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世界觀:現代年輕人必懂的科學哲學和科學史

Worldviews:An Introduction to the History and Philosophy of Science

作者:理查.迪威特 Richard DeWitt

譯者:唐澄暐

出版品牌:夏日出版

出版日期:2015-07-01

產品編號:9789869100557

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書籍專頁

科學是什麼?科學從何而來?科學如何形塑你的世界觀?

學科學,不能不知科學從何而來;

不學科學,更不能忽視科學對你世界觀的影響。

 

本書為科學史與科學哲學最佳入門書

無論你學不學習科學,這本書都能擴展並加深你對科學的認識。

 

從小接收亞里斯多德世界觀的人,將地球是宇宙中心的信念視為常識;從小接收牛頓世界觀的人,把動者恆動當作真理般的事實;不管從哪種世界觀的觀點來看,人們總認為自己世界觀裡的信念是正確的。然而,什麼是世界觀?科學如何形塑我們的世界觀?科學發現如何從某個發現開始,如雪球般愈滾愈大,最終顛覆人們的世界觀,並且在人類文明史上造成兩次世界觀的大轉換?

「世界觀」是個有如拼圖一樣互相拼湊連結的信念體系。它並不只是把分散、獨立、無關的信念湊在一起,而是一個緊密交織的信念體系。大多數人從小接受牛頓世界觀長大,和牛頓世界觀相關的信念就有如常識。但若我們從小接收亞里斯多德世界觀,那麼現在被認為錯得離譜的亞里斯多德信念(地球是宇宙中心、物體因內在本質天性而運行等)也將同樣有如常識。

這又引出下面的有趣題目:有沒有可能我們現在擁有的世界觀,最後和亞里斯多德的世界觀一樣證明為錯誤,即便我們的信念體系看起來如此一貫,且正確而有如常識?當我們看著亞里斯多德世界觀,許多信念在我們看來陳舊而詭異。如果我們想想我們的後代,好比幾百年後未來的子孫,有沒有可能我們的信念,那些你我都覺得如此明顯正確如常識的信念,在他們看來也是陳舊而詭異的呢?

歷史、科學和哲學的關連是無止盡地複雜迷人。迪威特教授將本書分成三部分,第一部分介紹科學史與科學哲學的基本問題,包括世界觀的概念、科學方法和論證、真理、證據,經驗事實和哲學性/概念性事實的對照、可證偽性、工具主義和實在主義。第二部分,則探索從亞里斯多德世界觀到牛頓世界觀的轉變,並指出這些變化中哲學性/概念性問題所起的作用,這部分也為第三部分的討論打下基礎,當考量到近代科學發現後,我們自己某些哲學性/概念性「事實」也必須要放棄。第三部分則介紹近代發現與發展,其中以相對論、量子理論和演化論最著名。這些新發現和發展大幅改變人們從小接受的關鍵信念的同時,也讓我們朝向新的世界觀邁進。

《世界觀》一推出,就普遍受推崇為科學史與科學哲學的最平易入門書之一。作者理查˙迪威特也因為能以十足吸引人的態度來呈現複雜概念,而獲得好評,成為美國大一和通識課,教授科學史、科學哲學入門課程的最佳首選。由於本書關注基本概念問題,宏觀兩千年科學思潮和發展,並進一步思考近代科學發現對西方世界觀的挑戰,為各種程度的讀者,提供了反思西方科學思想本質與發展所需的關鍵工具。

 

本書特色:

作者以創新方法介紹科學史和科學哲學,利用圖表與插圖,將科學鏡頭更清楚聚焦在通常模糊帶過的問題上,將複雜科學概念化為清晰明白的說明,極適合初學者閱讀,可讀性高。

介紹科學史和科學哲學最根本的問題,什麼是真理、經驗事實/概念事實等等,涵蓋史上對科學世界觀產生衝擊的歷史發展和哲學主題。

宏觀兩千年的科學思潮與發展,如何形塑並轉換人們的世界觀,探索從亞里斯多德的世界觀到牛頓世界觀的變遷。

探討近代發展,特別是相對論、量子力學和演化論,為西方世界觀帶來的挑戰。

 

理查.迪威特是美國費爾菲爾德大學(Fairfield University)的教授。除科學史和科學哲學外,他的研究領域為數學與哲學邏輯,以及心智哲學。

唐澄暐

  政治大學新聞系畢業,曾任國際新聞編譯多年。從閱讀漢聲小百科開始想像世界,最喜歡的事:記憶、描述、想像,形式不限,有怪獸最好。著有《超復刻!怪獸點名簿》一書。

第一章 世界觀

 

本章主要目標是介紹*世界觀*的概念。就如本書探討的大部分主題一樣,世界觀的概念最終會比初見時複雜得多。首先我們會簡單定義這個概念。隨著本書進展,我們就會進一步了解亞里斯多德世界觀與我們自己的世界觀,並更明瞭其中的複雜性。

儘管「世界觀」一詞已被廣泛使用超過百年,這個詞仍然沒有標準定義。因此有必要花點時間澄清我如何使用這個單詞。最簡單來說,我將用「世界觀」指出一個有如拼圖一樣,互相拼湊連結的信念體系。也就是說,世界觀並不只是把分散、獨立、無關的信念湊在一起,而是一個緊密交織的信念*體系*。

通常最能了解一個新概念的方式就是舉例。謹記此點,且讓我們先看看亞里斯多德的世界觀。

 

 

亞里斯多德的信念和世界觀

所謂亞里斯多德世界觀,在西元前300年至西元前1600年間,曾主宰著西方世界的信念體系,這個世界觀奠基於一套由亞里斯多德(前384~前322)明確闡釋的信念。這裡必須指出,所謂「亞里斯多德世界觀」指的多半不只是他本人親口宣示的信念,而是在他死後,基於他的信念出發,為大部分西方文化共享的一整套信念。

要了解亞里斯多德世界觀,最好先從亞里斯多德本人的信念開始,我們將討論這些信念在亞里斯多德死後幾個世紀中,是經由什麼樣途徑演變而來的。

 

∣亞里斯多德的信念∣

亞里斯多德秉持的眾多信念,和我們現存的信念有著根本上的差異。以下是一些例子:

1. 地球位於宇宙的中心。

2. 地球是靜止的,也就是說,地球不繞行任何天體(例如太陽),也不依軸心自轉。

3. 月球、行星、太陽繞著地球轉,大約每24小時一周。

4. 在月下區域,也就是月球與地球之間(包括地球本身)的區域中,有四種元素:土、水、氣、火。

5. 在超月區域,也就是月球之上,包括月球、太陽、行星和恆星所在的區域,是由第五元素以太所構成。

6. 每一種基本元素都有一種本質,此本質就是該元素為何如此運作的理由。

7. 每一種基本元素的本質,反映在元素運動的趨勢上。

8. 土元素的本性也朝向宇宙中心運動。(因此石頭會直直落下,因為地心為宇宙的中心)

9. 水元素的本性也朝向宇宙中心,但其趨勢不如土元素。(所以水與土混合之後,雖然兩者都往下沉,但最終水會在土之上)

10. 氣元素的本性朝向在地與水之上、火元素以下的地帶。(因此空氣吹入水中會成為泡泡浮出水面。)

11. 火元素的本性趨向遠離宇宙中心。(因此火會向上燃燒、穿過空氣)

12. 構成行星、恆星的以太元素,其本性趨向進行完美的圓周運動。(所以行星和恆星會持續以圓周運動繞著地球,也就是繞著宇宙中心運動。)

13. 在月下區域中,正在移動的物體將自然地趨於停止,一方面是因為其構成元素已經抵達它們在宇宙中的自然位置,或因為某些東西(比如地球表面)阻止這些物體繼續朝它們的自然位置前進。

14. 除非有其他運動源頭(不管是自發運動,比如說朝向宇宙中的自然位置前進,或者源自外部的運動源頭,就像把筆推過桌面一樣),否則靜止物體會持續維持靜止。

 

這些信念只是亞里斯多德許多觀點的極小部分,他的研究範圍廣泛,對於倫理道德、政治、生物學、心理學,以及進行科學研究的適當方法,都有其觀點。亞里斯多德和我們一樣抱持著大量信念,但許多都與我們相異。

重要的是,亞里斯多德的信念絕不是雜亂無章的集合而已。當我說這些信念不是雜亂無章,有一部分是指他有充足的理由相信這些信念,而且這些信念絕不幼稚。雖然上述的每個信念最終都被證明是錯誤的,但以當時所具有的資料而言,每一個信念都十分正當。如在亞里斯多德年代,當時最好的科學資料,指明了地球在宇宙的中心,這個信念雖然最後證明是錯誤的,但並不幼稚。

當說這些信念並非雜亂無章,指出這些信念形成了一套互相連結交織的信念*體系*。要描述亞里斯多德信念交織連結的方式,可以想像底下兩種分別是正確的方式和錯誤的描繪方式。

首先是錯誤的情況,茲以購物清單作比喻來說明,多數人寫購物清單時,只是把去雜貨店想買、能買的東西雜亂地全都寫下。我們可以組織一下購物清單,可能一邊寫的是乳品,另一邊寫的是烘焙品之類的,但大多數人懶得這麼麻煩,結果就是清單上的物品雜亂無章,彼此沒有特殊關連。

當你想到亞里斯多德的信念時,不要把這些信念想成這樣的購物清單。也就是說,不要把亞里斯多德的信念集合想像成圖1.1那樣雜亂的清單。這裡有一個比較好的構想:想像一下信念集合有如一張拼圖。每一片拼圖都是一個獨特的信念,彼此持續連貫、互相連結,就像每片拼圖互相嵌合一樣。也就是說,亞里斯多德的信念體系要更接近圖1.2。

拼圖的比喻說明了我使用世界觀概念的關鍵特點,首先,每一片拼圖並非各自孤立,而是片片相接。每一片拼圖都和旁邊的拼圖吻合,旁邊的再和更旁邊的吻合……。所有的拼圖都相連相關,合起來便是一個嵌合了個別片段而連貫一致的全面體系。

同樣地,亞里斯多德的信念彼此相合,形成一個連貫一致的體系,每一個信念都緊緊與周圍的信念連繫,並環環相連下去。

再舉一個例子說明亞里斯多德的信念是如何相合的,試想地球是宇宙中心這個信念,此信念與土元素本性朝向宇宙中心運動的信念相符。畢竟,地球主要就是由土元素構成,所以土元素朝向宇宙中心移動,以及地球是宇宙中心這兩個信念,就可以完美嵌合。

同樣地,這兩個信念又與「物體要有運動來源才會移動」這樣的信念有緊密的關係。就像我的筆除非外物推動,否則它會保持靜止,地球也是一樣。地球很久以前就已經移動到宇宙中心,或是已盡其所能接近中心,因此組成地球的重元素現在都保持靜止,因為沒有任何足夠強大之物可以推動像地球這麼大的物體。這些信念又反過來與基本元素有其本質的信念,以及物體會依其所含元素的本質運作的信念緊密相連。整體重點仍然在於,亞里斯多德的信念就如拼圖那樣,緊密互相連結在一起。

此外還要注意,在一整張拼圖中,核心的拼圖片和外圍的拼圖片是不一樣的。由於互相相接,除非把整張拼圖換掉,否則中間那片拼圖不能隨便替換。然而,替換掉外圍的拼圖,只要稍為更動一下其他拼圖就好了。

依照同樣的脈絡,我們可以把亞里斯多德的信念,區分為核心的信念和外圍的信念。外圍的信念可以在整個世界觀不做大幅度變動的情況下替換。比如說,亞里斯多德相信有五個行星(不包括太陽、月球、地球),這五個行星是不依靠近代技術就能以肉眼辨認出的行星。但如果出現了新證據,比如說第六個行星,亞里斯多德便可在不大更動整體信念體系之下,輕易吸納這個新信念。這個改變不至於大規模更動整體信念體系,這就是外圍信念的典型特色。

相反地,來想想地球靜止,並位於宇宙中心這樣的信念。在亞里斯多德的信念體系中,這是核心的信念。它之所以成為核心信念,並*不是*因為亞里斯多德對此信念有多信服,而是因為這就像拼圖最靠近中間的那一片一樣,若要換掉這個信念,所有相連結的信念必定都要大幅改變,最終他的整體信念體系都將徹底翻新。

為了說明這個狀況,假設亞里斯多德試圖把地球是宇宙中心的信念,替換成好比說太陽才是宇宙中心的信念。那他能否單單移除這個信念、這片拼圖,用太陽為中心的信念拼圖來替換,但還可維持整面拼圖中其他部分的完整?

答案是不行的!因為太陽是宇宙中心這個新信念,無法和其他拼圖片吻合。譬如,重的物體明顯朝向地心掉落,但如果地球不是宇宙中心,那亞里斯多德所謂「重的物體(主要由土和水兩種重元素構成)有朝向宇宙中心趨進的本質」這信念,也必須替換。這樣又得替換眾多其他相關連的信念,例如物體會依其本質運行。簡單來說,企圖替換一個信念,就得替換所有與其相關連的信念,整體而言,這就等於要重新打造一個全新的信念拼圖。

這再次強調了亞里斯多德的信念絕非雜亂隨機的信念拼湊,而是有如拼圖互相連接的信念體系。這種個別信念互相吻合,形成連貫一致信念體系的概念,是我使用世界觀這個概念時隱含的關鍵想法。簡單來說,當我提到世界觀時,請想想上述的拼圖比喻。

 

∣亞里斯多德世界觀∣

迄今,我們已初步討論亞里斯多德的信念,可以得到的一個印象是,世界觀涉及某一特定個人的信念拼圖。有一種概念是,人人都有某種和別人不一樣的信念體系,以及稍微不同的世界觀。而我們個別的信念體系,當然也就是讓我們成為個體的因素之一。

但對本書來說,「世界觀」更重要的含意是更為普遍的概念,比如,自亞里斯多德死後一直到17世紀,幾乎整個西方世界都共享著亞里斯多德觀看世界的方式。並不是說每個人都完全相信亞里斯多德那一套,也不是說這段期間,這套信念體系都沒有任何增補修訂。

舉例而言,在這段期間內,猶太教、基督教、伊斯蘭教的哲學神學家,曾多次將亞里斯多德信念和宗教信念融合,這樣的融合說明了亞里斯多德信念,在他死後數世紀內如何改變。也有一些團體明顯採用非亞里斯多德的宇宙觀,他們的信念更接近柏拉圖(前428~前348)而非亞里斯多德,而此種基於柏拉圖信念的體系,則提供了和亞里斯多德世界觀相異的另一個選擇。(順帶一提,柏拉圖是亞里斯多德的老師,但亞里斯多德的觀點與柏拉圖大大分歧)

即便亞里斯多德的信念有了這些改變,以及仍有抱持非亞里斯多德世界觀的團體存在,從西元前300年至17世紀這一段漫長的時代裡,大部分西方世界的信念系統,還是本著亞里斯多德的精神。地球位於宇宙中心的信念,物體有本質與天然趨勢的信念,月下區域的非完美性及月上區域的完美性等信念,都是大西方世界有共識的部分。這些集體信念就如個人信念一樣彼此完美嵌合,形成一個互相聯繫且連貫一致的信念體系。當我提及「亞里斯多德世界觀」時,心裡浮現的想法也就是這個本於亞里斯多德拼圖似的集體信念。

 

 

牛頓世界觀

我們稍稍瀏覽一個不同的信念體系,作為與亞里斯多德世界觀對比的例子。17世紀早期新的證據(主要透過新發明的望遠鏡)出現了,它指出地球繞著太陽運行。如前所述,在亞里斯多德的拼圖上,要替換中間那片「地球為宇宙中心」的拼圖,不可能不更動整張拼圖,這個發現意味著亞里斯多德世界觀將不再成立。此過程相當複雜而引人入勝,本書將在後頭詳細探索,現在只要先知道,到了最後一個新的信念體系已浮現。尤其重要的是,這個新體系包含了地球在運動的信念。

這個最終取代亞里斯多德世界觀的叫做*牛頓世界觀*。這個世界觀是基於以薩克.牛頓(1642~1727)及其同輩科學家的研究成果,但多年來也有許多增添。就如亞里斯多德觀點,牛頓世界觀也和大量信念有關。以下是一些示例:

 

1. 地球沿軸心自轉,每一圈約24小時。

2. 地球和行星以橢圓形軌道環繞著太陽。

3. 宇宙中約有一百多種基本元素。

4. 物體主要依外在力量運行。(比如說重力,石頭因此會往下落。)

5. 構成行星和恆星等天體的元素和地球一樣。

6. 描述地球上物體運行的法則(比如,運動的物體傾向於持續運動)於行星和恆星也是相同的。

 

此外,還有上千個信念構成了牛頓世界觀。

這是西方世界大多數人從小就接受的世界觀。牛頓世界觀形成的歷程和亞里斯多德世界觀形成的歷程相似,也包含了一整組有如拼圖一樣互相關聯的信念,形成了一個一致,且互相連結的信念體系。儘管亞里斯多德和牛頓信念體系都具有連貫一致的性質,它們都是完全不同的拼圖,其核心信念也大異其趣。

從亞里斯多德世界觀到牛頓世界觀的改變是劇烈的,本書第二部分大部分都在談這個變遷,我們將看到,這個變遷主要是由17世紀早期的新發現所推動。接下來在第三部分,我們將探索一些相當驚人的近代發現。就像17世紀的新發現,需要改變既有的信念拼圖一樣,近代的發現也需要對我們的信念拼圖做些改變。

 

 

結語

在總結這篇世界觀概念的簡介之前,我想做兩個快速的檢視,第一個是支持我們現有世界觀信念的證據,另一個是這些信念中明顯的常識本質。

 

∣證據∣

前面我們講了許多關於信念的事,想必人們是基於某些理由支持這些信念的。也就是說,我們會以某些*證據*來支持我們的信念。

比如說,假設你相信亞里斯多德錯了,地球並不是宇宙的中心,那麼你很可能相信太陽才是我們這個太陽系的中心,地球及其他行星則繞著太陽運轉。我猜你有充分證據支持這信念,但我也猜你的證據並不是你以為的那樣。暫停一下,且問問自己「為什麼我相信地球繞著太陽轉,我有什麼證據?」說真的,我們先來深思這個問題。

準備好了嗎?首先,想想你是否有任何直接證據,可證明地球繞著太陽運轉?當我說「直接證據」時,我想的是:當我騎腳踏車,我就有自己在運動的直接證據。我感受到腳踏車的移動、我感受到風吹在臉上、我看到自己行經其他物體,諸如此類。對於地球繞著太陽轉,你有這樣的直接證據嗎?似乎沒有吧。我們不覺得自己在移動,也沒有感覺到一貫的強風吹在臉上。實際上,我們看著窗外,不管是往哪裡看,地球都像是靜止的。

如果你仔細思考自己相信地球在運動的理由,我想你會發現完全找不到地球繞太陽的直接證據。但你的信念的確是合理的,且你一定是基於某種證據才相信的,但你的證據並非直接證據,而比較像是這樣:試著花一分鐘去相信地球*沒有*繞著太陽在轉動,你是否發現這個信念無法吻合你的其他信念?比如,這個信念就不符合「老師多半有告訴你真相」這樣的信念;也不符合「你在權威書籍中讀到的多半正確」這樣的信念;也不符合「你認為社會中的專家,不可能在基礎知識上錯得這麼離譜」這樣的信念,諸如此類。

一般來說,你相信地球繞著太陽,是因為這個信念吻合你信念拼圖的其他部分,而與之相反的信念並不吻合。也就是說,你這個信念的證據緊繫於你的信念拼圖,緊繫於你的世界觀。

順帶一提,如果想說即便我們沒有地球繞著太陽的直接證據,但想必天文和相關領域的專家有,這樣也不會不合理。但在接下來的章節中我們會發現,連專家都沒有這樣的直接證據。這絕對不是說,沒有有力證據證明地球繞著太陽走,的確有很好的證據,但這證據比一般人想像的還要不直接,而我們許多(甚至大多數的)信念其實都是如此。

總之,我們的信念有直接證據的其實少得驚人,對於我們多數的信念(甚至可說全部的信念)而言,我們會相信,是因為這些信念吻合大量互相連結的信念組合。也就是說,我們相信什麼,主要是看我們的信念能否吻合我們的世界觀。

 

∣常識∣

我們多數人從小都是接受牛頓的世界觀長大的,提到牛頓世界觀的信念,就有如常識一般;但再想想,這樣的信念根本不是常識。比如,怎麼看都不像是地球繞著太陽轉。就如之前所提,當你看著窗外,你會看到地球顯然是徹底靜止的,太陽、恆星和行星再怎麼看都像每24小時就繞著地球一周。

再想想你在小時候就學習的信念:動者恆動。我認識的大多人都認為這是明顯的真理,但在我們日常經驗中,移動的物體才不會這樣。比如說,飛盤不會持續移動,它會很快落地停住;丟出去的球也不會恆動,即便沒人接住,球最後也會滾到停下來。在我們的日常經驗中,*沒有*任何東西會一直運動著。

我的意思是,整體來說,即便我們有這樣的信念,這些來自牛頓世界觀的信念並*不是*我們從普通知覺經驗中,所能得到的信念。但我們從小都接受牛頓世界觀長大,所以這些信念對我們來說是顯而易見的正確信念。但想想:如果我們從小接收亞里斯多德世界觀長大,那麼亞里斯多德信念對我們來說是不是也會如同常識?

簡單來說,不管從哪種世界觀的觀點來看,那個世界觀裡的信念顯然都會是正確的。所以,在從我們的基礎信念看來如此正確,且像是常識的事實,並不能證明信念為正確的證據。

這又引出接下來這個有趣的題目:現在亞里斯多的世界觀無疑錯得離譜,地球不是宇宙中心,物體不會因為其內在「本質」而運行。重要的是,這並不只是說這些個別的信念錯誤,而是說,由這個信念體系構成的拼圖是一*整面*錯誤的拼圖。我們現在認為的宇宙,完全不像亞里斯多德世界觀概念化的模樣,但即便錯了,這些信念形成了一致的信念體系,而這整個信念體系整整兩千年都被看成正確,如同常識一般。

有沒有可能我們的拼圖、我們的世界觀,最終和這一樣被證明是錯誤的,即便我們的信念體系看起來如此一貫,且正確有如常識?無疑地,我們的某些信念最後會證明是錯的。但我要問的是,我們看待世界的方式,會不會像亞里斯多德世界觀最後被歸為一整面錯誤拼圖一樣,整個被當成是觀看世界的錯誤方式?

也可以換個方法問:當我們看亞里斯多德世界觀時,許多信念在我們看來是陳舊而詭異的,但如果想想我們的後代,好比幾百年後的子孫,或者我們自己的孫子或曾孫,有沒有可能我們的信念,那些你我都覺得如此明顯正確如同常識般的信念,在他們看來也是陳舊而詭異的呢?

這些都是有趣的問題。在本書結尾,我們將探索一些近代的發現,指出我們的世界觀中,有部分可能最後會證明是錯誤看待世界的方式。但現在我們將問題留待之後慢慢深思,現在先進入下一個主題。

 

書籍代號:0FAL0006

商品條碼EAN:9789869100557

ISBN:9789869100557

印刷:雙色

頁數:440

裝訂:平裝

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