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《科學發現的邏輯》第七章 簡單性

第2小節
卡爾·波普爾作品

  [續科學發現的邏輯第七章 簡單性上一小節]確切地說,函數類,由于它的數學簡單xing,必定是先驗地由數學提供給我們的,這畢竟是必不可少的。應該注意,這個函數項不必依賴與應滿足的觀察數一樣多的參數”。weyl關于“函數類,由于它的數學簡單xing,必定是先驗地由數學提供給我們的”這段話以及他提到的參數的數目,和我的觀點(在第43節中展開)是一致的。但是,weyl沒有說“數學的簡單xing”是什麼,而且,最重要的,他沒有說較簡單的定律,與較複雜的定律相比較,應該具有什麼邏輯的或認識論的優點。

  以上引證的幾段話是很重要的,因爲它們和我們現在的目的有關,這目的是分析簡單xing的認識論概念。因爲這個概念尚未精確地加以確定。所以有可能擯棄任何想通過下述辦法使這個概念精確化的嘗試(比如我的嘗試)而說:認識論家感興趣的這個簡單xing概念,實際上是一個完全不同的概念。對于這種反對意見,我可以這樣回答:我不賦予“簡單xing”這個詞絲毫重要xing。這個術語不是我引進的,我也知道它的缺點。我所要說的只是,如我的引證所表明的,我要澄清的這個簡單xing概念幫助我們回答的問題,正好就是科學哲學家常常提出的與他們的“簡單xing問題”相聯系的問題。

  43.簡單xing和可證僞度

  與簡單xing概念相聯系而産生的認識論問題都可得到解答,只要我們把這個概念等同于可證僞度。這個斷言可能遭到反對;所以我首先試圖使它在直覺上更易于爲人所接受。

  我已經說明,具有低維的理論比高維理論更易于證僞。例如,具有一次函數形式的定律比用二次函數表示的定律更易于證僞。但是後者在具有代數函數的數學形式定律中間,仍然屬于最可證僞的定律之列的。這一點和schlick對簡單xing的評論完全一致:“我們當然應該傾向于認爲一次函數比二次函數簡單,雖然後者無疑地也描述一條很好的定律……”。

  我們已經看到,理論的普遍度和精確度和它的可證僞度一起增加。因此我們也許可以把理論的嚴格度——可以說理論把定律的嚴格xing加于自然的程度——等同于它的可證僞度;這一點表明,可證僞度正是做的schlick和feigl期望簡單xing概念做的事情。我還可以說,schlick希望在定律和機遇之間作出的區別,也能借可證僞度概念之助弄清楚。關于具有似機遇特征的序列的概率陳述,證明具有無限的維(參看第65節);不是簡單的而是複雜的(參看第58節和第59節的後半部分);而且只是在特殊的保證條件下才是可證僞的(第68節)。

  可檢驗度的比較已經在第31到40節裏詳細地討論過。那裏提供的某些例子和其他細節可以容易地轉用到簡單xing問題上來。這一點特別適用于理論的普遍度,一個比較普遍的陳述能代替許多較不普遍的陳述,並由于這個理由時常被稱作爲“比較簡單”。理論的維的概念可以說是使得weyl的用參量的數目來確定簡單xing概念的思想精確化了。通過我們在理論的維的形式的減少和內容的減少之間所作出的區別(參看第40節),可以對付對weyl理論的某些可能的反對意見。這些反對意見之一是,軸比和偏心率數值給定的橢圓集雖然它顯然不是那麼“簡單的”,具有和圓集正好一樣多的參數。

  最重要的是,我們的理論解釋了爲什麼簡單xing是如此高度的合乎需要。爲了理解這一點,我們不需要假定“思維經濟原理”或者任何這類原理。假如知識是我們的目的,簡單的陳述就比不那麼簡單的陳述得到更高的評價,因爲它們告訴我們更多東西;因爲它們的經驗內容更多,因爲它們更可檢驗。

  44.幾何形狀和函數形式

  我們關于簡單xing概念的觀點使我們能夠解決了一些矛盾,直到現在這些矛盾曾使得這個概念是否有任何用chu成爲疑問。

  很少人會認爲,比方說對數曲線的幾何形狀是特別簡單的;但是一個由對數函數表示的定律常常被認爲是簡單的定律。同樣地,一個正弦函數通常被說成是簡單的,縱然正弦曲線的幾何形狀也許不是很簡單的。

  假如我們記住在參數數目和可證僞度之間的聯系。假如我們又在維的形式減少和內容減少之間加以區別,像這樣的困難可以得到解決。(找們也必須記住對于坐標系統的變換的不變xing的作用。)如果我們說到一條曲線的幾何形式或形狀,那麼我們所要求的是,對于所有歸屬位移群的變換的不變xing,我們還可以要求對相似變換的不變xing;因爲我們並沒有想把幾何圖形或形狀和一定的位置聯結起來。因此,如果我們把一條單參數對數曲線(y=logax)的形狀看作置于一個平面的任何地方,那麼它就有五個參數(假如我們允許相似變換)。因此它就完全不是一個特別簡單的曲線。另一方面,如果用一條對數曲線來表示一個理論或定律。那麼描述過的那種坐標變換是無關的。在這種情況下,進行旋轉、平移或相似變換,都是沒有意義的。因爲一條對數曲線通常是一種坐標不能互變的圖形表示(例如,x軸可以表示大氣壓力,y軸表示海拔高度)。由于這個理由,相似變換在這裏同樣沒有任何意義。類似的考慮適用于沿著一根特殊的軸,例如時間軸的正弦振蕩;還有許多其他情況都是如此。

  45.euclid幾何學的簡單xing

  在相對論的大部分討論中起著主要作用的問題之一是,euclid幾何學的簡單xing。從未有人懷疑過,euclid幾何學本身是比任何有一定曲率的非euclid幾何學更簡單些——更不要說具有隨地方而變化的曲率的非euclid幾何學了。

  乍一看來,這裏涉及的這種簡單xing似乎和可證僞xing很少關系。但是,如果討論中的陳述被表述爲經驗的假說,那麼我們發現,在這種情況下這兩個概念,簡單xing和可證僞xing,也是重合的。

  讓我們考慮什麼實驗可以幫助我們檢驗這樣的假說:“在我們的世界裏,我們必須運用具有某一曲率半徑的一種度量幾何學”。僅當我們把一定的幾何學實ti和一定的物理客ti——例如直線和光線、點和幾根線的交點——等同起來時,檢驗才是可能的。如果采取了這樣的等同(一個相關定義,或者也許是一個直指定義;參看第17節),那麼可以看出,euclid光線幾何學的正確xing假說的可證僞度,比任何斷言某種非euclid幾何學的正確xing的與前者相匹敵的假說的可證僞度高。因爲如果我們測量一個光線三角形的角度之和,那麼對180度任何顯著偏離都將證僞euclid假說。另一方面,具有給定曲率的bolyai-lobatschewski幾何學的假說是和任何不超過180度的特定測量相容的。而且,爲了僞證這個假說,必須不僅測量角度之和,而且還要測量三角形的(絕對)大小;這意味著,在角度之外,必須再定義一個測量單位,例如面積單位。因此我們看到,證僞需要更多的測量;假說和測量結果的更大的變化相容;因此更難于證僞:它的可證僞度較小。換句話說,eu-clid幾何是惟一的具有確定曲率的,在其中可能進行相似變換的度量幾何學。因此,euclid幾何圖形能對比較多的變換保持不變;即它們可能是維數較少的:它們可能是較簡單的。

  46.約定主義和簡單xing概念

  約定主義者所說的“簡單xing”並不對應于我所說的“簡單xing”。任何理論都不是爲經驗所毫不含糊地決定的,這是約定主義者的中心思想,也是他們的出發點;這一點我同意。他們相信,他們因此必須選擇“最簡單的”理論。但是,由于約定主義者並不把他們的理論當作可證僞的系統,而是當作約定的規定,顯然他們認爲“簡單xing”的意義是和可證僞度不同的。

  約定主義者的簡單xing概念證明確實是部分地美學的和部分地實用的。因此,下列schlick的評論(參看第42節)適用于約定主義者的簡單xing概念,而不適用于我的:“人們只能用約定來定義簡單xing概念,這約定必定總是任意的,這一點是確定無疑的”,奇怪的是,約定主義者自己沒有看到他們自己的基本概念——簡單xing概念的約定xing質。他們必須是忽略了這一點,這是明顯的,因爲否則他們本來會注意到,一旦他們已選擇了任意約定的方法,他們求助于簡單xing決不可能使他們避免任意xing

  從我的觀點看來,假如有人按照約定主義者的實踐,堅持某一系統是一個永遠確立了的系統,每當它chu于危險中時,他就決意引進輔助假說去挽救它,那麼必須說這個系統是最高度複雜的。因爲,這樣保護起來的系統的可證僞度等于零。這樣我們就被我們的簡單xing概念引回到第20節的方法論規則;特別是也引回到限製我們過度使用特設xing假說和輔助假說的規則或原理:使用假說的節約原理。

  追記(1972)

  在這一章裏,我試圖表明簡單度能夠和可檢驗度等同到什麼程度。沒有什麼東西依賴于“簡單xing”這個詞:我從不就詞進行爭論,我也不設法揭示簡單xing的本質。我所試圖說明的只是這樣:

  有些大科學家和大哲學家已經論述了簡單xing和它對科學的價值。我認爲,假如我們假定,當說到簡單xing時,他們有時在心裏想的是可檢驗xing,就能夠更好地理解其中一些論述。這一點甚至說明了poincare的某些例子,雖然這些例子和他的觀點是沖突的。

  現在我應該進一步強調兩點:(1)我們能在可檢驗xing方面比較理論,僅當在這些理論應該解決的問題中,至少有一些是重合的。(2)不能用這種方法比較特設xing假說。

……

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