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【李元明】科学仪器是观察大自然的窗口吗?

 

自近代以来,科学的发展对技术性仪器的依赖程度日益加深。从温度计到核磁共振成像仪,从粒子探测器到大型强子对撞机,从电子显微镜到哈勃望远镜……正是通过基于科学仪器的实践,我们才能够“与实在的特定方面进行互动”(Giere,p.43),进而形成关于目标现象的科学知识。那么,经由仪器手段观察到的是大自然中的事物,还是仪器本身制造的产物呢?如今,我们可以凭借各种精良的仪器探测到大量的性质。但是,只有正确理解科学仪器的作用,我们才能够弄清仪器手段在何种意义上揭示了大自然中事物的特征与结构。

科学实在论和建构经验论对于科学的目标和科学仪器的作用都有着截然不同的理解。科学实在论认为,科学旨在给予我们真(或近似真)的理论,由此我们所接受理论的断言是关于不可观察事物知识的来源。(cf.van Fraassen,1980,pp.8-9)由于对科学知识持有一种积极的认识论态度,科学实在论者通常主张,科学仪器是我们观察大自然的窗口,允许我们看见原先单凭独立感官无法企及的新事物。同时,他们相信随着新仪器的发明和应用,人类的可观察边界在不断扩张。窗口隐喻假定了科学仪器的表征价值,并要求我们相信仪器输出的真实性。而建构经验论则主张,科学的目标是给予我们经验上适当的理论,接受一个理论意味着只相信它关于可观察世界的断言为真。(ibid.,p.12)范·弗拉森(B.C.van Fraassen)认为,观察是原则上不用仪器作为中介的知觉行为,从而将科学知识限定在人类独立感官可观察现象的范围内。(cf.ibid.,p.15; van Fraassen,2008,p.93)所以,根据建构经验论,像草履虫或细胞之类的实体是不可观察的,即便科学家可能会说通过相关仪器手段可以“看见”它们。范·弗拉森声称,科学仪器并不是我们观察大自然的窗口,而是制造新的可观察现象的引擎,并且我们的理论必须能够解释这些现象。(cf.van Fraassen,2001,pp.151-170; 2008,pp.93-113)特别是,他强调我们可以把显微镜视为一种制造“公共幻像(public hallucinations)”的引擎,悬置对于显微镜影像所表征的微观对象是否真实存在的判断。范·弗拉森的科学仪器观遭到了科学实在论者的激烈批评。(cf.Hacking,pp.132-152; Teller,pp.123-150; Alspector-Kelly,pp.331-353)

本文将首先梳理科学仪器的实在论与经验论之争,阐述科学实在论者所提出的现象学反驳、理论反驳以及对独立知觉优越性的反驳,分析范·弗拉森及其拥护者回应策略的合理性与局限性。建构经验论者的辩护是否足以让我们放弃科学仪器的窗口说呢?这取决于我们如何理解观察和可观察性。其次,本文将进一步阐明建构经验论的核心概念,剖析范·弗拉森在仪器探测立场上的不足之处。最后,本文将讨论如何援用延展认知系统观念支持实在论者的科学仪器观,同时也指出该进路所面临的一些问题。

一、科学仪器的实在论与经验论之争

显微镜是科学实在论者和建构经验论者论战的焦点。范·弗拉森在其早期名著《科学的形象》中强调通过云室探测带电粒子不是观察(cf.van Fraassen,1980,pp.16-17),但并没有对显微镜的使用情形作出任何的相关评论。相比之下,尽管科学实在论者一般并不否认有些仪器对于产生现象来说是重要的,但是当涉及显微镜时,他们则坚称显微镜是我们观察微观世界的一扇窗口。范·弗拉森在对科学实在论者的回应中进一步完善了建构经验论,并提出了一种新的可观察现象类型“公共幻像”,以阐明为什么我们应该对于显微镜输出的真实性保持不可知论。通过显微镜是否看见微观结构、显微镜影像是否表征微观结构、独立知觉是否优于辅助知觉三个方面的梳理,我们可以更好地把握双方论战的得失之处。

争论之一:通过显微镜是否看见微观结构

泰勒(P.Teller)承认,科学仪器的引擎说可以解释诸如云室、光谱仪等一些特定仪器的作用,但是他坚决否认范·弗拉森的仪器观也适用于显微镜。他论证道,当我们把眼睛贴在显微镜上时,会感觉自己在直接观察微观对象的真实结构,而不是任何影像。(cf.Teller,pp.132-134)在他看来,说我们知觉到影像而不是微观对象,就如同说我们知觉到感觉材料而不是物理对象一样,都是错误的。(ibid.,p.133)由此他认为,在使用显微镜的情形中,我们知觉的直接对象是载玻片上对象的微观结构。所以,根据泰勒的观点,像显微镜这类仪器最好被理解为我们观察大自然的窗口,而不是制造新现象的引擎。

范·弗拉森把泰勒提出的这个论证称为“现象学反驳”,并对此作出以下两点回应:(cf.van Fraassen,2001,pp.158-160; 2008,pp.101-109)

首先,虽然我们在使用显微镜时确实没有看见影像的经验,但是“把眼睛贴在显微镜上”并无任何特别之处。如果我们把显微镜连接上投影仪,让显微镜的输出投射到屏幕上,那么我们显微实践的现象学也会随之发生改变。此时,我们会更倾向于认为观察到的是影像而不是微观对象。

第二,那种声称我们通过显微镜看见微观结构的观点,是误导性的。任何经验都包括两方面:真实发生在经验者身上的事情和他对此所作的即时判断。显然,经验者的即时判断有可能出错。所以,事物对于我们来说看起来如何,并不是实际上在发生什么的一种可靠指导。例如,我判断自己看见一只甲壳虫,但其实我看见的是一幅画。有时候还会存在这种情况,我判断自己仿佛看见一只真实的甲壳虫,尽管我认为那是一种错觉,但实际上我的确看见一只真实的甲壳虫。显微镜影像是类似于彩虹、水中倒影、海市蜃楼等光学现象的一种公共幻像。之所以称之为幻像,是因为它们并不像物理对象那般存在,而只有在特定位置才能看到;称之为公共的,是因为它们比起私人幻觉拥有更多的不变性,甚至可以对之进行拍摄,是主体间可检验的。一些公共幻像是关于真实事物的图像,如镜中像、水中倒影等;但另一些公共幻像不是,如彩虹,我们不能把彩虹视为一座拱桥的影像。至于显微镜影像是不是可以视为关于一个结构相似的微观对象的影像,范·弗拉森认为,它可能是,也可能不是,并建议我们在这个问题上采取不可知论立场。

我们通过显微镜看到的究竟是什么?这的确是一个复杂的问题。科学实在论者和建构经验论者对此都坚决否认我们看到的是感觉材料。(cf.Maxwell,p.8; Teller,p.133; van Fraassen,1980,p.72)在显微实践中,科学家一方面确实拥有通过显微镜看见微观结构的经验,但另一方面也能够意识到显微镜影像有别于真实的微观结构。有鉴于此,我们至少可以认为通过显微镜首先看到的是影像。

争论之二:显微镜影像是否表征微观结构

科学实在论者还可以作进一步的反驳,认为我们通过仪器手段所产生的特定影像,如同镜中像一样,应当作为关于真实对象的表征。在科学实践中,我们能够而且的确依据仪器影像来推断真实对象是什么样子的。所以,在科学实在论者看来,如果我们接受相关理论,就必须相信仪器影像是对真实对象的忠实表征。例如,哈金(I.Hacking)通过对显微镜影像鲁棒性的分析,给出了支持其实在论立场的三条理由:(1)正是显微镜使用者干预载玻片上微观对象的能力,使得他们自己相信显微镜影像所示结构的实在性。例如,“坚信细胞的一个特别部分正如成像所示,这个信念,起码会在你使用直接物理手段将微量流体注入细胞的那个部分时得到强化”(Hacking,p.136)(2)使用不同类型显微镜探测红色血小板,我们可以获得相似的影像结构。如果认为这些影像结构最终仍是人为产物,这会是“荒谬的巧合”(ibid.,pp.144-145)(3)我们把一个结构已知的栅格,通过摄影技术手段缩减至微观层次。这时,如果我们用显微镜观看,就会再次看到栅格原来的样子:“我知道我通过显微镜所看见的事物是真实的,因为我们就是把栅格做成那个样子的”。(ibid.,p.146)

范·弗拉森把哈金的上述一系列论证统称为“理论反驳”,并批评理论反驳利用了最佳说明推理。(cf.van Fraassen,2001,pp.160-162)1985年回应哈金的一篇文章中,范·弗拉森并未对操作实在论的论证说什么,但关于荒谬的巧合论证,他给出两点批评(cf.van Fraassen,1985,pp.297-298):第一,我们很可能在制造显微镜过程中,将两台显微镜进行校准,用第一台显微镜作为第二台显微镜输出正确性的标准。如果情况果真如此,那么两台显微镜就不能算是关于一个真实结构的独立见证,显微镜输出中的巧合便不再是巧合。第二,要解释两台显微镜有相似的输出,我们不需要承诺显微镜影像是对于微观结构的忠实表征。一个可能的解释是,正是相同输入的实体导致相似的可知觉的输出影像。因此,按照范·弗拉森的分析,哈金的这个论证仍然是诉诸最佳说明推理,即我们应该推断细胞中的结构是真实的,因为这会为显微镜影像中的相似性提供最佳说明。针对栅格论证,范·弗拉森反驳道:“我知道显微镜影像是真实的,是因为我相信通过摄影技术手段的缩减过程保持了栅格结构的一部分证据”——这是循环论证。此外,栅格论证同样涉及最佳说明推理,因为在哈金看来,对于显微镜影像的最佳说明是,它是真实的而非由邪恶的魔鬼所产生。

争论之三:独立知觉是否优于辅助知觉

埃尔斯帕克特·凯利(M.Alspector-Kelly)等科学实在论者认为,独立的真实知觉并不比仪器辅助的知觉优越。他们的理由可以概括为如下两条:

(1)独立真实知觉同仪器辅助知觉一样,很可能都以类似于彩虹、倒影之类的可观察现象为媒介。例如,“当我们直接看向树木时,我们也在对象、影像和有利位置(即在树木本身、我们对树木的知觉经验与我们身处的有利位置)之间假定一个适当的关系”。(Alspector-Kelly,p.336)但既然我们可以说运用肉眼的真实视觉经验是一种知觉影像,我们同样也应该认为通过显微镜看的经验是一种知觉影像。如果这一点是真的,那么我们无法以建构经验论的方式,把独立真实知觉从仪器辅助知觉中区分出来。

(2)从测量的“关联性(correlation)”与“忠实性(fidelity)”的认识论特征上看,仪器辅助知觉通常远胜于独立真实知觉。这里,“关联性”是指知觉者与被知觉对象之间因果过程的可靠性,“忠实性”是指“对知觉者来说,他看见(听见,等等)场景的何种特征在其物理环境中被找到并被适当定位”。(ibid.,pp.344-345)尽管范·弗拉森提到过观察是测量的一般观点,但他未能证明不用仪器的知觉比使用仪器的知觉更加可靠。埃尔斯帕克特·凯利认为,诸如夜视仪、望远镜等知觉增强技术表明,尽管从对象到知觉的因果路线不同于肉眼视觉的那种,但是“关联性”和“忠实性”的认识论价值支持我们对于“看见”的广泛用法。例如,光学理论让我们确信,在使用光学显微镜时,我们的视觉经验使我们直接知觉到载玻片上对象的微观特征和微观结构。(cf.ibid.,p.341)

针对第一条理由,建构经验论者怀疑独立知觉情形中存在类似影像的东西,何况“不像彩虹,视觉经验无法被拍摄”(Kusch,p.177)。芒特恩(B.Monton)和莫勒(C.Mohler)进一步指出,独立的真实知觉针对的是现实的物理对象,而仪器辅助知觉只发生在类似于彩虹和倒影的公共幻像的经验中。(cf.Monton & Mohler,p.20)针对第二条理由,库施(M.Kusch)首先承认,我们相信电子显微镜和哈勃望远镜在关联性方面的强大,并且有科学理论依据。但他随即指出,这个主张可以分别用科学实在论方式和建构经验论方式加以诠释:(A)可观察事物与不可观察事物之间的关联;(B)可观察事物之间的关联,例如,电子显微镜影像与其他测量之间的关联。库施认为,埃尔斯帕克特·凯利假定而没有论证(A)是正确答案,从而犯了乞题谬误。至于在仪器使用情形中关于“看见”的谈论,皮特(J.C.Pitt)、库施等学者认为,这种所谓的“看见”只不过是一种隐喻或类比,并不是字面意义上的“看见”;一旦认知主体了解到仪器成像过程中涉及多少计算机增强,他就不愿再谈及“观察”或“看见”。(cf.Pitt,pp.200-203; Kusch,p.178)

在运用隐喻或类比时,人们通常关心的只是两个事物结构上的相似性,而不是二者之间的因果关联性。相反,科学家在使用仪器进行探测的过程中,则十分关心经验影像与被探测对象之间的因果关联性。虽然在复杂仪器的成像系统中会涉及一些计算机增强,但那是为了更好地凸显、强调、放大科学研究的相关方面。所以,在笔者看来,说使用仪器的看是一种隐喻或类比,是夸大其词,未免有哗众取宠之嫌。库施关于仪器关联性的建构经验论诠释,立足于范·弗拉森的可观察与不可观察二分。然而,除非用“独立可知觉的”来限制“可观察的”做法能够在认识论上得到辩护,否则我们看不到独立知觉比起辅助知觉来有任何特别之处。因此,我们有必要考察建构经验论的观察、可观察性以及理论沉浸(theoretical immersion)等核心概念,剖析范·弗拉森在仪器探测立场上的不足之处。

二、可观察性、理论沉浸与仪器探测

对经验论者而言,观察是判定科学理论在经验上适当与否的唯一信息来源。范·弗拉森把观察与独立知觉行为等同起来,只信任知觉知识的可靠性。(cf.Gava,2016,p.64)受到汉森(N.R.Hanson)、库恩(T.S.Kuhn)以及费耶阿本德(P.Feyerabend)等科学哲学家的影响,许多学者把观察的理论渗透性看作反驳经验论的一个有力证据。范·弗拉森通过区分“观察到某物”与“观察到某物是这般情形”表明了他自己的观点。在他看来,“观察到某物是这般情形”是理论渗透的,假定了关于“某物是这般情形”的一个特定概念的、语言的或理论的解释,但“观察到某物”却不是。也就是说,按照范·弗拉森的分析,某物的可观察性是一个独立于理论的事实。(van Fraassen,1980,p.15,57)

可观察性是理解建构经验论的一个关键概念。范·弗拉森对此是这样刻画的:“X是可观察的,当存在这样的条件,使得如果在那些条件下X向我们呈现,那么我们就观察到它。”(ibid.,p.16)例如,飞马是可观察的,因为它们在适当条件下可以被观察到。观察飞马的行为之所以没有发生,是因为它们不存在。(cf.ibid.,p.15)他论证道,“可观察的”同“便携的”、“易碎的”这些形容词一样,其范围并没有随着人类技术的进步而扩大。比如,虽然现在我们发明了大锤子等复杂工具,但并没有哲学家认为易碎东西的界线改变了。同样,“可观察的”也是一个“以人类为中心的”术语,涉及的是人体的局限性。(ibid.,p.17)因此,范·弗拉森认为,“可观察的”范围自石器时代以来从未经历任何改变。在他看来,如果我们想要知道可观察性的极限,就应该通过经验科学、而非哲学分析加以解决。(ibid.,p.57; cf.van Fraassen,1992,p.20; Monton & van Fraassen,p.414)

针对经验论的观察与理论二分,麦克斯韦(G.Maxwell)指出,在不用仪器的看和用仪器的看之间存在连续性。(cf.Maxwell,pp.3-27)例如,在用肉眼看与用高倍显微镜看之间存在着通过窗玻璃看、通过眼镜看、通过双筒望远镜看以及通过低倍显微镜看这样一个连续的谱系。范·弗拉森在回应中首先指出,观察与理论二分是一个范畴错误,因为语言不能分为理论的与非理论的部分,而实体只能有可观察与不可观察之别。(cf.van Fraassen,1980,p.14)他继而声称“可观察的”是一个模糊的谓词,尽管无法划出可观察与不可观察之间的明确界线,但并不表明这个二分没有意义。他坚持认为这个二分是合理的,因为我们能够提出明显的可观察事物与不可观察事物的例子。比如,木星卫星是可观察的,不是因为我们能够用望远镜看见它们,而是因为宇航员可以直接看见它们;电子是不可观察的,因为如果它存在,那么我们无法单凭我们的视觉系统看见它。

丘奇兰德(P.Churchland)设计了一个著名的类人生物(humanoids)思想实验,以反驳建构经验论的可观察与不可观察二分。设想有一种类人生物,其左眼天生拥有生物学上等价于电子显微镜的成像机制,并且这种类人生物能够观察到病毒和DNA分子链。但是,按照建构经验论,我们人类可能不会把病毒和DNA分子链纳入我们的本体论,因为在我们运用独立知觉系统的条件下,它们是不可观察的;即便将同样功能的电子显微镜安装在我们的左眼上,且享有同样的显微经验,我们也不会这么做。所以,丘奇兰德认为,范·弗拉森的错误在于:他要求类人生物和装备显微镜的人必须对微观世界持不同的认知态度,尽管二者在所有方面都相同。(cf.Churchland,pp.43-44)

范·弗拉森批评丘奇兰德混淆了两种不同情形。(cf.van Fraassen,1985,p.256)一方面,如果类人生物属于我们认知共同体的一部分,那么我们的可观察性概念就发生了改变,病毒和DNA分子链等微观实体就成为可观察的。在这种情况下,由于可观察的边界扩大了,建构经验论采取双重标准并没有错。另一方面,如果类人生物不是我们认知共同体的一部分,那么可观察的边界保持不变。但在这种情况下,我们就不能保证类人生物拥有关于病毒和DNA分子链等微观实体的经验,否则就是渗透了实在论的乞题。

范·弗拉森仅仅希望我们对于由科学所描述的不可观察事物的存在与否持不可知论态度。在他看来,尽管“我们的全部语言都彻底受到理论的浸染”(van Fraassen,1980,p.14),但这并不表明当接受一个理论时,我们所沉浸于其中的科学画面在世界的不可观察方面拥有本体论含义:“在某一时刻,我们让我们的语言受到一幅既定画面的支配,这个事实并不表明我们多么相信这幅画面”(ibid.)。范·弗拉森认为,我们应当是不可知论者,因为“沉浸于理论的世界画面不排除将其本体论含义‘悬置’起来”(van Fraassen,1980,p.81)

当人们完全沉浸在理论的世界画面中时,他们深信这个画面的真实性,并且通常会认为科学仪器揭示了如仪器影像所展现的不可观察对象的结构。对此,西格(W.Seager)建议我们最好把建构经验论的“理论沉浸”理解为“虚拟实在(vinual reality)”,以便容纳基于仪器的实践。(cf.Seager,p.472)虚拟实在类似于范·弗拉森所谓的公共幻像,并非真实的存在,而是一种虚拟技术。虚拟实在甚至可以互动,如果连接上传感器和效果器,浸溺于其中的人们可以用虚拟的方式看见、听见、触摸、甚至闻到它。西格指出,用虚拟实在可以解释那种深信的感觉,但不必承认微观对象的实在性:一方面,深信源自于仪器成像系统将浸溺于其中的人们投射至一个虚拟的微观世界,而这个世界看起来仿佛是真实的,并且能够以合理的方式回应我们的微观实践;但另一方面,显微镜影像是科学活动的经验结果,我们无法从直接的感官经验上获知它们是否与假定的微观对象有关。(ibid.,pp.474-475)西格对建构经验论的“沉浸”概念的诠释是富有启发性的,有助于我们更好地理解建构经验论的科学仪器观。但需要注意的是,范·弗拉森的理论沉浸与虚拟实在也有所不同:前者重在思想,而后者涉及感觉和行动。

建构经验论者强调显微镜影像只不过是一种公共幻像或虚拟实在,表现出对于知觉增强技术的不合理的不信任。根据加瓦(A.Gava)的分析,如果只有通过运用独立感官能力,我们才能说我们从经验上研究某事物是这般情况,那么,这意味着我们不可能通过仪器进行观察,因为只能用仪器探测的对象,无法在没有技术手段帮助的情况下被知觉到。但这无疑是循环论证。(cf.Gava,2014,p.296)加瓦还进一步指出,范·弗拉森的可观察与不可观察二分纯粹是一种语义假定,与科学实践并无太多联系。(ibid.,pp.296-297,footnote 5)范·弗拉森从未在其相关作品中提及有任何科学理论支持他关于观察的主张,他声称自己是根据日常用法来使用动词“观察”的。(cf.van Fraassen,1992,p.18)但事实上,我们经常会听到有人说,他使用显微镜观察草履虫或细胞的结构;倒是很少会听到人们说,他们通过显微镜看到的只是影像,而不是真实对象。因此,我们需要一种更为宽泛的观察概念,以符合科学实践中大多数科学家关于观察的谈论。

三、科学仪器何时延展我们的知觉系统

在许多人看来,科学仪器可以延展我们的知觉系统。例如,光学显微镜延展我们的视觉系统、扩音设备延展我们的听觉系统、精细的探针延展我们的触觉系统,等等。但这个直观想法需要加以分析和限制。科学仪器的一个明显特征是,它们不构成我们天生的知觉系统,不处在我们的原初生物学边界以内。这一事实促使不少推崇朴素延展观点的拥护者同时也坚信,科学仪器不是我们的知觉过程的一部分。接下来本文将试图通过追问“科学仪器何时延展我们的知觉系统”这一问题,寻找把仪器手段鉴定为“知觉过程的一部分”的适当标准。如果能够找到这样的标准,证明外部仪器手段在某些情形下可以构成科学家的延展知觉系统(extended perceptual systems),那么,我们或许就能够支持科学实在论的仪器观。

我们的认知系统包括记忆、知觉系统和综合信念系统。通常,一个信念的产生过程涉及反映系统和反思系统的联合运作。反映系统不输出信念,但输出反映世界上对象性质的信息。知觉系统属于反映系统,是产生知觉知识的认知信念形成过程的一部分。反思系统通过执行推理规范进行信息加工,即或者接收反映系统输出来产生信念、或者接受信念来产生进一步的信念。比如,一个认知主体通过运用视觉系统,拥有看见一只红苹果的视觉经验;进而通过执行某种推理规范,相信其眼前有一只红苹果。为了能够把外部工具转为内部的认知系统,波洛克(J.Pollock)和克鲁兹(J.Cruz)(以下简称P&C)利用“直接可通达性(direct accessibility)”来界定“内部性(internality)”概念:“我们提议把内部状态界定为直接可通达指导我们知识性认知(epistemic cognition)的认知机制的那些状态。在它们是直接可通达的意义上,通达它们不要求我们首先拥有关于它们的信念。”(Pollock & Cruz,p.133)

内部状态是对信念者来说“直接可通达”的那些状态,包括信念和非信念内部状态(如知觉状态)。根据P&C的内部性定义,如果一个工具能够控制认知而不要求我们首先具有进入它的意识通道,那么它就是内部的认知系统。由此,作为能够控制我们信念形成的一种手段,科学仪器是延展知觉系统。例如,光学显微镜通过提供视觉信息指导我们的认知信念形成系统,从而成为延展视觉系统。不过,P&C对于何种性质和关系是直接可通达的并没有说什么,因为在他们看来,这是一个需要由心理学家来回答的经验问题。(cf.ibid.)

P&C的研究路径相反,克拉克(A.Clark)和查尔莫斯(D.Chalmers)(以下简称C&C)提出了一种标榜为“积极外部论”的延展心灵假说。该假说主张,认知过程不局限于颅内的物质基础,有时可以延展至颅外的物理环境。为支持这个违背直觉的假说,C&C给出了所谓的“对等原理(parity principle)”:“在我们面临某项任务时,如果世界的一部分作为过程发生在头脑中,我们会毫不犹豫地视之为认知过程的一部分,那么世界的那个部分就是(我们主张同样是)认知过程的一部分。”(Clark & Chalmers,p.8)

图恩(A.Toon)基于对等原理提出了一个延展知觉论证。(cf.Toon,pp.414-415)为了理解这个论证的要点,让我们考虑这样一个思想实验:设想一个类人生物种族,其每一个成员的大脑都天生具备某种机制,相当于人类的知觉系统连带着一台科学仪器。要是我们遇见这种生物,我们会毫不犹豫地说,这种机制是类人生物认知过程的一部分。由对等原理可推知,科学仪器构成科学家知觉过程的一部分。这意味着,如果一个实体通过仪器手段是可探测的,那么它就应当是可观察的。然而,C&C并没有把对等原理作为假定延展认知系统的充分条件,而是作为一个“经验法则”,以破除我们对于认知定位的偏见。由此看来,类人生物和科学家之间唯一的差别是,在后者的科学观察情形中,科学仪器位于科学家的颅骨之外。假如类人生物的左眼天生带有一架显微镜,能够看见微生物,那么根据对等原理,显微镜就是科学家的延展视觉系统,而微生物就是可观察的。因此,延展知觉论证驳斥了范·弗拉森把观察局限于人类的独立感官能力的观点,认为人类的知觉系统有时可以包括科学仪器等外部实物手段。

为了能够应用对等原理,C&C进一步补充和规定了一些相关标准。(cf.Clark,p.83)国内学者刘晓力教授把它们归结为依赖性、可通达性、可信赖性和历史的关联性四项基本原则。(参见刘晓力,第54)结合当前讨论语境,这些标准要求仪器输入需要经过科学家确认、仪器输出是可靠而值得信赖的、科学家有直接通道可随时获取仪器输出信息,等等。然而,科学仪器的使用情形是否满足这四项要求还远远不清楚。例如,科学家并非总有机会接触技术性仪器,科学设备也不总是能够正常运作。但是按照图恩的分析,科学仪器的使用情形不必满足对等原理的这些应用条件,因为类人生物也会有疲倦和休息的时刻,也时常会对其显微镜眼睛的输出保持谨慎,等等。图恩认为,理解延展知觉论证的关键在于,不论类人生物的显微镜眼睛是否拥有与人类相同的物理过程或知觉心理学,我们会把它们视为某种知觉过程。(cf.Toon,p.421)

延展知觉论证有别于丘奇兰德的类人生物论证。丘奇兰德只是诉诸类人生物的可能性,而延展知觉论证则表明我们已经遭遇了类人生物——“赛博格(cyborgs)!赛博格的知觉系统有时可以延展至其大脑和身体之外的环境,整合与之紧密耦合的外部仪器手段。根据图恩的观点,我们的认知共同体已经存在具有根本不同知觉系统的特定成员,这使得我们的经验论成为赛博格的经验论。(cf.Toon,p.419)这种经验论主张我们的信念应该局限于可观察现象,但可观察的边界却远远超越运用独立知觉系统所观察到的。由此可见,范·弗拉森不是错在丘奇兰德所指责的双重标准,而是错在“赛博格恐惧症”。

尽管建构经验论者迄今尚未对延展知觉论证作出回应,但他们可能会拒斥延展认知论。在认知科学中,延展论题还存在相当大的争议。例如,对于对等原理的一个批评是,如果颅内过程和延展过程在功能上是等价的,那么依照对等原理,二者或者都是认知的、或者都是非认知的。(cf.Walter,p.292)范·弗拉森也可能会质疑包括科学仪器的延展认知系统是否存在。通过比较仪器开发认知(instrument-developing cognition)与仪器辅助认知(instrument-aided cognition),富勒(T.Fuller)指出,科学家预先存在的内部认知结构,可能享有与所假定的包含科学仪器的延展认知系统相同的功能,因而后者在解释上是多余的或有害的。(cf.Fuller,p.78)虽然富勒的讨论旨趣在于高阶认知,但他认为其考察结论更广泛地适用于包括知觉在内的低阶延展认知。(ibid.,p.76)当然,如果包括科学仪器的延展认知系统存在,那么它也会面临一些严峻的问题。例如,那些拥有延展知觉系统的延展人应该算作人吗?延展人是否应该纳入我们的认知共同体?认知共同体的严格边界在哪里?图恩承认,这些问题会影响到科学实在论与建构经验论之间的争论,还需要我们作进一步的思考。

毋庸讳言,尽管科学仪器在科学知识的产生过程中起到基础性作用,但是关于科学仪器作用的哲学分析在传统科学哲学中一直是匮缺的,只是在最近几十年里,随着新实验主义、技术哲学等流派的兴起,才开始成为科学实验哲学的一个基本议题。(cf.Radder,p.3)通过系统梳理科学实在论与建构经验论关于科学仪器(特别是显微镜)作用的最新争论,我们看到:科学实在论者否认独立知觉优于仪器辅助知觉,主张我们通过显微镜看见微观对象的真实结构,或者至少显微镜影像忠实表征了微观结构;相比之下,建构经验论者强调独立知觉行为的首要性,主张我们通过显微镜看到的是虚拟实在,并建议我们在显微镜影像是否表征微观结构这个问题上最好持不可知论态度。对建构经验论的进一步考察表明,范·弗拉森关于可观察性的主张不仅在认识论上得不到辩护,而且也严重脱离了科学实践。根据延展认知系统观念,科学家的知觉过程有时可以跨越其原初生物学边界而延展至环境,整合与之紧密耦合的外部仪器手段。该进路给予我们理解科学仪器窗口隐喻的一种崭新视角,但同时也面临一些问题。

【参考文献】

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(原载《哲学研究》2017年第10期)