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貝葉斯認(rèn)證理論與證據(jù)支持關(guān)系探析

2014-12-25 05:17:26黎紅勤
關(guān)鍵詞:貝葉斯測度主觀

黎紅勤

(中山大學(xué)哲學(xué)系,廣州 510275)

一、引言

科學(xué)認(rèn)證理論主要是關(guān)于科學(xué)推理以及科學(xué)假說的接受與評價(jià)問題,試圖回答證據(jù)如何支持假說,實(shí)驗(yàn)結(jié)果對假說產(chǎn)生何種程度的支持。貝葉斯認(rèn)證理論作為一種定量的認(rèn)證方法,引入了測度相關(guān)性(relevance measure)函數(shù)Cpr,通常貝葉斯認(rèn)證是關(guān)于證據(jù)、假說、背景知識的三元關(guān)系,因此有:當(dāng) Cpr(h,e,K)>0時(shí),即 P(h|e,K)>P(h|K),e認(rèn)證 h;當(dāng) Cpr(h,e,K)=0時(shí),即 P(h|e,K)=P(h|K),e無關(guān)于 h;當(dāng) Cpr(h,e,K)<0時(shí),即 P(h|e,K)<P(h|K),e否證h。我們知道貝葉斯認(rèn)證理論的理論基礎(chǔ)是概率的主觀主義解釋,即將概率解釋為主觀置信度。因此,在上面的式子中,P(h|K)是驗(yàn)前概率,即沒有獲得證據(jù)e時(shí)認(rèn)知主體對假說h的置信度,P(h|e,K)是驗(yàn)后概率,即認(rèn)知主體得知證據(jù)e后的概率,驗(yàn)前概率和驗(yàn)后概率只是針對e而言的。正相關(guān)認(rèn)證函數(shù)是一種比較常用的測度相關(guān)性函數(shù),在貝葉斯認(rèn)證理論中得到比較普遍的應(yīng)用,即d(h,e)=P(h|e,K)-P(h|K)。①測度相關(guān)性函數(shù)有很多種表達(dá)方式,除了正相關(guān)測度函數(shù)之外還有對數(shù)比例測度r(h/e)=log[P(h/e)/P(h)]以及似然比對數(shù)測度l(h,e)=log[P(e/h)/P(e/~h)]。不過在使用哪個(gè)測度相關(guān)性函數(shù)的問題上,貝葉斯陣營內(nèi)是有分歧的。不僅如此,測度函數(shù)的多樣性產(chǎn)生了貝葉斯的“測度敏感性”問題,即不同的測度函數(shù)測出證據(jù)對假說的認(rèn)證度是不一樣的,這也是貝葉斯認(rèn)證理論面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)之一。

貝葉斯認(rèn)證理論簡單卻有力,由于它能通過測度相關(guān)性函數(shù)測度認(rèn)證的程度,因此比常規(guī)的定性的認(rèn)證理論要優(yōu)越。它的頗富解釋力的描述分析和相應(yīng)的規(guī)范功能成為當(dāng)代科學(xué)推理和科學(xué)假說檢驗(yàn)與評估的主流方法論,但是它也面臨著一些挑戰(zhàn),比如胡貝爾問題與舊證據(jù)問題。

胡貝爾(F.Huber)認(rèn)為根據(jù)貝葉斯定理可推出證據(jù)的可靠性與認(rèn)證度的反比關(guān)系,他進(jìn)一步認(rèn)為這種有違直覺的關(guān)系構(gòu)成了對貝葉斯認(rèn)證理論的主要責(zé)難,而格利莫(C.Glymour)提出的舊證據(jù)問題則是這種不統(tǒng)一的反比關(guān)系更深刻的描述。筆者將表明證據(jù)的可靠性與認(rèn)證度的反比關(guān)系并不是貝葉斯認(rèn)證理論和科學(xué)家實(shí)踐的分歧,恰恰相反,貝葉斯認(rèn)證理論如實(shí)地反映了科學(xué)家的實(shí)際行為。

要正確認(rèn)識證據(jù)對假說的認(rèn)證效力,我們就需要重新審視證據(jù)對假說的支持關(guān)系。常規(guī)的認(rèn)證理論將證據(jù)對假說的支持關(guān)系看作是一種單一的靜態(tài)關(guān)系,然而通過貝葉斯認(rèn)證理論對證據(jù)支持關(guān)系的分析,我們不難看出假說與和證據(jù)之間的支持或認(rèn)證關(guān)系是復(fù)合多元的,并且呈現(xiàn)出一種動態(tài)發(fā)展關(guān)系。所以有時(shí)就會呈現(xiàn)出如胡貝爾所說的證據(jù)的可靠性與認(rèn)證度之間的反比關(guān)系。我們先來看看胡貝爾的證據(jù)可靠性與認(rèn)證度之間的反比關(guān)系問題如何對貝葉斯認(rèn)證理論造成了“沖擊”。

二、證據(jù)的可靠性與認(rèn)證度的反比關(guān)系

根據(jù)胡貝爾的論述,假設(shè)在時(shí)間t1背景知識為K1,而在時(shí)間t2背景知識為K2,認(rèn)知主體知道K和h可邏輯推出e。隨著時(shí)間不同證據(jù)對假說的認(rèn)證度會發(fā)生變化,根據(jù)正相關(guān)認(rèn)證測度函數(shù)有:

根據(jù)貝葉斯定理分別得到:

假定從t1到t2背景知識并未變化,則有K1=K2,根據(jù)杰弗里條件化規(guī)則,有 P1(h|e,K1)=P2(h|e,K1)=P2(h|e,K2)。e是 h與 K 的邏輯后承,故有 P1(e|h,K1)=P2(e|h,K2)=1,綜上有:

(1)d1(h,e,K1)> d2(h,e,K2),當(dāng)且僅當(dāng)P2(e|K2)> P1(e|K1)[1]。

上式表明,如果P2(e|K2)>P1(e|K1),即:比起t1時(shí)刻,在t2時(shí)刻證據(jù)e的可靠程度更高,但是我們卻得到 d1(h,e,K1)> d2(h,e,K2),即在 t2時(shí)刻證據(jù)e對假說h的認(rèn)證度比起t1卻更小。更一般地,如果e的概率很小,即極不可能的事情竟然發(fā)生了,它對假說h的認(rèn)證度反而會很大,而如果e極其可信,那么它對假說的認(rèn)證度反而會很小。似乎貝葉斯認(rèn)證理論得出的結(jié)論和我們的直覺不符,即證據(jù)e越可靠,那么對假說的認(rèn)證程度就會越高。

筆者認(rèn)為并不像胡貝爾所說的,式(1)構(gòu)成了對貝葉斯認(rèn)證理論的責(zé)難,筆者將要表明式(1)并沒有造成貝葉斯認(rèn)證和科學(xué)家實(shí)踐的分歧,恰恰相反,貝葉斯認(rèn)證理論如實(shí)地反映了科學(xué)家的實(shí)際行為,我們的直覺只是出于對科學(xué)行為的誤解。

科學(xué)家在檢驗(yàn)一個(gè)假說時(shí)一般的操作是,先構(gòu)建一個(gè)理論模型,然后在這個(gè)模型基礎(chǔ)上做出預(yù)測,隨后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并獲得數(shù)據(jù)或結(jié)論,接下來比對實(shí)驗(yàn)結(jié)論與預(yù)測之間是否一致。一個(gè)檢驗(yàn)通常包括一些實(shí)驗(yàn)設(shè)置及其實(shí)驗(yàn)初始條件,當(dāng)然實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)并不能完全達(dá)到理想的環(huán)境,因此就需要一些輔助性的條件,這些輔助性條件控制的好壞會影響實(shí)驗(yàn)獲得的證據(jù)的可靠性。

我們以貝爾不等式的判決性實(shí)驗(yàn)來說明。1965年貝爾(John Stewart Bell)在《論EPR佯謬》一文中根據(jù)“可分離原則”導(dǎo)出了一個(gè)雙粒子自旋系統(tǒng)的不等式,叫“貝爾不等式”。這一不等式顯示了相對論所要求的“定域性”與量子力學(xué)之間的深刻矛盾,并提供了利用實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行判決的可能性。如果“貝爾不等式不成立”則愛因斯坦的“可分離性原則”就成立,否則玻爾的“不可分離性原則”就成立。

在1972年后的30年里,伯克利、哈佛和得克薩斯等地陸續(xù)公布了不少驗(yàn)證貝爾不等式的典型實(shí)驗(yàn),其中大多數(shù)是用原子的級聯(lián)放射產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)光子對做的,并且大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都同量子力學(xué)的預(yù)期一致,但由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案離理想實(shí)驗(yàn)較遠(yuǎn),因而有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性不高。1982年阿萊恩·阿斯派克特、達(dá)利巴德與羅哲等人對EPR作出檢驗(yàn),他們用非線性激光激勵原子級聯(lián)放射產(chǎn)生孿生光子對來做實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)采用了雙波導(dǎo)的起偏器,實(shí)驗(yàn)方案也如同EPR理想實(shí)驗(yàn)一樣,實(shí)驗(yàn)結(jié)果和量子論的預(yù)言完全符合。而后許多物理學(xué)家都重復(fù)阿斯派克特的實(shí)驗(yàn),并且運(yùn)用更新的手段,使實(shí)驗(yàn)?zāi)P驮絹碓娇拷鼝垡蛩固巩?dāng)年那個(gè)最原始的EPR設(shè)想。馬里蘭(Maryland)和羅切斯特(Rochester)則采取非線性地分出紫外光子的辦法來產(chǎn)生EPR關(guān)聯(lián)光子對,使驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)更為精確和客觀。1998年,奧地利因斯布魯克大學(xué)(Innsbruck)的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)表明了孿生量子實(shí)體的不可分離性即非定域性,他們最后作出的結(jié)論是:實(shí)驗(yàn)結(jié)果極為優(yōu)勢地同量子力學(xué)的預(yù)期一致,無可置疑地違反了貝爾不等式。2003年,皮特曼(Pittman)和法蘭森(Franson)則報(bào)道了產(chǎn)生于兩個(gè)獨(dú)立源的光子對于貝爾不等式的違反[2]。

我們看到關(guān)于“貝爾不等式”的整個(gè)動態(tài)的檢驗(yàn)過程,正是顯示了前文所闡述的思想,即證據(jù)的可靠性與認(rèn)證力度是呈反比關(guān)系的。由于貝爾不等式驗(yàn)證條件要求頗高不易實(shí)現(xiàn),因此1982年阿萊恩·阿斯派克特的實(shí)驗(yàn)雖然比起之前的實(shí)驗(yàn)精確度是一個(gè)很大的提升,但在很多科學(xué)家看來實(shí)驗(yàn)的可靠性并不是很高,然而毫無疑問它對量子力學(xué)卻是極大的認(rèn)證,整個(gè)學(xué)界會為它的檢驗(yàn)結(jié)果而熱血沸騰。后續(xù)的實(shí)驗(yàn)提高了證據(jù)的可靠性,而其認(rèn)證度遠(yuǎn)無法和阿斯派克特的實(shí)驗(yàn)相比,也就是說隨著證據(jù)的可靠性提高其支持力度卻逐漸削弱。而此時(shí)要想獲得更高的認(rèn)證就必須采用新的實(shí)驗(yàn)方法或者改變實(shí)驗(yàn)設(shè)置,比如馬里蘭(Maryland)和羅切斯特(Rochester)采取非線性地分出紫外光子的辦法,而皮特曼(Pittman)和弗蘭森(Franson)則訴諸于兩個(gè)獨(dú)立源的光子對。

因此,重復(fù)實(shí)驗(yàn)的目的就是為了消除證據(jù)的不確定性,而一旦科學(xué)家認(rèn)為產(chǎn)生證據(jù)的實(shí)驗(yàn)控制足夠精確即證據(jù)足夠可靠,科學(xué)家就認(rèn)為沒有什么可質(zhì)疑的,這時(shí)科學(xué)家賦予該證據(jù)為1的概率,即將它歸入背景知識。馬斯格雷夫(A.Musgrave)提到,經(jīng)過多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)后,科學(xué)家會發(fā)現(xiàn)同樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)置只會得出類似的結(jié)果。他提議將這些普遍規(guī)律加入背景知識,并且基于這些背景知識我們可以預(yù)測下一次的實(shí)驗(yàn)會得出類似的結(jié)果。因此他認(rèn)為,可以用P(e|h&K)-P(e|K)來測度e是否可以認(rèn)證h。顯而易見,如果e被歸入背景知識,則有 P(h|e &K)=P(h|K)[3]。這個(gè)時(shí)候證據(jù)e對被檢驗(yàn)的假說的認(rèn)證度就為0,因此很多科學(xué)家也就不再展開類似的實(shí)驗(yàn)來提高對假說的認(rèn)證,因?yàn)樽C據(jù)不能無限度地認(rèn)證假說,也就是證據(jù)對假說存在有限認(rèn)證,科學(xué)家的直覺和貝葉斯方法的結(jié)論并無不同。通常在這之后科學(xué)家有兩種做法:第一種就是充分肯定假說的可靠性,并將其視為成功的理論體系;第二種就是尋求其他不同的證據(jù)的認(rèn)證,即尋求多樣化的證據(jù)來實(shí)現(xiàn)對假說的進(jìn)一步認(rèn)證。

假設(shè)e是已發(fā)現(xiàn)過的證據(jù)也就是舊證據(jù),則有P(e)=1,假說 h能夠推出e,則P(e|h)=1,根據(jù)貝葉斯定理得到P(h|e)=P(e|h)P(h)/P(e)=P(h),因此e不能認(rèn)證假說。這就是通常意義上的舊證據(jù)問題。反貝葉斯主義普遍認(rèn)為,舊證據(jù)問題造成了對貝葉斯方法的主要責(zé)難。這里的舊證據(jù)存在概念的混淆,筆者在另一文中嘗試對舊證據(jù)問題進(jìn)行了澄清[4]。不過值得補(bǔ)充的是,陳曉平提出了一個(gè)消解舊證據(jù)問題的方案,可以說為貝葉斯的發(fā)展掃清了障礙[5]。

而要進(jìn)一步闡明貝葉斯認(rèn)證理論,我們有必要重新審視假說與證據(jù)支持之間的關(guān)系。常規(guī)的認(rèn)證理論將證據(jù)對假說的支持關(guān)系看作是一種單一的靜態(tài)關(guān)系,甚至在邏輯實(shí)證主義那里,認(rèn)證完全是一種純粹的邏輯關(guān)系,這恰恰是庫恩的理論要致力批判的。從下文貝葉斯認(rèn)證理論對證據(jù)支持關(guān)系的分析中,不難看出證據(jù)和認(rèn)證度之間的關(guān)系是復(fù)合多元的,并且呈現(xiàn)出一種動態(tài)發(fā)展關(guān)系。根據(jù)貝葉斯定理,即P(h|e)=P(h)P(e|h)/P(e),我們得到e對h的認(rèn)證度決定于證據(jù)e的概率以及證據(jù)e對假說的似然性(有時(shí)也稱為預(yù)測度)。也就是說證據(jù)對假說的支持度和證據(jù)的概率,以及證據(jù)的似然性息息相關(guān),而證據(jù)的數(shù)量,證據(jù)的精確性、多樣性、新穎性和證據(jù)增加的速度等等都會影響認(rèn)證度。不僅如此,假說對證據(jù)的解釋能力、證據(jù)對假說的預(yù)測程度也影響了證據(jù)對假說的支持度。下面我們將從證據(jù)的意外程度、證據(jù)的有限認(rèn)證兩方面展開。

三、假說與證據(jù)支持

常規(guī)認(rèn)證理論認(rèn)為在缺乏不利證據(jù)的情況下,一個(gè)假說的認(rèn)證通常是隨著有利檢驗(yàn)結(jié)果的增多而增加的。我們知道假說的某個(gè)邏輯后承e可以認(rèn)證假說。豪森深入探討了這種認(rèn)證關(guān)系[6]120。對于假說 h,e1、e2、…、en是他的一系列邏輯后承,并且對于所有i有P(ei|h)=1;令en=e1&e2&…&en,對于所有 n 有 P(en|h)=1,結(jié)果有P(h|en)=P(h)/P(en),由此得到:

P(h|en)=P(h)/P(e1)P(e2|e1)P(e3|e1&e2)…P(en|en-1);

上式表明,由于ei是h的邏輯后承,此時(shí)h的驗(yàn)后概率決定于驗(yàn)前概率與全證據(jù)的概率。如果P(h)>0,隨著 n趨近于無窮,P(en|en-1)必定會趨近于1,即此時(shí) P(h|en)趨近于 P(h|en-1),即en-1和en對h的認(rèn)證并無實(shí)質(zhì)上的區(qū)別。這個(gè)論證來自杰弗里斯,我們簡要地闡述一下:

在具體的科學(xué)事件中,針對假說h,我們做出不同預(yù)測,比如基于牛頓經(jīng)典物理體系下,我們可以有很多不同的模型,包括自由落體,拋物線運(yùn)動,單擺的擺動等等。這些模型都是牛頓萬有引力模型的邏輯后承,我們將牛頓引力模型記為h,而自由落體為hr,hr為h的邏輯后承。hr有一系列的邏輯后承即e1、e2…en,由于hr是h的邏輯后承,e1、e2…en也者是h的邏輯后承。根據(jù)貝葉斯定理:

P(h|en)=P(h)/(P(e1)P(e2|e1)…P(en|en-1));

且有P(hr|en)=P(hr)/P(e1)P(e2|e1)…P(en|en-1))。

將上面的兩個(gè)公式合在一起,消去P(e1)P(e2|e1)… P(en|en-1)就得到:

P(h|en)/P(hr|en)=(P(h)/P(hr));

等式兩側(cè)分別乘以P(hr|en)得到:

P(h|en)=(P(h)/P(hr))P(hr|en)。

由于P(hr|en)必定小于或等于1,于是我們從上式得到:

P(h|en)≤P(h)/P(hr)[6]120-122;

這意味著,同一種類型的證據(jù)即hr的邏輯后承e1、e2…en對假說h的驗(yàn)后概率有一個(gè)上限,即:P(h)/P(hr),進(jìn)而使這些證據(jù)對h認(rèn)證度也有一個(gè)上限。正因?yàn)榇?,科學(xué)家們設(shè)計(jì)了某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)并通過認(rèn)證以后,一般會停止此類實(shí)驗(yàn),轉(zhuǎn)向其他模型其他的實(shí)驗(yàn)來認(rèn)證假說。比如,對于牛頓體系,科學(xué)們不會一直重復(fù)地進(jìn)行和審查有關(guān)自由落體運(yùn)動的證據(jù),而是轉(zhuǎn)向研究單擺運(yùn)動、雙星纏繞定律、月球引力引起的潮汐現(xiàn)象,或者是哈雷彗星的周期,進(jìn)而對理論展開新的檢驗(yàn),并從中取得不同類型的證據(jù)。這就是說,證據(jù)的多樣性對于提高假說的認(rèn)證度是必不可少的。亨普爾曾仔細(xì)分析斯奈爾定律檢驗(yàn)并考察了多姆山實(shí)驗(yàn),闡明了多樣性的證據(jù)的重要意義[8]。

讓我們繼續(xù)探討證據(jù)支持這種關(guān)系。舉個(gè)例子,愛因斯坦的“不可能環(huán)”的發(fā)現(xiàn)對廣義相對論是個(gè)極大的認(rèn)證。根據(jù)愛因斯坦廣義相對論,來自遙遠(yuǎn)星球或類星體的光線或放射波繞過巨大的前景物體到達(dá)地球的路程中會發(fā)生引力收縮,物體的引力將使射線發(fā)生彎曲,因此將產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)變形的光源成像。根據(jù)愛因斯坦理論預(yù)測的這種不同尋常的天文現(xiàn)象“不可能環(huán)”竟然實(shí)現(xiàn)了,天文學(xué)家用射電望遠(yuǎn)鏡矩陣,意外地發(fā)現(xiàn)在獅子星座中的物體由于重力透視效應(yīng)的影響已經(jīng)呈現(xiàn)出了一個(gè)完整的環(huán)狀。

證據(jù)越是意外則認(rèn)證度越高,這是貝葉斯理論的自然效應(yīng)。因?yàn)樨惾~斯定理P(h|e)=P(h)P(e|h)/P(e)右邊的分母P(e)表示預(yù)測證據(jù)的置信度,其值越低越不可信,因而越令人感到意外。在上例中,愛因斯坦指出,只有當(dāng)光源和收縮物體與地球精確地處于同一直線時(shí),成像才有可能形成一個(gè)完整的光環(huán)——這似乎是不太可能的事情,對于我們而言,由于這種及其苛刻的條件意味著證據(jù)的概率即P(e)幾乎趨近于零,證據(jù)e即發(fā)現(xiàn)“不可能環(huán)”意外程度很高。在這種情況下根本不可能發(fā)生的意外事情e竟然發(fā)生了,導(dǎo)致P(h|e)>>P(h)。這表明,貝葉斯理論很好地刻畫了證據(jù)的意外度與它對假說的認(rèn)證度之間的正相關(guān)性。

豪森舉了一個(gè)生活的例子[6]123,假如一個(gè)所謂的通靈師預(yù)測你晚上會遇到一個(gè)陌生黑人,你可能會不屑一顧,即便是真正發(fā)生了,你只會認(rèn)為他只是碰巧猜對了。但如果通靈師不單預(yù)測到了這個(gè)陌生人還預(yù)測到這個(gè)人頭上有多少頭發(fā),那么當(dāng)這個(gè)預(yù)測成真時(shí),你之前的疑慮大概就會消失,進(jìn)而很大程度上確信他可能真的掌握通靈術(shù)。否則,他怎么會預(yù)測的那么準(zhǔn)確呢?對此,我們還可根據(jù)貝葉斯理論作如下說明:

根據(jù)貝葉斯定理有:

P(h|e)=P(h)P(e|h)/P(e);

上述等式右側(cè)分式的分子分母同時(shí)除以P(e|h)便得到;

上式表明,當(dāng)P(h)和P(~h)沒有多大變化時(shí),那么e對h的認(rèn)證度將正相關(guān)于P(e|h)/P(e|~h)。如果那個(gè)所謂的通靈師不是真正會通靈術(shù),那么他能夠預(yù)測你將遇到的那個(gè)黑人的頭發(fā)的數(shù)目是極不可能的,即通靈師不會通靈術(shù)(~h)對預(yù)測頭發(fā)根數(shù)(e)的似然性(P(e|~h))基本上可以認(rèn)為是0,因此P(e|h)/P(e|~h)就非常大,進(jìn)而P(h|e)/P(h)也就很大,這樣意外的證據(jù)對于他是通靈師的認(rèn)證是非常大的。

類似地,我們會發(fā)現(xiàn)這樣的現(xiàn)象。假如證據(jù)e1被證明為真,那么比起類似于e1的證據(jù)e2,與e1不同的證據(jù)e3對假說的認(rèn)證度更大,即便是P(h|e2)和P(h|e3)沒有區(qū)別。那么貝葉斯理論怎么解釋這個(gè)現(xiàn)象呢?原因是Pi(e2|e1)>>Pi(e3|e1),根據(jù)貝葉斯定理我們得到:Pi(h|e2,e1)=Pi(h)/Pi(e1)P(e2|e1),且有 Pi(h|e3,e1)=Pi(h)/Pi(e1)Pi(e3|e1);于是得到 Pi(h|e2,e1)<< Pi(h|e3,e1),即 e3對 e2的認(rèn)證更大[9]。

貝葉斯認(rèn)證理論成功地表明,科學(xué)家的確會更喜歡驚奇、意外并且是多樣化的證據(jù)。證據(jù)的種類越多,對理論的支持就更大;而證據(jù)的意外程度越大,越是不可能,而其對假說的認(rèn)證也就更大??梢?,貝葉斯認(rèn)證理論與科學(xué)實(shí)踐在這個(gè)方面是高度符合的。

四、主觀概率與認(rèn)證度

貝葉斯認(rèn)證理論之所以優(yōu)于常規(guī)的認(rèn)證理論在于它不但可以對科學(xué)評價(jià)做定性的分析,還能導(dǎo)入主觀概率并對認(rèn)證作定量的分析。顯然,貝葉斯認(rèn)證理論的定量研究和概率的主觀主義解釋是密不可分的。這就回到一個(gè)根本的問題,即如何確定主觀概率?

按照概率的主觀主義解釋,概率是主觀置信度,那么依托于主觀置信度的認(rèn)證理論也就具有主觀性和私人性。如此一來,科學(xué)檢驗(yàn)和科學(xué)認(rèn)證的客觀性如何體現(xiàn)?這正是概率解釋的客觀主義對貝葉斯主義的最根本的置疑或挑戰(zhàn)。這一追問使得貝葉斯認(rèn)證理論對科學(xué)假說所作出的的評價(jià)讓人生疑,即因人而異的定量的認(rèn)證理論其量化測度是否是空洞的、蒼白的?如果要讓這種測度具有客觀性和公共性,是否就必須具備概率指派的一般性標(biāo)準(zhǔn),而一旦提出這種標(biāo)準(zhǔn)是否又同主觀概率解釋的主旨是相違背?如果貝葉斯理論不能回答這些置疑,那么貝葉斯認(rèn)證理論作為一種量化的認(rèn)證理論,在其哲學(xué)根基上就失去了重心,讓人難以依賴和接受。下面,我們考察貝葉斯認(rèn)證理論面對這種困境的若干可能出路:

其一,承認(rèn)主觀解釋這一基礎(chǔ)不可動搖的地位,并且將貝葉斯認(rèn)證理論置于一種理性的情景下。這里貝葉斯理論是對一個(gè)全知全能的理性人的描述,因此概率的指派問題自然就不是問題,一個(gè)符合理性的主觀置信度必定是融貫且精確的概率。這樣認(rèn)證理論就不需要標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)樨惾~斯理論只是負(fù)責(zé)說明這種方法的合理性,而不必太執(zhí)意于其是否在現(xiàn)實(shí)生活中可操作,更不是對困在各種“非理性”思想中的一般人做出描述。

其二,將主觀概率進(jìn)一步擴(kuò)展為主體間的主觀概率。即要深入到具體的知識背景中,對于一個(gè)科學(xué)事件,決定這個(gè)事件的概率的是科學(xué)共同體的主觀置信度,而科學(xué)家之間的主體間性正是能夠促成這種達(dá)成一致的主觀置信度的要素。比如在普勞特事件中,①1815年普勞特提出了一個(gè)關(guān)于元素原子量的假說,他認(rèn)為氫原子是基本元素,而所有元素的原子質(zhì)量都是氫原子質(zhì)量的整數(shù)倍。當(dāng)時(shí)化學(xué)家測得的氫的質(zhì)量是0.125,然而也測得不少元素的原子量不滿足普勞特的假說,比如當(dāng)時(shí)測得氯的質(zhì)量是35.83而不是氫的整數(shù)倍,與普勞特的預(yù)測不符。不過這些反常當(dāng)時(shí)并沒有推翻普勞特的假說,其他科學(xué)家比如著名的化學(xué)家托馬斯(Thomas Thomason)同樣也并沒有因?yàn)榉瘩g證據(jù)的出現(xiàn)而懷疑普勞特假說的真實(shí)性。參見C.Howson and P.Urbach.Scientific Reasoning.Chicago:Open Court Publishing Company,1993.當(dāng)時(shí)的科學(xué)界普遍認(rèn)為普勞特的假說正確的概率很高,因此該假說的概率可被認(rèn)定為0.9,這個(gè)概率是不以個(gè)別科學(xué)家為轉(zhuǎn)移的,它體現(xiàn)了整個(gè)科學(xué)共同體的主觀概率,這樣我們就能擺脫由于主觀概率松散的限制所引發(fā)的苛責(zé)。而對普勞特假說構(gòu)成威脅的否證性證據(jù),在當(dāng)時(shí)的背景下實(shí)際被賦予的概率是很低的。這也很符合科學(xué)家的直覺,即遇到反常時(shí)通常懷疑的不是理論本身而是證據(jù)的可靠性。

其三,在客觀解釋的影響下,主觀解釋向客觀解釋靠攏退回到一種折中的主觀解釋,即不再將概率解釋為主觀置信度,而是將主觀概率看做是對客觀概率的主觀估計(jì)。這樣既可以減少主觀概率的主觀性、私人性,從而又可以引入客觀概率的客觀性。但是這種進(jìn)路是否能解決主觀解釋的根本問題而不會引入更多新的問題,是值得進(jìn)一步思考的。

其四,通過貝葉斯理論的“意見收斂定理”,讓初始概率的主觀性和私人性淹沒在驗(yàn)后概率的客觀性和公共性之中,從而達(dá)到主觀性和客觀性的統(tǒng)一。不過,意見收斂定理對“獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn)”的要求在科學(xué)實(shí)踐中往往不能完全滿足,從而使該定理的有效性受到限制[10]。

限于篇幅,以上的討論只是初略的,我們這里旨在表明,雖然概率指派的問題對認(rèn)證理論造成一定的挑戰(zhàn),但這個(gè)困難不是根本性的,也并非不可克服的,貝葉斯理論的前景還是頗為樂觀的。

五、結(jié)束語

從前面的討論中,我們看到貝葉斯認(rèn)證理論不僅能夠定性地說明證據(jù)與假說之間的認(rèn)證關(guān)系,還能通過測度相關(guān)性函數(shù)定量地描述這種認(rèn)證關(guān)系。這種認(rèn)證關(guān)系并不是單一靜態(tài)的,而是復(fù)合多元的,隨著人類認(rèn)識水平的提高呈現(xiàn)出一幅動態(tài)的發(fā)展圖景。證據(jù)的可靠性越低、證據(jù)的意外程度越大、證據(jù)的多樣性程度越高,則證據(jù)對假說的支持會越大。隨著證據(jù)的可靠性不斷提升、可重復(fù)證據(jù)或相似證據(jù)逐步積累,證據(jù)對假說的認(rèn)證度會逐漸達(dá)到飽和,甚至于到最后完全失去對假說的認(rèn)證,而此時(shí)這些足夠豐富、足夠準(zhǔn)確的證據(jù)就會納入背景知識,或者也被稱之為舊證據(jù),從而喪失對假說的認(rèn)證效應(yīng)。要想尋求更高程度的認(rèn)證,科學(xué)家就必須訴諸全新的、有著不同經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容的預(yù)測證據(jù)來認(rèn)證假說,這樣一種動態(tài)的圖景如實(shí)反映了科學(xué)推理的一般特征,也進(jìn)一步揭示貝葉斯方法的實(shí)踐意義。然而,貝葉斯認(rèn)證理論的理論基礎(chǔ)是概率的主觀主義解釋,這里存在一個(gè)不容忽視的困境,即如果概率的解釋是主觀的,這樣得來的認(rèn)證度是否是相對的、因人而異的,如此一來,測得的認(rèn)證度將會喪失其合理性基礎(chǔ)。有顯著跡象表明,貝葉斯理論能夠在很大程度上克服這一理論困境。

致謝:本文能夠順利完成受益于陳曉平教授的悉心指導(dǎo)與珍貴的修改意見,在這里表示誠摯地感謝。

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[2]劉治,張端明.貝爾不等式及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J].湖北大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2002,24(2):131 -134.

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[6]Howson C,Urbach P.Scientific Reasoning[M].Chicago:Open Court,1992:120-123.

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[10]陳曉平.意見收斂定理與休謨問題[J].現(xiàn)代哲學(xué),2008(5):67-74.

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