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选自《牛津普通读者科学哲学》

科学家经常告诉我们一些关于世界的事实，如果这些事实不是来自他们，我们是不会相信的。比如，生物学家告诉我们，我们和大猩猩关系密切，地理学家告诉我们，非洲和南美洲曾经相连，宇宙学家告诉我们，宇宙一直在膨胀。然而，科学家们是如何得到这些不可思议的结论的呢？毕竟，没有人见过一个物种进化成另一个物种，一个大陆分裂成两半，或者宇宙变得越来越大。答案当然是，科学家通过推理或推论的过程确信上述事实。更多地了解这个过程将对我们大有裨益。科学推理的确切本质是什么？我们应该对科学家的推论有多少信任？这些是本章要讨论的主题。

演绎和归纳

逻辑学家对演绎和归纳进行了重要的区分。下面是演绎推理或演绎推论的一个例子:

所有法国人都喜欢红酒

皮埃尔是法国人

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因此，皮埃尔喜欢红酒

前两种说法称为推理前提，第三种说法称为结论。这是演绎推理，因为它有以下特点:前提为真，那么结论必然为真。换句话说，如果真的是所有法国人都喜欢红酒，皮埃尔是法国人，那么可以断定皮埃尔真的喜欢红酒。这种推理通常可以表述为:推理的前提必然导致结论。当然，这个推论的前提在现实中几乎肯定不是真的——肯定有不喜欢红酒的法国人。然而，这不是重点。使这一推论成立的是前提与结论之间的一种恰当关系，即前提为真，结论必然为真。前提实际是否成立是另一回事，不影响推论的演绎性质。

不是所有的推论都是演绎的。请参见以下示例:

盒子里的前五个鸡蛋很臭

所有的鸡蛋都有相同的保质期

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因此，第六个鸡蛋也会发臭

图5唐氏综合征患者完整染色体图。与大多数拥有2个21号染色体拷贝的正常人不同，唐氏综合征患者拥有3个21号染色体拷贝，因此他们总共拥有47条染色体。

大多数哲学家认为，科学过于依赖归纳推理的事实是显而易见的，因为这是如此明显，几乎没有必要进行辩论。然而，值得注意的是，这一点被前一章提到的哲学家卡尔波普尔否定了。波普尔认为，科学家需要的只是演绎推理。如果是这样就好了，正如我们已经知道的，演绎推理比归纳推理可靠得多。

波普尔的基本观点是:虽然不可能证明一个科学理论真的来源于有限的数据样本，但可以证明一个理论是错误的。假设一位科学家一直在思考所有金属片都导电的理论。即使她测试的每一块金属确实都是导电的，也不能证明理论是正确的，因为上面我们已经讲得很清楚了。但即使她只找到一块不导电的金属，她也能证明这个理论是错误的。因为，从“这块金属不导电”到“所有的金属都导电是错误的”的推论是演绎的——前提必然导致结论。因此，如果一个科学家只对解释某个特定的理论是错误的感兴趣，她也许可以不用归纳推理就能做到。

波普尔观点的缺陷显而易见，因为科学家不仅热衷于解释某些理论是错误的。当一个科学家收集实验数据时，她的目的可能是为了表明某个特定的理论——也许是一个与她针锋相对的理论——是错误的。但更有可能的是，她试图让人们相信她自己的理论是正确的。为了达到这个目的，她将不得不求助于归纳推理。因此，波普尔想表明，科学离不开归纳。

休谟问题

虽然归纳推理在逻辑上并非无懈可击，但它似乎是形成对世界的信念的一种非常合理的方式。到目前为止，太阳每天都会升起的事实可能并不能证明它明天就会升起，但是这个事实真的给了我们很好的理由去相信太阳明天会升起吗？如果你遇到一个声称完全不确定明天太阳会不会照常升起的人，即使你不说他疯了，你也一定会把他当成一个很奇怪的人。

然而，什么证明我们对归纳法的信任是正确的呢？如何才能让那些拒绝归纳推理的人相信自己是错的？18世纪苏格兰哲学家大卫·休谟对这个问题给出了简单而激进的答案。在他看来，应用归纳法的合法性不能完全理性地证明。休谟承认，我们在日常生活和科学活动中总是使用归纳方法，但他认为这只是一种与理性无关的动物习惯。他认为，如果我们想为归纳法的应用提供充分的理由，我们是做不到的。

休谟是如何得出这个惊人的结论的？他首先提出，每当我们进行归纳推理时，似乎都应该预先假定他所谓的“自然一致性”。为了弄清楚休谟在这里的意思，让我们回顾一下上一节归纳推理的一些内容。我们从“我的电脑到目前为止还没有爆炸”到“我的电脑今天不会爆炸”；从“所有唐氏综合征患者都有一条额外的染色体”到“所有唐氏综合征患者都有一条额外的染色体”；从“迄今为止观察到的所有物体都服从牛顿万有引力定律”到“所有物体都服从牛顿万有引力定律”等等。对于这些情况中的每一种情况，我们的推理似乎都依赖于这样一个假设，即我们没有测试过的对象在某些相关方面将与我们测试过的同类对象相似。这个假说是休谟对自然界一致性的解释。

但正如休谟所问，我们如何知道自然均匀性假说实际上是正确的？我们能在某种程度上证明它的正确性吗？不，休谟说，我们做不到。因为很容易认为宇宙不是均匀的，宇宙每天都在随意变化。在这样的宇宙中，计算机有时可能无缘无故爆炸，水有时可能毫无征兆地毒害我们，台球可能在碰撞中停止运动，等等。既然这样的“非齐次”宇宙是可能的，我们就不可能严格证明自然齐次的正确性。原因是，如果我们能证明它的正确性，这个非均匀宇宙在逻辑上就不能存在。

虽然无法证明自然界的一致性，但我们可能希望找到经验证据来证明其正确性。毕竟到目前为止，自然界的统一性一直保持着它的正确性。这真的给了我们一个很好的理由去相信它是真的吗？休谟认为这种观点回避了我们的问题！因为是归纳推理，所以依赖于自然一致的假设。一个从一开始就假设自然界的一致性的观点显然不能用来证明自然界的一致性是正确的。换句话说:一个确定的事实是，到现在为止，自然界总体上是均匀的，但我们不能引用这个事实来证明自然界将继续是均匀的，因为它假设过去发生的事情可以可靠地表明未来会发生什么——这就是自然均匀性的假设。如果我们试图依靠经验来证明自然的统一性，我们就会陷入循环推理。

休谟观点的力量可以通过以下情况来理解，即想象一下你如何说服应该相信归纳推理而不是它的人。你可能会说:“看，归纳推理还是发挥了很好的作用。通过使用归纳法，科学家已经分裂了原子，将人类送上了月球，发明了计算机，等等。相反，那些从未使用归纳方法的人已经痛苦地死去。他们吞下砒霜，以为可以滋养身体，跳下高楼，以为可以飞翔空，等等。因此，使用归纳推理显然会让你受益匪浅。”但是，这当然不能说服怀疑论者。因为，声称归纳法值得信赖，是因为它到目前为止发挥了非常好的作用，这本身就是以归纳法进行推理。对于那些不信任归纳方法的人来说，这种观点是没有说服力的。这是休谟的基本观点。

这就是问题所在。休谟指出，我们的归纳推理是建立在自然界一致性的假设之上的。但我们无法证明自然均匀性是正确的，只有回避这个问题才能为其正确性提供经验证据。因此，我们的归纳推理是基于一个关于世界的假设，对此我们没有很好的依据。休谟的结论是，我们对归纳法的信心只是盲目的确信——无论如何都不能理性地为它辩护。

这个有趣的观点在科学哲学领域产生了巨大的影响，这种影响一直延续到今天。休谟观点的影响不难理解。通常情况下，我们认为科学是理性探究的范式。我们相信科学家所说的关于世界的一切。每次坐飞机旅行，我们都把自己的生命交到设计飞机的科学家手中。但科学依赖于归纳法，休谟的观点似乎表明归纳法无法理性辩护。如果休谟是正确的，科学的基础似乎没有我们希望的那么牢固。这种令人困惑的情况被称为休谟归纳问题。

图6不相信归纳法的人会怎么样。

哲学家们用了几十种方法来回应休谟的问题；时至今日，这个问题仍然是一个热门的研究领域。有人认为问题的关键在于概率的概念。这个提法似乎很合理。因为人们可以自然地认为，虽然归纳推理的前提不能保证结论的正确性，但他们确实使结论非常有可能成立。同样，即使科学知识不确定，它为真的概率仍然很高。然而，这种对休谟问题的回应产生了自身的问题，这种回应永远不会被广泛接受；我们将在适当的时候再次讨论这个问题。

另一种常见的反应是承认归纳法不能理性辩护，但提倡归纳法不是问题。人们如何为这种说法辩护？一些哲学家指出，归纳法对我们的思维和推理如此重要，以至于它的合法性无法得到证明。当代有影响力的哲学家彼得·斯特劳森做了如下类比来捍卫这一观点:如果有人担心某一特定行为是否合法，他们可以查阅法律书籍，并将这一行为与法律书籍中的内容进行比较。但如果有人担心法律本身是否合法，那确实是一种很奇怪的担心。因为法律是判断其他事物合法性的标准，探究这个标准本身是否合法几乎没有意义。斯特劳森认为这同样适用于归纳法。归纳法是我们用来判断关于世界的断言是否正确的标准。例如，我们用归纳法来判断一家制药公司对其新药惊人利润的判断是否正确。所以，问归纳法本身是否正当是没有意义的。

斯特劳森真的成功解决了休谟问题吗？一些哲学家认为是，而另一些则不这么认为。但是大多数人都同意，为归纳做出一个令人满意的辩护是非常困难的。这个问题是应该让我们担忧还是动摇我们对科学的信念，这是一个你应该仔细考虑的难题。

最佳解释的推理

到目前为止，我们研究的所有归纳推理实际上都有相同的结构。在每一个例子中，推论的前提都有这样的形式:“到目前为止验证的所有X都是Y”，结论也有“下一个要验证的X也会是Y”的形式，或者有时说“所有X都是Y”。换句话说，这些推论使我们能够从特定条件下的已验证情况中推导出特定条件下的未验证情况。

我们可以看到，这样的推论在日常生活和科学活动中被广泛使用。然而，还有另一种常见的非演绎推理不符合这个简单的模型。请参见以下示例:

储藏室里的奶酪不见了，只剩下一些奶酪屑

昨晚我听到餐具室传来刮擦声

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因此，奶酪被老鼠吃了

显然，这种推理是非演绎的:前提不一定导致结论。奶酪可能被女佣偷了，她巧妙地留下了一些面包屑，让它看起来像老鼠的杰作。刮擦声可以通过多种方式产生——可能是因为水壶过热了。尽管如此，这个推论显然是合理的推论。假设老鼠吃奶酪似乎比其他解释更合理。毕竟女仆一般不会偷奶酪，现代水壶一般不会过热。然而，老鼠通常一有机会就偷奶酪，而且它们确实会发出一些抓挠的声音。因此，虽然我们不能确定老鼠犯罪的猜测是否正确，但总的来说，这个假设似乎相当合理:它是解释已知事实的最好方法。

图7老鼠假说和女仆假说都可以作为奶酪缺失的解释。

简单或简洁是一个好解释的标志——这个观点很有吸引力，有助于丰富IBE的观点。但是如果科学家用简单性作为推论的指南，就会出现问题。我们如何知道宇宙简单而不复杂？倾向于用最少的理由来解释事实的理论似乎确实是合理的。但是，与不那么简单的理论相比，有没有客观的理由支持它更有可能是正确的呢？在这个难题上，科学哲学家们还没有达成共识。

概率和归纳

概率的概念在哲学上令人费解。部分困惑是“概率”这个词似乎不止一个意思。如果你听说英国女性寿命达到100岁的概率是十分之一，你会把这个信息理解为英国女性寿命达到100岁的概率是十分之一。同样，如果你听说男性吸烟者患肺癌的概率是四分之一，你会认为这意味着四分之一的男性吸烟者患肺癌。这被称为概率的频率解释:它将概率等同于比例或频率。然而，如果你看到火星上发现生命的概率是千分之一，你会怎么理解？这是否意味着太阳系中每一千颗行星中就有一颗含有生命？显然不是。首先，太阳系只有九大行星。因此，概率在这里一定另有含义。

对“火星上有生命的概率是千分之一”的一种解释是，做出这种说法的人只是在表达自己的主观想法——告诉我们他们认为火星上有生命的可能性有多大。这是概率的主观解释。它把概率作为衡量我们个人信仰的标准。显然，我们对自己的一些信念比其他信念更强。我很有信心巴西会赢得世界杯，也相当相信耶稣基督的存在，但我不相信全球环境灾难可以避免。这可以用下面的说法来表达:我对巴西会赢得世界杯的说法给出了较高的概率，对耶稣基督的存在给出了较高的概率，对地球环境灾难可以避免的概率较低。当然，准确标注这些说法的信仰强度是非常困难的，但主观解释的支持者认为这只是一种实践上的不足。他们认为，原则上，我们应该能够给每个陈述一个准确的数字概率来反映我们是否相信的力量。

对概率的主观解释意味着不存在关于概率的客观事实，它独立于人们的信念。我说火星上存在生命的概率很高，但你说概率很低，我们之间没有谁对谁错——我们只是在表达我们对相关说法有多强的信念。当然，火星上是否有生命是有客观事实的；然而，根据主观解释，火星上存在生命的可能性不会有客观事实。

概率的逻辑解释否定了这个观点。认为“火星上存在生命的概率很高”等说法存在客观的对错差异，这与特定的一组证据有关。根据这种观点，陈述的概率是对支持陈述的证据强度的衡量。逻辑解释的支持者认为，在语言中作出的任何两种陈述中，我们原则上都可以获得一种陈述的概率，并以另一种陈述作为证据。例如，考虑到目前全球变暖的速度，我们希望得到一万年内出现冰河时代的概率。主观解释认为，关于这个概率的客观事实不存在。然而，合乎逻辑的解释坚持认为存在:目前的全球变暖速度给出了一个确定的概率，可以用数字来表示，例如，0.9，表示在10，000年内有一个冰期。0.9的概率显然非常高——最大值为1，所以考虑到全球变暖的证据，“万年一遇的冰期概率非常高”的说法客观上是正确的。

如果你学过概率论或统计学，你可能会对上述概率有不同解释的说法感到困惑。这些解释和你所学的有什么关系？答案是:概率的数学研究本身并没有告诉我们概率的意义，这正是我们上面一直在探索的。事实上，大多数统计学家倾向于用频率来解释概率，但如何解释概率的问题，就像大多数哲学问题一样，无法用数学方法解决。无论采用哪种解释，计算概率的数学公式都是一样的。

科学哲学家对概率感兴趣主要有两个原因。首先，在科学的许多分支，特别是物理学和生物学中，定律和理论都是利用概率的概念推导出来的。例如，以著名的孟德尔遗传学理论为例，它研究基因在有性繁殖群体中的代际传递。孟德尔遗传学最重要的原则之一是，生物体中的每个基因都有50%的机会成为该生物体的配子。因此，你母亲身上的任何基因有50%的几率也会存在于你的体内，你父亲身上的基因也是如此。利用这一原理和其他原理，遗传学家可以提供一个详细的解释，即为什么一些显著的特征以现有的方式分布在几代家庭中。在这里，“机会”是概率的另一种表达方式，孟德尔遗传学原理显然应用了概率的概念。还可以举出很多其他的例子，通过概率来表达科学规律和原理。理解这些规律和原理的需要是概率哲学研究的重要动力。

科学哲学家对概率概念感兴趣的第二个原因是用它来阐明归纳推理，尤其是休谟问题；这就是我们在这里关心的。休谟问题的根源是归纳推理的前提条件不能保证其结论是真的。然而，很容易声称一个典型的归纳推理的前提条件确实给结论提供了很高的可能性。虽然迄今为止所有被检物体都遵循牛顿万有引力原理这一事实并不能证明所有物体都是这样，但这一事实是否一定能使所有物体都遵循牛顿万有引力原理成为可能呢？休谟的问题真的容易回答吗？

事情没那么简单。我们必须问，休谟的回应采用了什么样的概率解释。根据频率解释，很有可能所有物体都遵循牛顿定律，这意味着所有物体中有很大一部分遵循这个定律。但是我们不能知道这一点，除非我们使用归纳法！我们只验证了宇宙中所有物体的一小部分。因此，休谟的问题仍然存在。看待这一点的另一种方式如下:我们先来看看从“所有被检物体都遵循牛顿定律”到“所有物体都遵循牛顿定律”的推论。针对休谟担心这一推论的前提不能保证结论为真，我们假设即使如此，它也使结论有可能成立。然而，从“所有被检物体都遵循牛顿定律”到“所有物体都遵循牛顿定律”仍然是一种归纳推理，因为后者意味着“所有物体的很大一部分都遵循牛顿定律”，就像频率解释的情况一样。因此，如果用概率的频率公式来解释休谟的问题，诉诸概率的概念是无法解决的。正因为如此，关于概率的知识本身就不得不依靠归纳。

对概率的主观解释对休谟的问题也无能为力，虽然原因不同。假设约翰认为明天太阳会升起，而杰克认为不会。两人都接受过去太阳每天都会升起的证据。直觉上，我们会说约翰是理性的，杰克不是，因为证据让约翰相信的东西更有可能。但是如果概率只是一个主观概念的问题，我们就不能这么说了。我们只能说，约翰给出了“明天太阳会升起”的高概率，但杰克没有。如果没有关于概率的客观事实，就不能说归纳推理的结论在客观上是可能的。所以我们无法解释为什么像杰克这样拒绝使用归纳方法的人是非理性的。然而，休谟的问题需要这样的解释。

概率的逻辑解释更有希望对休谟问题给出满意的回答。由于过去每天都有太阳升起，我们假设明天太阳升起的概率是客观存在的。假设这个概率很高。由此，我们可以解释为什么约翰是理性的，而杰克不是。因为约翰和杰克都接受了过去每天都有太阳升起的证据，但杰克没有意识到证据让明天太阳升起成为可能，而约翰意识到了。正如逻辑解释所建议的，陈述的概率被视为支持它的证据的度量，这与我们的直觉感觉巧妙一致，即归纳推理的前提条件可以使结论有可能成立，即使它的正确性不能得到保证。

因此，试图通过概率概念解决休谟问题的哲学家倾向于支持逻辑解释就不足为奇了。不幸的是，今天大多数人认为概率的逻辑解释面临着一个非常严重并且可能无法克服的问题。这是因为试图在任何细节上完成概率的逻辑解释都遇到了很多问题，无论是数学还是哲学。因此，今天的许多哲学家倾向于完全拒绝逻辑解释的基本假设——当给出另一个客观事实时，有一个关于陈述概率的客观事实。拒绝这一假设自然会导致对概率的主观解释，但正如我们已经知道的那样，主观解释几乎没有希望对休谟的问题提供满意的回应。

即使休谟的问题看起来毫无希望，但思考它仍然有价值。对归纳问题的思考，把我们带入了一个有趣的领域，这个领域关系到科学推理的结构、理性的本质、人类对科学依赖的适当限度、概率的解释等等。像大多数哲学问题一样，这些问题可能没有最终的答案，但我们在探索的同时，也对科学知识的本质和边界有了很多了解。