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认识到科学理论不能定论性地被证明或否证以及哲学家的重构与科学中实际发生的事很少类似以后，一个反应是全然抛弃科学是按照某种特别的方法进行的一种理性活动这一观念。正是这种反应使得哲学家保尔·费耶阿本德(Feyerabend, 1975)写了一本题为《反对方法：无政府主义认识论纲要》的书。按照隐藏在费耶阿本德晚期著作中的最极端的观点，科学并没有什么特别的特点，使它在根本上优于例如古代神话或巫毒教等其他种类的知识。对科学的高度尊重似乎是一种现代宗教，扮演着与早期欧洲基督教一样的角色。这暗示科学理论之间的选择被归结为由主观价值和个人愿望决定的选择。
从社会学或所谓"后现代"观点写作的晚近作者也持有与费耶阿本德相同的科学理性怀疑论。
本书反对对传统科学观和科学方法遇到的困难作出这种反应。本书努力接受费耶阿本德以及其他许多人的挑战中合理的东西，但同时要提供一种能够把握科学独特和特别的特点的科学观，并能够回答他们的挑战。
第一章科学是从经验事实推导出来的知识
1．广泛持有的常识科学观
我在导论中提出，"科学导源于事实"这个口号抓住了认为科学知识的独特特点是什么的流行观念。在本书前面4章，这种观点要受到批判审查。我们将发现，这个口号隐涵的许多东西不能得到辩护。然而，我们也将发现，这个口号并非完全误导，我将试图提出它的一个可辩护的版本。
当人们声称科学之所以特殊是因为它基于事实时，他们推定事实是关于世界的主张，仔细地、没有偏见地使用感官就可以直接确立这些主张。科学必须建立在我们能够看到听到和触摸到的东西之上，而不是建立在个人意见或思辨想象之上。如果对世界进行仔细的、没有偏见的观察，那么用这种方式确立的事实就构成科学的可靠的、客观的基础。其次，如果将我们从这个事实基础推到构成科学知识的定律和理论的推理是可靠的，那么就可以认为这样得到的知识本身是牢靠地建立的和客观的。上面一席话是我们熟悉的故事的梗概，这个故事反映在关于科学的众多的著作中。J. J. 戴维斯在他的论科学方法一书中写道："科学是建立在事实基础上的结构"(1968, p. 8)，科学方法是H. D. 安东尼(1948, p. 145)仔细阐述的一个主题，他说：
引起同传统决裂的与其说是伽利略所作的观察和实验，不如说是他对观察和实验的态度。对他来说，基于现察和实验的事实被当作事实来对待，而与某种先入之见无关……观察的事实可能符合也可能不符合人们承认的宇宙图式，但是，在伽利略看来，重要的事情是接受这些事实，并且建立符合这些事实的理论。
安东尼在这里不仅清楚表达了科学知识基于由观察和实验确立的事实这一观点，而且描述了这一观念的历史性转折，这样做绝不是他一个人。一个有影响的主张是，作为历史事实，现代科学产生于17世纪初，那时人们认真采纳了将观察事实作为科学基础的战略。那些信奉和利用这个科学诞生故事的人认为，在17世纪以前，可观察事实没有被认真当作知识的基础。这个熟悉的故事继续说，那时是相反，知识主要建基于权威，尤其是哲学家亚里士多德的权威和圣经的权威。仅当这种权威受到像伽利略那样一些新科学的先驱例诉诸经验的挑战，现代科学才成为可能。下面经常讲述的有关伽利略和比萨斜塔的故事取自罗博塔姆(1918, pp. 27-29)，这个故事精确地领会了这个观念：
伽利略第一次与大学教授们比试与他研究落体运动定律有关。亚里士多德一条公认的公理是落体的速度受它们各自的重量制约：例如，重两磅的石头下落的速度比重一磅的快两倍。在伽利略否定这条规则以前，没有人对它的正确性提出过疑问。他宣称，重量与物质无关；两个重量不等的物体同时到达地面。由于教授们嘲笑他的声明，伽利略决定在公开的场合进行试验。于是，他邀请大学全体师生都来亲自目睹他要在斜塔上做的实验。在一个确定的日子的早晨，伽利略在大学师生和市民在场下登上塔顶，他带了两个球来，一个球重100磅，另一个重1磅。他将球在胸墙边小心放好，将它们推落；目睹两个球均匀落下，在下一个瞬间，一声巨响，她们同时撞击地面。老传统是错误的，以青年发现者为代表的现代科学获得了她应有的地位。
试图将认为科学知识来源于事实的这种常识科学观加以形式化的两个学派是经验主义者和实证主义者。17和18世纪的英国经验主义者，尤其是约翰·洛克、乔治·贝克莱和大卫·休谟认为，所有知识应该来源于观念，而观念是借助感觉植入心中。实证主义者对事实是什么持一种更为宽泛而更少心理学导向的观点，但也持有经验主义者认为知识应该来源于经验事实的观点。逻辑实证主义者，1920年代起源于维也纳的一个哲学学派，继承19世纪奥古斯特·孔德引入的实证主义，将它形式化，密切注意科学知识与事实之间关系的逻辑形式。经验主义和实证主义均持认为科学知识应该以某种方式来源于观察事实的常识观。
在科学来源于事实的主张中有两个完全不同的问题。一个问题涉及这些"事实"的性质以及科学家如何得到这些事实。第二个问题涉及一旦获得事实后，如何从事实导出构成我们知识的定律和理论。我们将依次探讨这两个问题，这一章和下面两章将讨论科学赖以建立的事实的性质，第4章讨论科学知识如何从事实导出的问题。
在常识观中，关于事实应是科学基础的立场可区分出三个成分。它们是：
(1)事实是通过感觉直接给予仔细的没
有偏见的观察者的。
(2)事实先于，并独立于理论。
(3)事实构成科学知识结实而可靠
的基础。
我们将会看到，这些主张每一个都面临
困难，只有在非常限定的形式中才能接受它们。
2. 眼见为实
部分是因为视觉是观察世界最广泛使用的感觉，部分是为了方便，我将对观察的讨论限于视觉领域。在大多数情况下，不难了解可以将这里提供的论证重组一下就能应用于其他感觉。一个简单的视觉观可以叙述如下。人用他们的眼睛看。人眼最重要的成分是晶体和视网膜。来自被看物体的光线通过介质从物体到达晶体。晶体物质使光线折射，使它们到达视网膜焦点，于是形成物体的映像。到此为止，眼睛的功能活动类似照相机。但记录最后映像的方式有很大不同。视觉神经从视网膜通到脑的中枢皮层。这些神经携带有关光线落到视网膜不同区域的信息。正是脑记录这一信息使人类观察者看到物体。当然，可以在这个简单化的描述上添加许多细节，但这里的叙述把握了总的概念。
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