornis、Anchiornis、还有许多物种都有羽毛，但是它们只是恐龙 - 它们跟科学一样，并非非黑即白。

我想有一点应该是取得共识了的：即自然科学是一种经验科学。也就是说，它来源于我们的经验。因而它就必然需要满足可验证性。可验证性是说，对于一个理论，它的某个预言，我们都可以做实验来检验是否相符。进而，就有了维也纳圈子的逻辑实证主义和波普尔的可证伪性，而这两者都是过强的标准。

维也纳圈子的人宣称，一个（非分析的）命题是有意义的，当且仅当它可以（潜在地）通过经验的验证（verification）。波普尔明显受到了其中经验主义的影响，但是他却反对这种可验证性。比如说，这种可验证性会把很多无意义的问题包括进来，例如，他举例道，“独角兽是存在的。”这个命题显然是可验证的，因为逻辑上我们有可能找到一只独角兽，但是显然这个问题并无意义。

最重要的一点，是所谓的休谟问题：也即是说不完全归纳法从逻辑上是不可靠的。我们可以验证一个命题很多次，但是这并不能说明它一定是正确的。“实证”对于某个特定的、具体的命题，是可行的。比如说我家的一只名叫旺财的边牧，我们可以通过观察旺财来证明这样一个命题的正确性：

命题一：“旺财是黑白色的”

而对于那些带有普遍性的命题，这个工作就困难得多。像下面这个命题：

命题二：“世界上现有的狗都是黑白色的”

这就是一个比命题一要普遍得多的命题。要证实命题二，我们就需要把世界上所有的狗全部观察一遍。如果我们再进一步，说：

命题三：

“所有的狗都是黑白色的”

这就是个普遍命题，而这个命题我们永远不可能证实。因为对于一个普遍命题而言，任何与之相符实验和观测结果都只能构成一个例证，而这样的一个例证的成立只能是理论成立的必要条件，而不可能构成充分条件。狗总是会不断地出生，我们的观察永远不可能涵盖所有的狗。我们当然可以通过“我们已经观察的狗都是黑白色”来推广到“所有的狗都是黑白色”，但是这是一个不完全归纳，逻辑上这样做是不可靠的。也就是说，通过实验观测来证实这样一个普遍命题是不可能的。但是，自然科学中所追求的，却都是那些最普遍的命题：所有的A都满足B（例如，“所有有质量的物体都满足万有引力定律”）。而我们永远无法穷举所有的A（我们无法观察所有有质量的物体）。因而，实证就只能提供不充分证据（Underdetermination），那么它作为一个最基本原则，是不可能完成证实一个科学理论的任务的。

因而波普尔（Popper）提出了一个划分自然科学命题的标准：“可证伪性（falsibility）”。波普尔的看法是，前面的那种不完全归纳，从逻辑上是不可靠的。可靠的东西只能来自演绎。而从演绎出发，我们就不可能用实证这种不充分证据来证明作为普遍命题的定律。但是反过来，用实证作为反例来证明定律的错误，却是逻辑上充分的。

由此，波普尔宣称，他为自然科学找到了一个基于可靠的演绎逻辑的标准。一个命题是科学的当且仅当它可以被验证（原则上有可能找到反例）

“A sentence (or a theory) is empirical-scientific if and only if it is falsifiable.”（转引自SEP）

进而，一个理论可以因为这样的事实被拒绝：它的某个理论预言与实验结果相冲突。

请注意，波普尔与维也纳圈子的典型不同在于，第一，它不是在用惊讶证明理论，或从经验中归纳出理论，而是在用经验判断理论是否从证伪中生存。第二，也是很关键的一点，不可证伪的理论不是科学理论，但并非如逻辑实证主义所说的，是无意义的理论。非科学的完全可以是很有意义的。

这个逻辑看起来很明确：如果我们发现一只黑天鹅，那么“所有的天鹅都是白色的”这个命题就一定是错误的；而反之，即使我们发现了一百万只白天鹅，甚或历史上发现的所有天鹅都是白色的，也不能证明上述命题是正确的。这看起来是无可辩驳的逻辑。而后来的批评，使波普尔意识到这个标准很难做到他认为的简洁、明确。

最著名的，也是最致命的批判来自奎因。这个理念最初来自科学家Duhem（想起了当初被那个破Gibbs-Duhem 公式折磨得欲仙欲死的往事，沉默三分钟……），后来被Quine明确地发展，成为他反对分析-综合判断划分的论据。我们这里不谈分析-综合分界（analytical-synthetic distinction）。单说一下他对可证伪性的批判。

一言以蔽之：对任何一个独立命题，想要证伪它都是不可能的。因而以可证伪性作为自然科学的判据，就会使得自然科学完全被颠覆：自然科学是不存在的。这就是Duhem-Quine Thesis。

这需要从Quine的Holism说起。他说，自然科学是一个无可分割的理论整体，我们所提出的任何一个预言，是绝不可能仅仅通过一个假说、一个理论来完成的。相反地，它是建立在一整套的假说（理论体系）基础上的，这些理论之间互相支撑、互相联系、互相渗透、因而是完全不可分割的，它们成为一个理论整体，只有在这个整体的基础之上，再加上很多附加的其它假设我们才能能够做出可验证的预言。这些附加的假设很大程度上起源于这样一个事实：我们的理论是抽象的、数学的，而我们的现实则是具体的、物理的。如何把理论模型应用于实际从而产生一个可检验的预言本身绝非一件可以三言两语就能说明白的事。这中间必然会产生大量的近似、省略、模型化等等过程，这些过程中涉及到的附加假设往往都是隐含的，并且绝非少数。没有这样一组附加假设，任何理论模型都不可能做出哪怕是一丁点的实际可检验预言。我们通过这样的附加假设来应用理论得到一个预言，然后可以通过实证来判断这个预言是否正确。但是，如果而这个预言是错误的，我们该怎么办？这绝对不能说明我们的理论是错误的，更可能的，是这些近似、假设、前提出了错误，我们有无穷多个这样的前提，同样也有无穷多个与这个理论相关联、相支撑的其他理论。逻辑上我们根本无法排除这些前提和其他理论错误的可能性，因而逻辑上我们就无法根据实验真正证伪一个命题。

一个典型的例子就是海王星的发现，这个大家都已经非常熟悉了，我这里略过不谈。其他的，例如MM实验对以太的证伪。事实上，即使是我们没有发现任何光行差，so what，能证明以太不存在吗？立刻洛伦兹的理论就出现了，完全使其免于被证伪。如果你认真读过洛伦兹的理论，你会惊异于其优美：它完全兼容实验结果，并且兼容经典时空观下的电动力学。可以说是十分合理了。这个例子说明，通过一个理论预言与实验不符来证伪一个理论，绝非黑天鹅白天鹅那么简单明了。

如果你说以太最后不还是被抛弃了吗？是的，但是它的被抛弃，不是因为证伪（因为它并没有被证伪），而是因为冗余，被大家动刀子了（奥卡姆剃刀）。

另外一个例子， @刘镇锐 和 @卢健龙 都提到过，就是能量守恒。这个例子也曾经在费曼的《物理定律的本性》中提到过。能量守恒就可以完全免于被证伪：无论我们发现了什么结果打破了这个守恒定律，我们所要做的，都不是舍弃它，而是去寻找这样的可能：

• 我们的实验中是否做到了真的孤立系统？
• 实验设计有何错误？
• 有何未知的相互作用没有被发现？
• 或者说，还存在着什么其他未知的能量形式？
• ……

我们看到，通过考虑这些可能性，能量守恒定律可以完全免疫证伪。也就是说，如果我们愿意，我们可以说能量守恒是绝对的，实验的冲突都是由于其他外围理论造成的。

那么，按照可证伪原则，能量守恒定律最多算是一种形而上学，而不是物理定律。

不独能量守恒，任何基本的物理定律都有此情形：

• 如果我们发现热力学系统熵减。你可以说，这是一次大规模涨落，或者存在一种未知相互作用使得系统不再孤立；（事实上如果真的发现熵减现象，人们第一反应肯定是寻找新的导致系统不孤立的机制，而不是否定第二定律）。
• 如果我们发现超光速，你可以说，不对，这是因为一个接线头没有连接好（哈哈）。
• 如此等等。

那么根据最初的可证伪原则，这些定律都不是自然科学啦？荒谬。

波普尔本人很快意识到这是个问题，于是他后来把可证伪原则软化了，他说，如果发现理论预言与实验不符，我们需要做两件事，要么，我们拒绝这个理论，要么，我们修正相关的前提假设或周边理论，然后做出新的可证伪预言。我们修正的部分，如果是能够做出新的可证伪理论预言的，就可以算是有效的科学理论，而反之，如果只能解释这个证伪实验，而不能做出新的预言的，就不是有效的科学理论。

波普尔举的例子，就是老马的唯物史观（简称马史）。波普尔说，马史本来是一个科学理论，因为它预言了社会未来的发展：资本主义社会必然要有革命发生，并且革命会从高度发展的资本主义社会中兴起。这显然是可证伪的。然而事后人们发现，事实并非如此，很多成熟的资本主义社会越来越稳定，而革命往往从那些非发达国家兴起的。但是后来人们对马史的修正就完全不再是一个有效的科学理论了：因为人们的修正试图使其放之四海而皆准，而失去了证伪性。

这种软化了的可证伪原则仍然有很大麻烦。如果新的预言仍然与实验不符，那怎么办，我们可以寻找更新的预言，还是拒绝理论？我们修正后的更新的预言还不行呢？我们要不要无限递归下去？

更不用说这中间科学家的个人偏见和个人喜好了。

波普尔说，好吧，我承认，理论从逻辑上做不到证伪性，我们必须借助于人，也就是科学共同体。科学家们必须来做这个裁判，从何时起，我们就该抛弃这个理论。也就是说，由科学共同体来一起做决定：从何时起，理论就算是被证伪了。

那么，这样一来，可证伪原则就不再是原来的那种简洁确定的原则了，首先它不再是建立在严格的演绎逻辑之上，其次，它不再是一种客观标准，而是取决于科学家的社团文化，因而就不是一种纯逻辑判据，而是一种文化判据了（这一点，已经有点库恩的范式革命的意思了）。

退一步讲，对于那些非常基本的理论，诸如能量守恒，大概率人们永远不会抛弃它：它已经近乎成为信仰了，一切与它冲突的情况，都是其他理论的锅！所以说，波普尔的这波操作，并不能解决问题。

另外，历史上有成例，就是人们发现理论预言与观测不符，并且也提不出任何修正后的新预言，但是人们仍然不会认为理论被证伪了，例如水星进动的问题。人们在长达60年的时间里，对此完全悬置，但是没有人认为牛顿力学已经被证伪了。直到GR的出现。而GR本身却不是因为这个问题提出来的，只是顺道解决了它而已。如果不是因为电动力学的发展，没有SR的出现，也就没有GR的出现，人们仍然会对这个问题视而不见，继续坚信牛顿力学。

在波普尔的demarcation问题之外，他的另一个核心理念就是，科学是人们不断地设计并践行试图证伪现有理论的实验中不断进步的。而事实并非如此，事实上，科学家更加践行的，是他认为不可靠的归纳法。而且历史上很多重大科学发现并非由于旧理论被证伪，而是因为理念驱动的，例如拉格朗日力学和哈密顿力学，统计力学，SR和GR（是的，爱因斯坦在SR的开篇论文中甚至没有提到MM实验），以及量子力学中的退相干理论和多世界理论，以及弦论等等。

此外还有很多批判，例如证伪原则把很多伪科学划为科学（比如2012世界末日理论，星相学等等），而把科学理论划为非科学（例如多世界理论、宇宙学的很多理论等等）。甚至波普尔本人一直认为进化论不可证伪，直到晚年才改变主张，认为它很难证伪。再比如说全球气候的研究就被人以不可证伪归为伪科学，但是它是伪科学吗？

对此有人辩护说可证伪性只是一个科学理论的必要不充分条件，但显然这不是波普尔的原意，波普尔是把它当做充要条件提出来的。（参见SEP中的“Science and Pseudo-Science”、“Karl Popper”）。

再例如，关于可证伪原则本身也难逃休谟问题的批判；

再例如，Jeffrey提出的，实际上结论性地证伪一个理论和结论性地证明一个理论同样困难；

再例如，现代科学理论都难逃不可证伪概念，比如多世界理论，或哥本哈根理论中的观察者和坍缩；

再例如，从认识论角度看，作为知识体系的科学理论，我们的实验归根结底难逃理论偏见（不只是人的偏见）

再例如，Lakatos 说：

"（波普尔的标准是） a rather stunning one. A theory may be scientific even if there is not a shred of evidence in its favour, and it may be pseudoscientific even if all the available evidence is in its favour. That is, the scientific or non-scientific character of a theory can be determined independently of the facts”

……

简短地说一说一些替代方案吧（与证伪性相似的）。

比如说，Lakatos的“精细可证伪原则 / sophisticated falsifiability”（不知道中文是这样翻译吗？懂的人帮忙看看），认为可证伪性不能应用于独立的理论判断标准，而只能应用于理论整体。并且一个新理论如果能够比以前的理论容纳更多的经验事实（即包容旧理论，且提出更多预言且被验证），它就是科学的，否则就不是科学的。

比如说，Daniel Rothbart的“eligibility criteria”，一个理论应比其对手（一般指旧理论）有更强的解释力，或能产生有区别的可验证预言（注意，这里强调的是可区分的可验证预言，而不是可证伪预言），这个理论就是值得验证的。不值得验证的理论不是科学理论。

当然，影响力最大的，就是库恩的范式革命，但是这和可证伪原则是完全不同的思路了。

最后，说一说我个人的喜好，就是贝叶斯主义。

贝叶斯主义和概率论中的贝叶斯派很像，只不过这里不是数学而是科哲。基本理念集中在可验证性而不是可证伪性，一个科学理论必须可以与经验相印证，而不必被经验证伪。任何一个证实的实验都会增加理论的可信度（credence），而一个证伪的实验则会降低credence。这里最关键的区别在于，贝叶斯主义认为理论是有credence的，而不是波普尔认为的，是有True value的。验证实验与证伪实验同样意义重大。当然，如果我们熟悉贝叶斯定理，我们就会知道，首次验证和首次证伪都对credence影响最大。