第1章 解释的延伸

这一切的背后是一种理念，如此简单，如此美丽，以至于当我们在十年、一个世纪或一千年后领悟它时，全都会互相说，哪里还会有其他可能呢？

——约翰·阿奇博尔德·惠勒：《纽约科学院年报》，480（1986）

对于人的肉眼来说，太阳系以外的宇宙，就是成千上万个在夜空中闪闪发亮的小光点，以及银河那暗淡缥缈的条痕。但是如果你问天文学家那到底是什么，他们不会说什么光点和条痕，而会谈起恒星：直径达数百万千米、距我们许多光年之遥、由炽热气体组成的球体。他们还会告诉你，太阳就是一颗典型的恒星，它之所以看上去与其他恒星不一样，仅仅是因为它离我们比较近——尽管仍然远在1.5亿千米之外。虽然恒星与我们的距离远到无法想象，但我们可以确信，我们知道它们靠什么发光。天文学家会告诉你，恒星由嬗变所释放的核能驱动，嬗变是一种化学元素转变成另一种化学元素的过程，在恒星里主要是由氢转化成氦。

某些类型的嬗变也在地球上自发地进行着，以放射性物质衰变的形式进行。该现象由物理学家弗雷德里克·索迪和欧内斯特·卢瑟福在1901年首次证实，但嬗变这一概念本身非常古老。许多世纪以来，炼金术士们梦想着把铁或铅之类的“贱金属”变成黄金。当然，对于怎样才能达到这一目的，他们的理论连门都没有摸到，自然也从未能成功。但20世纪的科学家们做到了，恒星在超新星爆发的过程中也做到了。贱金属变成黄金可以由恒星完成，也可以由那些懂得星星为何发光的聪明人完成，除此之外在宇宙中别无他法。

说到银河，人们会告诉你，尽管它看上去虚无缥缈，却是我们可以用肉眼看到的最大物体：一个拥有数千亿颗恒星的星系，恒星靠相互之间的引力跨越数十万光年的距离联结在一起。我们是从内部观看银河系的，因为我们自己就是银河系的一部分。人们还会告诉你，虽然夜空看上去如此安详平静，大体上保持不变，但实际上宇宙里翻涌着剧烈的活动。仅仅一颗典型的恒星，每秒都会把上百万吨的质量转变为能量，而每克质量转换时所释放出的能量就相当于一颗原子弹。人们会告诉你，在当前最强大的望远镜——它们能看到的星系数量比银河系里的恒星数量还要多——的观测范围内，每秒钟都会有几次超新星爆发，每次爆发的短促光亮都要超过它所在星系全部恒星亮度的总和。我们不知道太阳系外哪里有生命和智慧（如果真的有的话），所以也无从知晓这样的大爆炸会造成什么样的惨剧。但是我们可以确定，超新星爆发会摧毁可能环绕其运行的所有行星，荡涤行星上可能存在的一切生命——包括任何智慧生命，除非他们拥有远远超出我们的技术。因为仅仅是超新星爆发时释放出的中微子辐射就可以杀人于几十亿千米之外，就算将这整段距离都用铅板挡上也无济于事。不过，我们的存在却要归功于超新星：组成人体和地球的大部分元素，都是通过超新星爆发的嬗变合成出来的。

还有比超新星爆发更神奇的现象。2008年3月，在地球轨道上运行的一台伽马射线望远镜探测到了一次“伽马射线暴”类型的爆炸，它发生在75亿光年之外，这个距离大约是跨越半个已知宇宙。这次爆炸可能是一颗恒星坍缩形成黑洞（一种引力大到连光都无法从其内部逃逸出来的物体）时产生的，亮度超过100万颗超新星，甚至从地球上用肉眼就应该可以看到——尽管由于非常暗淡且只有短短的几秒钟，不太可能真的有人看到过。而超新星爆发的持续时间比较长，一般会在几个月时间里慢慢暗下去，这使得望远镜发明以前的天文学家也有机会观察到银河系中的一些超新星爆发。

还有一类宇宙怪物是称为类星体的巨大发光体。它们离我们非常遥远，无法用肉眼看到。它们比超新星更亮，其亮度能一次持续数百万年之久。类星体的能源来自星系中心的巨大黑洞，整颗的恒星正在坠入黑洞之中，因潮汐效应被撕裂成碎片，一个大的类星体每天都会吸入好几颗恒星。极强的磁场形成通道，将一部分引力能以高能粒子流的形式释放出来，点亮周围的气体，其能量相当于1万亿个太阳。

黑洞内部（有去无回、被称为“视界”的表面以内）的情形更为极端，时空结构在那里都被肢解得七零八落。这一切都发生在一个不断膨胀着的宇宙里，它起始于大约140亿年前的一次涵盖一切的爆发——宇宙大爆炸。同宇宙大爆炸的威力相比，我前面描述的所有奇观都顿时黯然失色，微不足道。整个宇宙只不过是一个大得多的实体——多重宇宙的一个小碎片，这个实体里有着无数个这样的宇宙。

现实世界不仅比原先看起来更庞大，变动更剧烈，其细节、多样性和偶然性也要丰富得多。但所有这一切全都遵循优美的物理规律，我们已在某种程度上理解了这些规律。我不知道哪一点更让人感到敬畏：是现象本身，还是我们已经对现象有如此之多的了解。

我们怎样去了解？科学最了不起的地方之一，在于以下两者之间的反差：我们最优秀的理论的宽广的适用范围和巨大的威力，与我们创造理论所用的不保险的狭隘手段。从来没有人到过恒星的表面，更不用说探访过它的中心——发生嬗变、产出能量的地方。然而我们看着天上那些冷冰冰的光点时，就知道我们正在看那些遥远的核能炉白热的表面。实际上，这些体验无非是我们的大脑对眼睛送来的电脉冲的反应。眼睛只能觉察到当时它们接收到的光，这些光是从很远的地方、在很久以前发出的，除了发光之外还发生了许多别的事，此类事实不是我们用眼睛看到的，只能通过理论得知。

科学理论就是各种各样的解释：关于自然界里有什么东西以及它们怎样运作的主张。这些理论是从哪里来的呢？在科学史上的大部分时间里，人们错误地相信，理论是从人类的感觉证据“推演”出来的——哲学上称之为经验主义，见图1-1。

图1-1 经验主义

举个例子，哲学家约翰·洛克在1689年写道，人的头脑就像一张“白纸”，感觉经验在上面书写，我们所有关于现实世界的知识都是这样得来的。另一种关于经验主义的说法是：人只能通过观察手段从“自然之书”中读到知识。不管在哪种说法中，发现知识的人都是知识的被动接收者，而不是创造者。

但是，事实上，科学理论并不是“推演”而来的。我们并非从自然中读到它们，更不是自然把它们写到我们的头脑里。它们就是一些猜想——大胆的推测。人的头脑对现有观点进行重组、合并、修改和增添，希望在原有基础上做出改进，从而创造出理论。我们出生时并不是“白纸”，而是带着与生俱来的期望和意向，以及通过思考和经验对其做出改进的先天能力。经验对于科学研究的确是必不可少的，但它的作用却同经验主义者所说的大相径庭。它不是推演出理论的源泉，其主要作用是用于挑选已经提出的猜想，这就是从“从经验中学习”的意义所在。

不过，这一点始终没有得到正确的理解，直到20世纪中叶通过哲学家卡尔·波普尔的工作才有所改变。所以在历史上，是经验主义首先为我们今天所知的实验科学提供了一个貌似有理的辩护。经验主义的哲学家批评和抵制传统的知识获取方法，比如遵从圣书和古代典籍的权威，服从祭司和学者之类的权威人物，或是相信传统习俗、经验法则和道听途说。经验主义还同一个相反的、生命力意外地强的观念相抵触，后者认为感觉只不过是错误的源泉，应当忽略。经验主义在获取新知识方面是乐观的，与中世纪的宿命论相反，宿命论认为，所有应该知道的重要的事情，人们都已经知道了。因此，虽然经验主义有关科学知识从哪里来的观念大错特错，但它在哲学上和科学史上都向前迈进了一大步。然而，怀疑论者（友善或非友善的）从一开始就提出的问题仍旧没有得到解答：怎么可能从已经经历过的事物“推演”出关于未曾经历过的事物的知识呢？什么样的思考才能构建两者之间的合理推演？没有人会期望凭一张地球地图推导出火星地理学，那么我们为什么要期待可以通过地球上的实验来了解火星上的物理学？很明显，仅凭逻辑推理是做不到的，因为这里有一个逻辑缺口：对描述一系列实验的陈述进行再多的演绎推理，也得不出任何超出这些实验之外的结论。

传统智慧认为，关键在于重复：如果人反复在相似条件下得到相似的经验，就理当“外推”或“概括”出该现象模式，并预测这种模式将持续下去。打个比方，我们为什么预期太阳明天早上会升起来呢？因为在过去（理论上是这样），只要我们观看早晨的天空，就会看到太阳升起来。由此我们理当“推演”出这样的理论：在相似条件下我们将始终得到这种经验，或者可能将如此。这个预测每应验一次，考虑到它从未出错，它将始终应验的可能性就应当增加一点。这样，人就应该可以根据过去获取有关未来的更可靠认知，并根据特例获取有关普遍规律的更可靠认知。这种方法称为“归纳原则”或“归纳法”，认为科学理论通过这种方法获取的学说称为归纳主义。为了填补逻辑上的缺口，有些归纳主义者设想，存在一条自然原则——“归纳原则”——使得归纳推理可能成真。此类观念的一种普遍形式是“未来将与过去相似”，此外还有“远处的会与眼前的相似”，“未曾看见的会与已看见的相似”等。

但是，从来没有人能提出一个“归纳原则”的公式，可在实践中用于根据经验提出科学理论。在历史上，针对归纳主义的批评家把攻击重点集中在上述失败以及无法填补的逻辑缺口上。但这类批评对归纳主义过于宽容了，因为它回避了其中两个最重要的错误观念。

首先，归纳主义声称它能够解释科学怎样获取关于经验的预测。但是我们大部分的理论知识都不是这样得来的。科学解释是针对现实的，通常并不包含任何人的亲身体验。天体物理学与我们（我们仰望天空时会看到些什么）根本无关，而是研究恒星是什么：它们的结构如何，它们靠什么发光，它们是如何形成的，这一切所遵循的物理学普遍规律是什么。大部分这类现象从来没有人看到过：没有人体验过10亿年或1光年，宇宙大爆炸时没有人在场，没有人能摸到物理定律——除非是通过理论在头脑里捉摸。我们所有关于事物看起来将怎样的预测，都是从关于事物是怎样的解释中演绎出来的。因此，归纳主义甚至无法解答，我们怎么能仅凭天上的小光点来了解恒星和宇宙是怎么一回事。

归纳主义中第二个最重要的错误观念是，认为科学理论是预测“未来将与过去相似”、“未曾看见的会与已看见的相似”等（或者“可能”会相似）。但是在现实中，未来与过去并不相似，未曾看见的事物同已经看见的事物也很不同。自然科学经常会预测——并且实现——一些与以前我们所经历过的事物都特别不同的现象。几千年来人们都梦想着飞上天，但他们体验到的除了掉下来还是掉下来。后来他们发现了有关飞行的正确的解释性理论，然后飞上了天——顺序是这样的。在1945年以前，人类从来没有看到过核裂变（原子弹）爆炸，在宇宙的历史上大概也从未发生过这种爆炸。然而，人们精确地预测到了首次这样的爆炸，以及产生该爆炸的条件——这可不是从未来将与过去相似的假定中得出来的。甚至归纳主义最喜欢的例子——日出也不一定是每隔24小时看到一次：在环绕地球的轨道上可能每90分钟看到一次，也可能永远看不到。早在任何人进行环地球飞行之前，人们就通过理论知道了这一点。

所有这些情况下，就遵循相同自然基本规律而言，未来的确仍然“与过去相似”，但指出这一点无助于为归纳主义辩护。因为这只不过是一句空话：与未来和过去有关的任何所谓的自然规律（真也罢假也罢），都断言未来和过去因共同遵循这一规律而彼此“相似”。所以，这样的“归纳原则”无法用来从经验或其他东西中推演出任何理论或预测。

即使在日常生活中，我们也很清楚地知道未来与过去不同，并会有选择地预期哪些领域的经验会重复出现。在2000年之前，我上千次地经历过这样的情况：如果一本日历得到妥善保管（并且使用标准的公历系统），日历就会显示年份以“19”开始。不过在1999年12月31日午夜，我预期会在每一本这样的日历上看到年份以“20”开始。我还预期到，要过17000年，才会有人在这样的前提下再次经历“19”。无论是我还是其他人，此前都不曾经观测到这样一个“20”，也不曾观测过这样长的间隔，但我们的解释性理论让我们这样去预期，我们也正是这样预期的。

正如哲学家赫拉克利特所说：“从来没有人可以两次踏入同一条河流，因为河不再是同一条河，人也不再是同一个人。”所以，当我们记得在“相同”的情况下“反复”看到日出时，是在心照不宣地依赖解释性理论告诉自己，我们经验中的变量的哪些组合应当解释成现实中“重复出现”的现象，哪些是局部或无关的。比如，几何和光学理论告诉我们，不要希望在阴天看到日出，尽管在云层后面未被观察的地方太阳确实正在升起。只有通过那些解释性理论，我们才会知道，在这样的日子里看不到太阳，并不是一种太阳未曾升起的经验。同样地，理论告诉我们，如果在镜子里、视频中或虚拟现实游戏中看到日出，不等于看到两次日出。这种观念正是，经历重现本身并不是一种感觉经验，而是一个理论。

归纳主义不过如此。而且，鉴于归纳主义是错误的，经验主义也就是错误的了。因为如果人不能依据经验进行预测，当然也不能做出解释。发现一种新的解释，本质上是一种创造性的行为。要把天空中的光点解释成白热的、直径数百万千米的球体，必须先对这类球体有一个概念。接下来，就必须去解释它们为什么看上去那么小，那么冷冰冰的，看上去绕着我们做着步调一致的运动，而不会掉下来。这样的想法不会自发产生，也无法根据任何事物机械推演而得：它们必须是猜出来的——随后可以接受批评和检验。在某种意义上，看见光点在我们的脑中“书写”了某种东西，但所写的并不是解释，仅仅是光点而已。自然也不是一本书：人可能耗尽一生——或生生世世——努力“阅读”天空中的光点，结果还是对它们到底是什么一无所知。

在历史上，情形就是这样的。好几千年以来，观察天空最仔细的人们相信，恒星是一些发光体，镶嵌在中空、旋转、以地球为中心的“天球”上（或者是天球上的孔洞，天国的光从中透过来）。地心说（以地球为中心的）宇宙观很像是从经验中直接推演出来的，并得到了一再确认：任何人只要一抬头就可以“直接观察”到这个天球，星星都保持在它们相应的位置上，而且正如理论所预测的那样固定着。可实际情况是，太阳系是日心的——以太阳而非地球为中心，地球也并非静止不动，而是进行着复杂的运动。虽然我们起初通过观察星星注意到它们每天的转动，但这根本不是星星的属性，而是地球的属性，以及跟着地球一起转动的观察者们的属性。这是感觉的欺骗性的一个典型例证：无论是看上去还是在感觉上，地球在我们的脚下都是不动的，虽然它确实在转动。至于天球，虽然在光天化日之下看得见（就是天空），但它根本就不存在。

感觉的欺骗性对经验主义来说永远是一个问题——因此，对科学来说似乎也是个问题。经验主义者最好的辩护词是，感觉本身不具备欺骗性，误导我们的只是我们对现象的错误观念。确实如此——但这仅仅是因为我们的感觉本身什么也不会说。只有我们的解释会说话，而解释是很容易出错的。但是对科学来说，真正的关键是我们的解释性理论（其中包含上述解释）可以通过推测、批评和测试来改进。

经验主义从来就没有达到把科学从权威中解放出来的目标。它否定了传统权威的合法性，这是有益的。但很不幸，他们做到这一点是通过树立另外两个错误的权威：感觉经验，以及某种虚构的“推演”过程，比如归纳，人们幻想用这样的过程来从经验提取理论。

认为知识需要权威使其真实可靠，这样的错误观念可以追溯到古代，如今仍然十分流行。直到今天，大多数关于知识的哲学课都教导说，知识是某种确证的真实信念，“确证”指根据知识的某种权威来源或检验标准来说是正确的（或者至少是“概然的”）。这样，“我们怎样去了解……？”就转化成“我们根据哪些权威断言……？”后面这个问题是一种妄想，它浪费掉的哲学家的时间和精力可能比其他任何观念都多。它把对真理的追寻变成了对确定性（一种感觉）或认可（一种社会地位）的追寻。这种错误观念称为证明主义。

与此相反的主张称为易谬主义，它认为并不存在权威的知识来源，也不存在任何可靠手段能证明观念是真实的或概然的。对于信奉知识是确证的真实信念这一理论的人来说，这种认知是绝望或玩世不恭的起因，因为对他们来说，这意味着得到知识是不可能实现的。但我们中间有些人认为，创造知识意味着更好地理解现实中存在什么事物、它们实际上如何运作、为何如此，对这些人来说，易谬主义正是做到这一点的方法之一。易谬主义者认为，就算是他们最好、最重要的解释性理论，在真理之外也包含着谬误，因此他们随时准备着努力修正理论以做到更好。相反，证明主义的逻辑是寻求（以及典型地相信已经找到了）确保观念不发生变化的方法。此外，易谬主义的逻辑是，人不仅要试图修正过去的错误观念，还希望在未来能发现那些迄今还没有人质疑或认为有问题的错误观念，并且改变它们。因此，易谬主义（不仅仅是拒绝权威）是知识开启无限增长之路的关键——无穷的开始。

对权威的追求使经验主义者贬低乃至丑化猜想，而猜想是我们所有理论的真正源泉。因为如果感觉是知识的唯一来源，那么错误（或至少是可以避免的错误）只可能是由于对来源本身添加了些什么、减去了些什么或是由曲解造成的。因此，经验主义者相信，除了拒绝古代的权威和传统，科学家还应该抑制或忽略他们可能有的任何新想法，除非是那些从经验中正确“推演”出来的想法。就像阿瑟·柯南·道尔笔下的侦探夏洛克·福尔摩斯在短篇小说《波希米亚丑闻》中所说的，“在得到事实之前就加以推测，是最大的错误。”

但这种观念本身就是最大的错误。在用理论解释事实之前，我们是不知道任何事实的。正如波普尔指出的，所有的观察都是理论负载的，从而可能出错，像我们所有的理论一样。想一想从我们的感觉器官传到大脑的神经信号。它们根本就不会提供直接或未经污染的现实体验，甚至它们的真面目——电活动的火花——都从未有人体验过。在很大程度上，我们也不曾体验过它们到底在哪里——在我们的脑子里。相反，我们将它们置于大脑之外的现实之中。我们并非只看到蓝色，而是看到上方蓝色的天空；不只是感到疼痛，而是觉得头疼或胃疼。大脑把这些解释——“头”、“胃”和“上方”——附加在我们脑内发生的真实事件之上。我们的感觉器官本身，以及所有我们在其输出内容之上有意识或无意识地附加的解释，都是出了名地靠不住——天球理论就是证据，以及所有的视觉错觉和魔术。它们全都是理论的解释：猜想。

柯南·道尔在《博斯库姆溪谷奇案》中更接近真实，在这个故事里，他让福尔摩斯说“现场证据”（没有人证的事件的证据）是“很靠不住的……它好像可以直截了当地证明某一种情况，但如果你稍稍改变一下看法，那你就可能会发现它同样好像可以明确无误地证实截然不同的另一种情况……没有比明显的事实更容易让人上当的了”。这种情况也同样适用于科学发现，从而再次引出那个问题：我们怎样去了解？如果我们所有的理论都来自自身，是我们头脑中的猜测，并且只能通过经验来亲自检验，它们怎么可能包含如此广泛而准确的知识，描述着我们从未经历过的现实？

我不是在问科学知识来自或依赖于哪些权威。我的意思是，严格地说，针对现实世界的那些比以往更正确、更详细的解释，是通过什么样的过程体现在我们的大脑中的？我们是怎样知道一颗遥远恒星中心的亚原子粒子通过嬗变进行的反应？就算是从恒星到达我们的仪器的微弱光线，也是嬗变发生之处100万千米之上、恒星表面的发光气体所发出的。我们是怎样知道宇宙大爆炸之后最初几秒钟里火球的状况？大爆炸会立即摧毁任何生灵或科学仪器。我们又是怎样去了解我们完全没有办法测量的未来？我们怎样以相当程度的信心去预测一种新的芯片设计方式是否奏效，或者一种新药是否能治疗某种疾病，即使这些东西此前从未出现过？

在人类历史的大部分时间里，我们不知道怎样去做任何这类事情。人们不去设计什么芯片或药物，甚至什么车轮。成千上万代的祖先仰望夜空，在那里好奇星星是什么——它们由什么组成，是什么让它们发光，它们彼此之间的关系，它们和我们的关系——对这些感到好奇是理所当然的。他们使用的眼睛和大脑，在解剖学上与现代天文学家的眼睛和大脑没有显著差异。可是，他们什么也没弄明白。在其他的知识领域里，情形也是一样的。不是缺乏尝试，而是缺乏思考。人们在观察世界，试图去了解它——但几乎都是徒劳。他们偶尔发现了表象的一些简单模式，但当他们试图发现这些表象背后的真实情况时，几乎完全失败。

我觉得，就像今天一样，大多数人只是偶尔好奇一下这类问题——在关注他们更狭隘的事务之余。然而这些狭隘的关注也包含着对认知的渴求——并不是仅仅出于纯粹的好奇心。他们希望知道，如何保障食物供给；如何能在劳累时可以去休息，但不会有饥饿的风险；如何可以更温暖、凉爽、安全和少些痛苦——在生活中的各个方面，他们都希望知道如何取得改善。但是，在人类个体的一生这样的时间尺度上，他们几乎从来没有做到过。诸如火、衣服、石器和青铜之类的发明太罕见了，以至于从个人观点来看，世界从来没有改善过。有时人们甚至（以某种神奇的预见力）认识到，于实践中取得进步，要依靠在理解天空中令人迷惑的现象方面取得进步。他们甚至对这两者之间的联系提出了神话之类的猜想，认为这些神话令人信服，足以主导他们的生活——可是这跟真理毫不相干。总之，他们想要创造知识，从而取得进步，但是，他们不知道应该怎样去做。

从我们这个物种最初的史前到文明的黎明，在复杂程度方面历经缓慢得难以察觉的增长——其间几经反复——直到几个世纪以前，情形一直都是这样。然后，一种做出发现并寻求解释的强大的新模式诞生了，后来人们称之为科学。这次诞生称为科学革命，因为它几乎立刻就成功地以可观的速度创造知识，从那以后这速度一直在加快。

究竟是什么东西发生了改变？是什么让科学有效地理解现实世界，而此前所有的方法都失败了？人们做了些什么前所未有的事，使得情形得以改善？当科学刚刚开始取得成功，就有人开始问这个问题，对此有许多相互矛盾的答案。有些答案包含真理，但在我看来，没有一个触及问题的核心。为了解释我所给出的答案，下面我要先讲一点背景。

科学革命是一次更广泛的思想革命的一部分，这次思想革命就是启蒙运动，它带动了其他领域里的进展，特别是在道德、政治哲学和社会体制的进展方面。不幸的是，“启蒙运动”一词被历史学家和哲学家用来表示各种不同的趋势，其中有一些互相对立得很厉害。我用这个词来指什么，后面会谈到。它是“无穷的开始”的几个方面之一，也是本书的主题之一。不过，有一点是所有关于启蒙运动的观念都认同的：这是一场反叛，是专门针对知识权威的反叛。

拒绝知识权威，不仅仅是一个抽象分析的问题。它是进步的必要条件。因为在启蒙运动之前，人们普遍认为一切能够发现的重要东西都已经发现了，奉祀在古代典籍和传统观念之类的权威来源之中。有些来源确实包含了一些真正的知识，但它们是与许多谬误一道以教条的形式确立的。所以当时的情况是，所有人对普遍相信的知识来源其实什么也不懂，他们号称懂得的东西大部分是错误的。因此，进步取决于学习如何拒绝权威。这就是为什么英国皇家学会（最早的科学学术团体，于1660年在伦敦成立）把“Nullius in verba”作为自己的座右铭，大意是“不要相信任何人的话”。

然而，对权威的反叛本身并不能真正改变什么。历史上人们曾多次反叛权威，但很少产生出任何持久的好处，通常的结局只不过是新权威取代了老权威。要实现知识的持续快速增长，需要的是批评的传统。在启蒙运动之前，这样的传统非常罕见：通常，传统的要点就是保持事物不变。

因此，启蒙运动是人们寻求知识的革命：尽量不依赖权威。正是在这种背景下，经验主义——主张仅仅依靠感觉来获取知识——扮演了非常有益的历史角色，尽管它在科学如何运作的概念上存在根本错误，甚至本身也有权威性质。

这种批评的传统，其成果之一是诞生了一套方法准则，认为科学理论必须是可检验的（虽然一开始并没有明确这样讲）。也就是说，理论必须做出预测，如果理论是错的，其预测就会与某些可能的观测结果互相矛盾。因此，虽然科学理论不是从经验中得来的，却可以用经验来检验——通过观察或实验进行检验。例如，在发现放射性之前，化学家们认为（并在无数的实验中确认过）嬗变是不可能的。卢瑟福和索迪大胆地猜测，铀能自发嬗变成其他元素。然后，他们证明密封容器中的铀能产生镭元素，推翻了当时流行的理论，带来科学的进步。他们之所以能做到这一点，是因为先前的理论是可检验的：可以通过镭的存在来检验。相反，认为所有物质都由土、气、火、水等元素组成的古老理论是不可检验的，因为它不具备任何检验这些元素存在的方法。它永远不可能被实验推翻，从而永远不会——也从来未曾——通过实验得到改善。启蒙运动在根本上是一场哲学变革。

物理学家伽利略也许是最先了解到实验检验的重要性的人，他将这类检验称为cimenti，意思是“通过实验的考验”。实验检验与其他形式的实验和观察截然不同，后者更容易被错误理解为“阅读自然之书”。可检验性作为科学方法的决定性特征，现已被普遍接受。波普尔将其称为科学与非科学之间的“分界标准”。

不过，可检验性不可能是科学革命的决定性因素。与人们通常说的不同，可检验的预测一直都普遍存在。每一条制造燧石刀片或点燃篝火的经验法则都是可检验的。每个宣称下星期二太阳会熄灭的预备先知都有一套可检验的理论，每个预感“今晚是我的幸运之夜——我能感觉到”的赌徒也有。那么，科学中有而先知和赌徒的可检验理论所没有的、那种使进步成为可能的关键成分是什么？

可检验性不足以起到决定性作用的原因是：预测本身不是也不可能是科学的目标。想象一群观众在看魔术表演，他们面临的问题与科学问题有着相同的逻辑。尽管自然界里不存在有意欺骗我们的戏法，但这两种情况下我们感到费解的根本原因是一样的：表象不会自我解释。如果一个魔术的解释在表象中显而易见，它就不算是魔术。如果物理现象的解释在表象中显而易见，经验主义就是正确的，也就不需要什么科学了。

问题不在于预测魔术的表象。例如，我可以预测，如果魔术师看上去把不同的球放在不同的杯子下面，这些杯子随后看上去将是空的。我也可以预测，如果魔术师看上去把一个人锯成了两截，稍后这个人将毫发无损地出现在舞台上。这些都是可检验的预测。我可能经历许多魔术表演，每次看到我的预言都得到应验。但这根本就与魔术技巧是什么的问题无关，更不要说解答这个问题。解答问题需要一个解释：对于造成表象的现实的一种说明。

有些人可能只是欣赏魔术，而根本就不想知道背后的技巧。同样地，在20世纪，大部分哲学家和许多科学家接受了科学没有能力发现任何真实情况的观点。他们从经验主义出发得出了一个必然结论（这个结论吓坏了早期的经验主义者）：除了预言预测的结果，科学并不能做得更多，它也绝不应该声称自己能够描述带来这些结果的现实。这种观点称为工具主义，它从根本上否认了我称为“解释”的东西能够存在。这一观念至今仍然非常有影响力。在某些领域（如统计分析）中“解释”这个词是指预测，因而一个数学公式被说成是用来“解释”一组实验数据的。“现实”的意思仅仅是指观测数据，公式的宗旨是得出与其近似的结果。这样，能用来描述有关现实的假设的术语，大概只剩下“有用的虚构”。

工具主义是否认实在论的许多手段之一。实在论是一种符合常识并且正确的观点：现实世界确实存在，并且可以通过理性调查来了解。一旦否认这一点，就可以得出这样的逻辑蕴涵：所有关于现实的主张都等同于神话，客观意义上没有哪一种比其他的更强。这就是相对主义，认为特定领域内的陈述不存在客观对错，至多只能够相对于某种文化或其他武断标准来评判。

就算不提把科学贬低成一堆人类经验的陈述这种哲学上的恶行，工具主义自身也是没有意义的，因为根本就不存在什么纯粹预测、无关解释的理论。如果不使用一套相当复杂的解释框架，就连最简单的预测也做不出。例如，有关魔术的预测仅仅适用于魔术，这就是解释性信息，它告诉我的东西之一就是不要把这些预测“外推”到其他场合，不管它们在预测魔术时多么成功。因此，我知道不要去预测锯子通常对人体无害；同时我还预测，如果把一个球放在杯子下面，它们将一直待在那里。

魔术以及魔术与其他场合的差别，这些概念是大家所熟知的，而且没有什么问题——以至于我们很容易忘记，魔术依赖于实质性的解释理论，这类理论描述我们的感觉如何运作、固体物质和光的行为以及微妙的文化细节。为人们所熟知并且无异议的知识是背景知识。如果某个预测理论的解释性内容仅由背景知识构成，该理论就是一条经验法则。由于我们通常把背景知识当作理所当然，经验法则看起来可能像是不带解释性的预测，但这永远只是错觉。

经验法则为什么有效，永远都存在解释，不管我们是否知道这个解释。否认自然的某些规律性存在解释，就相当于相信“那不是魔术，而是真实的魔法”之类的超自然论调。此外，一条经验法则失效时，也永远存在解释，因为经验法则都是狭隘的，只涉及很窄范围内的熟悉场合。因此，如果杯子和球的魔术中出现了某种新特征，我所说的经验法则就很容易做出错误的预测。例如，我没办法根据这条经验法则判断，如果用的不是球而是点燃的蜡烛，这个魔术是不是还能变得成。而如果我对于魔术技巧有一个解释，就能判断出来。

对于总结经验法则，解释也是至关重要的：如果我的脑子里没有大量解释性信息，我就不可能做出关于魔术的预测，在对魔术技巧做出特定解释之前，就已经有这些信息了。例如，只有依靠解释，我才能够从自己有关这个魔术的体验中提炼出“杯子和球”的概念，而不是“红色和蓝色”的概念，尽管我每次看到的魔术里杯子都是红色的，球都是蓝色的。

实验检验的本质是，对问题至少有两套看上去可行的理论，它们做出互相矛盾的预测，可通过实验来甄别。正如互相矛盾的预测是进行实验和观察的理由，在更广泛的意义上，互相矛盾的观点是进行所有理性思考和探索的理由。比方说，如果我们对某个事物感到好奇，就表示我们相信自己现有的观念不能准确地把握或解释它。因此，我们拥有某种标准，我们最好的现有解释没能达到这个标准。这种标准和现有解释就是互相矛盾的观点。我把我们体验到互相矛盾的观点的情形称为问题。

魔术的例子显示了观察怎样给科学提出问题——一如既往地依赖先验的解释性理论。因为一个魔术只有使我们觉得某些已发生的事是不应该发生的，才能成为魔术。这两者都有赖于我们提出针对经验的大量解释性理论。这就是为什么成年人看起来很神奇的魔术对小孩来说可能很无趣，因为小孩还没有学会做出这个魔术所依赖的预期。就算是对魔术技巧缺乏好奇心的观众，也能察觉它确实是魔术，原因仅仅在于他们带进观众席的解释性理论。解决问题意味着提出一种不包含矛盾的解释。

同样地，如果人们事先没有不受支撑的东西会掉下来、灯需要燃料而燃料会耗尽之类的预期（它们属于解释），就不会有人好奇星星是什么，这些预期与对实际所见事物的阐释（它们也属于解释）之间存在矛盾。人们看到的是星星永远闪耀，并且不会掉下来。在这一情形下，错的是那些阐释：星星确实在自由落体，并且确实需要燃料。但要弄明白为什么会这样，需要很多很多猜想、批评和检验。

问题也可能完全通过理论产生，无需观察。例如，如果某个理论做出了我们预期之外的预测，问题就产生了。预期也是理论。同样地，如果事物的实际运作方式（根据我们的最好解释）与应当的运作方式不同，也就是说与根据有关它们将怎样运作的现有标准推断出的运作方式不同，问题就产生了。这涵盖了“问题”一词所有的普通含义，从不愉快的（例如阿波罗13号任务报告的“休斯敦，我们这里出问题了”）到愉快的，正如波普尔所写的：

我认为，就此而言，通往科学——或哲学的路只有一条：遇到一个问题，看到它的美并且爱上它；同它结婚，幸福地生活在一起，直到死亡将你们分开——除非你遇到另一个更让人着迷的问题，或者找到答案，你确实应当去找。但即使真的找到答案，你可能会惊喜地发现一个由迷人但可能很麻烦的子问题组成的大家庭……

——《实在论和科学的目标》（1983）

除了被检验的解释，实验检验还涉及许多其他先验解释，诸如关于测量仪器如何运作的理论。在预期某个科学理论正确的人看来，推翻理论与魔术有着相同的逻辑——唯一的区别是，魔术师通常无法利用未知的自然法则来完成魔术。

由于理论可能互相矛盾，而现实中不存在矛盾，每个问题都意味着我们的知识必定有缺陷或不足。我们的错误观念可能与所观察的事实有关，也可能与我们对现象的认知有关，或二者兼而有之。例如，只有当我们对于“必定”会发生的事存在错误观念时，魔术才能给我们提出问题，这种错误观念意味着，我们用来解释眼前现象的知识存在缺陷。对于精通魔术学问的专家，个中奥妙可能显而易见——就算专家本人并没有亲眼看到魔术，只是听某个被魔术欺骗的人对其进行了一番错误描述。这是科学解释的另一种常见情形：如果人拥有错误观念，与预期矛盾的观察可能会（也可能不会）促使他做出进一步的猜想，但在他拥有更好的观念之前，再多的观察也无法纠正错误观念。相反，如果人有了正确的观念，就算数据里充满错误，也可以对现象做出解释。再说，“数据”（“已知事物”）这个词有误导性。修正“数据”，即把其中一部分作为错误的剔除掉，与科学发现时时相伴。甚至，在理论告诉我们去寻找什么、怎样寻找和为什么寻找之前，是没有办法得到关键“数据”的。

从来没有一个新魔术是与现有魔术完全无关的。就像新的科学理论一样，新魔术是通过对现有魔术进行创造性的修改、重排和组合得来的。它需要物体怎样运作、观众怎样表现以及现有的魔术怎样进行等种种先验知识。那么最早的魔术从哪里来？它们应该是对那些原本不是魔术的想法（例如认真地把东西藏起来）进行改造而来的。同样地，最早的科学观点从哪里来？在科学诞生之前，有着经验法则、解释性假说以及神话，从而存在充足的原始材料供批评、猜想和检验。在这些东西产生之前，有我们与生俱来的假设和预想：我们生来就拥有某些观念，以及通过改变观念取得进展的能力。此外，还有文化行为的模式，对此我将在第15章详谈。

但是，就算是可检验的解释性理论，也不是造成停滞与进步之间的差异的关键所在。因为这类理论一直以来也十分普遍。想一想，比方说，古希腊的神话怎样解释每年冬季的到来。很久以前，冥王哈迪斯绑架并强暴了春天女神普西芬尼。后来，普西芬尼的母亲、大地和农业女神得墨忒耳同他谈妥了释放她女儿的契约，规定普西芬尼要嫁给哈迪斯，并吃下一粒神奇的种子，迫使她必须一年一度去探访他。每当普西芬尼离开母亲去履行这项义务时，得墨忒耳就会很伤心，命令世界变得冷漠凄凉，什么都不能生长。

虽然这只是个神话，而且完全是虚构的，但它确实包含了某种对季节变换的解释：它是一种主张，描述使我们体验到冬天的现实。它也是绝对可检验的：如果冬天是得墨忒耳定期的哀愁所致，那么地球上所有的地方都必定在同一时间经历冬天。因此，如果古希腊人知道，在他们认为得墨忒耳最悲伤的时候，澳大利亚正经历着温暖的生长季节，就应该可以推断出，他们关于季节的解释是错误的。

然而，在许多世纪的历程中，神话被修改或被其他神话所取代，新神话却从来都没能更接近事实真相。为什么呢？想想在这一解释中，普西芬尼神话里的特定因素扮演了何种角色。例如，神祇们提供了影响大规模现象所需的力量（得墨忒耳控制天气，哈迪斯和他的神奇种子控制普西芬尼，从而影响得墨忒耳）。但是，为什么是这些神而不是其他的神呢？在北欧神话中，四季变化是由春天之神弗雷在与寒冷和黑暗力量的永恒战争中变幻无常的运势造成的。弗雷取胜时，大地就温暖；而当他失败时，大地就变得寒冷。

这个神话与普西芬尼神话一样对季节做出了解释。它在解释天气的随机性方面要强一点儿，但在解释季节的规律性方面更差，因为真正的战争并不会这么有规律地跌宕起伏（除非起伏是季节本身导致的）。在普西芬尼神话里，结婚契约和神奇种子的作用是解释规律性。但是，为什么是一粒神奇种子而不是其他任何种类的魔法呢？为什么是婚姻探访契约使她每年重复某个行为，而不是其他原因呢？举例来说，这里有一个变种解释也适合这一情况：普西芬尼并没被放出来——她是逃出来的。每年的春季，当她的能力达到顶点时，就对哈迪斯进行复仇，袭击冥界并用春天的气息使所有的洞窟凉爽下来。洞窟里被驱散的热空气上升到人类世界，造成夏季。得墨忒耳庆祝普西芬尼的复仇和逃跑的周年纪念日，命令植物生长来装点大地。这个神话能与原来的版本一样解释同样的观察结果，并且是可检验的（事实上被推翻了）。但其中有关现实的断言与原来的神话有显著差异，在许多方面截然相反。

除了冬天每年到来一次这个最低限度的预测之外，故事中的每个其他细节都一样容易改变。所以，尽管这个神话是被编出来解释季节的，但它只是表面上适合这一目的。当神话的作者想着有什么事能让女神每年都做一次时，他不是大叫“我发现了！必定是用一粒神奇种子强制执行的婚姻契约”。他之所以做出这个选择——以及他身为作者做出的大量其他选择，是出于文化和艺术的原因，完全不是因为冬天的属性。他可能还试图用隐喻来解释人性的诸多方面——但在此我只关心这个神话解释季节的能力，在这方面甚至连作者都无法否认，所有细节都可以由无数其他内容同等替代。

对于现实中发生了什么导致季节更替，普西芬尼和弗雷的神话断言了完全不相容的东西。然而，我猜，从来没有人在对其中一个神话的可取之处与另一个进行比较之后将其作为结论采信，因为完全没有办法区分它们。如果我们忽略两则神话里所有那些容易被替代的内容，两者就只剩下相同的核心解释：是神在作为。尽管弗雷作为春天之神与普西芬尼非常不同，他的战斗与她的婚姻探访也非常不同，但这些不同的属性在两则神话各自对季节为何更替的解释中，都没有起到任何作用。因此，它们没有提供选择一个解释而放弃另一个的任何理由。

这些神话容易被改写的原因是，它们的细节与现象本身的细节根本没有关系。特地假设一个婚姻契约，一粒神奇种子，普西芬尼、哈迪斯和得墨忒耳——或弗雷之类的神祇，完全没有摸到冬天为何到来这个问题的边。只要有更多各式各样的理论能对它们试图解释的现象进行同等描述，就没有理由偏爱它们中间的某一个胜于其他，因此特别宣扬其中一个是不合理的做法。

对季节更替的这些神话解释，其根本缺陷在于可以随意做出巨大改动。这就是为什么编造神话通常并不是理解世界的有效途径。不管神话是否可检验，情况都是如此，因为只要可以轻易改变解释而不改变预测，就可以同样轻易地按需要做出不同的预测。例如，如果古希腊人真的发现了季节在北半球和南半球是不一样的，那么就有一大堆在这则神话的基础上稍加改动、与观察结果一致的版本可供挑选。其中一个版本可以说，得墨忒耳难过的时候，把温暖从她身边撵走，温暖就得跑到别的地方去——跑到南半球去了。同样地，对普西芬尼的解释稍作改变，就可以同样好地解释有着绿色彩虹的季节、每星期变换一次的季节、不定时变换的季节或者永不变换的季节。同样，对于迷信的赌徒或预言世界末日的先知来说，当他们的理论与经验相矛盾时，他们确实会换一个新理论；但是他们的隐含解释很糟糕，因而很容易在不改变解释的实质的情况下，把新的经验容纳进去。没有好解释性理论，他们只有重新解释预兆，或选择一个新日期，做出本质上相同的预测。在这种情况下，检验某个理论，若被推翻就放弃它，并不会在理解世界方面取得进步。如果一个解释可以轻松地解释特定领域的任何东西，实际上就等于什么也没解释。

一般来说，当理论像我所说的那样容易改变时，实验检验对于纠正错误几乎毫无用处。我称这些理论为坏解释。理论被实验证明为错误，把理论改成其他的坏解释，丝毫不能使理论的持有者更加接近事实。

因为解释在科学中起着核心作用，而且可检验性在坏解释的情况下毫无用处，我本人倾向于把神话、迷信和类似理论称作非科学的，即使它们能做出可检验的假设。不过使用什么术语都无所谓，只要它不会导致你仅仅因为可检验就得出结论说，普西芬尼的神话、先知的世界末日理论和赌徒的妄想含有某些有价值的东西。人也不能仅凭愿意放弃一个被推翻的理论就能够进步，而必须寻求对相关现象做出更好解释。这才是科学的思考框架。

正如物理学家理查德·费曼所说：“科学是让我们学会防止自我欺骗的东西。”轻易接受可变的解释，能确保赌徒和先知们在无论发生什么事的情况下，都能够继续欺骗自己。他们拒绝面对那些表明他们对实体世界的认知不正确的证据，就像接受了不可检验的理论一样彻底。

我认为，追求好解释不仅是科学的基本原则，也是整个启蒙运动的基本原则。正是这一特征将这些追求知识的方法与所有其他方法区别开来，它还蕴涵着我在前面讨论过的取得科学进步的所有其他条件：它显示，仅有预测是不够的，这一点不太重要；稍微重要一点的是，它带来对权威的反叛，因为如果我们根据权威接受某一理论，就表示我们也将根据权威接受许多不同的理论。因此，它意味着我们需要批评的传统。它还提出了一个方法原则——真实的标准，意思是我们应当而且仅仅应当在某个特定的东西包含了我们对事物的最佳解释时，得出结论说这个东西是真实的。

尽管启蒙运动和科学革命的先驱们并没有这样说，但寻求好解释当时是（现在仍是）那个时代的精神。他们就是这样开始思考，就是这样开始做起来，首次有系统地做起来。正是这一点使得各方面取得进步的速度发生了翻天覆地的改变。

早在启蒙运动之前，就有人在寻求好解释。事实上，我在这里的讨论表明，所有的进步，不管是那时的还是现在的，都是因为有这样的人才能实现。但在大多数的时间里，他们无法接触到批评的传统，而只有经过批评的传统，别人才能传承他们的思想，所以他们没能留下什么东西让我们去发现。我们确实知道，在某些狭窄领域（如几何学）里，偶尔存在过寻求好解释的传统，甚至是短暂的批评的传统——微型启蒙运动，但它们惨遭扼杀，我将在第9章里谈到。不过，整个思考者群体的价值观和思维方式突然发生重大转变，导致知识的创造得以持续并且加速，这样的转变在历史上只发生过一次。追求好解释所带来的价值观，包括容忍异见、对变化持开放态度、怀疑教条主义和权威，以及从个人和整个文化的角度都渴求进步，催生了一整套政治、道德、经济和思想文化，大致就是现在被称为“西方”的那一部分。这一丰富多彩的文化所带来的进步，回过头来又推广了这些价值观——虽然它们还远未得到全面贯彻，就像我将在第15章讨论的那样。

现在我们来看看对季节的真正解释。地球的自转轴相对于它绕太阳公转的轨道平面是倾斜的，如图1-2所示。每年有一半的时间，北半球朝太阳倾斜，南半球则偏离太阳；另外半年情形正好相反。每当太阳光垂直照射某个半球（从而为每个单位面积的表面提供更多的热量），就会斜照另外一个半球（提供的热量较少）。

图1-2 对季节的真正解释（注意，此图不是实际比例）

这是一个好解释——很难改变，因为所有的细节有实际作用。比如，我们知道——并且可以用与季节体验无关的方法去检验——向远离辐射热的方向倾斜的表面，其变热的程度比朝着辐射热方向倾斜的表面要小；空间中旋转的球体总是指向恒定的方向。我们还能用几何学、热学和力学理论来解释为什么会这样。而且，在解释一年的不同时间里太阳出现在离地平线多高的地方时，也涉及同样的倾斜。相反，在普西芬尼的神话里，世界的寒冷是得墨忒耳的悲伤所致——但人们悲伤时通常并不会使周围变冷，除了冬天的来临本身，我们也没有办法知道得墨忒耳是不是正在伤心，或者她是不是真的能让世界变冷。在地轴倾斜的解释中，我们不能用月亮来替代太阳，因为月亮在天上的位置并不是每年重复一次，而且让地球变热的阳光对这个解释是必不可少的。我们也不能随便往里面塞太阳神对此感觉如何的故事，因为如果冬季的正确解释在于地—日运动的几何学，那么谁对此感觉如何是全无关系的；如果这个解释里有某种缺陷，关于谁对此感觉如何的任何故事都不会让它变正确。

地轴倾斜理论还预测，季节在两个半球是不一样的。所以，如果发现两个半球季节相同，这一理论就会被推翻，就像普西芬尼和弗雷的神话被相反的观察结果推翻一样。但区别在于，如果地轴倾斜理论被推翻，其支持者就无处可逃了。他们没有办法轻松地对此理论作一下修改就让倾斜的地轴导致全球各地的季节相同。需要提出全新的理论。这正是好解释对科学至关重要的原因：只有在一个理论是好解释——很难改变——的时候，它是否可检验才有意义。坏解释不管是否可检验，都一样无用。

大多数有关神话与科学之间差异的讨论，都过分强调可检验性的问题——好像古希腊人最大的错误是没有派远征探险队到南半球去观察季节似的。但事实是，他们永远都不会想到这样一支探险队能提供关于季节的证据，除非他们事先已经猜到两个半球的季节有可能不同——并且这种猜想很难改变（只有作为好解释的一部分时才会这样）。如果他们的猜想容易改变，他们可能还是会省下船票待在家里，检验唱约德尔调可以阻止冬天来临这种容易检验的理论。

只要没有比普西芬尼神话更好的解释，他们就无需进行检验。如果他们曾经寻求好解释，应该会立即着手在神话的基础上进行改善，而不作检验。我们现在就是这样做的。我们并不会去检验每一个可检验的理论，只检验我们觉得是好解释的那些理论。绝大多数错误的理论无需任何实验就可以直接排除，就是因为它们是坏解释，如果没有这个事实，科学就不可能存在。

好解释往往惊人地简单或优雅——我将在第14章中讨论这一点。而且，一个解释成为坏解释的常见方式之一，就是带有多余的特征或随意性，有时把这些东西去掉就能得到一个好解释。这导致人们产生了一种称为“奥卡姆剃刀”（得名于14世纪的哲学家威廉·奥卡姆，但这一观念可以追溯到古代）的错误观念，认为始终应该寻求“最简单的解释”。它的一种表述是“不要增加超出必要的假设”。然而，有很多假设十分简单但很容易改变（例如“得墨忒耳导致冬天来临”）。而且，按照定义来说，“超出必要”的假设使理论成为坏理论，但对于理论中的“必要”到底指什么，存在许多错误的观点。例如，工具主义认为解释本身是不必要的，许多其他坏的科学哲学也这么认为，对此我将在第12章中进行讨论。

当一个以前认为的好解释被新观察证明不正确时，它就不再是一个好解释，因为问题扩展到把这些观察包括进去了。所以，理论被实验推翻时就放弃掉，这种标准科学方法是由对好解释的需求催生的。最好的解释是那些受现有知识约束最强的解释——包含其他的好解释以及与待解释的现象有关的其他知识。这就是为什么通过了严格检验的可检验解释成为了极好解释，后者又是可检验原则推动科学知识增长的原因。

猜想是创造性想象力的产品。但想象本身的问题是，编造虚构故事比构建真理容易得多。正如我曾提到的，历史上人类对于在更广泛的现实层面上对经验进行解释的尝试，几乎全都是虚构，以神话、教条和错误常识的形式存在着——可检验原则不足以发现这些错误。但对好解释的追寻完成了任务：创造谬误很容易，产生之后很容易改变；发现好解释很难，但发现的过程越难，发现之后就越难改变。解释性科学为之奋斗的终极目标，可以用本章开头惠勒的引言来很好地描述：“这一切的背后是一种理念，如此简单，如此美丽，以至于当我们在十年、一个世纪或一千年后领悟它时，全都会互相说，哪里还会有其他可能呢？”。现在我们能看到，以解释为基础的科学观念怎样回答前面我提的问题：我们怎么会这么了解现实中不熟悉的那些方面？

让我们把自己当成一个古老的天文学家，正在思考地轴倾斜造成四季的解释。为了简单起见，我们假设你已经接受了日心说。所以你可能是，比方说出生在萨摩斯岛的阿里斯塔克斯，是他在公元前3世纪提出了最早的日心说观点。

虽然你知道地球是球体，但你对地球上位于埃塞俄比亚以南或设得兰群岛以北的任何地方都没有概念。你不知道有大西洋或太平洋；对你来说，已知的世界只包括欧洲、北非和亚洲的部分地区，还有附近的沿海水域。然而，根据地轴倾斜造成季节的理论，你可以预测已知世界之外前所未闻的地方的天气。这类预测有些很平凡，可能被误认为是归纳出来的：你预测，朝东或朝西走，不管走多远，都会体验到相同的季节在每年相同的时间出现（虽然日出和日落的时间会随经度逐渐发生变化）。但你还会做出一些违反直觉的预测：只要从设得兰群岛再往北走一点儿，就会到达一个冰冻的地区，那里的一个白天持续六个月，一个夜晚持续六个月；如果从埃塞俄比亚再往南走，会先到达一个没有季节的地区，继续往南又会到达一个有季节的地区，但季节与你所知道的世界完全相反。你从未到过离地中海里你居住的岛屿几百千米之外的地方，从未体验过与地中海不同的季节。你从未读到或听说过与你所经历的季节相反的季节，但你知道它们。

如果你宁愿不知道这些会怎样？你可能不喜欢这些预测。你的朋友和同事可能会嘲笑这些预测。你可以尝试去修改解释让它不要做出这样的预测，同时又不破坏它与观测结果的一致性，以及与其他那些你找不到好的替代品的观念的一致性。你会失败。这就是一个好解释给你带来的：让你更难欺骗自己。

例如，你可能会把理论改成这样：“在已知的世界里，季节在一年中发生的时间是地轴理论预测的那样；在地球上的所有其他地方，季节也发生在一年中的那些时间里。”这个理论可以正确地预测你所知的所有证据，而且跟你真正的理论一样可检验。但是，为了否认地轴倾斜理论对遥远地方的预测，你必须否认它对现实中所有地区的描述。修改后的理论不再是一个对季节的解释，只不过是一个（所谓的）经验法则。因此，否认原始解释描述了那些你缺乏证据的地区里季节发生的真正原因，也将迫使你否认它描述了你家乡岛屿上季节发生的真正原因。

为了方便讨论起见，假设地轴倾斜理论是你自己提出的。它是你的猜想，你自己的独创。但由于它是一个好解释——很难改变，它就不是你能修改的了。它拥有自主的意义和自主的适用领域。你不能把它的预测局限在你挑选的地区里。不管你喜欢还是不喜欢，它都要做出有关对你已知和未知地方的预测，预测你想到的或没有想到的东西。其他恒星—行星系统里有着类似轨道的倾斜行星肯定也有季节性的冷暖变化——遥远星系里的行星，很久以前就被摧毁、我们永远也观察不到的行星，尚未诞生的行星。可以说，理论从它在大脑中有限的起源之地——这个大脑只受到一颗行星上一个半球的一小片区域里零碎证据的影响——延伸到了无穷。解释的这种延伸是“无穷的开始”的另一个含义。它是部分理论的一种能力，即这些理论可以解决的问题超出了它们被提出来用于解决的问题的范围。

地轴倾斜理论就是一个例子：它最初被提出来只是为了解释太阳每年的仰角变化。结合少量热学知识和旋转物体知识，它就解释了季节。而且，它在没有作任何进一步修改的情况下，就解释了为什么季节在两个半球不一样，为什么热带地区没有季节，为什么在极地地区夏天的午夜阳光普照——这三种现象，它的创造者很可能想都没有想过。

解释的延伸不是“归纳原则”。这个原则并不是解释的创建者用来获取解释或证明解释的东西，它根本就不是创造过程的一部分。我们只是在有了解释之后才发现它——有时是很久以后。所以，根本就用不着“外推”、“归纳”或其他所谓的方法来“推演”出理论。实际情形完全背道而驰：对季节的解释之所以能远远延伸到理论创建者的经验之外，正是因为它不需要外推。作为一个解释，它自身的性质决定了，在创造者第一次想到这个理论的时候，它就已经适用于我们这颗星球的另一个半球，适用于整个太阳系、其他的恒星系统，和其他的时间。

因此，解释的延伸既不是一个额外的假设，也不是一个可以去掉的假设。它是由解释的内容本身来决定的。一个解释越好，它的延伸范围就界定得越严格——因为一个解释越难改变，就越难创建出仍然是一个解释但有着不同延伸范围的变种，不管这个范围是更大还是更小。我们预期万有引力定律在火星上同在地球上一样，因为关于引力的可靠解释我们只知道一个——爱因斯坦的广义相对论，它是一个通用理论。但我们并不指望火星的地图与地球的地图相似，因为我们关于地球外貌的理论尽管也是非常好的解释，但不能延伸到其他天体的外貌。总之，正是解释性的理论告诉我们，一种情形的哪些方面能够“外推”到其他情形（这样的方面通常极少）。

对于非解释形式的知识——经验法则，以及为了生物适应性而蕴涵在基因里的知识，谈论延伸也是有意义的。因此，正如我此前所说，我那个关于杯子和球魔术的经验法则，其延伸范围是特定的一类魔术；但如果没有关于法则为何有效的解释，我就没法知道到底是哪一类。

那些不追求好解释的旧思想方式，不容许任何修正错误和错误观念的方法存在，例如科学。改进发生得太少，以至于大多数人从未经历过。观念长期保持不变。作为坏解释，就算是其中最好的，其延伸范围也通常极小，因而十分脆弱，超出其传统的应用范围就靠不住，往往在范围内也是如此。当观念真的发生改变时，也很少会变得更好；碰巧变得更好时，其延伸范围也很少会扩大。科学的诞生，以及更广大范围内我所说的启蒙运动的诞生，是这个停滞、狭隘的观念系统的终结。它开启了人类史的当今时代，在持续、快速地产出延伸范围不断扩大的知识方面，这个时代是独一无二的。许多人疑惑，这种情形能持续多久？它是否有天然界限？或者，这是不是无穷的开始——也就是说，这些方法是否拥有继续产出知识的无限潜力？启蒙运动扫除了所有用来在事物体系中赋予人类特殊重要地位的神话，代表这项事业提出潜力无限这么了不起（即使只是可能这么了不起）的主张，似乎是自相矛盾的。因为，人类的理性和创造力推动了启蒙运动，如果这些能力是无限的，人类难道不应该拥有重要地位吗？

然而，正如我在本章开头提到过的，黄金只能由恒星和智慧生物创造出来。如果你在宇宙中任何一个地方发现了一块金子，就可以确信历史上那里要么有过超新星，要么有过拥有解释的智慧生物。如果你在宇宙中任何地方发现了解释，就知道这里必定有过智慧生物。仅有超新星是不够的。

但是——这又怎么样？金子对我们很重要，但它对宇宙万物并无重要意义。解释对我们很重要：我们需要解释才能生存。但在脑内看起来十分细微的物理过程中，是否有某种对宇宙万物有重要意义的、与解释有关的东西存在？在对表象和现实进行一些思考之后，我将在第3章中重点讨论这一问题。

术语

解释——关于现实中存在什么事物、其行为如何、怎样运作、为何会如此等的陈述。

延伸——部分解释的一种能力，这些解释可以解决的问题超出了它们被提出来用于解决的问题的范围。

创造力——创造新解释的能力。

经验主义——一种错误观念，认为我们所有的知识都来自感觉经验。

理论负载——不存在“原始”经验。我们对世界的所有经验都经过了意识和潜意识的层层解释。

归纳主义——一种错误观念，认为科学理论是通过对重复的经验进行概括或外推来获取的，一个理论被观察结果证实的次数越多，就越可靠。

归纳法——一种并不存在的“获取”过程，参见上一条。

归纳原则——认为“未来将同过去相似”的观念，与认为这一原则可断言未来所有事物的错误观念相结合。

实在论——一种观念，认为现实世界确实存在、有关现实世界的知识也存在。

相对主义——一种错误观念，认为特定领域内的陈述不存在客观对错，至多只能够相对于某种文化或其他武断标准来评判。

工具主义——一种错误观念，认为科学无法描述现实，只能预测观测结果。

证明主义——一种错误观念，认为知识只有经某种来源或标准证明才是正确的。

易谬主义——认为并不存在权威的知识来源，也不存在任何可靠的手段能用来证明观念是真实的或概然的。

背景知识——为人们所熟知并且无异议的知识。

经验法则——“纯粹预测的理论”（其解释性内容全是背景知识）。

问题——当观念与经验之间有矛盾时，就产生了问题。

好/坏解释——一种解释，很难/容易改变并仍然能说明它声称能说明的事物。

启蒙运动——一种追求知识的方法（的开端），这种方法通过批评的传统寻求好解释，而不是寻求对权威的依赖。

微型启蒙运动——一段短暂的批评的传统。

理性——试图通过寻求好解释来解决问题；通过对现有观念及新设想提出批评，来积极寻求修正错误。

西方——围绕启蒙运动关于科学、理性和自由的价值观发展起来的一套政治、道德、经济和思想文化。

“无穷的开始”在本章的意义

——某些解释的延伸范围达到无穷的事实。

——某些解释的通用延伸。

——启蒙运动。

——批评的传统。

——猜想：一切知识的起源。

——关于如何取得进步的发现：科学，科学革命，对好解释的追求，西方的政治原则。

——易谬主义。

小结

表象是有欺骗性的。但我们对于导致这些表象的、广大而陌生的现实，以及支配现实的优雅、普适的法则拥有大量的知识。这些知识包含解释，即关于表象之下的事实及其行为的断言。在我们这个物种的历史上，大多数时候我们在创造此类知识方面毫无建树。

知识从何而来？经验主义说，我们从感觉经验中推演出知识。这种观点是错的。理论的真正源头是猜想，知识的真正源头是随批评而修改的猜想。我们对现有观点进行重组、合并、修改和增添，希望在原有基础上做出改进，从而创造出理论。实验和观测的功能是在现有理论中做出选择，并不是作为新理论的来源。我们通过解释性理论对经验进行解释，但真正的解释并不是显而易见的。易谬主义让我们不要寻求权威，而是承认我们可能一直在犯错，并努力纠正错误。我们通过寻求好解释来做到这一点，好解释是难以改变的，改变细节会毁掉整个解释。这才是科学革命的决定性因素，也是启蒙运动其他领域取得独特、迅速、持续的进步的决定性因素，而实验检验不是。启蒙运动是对权威的反叛，它与大多数此类反叛都不同，并不试图为理论寻求权威证明，而是建立了一种批评的传统。由此产生的一些观念有着极大的延伸范围：它们能够解释的东西，比它们被创建出来用于解释的东西更多。解释的延伸是一种内在属性，不是经验主义和归纳主义所说的那种由我们提出的假设。

接下来我要就表象和现实、解释和无穷进行更多讨论。