何谓真假？客观存在和受控观察普遍可重复

　　气功、神秘学、意念移物……每个时代都或多或少地存在着当时的科学所难以解释的现象。有些可能是欺骗，有些却叫人拿不准。这些＂证伪＂了物理学定律的现象，是否构成对现代科学的质疑？
　　金观涛老师指出，用客观存在判别科学经验真实之无效的方法是错误的，受控实验普遍可重复才是判别科学经验真实性的唯一标准。人们通常认为，因为客观世界的存在，受控实验才普遍可重复并能无限迭代。科学真实原则恰恰是将其反过来：客观世界之所以是不依赖于我们的存在，是因为它可以被一个普遍可重复的受控观察证明。
　　因此，现代科学的大厦并不会因特异功能等现象的存在与否而动摇——不能满足受控实验普遍可重复这一条件的它们，无法被证明为真实的科学经验，故不能转化为科学研究的对象。
　　本文来源于对于＂‘语言学转向’阴影下的科学哲学＂这一命题的来自中国的研究系列文章，为该系列第四篇推送（共五篇）。
　　客观存在和受控观察普遍可重复
　　文/金观涛
　　我们终于得到判别科学真实的基本法则，那就是某一现象的真实性，实际上是该现象在受控实验中的普遍可重复性。表面上看，这是今天科学界人人皆知的事实，但人们并不理解这一事实的认识论意义。人们通常认为，因为客观世界的存在，受控实验才普遍可重复并能无限迭代。我所提出的科学真实原则，则是将其反过来。客观世界之所以是不依赖于我们的存在，是因为它可以被一个普遍可重复的受控观察证明。受控观察只是受控实验的特例，如果用受控实验的＂普遍可重复性＂来定义真实性，一些不是客观存在的事实亦可以是真的。我要强调两点： 第一，客观世界不是无条件成立的；第二，即使客观世界不存在，只要受控实验的＂普遍可重复性＂成立，科学真实就存在。 科学经验的真实性就是相应受控实验（或观察）的普遍可重复性，普遍可重复的受控实验通过自我迭代和组织的扩张就是科学经验真实的扩张。除此之外， 在受控实验普遍可重复之外，不存在其他科学经验真实性的判别标准。
　　事实上，自现代科学诞生以来，上述原则就是科学界的金科玉律，只是没有被意识到罢了。20世纪80年代末，恰逢中国特异功能的热潮，关于耳朵认字、用意念移物是否成立的讨论盛行于科学界。令我印象深刻的是，大多数中国学者在看到特异功能表演时，立即陷于相信和不相信的争论中。支持者认为特异功能将证伪现有物理学定律，兴奋莫名；反对者则否认这些实验的存在，一些人连看都不愿意看。这一点充分反映出中国哲学界和当时科学界用客观存在判别科学经验真实之无效。支持者因看到个别人表现之成功，认为这是科学研究之方向；反对者将其等同于魔术或表演者存心作假，但又说不出理由。其实，这些特异功能的现象早就存在，只是它们不能转化为科学研究的对象。为什么？因为我们无法证明这些现象是真的。换言之，这些特异功能不能成为现代科学的研究对象，并不取决于它们和现有科学理论有多大矛盾，而是因为其不能满足受控实验普遍可重复这一条件，故无法判定其真假。我要强调的是，这些特异功能并非全是欺骗，只不过不是科学研究的对象而已。
　　科学经验研究的现象必定要是真的，而判断一个现象是否为真的最终标准，是相应受控实验的普遍可重复性及其无限扩张，下面我以 X 射线的发现予以说明。1861年，英国科学家威廉·克鲁克斯发现通电的阴极射线管有放电产生的光线，于是把它拍下来，可是显影后发现整张感光板上一片模糊。克鲁克斯认为是感光板有毛病，退给了厂家。1895年10月，德国物理学家威廉·伦琴也发现了克鲁克斯看到的现象。伦琴和克鲁克斯不同，一连做了7个星期的实验。他不断改变控制条件，即根据上一次控制实验的结果加入新的控制变量，目的是让现象可靠地重现。11月8日，他用黑纸把阴极射线管严密地包起来。这次他发现电流通过时，两米开外一个涂了氰亚铂酸钡的小屏发出明亮的荧光。这个现象能够可靠地重现，伦琴猜想该效应是一种看不见的射线引起的，并将其称为 X 射线。伦琴和克鲁克斯的不同，正在于他千方百计地使该实验受控，呈现的现象具有普遍可重复性。只有做到这一点，才能判断它是真的。12月28日，伦琴宣布了自己的新发现，该受控实验迅速被其他人重复，X 射线也被人们称作＂伦琴射线＂。
　　表面上看，伦琴实验之所以为真，是因为 X 射线客观存在，可以被重复观察到。其实，当时人们对其性质一无所知。所谓客观存在，指的不过是相应受控实验普遍可重复，并能在此基础上持续进行新的可重复的受控实验（无限扩张）。我们可以用与伦琴发现 X 射线差不多同时期的 N 射线事件来说明这一点。1903年，法国著名物理学家布朗德洛特发现了一种现象，他称之为 N 射线。布朗德洛特发现该射线除了能够增强人的视力，还有种种奇怪的功能，如像光透过玻璃三棱镜发生折射形成光谱一样，N 射线可以透过铝质三棱镜形成频谱。
　　N 射线一度如 X 射线一样引起世界的关注。1904年上半年，《法国科学院院刊》发表了54篇相关论文，而同一时期仅有4篇关于 X 射线的论文。然而，德国、英国和美国同行却无法重复布朗德洛特的实验。他们怀疑该效应只是一种光学上的幻觉。1904年夏，美国物理学家罗伯特·伍德检查了布朗德洛特的实验室，确定该实验完全不能被重复。1905年《法国科学院院刊》再有没有发表过任何一篇关于 N 射线的论文。事后，法国杂志 Revue Scientijique 建议提供两个外形质量完全相同的木盒给布朗德洛特，其中一个盒子装有据说能产生 N 射线的回火钢，让他通过一次检测实验来最终证明 N 射线的存在。然而，布朗德洛特一直没有回应这一提议，直至1906年才写信拒绝，他这样回答：＂让大家各自形成对 N 射线的看法，或是根据自己的实验，或是根据自己所信任的人的实验。＂这种漠视受控实验普遍可重复的态度是科学界不能接受的，科学界普遍认为 N 射线根本不存在。在某种意义上，这是一次造假的丑闻，即 N 射线可视作20世纪初法国物理学家不甘心被德国超过，在民族主义心理支配下上演的集体学术闹剧。
　　N 射线是有意造假吗？我认为这种看法太简单化了。实际上，它和今天我们看到的众多特异功能一样，是不能判别真假的现象，故不是现代科学研究的对象。事实上，和 N 射线类似的例子经常发生，2016年韩春雨学术风波就是其中之一。
　　2016年，河北科技大学副教授韩春雨因其带领的团队在《自然·生物技术》杂志上发表一篇文章，声称自己发明了一种新的基因编辑技术 NgAgo 而获得国际关注，但事后同行科学家纷纷表示无法复制其研究成果，一时间舆论迅速发酵。2017年8月，韩春雨最终撤回了其团队在《自然·生物技术》上发表的论文。事实上，实验无法重复并不一定意味着造假，正如韩春雨事件的参与者——西班牙生物学家路易斯·蒙托柳所说：＂很多人重复不出论文中的实验结果当然不意味着这些结果就是伪造的。我们知道，一些实验就是比其他实验要困难……首先，在重复实验上遭遇的失败可能是因为一些关键的技术细节在论文里没有提及，所以论文作者提供更多指点、额外的建议或者评论是很重要的——一些一开始看起来无关紧要的、在文中被省略的细节可能实际上关乎着实验的成败。所有在重复的实验室可能一直都在不经意地犯什么错误，因此重复不出来。＂蒙托柳在重复实验失败并联系韩春雨未果后，通过邮件组呼吁同行停止重复 NgAgo 实验，等待韩春雨的解释。
　　上述事件说明，在受控实验无法普遍可重复并无限扩张之前，研究结果不能发表，因为被发现的新现象不一定是真的。今天，这已内化为实验科学家的职业道德。但让我感到十分奇怪的是，该判别真假的原则完全在理性主义和经验主义科学观的视野之外。为什么会这样？我想其中一个原因是17世纪现代科学诞生之初，受控实验并不重要，它一直被混同于＂观察＂。20世纪逻辑经验主义和证伪主义的科学观仍继承了18—19世纪有关科学基于观察这一传统，而没有看到普遍可重复的受控观察和一般观察的本质不同。更何况，受控观察只是受控实验的特例。另一个原因是启蒙运动以来＂客观存在为真＂成为不可置疑的信条，＂受控观察和受控实验普遍可重复＂被认为是＂客观存在为真＂的结果。科学界没有发现＂受控实验普遍可重复为真＂和＂客观实在为真＂实际上是不同的。也就是说， 科学研究不需要客观实在论，但不能离开受控实验普遍可重复这一原则。