弱證偽主義的理論生態(tài)學(xué)假說判決性實(shí)驗(yàn)再辯護(hù)

　　摘 要：理論生態(tài)學(xué)研究面臨對野外實(shí)驗(yàn)和原假說顯著性驗(yàn)證的質(zhì)疑。前者可通過公眾參與異質(zhì)性研究予以消解;分析了原假說顯著性驗(yàn)證后，認(rèn)為可將后者改為多輪驗(yàn)證，由此保持假說-演繹方法的有效。根據(jù)生態(tài)學(xué)特點(diǎn)和原假說顯著性驗(yàn)證要求，進(jìn)一步修正了普拉特的強(qiáng)推理邏輯步驟并指出生態(tài)學(xué)進(jìn)步模式為不同于精致證偽主義與波普爾強(qiáng)證偽主義的第三種證偽主義——弱證偽主義。

　　李際， 自然辯證法通訊 發(fā)表時(shí)間：2021-08-24

　　關(guān)鍵詞：假說-演繹 科學(xué)說明 原假說顯著性驗(yàn)證

　　一、生態(tài)學(xué)野外實(shí)驗(yàn)與NHST引發(fā)的質(zhì)疑

　　《證偽主義的生態(tài)學(xué)假說判決性實(shí)驗(yàn)辯護(hù)》以證偽主義立場批判了奎寧(F. Quinn)和杜漢(A. E. Dunham)的觀點(diǎn)。該批判主張生態(tài)過程并非都是多因子機(jī)制的，并堅(jiān)持生態(tài)學(xué)野外實(shí)驗(yàn)可反映假說演繹的強(qiáng)推理邏輯而存在判決性實(shí)驗(yàn)的可能。[1]

　　野外實(shí)驗(yàn)已成為理論生態(tài)學(xué)(以下簡稱“生態(tài)學(xué)”)重要的研究方法之一，尤其是全球空間尺度的長期野外實(shí)驗(yàn)研究正迅速發(fā)展。[2] 迄今，生態(tài)學(xué)家們發(fā)展出了全球野外實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，甚至進(jìn)行了方法總結(jié)，提出了協(xié)同分布式實(shí)驗(yàn)(coordinated distributed experiments, CDE)和分布協(xié)作式實(shí)驗(yàn)(distributed collaborative experiments，DCE)。[3]-[4] 但有限的站點(diǎn)使得對實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義產(chǎn)生了爭議。[5]-[8] 這意味著即使在全球范圍進(jìn)行野外實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果可復(fù)制性(replication)并未得到認(rèn)可，即目前生態(tài)學(xué)野外實(shí)驗(yàn)方法還不可靠。①

　　另一方面，生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的主流統(tǒng)計(jì)方法采納了基于假說-演繹邏輯的原假說顯著性檢驗(yàn)(null hypothesis significance test， 簡 稱“NHST”)。但自NHST方法誕生以來，關(guān)于它的爭議始終存在，并愈演愈烈視。研究表明，“大部分物理科學(xué)研究者認(rèn)為NHST的可靠性是不科學(xué)的”，它存在 “導(dǎo)致針對原假說高度的證據(jù)誤導(dǎo)”而過于武斷的拒絕原假說。[9]-[11] 2010年，《科學(xué)》(Science)的新聞版發(fā)表了《這是科學(xué)最骯臟的秘密：通過站在脆弱基礎(chǔ)上的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析去驗(yàn)證假說的“科學(xué)方法”》，一周后的《自然》(Nature)刊發(fā)了《科學(xué)方法：統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤》，該文成為當(dāng)時(shí)《自然》被最多次瀏覽的文章。[12] 對于NHST的最有影響的批判來自于《基礎(chǔ)和應(yīng)用社會(huì)心理學(xué)》 (Basic and Applied Social Psychology，BASP)主編們發(fā)表的社論(editorial)，宣布該刊已開始正式禁止(ban)采用NHSTP 的論文。[13]

　　若現(xiàn)有生態(tài)學(xué)野外實(shí)驗(yàn)和NHST都存在重大弊病，則生態(tài)學(xué)可能就不存在判決性實(shí)驗(yàn)。作為兩者論證邏輯來源的假說 - 演繹邏輯受到了挑戰(zhàn)，證偽主義立場也需質(zhì)疑。《證偽主義的生態(tài)學(xué)假說判決性實(shí)驗(yàn)辯護(hù)》的基本結(jié)論也就不成立。

　　二、野外實(shí)驗(yàn)的邏輯困難與方法克服

　　生態(tài)學(xué)的研究對象和基本科學(xué)問題使得野外研究在生態(tài)學(xué)中的難度相較于生物學(xué)和物理學(xué)都顯著增加。

　　生物學(xué)的野外研究的傳統(tǒng)方法是野外觀察。通過肉眼或簡單儀器輔助，它描述個(gè)體以上生態(tài)層次(ecological hierarchy)可見的變化(比如：植物分布和形態(tài)研究、物種遷徙與捕食者-競爭關(guān)系觀察)，記錄下生態(tài)過程演化的事件，實(shí)驗(yàn)者對于生物學(xué)過程并不進(jìn)行干預(yù)，所以較易。古希臘時(shí)代就誕生了自然志(natural history)傳統(tǒng)，近代的生物地理學(xué)和生物學(xué)都沿襲了這個(gè)傳統(tǒng)。當(dāng)代的公眾科學(xué)也在生物學(xué)野外觀察研究中清晰的體現(xiàn)了操作的簡便與結(jié)論的堅(jiān)實(shí)。[14] 但它仍舊是描述性的科學(xué)研究，并未完全進(jìn)入以精確計(jì)量和實(shí)驗(yàn)為特征的現(xiàn)代科學(xué)階段。生態(tài)學(xué)野外研究的主要方法是受控的實(shí)驗(yàn)。它與實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)最大的直觀區(qū)別是實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了變化——實(shí)驗(yàn)者面對更為廣闊和開放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。它最大程度擬合了真實(shí)世界中的演變，邏輯上結(jié)果更為可信且結(jié)論更為可靠。作為現(xiàn)代科學(xué)的研究方法，實(shí)驗(yàn)方法使得生態(tài)學(xué)野外研究優(yōu)于野外觀察，但對研究者的能力與條件提出了更高的要求——尤其在生理生態(tài)學(xué)和分子生態(tài)學(xué)領(lǐng)域。但這還是技術(shù)制約，邏輯上并不構(gòu)成問題。

　　同為實(shí)驗(yàn)方法，生態(tài)學(xué)野外實(shí)驗(yàn)具有物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)所沒有的挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)來自于生態(tài)學(xué)的定義——研究動(dòng)物和植物與它們的無機(jī)和有機(jī)環(huán)境之間的全部關(guān)系的科學(xué)，是對達(dá)爾文所稱的生存競爭條件的那種復(fù)雜的相互關(guān)系的研究”。 [15] 野外實(shí)驗(yàn)的目的是找出處于生態(tài)過程演化中的生態(tài)因子(ecological factor)之間的相互作用(interaction，生態(tài)學(xué)術(shù)語，本文中的含義等同于因果關(guān)系或因果機(jī)制)。而生態(tài)過程同時(shí)存在單因子、雙因子或多因子三種情況。這與物理學(xué)對因果機(jī)制的理解形成了差異。自古希臘開始的自然哲學(xué)傳統(tǒng)以及當(dāng)代粒子物理學(xué)都是單因子假設(shè)的，它在找尋基本粒子;牛頓力學(xué)是雙因子假設(shè)的，比如第二定理的因子就是加速度與質(zhì)量;當(dāng)代量子力學(xué)是雙因子假設(shè)的，它認(rèn)為兩個(gè)量子尺度的事物存在瞬間的超遠(yuǎn)距離作用的量子糾纏;但，未見物理學(xué)有超過兩個(gè)因子的多因子假設(shè)。這恰好是生態(tài)學(xué)與物理學(xué)的基本假設(shè)的顯著差異，也構(gòu)成了野外實(shí)驗(yàn)的困難。生態(tài)學(xué)面對的影響因子往往超過兩個(gè)，比如：很多生態(tài)學(xué)野外實(shí)驗(yàn)要考慮的外部影響因子至少包括氣壓、濕度和溫度等。若對描述種群數(shù)量與物種豐富度相互關(guān)系的駝峰模型(hump-back model，HBM)分別在年中的南半球和北半球分別展開實(shí)驗(yàn)的話，則可能因?yàn)闇囟葘?dǎo)致個(gè)體繁殖的差異而引發(fā)不同的結(jié)果和結(jié)論。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的對象(生物個(gè)體以及種群)的生物學(xué)構(gòu)成是同質(zhì)的，形態(tài)學(xué)上也是同構(gòu)的，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對象本質(zhì)上是同一的;實(shí)驗(yàn)操作是同時(shí)同步的;但，結(jié)果并不同一。生態(tài)學(xué)采納任何一個(gè)結(jié)果都會(huì)導(dǎo)致對生態(tài)過程同質(zhì)性的質(zhì)疑，這種質(zhì)疑進(jìn)一步引發(fā)了生態(tài)學(xué)理論是否可能統(tǒng)一(即各種生態(tài)學(xué)理論是否可以最終歸納為一般性理論)的疑問。[16] 野外實(shí)驗(yàn)要模擬真實(shí)的生態(tài)過程，所以不能像物理學(xué)那樣只保留一個(gè)影響因子而研究該因子導(dǎo)致的因果機(jī)制。這個(gè)邏輯困難可能是生態(tài)學(xué)研究目的和野外實(shí)驗(yàn)獨(dú)有的。此外，外部影響因子彼此之間也存在著相互作用。比如：由于存在溫度與濕度、海拔與含氧量、營養(yǎng)成分 / 水分 / 光照等多個(gè)相互關(guān)系的交錯(cuò)，年中在南半球的澳洲沙漠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與年中的北半球的阿爾卑斯山頂?shù)膶?shí)驗(yàn)結(jié)果可能差異更大——它進(jìn)一步放大了這種困難，使得生態(tài)學(xué)野外實(shí)驗(yàn)邏輯困難比物理學(xué)實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)室實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)指數(shù)級增加。

　　歷經(jīng)了約一個(gè)半世紀(jì)的發(fā)展，生態(tài)學(xué)研究在引發(fā)邏輯困難的同時(shí)也在試圖克服困難。它從地理學(xué)中借鑒了新的概念，出現(xiàn)了斑塊(patch)、鑲 嵌(mosaic)、 異 質(zhì) 性(heterogeneity)和景觀(landscape)等概念，它們之間是邏輯遞進(jìn)的。斑塊很直觀的把生態(tài)系統(tǒng)的地理分布看做是在一張大畫布上的不同形的色斑，由于各個(gè)不同的斑塊的內(nèi)部系統(tǒng)構(gòu)成和相互作用不同構(gòu)，導(dǎo)致了它們就像是彼此鑲嵌于對方或完整的系統(tǒng)中，呈現(xiàn)出不同質(zhì)的特性，最后把這種不同質(zhì)稱之為異質(zhì)性，并借鑒園林設(shè)計(jì)的概念而把具有異質(zhì)性的生態(tài)地理拓補(bǔ)系統(tǒng)隱喻為景觀。這種思路認(rèn)為“自然生態(tài)系統(tǒng) ..... 隨時(shí)間以復(fù)雜的、有時(shí)是不可預(yù)測的方式而變化”，并批判“以往把生態(tài)過程所處的空間看做是環(huán)境的同質(zhì)性和空間上的隨機(jī)分布的基本假定是為了研究的方便和簡化，...... 所有生態(tài)系統(tǒng)都在一個(gè)廣闊的尺度(scale)范圍內(nèi)表現(xiàn)出異質(zhì)性和斑塊鑲嵌的特點(diǎn)，這種斑塊鑲嵌是種群動(dòng)態(tài)、群落結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定、物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞等發(fā)生的基礎(chǔ)。”[17] 異質(zhì)性研究和景觀生態(tài)學(xué)從 20世紀(jì)80年代開始迅猛發(fā)展。我國國家自然科學(xué)基金委員會(huì)地理學(xué)部主任傅伯杰院士的主要研究方向即包括景觀生態(tài)學(xué)，他還兼任國際地理聯(lián)合會(huì)副主席，由此可見生態(tài)學(xué)認(rèn)識的轉(zhuǎn)變。

　　生態(tài)學(xué)已承認(rèn)生態(tài)過程存在由影響因子導(dǎo)致的不同形、不同構(gòu)、不同質(zhì)與不同一。前文的邏輯困難就有望通過體現(xiàn)異質(zhì)性的實(shí)驗(yàn)研究而消解。此前的野外研究局限于職業(yè)生態(tài)學(xué)家，受限于財(cái)務(wù)壓力和發(fā)表壓力等非科學(xué)因素等共同作用，使得他們很難開展更大尺度和更長周期的野外研究而獲得充分的異質(zhì)性研究結(jié)果。[18] 應(yīng)對這一現(xiàn)實(shí)掣肘，有學(xué)者提出了將生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)中已具有影響的公眾參與野外觀察的公眾科學(xué)(citizen science)引入生態(tài)學(xué)的野外實(shí)驗(yàn)研究。[19] 至此，野外實(shí)驗(yàn)可以通過涉獵所有的異形、異構(gòu)和異質(zhì)的景觀而完成相互作用研究。在此基礎(chǔ)上，尋找其中的同一性，促進(jìn)統(tǒng)一的一般性理論的發(fā)現(xiàn)。雖然現(xiàn)實(shí)條件還不能認(rèn)為當(dāng)前可以完全實(shí)現(xiàn)，但已不存在上述的邏輯困難。

　　三、假說-演繹方法與NHST辯護(hù)

　　科學(xué)證明可評價(jià)科學(xué)知識，它有演繹與歸納兩種經(jīng)典的評價(jià)方法，前者屬于邏輯論證，后者屬于經(jīng)驗(yàn)證明。[20] 鑒于生態(tài)學(xué)還沒有一般性理論的事實(shí)，它有時(shí)也被看做經(jīng)驗(yàn)科學(xué)，證據(jù)之一就是大量采用歸納方法。比如：實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)評價(jià)的p值驗(yàn)證(即統(tǒng)計(jì)結(jié)果不支持原假說預(yù)測的頻率閾值，一般為< = 0.05，低于該閾值則認(rèn)為假說暫時(shí)通過了經(jīng)驗(yàn)考察，符合證偽主義的原則)。但歸納邏輯的邏輯缺陷決定了永遠(yuǎn)可能出現(xiàn)反例，而生態(tài)過程的演化語境(context，為避免社會(huì)建構(gòu)的爭鳴，此處不得理解為“與境”)更凸顯了歸納方法的弊端——邏輯上，只要演化持續(xù)，就可能產(chǎn)生新的事件推翻此前所有事件驗(yàn)證的理論。這意味著歸納邏輯并不能確保任何假說的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，徹底采用歸納方法會(huì)導(dǎo)致無法獲得理論。但實(shí)際研究中，生態(tài)學(xué)家的研究步驟是：(1)提出假說;(2)基于假說設(shè)計(jì)NHST實(shí)驗(yàn);(3)開展實(shí)驗(yàn)并獲得結(jié)果;(4)用p 值進(jìn)行結(jié)果評價(jià)并得出科學(xué)結(jié)論。

　　這種步驟是普拉特(J. R. Platt)提出的假說演繹方法在生態(tài)學(xué)研究中的改版，是生態(tài)學(xué)最常見的科學(xué)說明方法，它其實(shí)是歸納與演繹的分步綜合。具體而言，在假說提出與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段采用了演繹方法，而在實(shí)驗(yàn)結(jié)果評價(jià)采用了歸納方法。它的起點(diǎn)是邏輯的，終點(diǎn)是經(jīng)驗(yàn)的;它體現(xiàn)了波普爾的證偽主義，即用經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果評價(jià)假說;無論基于歸納方法的p值驗(yàn)證支持(本處采用“支持”一詞，以免誤解為“證實(shí)”原則)或證偽了假說，這都是對假說的判決性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)結(jié)論。[1] 假說-演繹方法也是實(shí)驗(yàn)重復(fù)性(此處的重復(fù)性同時(shí)包括p 值驗(yàn)證同一組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可重復(fù)與對重復(fù)多組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可重復(fù)兩種情況，詳見本文NHST部分)的邏輯前提。鑒于具有相同機(jī)制的生態(tài)事件邏輯上會(huì)出現(xiàn)同樣的定性結(jié)果，通過被稱為“科學(xué)的基石(cornerstone)”的結(jié)果可重復(fù)來最終完成第4步的判決工作。

　　由于假說 - 演繹方法的起點(diǎn)是邏輯的，后續(xù)的說明是基于假說演繹出來的。按照演繹方法原則，前件(假說)為真，后件(結(jié)果)必為真。但生態(tài)過程的特點(diǎn)使得最初的假說為真的可能性被質(zhì)疑了。事實(shí)上，生態(tài)學(xué)迄今的確也未確立諸如第一原理之類的一般性理論——演化只是它的語境。 所以，前件為真在當(dāng)前生態(tài)學(xué)中還未出現(xiàn)。此外，無法判斷未來的演化對當(dāng)前生態(tài)過程的相互作用影響，甚至無法評價(jià)假說是更多還是很少的為真。這導(dǎo)致絕對的演繹方法在生態(tài)學(xué)中是徹底失敗的。因此，該方法是否有效的評價(jià)只能通過后續(xù)的歸納方法展開。歸納方法原則是后件(結(jié)果)為真，則前件(假說)才為真，但仍舊未必永真。其中扮演演繹方法和歸納方法轉(zhuǎn)換關(guān)鍵的是第2步，即 NHST實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。若NHST合理，則該方法才可能邏輯合法。NHST的思路是將兩個(gè)邏輯相悖的假說分別作為原假說(H0)和備擇假說(alternative hypothesis)(H1)，通過實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果，判定其中一個(gè)假說不為真，則另一個(gè)假說為真的邏輯概率(probability)相應(yīng)增加。為盡可能確保結(jié)論為真的概率，NHST要求以邏輯上為假可能性更大的假說作為H0，當(dāng)邏輯上為假概率更大的事件在實(shí)驗(yàn)中觀察到了，則說明H0是在更為嚴(yán)苛的條件下被驗(yàn)證，得到的結(jié)論比用邏輯上為真概率更大的H1得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)論更為可靠，即H0得到 NHST的的最嚴(yán)格的驗(yàn)證。[21] 這是證偽主義思路的體現(xiàn)。但生態(tài)過程的特點(diǎn)決定實(shí)際中實(shí)驗(yàn)達(dá)到完全重復(fù)幾乎不可能，而假說太易被證偽，以至于沒有理論出現(xiàn)。為此，出現(xiàn)了p值< = 0.05的通用閾值。換言之，對假說的最終判決其實(shí)并非直接來自假說或?qū)嶒?yàn)本身。它即非演繹的，也非歸納的;而是來自于統(tǒng)計(jì)學(xué)的約定，是約定論的。

　　因?qū)0采用了嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)，NHST的優(yōu)點(diǎn)是對于原假說的判決標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，卻的確存在過于草率證偽的可能。但上述批判僅限于有限數(shù)量的結(jié)果和p值較大的情況下。顯然加大實(shí)驗(yàn)量和提高p 值標(biāo)準(zhǔn)比無法預(yù)測的生態(tài)過程的演化與異質(zhì)性相對容易。若加大實(shí)驗(yàn)量并提高p值的要求，即使 NHST采取了經(jīng)驗(yàn)的歸納方法使得它不能判決假說是否永真，但可不斷逼近永真。所以，不該就像武斷的否定原假說那樣武斷的拋棄NHST。此時(shí)，問題已經(jīng)不再是關(guān)于評價(jià)方法的，而是關(guān)于現(xiàn)實(shí)條件的。鑒于該方法中的前2步的演繹方法在邏輯上是無法徹底滿足的，而真正支撐該方法的是后2 步的歸納方法——只有歸納方法在邏輯上存在逼近永真的可能，所以假說 - 演繹方法應(yīng)更多的看做是歸納為主的方法。這個(gè)結(jié)論也符合生態(tài)學(xué)目前無法擺脫的經(jīng)驗(yàn)科學(xué)現(xiàn)狀。至于如何避免p值帶來的其他困難，本文不予討論。

　　四、普拉特(1964)強(qiáng)推理邏輯的步驟修正與證偽主義新理解

　　普拉特提出假說-演繹方法是基于他的強(qiáng)推理邏輯。起點(diǎn)也是來自于演繹方法的不可靠，即存在前件不充分(或“自明”)的弊病。前文已述，這種弊病在當(dāng)前生態(tài)學(xué)的假說-演繹方法使用中也暴露出來了——NHST將假說置于僅存在被支持或未被證偽兩種可能的境遇(醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)中早已存在 NHST第三種結(jié)果可能的應(yīng)用，為簡便表述與不偏離主題，本文不予討論)。處于假說地位的科學(xué)理論還未受到嚴(yán)格的檢驗(yàn)，它僅是對已發(fā)生的生態(tài)事件的因果機(jī)制的猜測。由于提出假說時(shí)可能未獲得或忽略了相關(guān)的證據(jù)，提出的假說可能并未完整或正確解釋了生態(tài)事件的因果機(jī)制。一旦有限的證據(jù)對此進(jìn)行了判決，在實(shí)踐中可能導(dǎo)致生態(tài)學(xué)家集體放棄持續(xù)研究的努力——直接證偽假說對于發(fā)現(xiàn)真正的因果機(jī)制存在負(fù)面影響的可能。生態(tài)學(xué)科學(xué)結(jié)論的爭議表面上與以NHST方法和p值驗(yàn)證作為可重復(fù)依據(jù)的結(jié)果一致性，但這些爭議都是采納了一次性的判決性實(shí)驗(yàn)的思路。若對NHST的一次性判決的思路進(jìn)行修正，有望滿足前件為真的邏輯前提。

　　普拉特對此是有思考的，并提出了理論上可以窮盡前件的實(shí)驗(yàn)研究步驟：(1)設(shè)想(device)各種候選假說;(2)用候選假說設(shè)計(jì)一個(gè)(或多個(gè))判決性實(shí)驗(yàn)，彼此盡可能的相互獨(dú)立;(3)開展實(shí)驗(yàn)獲得清晰的實(shí)驗(yàn)結(jié)果;(4)如果結(jié)果不支持候選假說，則進(jìn)一步提出并檢驗(yàn)子假設(shè)或提出新的假說，如此往復(fù)，直到最終確定的所有假設(shè)被證明是正確的。[22] 按照普拉特的本意，假說 - 演繹邏輯并非一定是一次性實(shí)驗(yàn)，而可能存在(對于生態(tài)學(xué)而言，這是更大的可能)多輪實(shí)驗(yàn)。多輪實(shí)驗(yàn)并非指的是對同一個(gè)假說的實(shí)驗(yàn)重復(fù)(并非是傳統(tǒng)的可重復(fù)性理解)，而是對不同假說的分別的實(shí)驗(yàn)——后者才是實(shí)驗(yàn)可重復(fù)的前提，前者是實(shí)驗(yàn)不可重復(fù)的證據(jù)并引發(fā)修正后的新假說的下一次判決性實(shí)驗(yàn)。這為化解生態(tài)學(xué)科學(xué)說明困難提供了啟示。

　　按照現(xiàn)有的NHST，若對一個(gè)原假說通過單一的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行判決的統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)論永遠(yuǎn)是0或1(即證偽或未被證偽但不代表確證)。但，只要樣本量足夠大，總會(huì)發(fā)現(xiàn)不同于假說和常識邏輯的反常事件。在確認(rèn)實(shí)驗(yàn)操作和統(tǒng)計(jì)過程沒有差錯(cuò)后，它會(huì)啟發(fā)生態(tài)學(xué)家修正假說并進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證或開展新的實(shí)驗(yàn)，如此反復(fù)，總是會(huì)得到嚴(yán)格驗(yàn)證的一般性理論。因此，他第三步說的不夠明確，應(yīng)為“開展多個(gè)基于同樣實(shí)驗(yàn)協(xié)議的實(shí)驗(yàn)獲得清晰的定性(視研究需要，也可為定量)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果”。此外，基于 NHST，即使采用了多次實(shí)驗(yàn)的思路，每次實(shí)驗(yàn)只能對一個(gè)假說(即H0)進(jìn)行判決，所以第1步的表述應(yīng)改為“設(shè)想一種候選假說(即統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的原假說)”且第2步就不應(yīng)存在設(shè)計(jì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)協(xié)議的要求，否則NHST無從判決原假說是否已被證偽或未被證偽。由于僅有1個(gè)實(shí)驗(yàn)協(xié)議，此時(shí)也不存在實(shí)驗(yàn)協(xié)議彼此獨(dú)立的要求。但，第4步即使結(jié)果支持候選假說，仍需補(bǔ)充其他可能的候選假說并重復(fù)第2與第3步，如此往復(fù)，才能發(fā)現(xiàn)生態(tài)過程的真實(shí)機(jī)制且只應(yīng)該存在一個(gè)解釋力最強(qiáng)的最終結(jié)論。基于上述統(tǒng)計(jì)學(xué)和生態(tài)學(xué)分析，對普拉特的強(qiáng)推理邏輯的步驟做修正后的完整表述應(yīng)為：(1)設(shè)想一種候選假說;(2)用候選假說設(shè)計(jì)一個(gè)判決性實(shí)驗(yàn);(3)開展多個(gè)基于同樣實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(或協(xié)議)的實(shí)驗(yàn)獲得清晰的定性(視研究需要，也可為定量)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果;(4)如果結(jié)果不支持候選假說，則進(jìn)一步提出并檢驗(yàn)子假設(shè)或提出新的假說;如果結(jié)果支持候選假說，則設(shè)想各種候選假說并逐一完成第2步與第3步，如此往復(fù)，直到最終確定一個(gè)未被證偽且解釋力最強(qiáng)的假設(shè)。

　　據(jù)此，NHST的前件也通過后件的經(jīng)驗(yàn)修正最終確保了永真的邏輯要求(此處的永真結(jié)論僅限于形式邏輯框架內(nèi)，并不考慮生態(tài)過程持續(xù)演化的影響)，假說 - 演繹方法的前2步也邏輯合法了。但必須始終記得NHST的原理是即使通過了經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證，也僅僅表明該假說暫時(shí)未被證偽，而非該假說正確。這意味著邏輯合法并不等于現(xiàn)實(shí)中的完備證偽。因此，生態(tài)學(xué)家要秉持科學(xué)與哲學(xué)都堅(jiān)持的質(zhì)疑精神，始終對生態(tài)過程的因果機(jī)制提出其他可能的假說或影響因子，部署新的實(shí)驗(yàn)——只有窮盡了已知的一切知識與可能，才能在當(dāng)時(shí)認(rèn)為最終通過驗(yàn)證的假說是可被完全接受的理論。此時(shí)，始終被質(zhì)疑的是各種假說，而非假說 - 演繹方法與NHST。生態(tài)過程的演化并不能有效質(zhì)疑作為方法的假說-演繹與 NHST本身。

　　修正后的強(qiáng)推理邏輯的步驟仍舊符合普拉特的反復(fù)的持續(xù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基本思路，但強(qiáng)化了對推理邏輯與實(shí)際操作程序之間的關(guān)聯(lián)，從經(jīng)驗(yàn)的角度為這個(gè)邏輯增加了更多的支持，也符合以生態(tài)學(xué)的研究現(xiàn)狀。這種理解不同于精致證偽主義。精致證偽主義通過保護(hù)帶強(qiáng)調(diào)了對研究綱領(lǐng)的硬核的維護(hù)。這種觀點(diǎn)堅(jiān)持科學(xué)進(jìn)步模型并非純粹的證偽。本文指出的多輪判決性實(shí)驗(yàn)在步驟上是反復(fù)與漸進(jìn)的，但最終一輪的實(shí)驗(yàn)判決卻是一次性的。此外，生態(tài)學(xué)還未進(jìn)入科學(xué)說明階段，正在努力發(fā)現(xiàn)作為硬核的一般性理論。因此，精致證偽主義不是本研究所認(rèn)同的生態(tài)學(xué)進(jìn)步模式。另一方面，本文強(qiáng)調(diào)最終還需進(jìn)行判決，這與波普爾的證偽主義都采取了較為激進(jìn)的科學(xué)進(jìn)步模式的立場。但，本文提出的 NHST多輪判決性實(shí)驗(yàn)(非重復(fù)實(shí)驗(yàn))以及對普拉特假說-演繹強(qiáng)推理邏輯的步驟修正比波普爾的證偽主義趨于溫和。本文認(rèn)為當(dāng)證據(jù)證偽了假說后，可調(diào)整子假設(shè)或驗(yàn)證其他的假說，而不是直接拋棄整個(gè)體系。比如：當(dāng)駝峰模型的第一輪實(shí)驗(yàn)結(jié)果引發(fā)爭議后，研究者并未拋棄該模型，而是繼續(xù)提供新的解釋并試圖將爭議引向新的影響因子與相互作用的討論(駝峰模型只是植物種群生態(tài)學(xué)的一個(gè)假說，不應(yīng)當(dāng)做精致證偽主義的硬核看待)。[5]-[8]

　　由此，本文所持的生態(tài)學(xué)進(jìn)步模式的立場介于波普爾證偽主義與精致證偽主義之間——完全否定了精致證偽主義但部分否定了波普爾的觀點(diǎn)。若將波普爾的證偽主義稱之為強(qiáng)證偽主義，則本文的立場可稱之為弱證偽主義。

　　五、結(jié)論與討論

　　應(yīng)對野外實(shí)驗(yàn)和NHST的質(zhì)疑，生態(tài)學(xué)可通過公眾參與的全球野外實(shí)驗(yàn)的異質(zhì)性研究以及多輪的NHST實(shí)驗(yàn)予以消解并維持假說-演繹方法的有效。普拉特的強(qiáng)推理邏輯步驟應(yīng)予以修正以為體現(xiàn)生態(tài)學(xué)特點(diǎn)和NHST的統(tǒng)計(jì)學(xué)要求。這符合艾莉森(M. A. Ellison) 對NHST適合大尺度生態(tài)學(xué)研究的觀點(diǎn)——“當(dāng)我們得出一個(gè)科學(xué)的概括時(shí)，我們并不聲稱這個(gè)概括以及它的結(jié)果是確定的;我們主張的是它們在我們當(dāng)時(shí)已獲得的知識中有高的概率程度，但這個(gè)概率可能被額外的知識所修正。”[23] 如此形成了不同精致證偽主義和波普爾證偽主義的生態(tài)學(xué)進(jìn)步模式的證偽主義理解，即弱證偽主義。

　　但演化的持續(xù)使得任何原假說始終處于被證偽的風(fēng)險(xiǎn)，而統(tǒng)計(jì)學(xué)在生態(tài)學(xué)研究中僅為手段。“數(shù)字是科學(xué)討論的起點(diǎn)，而非終點(diǎn)”，無論是生態(tài)學(xué)還是統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法研究都還會(huì)和演化一樣持續(xù)。[24] 對生態(tài)學(xué)發(fā)現(xiàn)一般性理論的努力而言，本文的研究可能只是一種西西弗斯式(sisyphusian)的努力。 ①羅夫加登(Roughgarden)曾質(zhì)疑群落生態(tài)學(xué)存在一般性理論的可能——“我欣賞建構(gòu)作為一般性理論的理論群落生態(tài)學(xué)的呼吁。如果謹(jǐn)慎的睜開眼睛尋找一般性理論，我們能避免(錯(cuò)誤)投入一般性理論的危險(xiǎn)。所以，今天群落生態(tài)學(xué)有一般性理論嗎?沒有。可能有嗎?是的。應(yīng)該有嗎?我不知道。”[16] 若考慮演化導(dǎo)致的未來生態(tài)過程和事件的不確定，生態(tài)學(xué)的未來也是不確定性，他的結(jié)論迄今未變。