科學(xué)的語言問題：語言的局限性與描述的清晰度

弗朗西斯·培根在《新器官》（Novum Organum）扉頁插畫

人類從未停止過對(duì)自然的探索和改變。古希臘人仰望著未知的星空，憑借著肉眼觀察，數(shù)學(xué)計(jì)算，以及理性的思考嘗試著去建立科學(xué)理論。隨著科學(xué)儀器和理論研究的不斷進(jìn)步，人類逐漸揭開了未知的自然的神秘面紗。但是在另一方面，不論是亞里士多德，伽利略，牛頓，愛因斯坦，科學(xué)家必須依賴語言來建立客觀的科學(xué)理論。科學(xué)家不得不使用最基礎(chǔ)的交流工具—語言—來分享、描述、解釋他們的所見所聞。

弗朗西斯·培根在《新器官》（Novum Organum）一書中談到，當(dāng)科學(xué)家試圖描述其實(shí)驗(yàn)時(shí)，他/她將會(huì)直面語言的局限性。讓我們舉個(gè)例子：“潮濕（humid）這個(gè)詞同時(shí)擁有多個(gè)不同意義。培根表示潮濕（humid） 的其中一種意義指非固體的物質(zhì)。如果我們從這種意義上理解它，火焰是潮濕的，細(xì)塵也是潮濕的。因此，很容易看出，這個(gè)概念只是從水、普通液體和普通液體中抽象出來的，沒有經(jīng)過任何適當(dāng)?shù)尿?yàn)證?！?/p>

培根指出了語言中的基礎(chǔ)問題之一：語言的模糊性。而培根之后的哲學(xué)家們則意識(shí)到科學(xué)研究所面對(duì)的實(shí)際上是將主觀經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為客觀語言的挑戰(zhàn)。正如戈德弗里-史密斯所指出的，“當(dāng)一個(gè)科學(xué)家擁有一種經(jīng)驗(yàn)時(shí)，他或她只能把這種經(jīng)驗(yàn)用語言表達(dá)出來，使之與科學(xué)相關(guān)”。當(dāng)觀察者在描述某些現(xiàn)象或經(jīng)驗(yàn)時(shí)，他們必須選擇與特定概念或現(xiàn)象相關(guān)的特定詞匯。然而，我們可能會(huì)質(zhì)疑讀者理解這些詞的方式是否和觀察者一樣。觀察者可能需要為一個(gè)特定的元素或?qū)ο髣?chuàng)建一個(gè)新詞來描述他們對(duì)它的感知。然而，由于其他人可能無法概念化這個(gè)詞由于缺乏知覺，新單詞可能會(huì)導(dǎo)致混淆和歧義。

概念的模糊性

我們不難發(fā)現(xiàn)，此類問題在科學(xué)研究中并未得到解決。舉例來說：德國物理學(xué)家馬克斯·普朗克對(duì)量子概念的介紹就面對(duì)語言概念的模糊性。根據(jù)科學(xué)家彼得·米洛尼的說法，“量子理論是從光與物質(zhì)相互作用的研究中發(fā)展起來的。大約在本世紀(jì)初，實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家報(bào)告了一些現(xiàn)象，證明了經(jīng)典物理學(xué)的不足”。對(duì)于那些不熟悉量子物理的人來說，普朗克使用的詞語和語言可能會(huì)讓人感到困惑。有些人理解普朗克量子理論有困難的原因是他們不具備與普朗克相同的特定概念的知識(shí)。這可能是因?yàn)樗麄儗?duì)光和物質(zhì)的相互作用沒有普朗克那樣的理解。我們可以想象一個(gè)類似的例子，一些科學(xué)家在野外發(fā)現(xiàn)了一種新的動(dòng)物物種。這些科學(xué)家給它起了一個(gè)獨(dú)特的名字，并對(duì)這種動(dòng)物做了一些描述。然而，由于我們自己從未遇到過這種動(dòng)物，我們可能無法掌握與它的名字相關(guān)的參考資料。換句話說，我們有充分的理由質(zhì)疑這些描述的真值，因?yàn)槲覀儫o法通過經(jīng)驗(yàn)來驗(yàn)證它們。

然而，即使科學(xué)家使用大多數(shù)人都使用的常用詞和語言，詞匯概念的混淆也會(huì)發(fā)生?；氐脚喔脑~語“潮濕”的例子。根據(jù)培根的觀點(diǎn)，這個(gè)詞可以有多種含義：意味著它可以輕易地在任何其他物體上展開；它本身是不確定的，不能固化的；以及在任何方向上都容易屈服的東西；容易分裂和分散的東西；容易聯(lián)合和收集自身的東西；那些容易流動(dòng)并被投入運(yùn)動(dòng)的；以及那些容易粘附在另一個(gè)身體上并使之濕潤的東西；那些很容易被還原為液體或固體的東西很容易融化。當(dāng)科學(xué)家們用“潮濕”這個(gè)詞來描述他們所經(jīng)歷的現(xiàn)象時(shí)，其他人可能不得不決定“潮濕”這個(gè)詞的含義是什么?？茖W(xué)家們可能給“潮濕”賦予了與讀者所理解的不同的含義。哲學(xué)家詹姆斯·伯根舉了以下例子：“熱量計(jì)算的支持者不會(huì)像研究人員用平均動(dòng)能或輻射來考慮，描述或理解觀察到的熱實(shí)驗(yàn)結(jié)果的描述?！彼麄兛赡芏际褂孟嗤膯卧~（例如“溫度”）來報(bào)告觀察結(jié)果，但沒有以相同的方式理解它們。一種可能的解決辦法是按照科學(xué)家的指示，進(jìn)行與科學(xué)家相同的實(shí)驗(yàn)，重現(xiàn)他們的觀察結(jié)果。然而，由于我們無法知道當(dāng)時(shí)科學(xué)家的直接主觀體驗(yàn)，我們無法確定我們的觀察是否與科學(xué)家的觀察相同。根據(jù)伯根的觀點(diǎn)，“更糟糕的是，如果經(jīng)驗(yàn)只有那些擁有經(jīng)驗(yàn)的人才能直接獲得，那么不同的人是否能夠以同樣的方式理解同樣的觀察句子就值得懷疑了。我們無法確定科學(xué)家的視覺經(jīng)驗(yàn)是否和我們理解的科學(xué)家所報(bào)道的一樣”。

從主觀到客觀

科學(xué)家必須面對(duì)把他們的主觀經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為客觀語言的挑戰(zhàn)，使他們的理論能被大多數(shù)人所理解。然而，這就產(chǎn)生了統(tǒng)一科學(xué)家主觀經(jīng)驗(yàn)的問題?？枴ず嗯鍫栒J(rèn)為，觀察報(bào)告描述了觀察者的主觀感知體驗(yàn)，他稱之為現(xiàn)象學(xué)解釋。根據(jù)亨佩爾的觀點(diǎn)，“經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可能被認(rèn)為是感覺、知覺和類似的直接經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象。事實(shí)上，有些人可能會(huì)認(rèn)為“觀察句除非報(bào)告觀察者的主觀體驗(yàn)，否則沒有證據(jù)價(jià)值”。但在另一方面，不同科學(xué)家的主觀體驗(yàn)可能有所不同。例如，一位科學(xué)家可能會(huì)在描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)表示某一物體的溫度顯著增加，而另一位科學(xué)家可能會(huì)聲稱溫度變化不顯著。由于科學(xué)家的科學(xué)理論和描述是建立在他們的感知和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上的，所以感知的可靠性對(duì)于科學(xué)家而言是至關(guān)重要的。

然而，我們可以對(duì)科學(xué)家的感知和理論的真值提出兩個(gè)問題。首先，正如笛卡爾在《第一哲學(xué)沉思錄》中所指出的，我們的感知會(huì)誤導(dǎo)我們，在某些情況下，我們應(yīng)該被視為不可信賴的?？茖W(xué)家羅賓·金莫勒聲稱，“我們（是）可憐的近視人類，既沒有迅猛龍遠(yuǎn)距離敏銳的天賦，也沒有家蠅全景視覺的天賦”?！拔覀冇欣碛蓱岩桑茖W(xué)家們是否根據(jù)他們的感知對(duì)一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)做出了準(zhǔn)確的描述。對(duì)于觀察者來說，主觀的看法可能是正確的，但是對(duì)于同樣的現(xiàn)象，其他人可能有不同的看法和衡量標(biāo)準(zhǔn)。其次，將主觀經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可分享和客觀語言的過程似乎存在問題。觀察者的主觀感受是不能被他人分享的，因?yàn)樗瞬荒艹蔀橛^察者，也不能擁有與最初觀察者完全相同的經(jīng)驗(yàn)?！?/p>

科學(xué)家的反駁

許多科學(xué)家在發(fā)展科學(xué)理論和提供描述時(shí)也注意到了語言的局限性。以下科學(xué)家表達(dá)的反對(duì)意見也可以看作是他們對(duì)解決語言問題的嘗試。

1.更好的設(shè)備

對(duì)于語言和科學(xué)理論的問題，一些科學(xué)家認(rèn)為：科學(xué)家所提出的不準(zhǔn)確或不客觀的理論是由不精確的觀察引起的。因此，如果觀測者配備更好的觀測儀器，他們將能夠避免描述性不準(zhǔn)確。

但是哲學(xué)家相信更優(yōu)秀的設(shè)備并無法解決語言問題。擁有更好設(shè)備的觀察員比沒有設(shè)備的觀察員觀察得更準(zhǔn)確。然而，重要的是要承認(rèn)是科學(xué)家而不是設(shè)備進(jìn)行了觀察。戈德弗里-史密斯說：“觀察不能作為檢驗(yàn)理論的唯一有效方式，因?yàn)橛^察判斷受到觀察者的理論信念的影響。如果科學(xué)家們在開始觀測之前就堅(jiān)信某種科學(xué)信念，那么他們是否有更好的設(shè)備就變得無關(guān)緊要了?！崩纾?dāng)一個(gè)相信托勒密天文學(xué)的人對(duì)行星的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行觀察時(shí)，他很可能會(huì)提出支持托勒密天文學(xué)的描述和科學(xué)理論。相反，如果有人相信哥白尼的天文學(xué)，并且觀察了同樣的行星運(yùn)動(dòng)，他很可能會(huì)提出有利于哥白尼天文學(xué)模型的理論。庫恩舉了一個(gè)類似的例子：如果伽利略和亞里士多德的物理學(xué)家觀察過同樣的鐘擺實(shí)驗(yàn)，他們就不會(huì)看到或關(guān)注同樣的事情。亞里士多德的范式（paradigm）要求實(shí)驗(yàn)者測量石頭的重量，石頭的垂直高度，以及石頭達(dá)到靜止所需要的時(shí)間，忽略半徑、角位移和每次擺動(dòng)所需要的時(shí)間。因此，那些已經(jīng)相信某些范式的科學(xué)家的觀察結(jié)果有助于重申這些范式。換句話說，如果兩個(gè)相信不同范式的科學(xué)家觀察同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，他們會(huì)產(chǎn)生不同的科學(xué)理論。區(qū)別不在于科學(xué)家在觀察什么，而在于他們?nèi)绾卫斫夂徒忉屗麄兊挠^察。一方面，這些行為維護(hù)了科學(xué)傳統(tǒng)。另一方面，一個(gè)科學(xué)家要放棄舊范式的假設(shè)和理論是極其困難的。庫恩認(rèn)為，“當(dāng)個(gè)體科學(xué)家可以理所當(dāng)然地認(rèn)為范式是理所當(dāng)然的時(shí)候，他就不再需要在他的主要著作中試圖重新構(gòu)建自己的領(lǐng)域，從最基本的原理出發(fā)，為引入的每個(gè)概念的使用辯護(hù)”?！昂茈y想象，當(dāng)我們把牛頓物理學(xué)的范式轉(zhuǎn)換為一個(gè)全新的物理體系時(shí)，會(huì)拋棄牛頓力學(xué)提供的所有術(shù)語和概念，比如力、質(zhì)量、空間和時(shí)間?！币虼?，觀察者在進(jìn)行觀察之前必然會(huì)做出某些假設(shè)。剩下的問題是，當(dāng)目前的范式不能解釋這些現(xiàn)象時(shí)，科學(xué)家是否愿意并能夠拒絕目前的范式，并發(fā)展出一種新的理論。然而，此類問題要求科學(xué)家持有更開放和進(jìn)步的科學(xué)研究態(tài)度，與觀測設(shè)備本身無關(guān)。

2.沒有語言，只有數(shù)據(jù)

消除科學(xué)語言歧義的另一種選擇是使用純數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)并生成科學(xué)理論。部分科學(xué)家認(rèn)為設(shè)備記錄的只是客觀數(shù)據(jù)，因此不會(huì)產(chǎn)生偏見，也不會(huì)產(chǎn)生語言混淆。然而，如果不應(yīng)用他們的知識(shí)和假設(shè)，科學(xué)家就無法根據(jù)原始數(shù)據(jù)得出科學(xué)理論。科學(xué)理論是用來預(yù)測和解釋經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)象的，而純數(shù)據(jù)本身并不能具備這些功能。事實(shí)上，科學(xué)家從數(shù)據(jù)中得出結(jié)論有兩種方法。第一個(gè)是分析數(shù)據(jù)找到“因果關(guān)系”。第二種是建立非因果統(tǒng)計(jì)分析。當(dāng)科學(xué)家使用設(shè)備生成數(shù)據(jù)時(shí)，他們必須運(yùn)用相關(guān)知識(shí)來解釋數(shù)據(jù)。當(dāng)科學(xué)家基于數(shù)據(jù)生成理論時(shí)，他們使用數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)理論的有效性。為了構(gòu)建具有預(yù)測能力的科學(xué)理論，科學(xué)家必須選擇某些變量來找出它們之間的因果關(guān)系。換句話說，如果沒有因果、統(tǒng)計(jì)和相關(guān)論證，科學(xué)家從數(shù)據(jù)中幾乎得不到什么?！袄?，我們有理由問一個(gè)遺傳學(xué)理論，精神分裂癥父母或父母的后代出現(xiàn)一種或多種相關(guān)癥狀的可能性有多大（在相似的環(huán)境中受到類似的教育）。但是，要求數(shù)據(jù)預(yù)測或解釋某一特定診斷測試中患者的相應(yīng)得分，或者為什么診斷專家在對(duì)精神分裂癥患者父母的子女的采訪報(bào)告中寫了一篇特別的條目，都是相當(dāng)不合理的。原始數(shù)據(jù)本身沒有任何解釋或預(yù)測能力，而科學(xué)家知道去哪里找，知道去找什么。運(yùn)用范式和科學(xué)理論，科學(xué)家可以建構(gòu)新的科學(xué)理論。然而，將相關(guān)理論和知識(shí)應(yīng)用于原始數(shù)據(jù)的過程意味著維護(hù)現(xiàn)有范式。同樣，兩位科學(xué)家在研究相同的數(shù)據(jù)時(shí)，他們或許會(huì)選擇使用范式相關(guān)的術(shù)語和概念來發(fā)展不同的理論。生成原始數(shù)據(jù)可能能夠消除一些感知偏差;然而，這樣做不能阻止科學(xué)家使用概念、術(shù)語和舊的科學(xué)理論來解釋他們收集到的數(shù)據(jù)。因此，語言混亂將繼續(xù)存在。

結(jié)論

許多科學(xué)家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到我們語言的局限性，以及這些局限性將如何破壞他們科學(xué)理論和描述的清晰度。然而，語言的一些局限性是建立在我們感知能力不完善的基礎(chǔ)上的，而另一些局限性則是主觀經(jīng)驗(yàn)向客觀解釋轉(zhuǎn)換的結(jié)果。此外，我們幾乎不可能要求科學(xué)家變得完全擺脫所有的科學(xué)假設(shè)。因此，科學(xué)家在試圖尋找減少語言在科學(xué)理論和描述中的局限性的方法時(shí)，仍要面臨以上這些棘手的挑戰(zhàn)。