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科學研究的合情與合理
科學研究的合情與合理1
科學不但具有其"合理"的方面,也有其"合情"的方面."合情"雖沒有嚴格的邏輯性、確定性、必然性作保證,但它出于人們的`經(jīng)驗,符合人們的某種信仰、習慣,能夠為人理解,具有一定的可信度.科學的合情假定是合理論證的基礎,合情的知識常常能夠發(fā)展成為合理的知識.原本被認為是"合情"的知識一旦被斷定為無理,則要被逐出科學的殿堂.科學研究中"大膽假設,小心論證"的科學傳統(tǒng)可以看作是正確處理科學研究的"合情"與"合理"的準則.
科學研究的合情與合理2
[摘 要]
科學不但具有其“合理”的方面，也有其“合情”的方面。“合情”雖沒有嚴格的邏輯性、確定性、必然性作保證，但它出于人們的經(jīng)驗，符合人們的某種信仰、習慣，能夠為人理解，具有一定的可信度。科學的合情假定是合理論證的基礎，合情的知識常常能夠發(fā)展成為合理的知識。原本被認為是“合情”的知識一旦被斷定為無理，則要被逐出科學的殿堂�？茖W研究中“大膽假設，小心論證”的科學傳統(tǒng)可以看作是正確處理科學研究的“合情”與“合理”的準則。
[關鍵詞]
科學研究；合情；合理
科學一直以其鮮明的“合理”性而著稱。邏輯性、確定性、必然性被認為是科學的應有特征�？茖W事業(yè)因此成為一種理性的事業(yè)，科學因此具有一種合理性。然而，科學在其具有合理性一面的同時，又有其“非理性”的一面。我們所說的科學的“非理性”方面，不同于費耶阿本德的非理性主義，而是指科學研究中能為人理解、具有一定可信度的合情的人為假定、論證、取舍等。我們稱其為科學研究的“合情”。
一、科學研究中的合情假定
科學理論體系往往采用公理化演繹方法，即從幾個“不證自明”的公理、公設出發(fā)，經(jīng)過嚴格的邏輯推演，導出其它命題和定理以形成完整的理論系統(tǒng)。古希臘學者歐幾里德的《幾何原本》就是最早應用公理方法的范例。但是，作為歐幾里德幾何前提的第五公設卻在許多世紀里受到了學者的懷疑。第五公設又稱平行公理，指的是：在同一平面上，過某直線外的一點，有且只有一條直線與該直線平行。這一公設由于牽涉到在無限遠處的空間性質，超出了人們的可能經(jīng)驗范圍，顯得不夠明了。平行公理雖不能經(jīng)驗證明，但有一定的經(jīng)驗基礎，符合人們的直覺，基于此，對它的真理性學者少有懷疑。由此，我們可以看出，所謂公理的“不證自明”，不過是一種人為的合情假定。彭加勒認為，數(shù)學中的公理和物理學中的一些基本概念和基本原理既非先驗綜合判斷，亦非經(jīng)驗事實，它們原來都是約定；約定既不為真，也不為假，而或多或少是方便的；要問它們是真是假，正如問米制是真還是假一樣，同樣是沒有道理的。[1]
第一個與平行公理不相容的陳述是由俄羅斯數(shù)學家羅巴切夫斯基提出的，稱為羅氏幾何的平行公理，即在一平面內，通過直線外一點，可作無數(shù)條線與之平行。由這一公理以及歐幾里德幾何的其它公理出發(fā)，1835年羅巴切夫斯基創(chuàng)立了羅氏幾何。又過了大約二十年，德國數(shù)學家黎曼作出了與羅巴切夫斯基相反的公理陳述，即在一平面內，通過直線外一點不存在平行線。由此，創(chuàng)立了黎曼幾何。非歐幾何不是通過對現(xiàn)實世界的抽象而直接產(chǎn)生的，也不是純粹邏輯推演的結果，它是合情假定的結果。而非歐幾何與愛因斯坦相對論的結合則是科學研究中這種合情假定的現(xiàn)實意義的最好印證。德國哲學家賴欣巴哈由此反思理性，認為“哲學家所犯的錯誤是把實際上是習慣的產(chǎn)物視為觀念的洞察或視為理性的規(guī)律。花了二千多年時間才發(fā)現(xiàn)這個事實；如果沒有數(shù)學家的研究以及這種研究中的全部專門性，我們便永不能從根深蒂固的習慣中突圍而出，在我們的思想中清除掉所謂的理性規(guī)律。[2]賴欣巴哈認為，所謂“理性規(guī)律的東西實際上原來是人類所生活的環(huán)境的物理結構對人類想象的一種約制”。[2]
合情假定在科學中普遍存在，如哥白尼行星運動的圓形軌道、牛頓的絕對時空概念、玻爾的電子軌道、麥克斯韋的電磁“以太”、愛因斯坦的光速不變原理和相對性原理等等。合情假定的假定性不能保證理論與現(xiàn)實的完全符合，但它卻是人類認識的必要要素，是一切科學發(fā)展的基礎。每一科學必取一定的邏輯前提，而每一前提的尋根究源的無窮盡論證又是不可能的，所以，建立在人們的信仰、信念、直覺及有限經(jīng)驗基礎之上的合情假定就是科學的最好開端。沒有“第五公設”，就沒有歐幾里德的幾何學；沒有原子量大小決定元素性質的假定，無機化學理論就無法系統(tǒng)化，走向科學；沒有愛因斯坦的光速不變和相對性原理的公理化，就沒有物理學的新時代。正象恩格斯早已指出的那樣：“如果人們要等待建立起定律的材料純粹化起來，那么這就是在此之前要把運用思維的研究停頓下來，而定律也就永遠不會出現(xiàn)�！盵3]
二、科學研究中的合情推理
著名美籍匈牙利數(shù)學家G．波利亞把科學的推理區(qū)分為兩種：論證推理與合情推理。[4]論證推理是必然的推理，它本身不允許任何不確定的.東西，保證每一推理步驟都是經(jīng)得起邏輯規(guī)則檢驗的。合情推理則是一種或然的推理，它的推理原則是可變的，也可以說是由一些猜想所構成的。在科學推理的具體過程中，論證推理和合情推理在確定性上確實形成鮮明的反差；但從科學認識的發(fā)展過程看，論證推理必以合情推理為前提，合情推理是人類一切認識的基石。邏輯原理是分析的，也是空虛的，它不能告訴我們新知識。例如，從“所有人都有死”和“蘇格拉底是人”這兩個前提，我們可以得出“蘇格拉底也有死”的結論，但這一結論是暗含在“所有人都有死”這一前提里的，而不是新內容。演繹推論已經(jīng)暗含在前提里，它并沒有告訴我們更多的東西。即使這樣，演繹推論的邏輯前提也必須借助歸納推論才能構造出來。顯然，前例中“所有人都有死”這一前提就是人們經(jīng)驗的歸納，它是歸納的結果。然而，歸納推理會令唯理論者失望，因為歸納推理不具有邏輯必然性，而是合情推理。
英國哲學家休謨指出，雖然至今我們看到的烏鴉都是白的，我們至少可以想象我們將看見下一只烏鴉是白的。即使我們看到的一萬只烏鴉都是黑的，卻沒有理由推斷第一萬零一只烏鴉是黑的。在保留歸納前提的條件下，我們可以想象歸納推論的虛假。這就是說，歸納推論不具有邏輯必然性。我們相信歸納法，因為它至今是有效的。這本身就是歸納型論證，不能作為歸納信念的可靠根據(jù)。休謨的結論是：歸納法是不能用經(jīng)驗來證明的。休謨用經(jīng)驗論 的觀點來探索人類知識的確定性，結果是徹底的經(jīng)驗論斷送了其自身。英國哲學家羅素說：“人要求確定性是很自然的，但仍不免是心智方面的一種惡習�！薄叭咳祟愔R都是不確定的，不精確的和不全面的�！盵5]
科學認識在本質上是建構的，是在主客體相互交流、相互規(guī)定的過程中逐漸完善的，因此，完成這種認識不能完全歸于邏輯的方法，也應有“非理性”的“合情”方法。當然，合情推理不能最終證明科學理論，但不能因此而抱怨，因為一切科學本來就是相對的。應當認識到，合情推理與論證推理的任務不同，論證推理的確定的、象機器一樣的邏輯推理是建立在籠統(tǒng)的、特別通人情的合情推理基礎之上的。合情推理是科學的創(chuàng)造性之所在。
三、科學研究的“合情”與“合理”
我們認識世界的首要前提是觀察客體，而觀察的過程是主體對客體的感覺過程。感覺隱含著兩個不同的過程：其一是說“感”的過程，如底片感光、視網(wǎng)膜成象，這是純自然過程，不含有主觀因素；其二是說“覺”的過程，是客體為主體所判別的過程，就象醫(yī)生觀察X光片，據(jù)以判斷病人病情的過程，它有賴于以往的經(jīng)驗和理論支持，這是一個主觀的過程。看到了什么要以觀察者的知識背景為基礎。信奉“地心說”的第谷看到的是運動的太陽，而支持“日心說”的伽利略看到的則是靜止的太陽�，F(xiàn)代人看到的是正在天空飛行的飛機，而土著人看到的則是會飛的大鳥、逞兇的鬼怪。“觀察滲透理論”，這就是美國科學哲學家漢森提出的著名命題。這個命題指出了我們的任何觀察都不是純粹客觀的，具有不同知識背景的觀察者觀察同一事物，會得出不同的觀察結果�！坝^察滲透理論”摧毀了邏輯實證主義所追求的科學合理性。
經(jīng)典科學以人與自然界的分離為前提，以自然界為研究對象，要抽象出自然界“本身”的規(guī)律。然而，在現(xiàn)代物理學的微觀世界研究中，人們卻發(fā)現(xiàn)要測量電子運動狀態(tài)，就必須有光子照射到電子上面，根據(jù)量子效應即使是一個光子與電子相互作用，也足以使電子改變其原有運動軌跡。我們觀察到的電子軌跡不再是電子自然狀態(tài)下的運動軌跡，而是主體作用下的運動軌跡。對于宏觀物體，測量的主體干擾可以忽略不計，但是對微觀粒子來說，這種主體干擾則是不可忽略的。海森堡測不準關系就是這種主體干擾的直接表現(xiàn)。在宇宙天文學中，人擇原理則表明，被觀測的宇宙是與作為觀測者的人類的存在這一事實緊密相關的。這實質上反映了人與世界關系上的必然性一致。我們所面對的世界總是人的對象性世界，總是與人的認知能力相關。由此，我們可以推斷，科學是以自然為對象，但它同時又是以人為中心展開的，它只能是人的科學和為了人的科學。這就是科學的“合情”性的深層基礎。
現(xiàn)代科學好象越來越表現(xiàn)出二律背反的特征。一方面，科學認識要按照世界本來面目來客觀地說明世界，追求合理性；另一方面，科學認識表現(xiàn)出鮮明的人為特征，講究“合情”。實際上，科學的“合情”方面與“合理”方面并不矛盾，科學研究的“合情”與“合理”都是科學發(fā)生、發(fā)展的必不可少的要素，它們反映出科學研究中主客體的相互關系，也在科學研究的不同發(fā)展階段發(fā)揮著各自不同的作用�？茖W的“合情”強調的是科學研究中主體的能動的創(chuàng)造方面，突出的是科學的主體性特征�？茖W的“合理”性強調的是科學研究的客觀方面，突出的是科學的客觀真理性質。如果我們套用庫恩的說法，把科學的發(fā)展分為常規(guī)科學時期和科學革命時期，就會發(fā)現(xiàn)在常規(guī)科學時期，科學家按照某個“范式”從事解決疑難問題的研究，更具有合理性；而在科學革命時期，舊范式將被新范式取代，就會有許多新的概念涌現(xiàn)，就會有許多人為的合情假定、合情創(chuàng)造，更強調“合情”。
隨人類認識能力提高，科學研究的“合情”方面與“合理”方面也是可以轉換的。被古希臘畢達哥拉斯學派“合情”接受但看作“無理”的無理數(shù)，到如今不在視為“無理”；歐幾里得的“第五公設”原只是“合情”，在現(xiàn)代非歐幾何認識的基礎上，已為人們所理解，變得“合理”。但是，原來“合情”的認識一旦被發(fā)展了的科學斷定為不合理，則不能在科學中存留。例如，原本被認為“合情”的哥白尼的行星運動的正圓軌道被后來的開普勒的橢圓軌道證明為不“合理”而被取代。這正體現(xiàn)了科學發(fā)展的“大膽假設、小心論證”的傳統(tǒng)。人類知識的發(fā)展過程，不是從合理證據(jù)堆砌出確定知識的線形運動過程，而是“合理”與“合情”彼此相互交織、相互轉化的螺旋式上升的過程。
[參考文獻)
[1]李醒民．論彭加勒經(jīng)驗約定論[J)．中國科學，1988，(2)．
[2]賴欣巴哈．科學哲學的興起[M]．北京：商務印書館，1983．111．
[3]恩格斯．自然辯證法[M]．北京：人民出版社，1984．117．
[4]黃順基，劉大椿．科學的哲學反思[M]．北京：中國人民大學出版社，1987．102．
[5]李曉明．模糊性：人類認識之謎[M].北京：人民出版社，1985. 182-183.
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