《证伪理论为什么不适用于广义相对论》

作者

于志成

原文

波普尔的科学哲学理论中，有一个非常重要的思想就是证伪，认为科学理论不能被证实，只能被证伪。这里的课证伪性就是区别科学与非科学的一个基本标志，理论的可证伪度越高，其科学性也就越高。这样的证伪思想无疑是非常有启发性的，下面我们尝试着把它用于爱因斯坦的广义相对论。

爱因斯坦的广义相对论无疑是高度抽象而且有悖于直觉的，他的广义相对论得到普遍承认，主要靠是一些天体力学中的实验，比如水星在近日点的进洞，光在太阳引力下的偏折射、光波的引力红移等等，这些似乎只是证实，而不是波普尔所说是证伪。可以想象，在这些确证广义相对论的实验之前，肯定也有一些实验是证伪广义相对论的，只不过在这样的实验证据达到相当完美的程度之前，爱因斯坦都会坚持说是实验做错了，这又是怎么回事呢？

为此我们重新审视一下波普尔的理论模型，实际上它可以从形式逻辑中直接看出来，理论T推出某个可检验的结论A，假若A对那么T未必对，但A错则必定T错。这样的模型看似简明，但却有一个内在的缺陷，那就抗干扰的能力比较差。假若是有T加上某些因素F之后，才能够得到A，这样要是A错的话，那么就不一定是T错了，很可能就是F错，而对于绝大多数情况，特别是需要专门设计实验的情形，F项不但是不可避免，而且还是信息量特别大的，所以在实际应用中并不像理论所展示的那样简单。我们可以把F视为证伪模型中的干扰项，干扰越大的话，理论就越不容易被证伪，但这一点并不是说明理论本身就不科学。

当然，对于所谓的远离经验的科学而言，波普尔的证伪理论还是比朴素的证实理论更有说服力。这主要是以为传统科学与朴素经验结合得比较紧密，其F项不仅信息量小，而且在海量的检验过程中还可以相互抵消掉。打个通俗的比方，证实理论就是说看到盾牌把作实验的几颗子弹给挡下来，那就说它是好盾牌了，但证伪理论则是直接把盾牌放到枪林弹雨中，假若盾牌后面的对象完好无损，这才会说它是好盾牌。

对于爱因斯坦的广义相对论，显然是远离普通经验的，其实验设计相当复杂，更不可能带来枪林弹雨的效果，因此目前就是更加偏向于证实而不是证伪。好在对于远离经验的科学而言，一般都有数学模型加固，而且出现巧合的概率是特别低的，因此其证实效果要比较传统科学要高很多。此后，随着科学的不断发展，对广义相对论的检验也会逐渐由证实向证伪过渡。

最后，我们可以得到这样一个结论，从证实检验到证伪检验，就是科学理论不断完善的一个过程。在库恩所谓的常规科学时期，一般是依靠证伪更加可靠，而到了科学革命的时候了，证伪的标准就太严厉了。为了鼓励新思想的出现，不能看到一点错误就一棍子打死，要允许带着错误一同前进，等到新思想的内核充分发展出来后，再把它投入严厉的证伪考验之中。

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证伪理论为什么不适用于广义相对论