對現象的觀察（observation）是科學研究裡資料的主要來源，我們希望觀察對於欲評價的理論要不預設立場、保持客觀，但所有觀察都涉及人類的認知，真的有獨立於理論的觀察嗎？觀察和理論的關係是什麼？本文將介紹一些科學哲學關於此議題的討論，以及實驗哲學家Ian Hacking在其1983年的著作《Representing and Intervening》提出的主張。
觀察與理論的二分
關於科學理論與觀察的關係的問題，從20世紀邏輯實證論（Logical Positivism）開始有許多的討論。一是邏輯實證論傾向於不區分觀察與實驗，他們認為做實驗就是在做觀察。二是邏輯實證論將觀察轉化成語意的問題，也就是把觀察轉變為一條條的經驗陳述或觀察報告；而科學理論是一些命題、陳述或宣稱，需要被觀察報告檢驗。
我們在關鍵報告(Minority Report)：科學實在論與實證論介紹過，實證論者主張理論和觀察明確的二分：觀察是我們所看到的、感覺到的感官經驗，是所有有關外在世界知識的基礎，它們是客觀的，可信賴的；理論則是歸納觀察經驗的規律性和預測未來的工具，可以被邏輯化約成可觀察的經驗。有了這樣的二分，他們把實在侷限在可用感官觀察到的範圍內，並反對現象背後的因果關係的實在性。
承載理論的觀察Theory-loaded observation
有些哲學家反對理論和觀察的二分。Hanson在1959年給出了theory-loaded這個詞，意旨是說，沒有完全客觀、純粹的觀察陳述，觀察陳述總是承載著理論，也不可能有先於理論的觀察。Feyerabend也批評了實證論的假設──觀察語句的意義來自於穩定的經驗，而主張觀察語句的意義依附於用來解釋觀察的理論，意義會隨著理論變化而變化[1]；他認為根本沒有觀察和理論的區分，到處都是理論。
Kuhn也有類似對觀察的客觀性的質疑。我們在書籍介紹：《科學革命的結構》（下）介紹過，Kuhn認為在不同典範底下的科學家們如同身處於不同的世界進行研究，使用同樣的儀器觀察同樣的自然現象，看到的卻是不一樣的東西。Kuhn在書中舉了許多例子，以下是Stanford Encyclopedia of Philosophy整理出《結構》中三種承載理論的觀察的版本[2]
1. 承載理論的知覺：不同典範底下科學家，概念的資源有所不同，因此會有不同的觀察經驗。比如對同樣一個燃燒的實驗，Priestley的知覺經驗會同意他的燃素理論 — 燃燒是燃素的釋放，Lavoisier的知覺經驗也會同意他的氧化學說 — 燃燒是氧化的反應。
2. 承載理論的語意：就算不同典範的科學家用了同一個用詞，這個詞的意義對兩人來說也可以不同。比如，熱質說（the caloric theory）典範下的18、19世紀科學家，與將熱視為能量的科學家，他們可以同樣使用「溫度」一詞來陳述一個觀察，但對於溫度有不同的理解。
3. 顯著性（Salience）：Kuhn宣稱，若Galileo與一個Aristotelian物理學家觀察同一個單擺實驗，他們會看不同的東西：Aristotelian物理學家會去量測綁著的石頭的物重、放下的垂直高度、運動的靜止所需的時間等等；Galileo則會量測單擺的半徑、角位移、擺盪的週期。這是因為前者將單擺運動視為受制的落體運動，後者則將之視為圓周運動。因此對於這個實驗，兩人不會蒐集到同樣的資料。
全面地否定觀察與理論的區分，可能帶來反實在論的立場。它質疑了觀察的客觀性，可能導致的結論是科學研究裡講的觀察，實際上是取決於我們的認知和心理脈絡，而不是取決於獨立於心靈的實在。
Ian Hacking談觀察
Hacking不認同全面性的否定觀察與理論的區分，一來是他是個理論實體（theoretical entity）的實在論者，相信電子、質子等等是真實存在，二來是他的研究和立論是實驗哲學，如果所有觀察、實驗都是theory-loaded，都是從理論推論而來，則一切都被理論支配，不會有獨立於理論的實驗哲學。針對theory-loaded observation的議題，他在《Representing and Intervening》一書有一些討論[3]。
Hacking指出，事實上有許多先於理論的觀察。他舉的例子是William Herschel發現太陽紅外輻射，他在觀察天體的望遠鏡上使用各種顏色的濾光器，注意到使用不同顏色的濾光器他感受到不同的溫度，他並接著做了反射、折射、傳導等等實驗，得到許多觀察。事實上，是因為理論的缺乏使得Herschel觀察到太陽紅外輻射，他也未能發展出輻射熱的理論。
此外，Hacking認為觀察與理論還是有所區分或獨立性，他用以下例子說明：要探究Dicke的假說「太陽內部旋轉速度是表面的十倍」，當時有三種方法被提出，其中兩種方法需要預設跟太陽內部有關的理論，第三種方法需要預設跟角動量有關的理論。方法預設的理論與欲觀察的太陽內部的現象之間的相關程度，在前兩種方法很高，在第三種方法很低，因此有好理由說第三種方法能夠讓科學家「觀察」到太陽內部的旋轉，而在前兩種只能給出推論。第三種方法就算承載著理論，也不包含跟要探究的現象有關的理論。他的結論是，對一個科學活動而言，如果他的輔助理論與欲探究的現象不相干，就算是「觀察」而不是推論，由此建立了觀察與理論的獨立性。
我們再舉一個較簡單的例子：使用光學顯微鏡觀察細胞，細胞的現象和顯微鏡的光學理論沒那麼有關係。觀察與理論的獨立性是一個點，另外一個點是，實驗科學家使用顯微鏡做的事遠遠多於「看」細胞，還要操作它（比如拿針戳它、切它），顯微鏡有光學的色散、扭曲也不一定會影響到操作，Hacking認為這是更重要的，在實驗裡更重要的是intervening而不是seeing。
最後，Hacking反對將觀察視作只是語意的問題（有些感官經驗然後用語句報導出來），過往的哲學家誤以為實驗科學家做的觀察就是看然後給出報導，其實是個迷思。觀察是技巧也是態度，實驗家必須是細心的（observant）和警覺的，並且有能力在儀器的使用中，分離、產出穩定的現象，看出哪裡有不對勁、哪裡有啟發性、哪裡有扭曲。這些都值得被科學哲學仔細考察。
If we want a comprehensive account of scientific life, we should, in exact opposition to Quine, drop the talk of observation sentences and speak instead of observation. (p181, Representing and Intervening)
本文介紹了一些哲學家對於科學理論與觀察的關係這個議題的主張。有些哲學家指出了，在一些意義上，觀察與人類的認知與心理脈絡有關，但Hacking指出，這不能得到所有觀察都承載著理論，或是到處都是理論的結論；也不應將科學實驗或觀察看作只是語意的問題，它們都有許多操作性的部分。
除了這個議題，《Representing and Intervening》還討論了許多科學哲學的議題，主要是科學實在論。Hacking認為過去的科學哲學討論過度偏重於科學理論而忽視了科學實作與實驗，他的創見是把科學實驗帶到科哲討論裡，告訴大家科學實驗有自己的生命。書中介紹非常多實際的科學實驗，讀來十分有趣，我們也向大家推薦這本書。
References:
[1] 苑舉正 (2018)。〈保羅．費耶阿本〉，王一奇（編），《華文哲學百科》（2019 版本）。URL=http://mephilosophy.ccu.edu.tw/entry.php?entry_name=保羅．費耶阿本。
[2] Bogen, James, “Theory and Observation in Science”, The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Winter 2020 Edition), Edward N. Zalta (ed.), URL = <https://plato.stanford.edu/archives/win2020/entries/science-theory-observation/>
[3] Hacking, I. (1983). Representing and intervening: Introductory topics in the philosophy of natural science. Cambridge: Cambridge University Press.
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本計劃特別感謝楊振邦教授（加拿大多倫多大學科技史與科學哲學研究所任教，台大電機系客座）。
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