黑天鹅与可证伪性

可证伪性是著名科学哲学家波普尔提出的，其含义并不难理解黑天鹅代表什么意思。

波普尔发现，要证实一个全称论断，在现实中非常困难，甚至近乎是不可能完成的任务，但要否证一个全称判断，那就容易得多，因为只需要找到一个反例就够了。

图示：大自然创造出黑天鹅，大概就是用来警醒世人，刻板印象要不得

历史上欧洲人一度认为所有天鹅都是白的，直到探险家发现了黑天鹅，并把它们带回欧洲，这引发了一次巨大的思想震动，其影响力不逊色于日心说，以至于如今还有一个专门的术语——黑天鹅事件来描述它。毫无疑问，黑天鹅事件对波普尔提出可证伪性，同样有巨大启发。

让我们再举一些例子。

所有（健康成年的）鸟儿都会飞

我们只要发现了鸵鸟、企鹅等不会飞但同时又的确是鸟的动物，就知道上面那个论断是错误的。

图示：鸵鸟的确是鸟。因为生物学中鸟是这样定义的，卵生有羽毛有翅膀的恒温动物。当然还有其它特点，但并没有把会飞还是不会飞，作为判断标准之一，所以鸵鸟虽然不会飞，但它的确是鸟儿。

再来一个

所有生命都依赖于水

直到目前为止，我们的确尚未发现有能够不依赖于水就能生存繁衍的生命形式，但我们也无法就此得到结论说，这句话一定是对的。道理也很简单，就如黑天鹅一样，在发现它之前，当初的欧洲人可以认为天鹅是白的，这事儿非常天经地义，天鹅怎么可能还会有别的颜色呢？所以，焉知我们对地球生命做出的观察得出的规律性结论，能在全宇宙通用呢？

图示：火星探测器证实火星上存在大量地下水，这激发了探索火星的极大热情。火星说：I’m wet（湿），在这里是个双关语。

虽然，我们在寻找外星生命的时候，总是优先考虑水，这不过是因为，我们对需要水的生命最熟悉罢了。事实上，天体生物学家们并不真的认为生命一定就离不开水，他们设想过各种可能的不依赖水的潜在生命形式，只不过设想只是设想，除非能真的发现那样的生命存在，否则也只能作为一个脑力游戏。

波普尔提出可证伪性，有更大的雄心，他是要用这个替代亚里士多德提出的观察-归纳法。建立一个知识体系有许多方法，比如公理演绎法、观察-归纳法等。波普尔认为，科学的知识体系中，最重要的既不是演绎推理也不是观察-归纳，而是他提出的可证伪性。即任何科学定律都具有可证伪性，并且科学就是在不断地证伪中发展和前进的。

图示：知识体系的构建方法之一，基于公理的演绎法，特别适合数学这类学科

著名哲学家亚里士多德，早在数千年前就指出，除了演绎推理和形式逻辑之外，观察-归纳法是构造知识体系非常重要的方法，他说：除了数学（包括几何）这类纯粹抽象的知识领域，对真实事物的直接观察是理解它们的基础。

图示：数数肋骨有几对

但遗憾的是，亚里士多德的观察相当粗糙，比如他曾说过，人类只有八对肋骨（其实人类有12对肋骨），他还说过女人比男人的牙齿少（这可能是因为长没长智齿差异造成的误会）。当然，他说过的话很多，但其中最著名的一句可能是这句：重的比轻的落得快！

图示：正在观察动物的亚里士多德。亚里士多德。西方古代最博学的学者，也是教科书上的最著名反派，老是被推翻。知名格言：吾爱吾师，吾更爱真理。亚里士多德师从柏拉图，但他几乎反对柏拉图的所有重要观点，被人指责不够尊师，于是他就说了这句话。后人发现他学说中的谬误，并加以纠正，也正应和了他自己的格言。

等一下，这句话或者这个归纳，有什么错吗？

难道自然界中不是羽毛比石头落得慢吗？

的确，在大自然中羽毛落得是比石头慢，但因此归纳出重的比轻的落得快，将其作为法则，那就大错特错了。因为快慢之别与重量无关，而是由其他因素造成，亚里士多德没有意识到这一点，就草率地将羽毛和石头在空气中下落的速度差异，归纳为重量不同产生的差异，这就大错特错了。

比如，同样一张纸，在揉成团的情况下，明显就比它处于张开的状态下落得快，这就无法用重量差异来解释嘛。但亚里士多德威名太盛，加之重的比轻的落得快，合乎多数人的观察经验，没有人去深思这个论断背后隐藏的问题，就这样过了大约两千年，才遇到了一个敢于挑战古代权威的人，不仅挑战还挑战成功了，他当然就是大名鼎鼎的牛顿，错，是伽利略。

图示：比萨斜塔实验，这个实验伽利略本人并未做过，但据称伽利略的追随者可能做过。

伽利略通过思辨（大小石头用一根线连在一起，速度是会变快还是变慢?）和斜坡实验将亚里士多德归纳的重的比轻的落得快法则推翻，在这个过程中，伽利略敏锐的意识到阻力的存在，由此打开了现代科学的大门，牛顿三定律就是对伽利略等前辈成果的最佳总结，这也是牛顿说自己的成就是站在巨人的肩膀上完成的。爱因斯坦对伽利略也有极高的评价，他说伽利略的发现，以及他所用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，伽利略的发现和使用的方法，标志着现代物理学真正的开端！

研究科学历史的大多数史学家也同意伽利略在科学史上的重要地位，自伽利略之后，科学的发展算得上一日千里，在短短四百年时间里，人类对大自然乃至人体如何运转的了解超过从前一万年时光里得到的所有经验知识。

而在科学的发展过程中，推翻了许多前人流传下来的知识体系和思想观念，也包括自家老前辈提出的观念和法则也在推翻之列。大概正是科学发展史的激荡风云，促使波普尔思考科学发展中表现出来的更一般的本质，即他提出的可证伪性，才是促进科学快速发展的关键，而不是亚里士多德提出的观察-归纳。

当然，这种说法是否真实，其它科学哲学家有不同意见。

关于科学哲学和科学的关系嘛，我个人赞同诺奖得主，物理学天才小顽童费曼的一句话：

图示：费曼的名言，科学哲学对科学家的用处，就像鸟类学对鸟儿的用处。

费曼的意思是说，要想知道科学究竟是什么，最好的办法是自己去做一做科学研究，去成为一支鸟儿。另外，这句话也暗含着，鸟儿不是因为看了鸟类学才成为鸟儿的，意思是科学哲学对于科学本身的发展没有真正的价值，要做科学研究也不需要先了解科学哲学。

此外，波普尔还进一步提出，凡是不可证伪的陈述都不是科学的陈述。比如，我要是说太阳的核心里有一把茶壶，或者住着一个神仙。这就不是一个科学的陈述，因为我们没有任何办法探测太阳的核心，因此既无法证实也无法证否，这样的陈述，在波普尔看来就和科学无关了，同时这种不可证伪的陈述，也没有科学上的研究价值吸引不了科学的兴趣。

当然，我必须强调一下，不可证伪，未必就是虚假陈述，而且现在不可证伪也不代表未来不可证伪。另外，不可证伪的陈述，没有科学价值也不表示没有别的价值。比如，您要是画一张太阳核心里有把茶壶的画，或者写一个关于太阳里住着的神仙的故事，说不定就能发财呢 :)

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