操作主义 operationalism (Hasok Chang)

首次发表于 2009 年 7 月 16 日;实质修订于 2019 年 9 月 17 日

操作主义基于这样的直觉,即除非我们有一种测量方法,否则我们不知道一个概念的意义。它通常被认为是一种关于意义的理论,它声明“我们所指的任何概念不过是一组操作;概念与相应的操作集是同义词”(布里奇曼,1927 年,5 页)。这个激进的陈述是由美国物理学家布里奇曼在 1927 年出版的《现代物理学逻辑》中提出的。操作主义的观点最初在那本书中详细阐述,并在实践物理学家和受美国实用主义传统或新的逻辑实证主义哲学启发的人中找到了许多支持者。布里奇曼很可能并不打算提出一个精确而普遍的意义理论,或者任何系统的哲学理论。他的著作主要是“一个物理学家的思考的反映”[1],根植于实验实践,并旨在从第一人称的角度阐述科学方法。然而,随着布里奇曼的思想越来越流行,它们被塑造成了一个普遍的哲学学说“操作主义”或“操作主义”,并以这种形式在许多领域,特别是心理学的方法论辩论中产生了很大影响。无论是在哲学还是心理学中,操作主义现在通常被认为是一种极端而过时的立场,但这并不意味着早期思想的潜力已经耗尽。

这篇文章分为三个部分,每个部分都有不同的目标。第一部分介绍了布里奇曼关于操作分析的关键思想,解释了它们的动机并追溯了它们的发展历程。第二部分总结了对操作主义的各种批评,最终导致了一个普遍的哲学共识反对它。第三部分对布里奇曼关于操作分析在当今科学哲学中的剩余潜力提出了一种观点。


1. 关于操作主义的布里奇曼思想

1.1 背景和动机

帕西·威廉姆斯·布里奇曼(1882-1961)是哈佛大学的一位物理学家,他在高压物理学方面的开创性工作使他获得了 1946 年的诺贝尔奖 [2]。他的主要科学贡献得益于技术造诣:在他的实验室里,布里奇曼创造了比之前任何人都高近 100 倍的压力,并研究了各种材料在如此高压下的新颖行为。但是布里奇曼自己的成就使他陷入了困境:在如此极端的压力下,所有先前已知的压力计都失效了;他又怎么能知道他实际上达到了什么水平的压力呢?(参见 Kemble、Birch 和 Holton 1970 年)。随着他不断打破自己的压力记录,布里奇曼不得不建立一系列适用于越来越高压力的新测量方法。因此,毫无疑问,他认真思考了没有可用于测量的方法的概念的无根据性。

他哲学思维的另一个重要刺激是他与 20 世纪初的革命性新物理学的相遇。布里奇曼对科学概念的定义和意义的关注是在当时物理学家遭受的一系列现象和理论思想的冲击的整体氛围中形成的,这些现象和理论思想完全与日常预期不同,最终达到了量子力学及其“哥本哈根”解释。布里奇曼在一篇通俗文章中写道:“如果我们扩大我们的范围,我们将发现自然本质上和在其元素中既不可理解也不受法律约束”(1929 年,444 页)。

对布里奇曼思维尤为重要的是阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论。布里奇曼将 1914 年的一次意外教学任务归功于他首次真正接触到狭义相对论,这使他在试图澄清围绕该理论的混乱概念情况时感到相当困扰(布里奇曼在弗兰克 1956 年,76 页)。狭义相对论的核心是爱因斯坦认识到,判断两个在空间上分离的事件的同时性需要与判断两个发生在同一地点的事件的同时性所需的操作不同。仅仅确定后者的操作是不足以确定前者的,因此需要进一步的约定,爱因斯坦以将光束从所讨论的每个事件发送到它们位置之间的中点,并观察它们是否同时到达那里的操作形式提供了这一约定。与艾萨克·牛顿宣称他“不会定义时间、空间、位置或运动,因为这对所有人来说都是众所周知的”(引自布里奇曼 1927 年,4 页)相比,这种思维方式是多么优越!布里奇曼认为,所有物理学家,包括他自己,在概念的无意识使用上都有过失,尤其是在物理学的理论方面。

布里奇曼对这些思考的感受并不是对爱因斯坦天才的欢庆,而是对物理学的可悲状态的遗憾,这种状态迫使了爱因斯坦的革命。爱因斯坦展示了我们如何通过以不经思考的方式用旧概念进入新领域而陷入危险陷阱。任何以操作术语思考的人都会从一开始就意识到,“远距离同时性”的意义只有在指定了判断操作之后才能确定(布里奇曼 1927 年,10-16 页)。在布里奇曼看来,如果经典物理学家在做事时注重操作,爱因斯坦的革命将是不必要的。他认为,如果操作思维方式能够在第一时间静默地防止这种不合理的结构,那么未来推翻不合理结构的任何行动都将变得不必要。如果物理学不再像 1905 年那样措手不及,就需要有操作意识:“如果我们希望不再需要未出生的爱因斯坦的服务,我们必须意识到我们概念结构中的这些关节”(布里奇曼 1927 年,24 页)。

布里奇曼的冲动是要详细说明他的每一个操作可能的细节,因为任何细节都可能产生重要的差异。请注意以下段落,它受到从狭义相对论中学到的震惊的启发,即测量物体长度与其速度无关:

现在假设我们需要测量一辆行驶中的街车。最简单、也可以称之为“天真”的方法是带上我们的米尺上车,然后重复我们对静止物体所采用的操作。请注意,当街车的速度消失时,这个方法就变成了我们已经采用的极限情况。但是在这里可能会有新的细节问题。我们应该如何手持尺子跳上车呢?我们是从后面跑过去然后跳上去,还是让它从前面接我们上车?或者说现在尺子的材料是否会有所不同,尽管之前没有差别?所有这些问题都必须通过实验来回答。(布里奇曼 1927,11;强调添加)

1.2 长度作为操作主义分析的展示窗口

布里奇曼发现,即使在非常平凡的情况下,未知的挑战也是充分存在的。因此,他选择在《现代物理学逻辑》(布里奇曼 1927 年)中以最平凡的科学概念之一——长度的例子来开启他对操作主义分析的讨论。他对“基本物理限制”迫使科学家在不同的现象领域使用不同的测量操作来衡量相同的概念感到着迷和困扰。只有当我们处理与我们的人体相当的尺寸,并且测量对象相对于测量者移动缓慢时,才会使用尺子来测量长度。例如,测量到月球的距离,我们需要根据光传播该距离并返回所需的时间来推断,这也是爱因斯坦在狭义相对论中采取的程序;“天文学的空间不是一组米尺的物理空间,而是一组光波的空间”(布里奇曼 1927 年,67 页)。对于更大的距离,我们使用“光年”作为单位,但我们实际上无法使用发射光束到天空中的一个遥远的光点并等待多年,直到希望有一个反射信号返回给我们(或我们的后代)。测量太阳系以外的任何距离都需要更复杂的推理和操作:

因此,在越来越远的距离上,不仅实验精度变得更低,而且确定长度的操作本质也变得不确定...说某颗星星距离我们 105 光年实际上在概念上与说某个球门距离我们 100 米是完全不同的事情。(布里奇曼 1927 年,17-18 页;强调原文)

因此,操作主义分析揭示了长度不是一个在我们使用它的所有情况下都直接适用的同质概念:

原则上,测量长度的操作应该是唯一指定的。如果我们有多个操作集,就有多个概念,严格来说,应该有一个单独的名称与每个不同的操作集相对应。(Bridgman 1927,10;原文强调)

在实践中,科学家并不承认长度的多个概念,而 Bridgman 愿意承认,如果不同的测量操作在重叠的领域内给出相互一致的数值结果,那么可以使用相同的名称来表示一系列概念:

如果我们处理原始定义概念之外的现象,可能会发现在执行原始定义的操作时存在物理障碍,因此原始操作必须被其他操作所取代。当然,这些新操作应该被选择得如此,以便在两组操作都可以应用的领域内,在实验误差范围内给出相同的数值结果。(Bridgman 1927,23)

然而,布里奇曼将两种不同操作的结果之间的数值收敛仅视为对这两种操作所测量的内容“保留相同名称的实际理由”(布里奇曼 1927 年,16 页)。

即使在这种收敛的情况下,我们必须警惕通过使用同一个词来指代不同操作的主体而陷入概念混淆的危险。如果我们不用操作主义的良知时刻将我们引回具体的测量操作,我们可能会养成在各种不同情况下使用同一个词的懒散习惯(甚至不检查重叠领域中所需的收敛)。布里奇曼警告说:“我们的语言机制没有内置的截止点”(1959a,75 页)。同样,我们可能会被将概念表示为数字所误导,认为该概念自然地具有一个无限可扩展的刻度,因为实数线延续到无穷大。我们也很容易认为物理量必须以无限精度有意义地存在,仅仅因为我们给它们固定了一个无限可分割的数值刻度。布里奇曼发出了一个鲜明的提醒:

数学并不承认随着物理范围的增加,基本概念变得模糊,并最终完全失去物理意义,因此必须用操作上完全不同的其他概念来取代。例如,运动方程对于一颗从外部空间进入我们星系的恒星的运动和一个电子绕原子核的运动没有区别,尽管在两种情况下方程中的量的操作意义在物理上完全不同。我们的数学结构几乎迫使我们谈论电子的内部,尽管在物理上我们无法赋予这样的陈述任何意义。(布里奇曼 1927,63)

布里奇曼强调我们的概念并不会自动扩展到超出其最初定义的领域。他警告说,远离常规领域的概念很容易因缺乏适用的测量操作而变得毫无意义。在非常小的尺度上,长度的情况清楚地表明了这种危险。超出眼睛的分辨能力后,我们必须放弃尺子,转而使用各种微米计和显微镜。当我们进入原子和基本粒子的领域时,不清楚可以用什么操作来测量长度,甚至不清楚“长度”还意味着什么。

1.3 对其他物理概念的批判

在用那个令人耳目一新的对长度概念的讨论引入操作主义之后,布里奇曼发表了一系列对各种基本物理概念的批判性重新评估。他对长度的思考扩展到了对空间本质的一般评论,并且对时间概念也进行了类似的处理。他对空间和时间的观点让人想起了亨利·庞加莱和皮埃尔·杜埃姆的观点:布里奇曼指出,在经验上确定物理基本定律时必须使用时钟,而我们对时钟规律性的信心则建立在控制其机制的物理基本定律之上。假设我们试图通过测量从重物体发出的光的红移来测试广义相对论:

如果振动的原子是一个时钟,那么太阳的光就会向红外方向偏移,但我们怎么知道原子是一个时钟(有人说是,有人说不是)?如果我们发现了这种位移,我们是否从而证明了广义相对论在物理上是真实的,或者我们只是证明了原子是一个时钟,或者我们只是证明了原子与自然界其他部分之间存在一种特殊的联系,从而留下了这样的可能性,即原子既不是一个时钟,广义相对论也不是真实的?(布里奇曼 1927,72-73)

布里奇曼发现这些思考既令人解放,又令人困扰。基本的时空概念并非是唯一地由先验确定的。例如,他指出,经典力学和特殊相对论中共同的速度概念并不是唯一符合我们对速度含义的直觉的概念。考虑这个替代方案:“一个乘坐汽车的旅行者通过观察仪表板上的时钟和路上经过的里程碑来测量自己的速度。”如果我们采用这样的程序,我们会发现,如果特殊相对论关于时间膨胀是正确的,那么光的速度是无限的:根据站在路边的观察者的观察,汽车以光速行驶时,汽车上的时钟不会前进,而汽车会经过任意数量的里程碑。这种速度的替代概念将具有“给予物体无限能量后可以赋予它们的速度没有限制”的优势,这在直觉上是“自然而简单的”。但是,将无限的速度赋予光也是“非常不自然的,特别是如果我们倾向于中介观点。”因此,存在一个困境:“各种现象不能同时简单地处理。”(布里奇曼,1927 年,98-100 页)

在《现代物理学逻辑》的后半部分,布里奇曼对力、质量、能量、光和场的概念以及热力学、相对论和量子力学的理论进行了一系列引人入胜的讨论。这些思想在他余下的几十年中得到了进一步的发展,并被收集在随后的几卷著作中,包括《物理理论的本质》(1936 年)、《热力学的本质》(1941 年)、《物理学家的反思》(1950 年,第二版 1955 年)、《我们某些物理概念的本质》(1952 年)和《事物的本质》(1959a 年)。布里奇曼对经典物理学中熟悉的概念进行了深入的研究,检查它们在经典物理学的创造者所不熟悉的现象领域中是否保留了操作意义。在某些情况下,他的分析表明,即使在它们最初被创造的背景下,经典概念在操作上也是不可靠的。生命的后期,他表示他最初涉足哲学是因为他对物理学感到“不安”,特别是电动力学和热力学,其中“即使是被公认为物理学领袖的人对其基本理解也是不足够的”(布里奇曼 1959b,519)。相比之下,他认为整体上量子理论的当代发展朝着正确的方向发展,特别是在维尔纳·海森堡的版本中,它放弃了在不适用的情况下的经典概念(例如,电子的时空轨道),并在新的现象领域中创造了具有明确操作意义的新概念。然而,他对尼尔斯·玻尔的观点并不完全满意,即物理学的所有操作都需要用“日常生活或现代哲学的宏观语言”来解释;相反,他认为我们需要发展一种“更充分的宏观语言”(1959b,526)。

有趣的是,布里奇曼从未停止思考相对论。他从爱因斯坦那里得出的操作主义教训对他来说如此珍贵,以至于当爱因斯坦在广义相对论中似乎背离自己的原则时,他也毫不退缩地批评了爱因斯坦本人。早在《现代物理学的逻辑》中,他曾发表意见:“我个人质疑爱因斯坦的表述要素,比如时空的曲率,是否与直接的物理经验紧密相连,以至于能够被接受为解释方案中的终极要素,我非常感觉到需要用更亲密的物理术语来表述”(1927 年,176 页)。多年后,当布里奇曼受到 P.A.希尔普邀请为《活着的哲学家图书馆》关于爱因斯坦的专辑做出贡献时,他对爱因斯坦提出了以下“控告”:“他在广义相对论中恰恰采用了那种不加批判的、爱因斯坦之前的观点,正是这种观点在他的狭义相对论中如此令人信服地向我们展示了灾难的可能性”(布里奇曼 1949a,354 页;收录于布里奇曼 1955,337 页)。爱因斯坦对布里奇曼的反对意见不予理会,仅仅表示对于一个形式系统能够被视为物理理论,“并不需要要求它的所有断言都能够被独立地解释和‘操作性地’‘测试’”(爱因斯坦在希尔普 1949 年,679 页)。这种交流让人想起爱因斯坦对海森堡的抗议作出了愉快的不理解回应,海森堡声称他在矩阵力学中只处理直接可观测的量,这正是爱因斯坦自己的教训(海森堡 1971,62-69 页)。布里奇曼还对狭义相对论进行了进一步的操作分析,他对这一主题的晚期思考在《一个老练者对相对论的入门》(1962 年)中以遗作的形式发表。

布里奇曼对物理概念的批评自然而然地导致了对物理学中一些基本概念的哲学批判,如简单性、原子论、因果性、决定论和概率性。他还对数学及其在物理世界中的应用进行了批判性思考。在他无情的批判中,没有一块石头是布里奇曼愿意放过的。他甚至宣称:“算术,只要它声称与实际物体打交道,也受到与所有其他经验科学一样的不确定性的影响”(布里奇曼 1927 年,34 页)。

在物理学家中,布里奇曼的思考引起了强烈的共鸣,尤其是在早期。也许这是自然而然的:正如布里奇曼自己所说,操作主义起源于对“物理学家的行动”的观察(布里奇曼在弗兰克 1956 年,80 页)。杰拉尔德·霍尔顿(1995a,224 页)回忆起他自己和许多其他物理学家第一次阅读《现代物理学的逻辑》时的“令人激动的经历”,但解释说布里奇曼的工作的“巨大力量”在于“它并不是给读者带来了一个从未想过的信息,而是以清晰的方式揭示了读者一直在试图自己阐述的内容”。在玛丽·赫斯的观点中,布里奇曼只是给出了一个共同观点的“最明确的表述”,这个观点甚至被亚瑟·爱丁顿所共享,而布里奇曼对爱丁顿关于物理学的形而上学思考提出了强烈的异议:“物理量由一系列操作和计算来定义,它是这些操作和计算的结果”(引自赫斯 1952 年,218 页)。

然而,布里奇曼的哲学观点并不仅仅是物理学家广泛共享观点的表述。阿尔伯特·E·莫耶(1991 年)强调,布里奇曼的操作主义分析的作用是通过展示如何理解这些物理学家大多数人能够应对的方式,使得特殊相对论和量子力学更易于接受。但是,并非所有物理学家(或物理学哲学家)都赞同操作方式来解释新物理学,尽管这种方式与包括玻尔、海森堡和奥本海默在内的一些领域领导者的立场一致(莫耶 1991 年,376、389 页)。我们已经看到爱因斯坦对布里奇曼对相对论的解释的反对意见。马里奥·邦格(1988 年)认为,操作主义“写入了量子理论的标准(或哥本哈根)解释”,但这种解释对量子物理学的实际实践进行了明显的误解。分析狄拉克的理论版本,赫斯(1952 年)得出结论,量子理论的概念没有简单的操作意义,狄拉克的“可观测量”是没有操作定义的概念。在赫斯看来,这种情况下的概念只能从理论类比中获得其含义。

1.4 物理学之外的含义

布里奇曼还通过考虑操作主义的物理学以外的影响来扩展他的思想。至少从《现代物理学的逻辑》开始,这对他来说非常重要,他在其中冒险地提出:“当从操作的角度来审视时,许多关于社会和哲学主题的问题将被发现是毫无意义的。如果在所有的研究领域以及物理学中都采用操作模式的思维方式,无疑会极大地促进思维的清晰度”(30-32 页)。对布里奇曼来说,很明显“采用操作的观点...意味着我们所有思维习惯的深刻变革”。他知道在实践中这将是一件非常困难的事情:“操作性思维起初将被证明是一种不合群的美德;一个人将发现自己永远无法理解朋友们最简单的对话,并且通过要求解释每个论点中最简单的术语而使自己普遍不受欢迎”。也许这个随意的评论是即将发生的事情的征兆,因为布里奇曼最终会发现自己相当孤立和受到误解,即使在那些认为他的哲学思想值得讨论的人中,正如我们将在第 2 节中看到的那样。

布里奇曼没有详细发展他关于操作主义的思想,与物理学以外的任何其他科学相关,显然满足于将这项工作留给各个领域的专家。其他一些科学家和哲学家确实接受了布里奇曼对操作主义改革的呼吁,产生了有趣的结果。现在,可以说操作主义并没有从根本上改变物理学的实践,大多数物理学家只是在他断言对他们来说是常识的范围内追随他。在其他物理科学中,情况可能也类似。例如,操作思维一直是化学的重要组成部分,有时明确地如此,例如拉瓦锡耶的著名“操作”定义化学元素为尚未进一步分解的物质。大卫·赫尔(1968 年)指出,生物学中的一些关键术语因不具备操作性而受到批评,并呼吁对此问题持有细致入微的观点。休·佩特里(1971 年)抱怨,源于对操作主义的误解的实证主义教条对社会科学产生了负面影响。莫耶(1991 年,393-394 页)记录了布里奇曼对芝加哥大学经济学家亨利·舒尔茨的影响,以及保罗·萨缪尔森早期工作中强烈而明确的操作主义倾向。保罗·马歇尔(1979 年)在特别关注政治学的同时,认为操作主义在社会科学中留下了方法论的遗产,远远超出了它在科学哲学中的衰落。

最受操作主义影响并明确受到影响的领域是心理学。行为主义心理学家采用了操作主义(或者在心理学中更常被称为操作主义)作为他们与传统心理学家的斗争武器,尤其是那些将内省视为心理学知识最重要来源的心理学家。哈佛大学心理学家埃德温·伯灵(1886-1968)将布里奇曼的哲学视为实证主义的现代替代品,并似乎创造了“操作主义”这个术语(参见沃尔特 1990 年,178 页)。也许是伯灵的学生斯坦利·史密斯·斯蒂文斯(1906-1973)在心理学中最积极地推动操作主义(哈德卡斯尔 1994 年;费斯特 2005 年)。斯蒂文斯认为,操作主义是增加心理学实验和论述严谨性的可靠方法,他断言“对于科学而言,体验就是有差别地反应”,因为这些反应是科学可以公开测量和记录的(费斯特 2005 年,136 页)。回应布里奇曼对爱因斯坦的看法,斯蒂文斯在 1935 年宣称:“将终结革命可能性的革命是定义和验证概念的直接程序。……这样的程序是通过诉诸决定概念的具体操作来测试概念的含义。我们可以称之为操作主义”(沃尔特 1990 年,180 页引用)。

在他对心理学的具体研究中,史蒂文斯专注于心理物理学,从他在博林的指导下撰写的博士论文开始,该论文探讨了音调的感知属性。心理学中另一个著名的操作主义者是爱德华·查斯·托尔曼(1886-1959),他也是哈佛大学的博士,大部分时间在加州大学伯克利分校任教。从他对老鼠问题解决行为的研究开始,托尔曼对欲望进行了操作性处理,例如将饥饿操作化为“上次进食以来的时间”。托尔曼并没有否认饥饿是一种主观感受,也不是他研究的主要对象,但他坚持在实验中控制饥饿程度需要可操作的操作,这样科学家才能掌握与主观体验相关的东西(参见 Feest 2005,136-138)。根据古斯塔夫·伯格曼的评估,操作主义帮助行为主义从最初的形而上学的沃森派变为现代版本(伯格曼在弗兰克 1956 年,53 页)。

尽管操作主义行为主义在某些领域非常受欢迎,但即使在美国心理学界也从未达成完全共识。最出人意料的反对意见可能来自布里奇曼本人。行为主义者希望利用操作来实现心理学的客观性,对他们来说,这意味着将心理学的话语从描述私人经验的尝试中剥离出来。在布里奇曼看来,这完全是错误的做法,我们将在下面的 2.4 节中详细讨论。布里奇曼与斯蒂文斯进行了一些讨论,但发现后者对“操作思想”的热情实际上是对他无法赞同的东西。到 1936 年,他私下表示:“我已经对他失望透顶了”(引自沃尔特,1990 年,184 页)。布里奇曼与 B·F·斯金纳(1904-1990)的分歧甚至更为严重,导致两人之间的争论持续了很长时间(霍尔顿,2005 年;沃尔特,1990 年,188-192 页)。操作主义成为心理学中的一个极具争议的话题,这在 1945 年《心理评论》的一期专题中得到了体现,该专题是由博林提议的关于操作主义的座谈会(博林对该运动保持了一定距离的支持)。

乌尔扬娜·费斯特认为,操作主义在心理学中留下了持久且积极的遗产。操作主义的最大原则规定,心理学家应该通过指定典范实验条件来为概念提供操作性定义,并且这仍然是一种有用的方法论原则(费斯特,2011 年,403 页)。在费斯特看来,对心理学中操作主义的充分理解只有第二代操作主义者才能达到,他们有意识地采用了她所称的方法论(而不是实证主义)解读操作主义。费斯特的分析支持 R.C.格雷斯(2001 年)的观点,即早期的操作主义心理学家犯了一个错误,即采用了布里奇曼思想的非常限制版本,但这个错误在 20 世纪 50 年代通过采用“多元”或“收敛”操作主义得到了纠正。这些复杂的操作主义者并不认为操作性定义能够给出概念的完整和固定含义,而是将其作为临时工具来辅助他们的科学研究。正如费斯特所说:“我相信,在提供操作性定义时,科学家们通过说明哪些经验指标被视为概念指称的指示物,部分和暂时地指定了他们对某些概念的使用方式。”(费斯特,2005 年,133 页;原文强调)

2. 对操作主义的批评

尽管布里奇曼的思想一开始很受欢迎,但到了 20 世纪中叶,哲学家和具有哲学思维的科学家中普遍对其持强烈批评态度。操作主义引发了许多备受关注的辩论,其中包括 1953 年美国科学促进会(AAAS)年会上举行的一次研讨会(发表在弗兰克 1956 年的文章中),以及上述提到的《心理评论》期刊。在这些场合,布里奇曼试图完善和捍卫自己的观点,但同时也发现辩论的方向让他感到惊讶和不安。在他对 AAAS 研讨会的贡献中,他惊叹道:

我似乎没有比其他人更适合开启这个讨论的理由。当我听论文时,我感到自己只与这个被称为“操作主义”的东西有历史联系。简而言之,我觉得我创造了一个弗兰肯斯坦,它肯定已经脱离了我的控制。我厌恶“操作主义”或“操作主义”的说法,这似乎暗示了一种教条,或者至少是某种论题。我构想的东西太简单,不值得用如此自负的名字来尊重它。(布里奇曼在弗兰克 1956 年的文章中,75-76 页)

然而,可以说对哲学和科学产生更重要影响的并非布里奇曼自己关于操作分析的思想,而是操作主义这个弗兰肯斯坦,因此对操作主义的调查必须涉及其他人对他们所看到的操作主义的反应。在讨论过程中,我将尝试指出一些对布里奇曼的思想存在明显误解的地方,以及布里奇曼本人存在矛盾或模糊的地方,而不仅仅是被误解。

鉴于布里奇曼(Bridgman)的思想发表的时机和背景,围绕这些思想的哲学辩论在很大程度上与逻辑实证主义有关,而逻辑实证主义正对美国哲学界产生了重大影响。年轻的赫伯特·费格尔(Herbert Feigl,1902-1988)在莫里茨·施利克(Moritz Schlick)的亲自介绍下于 1930 年来到哈佛大学,目的明确是向布里奇曼学习,尽管后者警告他没有太多可教的东西(Walter 1990,164-165;Moyer 1991,391)。布里奇曼对操作主义的坚持至少在表面上与逻辑实证主义的意义验证理论相似。伯格曼(Bergmann)认为布里奇曼给出了后者的“科学家版本”(Bergmann in Frank 1956,55),卡尔·亨普尔(Carl Hempel)认为操作主义和逻辑实证主义“密切相关”(Hempel in Frank 1956,56)。可以看出,来自世界级科学家的类似哲学教义如何引起逻辑实证主义者的想象力。

然而,当受到专业哲学家的审查时,布里奇曼的思想很快被揭示为不系统和不发展的,他自己也自由承认了这一点。此外,显然他的思想并没有帮助逻辑实证主义者解决他们所苦苦挣扎的关键问题。初期的迷恋过后,对操作主义的标准实证主义(和后实证主义)反应是失望,操作主义经常被视为一种未能实现承诺的失败哲学。

2.1 操作定义并不能穷尽意义

在操作主义作为意义理论方面,实证主义者对布里奇曼的失望表现得尤为明显。有一系列的反对意见,总体上抱怨操作定义并没有给出概念意义的充分解释,即使在与相关概念明显相关的操作存在的情况下。

这里问题的核心是对意义的过于限制的概念,将其简化为测量;我将其称为布里奇曼的简化意义学说。尽管布里奇曼并没有提出一个普遍的哲学意义理论,但他的言论表明他有这样的冲动。考虑以下陈述,其中我已经引用了最后一部分:

如果我们能够告诉任何物体的长度是多少,那么显然我们知道我们所指的长度是什么,对于物理学家来说,没有更多的要求。要找到一个物体的长度,我们必须进行一定的物理操作。因此,当测量长度的操作被确定时,长度的概念也就确定了:也就是说,长度的概念包括的内容不多不少,正是确定长度的一系列操作。一般来说,我们所指的任何概念都不过是一组操作;概念与相应的操作集是同义的。(布里奇曼 1927,5)

同样地,他还展示了使用操作来作为意义的标准的冲动:“如果一个具体的问题有意义,必须能够找到操作来回答它。”(布里奇曼 1927,28)

从布里奇曼的困境中我们可以得出一个教训,那就是意义是难以控制和混乱的。布里奇曼所希望的对科学概念意义的绝对控制是不可能的。能够实现的最大控制是科学界就一个明确的定义达成一致并予以尊重。但是,即使是明确的定义也只能限制概念的使用。整个世界可以同意用巴黎的标准米(或某种原子辐射的波长)来定义长度,但这远远不能穷尽我们对长度的所有意义。布里奇曼自己后来明确承认,他将意义与操作视为同义词的说法“在脱离上下文的情况下显然太过分了”(1938,117)。特别是与“意义即使用”这一概念相比,后者常被追溯到路德维希·维特根斯坦的后期工作,很容易认识到布里奇曼最初观念的狭隘性。布里奇曼对他的观念的后期阐述实际上更接近维特根斯坦的后期观点:“要知道我所使用的术语的意义,显然我必须知道我将使用该术语的条件”(1938,116)。由于测量操作只提供了一个概念被使用的具体背景,操作定义只能涵盖意义的一个特定方面。

认识到布里奇曼早期关于意义的限制性言论,为我们理解对操作主义的一种常见反对提供了一个有用的框架。正如唐纳德·吉利斯(1972 年,6-7 页)强调的那样,如果我们接受最极端的操作主义,那么问一个测量方法是否有效就没有意义;如果测量方法定义了概念,并且概念的意义没有其他更多的内容,那么测量方法就自动有效,作为一种约定或甚至是自明的真理。计量有效性只有在概念具有比其测量方法规范更广泛的意义时才成为一个有趣的问题。不仅布里奇曼本人,而且第二代操作主义心理学家在他们对构念效度的讨论中非常清楚地认识到了这一点(例如,克朗巴赫和米尔 1955 年)。如果测量方法与概念意义的其他方面相一致,那么可以说测量方法是有效的。通过这种方式,我们还可以判断一个操作定义(或任何其他类型的定义)是否合适,取决于它与概念意义的其他要素的协调程度以及它对其他意义要素的控制程度。

2.2 并非所有有用概念都需要操作定义

到目前为止,我已经注意到操作主义并不能充分表达一个概念的意义。更进一步,许多操作主义的批评者认为,并不是每个良好的科学概念都需要有一个操作性的定义。如果操作主义意味着要求每个概念和每个推理步骤都具有直接的操作意义,那么它构成了一种过于限制性的经验主义。有时候,布里奇曼似乎确实提出了这样的要求,正如在上面 1.3 节中讨论的那个令人痛心的情节中所示,他批评爱因斯坦在相对论的一般理论中背离了自己的操作主义教训。爱因斯坦的观点是,如果非操作性的概念能够产生良好的结果,物理学家没有理由回避使用它们。

爱因斯坦在方法论上自觉地机会主义,但哲学家们希望找到一个更普遍的理由,以使科学理论摆脱操作主义的微观管理。对于操作主义者来说,问题的关键在于理论概念在科学中非常有用。布里奇曼实际上早就承认存在一些良好的理论概念,无法直接进行操作化,他以固体内的应力和应变(1927 年,53-54 页)以及量子力学中的波函数(布里奇曼在弗兰克 1956 年,79 页)为例说明了这一点。布里奇曼清楚地看到这些理论概念只与物理操作间接相关,但他并没有看到任何问题。事实上,他甚至说:“操作观点永远不会对理论物理学家自由探索任何自由的思维构建的后果产生丝毫限制”(布里奇曼在弗兰克 1956 年,79 页;另见布里奇曼 1949b,256 页)。唯一需要的是理论体系最终与操作实践有所联系。然而,在这种情况下,布里奇曼的观点与爱因斯坦的观点是一致的,正如物理学家 R.B. 林赛指出的那样(林赛在弗兰克 1956 年,71-72 页)。

布里奇曼在理论概念问题上的立场很复杂,也许并不完全自洽(我将在第 3.3 节中回到这一点)。对操作主义的一种常见反对意见是基于一种误解,揭示了布里奇曼与他的大多数批评者之间的本质差异。经常有人说操作主义不可能正确,因为每个科学概念可以用多种方式进行测量。这种批评是基于这样的假设:所讨论的概念具有统一性,这意味着它的定义也必须是统一的。如果有多种测量方法都适用于一个概念,那么测量方法就不能提供统一的定义;相反,必须提供一些理论解释,说明所考虑的各种操作如何用于测量同一事物。相比之下,布里奇曼没有这种概念统一的假设。对他来说,最初的立场是,如果有不同的测量方法,我们就有不同的概念,就像他所说的“触觉”和“光学”长度是两个不同的概念。现在,可能存在一个现实的方面,不同的测量操作都能达到这一点,但这是需要证明的,而不是从一开始就假设的。如果满足数值收敛的最低条件,即两个测量操作具有重叠范围并且它们的结果在重叠部分一致,那么可以考虑统一性的可能性。尽管如此,布里奇曼对于我们是否可以从这种数值收敛中推断出真正的概念统一性仍持有一些怀疑态度。

布里奇曼对概念统一的矛盾态度引发了对科学概念和理论系统性重要性的严重担忧,这一担忧最为敏锐地由亨普尔(Hempel)(1966 年,91-97 页)表达出来。亨普尔认为,布里奇曼的怀疑谨慎将导致科学的不可容忍的碎片化。他认为这将导致“长度、温度和所有其他科学概念的激增,这不仅在实践上难以处理,而且在理论上无穷无尽。”亨普尔担心的是,布里奇曼对安全的追求使他对科学的最终目标之一变得盲目,“即获得一个简单、系统统一的经验现象解释/理论”(Hempel 1966 年,94 页)。在类似的观点上,林赛(Lindsay)(1937 年,458 页)早先曾主张,“这种概念的孤立将使物理科学的目标完全失败,这个目标是以最少的概念提供对物理经验的简单和经济的描述。”布里奇曼对这种简单、统一的自然解释/理论的可行性表示了严重的怀疑,我将在第 3.4 节中进一步解释。但是亨普尔和其他人确实能够设想到这一点。亨普尔指出,随着科学的发展,不断增长和加厚的“法则线索”网络将各种“节点概念”与其他概念联系起来,因为进一步发现了经验定律。亨普尔认为,保持这种加厚的概念网络的系统性和简单性至关重要;为此,“概念形成和理论形成必须同时进行”(Hempel 1966 年,97 页)。这又往往需要“修改最初为某些核心概念采用的操作准则”(Hempel 1966 年,95 页)。操作主义将妨碍这种灵活性。

2.3 什么是操作?

除了操作定义是否足够或必要的问题之外,实际上并不清楚操作是什么类型的事物,以及如何进行具体规定。这个问题早在很早之前就被注意到和讨论过(例如,参见 Hearnshaw 1941)。表面层次的直觉很简单:重要的操作是涉及物理仪器的测量操作。但从一开始,布里奇曼(Bridgman)(1927 年,5 页)也指出,如果涉及的概念是心理的(例如,在数学中),那么固定含义的操作也是心理的。他知道测量操作涉及的不仅仅是物理仪器的操作;至少在数据的处理和分析中还涉及记录和计算,并且还有将该复杂过程的各个部分联系起来的心理行为。以最简单的例子来说,计数操作是一种心理操作,但它是许多“物理”过程的一个组成部分。他将这种关键的非物理操作称为“纸笔”操作。布里奇曼对于人们普遍误解操作技术的最广泛观念感到遗憾,即认为它要求物理学中的所有概念都必须仅通过实验室中的物理操作来找到它们的含义(Bridgman 1938,122-124;也参见 Bridgman 1959b,522)。后来,他对操作进行了大致分类,分为仪器操作、心理/语言操作和纸笔操作(Bridgman 1959a,3 页)。

当我们问到目的的问题时,这个问题变得更加尖锐:操作分析的目标是什么,哪些操作适合实现这些目标?在区分了各种类型的操作之后,布里奇曼还必须处理一个问题,即不同类型是否具有不同的认识价值,超越了他最初对工具操作的直观偏爱。例如,如果操作化一个概念的目的是使其意义清晰明确,这意味着使用“可以明确执行的操作”(布里奇曼 1938 年,119),那么为什么纸笔操作,如构造欧几里得几何图形,不仅仅是工具操作一样好呢?最后,他愿意放弃对工具操作的任何终极特权。但是,他仍然在可能的情况下偏爱它们,没有给出令人信服的理由(布里奇曼 1938 年,127)。

因此,布里奇曼对操作的性质和功能的立场从一开始就是不稳定的。各种评论家都正确地关注了这一点。最重要的争议点是物理或工具操作是否具有任何特殊的认识优势,以及为什么具有这种优势。耶鲁大学物理学家亨利·马格诺明简明地表达了这一观点:

操作主义是一种强调在确保可行的情况下,需要诉诸工具程序以建立意义的态度。布里奇曼否认它作为一种哲学的地位,这样做是明智的,因为作为一种普遍观点...它无法以一种能够挽救这种观点的方式来定义“工具程序”的含义,因为这要么是平凡的(如果将“工具”解释为包括符号、心理和纸笔操作),要么是过于限制性的(如果所有操作都是实验室程序)。(马格诺明在弗兰克 1956 年,45)

正如人们可以想象的那样,这个困境也阻碍了在心理学中使用操作分析的尝试。心理研究中的操作不可避免地涉及口头指令、报告和反应。很难争辩说这些心理或口头操作在可靠性或意义上优于内省报告心理状态,而操作主义者却努力将其排除在科学心理学之外。

布里奇曼本人对操作的性质问题感到困扰,并在晚年承认他并没有真正提供“使操作合适的分析”,或者“操作可以用什么术语来指定”(布里奇曼在弗兰克 1956 年,77 页)。在布里奇曼为霍尔顿委托的《现代物理学逻辑》30 年回顾中,表达了更深的悲观情绪:“现在对我来说,我曾经认为我有能力……彻底分析我们的思维装置的运作,以至于我可以自信地期望耗尽这个主题并消除我无法抵御的新思想的可能性”(布里奇曼 1959b,520 页)。

2.4 操作是私有的还是公开的?

在我完成对操作主义批判的讨论之前,还需要提及一个问题:操作的隐私。现在可能不太被广泛记得,但这是一个问题,即布里奇曼的立场引起了最严重的不理解和反对,甚至来自许多自称为操作主义者的人。

这场争论中的标志性时刻发生在 1939 年的第五届国际科学统一大会上,该大会在哈佛大学举行,是“维也纳流派在流亡中”的活动的高潮之一(参见霍尔顿 1995b)。布里奇曼受邀在此次会议上发表演讲,选择了题为“科学:公共还是私人?”的演讲。在这一点上,尽管表面上有亲缘关系,但他的企图与逻辑实证主义项目根本不一致:

我想称之为科学的过程是一个涉及不断理解意义、不断评估重要性的过程,伴随着持续检查以确保我正在做我想做的事情,以及判断正确与否。这种检查、判断和接受共同构成了理解,它们由我来完成,没有人可以替代我来完成。它们就像我的牙痛一样私人,没有它们科学就死了。(布里奇曼 1955,56)

实证主义者和行为主义者之所以接受操作主义,是因为他们认为操作是公开、客观和可验证的,而私人经验则不然。但布里奇曼坚持认为操作是私人经验的事情。他认为仅仅凭借他人的证词作为真实可靠的依据,或者将他人执行的操作报告视为与自己执行和经历的操作相同类型的事情是没有依据的。在一篇后来的论文《智能的新视野》中,他宣称:“科学只有在承认自己的主观或个体方面时才是真正客观的”(布里奇曼,1955 年,556 页)。正如霍尔顿所说(2005 年,74 页),布里奇曼在操作分析中的动力是“将聚光灯投射在可执行的行动上,尤其是他自己执行的行动上。最终,他是一个私人主义者,以至于他被指责为唯我论者,而他几乎没有反对这一指责。”在他的认识论个体主义中,布里奇曼或许只有英国科学哲学协会创始人赫伯特·丁格尔可以与之媲美,丁格尔是 20 世纪著名的科学哲学家之一(参见丁格尔,1950 年)。

布里奇曼在认识论和社会生活中的个人主义倾向与逻辑实证主义对知识和社会的愿景形成了鲜明对比,尤其是奥托·诺伊拉特(1882-1945)推动的实证主义流派。后者对私人的厌恶使他甚至将第一手观察报告表达为第三人称的时空事件,如下所示:“奥托在 3:17 的记录:[奥托在 3:16 的言语思考是:(在 3:15 的时候,奥托察觉到房间里有一张桌子)]。”(诺伊拉特 1932-33 [1983, p. 93])。布里奇曼坚决反对诺伊拉特对个人经验的客体化。对他来说,操作提供了最好的避难所,以免科学被不确定性的海洋吞噬,而相对的确定性只有在他从自己的操作中学习,而不是从其他人的二手报告中学习才有可能。在这方面,布里奇曼更接近莫里茨·施利克(1882-1936)所代表的逻辑实证主义流派,后者坚持将直接经验视为知识的最终裁决者。施利克(1930 [1979])承认经验是短暂的,只能提供瞬时的验证点,而不是任何持久的“基础”,可以建立知识。在这方面,布里奇曼的操作更有希望,因为操作应该是可重复的,因此对操作及其结果的描述将是持久的。然而,正如我们将在第 3.4 节中看到的那样,事情并不是那么简单。

正如 Holton(1995a; 2005)从他的第一手观察中报道的那样,操作主义的隐私(以及科学的隐私)对于布里奇曼来说并不是一种无所事事的哲学信条。在实验室里,他尽可能地亲自完成大部分工作,使用少数助手,并亲自制作大部分仪器。Holton(1995a,222-223)引用了以下报告,作为布里奇曼工作方式的典型例子:“只要遵守所有预防措施,就很容易在 7 至 8 小时内钻一个长达 17 英寸的孔”-也就是说,钻一个像铅笔芯那么细的孔,在一块非常硬的钢块上。在学术生活中,布里奇曼(1955,44)公开抱怨“强调我们所有活动在本质上都是社会性的智力时尚”。至于他的社会和政治著作,它们常常是为了澄清“聪明个体”在社会中的地位而进行的痛苦尝试。他毫不掩饰地是精英主义者,既代表有天赋的个体,也代表科学家群体,并主张给予科学家适当的特殊待遇最终将使社会受益(即,社会中的所有个体)。Maila Walter 观察到(1990,192-193):“在科学家和科学哲学家的社区中,布里奇曼已成为激进存在主义主观主义的孤独发言人”,更类似于莱因霍尔德·尼布尔的存在主义神学,而不是任何公认的科学哲学。布里奇曼的坚定个人主义一直持续到最后,在一种痛苦的晚期终末疾病阶段自行实施了安乐死(参见 Holton 1995a,226-227)。

3. 操作主义的当前相关性

操作主义只是一种历史上的奇闻吗?在本节中,我想对操作主义与当前科学哲学中的一些问题的相关性给予综合性的观点。

3.1 操作作为科学实践的分析单位

正如已经指出的,布里奇曼的思想首先在逻辑实证主义对语言和意义的关注中获得认可;因此,操作主义主要被视为关于意义的教义,并因此被证明是不足够的。在那个背景下,大多数哲学家放弃了它是合理的。布里奇曼曾试图超越被支持者和批评者共同采用的操作主义的流行讽刺形象。这些尝试从未得到足够的关注,但它们提供了一些宝贵的教训,并展示了他的观点可以被解释和扩展的许多有益方向。

继续倾听他在 1953 年 AAAS 会议上的回顾是有用的,前面已经引用过。布里奇曼告诉我们,他所倡导的只是:

一种态度或观点,由持续进行操作分析的实践产生。就任何教条而言,这里仅仅是一种信念,即分析行为或事件而不是对象或实体会更好,因为它能使我们更进一步。(布里奇曼在弗兰克 1956 年,76 页)

在他关于“操作分析”的论文中,布里奇曼(1938 年,115-116 页)已经指出,在试图理解科学如何工作时,“主题...是某种活动”。他将“活动”和“操作”等同起来,而“操作”一词只是强调了所讨论的活动的指向性。在他最后的一部哲学总论《事物的本质》中,布里奇曼回到了这个主题,并指出操作分析只是“一种以活动为基础的分析的特例 - 行为或事件”,而不是“以对象或静态抽象为基础的分析”,或者“以事物或静态元素为基础的分析”(1959a,3 页;也见 1959b,522 页)。

如果我们从后来的布里奇曼那里获得灵感,我们可以将他视为实践导向的科学哲学的指南。我们可以抛开他的意义简化主义教条、他对确定性的清教式追求以及他对工具操作相对于其他类型操作的矛盾偏爱。布里奇曼所开始但从未完全完成的是一种以活动为术语对科学进行哲学分析的系统和完整方式。操作为科学的哲学家(和历史学家)提供了一个非常有用的分析单位:行动或事件,与对象、陈述、信念、理论、范式、研究计划等相对。操作的概念应该为纳入关于科学实践本质的某些非常有价值的见解提供一个有效的框架,包括路德维希·维特根斯坦(1953 年)关于语言游戏的思想、迈克尔·波兰尼(1958 年)关于隐性知识的思想、玛乔丽·格林(1974 年)关于知识主体的思想以及伊恩·哈金(1983 年)关于实验调查中的直接干预的思想。

为了将布里奇曼的操作分析发展成为一种完整的科学实践哲学,我们需要进一步发展和阐述他的思想的一些方面。首先,正如上面 2.3 节中所指出的,我们需要一个更清晰、更详细的操作分类法,而不是试图在一开始就说哪种类型更好或更差。从这个角度来看,不同类型的操作不应被视为问题或烦恼。布里奇曼提供的分类太过宽泛,因此我们需要确定和描述具体的操作,还要区分简单和基本的操作与更复杂的操作。例如,使用米尺进行长度测量的操作可以分析为仪器操作的对齐和连接,感知操作的判断空间巧合,以及心理操作的计数。假设测试的操作(在“接受的观点”中)可以分析为简单的演绎预测操作、实验观察操作,以及推导和观察结果之间的比较。在理解这些操作时,我们需要对科学家作为执行操作的主体进行详细的解释;在这里,我们回到了布里奇曼对自由个体的关注,但也涉及与其他个体的基本社会互动。对操作的全面理解需要理解主体的目的(部分基于科学的基本目标)、假设(包括对特定类型活动至关重要的形而上学原则)以及技能和能力(包括隐性维度)。 如果我们能够对构成科学实践的操作进行如此详尽的描述,我们将能够兑现布里奇曼的承诺:“将分析转化为行动或事件而不是对象或实体,因为这样做更好,更能推动我们前进。””

3.2 操作主义作为一种扩展的哲学

上面我提出了一种新的操作主义作为科学实践分析的有希望的框架。布里奇曼的思想和态度对于实践科学家是否还具有现实意义?从上文第 1 节的讨论中应该清楚,布里奇曼的意图是改革科学实践本身,而不仅仅是对其二阶分析,因此我们必须问他的改革议程是否对当前科学还有什么意义。对于一般读者来说,布里奇曼的写作很多时候似乎是一系列关于各种概念和陈述无意义的激进抱怨。但他对怀疑批判并不感兴趣,他认为这只是一种空洞和不加选择的哲学练习。当一个概念被扩展到新的情境中,其中定义该概念的熟悉操作不再适用时,他最担心。他的论证常常带有破旧立新的味道,因为他非常擅长识别一个概念被不经思考地扩展到新的领域,而大多数人甚至没有意识到这种扩展已经发生。从他从爱因斯坦那里得到的方法论教训到他在自己的高压物理学中获得的洞见,布里奇曼操作主义的一个重要焦点是对概念扩展到未知领域的调控。

布里奇曼有力地提醒我们,测量操作并没有无限的应用领域,因此我们的概念结构在操作意义改变的地方有“接缝”。但是,如果在不连续的骨头周围没有连续的组织,就不会有“接缝”。更直白地说:如果我们将意义完全归结为测量操作,那么在测量操作明显不连续的地方,就没有可能假设或要求任何意义的连续性。当我们有两个不同的操作,在重叠的领域给出收敛的结果时,我们如何判断我们所拥有的是两个无关量的测量值的偶然收敛,还是由两种不同方法测量的统一概念?一些批评家认为,只有借助理论才能给出答案(例如,林赛 1937 年,458 页;吉利斯 1972 年,23 页)。在我看来,这并不总是必要的,因为理论并不是语义连续性的唯一来源。有些仪器操作并非计量操作,而这些操作可以提供一种意义的连续性,以便对计量有效性进行评判(见第 2.1 节)。我们可以将操作主义视为一种有用且可行的警告,不要在没有操作依据的情况下进行概念扩展。

18 世纪的一个家常例子很好地说明了这一点:英国陶工乔西亚·韦奇伍德(1730-1795)为了扩展温度标尺以涵盖他的窑炉中非常高的温度(在这些温度下,汞蒸发和玻璃熔化),做出了努力。所有先前已知的温度计在这个高温范围内都失效了,所以韦奇伍德觉得有必要发明一个全新的测量标准(类似于布里奇曼在他的高压实验室中)。韦奇伍德注意到非常高的温度会使黏土收缩,并通过假设收缩量与“红热”之后的温度成正比来创建一个温度标尺。由于他的标尺的起点(红热,定义为 0)已经超过了汞温度计定义的沸点,韦奇伍德的标尺与汞温度计定义的温度标尺完全脱节。后来,为了满足广泛需求,以更常见的术语阐明他的标尺的含义,韦奇伍德通过一个中间标准(银的热膨胀)将他的标尺转换为华氏度,该标准与汞标尺的高端和黏土标尺的低端重叠。(这个过程产生了一些不太可能的数字,例如他的空气炉温度为 21,877°F。)看起来,韦奇伍德最初确实做了操作主义良心所指示的事情:由于新仪器在任何可靠的先前温度计范围内都没有运作,他制作了一个全新的标尺。为什么这不是诚实的做法,而且也足够了呢?为什么每个人,包括韦奇伍德自己,都觉得有必要用华氏汞标尺来解释韦奇伍德的黏土标尺?为什么人们如此强烈地渴望连续扩展,而不是一个不连续的操作集合似乎已经满足了所有必要的实际目的?

在韦奇伍德案例中,概念扩展的冲动源于一种普遍感觉,即在测温范围中存在一种与日常温度连续意义的属性。在温度的理论概念得到明确定义和共识之前,这种感觉从何而来?如果我们仔细观察情况,就会发现热测温和日常温度之间存在许多微妙而常常未被言明的联系。首先,我们通过长时间加热将物体带入热测温领域,也就是说,通过持续应用导致日常温度升高的普通过程。同样,导致日常温度下降的冷却原因也会将物体从热测温降至日常温度;这正是在热量测温法中发生的情况(或者当我们将非常热的物体放在冷空气中一段时间)。这些具体的物理操作提供了两个领域之间操作意义的连续性,而这两个领域并没有通过共同的测量标准相连接。在这里,我们需要明确一点,即布里奇曼已经暗示过的:并非所有的仪器操作都是测量操作(例如,我们可能知道如何使铁熔化,但并不因此获得任何关于发生这种情况的温度的精确概念)。即使在狭义的仪器意义上,操作意义也比测量方法规定的意义更广泛。

上述列出的联系都基于关于温度的非常基本的定性因果假设:火使其直接作用的任何普通物体的温度升高;如果两个温度不同的物体彼此接触,它们的温度趋向于接近。还有半定量的联系。人们认为,消耗更多的燃料应该导致产生更多的热量,这在一定程度上基于能量守恒的原始概念。人们假设传递给物体的热量大致与其温度变化的量成比例(除了状态变化和干扰影响),这种假设基于对温度作为“热度程度”的粗略但牢固的理解。因此,例如,当一个坩埚放在一个稳定的火上时,人们假设其内容物的温度将稳步上升,直到达到某个最大值。这正是化学家约翰·弗雷德里克·丹尼尔(1790-1845)用来批评韦奇伍德一些结果的推理方式:

现在,几乎每个人都知道,银在达到明亮的红热后很快就会熔化,每个实际的化学家都曾在使用银坩埚时付出代价。无论是燃料的消耗,还是为了产生这种效果而增加的气流,都不能使我们相信银的熔点比在白天完全可见的红热高 4 1/2 倍。同样,根据同样的理由,也不可能认为完全的红热为 1077° [F],而铁的焊接温度为 12,777° [F],那么铸铁的熔点就会高出 5000° 以上。铁的焊接肯定应该被视为初期熔化。(引自张 2004 年,149 页)

类似的粗略假设也被用于将温度扩展到非常低的温度(超过汞和酒精的冰点)。

这些案例说明,即使没有确切的测量操作,概念也可以在理论不确定、经验稀缺的全新领域中得到扩展。我们从一个在有限情境下具有稳定含义的使用网络的概念开始。这种概念的扩展包括在相邻领域中给它一个同样可靠的使用网络,也与之前的网络可靠地相连。这种扩展可以通过各种方式实现,包括理论的任意规定和形而上学的假设,但操作方法是最可靠的方法。具体而明确的操作,无论是仪器、心理还是纸笔类型的操作,都可以在新领域中开始一个稳定的含义骨架。随着新含义的所有要素在操作上得到明确定义,也就有可能在每一步尝试将它们相互连接起来,并检查整个含义的连贯性。(将这样一个有意识的过程与理论方程中的术语必须在变量给定的整个数学范围内具有相同含义的模糊假设进行比较。)以这种方式的操作主义可以作为一种安全的概念扩展方法,完全与亨普尔所担心的那种碎片化相反。这种操作主义不会破坏系统的统一性;相反,它是在强烈经验主义的知识体系中实现尽可能多系统统一的最佳策略。

3.3 操作主义作为增加经验内容的策略

概念扩展是重要的,特别是因为它是布里奇曼思想的一个关键初衷之一,但它只是操作主义故事的一部分。从更一般的角度来看,操作主义可以被视为增加科学理论经验内容的策略。什么是经验内容?卡尔·波普尔认为,理论的经验内容是被其禁止的世界状态的数量。关于自然法则,他说:“它们禁止的越多,它们说的就越多”(波普尔,1972 年,41 页)。或者,稍微正式一些:“我将陈述 p 的经验内容定义为其潜在的伪证者类”(120 页)。类似地,但避开严格的伪证主义措辞,伊姆雷·拉卡托斯将经验内容理解为经验可测试预测的数量。在波普尔和拉卡托斯主义学说衰退后,哲学科学领域这些天我们很少听到关于经验内容的讨论,但对于布里奇曼和许多其他操作主义者来说,这是一个关键问题之一。

如果我们将操作主义视为增加经验内容的承诺,那么布里奇曼并不是一个以黑白方式判断概念的专横法官。相反,他将操作分析作为自我诊断和自我改进的工具。他对推进科学感兴趣,而不是对其进行挑剔;像笛卡尔一样,他将怀疑主义作为实现更积极目标的手段。在这方面,邦格(1988 年,341 页)认为“操作定义”是一个误称,我们应该使用“指标假设”来代替,这些假设提供了不可观察属性和可观察属性之间的联系。在我看来,布里奇曼的事业可以很好地理解为当今所谓的“概念工程”的一个例子(参见卡佩伦 2018 年和布伦 2016 年与卡尔纳普的阐释的联系)。概念可以被设计成不同的目标,而在操作主义的情况下,最重要的关注点是使它们在经验上尽可能有意义。

操作主义的格言可以表述如下:通过使用操作上明确定义的概念来维持和增加理论的经验内容。很难制定出确切的经验内容的定量度量,但我们至少可以说,经验内容的数量取决于理论所指定的经验可测试关系的数量。而这又取决于可独立测量的参数数量。增加独立参数的数量,或者至少保持不变,是布里奇曼试图通过操作主义实现的目标之一。我认为,这正是他不喜欢在新领域中没有测量操作支持的概念扩展的关键原因之一。而且在我看来,这个教训对于操作主义心理学家来说比物理学家更加深入人心,正如费斯特(2010 年;2012 年)在她对操作定义应该如何理解为实验研究工具的讨论中所解释的那样。

要沿着布里奇曼的思路继续思考,考虑一下这个有趣的段落,乍一看似乎又是对无意义的抱怨。但是到最后,主要观点变得明显,即对经验内容减少的担忧。

电子直径为 10-13 厘米的陈述可能意味着什么?再次,唯一的答案是通过检查获得数字 10-13 的操作来找到的。这个数字是通过解决从电动力学场方程导出的某些方程,其中插入了通过实验获得的某些数值数据而得到的。因此,长度的概念现在已经被修改,以包括包含在场方程中的电力理论,并且最重要的是,假设将这些方程从可以通过实验证明的维度扩展到一个其正确性是当今物理学中最重要和最有问题的问题之一的区域。要确定场方程在小尺度上是否正确,我们必须验证方程所要求的电力和磁力与空间坐标之间的关系,以确定其中涉及的长度测量。但是,如果这些空间坐标不能在方程之外独立地给出意义,不仅方程的尝试验证是不可能的,而且问题本身是没有意义的。如果我们坚持仅仅使用长度的概念,我们就会陷入一个恶性循环。事实上,长度的概念作为一个独立的事物消失了,并以一种复杂的方式与其他概念融合在一起,所有这些概念本身也因此而改变,结果是在描述这个层次的自然时使用的概念总数减少了。[6](布里奇曼 1927 年,21-22)

这种在操作上有意义的概念数量的减少几乎必然会导致可以进行经验测试的关系数量的相应减少。一个好的科学家会对这种减少经验内容的前景进行斗争。

这种对经验内容的关注也解释了为什么布里奇曼对卡尔·亨普尔和威拉德·范·奥尔曼·奎因等主流后实证主义哲学关于概念形成和经验意义的论述不满意。正如第 2.2 节中所指出的,布里奇曼并不反对理论科学创造一个概念和法则体系,只在某些点上与观察相联系。然而,奎因的整体主义认为,经验意义的单位是整个知识体系,对于增加那些与经验接触的点并没有特别关注。布里奇曼的理想是尽可能使每个概念操作化,而每个非操作化的情况都在他的脑海中引起了警报。

认识到经验内容的重要性有助于我们理解布里奇曼对理论概念的复杂态度。在《现代物理学逻辑》的一个鲜为人知的章节中,他讨论了他所称之为“心理构建”的科学概念,特别是那些为了“使我们能够处理我们不能直接通过感官体验到的物理情境,但我们通过间接和推理与之接触”而创建的概念(1927 年,53-60 页)。并非所有的构建都是相同的:

重要的是,我们的构建可以分为两类:除了进入构建定义的操作之外,没有其他物理操作与之对应的构建,以及可以进行其他操作的构建,或者可以通过物理上不同的操作方式进行多种替代定义的构建。构建的这种特性差异可以预期与基本的物理差异相对应,而这些物理差异在物理学家的思维中很容易被忽视。(布里奇曼 1927 年,59-60 页)

他们在辩论他的思想的哲学家思考中也很容易被忽视。布里奇曼在这里所说的完全与他的学说的常见形象相反。当涉及到“物理学充满的”构造时,布里奇曼不仅承认一个概念可以对应于许多不同的操作,甚至暗示这种操作意义的多样性是“我们所指的事物的现实性不是直接由经验给出的”。在这些思想的说明中,布里奇曼认为固体内的应力概念具有物理实在性,但电场概念则没有,因为后者只通过力和电荷来表现自己,而这些是它的定义(布里奇曼 1927 年,57 页)。这归结为一个理论概念如果没有直接的操作意义,只有在它作为连接两个或多个具有操作意义的概念的中介者时才是有价值的,从而创建一个经验上可验证的关系。实际上,这与第 2.2 节中引用的亨普尔的观点并没有太大不同,只是强调不同。

3.4 作为复杂性揭示者的操作分析

在结束时,我想从布里奇曼的观点中提出一个洞见,这在操作主义的讨论中通常没有被认可,但实际上在最近的科学哲学中已经成为一个重要的争议点。这就是复杂性的问题。在 1.1 节中,我已经引用了布里奇曼关于自然界最终“既不可理解也不受法律支配”的令人困惑的说法。事实证明,那不是一个孤立的随意言论。布里奇曼操作主义的一个重要方面是对确定性的追求,而这种追求在科学中获得任何确定性的可能性方面更加绝望,至少如果科学家们寻求一种简单而统一的知识体系的话。布里奇曼宣称他相信“外部世界的物体和事件是如此复杂,以至于任何口头结构都无法复制它的所有方面。”他悲叹道:“即使在物理学中,这一点也没有得到足够的重视,例如能量的实体化。能量概念的各个方面所涵盖的情况的总体太复杂,无法通过任何简单的口头工具来复制。”(布里奇曼,引自弗兰克,1956 年,78 页)

布里奇曼对自然复杂性的看法也直接影响了操作分析本身在提供清晰和精确性方面的限制。从《现代物理学的逻辑》开始,布里奇曼强调“所有测量结果只是近似值”;他说,这个显而易见的事实“潜在地贯穿了我们所有的讨论”。他最终将这归因于人类经验的本质: “所有的经验似乎都是这种性质的;我们对任何事物都没有完全清晰的知识,而我们所有的经验都被一片不确定的暮光区所包围,我们尚未深入其中。这个暮光区与任何其他实验之外的区域一样,都是一个未被探索的地区”(1927 年,33 页)。这表明了操作的确定性的根本限制:“操作本身当然是从经验中得出的,也应该具有模糊的不确定性边缘”(1927 年,36 页)。布里奇曼对操作分析揭示的复杂性保持着明确的认识,他在生命的晚年表示“操作分析总是可以推到尖锐消失的地步”(布里奇曼在弗兰克 1956 年,78 页),并且“操作分析没有任何绝对或最终的东西”(布里奇曼 1959b,522 页)。尽管如此,他不会放弃推进,这是为了尽可能达到更高的清晰度。

布里奇曼对抗自己怀疑和悲观的良心的斗争是一场英勇的斗争。经过几十年的操作主义思考,他得出了“一个孤立的人的图景……在现象的绿洲中,他永远无法超越,因为在其边界之外,他的思想所需的操作是不可能的”(布里奇曼,1955 年,540 页)。这个图景迫使他产生了一种深深的谦卑感,正如他在科学方法上的著名声明中所表达的:“科学方法,只要它是一种方法,无非是用自己的思想尽力而为,毫无保留”(1955 年,535 页)。保持这种谦卑感将有助于我们发展布里奇曼未完成的思想,创造一种新的操作主义,充分尊重自然和人类科学实践的复杂性和丰富性。

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