《证伪理论为什么不适用于广义相对论》

来自恶俗维基
跳到导航 跳到搜索

作者

于志成

原文

波普尔的科学哲学理论中,有一个非常重要的思想就是证伪,认为科学理论不能被证实,只能被证伪。这里的课证伪性就是区别科学与非科学的一个基本标志,理论的可证伪度越高,其科学性也就越高。这样的证伪思想无疑是非常有启发性的,下面我们尝试着把它用于爱因斯坦的广义相对论。

爱因斯坦的广义相对论无疑是高度抽象而且有悖于直觉的,他的广义相对论得到普遍承认,主要靠是一些天体力学中的实验,比如水星在近日点的进洞,光在太阳引力下的偏折射、光波的引力红移等等,这些似乎只是证实,而不是波普尔所说是证伪。可以想象,在这些确证广义相对论的实验之前,肯定也有一些实验是证伪广义相对论的,只不过在这样的实验证据达到相当完美的程度之前,爱因斯坦都会坚持说是实验做错了,这又是怎么回事呢?

为此我们重新审视一下波普尔的理论模型,实际上它可以从形式逻辑中直接看出来,理论T推出某个可检验的结论A,假若A对那么T未必对,但A错则必定T错。这样的模型看似简明,但却有一个内在的缺陷,那就抗干扰的能力比较差。假若是有T加上某些因素F之后,才能够得到A,这样要是A错的话,那么就不一定是T错了,很可能就是F错,而对于绝大多数情况,特别是需要专门设计实验的情形,F项不但是不可避免,而且还是信息量特别大的,所以在实际应用中并不像理论所展示的那样简单。我们可以把F视为证伪模型中的干扰项,干扰越大的话,理论就越不容易被证伪,但这一点并不是说明理论本身就不科学。

当然,对于所谓的远离经验的科学而言,波普尔的证伪理论还是比朴素的证实理论更有说服力。这主要是以为传统科学与朴素经验结合得比较紧密,其F项不仅信息量小,而且在海量的检验过程中还可以相互抵消掉。打个通俗的比方,证实理论就是说看到盾牌把作实验的几颗子弹给挡下来,那就说它是好盾牌了,但证伪理论则是直接把盾牌放到枪林弹雨中,假若盾牌后面的对象完好无损,这才会说它是好盾牌。

对于爱因斯坦的广义相对论,显然是远离普通经验的,其实验设计相当复杂,更不可能带来枪林弹雨的效果,因此目前就是更加偏向于证实而不是证伪。好在对于远离经验的科学而言,一般都有数学模型加固,而且出现巧合的概率是特别低的,因此其证实效果要比较传统科学要高很多。此后,随着科学的不断发展,对广义相对论的检验也会逐渐由证实向证伪过渡。

最后,我们可以得到这样一个结论,从证实检验到证伪检验,就是科学理论不断完善的一个过程。在库恩所谓的常规科学时期,一般是依靠证伪更加可靠,而到了科学革命的时候了,证伪的标准就太严厉了。为了鼓励新思想的出现,不能看到一点错误就一棍子打死,要允许带着错误一同前进,等到新思想的内核充分发展出来后,再把它投入严厉的证伪考验之中。

来源

证伪理论为什么不适用于广义相对论