每日哲学 #204｜科学知识源自于想象吗？

这篇专栏是视频 AV60264058 的文字版。

2019年7月5日，观察者网发布了一个视频，内容是王献华教授的一个公开课，标题是：《古文明研究如何分辨真伪？我讲两个案例》（AV57963992）。表面上看，这是一个考古学讲座，讲的是关于乌鲁克巨型建筑和三星堆青铜神树的一些新猜测；而事实上，教授是借考古学领域的语言和案例，来探讨科学研究如何获取可靠知识的问题，是一个科学哲学讲座。对科学哲学感兴趣的观众朋友们一定不要错过，这个讲座能给我们带来很大启发。

在讲座中，教授强调了想象在科学发现中的作用。这似乎与我们的直觉不符。我们或许会认为，科学的判断是通过严谨的调查和严密的论证得到的，不仅不是源自于想象，并且是排斥想象的。说想象在科学发现过程中很重要，这是怎么回事呢？

提起想象在科学研究中的作用，我们或许会想到一个著名的科学史案例：苯环结构的发现。1865年，德国有机化学家凯库勒在尝试了多种链式结构遭遇失败之后，提出了苯具有闭合环状结构的猜想。25年后，凯库勒在介绍苯环的发现历程时，宣称环状结构的灵感来源于一次衔尾蛇的幻想。这个案例有时会被当作想象力在科学中发挥作用的证据，不过我倒是感觉，这跟牛顿宣称引力的发现是因为看到苹果从树上落下一样，是科学家晚年回忆自己所取得的学术成就时一种浪漫化的表达，经过作家们的重新表述后逐渐融入到大众文化之中，未必如实反映了科学发现的过程。这一点有不少科学史家做过考据，我们就暂且不提了。

关于想象力的作用，哲学上更重视的，是伽利略理想斜面实验这样的例子：我们让一个小球从一个斜坡上滚下来，滚到另一边的斜坡上，那么这个小球差不多会回到同一个高度上。那如果我们把另一边的斜坡放平，让它变成一个平面，会发生什么事情呢？伽利略猜想，假如一个完美的球形物体在一个绝对光滑的平面上滚动，那么它永远都不会停下来。

这个实验我们在中学都学过，但现在我们要注意的是，伽利略的推理过程并不是一个典型的归纳推理，其中涉及到一个很关键的步骤——理想化。我们几乎可以肯定地说，理想斜面实验的实验条件是永远无法满足的，无论是完美的球形物体，还是绝对光滑的平面，在现实世界中都找不到，并且永远不会停下来的东西也是不存在的。也就是说，理想化的实质是对现实实验条件进行修改和扭曲。我们面对现实实验条件充分发挥想象力，从想象出来的实验模型当中推论出科学定律。这就是想象在科学发现中发挥的作用。

考虑到伽利略是近代科学的奠基人，他的做法对于塑造如今科学的面貌有着不可估量的作用，我们也就不难理解会有哲学家认为，这种想象发挥重要作用的状况，在科学中是普遍存在的。这样的科学哲学观点，被称为科学虚构论。虚构论认为，科学的成功离不开我们的想象力，正是想象为我们提供了准确、普遍而多样的科学知识。于是，科学源自于想象，这就成了一个严肃的哲学话题了。

从这个角度出发，我们也就不难理解爱因斯坦的那句格言：想象比知识更重要。因为知识是有限的，而想象包含了整个世界，刺激着进步，孕育着发展。

Imagination is more important than knowledge. For knowledge is limited, whereas imagination embraces the entire world, stimulating progress, giving birth to evolution.

当然了，科学源自于想象，这并不是说科学只有想象就足够了，否则我们就无法将科学同其他想象区分开。我们至少需要添加两个条件：第一，想象的产物必须能够自圆其说，而不能自相矛盾。用行话来说，想象的产物必须是一个模型。第二，通过想象得到的推论必须能够接受经验观察的检验。只有符合这两个条件的想象，我们才能说，它是可能产生科学知识的想象。

最后，让我们回过头来看看，我们的直觉对想象在科学中发挥作用的怀疑——或许我们的怀疑并不针对想象，而是针对人在知识产生过程中所起的作用。我们似乎有一种普遍的直觉，认为科学家并不是科学知识的创造者，而是发现者。也就是说，科学知识本来就在那儿。事实上，多数近代哲学家对知识的看法就是这样的，卡尔·波普尔把它总结并命名为“真理显现论”，意思是说这种观点认为，只要我们采用了正确的方法，真理就会自然而然地显露出自身。波普尔认为，真理显现论是不合理的，即便真理就放在我们的眼前，我们也不能马上“辨认出”它来。对所谓真理显现论的反对可以说是科学哲学的直接开端，但真要说真理显现论到底是对还是错，这一点目前似乎确实还没有形成定论。

我们可以打个比方。假想很久很久以前，在一个荒无人烟的山林角落里，有一个幽深的溶洞。洞里千沟万壑，岔路极多，但是在洞的尽头隐藏着一座巨大的图书馆。图书馆里存放着无数书籍，里面记录了万事万物所遵循的一切规律，从古至今所有的人类历史，以及一切问题的答案和对无穷无尽未来的预言。历史上曾经有过许许多多的探险家试图进洞寻找这座图书馆，然而他们穷尽一生也只能对洞穴进行有限的探索，或者至多标记某条错误的道路，把希望寄托给后来的探险家。现在，我希望大家体会的是，你们觉得知识或者说真理，是不是就像这座图书馆里的书籍一样，早早地就放在那里，静静地等着我们去发现呢？