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自然科學的方法與極限 清大 彭明輝 壹、前言 假如說今天的人生哲學課題是要能夠在「應然」與「實然」間找到安立人生的位置，而過去兩千年來所有的「應然」都經常忽略了「實然」，那麼，我們要用什麼方式去瞭解人性的「實然」？ 從人生哲學的角度出發，這問題又可以分成兩個密切相關的子題：（1）什麼是人的本性？（2）我們如何確定自己的（或別人給的）答案是正確的？也就是，我們如何分辨有關人性論述的真和假？或者真理與謬見？我們該用什麼樣的方法去回答這兩個有關「實然」的問題？人文科學 的方法？還是自然科學的方法？ 經常有人企圖用「科學的方法」去改造人文學科，或者用「科學」的「證據」去支持自己有關人生哲學或生命教育的立場，卻不知道這些都是對科學方法的誤解以及對人文精神的嚴重扭曲。 譬如說：有人想用實驗證明靈魂不存在，用不嚴謹的實驗設計或統計分析過程去主張（或反對）同性戀與基因的關係，或者用動物的觀察與實驗去論斷人性與愛情以致於混淆了人與動物的分際。這些所謂的「科學方法」或「科學證據」，不但對於釐清事實往往毫無助益，甚至嚴重混淆問題與事實。但是這些論述不但對閱聽大眾擁有壓倒性的影響力，更使得有關人生哲學的討論被糾纏在種種似是而非的成見之中。 最嚴重的效應可能是：想要用科學方法去論證人文議題的已經不再只是一群對人文精神瞭解不夠深的科學家了，許多人文或社會學者先後效尤地想用自然科學的方法「證明」自己的人文或社會學觀點。這種現象彰顯了當代人對自然科學嚴重的誤解與迷戀，已經幾近乎是迷信的程度了。 另一方面，有些人文學者明明對自然科學一無所知，卻又堅持要對自然科學進行各種無釐頭的批判，卻完全不知道自然科學內部早已積蓄了許多更為精確，也更為深刻的自我批判與自我反省。假如人文學者沒有能力對自然科學有足夠的方法性瞭解，恐怕這些人文學界的亂象是很難被釐清的。 因此，在討論人生哲學之前，我們必須要先釐清一些濫用自然科學的成見。這一章的目的就是要說明：為什麼人性的問題與人生意義的問題都不可以用自然科學的方法去回答。擴而廣之，所有人文的問題都不該用自然科學的方法去回答。 嚴格的自然科學包括數學、物理學、化學和生物科學。但是數學與客觀世界無關，化學與生物科學的純粹度、系統化程度都不如物理學，因此物理學可以說是當代實證科學最耀眼的代表。因此，本文的討論將以物理學為論述對象。 壹、自然科學的方法結構 自然科學所以被稱為「客觀知識」的代表，是因為幾項重要特質：（1）這些知識（主張、命題或陳述）可以跨越時間與空間被一再重複地驗證，不受個人或文化偏見的影響；（2）因為前述特質，所以自然科學的知識可以跨代、跨國交換並累積，從而獲得持續的進展 ；（3）工業革命以來，科學的持續發展成為使人可以持續地擴大他對自然世界的控制；（4）前一項特質使得歐陸國家可以在戰場上與商場上持續打敗所有非歐陸國家，而取得他們在政治上與經濟上的霸權；（5）於是他們也從而取得全世界的文化霸權，成為一切有關真假、對錯與價值的壟斷者。 從方法論觀點來看，我們想要瞭解自然科學的話，最重要的是要瞭解前兩項特質；但是對於絕對大多數人而言（包括理工學院的學生和教授），他們對科學的崇拜與信服（以及對人文的懷疑與輕蔑）卻更多地是來自於後面三項特質。 不過，我們以下的討論是針對第一項特質：自然科學的知識（主張、命題或陳述）可以跨越時間與空間被一再重複地驗證，不受個人或文化偏見的影響。我們想瞭解的是：（1）這是怎麼做到的？（2）這些特質所以能成立的先決條件（necessary condition） 是什麼？一旦我們可以回答第二個問題，我們就會知道自然科學可以適用的範圍或極限，而且在這條件無法成立的議題上，自然科學將不再保有前述令人稱羨的特質，也不在有資格扮演「真理的裁判者與代言者」這樣的角色。 物理學的知識是建立在五個基礎之上：（1）一組基礎概念（譬如時間、空間、質量與能量），（2）一組核心定理（譬如牛頓的三大運動定律 ），（3）一組數學原理（譬如代數、微積分、微分方程式論等，用以從基礎假設演繹出各種命題），（4）一系列的實驗設計和實驗過程，以及（5）進行所有相關實驗所需要儀器和儀器的校正程序。 關於前述五個基礎，有必要做三個提醒：（1）基礎概念、核心定理以及數學都是自然科學界的共通語言（common language），也就是說，自然科學有一套訓練程序，可以對它所使用的術語提供指意明確的操作性定義。如果沒有這一套共通語言，自然科學將會喪失掉前面所說的客觀性。譬如說，假如兩個科學家對「公斤」與「公分」這兩個詞的理解不相同，他們就無法彼此同意對方有關彈簧拉伸實驗的虎克定律。（2）所有的實驗設計目的都是在驗證假說的真假，並且在實驗設計中凸顯自己想要看的效應，而壓抑其他的影響因素與效應（這就是所謂「控制變因」的設計）。（3）所有儀器的功能都是