化学认识的确证

不同的理论，其具体情况千差万别，把实践标准简单化是不能令人满意地解决化学理论的判定问题的。然而化学实验结果对理论假说的支持毕竟是极有意义的。它虽然很难最终判定理论的真理性，却可以在很大程度上影响人们对化学理论的选择和取舍。一个理论所做出的预言被实践确认为正确者的数量越多，则这一理论被证实的程度越高。这里，理论与客观实际相符合的程度称为逼真度；理论在科学实践中得到经验事实支持的程度称为理论的确证度。
     在一定的历史条件下，对于相互竞争的两个理论，人们当然选择确证度比较高的理论。例如，18世纪后期法国化学家普鲁斯特和贝特雷关于化合物组成问题的争论，因为当时还没有发现存在着组成不确定的贝特雷体，而使普鲁斯特的定组成定律确证度较高，获得了广泛的支持；然而后来化学发展到了一定的阶段，人们发现了一些组成不确定的化合物，证明贝特雷的观点也是有道理的。可以看出，确证度和逼真度是两个不同的概念。贝特雷的观点在当时确证度很低，并不意味着它必定是错误的。事实上我们永远也难以确切地获知理论的逼真度究竟是多少。虽然在某个理论假说的指导下我们可能取得令人震惊的成就，但也很难说因此就足以判定我们的认识是绝对正确的。实用主义者才会得出那种简单的结论。19世纪德国著名的化学家李比希有一次到英国参观化工厂，在制造柏林蓝的车间里看到架在火上的大锅里正在熬制染料，工人在不断地用力搅拌，发出很大的声响。他们解释说，搅拌的响声越大，制出的柏林蓝质量就越好。表面上看起来，这是一个得到经验事实支持的命题，似乎应当被承认为正确的认识。然而李比希指出，大力搅拌并不是必需的，只要加一点铁的化合物就可以了。因为大声搅拌的目的无非是想蹭下更多的铁屑。这不仅浪费人力而且不能保证质量。因果性的联系并不是表面的，而是潜藏在事物表象的背后。当然，理论的确证度毕竟为我们提供了一种相对说来比较可靠的手段，并与支持相应理论的经验证据直接相联系。
     从归纳的观点看，虽然我们不可能清楚把握理论的逼真度，但理论确证度的不断提高却给我们提供了科学进步的信念。同时，理论确证度的引入也给统计概率这一数学工具提供了一显身手的机会。理论确证度作为理论评价的标准面临两个困难：其一，它暗含的前提必然是把所有的确证事例同等看待。这是不符合实际情况的。门捷列夫元素周期理论提出之后发现了许多元素，其中镓、锗、钪三个元素的发现对这一理论所提供的支持，要远远高出于其它元素。这是化学史的事实；其二，由于理论的内容所表述的是普遍性的命题，而人类实践可能提供的确证事例总是有限的，因而概率必然趋向于零。后一困难，我们可以借助于辅助假设以及在数学上引入一些规定来设法解决，已经有人在这方面做了不少工作。①前一问题则表明我们对于理论检验的理解过于狭隘。不同的经验事实（不同时空背景下的自然事物的运动变化）对于外在于我们而独立的自然规律的印证是没有什么区别的。然而科学活动毕竟是由科学研究主体来完成的，不同的确证事例和不同的背景知识都极大地影响着人们对理论的确认程度。因而必须考虑人的因素。理论评价终究是人所做出并且仅仅是相对于人而言的。我们不能只考虑事例的单纯累加而不考虑事例的质的多样性，不考虑理论检验的严峻性要求。
     当然，正面事例相关的原则和事例的多样性原则或检验的严峻性要求之间并不是绝对对立的。在理论的确证中，我们可以既要求证据包含充分多的事例，又要求事例包含充分多的种类；既要相当的数量又要较高的质量，把检验中质和量的方面的要求统一起来。在化学理论的检验过程中，首先，要采用严格定量的方法，提高化学实验的精确度和精密度。化学理论的检验只有立足于可靠的实验才可能获得高度的确证。在普鲁斯特和贝特雷的前述论争中，贝特雷的实验是粗糙的，不精确的，而普鲁斯特的实验则是严格而精确的，从而就增加了他的理论的置信度；其次，在化学理论的检验中必须遵循多样性的原则。人们很早就注意到，证据对于理论的支持程度不仅取决于证据的数量，而且还取决于证据的种类。例如燃烧后物质重量变轻这一命题，如果限于在有机物中寻找根据，当然可以提供不断增加的确证事例，但只要越出了这个范围比如用金属的煅烧来检验，就很容易把它推翻。遵从事例的多样性原则，就要力求避免重复旧证据而努力增加新证据。
     为此，必须不断地改变实验条件，在新的实验过程中进行检验；第三，化学理论还必须经受严峻性检验。所谓严峻性检验，就是说如果单以背景知识为前提，某检验结果出现的可能性很小，但如果以背景知识和被检验理论一起作为前提，则该检验结果出现的可能性较大。这样，我们便说，相对于背景知识的这一检验是对该理论的一个严峻的检验。例如，关于无机物与有机物统一的思想。在化学发展早期，由于有机物都是从生命物质中提取或分离出来的，因此使人们形成了一个错误的观念，认为有机物是不能通过无机物合成得到的。1828年维勒由氰酸和氨合成尿素的成功则打破了这一界限。然而自然哲学家们辩解说，氰酸和氨仍是从有机体中提取的，因而他的发现在这一方面未能产生戏剧性的轰动。这是由于实验的严峻性不足而影响到说服力的一个例子。直到1844年以后由于柯尔柏等人完全从无机物出发合成出醋酸等有机物取得成功，才真正完成了这一检验。可见，一个理论的预言，按当时的背景知识实现的可能性越小，则预言检验的严峻性程度越高，从而对理论的支持也就越有力。