解釋與科學解釋

第一節 解釋與科學解釋

為自然現象提出合理的解釋，是科學研究者的目標。針對某一自然現象，

能給予學生適當的解釋，則是教育工作者或科學教育研究者的目標。「解釋」是 日常生活和教室中常見的行為，尤其需要討論自然現象成因的科學教育，更是不 可或缺（湯偉君，2008）。

壹、解釋（explanation）的內涵

「解釋」是解釋者、接受解釋者與被解釋物，三者間的互動，也是科學教室 常見的行為（湯偉君，2008）。Ohlsson (1992)認為解釋扮演了科學家們想要了解 世界的主要角色；是學生學習與了解科學現象的訴求。陸健體（1994）提出就「解 釋 」 的 意 義 與 內 涵 而 論 ， 它 可 以 分 成 兩 個 層 面 ， 一 個 作 為 推 論 的 說 明

（explanation），即對一個「為什麼」這種形式的問題所做的回答；另一個層面 則是作為傳遞行為的說明（explaining）。綜合上述學者的觀點，解釋是一種讓人 們瞭解問題為什麼的原因，解釋者也可以透過解釋來讓接受解釋者更瞭解被解釋 物，以達到瞭解世界的目的。

一、哲學辭典對解釋的定義

劍橋哲學字典裡（Audi，1999）指出「解釋是一種行動，藉著顯示出某種事

釋，這就假定有被解釋的現象存在。而如果一個人要求一種證明，則這就假定這 個事物可能並非已經出現，必須提出它們出現的某種證據。而各解釋也有其各種 不同的意義，有所差異，敘述如下（引自段德智、尹大貽、金常政譯Angeles, 1999）：

（一）功能的解釋（functional explanation）：用描寫一個事物在其存在時，各成 份之間相互聯繫的活動（功能、作用）來對現象作出解釋。如：對「為什麼會有 心跳？」作出功能性解釋，就是以諸如血液循環和作為心跳基礎的心臟和肉體的 哪些部分的物理、化學的功能來說明心跳。

（二）整體的解釋（holistic explanation）：用整體（形式、總體、統一體）的功 能（目的、特性、活動）對現象作出解釋，認為整體是它的部分指導原則。用整 體的功能來解釋整體的各部分活動。

（三）機械的解釋（mechanistic explanation）：描寫在一個複合體中，一個部分 如何與其他部分發生機械的相互作用。

（四）有機論解釋（organismic explanation）：這種解釋把一個整體的特性看作是 有別於個體部分（或部分的群組）的特性，以及對於解釋某些事物是必不可少的，

就如對各個部分的相互作用分析對於它的解釋是必不可少的一種。整體被認為不 僅僅是其各個部分的量的總和，而且在質上與它們總和有別。

（五）目的論解釋（teleological explanation）：

1.按某物所完成的某種目的（結果、目標）所做出的解釋。

2.用達到某種目標或某種目的的活動所做出的解釋，通常這種目標或目的是 預定或計畫好的。

3.以涉及某物所正在追求的，或為了這種追求而發生的過程，以走向未來的 事情（目標、目的、終結、結果）而解釋現在和過去的事情。它用先在的 條件解釋現在的和任何未來的事件。

4.適合用於（適應於、協調於、相應於、適當於、相當於）完成整體的目的 和需要這個整體的各部分的相互關係結構和活動而作出的解釋。

（六）科學解釋（scientific explanation）：通過描寫一個事物的結構和過程是什麼

而使某物成為可理解的，和（或）表明一個事物如何完成它的活動。科學解釋的 基礎是：

1.用歸納-演繹方法（inductive-deductive methods）從事（經驗觀察） 形成概 括化（generalization）（理論）。

2.把這些事實與這種前後一致的和系統的概括化體系聯繫起來，也和已經累 積和以為人們所接受（已被肯定、已得到證實）有關的事實聯繫起來。

3.引出對概括化體系論這些事實可能具有的邏輯和經驗的含義和系統。

4.建構一種對這些事實和概括化的辯解（justification）、認證（confirmation）、

驗證（verification）。

5.表明這種事實是可以在數量上被計算（被推演）的，或從這種概括化體預 測到的。

劍橋哲學字典裡（Audi，1999）指出幾乎所有事物都可成為解釋的對象，但 哲學裡只注意到兩種事物的解釋：事件和人類行動。個別事件例如：橋的崩蹋，

通常都要找出其起因來做解釋，這是因果解釋的一例。因果解釋回答了「why」

之類的問題，常拿來和第二種解釋：回答「how」之類的問題做比較。後者回答 一事件「如何」發生，只是針對導致事件發生的過程性的訊息描述，不過這種描 述也會牽涉到因果過程的敘述（Audi，1999，p298）。（引自湯偉君，2008）

哲學辭典中的解釋有眾多分類，各分類也都各有不同的定義，我們發現有些 解釋的定義甚至是相對立，而科學解釋是解釋分類中相當重要的一類，也是本研 究所關注的焦點。

二、解釋的定義

我們在日常生活中時常用到「解釋」，黃達三（1998）曾就對「解釋」下了 簡單的註解，他說「解釋」就是對事件、現象的分析說明，使人有解惑及了解事

邏輯條件和實證條件（Woodward, 2003）。

（一）邏輯條件

1.待解釋的詞必須是合乎邏輯結果的解釋要素；換言之，待解釋的詞必須從 邏輯演繹所載資料說明解釋要素，否則，待解釋的詞之解釋要素無法構成 足夠的理由。

2.解釋要素必須包含一般規律，而這些待解釋的詞之來歷必須是真正所需 的。我們不會將它作為一個合理解釋的必要條件，但是，解釋要素必須至 少包含一個聲明，一項規則，及一個原因。

3.解釋要素必須有經驗主義的內容，也就是說，它必須有能力，至少在原則 上，通過實驗或觀察的測試。

（二）實證條件

在一個合理的解釋，說明構成解釋要素必須滿足事實正確性的某一條件是顯 而易見的。但是它似乎更合適，規定解釋要素要高度確認所有相關證據，而不是 說它應該是真實的。但是這一規定，導致棘手的後果。假設早期的科學對某一現 象的解釋，解釋要素是當時手邊的證據，但已由最近實證研究結果被高度證明為 不正確。在這種情況下，我們不得不說，原來的解釋是正確的解釋，但當不利證 據被發現之後，它不再是唯一的。基於有限的初步證據，解釋要素的事實真相，

指示我們發表意見，因此，這似乎不符合常見的用法。穩健的解釋是相當可能的，

但更多現在可利用的證據使得解釋要素很有可能不是真實的，因此從未有一個正 確的解釋（Hempel＆Oppenheim, 1948）。

所以我們發現一個邏輯結構完整且滿足事實的正確性的解釋，才能讓解釋能 夠更清楚，使解釋幫助人們找到事實的真相。King (1994)認為解釋有下述這四種 特徵：(一) 解釋不只是告訴別人「那是什麼」，或只是對現象描述而已；應是 告訴他人這是「如何發生的」，與「為什麼會發生」。(二)解釋應該要用自己的 語言說出，不是只有重複已知的和記憶的部分。(三)要常運用資料讓解釋更清 楚，例如：以我們已知的部分和現有的資料做比較。(四)解釋像是將兩件事、想

法的連結，或想法與過程的結合。

Ohlsson (1992)認為解釋扮演了科學家們想要了解世界的主要角色；是學生學 習與了解科學現象的訴求。

因此解釋讓人們表達事實真相以及讓人們瞭解事實，透過因果邏輯關係的過 程，解釋在建構的過程中會將事實及理論連結起來，這一個理論連結的步驟，將 科學解釋運用在自然的現象中，讓大家能瞭解自然現象的成因，此亦即是科學解 釋的能力，也是本研究所要去觀察的科學解釋能力。

三、描述與解釋的差異

有些學者專家對於「描述」和「解釋」的看法是有所不同的，文獻中指出科 學教師在使用「解釋」、「描述」兩詞時，常有混淆或互用的情形。Bateson（1979）

認為「描述」和「解釋」間是有所區別的，「描述」是沒有關聯純粹的片段資料，

「解釋」則是在各片段的資料之間產生連結，且進一步說明，解釋一件事物就像 在因果關係的邏輯系統上繪製一幅地圖；Horwood （1988）引用了Bateson（1979）

的說明來區別描述和解釋之不同，「描述」只是純粹的訊息，且訊息和任一相關 性網路不完全連接（description is purely information and the bits of information are isolated from any network of relatedness），而「解釋」是把一些訊息加以穿連起來

（explanation is given when connections are drawn between and among pieces of information），也就是說去「解釋」某事，便是將之定位（map）到一個因果的邏 輯系統中。

Horwood 在比較描述和解釋的差異時，發現有時我們會用「為什麼」和「如 何」這兩類型的問題來區別「解釋」和「描述」，例如：「解釋為什麼加鹽巴可 防止食物腐敗」以及「描述有絲分裂的過程（有絲分裂如何進行）」。但實則這 種以「為什麼」和「如何」來做的區分，只會在低年級的課程中有所差別，較高

程度，只要回答「因為植物有葉綠體」，但在高中階段，要對此一問題做出滿意 的解釋，則必須涉及到「葉綠素所釋出的電子是如何在電子傳遞鏈上傳遞著」。

（引自湯偉君，2008）

由此我們可以知道描述是單純的陳述而不涉及因果關係，但是解釋是將各片 段的資料依照因果關係連結起來，只要是涉及因果關係的，都有可能是解釋。而 解釋的類型有很多種，科學解釋是其中一個重要的一個類別，而我們將在下一段 討論科學解釋。

貳、科學解釋（scientific explanation）的內涵

陸健體（1994）指出，科學解釋是科學家試圖回答為什麼的活動，也可視為 人們藉助於科學的理論來解答實踐過程遭遇到的疑難。

林從一（2002）認為科學解釋是以理性的假說或原則，來解釋經驗或說明、

預測行為，並提出科學解釋包括因果解釋與合理性解釋兩方面。有時，為瞭解一 事件的起因，需要透過經驗的探究，回應一個有關因果性質的問題，而做出因果 解釋。有時，則是為了瞭解一個行動的理由，需要對理由進行探究，回應一個有 關行動理由的問題，而做出合理性的解釋。

預測行為，並提出科學解釋包括因果解釋與合理性解釋兩方面。有時，為瞭解一 事件的起因，需要透過經驗的探究，回應一個有關因果性質的問題，而做出因果 解釋。有時，則是為了瞭解一個行動的理由，需要對理由進行探究，回應一個有 關行動理由的問題，而做出合理性的解釋。