眼睛的故事 (13) 科學的前設 (The Presumptions of Science)

Augustus Comte (1798-1857)

科學的前設 (The Presumptions of Science)

科學哲學家 (Philosophers of Science) 專注於探討科學的本質。十八世紀的科學哲學家奧古斯特•孔德(Auguste Comte, 1798-1857) 觀察人類知識的歷史進程而提出 “三階段定律” (law of three phases)。

第一階段：神學 (theological) 所有知識皆訴諸上帝的啟示，由教會掌控。這個階段一直到啟蒙運動 (enlightenment)才結束。
第二階段：哲學 (metaphysical) 所有知識皆訴諸理性的思考，由哲學家主
宰。這個階段由啟蒙運動開始，一直到法國大革命結束。
第三階段：科學 (positive) 所有知識皆訴諸感官的驗證，由科學家操盤。

孔德主張，唯有能夠通過感官驗證的知識才是真確的 (positive)。這種強調感官驗證重要性的主張後來就被稱為實證論 (empiricism)。

到了第一次世界大戰之前，由“第一維也納學派”(First Vienna Circle) 的學者們將孔德所提出的實證論，加上十七世紀的理性主義 (rationalism)，他們主張，真正的知識，應該是根據來自由感官的客觀觀察，在加上理性的邏輯推理來獲得。這種學說被稱為“邏輯實證論”(Logical Empiricism)。邏輯實證論可以說是今日科學輝煌成就的哲學理論基礎。

邏輯實證論是被建立於下列諸多前設 (presumption) 的信念上面：

1. 可以接受客觀觀察 (objective observation) 的客體存在 (object) 是真實的存在 (realism)。
2. 人類的眼睛可以精確的觀察到外在客體存在的真相。
3. 人類的符號語言能夠真確的表達與描述人類眼睛所觀察到的現象。
4. 科學的描述是可以用實證的方法來證明其正確性 (verifiability)。
5. 能經由實證方法驗證的科學論述是唯一有意義 (meaningful) 與實用 (pragmatic) 的論述。
6. 科學論述具有解釋 (explanation) 一切現象的能力。
7. 科學論述是放諸四海皆準的真理，不會受個人或社會文化信念所影響。
8. 所有科學真理都彼此相通 (commensurable) 且可以簡化 (reductionism)成為最終合一 (unity)，宇宙 (Universe) 真的是單句 (uni-verse)。

上述這些邏輯實證論的每一條前設都受到來自各方學者的挑戰。我在這個眼睛的故事系列中所要和大家探討的只是針對邏輯實證論之第二個前設“人類的眼睛可以精確的觀察到外在客體存在的真相” 的信念，提出目前從視覺生理學、視覺心理學的發現，特別是有關視錯覺的現象，讓我們瞭解這個前設並沒有得到有關人類視覺現象研究發現所支持。

成長的故事 (3) – 兒時歡樂

初中畢業時又重返兒時歡樂之天堂 "姑娘樓仔" 攝影留念

想到我兒時的歡樂時光，李叔同先生所作那個兒歌 “憶兒時” 的曲調就響在耳邊。如果您和我也成長於相同的年代，那麼我相信您對下面這首兒歌當是耳熟能詳了。

Boomp3.com

請打開電腦的喇叭來享受這首憶兒時
想播放請用滑鼠右鍵壓下藍色三角形記號即可

這首兒歌是由李叔同先生填詞，曲調取自美國民謠 “我那陽光燦爛的老家” (My Dear Old Sunny Home)，是由海斯 (W.S. Hays) 所譜曲的。

春去秋來 歲月如流 遊子傷漂泊
回憶兒時 家居嬉戲 光景宛如昨
茅屋三椽 老梅一樹 樹底迷藏捉
高枝啼鳥 小川游魚 曾把閒情托
兒時歡樂 兒時歡樂 斯樂不可作
兒時歡樂 兒時歡樂 斯樂不可作

姑娘樓仔那條小水溝頭靠東邊圍牆那個漂亮的圓形小水池是我們兒時遊玩的天堂。小水池四圍都是高聳的樹木環繞著，從東邊圍牆底部那個小洞將圍牆外邊水溝的水引進這個小水池。圍牆外面住著一戶農家。他們家有一位和我們年齡相當的男孩子，叫作阿明。我們這些住在王爺宮附近的小孩想要進到這個天堂去遊玩，必須設法從姑娘樓仔入口的大門，趁著大人不注意的時候溜進去，只要能夠在被發現之前，想辦法溜到這個大樹環繞的小水池邊，並且記得不要發出太大的吵鬧聲音，我們就可以在樹蔭的遮蔽下，安心的玩整個下午，既不會被蘭醫師夫婦發現，也沒有炙熱的陽光照射。如果不幸在從入口處跑到小水池邊之途中被蘭醫師或蘭醫師娘發現，或是我們玩得太得意忘形，發出太大的聲響而吵到蘭醫師夫婦，他們就會出來把我們驅逐出境。因為我們的噪音會騷擾他們午休的清靜。阿明是我們遊玩的頭目。只要我們成功的溜到那小水池邊，我們會吹一聲口哨作為聯絡的暗號。不久，圍牆外面會傳回來阿明回應的口哨聲，我們就會看見阿明矯捷的身影迅速的翻過紅磚圍牆，再沿著圍牆邊的樹幹輕悄悄的溜下來。

阿明會帶著我們在小水池中撈大肚魚。有時候，我們會在小水溝中，用泥巴圍起一道臨時的水壩，讓水壩下游水溝中的水流光，然後我們便可以在水溝底的爛泥巴中摸“雨鰡”(泥鰍)。我們也會用空容器裝水溝中的水，到樹下草地上去灌“肚猴”(蟋蟀)。有時候，阿明不知道從那裡弄來一小截香煙屁股與火柴，他會爬到樹上去抓 “肚錠”(蜥蝪)，然後把那一小截香煙屁股點燃，再塞入那隻“肚錠”的嘴巴裡面。我們這群孩子，就圍繞看這隻可憐的“肚錠”被阿明抓住尾巴，倒掛著身體，一面扭動身驅，企圖逃逸，一面又猛吸那一小截煙屁股，吐出陣陣白煙，還被這煙燻得咳嗽連連，淚流滿面。在水池中撈大肚魚、圍水壩摸雨鰡、用水灌肚猴等玩意兒我都敢玩，可是我就是不敢伸手去抓那肚錠的尾巴，就怕被它轉過頭來咬我一口。

當水果成熟時，我們更是快樂，我們可以爬到樹上去摘龍眼、採荔枝、拔楊桃下來吃。但是對於那兩棵又粗又高的芒果樹，我們就爬不上去了。看著高高掛在樹梢那熟透黃色的芒果，我們便會設法用石頭去丟那些芒果。運氣好的話，芒果會被石頭擊中而應聲掉下，我們便一擁而上到草地中去尋找那顆掉下的芒果。有時候太高興歡呼而驚醒正在午睡中的蘭醫師夫婦，蘭醫師便會走到二樓的陽台上來趕我們離開。我們便會立刻全體臥倒在草叢中，等他進去房間以後，再繼續我們丟石頭打芒果的遊戲。

在炎熱的夏天，週末時刻，蘭醫師夫婦有時候會准許我們和他們家的兩個孩子大衛、約翰一起到他們家東邊的游泳池去游泳。但是我們家境貧窮，買不起泳褲，我媽媽也不許我們下水游泳。我們就穿著內褲下去玩水。到了傍晚，該回家的時刻，濕搭搭的內褲怎麼穿回家呢？我們就把內褲脫下來，放在水泥網球場上曬太陽，哥兒們光著屁股，在草地網球場上玩抓鬼的遊戲。不久，炙熱的陽光就把我們的內褲曬乾了，我們才穿戴整齊回家去。記憶中，每次回家都會被母親叫過來詢問，是否曾偷下水游泳。我們也都異口同聲否認。但是，我媽媽會叫我們過去，用她的手指甲稍微刮我們的皮膚，如果游過泳，立刻會被括出一些白色的粉末來。當然，結果當然是免不了要挨一頓打罵。我還記得，有一次我弟弟因為在水裡發生腳抽筋而沉到游泳池底。我自己也還不太會游泳，只是亂玩水而已。正驚慌失措不知如何是好的時候，大衛就勇敢的游過去，潛入游泳池底把我的弟弟拖出水面，救了我弟弟一命。

家裡沒錢可以買腳踏車讓我們學騎。我就趁著蘭醫師午睡的時候，偷偷的到他們家一樓那個停放腳踏車的平台上，把他那一輛28吋的腳踏車，牽下來在水泥網球場上練習騎腳踏車。可是我的身裁還矮小，蘭醫師那28吋腳踏車又很高大，我根本就跳不上去。只好用“籠狗孔”的方法，把自己的身體斜斜的鑽過那部腳踏車前面那三角形的鐵管架之中，就這樣歪歪的學騎腳踏車。慢慢的，我學會這樣子騎那輛28吋的腳踏車了。有一次，我自信滿滿的從那高高的平台上，就用“籠狗孔”的方法將腳踏車從斜坡騎了下來，那裡知道，騎到前面那條小水溝邊，應當向右轉九十度時，卻由於車速過快，轉彎轉不過去，整台腳踏車連我整個人就摔進那條小水溝裡，造成很大的噪音，而且我的左手肘關節附近也給跌斷了骨頭。我從小水溝中爬出來，用右手扶著跌斷的左手，嚎啕大哭的走回家去。爸爸請家裡附近的“接骨師”來，用中醫的方法用竹片幫我固定，並敷上厚厚的草藥。由於接得不是太正，我的左手臂從此就有一點向外彎曲的變形。

害我跌斷左手肘的那輛28吋腳踏車

有時候，蘭醫師娘也會教我們玩家家酒的遊戲。我們長大以後有一年的聖誕節，蘭醫師娘把我們當年玩結婚典禮的家家酒遊戲的黑白照片做成耶誕賀寄給我們留念，我才發現，在那張照片裡面，我居然是扮演證婚牧師的角色，我弟弟則是站在扮演新郎的大衛後面那一位扮演來賓的角色，至於新娘是誰扮演的，我就認不出來了。

蘭醫師夫婦與兩個兒子親筆簽名的寶貴聖誕卡

上篇姑娘樓仔文章登出後，有讀者希望我能夠將姑娘樓仔的平面圖稍微畫出來。我嘗試就我記憶所及，畫出簡圖如下：

上篇文章中的猜人活動結果答案揭曉如下:

眼睛的故事 (12) 科學與觀察 (Science and Observation)

科學與觀察 (Science and Observation)



一般來說，科學是經由反覆多次 (repetitive) 對客觀存在實體 (objective reality) 之客觀觀察 (objective observation)，以及利用歸納法 (induction) 將所觀察到的現象與其互動關係來加以歸納，盼望能夠找出一些放諸四海皆準、有關被觀察現象彼此間互動關係的簡單公式。最有名的應該是由愛因斯坦所提出的 E=MC²。

由初步觀察的結果，加上適當的歸納，所產生的初階關係公式 (preliminary relation formula) 被稱為“假說”(hypothesis)。根據這個假說，以及由這個假說再加上演譯法 (deduction) 所產生的次發性公式 (secondary formula)，我們可以設計出一些更進一步的觀察實驗，藉此來檢驗這個假說的可靠性 (reliability)。當一個被提出來的假說，經過許多次進一步觀察或實驗 [在特別掌控與操作環境下之觀察] 的結果，並沒有發現這個假說無法解釋的現象時，這個假說將漸漸的被大家接受，而被稱為“理論”(theory)。理論如果再經過更長的時間以及更多的觀察與實驗的結果，還是找不到這個理論所無法解釋的現象時，大家就會將這個理論升級為“定律”(law)。 定律大概是科學家根據觀察與妥善的推理所能達到的最高境界。

根據卡爾布伯 (Karl Popper, 1902-1994) 的理論，經由觀察與歸納的方法所產生的科學假說、理論、或是定律，都是科學家們經由小心觀察，大胆猜測之下所產生的暫時性臆測 (tentative conjectures)。被提出的暫時性臆測必須經過多次多人的重覆類似觀察與實驗，來尋找其是否有錯誤。這種可能被驗證為錯誤 (falsifiability) 的特性正是科學的本質之一。因此，一個科學的假說、理論、或是定律，每次經過一次的觀察或實驗的檢驗時，只能得到被該次觀察推翻 (refuted) 或是尚未被該次觀察推翻的結果。最好的觀察或實驗也無法證明 (prove) 該假說、理論、或定律為真理 (truth)。科學家並不企求發現宇宙間的真理或真相。科學家只盼望能夠經由小心的反覆觀察與歸納，而發現可以有效描述與預測自然現象間互動關係的簡單公式。這個公式被提出來，是暫時性的，期待經由更多次的觀察與實驗來驗證其可靠性 (reliability) [亦即其可重覆性]。當一個公式的可靠性經由多次反覆的觀察與實驗而沒有被推翻時，它的可靠性將提高，從假說升格為理論，或許有機會再從理論升格為定律。

當有人好意想進一步將科學的理論從可靠性 (reliability) 提升為其真確性 (validity) 時，這個理論將脫離科學的範疇，進入哲學或宗教的領域了。

當一個被提出來的科學假說、理論、或定律無法完全解釋一個新的觀察或是實驗的結果時，科學家一般不會立刻拋棄該假說、理論、或定律。他們會先懷疑這次的觀察或是實驗是否其方法或過程有錯誤。如果經過再度用同樣方法的觀察或實驗還是得到相同的結果時，科學家才會開始尋找是否這個假說、理論、或定律可以加以作部份修正或擴充，以達到可以解釋目前新觀察或實驗所得到的數據。只有在無論如何修正或擴充，都無法與新觀察或實驗的數據做出和諧的解釋時，科學家們才會考慮拋棄這個假說、理論、或定律，而嘗試提出全新的假說、理論、或定律來取代原有的假說、理論、或定律。假說被取代的機會比理論高，理論被推翻的機會比定律高。定律很不容易被推翻。當一個大家長久接受的定律被推翻時，我們會說發生了一次重大的科學革命，或是說科學界產生一次大的 “思想架構轉移” (paradigm shift)。[Thomas Kuhn所提出的理論]。愛因斯坦所提出的質能互換定律可以說是科學界一個重大的思想架構轉移事件。

成長的故事 (2) – 姑娘樓仔

姑娘樓仔

姑娘樓仔是座落在我們家右前方的紅磚圍牆裡面。那裡是蘭大弼醫師的家。這是一棟兩層樓的磚牆建築。二樓有一個很大的陽台，一樓進門後，是二樓樓梯下來的地方，往右轉是他們的書房，往左轉則是餐廳。二樓在書房上面是他們的臥室，餐廳的樓上則是客房。二樓陽台的下面是一個開擴的空間，是停放他們腳踏車的地方。書房的前方是一間有沙窗圍住的家庭活動空間。

停放腳踏車的開擴空間是一個比外面地面略高的水泥平台，有一個斜坡從那個平台接到外面的一條小路，小路到了前方一條小水溝邊就轉了九十度的彎，沿著小水溝邊緣向西走。這條小水泥路的北邊是一個水泥鋪成的網球場，緊接著是草皮的網球場，再來就是一排矮小的樹籬。這排樹籬後來被剪成一條龍的形狀。再往西就是一大片草地。

這條東西走向的小水溝是由東邊圍牆裡的一個漂亮的小水池開始的。這個小水池中的水是從圍牆腳的一個小洞將牆外水溝的水引進來的。小水溝邊只有一個十公分高左右的水泥邊緣 [後來才種上比較高的樹籬]。小水溝的南邊是一大片果樹林，裡面種很多棵荔枝樹、龍眼樹、楊桃樹、還有兩棵非常高大、三人都無法合抱的芒果樹。

在二層樓磚防的東邊，有一個由紅磚水泥砌成在地面上的長方形遊泳池，其內部表面塗滿黑色瀝青以防漏水。這個游泳池底是個斜坡，其北端比較淺，我們走下去時，水面約在我們的肚臍左右高度，但是往南走則越來越深，最南端則有我們兩個人高的深度。游泳池東邊到紅磚圍牆之間還種有許多棵香蕉樹。

果樹林再往南邊走，就有幾棟給那些姑娘們住的樓房，我們沒有到過那邊去玩，所以對於那邊的情況不清楚。這些姑娘們都是從外國來台灣傳道的，她們都沒有結婚，而且大多數是在彰化基督教醫院作護士的工作。

蘭大弼醫師與他的太太高仁愛醫師領養一對雙胞胎男孩大衛與約翰 (David and Donuhl) 和我的年齡差不多，因此，我們常常玩在一起。我和大衛與約翰都是彰化教會附設太平幼稚園園第五屆的畢業生。

下面這張照片是1955年10月我們和同學們在太平幼稚園運動場騎三輪車的相片。在七個騎三輪車的孩子當中，最右邊的一位是約翰，從右邊算起第三個是大衛，從左邊算起第三個是在下。

下面這張照片是1956年7月我們全體同屆同學的畢業團體照。根據上面這張騎腳踏車的照片，你是否能夠找出那一個是約翰？那一個是大衛？我又是在那裡呢？