赵煦:论霍金的依赖模型的实在论

2018-03-23 01:49 来源:《哲学分析》 作者:赵煦

 On Hawking's Model Dependent Realism

 

  作者简介:赵煦,河海大学马克思主义学院副教授。

  原发信息:《哲学分析》第20174期

  内容提要:近年来,实在论主张层出不穷,但众多的观点似乎都不能为世界提供一个令人信服的说明。鉴于此,霍金提出了一种新的实在论——依赖模型的实在论。其主要观点为:(1)一个物理理论和世界图像是一个模型以及一组将这个模型的元素和观测连接的规则的思想;(2)哪一个好,就用哪一个模型;(3)同时允许两个或两个以上相互竞争的理论模型并存。不在终极的客观存在的有无之间作无谓的争论,只关注理论模型的好与坏,对于自然科学的发展,有着积极的意义。这些主张使得依赖模型的实在论与科学史的实际更相符合。

  关键词:依赖模型的实在论/反实在论/模型/方法论

  标题注释:本文受国家社科基金青年项目“当代科学前沿背景下的思想实验研究”(项目编号:12CZX015)、江苏省社会科学基金重大项目“中国特色社会主义共享发展理念研究”(项目编号:15ZD001)、中央高校基本科研业务费专项资金资助(2017B18714)、江苏省教育科学“十三五”规划专项课题“基于思想实验的高校德育活动创新研究”(项目编号:C-c/2016/01/17)资助。

 

  从地心说到日心说,再到牛顿的绝对时空,人类追求的是一个稳定不变的静态世界。进入20世纪以后,相对论为世界提供的说明取代了牛顿的经典力学所描述的世界图景,宣告了那种如钟表式运作的世界的终结。而最新的科学研究表明,宇宙处于不断的膨胀之中,而且膨胀是加速的。随着人们的这一系列有关世界认知的观念性的变革,科学实在论的那种客观的世界形象早已遭到颠覆。近年来,工具实在论、结构实在论、经验实在论等层出不穷,但其中“实在性的幼稚的观点和现代物理不相容”①。他们众多的观点似乎都不能为世界提供一个令人信服的说明。出于对上述实在论主张的不满,霍金提出了一种新的实在论主张——依赖模型的实在论。

  一、依赖模型的实在论的提出

  在《大设计》一书中,霍金以科幻影片《黑客帝国》所描述的一种不同类型的另类实在为例,指出影片中的人不知不觉地生活在由智慧电脑制造的模拟实在之中,而能够保持平静而满意。其中的“模拟实在”对于我们绝大多数人来说,都是荒唐可笑的,它似乎与我们的实际生活无法相容,仅可作娱乐之用。但霍金却表示,这也许没那么牵强,并进而提出了一个令人深思的问题:何以得知,我们不仅仅是一部电脑制作的肥皂剧中的角色呢?如果我们生活在合成的虚世界中,事件就不必具有任何逻辑或一致性或服从任何定律。但如果合成虚世界的外星人实施一致的定律,我们就无法得知这模拟的实在背后还有另一个实在,原因是这些模拟世界中的生物不能从外面注视到他们的宇宙之中,他们就没有理由怀疑自己的实在图像。由此,霍金得出结论:“不存在与图像或理论无关的实在概念。”②在此基础上他提出了依赖模型的实在论观点:“一个物理理论和世界图像是一个模型(通常具有数学性质)以及一组将这个模型的元素和观测连接的规则的思想。”③

  接着,霍金对他的依赖模型的实在论进行了详细的阐述。他指出,根据依赖模型的实在论主张,“去问一个模型是否真实是无意义的,只有是否与观测相符才有意义”④。哲学家们一直在喋喋不休地争论理论的真与假问题,这在霍金看来,仅仅是一些无意义的不值得讨论的话题。他所关心的只是理论模型是否可以与观察或实验的经验数据相符合、相一致。能够与经验数据相符合的理论模型是有用的;反之,则没有存在的价值。从这个意义上看,牛顿的经典力学体系,由于和“光线弯曲”的现象不相符合,因此在大尺度宇宙空间失去了存在的价值。而爱因斯坦的相对论则由于可与之相符合,因而就有了存在的根基。

  不过,随之而来的问题是,相互竞争的理论可能会同时建构出与观测的经验数据相符合的不同的模型。霍金表示:“如果存在两个都和观测相符的模型……那么人们不能讲这一个比另一个更真实。在所考虑的情形下,哪个更方便就用哪个。”⑤霍金的这一观点与科学史的实际是相符合的。就目前人类的已有认知来看,在托勒密的地心说模型与哥白尼的日心说模型之间,就不存在真假之分,因为两个理论模型都存在问题——宇宙既不是以地球为中心,也不是以太阳为中心。但二者之间却有好坏之别,由于从哥白尼的那个时代科学所得到的数据来看,哥白尼的日心说可以对世界作出更为简洁的说明,且同时面临更少的反常现象,因此日心说模型更好,使用起来更为方便,所以逐渐得到了人们的认同。不过,在霍金的眼中,这并不否认地心说也有合理的成分。

  那么,既然可能同时存在两个或两个以上相互竞争的、与经验数据都相符合的理论,那么哪一个更为方便、更为有用呢?这是霍金必须回答的问题。因此,虽然霍金不想在理论的真与假方面参与到哲学家们的争论之中,但由于有用性的需要,他却必然要在理论模型的好与坏之间作出判断。霍金认为,如果一个模型具备以下条件:

  (1)它是优雅的,

  (2)它包含很少任意或者可调整的元素,

  (3)它和全部已有的观测一致并能解释之,

  (4)它对将来的观测作详细的预言,如果这些预言不成功,观测就能证伪这个模型。⑥

  那么,这个模型是好模型。

  事实上,霍金的“好模型”的标准中,(1)和(2)都是主观的。因为一个模型是否“优雅”,是仁者见仁智者见智的事,无法给出一个客观的标准。而模型中所包含的元素多少才叫作“很少”呢?什么样的元素为“任意或者可调整的”?这都无法给出确切的答案。因此,(1)和(2)在霍金的“好模型”标准中并非刚性存在的。它们只有在相互竞争理论的比较中,才会有所显现。而(3)和(4)由于涉及模型与经验数据的比对,则成为一个模型“好”与“坏”的刚性判据,甚至可决定一个理论模型的生与死。需要说明的是,(3)和(4)在本质上是一致的。如果非得说二者之间有所差别的话,最多就是(3)要求模型与已有经验数据相符合,(4)则是要求模型与未来经验数据相符合。而不管是在与已有经验数据,还是在与未来经验数据相比对时,一旦出现反常现象,理论模型就可能被证伪。因此,在霍金为“好模型”所设定的衡量标准中,“好”的内在要求是“与经验相符合”。

  霍金对于模型好坏的认知,完全是以实用为准则作出判断的。从依赖模型的实在论出发,霍金认为,似乎不存在一个单独的数学模型或理论能够描述宇宙的方方面面。因此,霍金相信,在M理论网络中,各种模型都能够找到对应的位置。这样,依赖模型的实在论就可以为当前科学的实际作出一个较为贴切的描述。

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(责任编辑:李秀伟)
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