1985年5月,英国南极调查局(BAS)的科学家乔·法曼(Joe Farman)、布赖恩·加德纳(Brian Gardiner)和乔纳森·尚克林(Jonathan Shanklin)报告了一个惊人的发现 ,据他们测量、观察,在过去4年间,南极上空臭氧(由3个氧原子构成的分子)的含量与1957—1973年他们所测量的数据相比大幅下降,这种变化在南极每年10月左右开始的春季最为显著。在他们看来,随着南极大陆气候逐年变暖,覆盖南半球的臭氧层中出现了一个空洞。
这是一个令人不安的发现。因为地球时刻受到来自太空的各种辐射,其中大量辐射来自太阳,而一些辐射的能量足以破坏DNA(脱氧核糖核酸)和其他细胞结构。事实上,早在19世纪晚期,人类已经认识到,大部分高能辐射从未到达地球表面。 只有相对无害的光线可穿过大气,地球上空的大气上层吸收了所有高危辐射。1881年,人类认识到是臭氧吸收了高危辐射;到了20世纪20年代末,人类认识到距离地球表面10~15英里(1英里约合1.6千米)处存在臭氧层,它将地球包裹了起来,保护我们免受太阳持续辐射的伤害。臭氧层对地球上的生命至关重要,而现在,它似乎正在消失。
BAS的观测数据令人震惊,但也有人质疑。因为事实上除了BAS的科学家使用的陆基测量设备外,NASA(美国国家航空航天局)还有一颗在轨卫星在实时监测全球臭氧水平,如果臭氧空洞真实存在,那么卫星监测数据应包含非常明显的变化。但是NASA的这一卫星团队并没有监测到任何重大变化 ,BAS的报告数据与可以说是更为可靠的NASA的数据完全矛盾。
此外,BAS得出的观测结论理论上应该是不可能发生的。自荷兰大气化学家保罗·克鲁岑(Paul Crutzen)发现氧化亚氮(许多肥料中的一种成分)可以到达大气上层并与臭氧相互作用,过去的15年里,科学家一直在深入研究臭氧损耗的机制。 臭氧损耗这个令人忧心的问题最早是由舍伍德·罗兰(Sherwood Rowland)和马里奥·莫利纳(Mario Molina)于1974年提出的,这项工作后来为他们与克鲁岑一起赢得了诺贝尔化学奖。
罗兰和莫利纳是加州大学尔湾分校的化学家。他们的重大发现是臭氧损耗来源在日常生活中很多见:它们是一类被称为氯氟碳化物(CFCs,也译“氯氟烃”“氟利昂”)的化学物质,存在于家用产品中,如冰箱、空调,以及几乎所有气溶胶——从喷漆到腋下除臭剂都有它的存在。 CFCs最早合成于19世纪末,作为一种灭火剂使用,它是现代化学的一个奇迹:高度稳定、无毒且用途广泛。
但是,造就CFCs神奇特性的一些性质,也以意想不到的方式使CFCs变得危险。CFCs的稳定性意味着它们在被释放到环境中后不会分解,相反,它们会在大气中扩散并慢慢爬升至臭氧层。一旦CFCs到达臭氧层,它们就会受到来自太阳的高能辐射,最终分解。在分解过程中,CFCs释放出的其他化学物质——最主要的是氯——可以与臭氧相互作用,导致臭氧损耗。
20世纪的大部分时间里,世界每年都会产生数百万吨的CFCs,并被随意排放到大气中。莫利纳和罗兰估计,其中大部分CFCs现仍存在于大气中,并逐渐向臭氧层蔓延。
莫利纳和罗兰所做的工作打开了臭氧损耗研究的闸门,数百项针对CFCs和探索其他原因造成臭氧损耗的研究项目就此涌现。 这些研究的结论十分明确:人类活动可能影响了高层大气中的臭氧水平,会对地球生命造成潜在的灾难性后果。针对于此,美国政府于1975年成立了平流层意外改变(IMOS)专门调查委员会,研究是否需要出台相关法规。调查委员会于当年晚些时候宣布,是的,必须严格限制使用CFCs了。次年,美国国家科学院发布了两份报告,证实了IMOS专门调查委员会的基本发现。1977年,美国食品和药物管理局(FDA)宣布,自1979年开始全面禁止在美国各种环境中使用化学物质CFCs。
所以,在英国南极调查局公布其观测结果以前,臭氧损耗的事实已经得到充分证实,并且至少在美国,已经建立了约束机制和监管制度,以遏制“有罪”化学物质的排放;国际谈判已展开,以实施全球禁令。对于莫利纳和罗兰的研究结论,人们反应迅速且果断,正因为如此,人们普遍认为,臭氧损耗问题已经得到有效控制和解决。所有人,包括莫利纳和罗兰在内,都认为臭氧层出现空洞并不是迫在眉睫的风险,因为没有已知的其他化学过程可以如此迅速地消耗臭氧。
这就使得BAS的发现更加令人震惊。如果他们的结论是正确的,那么人类正面临着一个难以想象的潜在风险。但是,他们怎么可能是正确的呢?
当BAS的研究发表时,大多数知情人士都认为它是错误的——NASA的卫星数据当然是正确的,并且后者没有监测到任何臭氧空洞。 但仔细核查总是没有坏处的,特别是当两项研究结果似乎相抵触时。因此,在位于马里兰州的NASA戈达德航天中心(Goddard Space Flight Center)工作的物理学家理查德·斯托拉斯基(Richard Stolarski)决定重新研究南极洲上空臭氧水平的卫星数据。
斯托拉斯基之前已经完成了一些有关高层大气臭氧损耗的最早的研究工作。20世纪70代初,他与拉尔夫·奇切罗内(Ralph Cicerone)合作为NASA做了一项研究,评估航天飞机计划对臭氧水平的可能影响。他和奇切罗内是最早将氯视为破坏臭氧层的可能物质的研究者,这成为后来人类CFCs研究工作的关键一步。因此,斯托拉斯基在评估BAS观测数据和NASA卫星数据方面显然处于一个极有说服力的位置。
经过仔细的重新评估,斯托拉斯基惊讶地发现卫星“已经”监测到了臭氧空洞,遗憾的是没有人注意到这一点。原因是卫星所测得的臭氧水平太低,以至于数据处理软件将它们当作异常值——所谓“坏”的数据点,可能是某种仪器故障所致——而排除在外。
这种情况是如何发生的?每当科学家进行涉及产生大量原始数据的、复杂的电子设备的实验时,他们都需要依靠计算机系统来处理和分析数据,这通常会涉及“清理”数据以纠正已知的系统错误,计算机会通过统计软件提取研究人员实际感兴趣的数据。这里借用一下内特·西尔弗(Nate Silver)最新著作的标题《信号与噪声》(2012)打个比方,那就是研究人员需要将信号与噪声区分开。设计这样的软件需要一定的技巧,还需要对所测量的事物有充分了解。在当时的情况下,人们还不知道臭氧浓度会降低到一定水平以下,而且没有发现哪种化学反应过程可以将其降低到如此低的水平。因此,NASA卫星团队就将其数据处理系统设计为假定任何此类数据点都不可靠。
事实证明,卫星数据与BAS观测数据其实是一致的——NASA未能发现臭氧空洞,恰恰是因为空洞的出现远远超出了所有人认为的可能范围。臭氧空洞看来是真实存在的,并且臭氧损耗并未像所有人认为的那样得到控制。但是仍然有一个疑问:理论预期怎么与实际情况差距这么大?
NASA、美国国家海洋和大气管理局迅速在1986年、1987年组织了两次针对南极洲的重大考察,主要目的是测量可能是罪魁祸首的物质的水平,并试图搞清楚是什么样的过程造成了如此巨大的臭氧损耗。
南极科考队发现,臭氧空洞的形成是由多种因素共同造成的,包括一些人们未曾预见的因素。主要原因之一是南极洲上方的空气太冷,以至于南极的云层是由冰粒而不是水蒸气构成的。这些冰粒消耗了空气中的硝酸,这反过来又使CFCs分解释放的氯存在更长时间,从而增加了臭氧的损耗。
南极大陆的气候模式也比较独特:强劲的寒风环绕南极旋转,形成所谓的极涡,将南极上空的大气困在南极区域,结果造成南极上空的大气无法和其他区域的大气交换,其他区域的臭氧难以进入南极上空,并且那里的氯不易分散,这导致南极上空的氯含量大大超出所有人的预期,同时,南极上空几乎没有机会从其他地方补充臭氧。
两次南极科考还证实了另一个发现:臭氧空洞确实是由高层大气中过量的氯引起的,氯的来源可以直接追溯到CFCs。现在可以毫无疑问地说:人类活动能够大规模改变地球环境,而且速度是如此之快,以至于几十年来,至少在世界的一端,我们已经大大削弱了对来自太阳的有害辐射的天然防护。那些使地球上的生命得以生存的复杂系统已然变得极其脆弱。
1987年9月,在第二次南极科考开始之前,国际公约《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》(以下简称《蒙特利尔议定书》)发布,该公约预定于1989年1月1日生效,并很快得到联合国所有会员国的批准。最初的《蒙特利尔议定书》要求所有生产CFCs的国家削减一半的产量。 两年后,在伦敦的一次会议上,与会各方对该议定书进行了修订,要求全面禁止使用CFCs和其他已知可能释放氯的化学物质。
世界各国果断而坚定地采取了行动。这样做是基于完善且详尽的科学研究结果。最终,人类的科学研究实现了我们所能要求的最好结局:使我们所有人免受太空辐射的影响。
《圣经·约翰福音》叙说耶路撒冷的犹太人领袖指责耶稣企图篡夺罗马政权并自立为王,耶稣于是被带到了总督本丢·彼拉多的面前。 但是当彼拉多质问耶稣时,耶稣提出了异议,说自己根本没有自封国王,而只是见证了真理。
彼拉多问道:“真理是什么呢?”
彼拉多的回应拒绝了一种“真理”观,即认为真理是关于我们观念的可靠性和准确性的某种理想状态。彼拉多的怀疑论——不是怀疑某些具体的事实,而是怀疑“真理”概念本身——属于一种悠久的西方思想传统。这种传统至少可以追溯到古希腊时期的怀疑论者,它不仅怀疑我们是否能够真正了解世界,而且怀疑“真理”是否存在。
事实上,彼拉多的回应是当权者利用前述哲学传统诋毁批评者的悠久历史的一部分。乔治·W. 布什的政治顾问卡尔·罗夫(Karl Rove)对《纽约时报》记者罗恩·苏斯金德(Ron Suskind)说:“我们现在是一个帝国(指美国),我们采取行动时,会创造我们自己的现实。”罗夫这话就属于这一悠久传统。特朗普的顾问凯利琳·康韦(Kellyanne Conway)也有意或无意地诉诸这种传统,她发表了关于“另类事实”的著名言论,这个概念是当时的新闻秘书肖恩·斯派塞(Sean Spicer)在不久前的一次新闻发布会上提出的。 [1] 为免有人将“另类事实”当作近年来共和党执政班子的专利,有必要提醒读者,是民主党人林登·约翰逊与时任国防部长罗伯特·麦克纳马拉于1965年以赤裸裸的谎言做掩护,鼓吹持续军事冲突将提升国家地位和发展前景,从而使得越南战争全面升级的。
有关真理的概念引出了许多古老而复杂的哲学问题。 我们能否发现自然界的真理?我们有可靠的方法吗?我们真的能知道吗?
这些似乎是哲学家担心的问题,不需要我们去关注。但实际上,它们涉及日常政治、商业,甚至生死,与人们提出的任何其他问题都一样重要。正如从彼拉多到特朗普的帝国传统暗示的那样,当权者早已了解这些问题的重要性。
20世纪70年代中期,随着科学界形成共识,即CFCs可能对臭氧层构成严重威胁,以及美国政府开始对CFCs等实施监管,化工行业开始反抗。在美国大型化学品制造商杜邦的带领下,行业代表们反对做任何不利于化学品生产的事情,他们齐声高呼:采取行动为时过早,因为仍然存在太多不确定性。杜邦公司在全国各地的报纸和杂志上刊登广告,称“尚无令人信服的证据”支持罗兰与莫利纳的言论,即CFCs可以导致臭氧损耗;同时他们质问:“在找到答案之前,预判一个产业的影响并销毁实用的CFCs产品合理吗?”1975年在行业杂志《化学周刊》上发表的一篇专栏文章声称,讨论有关CFCs在臭氧损耗中的作用,其实是“在谈论一种由有争议的因素引起的鲜为人知的现象,以及这种现象所产生的不确定的影响”,作者的结论是“事实很清楚:我们没有证据,我们甚至不知道是否存在问题”。
这种观望的态度似乎是明智的。 1975年,尽管已经有大量的证据能说服IMOS专门调查委员会,使其相信CFCs已构成了迫在眉睫的威胁,但仍然有许多问题没有解决,搜集更多的证据肯定是一个好主意。确实,正如我们所看到的,20世纪80年代将揭示20世纪70年代的科学共识存在严重缺陷:臭氧层被破坏的危险远远超过任何人的想象!
问题在于无论有多少证据出现,化工行业都采取漠视态度,要求继续进行更多的研究,并要求推迟禁止生产相关化学品的行动。直至1988年3月,斯托拉斯基因BAS发现存在臭氧空洞而对NASA的卫星数据进行核实并证实了BAS的数据的准确性,1986年和1987年的南极科学考察提供了直接检测到的能与臭氧相互作用的CFCs的分解产物之后,杜邦公司首席执行官致信美国参议院,依然宣称CFCs产量无须大幅度削减。 [2] 事情到了这一步,很难想象还能要求怎样的进一步证据。化工行业仍在不断要求科学家给出更多的确定性。
杜邦的立场让人想起18世纪苏格兰哲学家大卫·休谟最为著名的论点,古希腊人也提出过类似的论点 。假设在观察到世界上的某种规律之后,你想做出一个关于它的一般性推论。具体来说:假设你观察到你生命中的每个早晨都有太阳升起,你能推断出太阳总是升起吗?或者,基于你(假设你在北半球长大)只见过白色天鹅的事实,能推断出每只天鹅都是白色的吗?
休谟的回答是明确的“不”。一个规律无论有多少个实例都不能支持这种一般性推论。这听起来像是一个荒谬的立场,但是前面提供的示例说明了这个问题。毕竟,澳大利亚有黑天鹅,而不管在英国找到多少只白天鹅,都不能排除存在黑天鹅的可能性。太阳最终将耗尽氢并膨胀成红巨星,可能会吞没地球。不管你看到太阳升起多少天,明天都可能是它爆炸的那一天。
这被称为“归纳问题”。 休谟得出结论:我们无法确知世界上的任何事情,因为所有从经验得出的推论都是归纳问题的牺牲品。事实上科学总是有可能出错。
化工行业利益的维护者敦促各方对CFCs采取观望态度,最好持续观察到20世纪80年代末甚至以后再说,他们认为将CFCs与臭氧损耗联系起来的证据并不明确——现在依然不明确。我们不能完全确定是否存在臭氧空洞,是不是CFCs引起了空洞,甚至不能确定臭氧层是否对保护人类健康至关重要。我们不确定的理由是,我们拥有的所有证据最终都是归纳性的——正如休谟教给我们的,归纳性证据无法产生确定性。
不仅普通人不能确定,过去科学家也经常犯错。科学史上有过许多看似正确的理论,科学家曾经基于大量证据而相信这些理论,但现在他们不认可了。在两千年的时间里,科学家一直认为腐烂的有机物散发出来的难闻空气,或者说“瘴气”,是导致疾病的主要原因。直到19世纪,科学家才开始认识到以前归因于瘴气的疾病是由微生物(细菌)引起的。一千多年的精确测量和严谨数学论证使人们坚信地球是静止不动的,而且太阳、行星和其他天体都围绕着静止的地球运动,直到哥白尼、牛顿等众多科学家先后质疑,才最终推翻了这一理论。在此之后的几个世纪中,牛顿的万有引力理论被认为是对月球绕地球运动和地球绕太阳运动的正确解释。但是今天,牛顿的理论又被爱因斯坦的相对论抛在了后面。
科学哲学家拉里·劳丹(Larry Laudan)和P. 凯尔·斯坦福(P. Kyle Stanford)都认为,因为过去的科学存在谬误,所以我们在接受当前的一些科学理论时应该谨慎。他们的观点常常被称为“悲观元归纳”:仔细研究科学谬误的漫长历史,我们应该确信,当前的一些理论也是有误的。
这是否意味着化工行业利益的维护者质疑CFCs会破坏臭氧的科学共识是有道理的?科学家没有(也不可能有)足够的证据来确定地证明这一点——科学家在发现永恒真理方面有着糟糕的记录,因此,如果他们说自己这次对了,我们也不能太当真。当然,在接受新的科学发现时要谨慎。
可也不完全对。也许我们永远无法确定任何事情,但这并不意味着我们无法或多或少地保持信心,或者不能收集证据并利用它们做出明智的决定。例如,我们现在可以信心十足地说CFCs正在臭氧层中制造一个洞。有了恰当的证据,我们就能有足够的信心,以至于就我们的目的而言,基于证据的观念与绝对确定性之间的界限是毫无意义的。
无论如何,我们在乎真理(至少是科学真理),因为正确观念可以指导我们在这个世界上成功地行动。我们在乎知识,是因为我们的知识——或者至少我们坚信为真的观念——在我们个人或集体做选择时扮演着重要角色。认识到观念和选择之间的关系很重要,认清这种关系的目的不是解决“归纳问题”,而是要把归纳问题放到一边。
涉及CFCs和臭氧层的关系问题时,对事实永远无法完全确定的担忧是无关紧要的。我们需要的是足够的信心,目的是避免被太空辐射“灼伤”。至于应该怎么做,我们需要将普遍怀疑论置于一旁,根据已有的证据采取行动。我们应当忽略化工行业对确定性的要求,去实施监管。正如休谟本人所说:“一个明智的人……他的观念与证据总是成正比的。”
哲学对科学的挑战可以重新在日常生活中去验证。生活中,我们也永远没有绝对把握。但是这种可能性不会使我们停滞不前,也不应该使我们停滞不前。我们不去等候绝对的确定性,也不能去等,因为它肯定不会出现。我们别无选择,只能采取行动。而且当我们这样做时,我们的行动就会受到我们碰巧相信的事物的影响,这就是为什么我们应该努力拥有得到尽可能充分的证据支持的观念。
我们可以再思考一下,尽管科学家已经否定了许多过去的理论,但仍然可以肯定的是,这些理论在其被发展和检验的时候通常是非常有效的。过去,以地球为中心的太阳系模型对于预测恒星和行星的位置来讲是极为准确的。今天,我们仍然使用牛顿的万有引力定律来计算卫星轨迹——牛顿的理论确实使人类登上了月球。换句话说,我们根据我们所拥有的证据使自己的观念尽可能正确,并且通常情况下,在这样的观念的指导下,事情能够得到解决。
在过去的一个半世纪中,哲学家和统计学家发展出了思考观念、行动和证据之间关系的方法,这些方法体现了前述的实用主义倾向。 其基本思想是观念的真实性有不同的程度,大致衡量了我们思考某些事情是真实的可能性有多大。我们搜集的证据可以且会影响我们持有的观念的真实程度。证据的性质可以使我们或多或少地增减信心。当我们根据自己的观念做出决策时,我们需要考虑到信心水平。
实际上,我们可以使用概率论的一个分支来描述我们观察到的东西与形成的观念之间的精确关系。有一个公式被称为贝叶斯法则(Bayes’rule),它可以计算出你在获得一些证据之后形成观念的可信度(也称“置信度”),或者叫信任倾向,这里同时要考虑你在亲眼看到证据之前已经拥有的观念以及所谓证据的可信度。 贝叶斯法则确实是可以指导、量化观念更新的独特的、理性的方法。从某种意义上讲,如果有人不愿意用它,那么你可以给他们一系列的赌注,虽然他们希望赢得全部,但他们一定总是输。
贝叶斯法则本身与后文的关系并不紧密,但其基本思路——我们和科学家都要收集证据并据此更新各自持有的观念——在本书后面的部分至关重要。
CFCs禁令的批评者还有一个反对接受有关臭氧层被破坏的科学共识的论调:捍卫这一禁令的科学家是出于政治动机才这样做的。舍伍德·罗兰已经受到特别严厉的批评。用20世纪70年代后期杜邦公司的公共事务经理L. 克雷格·斯卡格斯(L. Craig Skaggs)的话来说,罗兰和其他像他一样的人不是“真正的、客观的科学家”,因为他们不仅仅收集和报告数据,而且还基于该数据倡导改变美国的政策。 另一位行业高管对此进行了更为生动的描述:对CFCs的批评“是由克格勃编造虚假信息的部门一手策划的”。换句话说,行业利益的维护者主张,必须特别谨慎地对待涉及政治和行业利益的科学家,因为其政治、经济,甚至道德观点极有可能反映在他们的工作以及他们的立场中。
这些论点,就像化工行业对确定性的要求一样,呼应了一种重要的科学哲学传统,即认为科学家的工作是由社会因素塑造的,社会因素包括文化、政治和价值观。 要了解这一传统,我们需要回到20世纪60年代初去寻根探源。
1962年,从物理学家转变为历史学家的托马斯·库恩(Thomas Kuhn)出版了一本书,名为《科学革命的结构》。 他基于物理学史上大量的案例,描述了一种科学实践模式。科学家发现问题,然后运用众所周知的方法去解决问题,并进行实验,以测试解决方案的可行性,逐步根据他们在工作中得到的点滴经验建立起理论。这一渐进的研究步骤被库恩命名为“常规科学”。
常规科学听起来没什么特别的。但是库恩的深刻见解是,这种科学只是故事的一部分。在科学界,每隔一段时间就会发生另一件事:一场革命。库恩认为,当革命发生时,科学实践随之产生的变化是如此巨大,以至于常规科学领域此前来之不易的胜利成果基本上都无法留存。
库恩认为,所有常规科学都属于某种范式,该范式有自己的识别、解决问题的规则和证据标准。例如,今天,当我们看到玻璃杯掉落在地板上并摔碎时,我们会知道这件事的本质是一个物体在重力作用下落向地面。 但是在牛顿万有引力范式形成之前,我们不了解这背后的原理。我们可能认为玻璃是由泥土制成的东西,因此倾向于向大地移动,并回归其在严格的元素等级中原有的位置。
科学革命促使科学范式发生转变:不仅在背景理论上,而且在科学家对世界的整体理解上都出现了彻底的改变。范式转换不仅可以改变理论,还可以改变证据的标准——在某些情况下,库恩认为,范式发生变化后,甚至实验的结果也会随之改变。
说得夸张一点,库恩的思想将使科学界产生一些根本性的变化。 库恩之前的大多数科学哲学著作将科学视为对世界的不带情感的客观探索。 但是,如果库恩是对的,科学范式的确塑造了科学家的世界观,如果证据收集和分析必然在某一种范式内进行,那么这幅图景就存在致命的缺陷。 仅凭“证据”我们无法得出科学理论。很显然,科学还有另一要素,说到底,这个要素与科学家的关联要远胜于与他们想了解的世界的关联。
库恩提出了一种可能性,那就是要理解科学,就必须认识到科学是人类的事业,具有复杂的历史和丰富的社会学特征,可能会影响科学家发展和坚持的观念。从这个角度来看,科学家是社会的成员,其行为是由该社会的礼仪和仪式所左右的。此外,科学家所在的社会还根植于更大的文化背景,理解科学也就意味着要使用社会学和人类学等领域的工具来理解这一奇特而新颖的文化。
科学植根于更广泛的文化和政治背景,也许会影响科学思想,这种可能会带来令人不安的认识。比如,产生和塑造当代科学的主要是一个在世界范围内做出暴行的,以男性、白人和西欧文化为主导的文化。事实证明,由此产生的科学思想也与之有牵扯。例如,当卡尔·皮尔逊(Karl Pearson)和弗朗西斯·高尔顿(Francis Galton,查尔斯·达尔文的表弟)试图以各种指标来量化种族优越性时,统计学应运而生,历史学家露丝·施瓦兹·科万(Ruth Schwartz Cowan)和社会学家唐纳德·麦肯齐(Donald McKenzie)概述了这段历史。 (事实上,“优生学”一词就是高尔顿创造的。)法国哲学家和历史学家米歇尔·福柯认为,现代精神病学是使人屈服的一种手段,是将“有问题的”社会成员与其他人口隔离开来的一种方式。 他认为,现代临床医学起源于中世纪的麻风病人聚居地,其在社会中也扮演了类似的角色。
科学还牵涉殖民主义,而“证明”殖民主义“合理”的“依据”常常是有关种族优势的“科学”论点,以及非西方文化无法对自身的环境和经济状况拥有可靠认知的假设。 在1986的著作《女权主义中的科学问题》中,美国著名女权主义理论家桑德拉·哈丁(Sandra Harding)指出,早期科学家的书中充斥着强奸隐喻——科学家会迫使不情愿的大自然母亲屈服,如此写作的人包括对牛顿(和休谟)产生了深远影响的英国经验主义者弗朗西斯·培根等。
20世纪70年代和80年代是这种科学、政治及文化研究传统的黄金时代,这种传统后来被称为“科学元勘”(science studies)。正是在这种思想背景下,行业利益的维护者表达担忧,即研究臭氧空洞的科学家本身就有政治动机,研究结论必然会受到科学家对环保主张、政府监管和行业价值等所持态度的影响。出于这个原因,行业利益维护者的批评最初具有一定的合理性,毕竟许多学者都认为,文化背景对科学研究而言很重要。如果在这件事上,一群科学家似乎支持某种政治观点,那么这些观点是否就会像高尔顿持有的种族主义观念一样,通过影响他所研究的统计学问题,最终影响了研究工作和成果?
诚然,和我们所有普通人一样,科学家无法将自己的活动与文化背景分割开来,这些背景也肯定会导致偏见(认知偏差)和盲点。在一些情况下,科学家们根据偏见得出的结论在社会上是不可接受的、在道德上是败坏的,或者结论本身就是错的,却仍然被人们广泛接受 。因此,我们的确需要意识到社会和政治因素可能影响科学活动,也正因为如此,科学元勘所引发的对科学研究具有文化倾向的各种批评,可以说具有深远的意义。
但是,仅仅看到一个或者一群科学家具有某些文化或政治观点,并不足以否定他们给出的证据和论证的正确性,即使这些观点影响了这些科学家研究的问题或研究方法。毕竟,虽然统计学的起源不光彩,但是科学家用于研究的统计学方法是无罪的,这个领域的创始人有自己的目的,不代表该领域天然是道德败坏的。虽然现在滥用统计数据的现象仍然很普遍,但是高尔顿和皮尔逊的见解已发展为可被用来分析和解释数据的一套庞大而宝贵的工具。 同样,20世纪70年代和80年代学者撰写的数百篇科学论文提供了严谨的证据,已经证明CFCs在臭氧损耗中扮演的角色及其对人类健康的威胁迫在眉睫。哪怕这些文章的部分甚至全部作者都碰巧认为保护环境本身就是一个高尚的目标,上述结论也不会因此动摇。
政治对科学研究产生影响的方式主要有两种,区分这两种方式非常重要。一种是我们在前文讨论的各种微妙影响,如科学研究者的文化背景会影响其预设以及考虑的问题。这些影响可能产生负面效应,但我们可以通过仔细分析、批评和辩论来找出和去除这些影响。政治和科学还可以以另一种方式结合,这种方式具有截然不同的特征,其性质更为邪恶。
1783年的圣灵降临节正好是周日,冰岛南部拉基火山出现了一道16英里长的裂缝。 [3] 在接下来的8个月中,数百亿吨熔岩流出,吞噬了20个城镇和村庄,熔岩喷出将近1英里高。记录了火山喷发过程的当地路德教会牧师乔·斯泰因格里姆松(Jón Steingrímsson)写道:“火红的熔岩迅速蔓延,如一条大河在开春时融化了寒冰,速度之快,有泛滥之势。” [4]
不仅仅有快速蔓延且破坏性极大的熔岩,拉基火山喷发时释放出了大量有害气体——包括1亿多吨的二氧化硫和近1000万吨的氟气。 这些气体与大气中的水蒸气发生反应,生成了硫酸和氢氟酸。这些物质很快随雨水回到大地。强酸性雨水腐蚀了当地牲畜的皮毛和骨头,杀死了冰岛一半的马、牛和四分之三的羊,大麦和黑麦的茎秆枯萎了,冰岛四分之一的人口死于饥荒。
“酸雨”一词最早是由在曼彻斯特工作的英国药剂师罗伯特·安格斯(Robert Angus)于1859年提出的。 当时正在研究空气污染源的安格斯发现,工业区附近的雨水比污染较少的沿海地区的雨水酸性更高。他将这种效应归因于一种被称为勒布朗(Leblanc)制碱法的早期工业技术,该技术会释放盐酸。安格斯的研究表明,这种酸不仅会消散在大气中,还会以酸雨的形式落回地面。
正如拉基火山喷发所表明的那样,酸雨的破坏现象已经被相当广泛地观察到了。安格斯所做的研究表明,酸雨也可能是人类活动的副产物。英国议会迅速做出反应,于1864年颁布了《碱业法案》,该法案要求使用勒布朗制碱法的工厂设法阻止酸性气体被释放到大气中。这是环境监管领域早期的杰出举措。《碱业法案》实施后酸雨并没有消失,一个世纪之后,应该阻止酸性气体排放的观点却从公众的意识中消失了,也许是因为人们认为,酸雨似乎是工业区才需要担心的区域性问题。
一切在1974年——罗兰和莫利纳发现CFCs会损耗臭氧层的那一年——发生了变化。那一年,康奈尔大学教授吉恩·莱肯斯(Gene Likens)和耶鲁大学教授F. 赫伯特·博尔曼(F. Herbert Bormann)在期刊《科学》上发表了一篇论文,他们在文中就一个令人震惊的结论进行了讨论:目前在整个美国东北部的雨和雪实际上都已带有酸性,其酸性比美国其他地区要高很多,而且比同一地区20年前的雨雪酸性更高。莱肯斯和博尔曼是在仔细分析了从新罕布什尔州中北部的哈伯德·布鲁克(Hubbard Brook)实验森林中收集的11年的数据,并将其与该地区周围的雪和雨水样本进行比较之后得出的这一结论。
莱肯斯和博尔曼的研究结论之所以令人吃惊,是因为这一研究结果表明,即使是远离工业中心的边远地区,也深受人类活动和污染的影响。俄亥俄州的河谷发电厂释放的硫化物和其他化学物质似乎在整个东北部地区上空飘移,然后变成酸雨落到地面。这些发现与瑞典南部和挪威发现的类似现象相吻合,人们在那些地方也观察到酸雨降在远离工业区的地区(在这项研究中,污染物似乎来自英格兰和德国)。很快,人们在加拿大也发现了美国排放的污染物所导致的酸雨。酸雨可以造成远距离污染,正在迅速成为环境问题,而且成为影响国际关系的大事。
用美国国家环境保护局(EPA)一位发言人的话说,到20世纪80年代初,有关酸雨的科学研究是“无可指摘的”。所有负责审查当时有关该主题的大量文献的主要科学组织,几乎都同意这种观点。1981年,美国最负盛名的科学家群体——美国国家科学院发现了“对人类健康造成严重危害的明确证据”以及“压倒性的证据”,证明酸雨是由发电厂的排放物引起的。EPA于1982年发表的一份报告赞同这个结论 ,国家科学院的另一份报告、加拿大皇家学会1983年的一次评述,以及其他研究报告也都赞同。
这种广泛的科学共识本应导向针对发电厂的新的排放限制措施。在欧洲的确是这样的:联合国欧洲经济委员会1979年通过了一项新的限制跨国污染的公约。同年7月,美国和加拿大开始就一项类似的协议进行谈判,最终签署了一份旨在解决跨国空气污染问题的备忘录。
虽然这些举措是在卡特政府时期开始筹划的,但制定全面监管框架的工作落在了罗纳德·里根的身上,里根于1981年1月20日成为美国总统。尽管有大量证据表明酸雨的成因和危害,但里根政府却竭尽所能阻止遏制酸雨的行动,甚至不惜篡改科学记录。
1982年,白宫科学顾问乔治·基沃思(George Keyworth)撰写了一份有关酸雨的报告,表面上看,该报告的目的是评估卡特政府时期进行的相关研究。 里根的研究小组被称为酸雨同行评议小组,由著名物理学家威廉·尼伦贝格(William Nierenberg)领导,他曾任圣迭戈斯克里普斯海洋研究所所长。
尼伦贝格的科学资质无可挑剔,但他也公开地表现出党派倾向。在担任酸雨同行评议小组主席两年后,尼伦贝格与另外两位杰出的物理学家——洛克菲勒大学前任校长、美国国家科学院前主席弗雷德里克·塞茨(Frederick Seitz),以及位于哥伦比亚大学的美国NASA戈达德空间研究所的创始人罗伯特·贾斯特罗(Robert Jastrow)——共同组建了一个保守派智库,人们称之为乔治·C. 马歇尔研究所(the George C. Marshall Institute)。
毋庸置疑,总统的政治同盟在尼伦贝格被任命为小组负责人的过程中发挥了作用,不过,尽管带有政治倾向,但尼伦贝格还是认真担负起了职责。他亲自挑选了一批大气科学研究领域的杰出专家加入该小组,包括舍伍德·罗兰和吉恩·莱肯斯。九名小组成员中有六名是美国国家科学院或工程院的成员,除一人外,其他人都是相关学科的专家。最后那位成员是名叫弗雷德·辛格(Fred Singer)的物理学家。
奥利斯克斯和康韦在他们合著的《贩卖怀疑的商人》一书中讲到,当尼伦贝格向白宫提交具备研究潜力的小组成员名单草稿时,并没有提到辛格的名字。但是,当白宫将名单发回时,已经剔除了好几名候选人,并增加了辛格。当时,辛格在弗吉尼亚大学担任终身教授,但他的主要隶属关系似乎是保守派智库传统基金会。 人们找不到任何表明辛格加入专家小组之前撰写过有关酸雨的研究文章的记录。
1983年3月,酸雨同行评议小组完成研究,编写了一份完整的报告草稿,并分发给各成员。报告的结论与所有其他研究这个问题的严肃团体的发现一致:酸雨对人类环境而言是真正的威胁,它是由人类活动引起的,为防止进一步的损害,必须大幅度减少发电厂的排放。该草稿还包括辛格撰写的一章——他得出了令人惊讶的截然不同的结论。辛格认为,实施任何一项措施都将付出不可接受的代价,除非什么都不做。其他成员则拒绝接受他的这一结论,并拒绝签署任何版本的包含辛格所撰章节的报告。分歧导致了长达数月的延期——在这段时间内,辛格似乎又试图以其他方式反对小组的主要调查结论。例如,1983年9月,小组副主席向国会递交了小组成员所达成的共识;辛格提出抗议,他在给国会的一封信中强调没有足够的证据来支持这位副主席的说法。
1984年3月,小组最终批准了该报告的一个版本,这时距离报告草稿完成已有一年。最终版报告将辛格撰写的章节作为署名附录包含在内,但未得到小组的认可。即便如此,该报告也没有公开发布,而是被送往白宫等待进一步审查;其后,基沃思办公室提议进一步修订该报告的执行摘要部分,于是尼伦贝格在未与其他小组成员进行再次讨论的情况下先做了修订。罗得岛大学的大气科学家肯尼思·拉恩(Kenneth Rahn)是该小组的一位成员,他认为尼伦贝格的修订削弱了“小组发出的信号,即联邦政府现在应该行动起来” 。
酸雨同行评议小组的最终报告未能准确反映小组的建议,并未经过各成员的审核或批准,但还是以小组成员的名义发表了。此举严重违反了小组协议,备受争议。《科学》发表了一篇文章,指控白宫操纵了该报告。有国会议员发表声明指责白宫压制这项研究,几家主要报纸也报道了这一事件。
但是危害已经造成。为了淡化这份报告中的结论,辛格和基沃思在尼伦贝格的帮助下,将该报告的发布时间推迟了一年多。在此期间,虽然国会已经提出了几项旨在解决酸化污染物的法案,但是由于涉及酸雨的科学证据据说仍存在不确定性,且白宫的报告迟迟未出,因此一项都没被采纳。
最后,在里根离开白宫之前的5年中,有关酸雨的立法再未得到认真考虑。
1995年,当舍伍德·罗兰因在CFCs和臭氧方面所做的研究而获得诺贝尔奖时,弗雷德·辛格写了一篇批评诺贝尔委员会的专栏文章:“在将1995年诺贝尔化学奖授予有关平流层的臭氧被耗竭假说的开创者时,瑞典学院实际上是发表了一份政治声明。” 这种批评呼应了化工行业早先的论点,即认为罗兰在其关于CFCs的研究工作的基础上提倡制定新法规,其行为使他成为政治代理人,而不是“真正的科学家”。
这种看法具有很深的讽刺意味。即使我们承认——当然我们必须承认——罗兰的工作受到他的政治和文化背景的影响,但公开谈论自己的科学研究造成的相关社会后果(正如罗兰在1974年发表那篇论文之后所做的),与白宫直接协商并破坏研究小组的研究发现,两种做法之间还是存在着巨大差异的。这里的重点不是双方都有一样的问题,并不是说辛格也受到政治因素的影响,就像罗兰肯定受到了政治因素的影响一样。酸雨同行评议小组受到的右翼干预不比科学研究可能受到的左翼干预好多少,但这也不是关键。这里要强调的是,在酸雨同行评议小组的案例中,存在一种对科学的明显的政治干预,这种干预与倡导控制CFCs的人曾经遭遇的指控有质的区别:干预者露骨且故意操纵科学报告。
这里还反映了一个具有讽刺意味的现象,是关于针对科学的社会与历史研究的。20世纪90年代初,许多科学家以及一些哲学家、政治家和新闻记者已经普遍意识到人文学科的学者正在煽动破坏科学。一些科学家开始反击,这场公开的关于科学知识的合法性的对抗,后来被称为“科学战争”。
科学战争的第一枪可能是由1994年出版的《高级迷信:学术左派及其关于科学的争论》一书打响的。该书由生物学家保罗·格罗斯(Paul Gross)和数学家诺曼·莱维特(Norman Levitt)合作撰写。此书认为,那些声称有能力对科学进行分析的社会学家和哲学家通常没有能力评估他们所关注的科学研究工作。两位作者认为,在那些所谓的研究、分析科学的文献中,许多观点不仅浅薄,而且前后矛盾。
这次科学战争的主题之一是科学家指责人文学者关于科学的著作是伪知识分子的装腔作势。 [5] 但是,我们想关注第二个主题,这在格罗斯和莱维特著作的副标题的关键词“学术左派”中有暗示。他们的争论暗示,存在某种强调多样性和多元文化主义的左翼政治,它与一种广泛的反科学立场在思想上有着深刻的联系。 正如哈佛大学的生物学家理查德·列万廷(Richard Lewontin)1998年在写给《纽约书评》的一封信中所说的那样,莱维特和格罗斯似乎抱有“奇怪的观念……他们认为任何有关社会和意识形态影响科学过程和内容的主张都是马克思主义的一种疯狂形式” 。这一政治信息随后被著名保守派评论员放大,使得科学战争很快就看起来像一场文化战争中的小规模冲突。
格罗斯和莱维特将一种意识形态与学术左派联系起来,并予以严厉批评,这种意识形态就是这两人所说的“激进环保主义”,该主义的代表人物是美国作家兼活动家杰里米·里夫金(Jeremy Rifkin),他在20世纪70年代到80年代以引起人们对臭氧损耗、酸雨和全球变暖的关注而闻名。 格罗斯和莱维特宣称:激进环保主义者是危言耸听的伪科学家,他们利用环境灾难的威胁来鼓吹他们(主要是左翼)的政治意识形态。
然而,在罗兰的案例中,正是这位杰出的科学家和未来的诺贝尔奖获得者,在发表具有深远影响力和被广泛引用的研究成果时,被视为一个活动家和空想家。与罗兰对立的其实并不是对某个成员的激进主张不满的非政治化、冷静的科学机构,反对罗兰和其成果的其实是一个价值数十亿美元的行业,行业内有一群游说者始终在与制定法规、实施监管的主张进行对抗,因为这些法规直接触动了该行业的根本利益。
在科学战争最激烈的时期,主张科学具有政治或文化倾向的观点,常常被认为是对科学权威的激进攻击。而酸雨同行评议小组这个例子能让我们学到很不一样的教训。的确,科学会受政治影响,既有隐蔽的,也有公开的。在一个受政府任命的小组主席可以未经小组其他成员知情同意就改写共同署名的科学文件的世界里,因为一些历史学家或社会学家揭露历史上有问题的事件,就担心公众不再信任科学家似乎是无稽之谈。
反倒是奥利斯克斯和康韦这两位历史学家,仔细记录了里根政府对酸雨研究的干预。在科学战争中,被讽刺为“反科学”的人文学者反而经常提供必要的批判性分析,帮助其他学者澄清事实,改进科学方法,增进公众对科学的理解。
而带头反对CFCs的,恰恰是一个获得了诺贝尔奖的“激进环保主义者”。
我们在本章中描绘了“真实/正确”和“虚假/错误”图景,正是在这幅图景中,我们的观念在指导行为的过程中发挥了特殊作用。 我们力求持有“正确”的观念,其意义是指导我们在将来做出成功的选择;我们通常希望这些观念符合并得到现有证据的支持。我们认为平流层中的臭氧层可以保护我们免受太阳辐射的侵害,臭氧可以被CFCs损耗,而且这种损耗现象在一些地方发展得很快,臭氧层中已形成了一个空洞,了解了这些,我们就能够利用监管框架来减缓或逆转臭氧损耗。对于酸雨也是如此。(当我们在下文中说一种观念是“正确”的,这就是我们想表达的全部;同样,所谓“错误”观念,是指观念与证据和成功的行动之间不具备这种关系。)
这幅图景对于理解如何在政治辩论中看待科学权威至关重要。真正的麻烦是,我们大多数人无法独立评估,更不用说收集和分析特定的科学家群体针对任何特定问题可以给出的全部数据。不过就这一点而言,大多数科学家个体也不具备这样的优势!这意味着,如果科学家声称他们正在收集证据并且证据令人信服,那么我们别无选择,只能相信他们所说的。而且,我们是否接受科学家给出的结果,取决于我们对科学家准确收集和报告其证据,并据此负责任地更新他们的观念的信任程度。
归根结底,我们做决策时依赖科学知识的原因,并不是科学家变成了神圣的教父,在理性的巅峰讲着永恒的真理。真实原因是,科学家通常最有能力系统地收集和评估所有可用的证据。科学家在公众利益问题上的观点——从有关环境的问题,到药品和其他药物的安全性和有效性,以及与新技术有关的风险——有着特殊的地位,不是因为持这些意见者是权威,而是因为他们的观点由我们所拥有的最佳证据证实。
在臭氧空洞和酸雨的例子中,我们可以清楚地看到这一点。我们相信臭氧层中有一个洞,原因并不是科学家说有这么一个洞,而是因为科学家经过精心设计和校准多种设备,在不同位置以不同方式测量高层大气中的臭氧水平,且检测到臭氧水平已经大幅度降低。相信CFCs会导致臭氧空洞产生,是基于一种经过仔细验证的理论,根据该理论,CFCs可以消耗臭氧,并且科学家已在南极洲上空的大气中检测到了这一化学反应过程的副产物。燃煤发电厂产生的硫化物和与发电厂相距较远的地区的酸雨这个例子也是如此。
即使我们承认科学和文化、政治深深地联系在一起,而且了解到过去的科学家也常常犯错,多数科学研究成果仍然是正确的。寻找当前科学研究存在的缺陷是科学自身发展的一部分。如果我们能认真对待自己可能犯错这个事实——这是整个科学事业的一个核心立场——那么我们应该重视批评,尤其是科学家自己往往会忽略的那种批评。这种批评将使科学走向更好的未来:更有说服力的论据、更少的歪曲和误解,以及更好的行为指导。正是严谨的社会学家、人类学家、历史学家和科学哲学家的辛勤工作,以及科学家自身的努力,帮助我们更好地了解科学的运行方式,以及为什么科学应在决策制定中发挥核心作用。
从这个角度来看,科学所受的真正威胁,并非来自科学研究受文化背景影响的方式,也不是主张将这些影响排除在外的哲学和社会批评。真正的威胁来自那些为了自己的利益而操纵科学研究的人,或通过混淆、隐瞒科学研究的结果阻碍政策制定者采取可能行动的人。我们擅长消除哲学上的忧虑,并在必要时采取行动。但我们不太擅长避开那些散播错误信息的人。
[1] 罗夫(Rove)的引文最早出现在Suskind(2004)的书中,被认为出自一位匿名的“布什的高级顾问”;此后则被普遍认为出自罗夫(Danner 2007)。Kellyanne Conway在2017年1月22日《与媒体见面》( Meet the Press )的访谈中提到了另类事实。
[2] 《纽约时报》(Glaberson 1988)对此进行了报道,Peterson(1999,246)对此事进行了描述。奇怪的是,杜邦公司在发出这封信后的3周内改变了立场,宣布该公司将暂停所有CFCs的生产。是什么最终说服了杜邦公司?似乎市场力量起了大部分作用:随着对臭氧空洞的认识的增加,消费者停止购买含有CFCs的产品。到了1988年,人们清楚地认识到,即使增加了保护成本,继续生产CFCs的收益仍在急剧下降(Maxwell and Briscoe 1997)。然而,仍有人认为,即使到了20世纪90年代,反对CFCs的理由依然不甚清晰。前民主党人、华盛顿州州长Dixy Lee Ray在她的著作 Trashing the Planet (Ray and Guzzo 1990)中持此观点。
[3] 有关火山喷发的第一手资料,请参见Steingrímsson(1998);对火山喷发及其对大气的影响进行的各种较新的分析有赖于以下资料:Thordarson and Self 1993;Thordarson 2003;Stevenson et al. 2003;Trigo,Vaquero,and Stothers 2010;Schmidt et al. 2012。《经济学人》( The Economist )(2007)刊发了一篇叙述性好文。
[4] 引自 The Economist (2007)。
[5] 也许整个时期最著名的插曲是“索卡尔事件”(Sokal affair),纽约大学物理学家艾伦·D. 索卡尔(Alan D. Sokal)向名为《社会文本》( Social Text )(1996)的学术期刊提交了一篇论文,题为《超越边界:走向量子引力的变革性解释学》(“Transgressing the Boundaries: Toward a Transformative Hermeneutics of Quantum Gravity”)。该期刊的大部分文章是由从事科研工作的学者撰写的;索卡尔的论文出自一位真正的物理学家之手,尤显上乘。而就在该论文被采用并发表之时,索卡尔透露,该文其实是胡言乱语,只是对同领域论文的模仿。他和其他许多人都认为,该文被采用并发表,是整个领域缺乏理论严谨性的无可争辩的证据[与索卡尔的恶作剧论文一起发表的其他论文收录在Ross(1996)中。读者可以自己判断作者是否都欠缺智力]。索卡尔接着与法国物理学家让·布里克蒙特(Jean Bricmont)合著了一本名为《时尚废话》( Fashionable Nonsense ,1999)的书,在美国出版,该书称各类名流学者是江湖骗子。我们普遍同情索卡尔和布里克蒙特,甚至莱维特和格罗斯,因为他们声称一些“后现代主义”作家崇拜蒙昧主义写作与草率的思想。另一方面,那些研究科学史、哲学和社会学的人也揭示了大量的科学思想。许多被认为是科学战争的东西只不过是一个政治噱头,经过精心策划,其目的是让那些试图打破阻止女性及少数群体的成员进入科学领域的历史障碍的人,看起来好像是在反对科学本身。虽然他没有这样说,但我们的观点受到了Kitcher 2001的强烈影响。