趙煦：論霍金的依賴模型的實在論

On Hawking"s Model Dependent Realism

作者簡介：趙煦，河海大學馬克思主義學院副教授。

原發信息：《哲學分析》第20174期

內容提要：近年來，實在論主張層出不窮，但眾多的觀點似乎都不能為世界提供一個令人信服的說明。鑒於此，霍金提出了一種新的實在論——依賴模型的實在論。其主要觀點為：(1)一個物理理論和世界圖像是一個模型以及一組將這個模型的元素和觀測連接的規則的思想；(2)哪一個好，就用哪一個模型；(3)同時允許兩個或兩個以上相互競爭的理論模型並存。不在終極的客觀存在的有無之間作無謂的爭論，只關注理論模型的好與壞，對於自然科學的發展，有著積極的意義。這些主張使得依賴模型的實在論與科學史的實際更相符合。

關鍵詞：依賴模型的實在論/反實在論/模型/方法論

標題注釋：本文受國家社科基金青年項目「當代科學前沿背景下的思想實驗研究」(項目編號：12CZX015)、江蘇省社會科學基金重大項目「中國特色社會主義共享發展理念研究」(項目編號：15ZD001)、中央高校基本科研業務費專項資金資助(2017B18714)、江蘇省教育科學「十三五」規劃專項課題「基於思想實驗的高校德育活動創新研究」(項目編號：C-c/2016/01/17)資助。

從地心說到日心說，再到牛頓的絕對時空，人類追求的是一個穩定不變的靜態世界。進入20世紀以後，相對論為世界提供的說明取代了牛頓的經典力學所描述的世界圖景，宣告了那種如鐘錶式運作的世界的終結。而最新的科學研究表明，宇宙處於不斷的膨脹之中，而且膨脹是加速的。隨著人們的這一系列有關世界認知的觀念性的變革，科學實在論的那種客觀的世界形象早已遭到顛覆。近年來，工具實在論、結構實在論、經驗實在論等層出不窮，但其中「實在性的幼稚的觀點和現代物理不相容」①。他們眾多的觀點似乎都不能為世界提供一個令人信服的說明。出於對上述實在論主張的不滿，霍金提出了一種新的實在論主張——依賴模型的實在論。

一、依賴模型的實在論的提出

在《大設計》一書中，霍金以科幻影片《黑客帝國》所描述的一種不同類型的另類實在為例，指出影片中的人不知不覺地生活在由智慧電腦製造的模擬實在之中，而能夠保持平靜而滿意。其中的「模擬實在」對於我們絕大多數人來說，都是荒唐可笑的，它似乎與我們的實際生活無法相容，僅可作娛樂之用。但霍金卻表示，這也許沒那麼牽強，並進而提出了一個令人深思的問題：何以得知，我們不僅僅是一部電腦製作的肥皂劇中的角色呢?如果我們生活在合成的虛世界中，事件就不必具有任何邏輯或一致性或服從任何定律。但如果合成虛世界的外星人實施一致的定律，我們就無法得知這模擬的實在背後還有另一個實在，原因是這些模擬世界中的生物不能從外面注視到他們的宇宙之中，他們就沒有理由懷疑自己的實在圖像。由此，霍金得出結論：「不存在與圖像或理論無關的實在概念。」②在此基礎上他提出了依賴模型的實在論觀點：「一個物理理論和世界圖像是一個模型(通常具有數學性質)以及一組將這個模型的元素和觀測連接的規則的思想。」③

接著，霍金對他的依賴模型的實在論進行了詳細的闡述。他指出，根據依賴模型的實在論主張，「去問一個模型是否真實是無意義的，只有是否與觀測相符才有意義」④。哲學家們一直在喋喋不休地爭論理論的真與假問題，這在霍金看來，僅僅是一些無意義的不值得討論的話題。他所關心的只是理論模型是否可以與觀察或實驗的經驗數據相符合、相一致。能夠與經驗數據相符合的理論模型是有用的；反之，則沒有存在的價值。從這個意義上看，牛頓的經典力學體系，由於和「光線彎曲」的現象不相符合，因此在大尺度宇宙空間失去了存在的價值。而愛因斯坦的相對論則由於可與之相符合，因而就有了存在的根基。

不過，隨之而來的問題是，相互競爭的理論可能會同時建構出與觀測的經驗數據相符合的不同的模型。霍金表示：「如果存在兩個都和觀測相符的模型……那麼人們不能講這一個比另一個更真實。在所考慮的情形下，哪個更方便就用哪個。」⑤霍金的這一觀點與科學史的實際是相符合的。就目前人類的已有認知來看，在托勒密的地心說模型與哥白尼的日心說模型之間，就不存在真假之分，因為兩個理論模型都存在問題——宇宙既不是以地球為中心，也不是以太陽為中心。但二者之間卻有好壞之別，由於從哥白尼的那個時代科學所得到的數據來看，哥白尼的日心說可以對世界作出更為簡潔的說明，且同時面臨更少的反常現象，因此日心說模型更好，使用起來更為方便，所以逐漸得到了人們的認同。不過，在霍金的眼中，這並不否認地心說也有合理的成分。

那麼，既然可能同時存在兩個或兩個以上相互競爭的、與經驗數據都相符合的理論，那麼哪一個更為方便、更為有用呢?這是霍金必須回答的問題。因此，雖然霍金不想在理論的真與假方面參與到哲學家們的爭論之中，但由於有用性的需要，他卻必然要在理論模型的好與壞之間作出判斷。霍金認為，如果一個模型具備以下條件：

(1)它是優雅的，

(2)它包含很少任意或者可調整的元素，

(3)它和全部已有的觀測一致並能解釋之，

(4)它對將來的觀測作詳細的預言，如果這些預言不成功，觀測就能證偽這個模型。⑥

那麼，這個模型是好模型。

事實上，霍金的「好模型」的標準中，(1)和(2)都是主觀的。因為一個模型是否「優雅」，是仁者見仁智者見智的事，無法給出一個客觀的標準。而模型中所包含的元素多少才叫作「很少」呢?什麼樣的元素為「任意或者可調整的」?這都無法給出確切的答案。因此，(1)和(2)在霍金的「好模型」標準中並非剛性存在的。它們只有在相互競爭理論的比較中，才會有所顯現。而(3)和(4)由於涉及模型與經驗數據的比對，則成為一個模型「好」與「壞」的剛性判據，甚至可決定一個理論模型的生與死。需要說明的是，(3)和(4)在本質上是一致的。如果非得說二者之間有所差別的話，最多就是(3)要求模型與已有經驗數據相符合，(4)則是要求模型與未來經驗數據相符合。而不管是在與已有經驗數據，還是在與未來經驗數據相比對時，一旦出現反常現象，理論模型就可能被證偽。因此，在霍金為「好模型」所設定的衡量標準中，「好」的內在要求是「與經驗相符合」。

霍金對於模型好壞的認知，完全是以實用為準則作出判斷的。從依賴模型的實在論出發，霍金認為，似乎不存在一個單獨的數學模型或理論能夠描述宇宙的方方面面。因此，霍金相信，在M理論網路中，各種模型都能夠找到對應的位置。這樣，依賴模型的實在論就可以為當前科學的實際作出一個較為貼切的描述。

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