Weibin QU| 瞿伟斌

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不可证伪性

瞿伟斌 / 2017-04-22


  最近因为毕业设计的缘故,开始阅读统计学习的著作《统计学习理论的本质》(Vladimir N. Vapnik 著,张学工译),也因此学得了一些十分有趣的知识,不可证伪性便是其中之一。这个性质让我对现代科学以及自然哲学产生了新的认识,对于知识分子的“狡猾”也深感有趣。

  要解释不可证伪性,就要从一个我们很可能思考过的一个问题说起,我们如何认识这个世界。在众多认识世界的方法中,有一个方法最为独特,那就是推理。而很早的时候,人们又将推理的方法分为两种:

  1. 演绎:从一般到特殊,如数学。
  2. 归纳:从特殊到一般,如化学、物理、生物等。

  因为我们往往很难找到合适的一般规律,所以我们在生活中,往往使用的是第二种推理方法,即根据我们在现实中所观察得到的真实理论进行归纳总结,最后得到的一个一般性的结论。但是这样就产生了一个问题,由真实情况所推理得到的结论并不一定总是正确的,就比如伽利略推翻亚里士多德,爱因斯坦推翻牛顿一样,我们往往会因为过于特殊的观察而得到一个错误的结论(至少是不全面的)。由此,我们不禁想问,到底什么样的理论是一个好理论,而什么样的理论是坏理论呢?如果我们生活在中世纪,那么化学和炼金术,究竟哪一个才是更接近事实真相的真理论,占星学和气象学到底哪一个更靠谱呢?

  对于现在的我们,自然而然地认为化学、气象学是科学而真实的,而炼金术、占星学则理所应当是迷信的。那么不知道有没有人曾经思考过,这究竟是为什么呢?前者与后者到底是在哪里的区别使得其在人们心中有着如此巨大的不同。

  于是有人尝试着列了列几条判定好理论和坏理论的规则:

  1. 模型的复杂程度
  2. 模型的预测能力
  3. 对于数学的运用
  4. 推理的形式化层次不同

  然而,稍微懂些占星学的朋友会认为这样的规则毫无意义,因为:

  1. 占星学模型的复杂程度不亚于气象学
  2. 占星学与气象学都有着许多成功和失败的预测
  3. 占星学也需要利用微分方程来计算行星位置
  4. 两种理论均有对于现实的形式化描述和非形式化解释

  由此我们更加迷茫了,甚至有些人会怀疑,莫不是这一切都是科学家的巨大阴谋。旨在排挤那些意见与他们相悖的人。要知道,这样的事情历史上并不少发生。

  直到20世纪,终于有人尝试来解决这个问题,并提出了一个差强人意的观点——Popper不可证伪性:一个好的科学的理论的必要条件是其可以被证伪,即存在某些特殊情况,这些情况虽然属于该理论范畴之内,但是却不能被该理论所解释。

  单独看这个定义,我们可能会觉得很抽象,那么我们就举例说明。

  还拿气象学占星学来说明。如果我们有这样的一个论断,“今年海南七月会下雪”。并用其来测试这两个理论。我们假设根据气象学理论,我们得到这种情况是绝对不会出现的,而占星学能够根据种种规则推导,建立了对于这种现象的合理解释(注意,以上都是假设)。那么当这个状况真的发生时,即海南今年七月确实下雪了(假设),这个论断就证伪了气象学理论,而无法证伪占星学理论,所以根据Popper的观点,我们就认为气象学是科学的理论,而如果没能找到可以证伪占星学的情况,我们就认为占星学是不科学的理论。

  仔细想一下Popper的观点,我们不难发现这样一个特点,所有的科学的理论都是不完备的,这世界上不存在完美的理论。这基于一切皆有可能和世界并不完美的思想之上的观点着实令我眼界大开。

  对于这个现实世界而言,不存在什么概率为1的事件,即一件事无论其发生的概率为多小,即使它在此之前从未发生过,但是没有人能够保证其不会在未来的无尽时间长河中发生。如同每天太阳都会升起一般,我们只能够以概率1保证自有历史记载以来,太阳每天都会从地平线上升起。作为一个信奉科学的人,我们谦虚而又狂妄地认为这个世界不存在万能的神,这个世界的完美正是因为其不完美。在这个世界里,不存在哪个理论能够完美地解释其理论范畴的一切现象。正如我很久之前所引述的那段话一样:

宇宙,与其说是由逻辑,不如说是由统计的概率来支配的。然而这对宇宙来说仍然是了不起的,就像掷骰子连续出现几百次6,我们知道这样的事件在如此多的世纪里不会再发生第二次;但是我们也知道,这没有破坏宇宙的计划,今夜在这个房间里,可能发生连续出现几百次6的事件。这是令人安心的。——切斯特顿(G.KChesterton)

  一想到这些,我就莫名的心安。

2017年4月22日