對科學理論結(jié)構和進化模式的幾何解析,自然辯證法論文

對科學理論結(jié)構和進化模式的幾何解析,自然辯證法論文科學理論構造的幾何解析是指對構成科學理論之知識元素的聯(lián)合方式的圖解，旨在以幾何圖形的方式表示清楚各種知識元素在科學理論中的內(nèi)在聯(lián)合經(jīng)過，以進一步直觀生動地顯現(xiàn)科學理論內(nèi)在的構造性特征及動態(tài)的進化經(jīng)過。這種解析其實在古代抑或近代都不乏其人，但只是到了當代哲學才具有了完好性的形式，并成為科學哲學研究的主要論域之一。本文試圖通過對科學理論內(nèi)在構造三種經(jīng)典模型的幾何圖解，揭示當代經(jīng)歷體驗主義之經(jīng)歷體驗證實原則及其意義劃界標準，集中凸顯當代科學整體的發(fā)展進步情形及其經(jīng)歷體驗世界多邊切入的內(nèi)在關聯(lián)。(一)對羅素和維特根斯坦線性科學構造的幾何解析在當代西方哲學中，是羅素和維特根斯坦率先用數(shù)理邏輯來解析科學理論內(nèi)在構造的。他們以為一切科學命題所反映的都是不可再分的原子事實，對象在原子事實中互相銜接的方式就是原子事實的構造。而原子事實只要借助特定的邏輯形式，才能構成各種命題并構成科學體系。在每一個命題和每一個推理中，除了和它們逐一對應的經(jīng)歷體驗對象外，還有命題和推理的各個成分借以組合起來的一定方式，無論經(jīng)歷體驗內(nèi)容怎樣改變而結(jié)合形式是不變的。因而，檢驗一個命題有否及有何意義，就取決于兩方面的因素，即經(jīng)歷體驗蘊含和邏輯規(guī)則。一個理論，或者得到經(jīng)歷體驗證實，或者在邏輯上自洽，其真假就能判定出來。與原子事實對應的是原子命題〔基本命題〕，詳細又有兩種形式：一種是主賓構造即S是P，另一種是關系構造即arb〔r表示關系〕。這種基本形式不是命題，但是它能夠給予事實以相應的邏輯值并使之結(jié)合成命題。將原子命題加以邏輯運算就構成否認的或復合的命題即分子命題，如P非P；再如p、qp?q或p?q。分子命題沒有自個對應的經(jīng)歷體驗事實，它們是由邏輯關系規(guī)定的，它們的真假是由原子命題的真假而確定，所以它們是原子命題的真值函項。再將原子命題及其真值函項的分子命題加以邏輯運算就構成了有全稱判定〔凡S是P〕和特稱判定〔有的S是P〕組成的概括命題，它的真假同樣取決于原子命題的真假，并不存在與全稱判定〔凡S是P〕對應的經(jīng)歷體驗事實，而只存在S1是P、S2是P、S3是PSn是P等基本命題的邏輯的積，這完全是邏輯給予的、純粹是虛構出來的。假如把一切原子事實都列舉出來，那么我們就能通過邏輯運算描繪出整個世界，構成科學理論體系。用公式表示是：原子事實原子句子{S是P或arb}{P非P；p、qpq或pq；凡S是P或者有的S是P}科學理論?？茖W所描繪敘述的只是客觀世界之特殊形式的邏輯世界，而非現(xiàn)實世界本身。下邊的各種小圓圈表示各種原子事實和分子事實，而最高點的小圓圈表示由原子命題、分子命題及其結(jié)合而成的概括命題。原子事實及命題之間是各自獨立的、逐一對應的，而分子命題和概括命題取決于邏輯的形式〔圖中的各種虛線〕。假如用平面幾何圖表示，都能清楚明晰表示清楚科學理論與經(jīng)歷體驗對象之間的線性連接關系。若用幾何圖形表示就如此圖1所示。【圖1】(二)對卡爾納普雙層語言科學構造的幾何解析卡爾納普在(世界的邏輯構造〕一書中以為，判定一個句子的真假能夠由經(jīng)歷體驗來檢驗，這遵循的是可實證性原則；而判定一個句子有沒有意義則要看它能否違背了語言的邏輯句法規(guī)則，這遵循的是邏輯語義標準。易言之，斷定一個句子有沒有意義，首先要看這個句子里有沒有無意義的詞，假如有，則這個句子是無意義的。其次，還要看這個句子能否符合語言句法與邏輯句法，若違背了語言句法與邏輯句法，即便不含無意義的詞，這個句子也是無意義的。對此，卡爾納普本人是這樣表述的：假定a為任何一個詞，s〔a〕為這個詞出如今華而不實的基本句子，那么a具有意義的充分必要條件，可用如下各種表述表現(xiàn)出來1，同一事情a在經(jīng)歷體驗中的標準已經(jīng)知道；2，s〔a〕能夠從某種基本的觀察句子推斷出來；3，s〔a〕的真值條件已經(jīng)確定；4，證實s〔a〕的方式方法已經(jīng)知道?？梢姡诳柤{普的雙層語言構造中，存在著雙層語言模型即理論語言和觀察語言，它們之間又是通過什么獲得聯(lián)絡的呢？他以為，靠的是對應規(guī)則。在其設計的雙層語言模型中，全部科學語言L被看作包含兩個部分：觀察語言LO和理論語言LT。而觀察語言LO由觀察語詞VO和一些邏輯常詞〔如大于、小于等〕組成。觀察語詞VO是標志事件或事物的可觀察屬性詞〔如紅、藍等〕或者它們之間的可觀察關系謂詞〔如X大于Y等〕。而理論語言LT由理論語詞VT和數(shù)學語言〔包括一些邏輯常詞〕組成。理論語詞VT是用來表示一般不可觀察或非觀察對象〔例如電子場等〕。觀察語言LO中的語句為直接經(jīng)歷體驗語句，能夠直接得到經(jīng)歷體驗的支持；而觀察語詞VO與理論語言LT的關系通過對應規(guī)則C相聯(lián)絡，對應規(guī)則C對科學理論獲得經(jīng)歷體驗證實來講是至為關鍵的，沒有它一個理論就不能獲得檢驗并確保其意義?？傊谏蠈邮顷P于理論的陳述即全稱判定，下層是關于觀察事實的陳述，二者通過對應規(guī)則聯(lián)絡起來，使得理論陳述復原為經(jīng)歷體驗陳述，進而使得整體語句乃至整個科學理論體系都得到經(jīng)歷體驗證實。詳細邏輯圖式是：科學語言L＝觀察語言LO{VO〔如，紅、藍〕+邏輯常詞〔如，X大于Y〕}+理論語言LT〔理論語詞VT和數(shù)學語言〕。若用幾何圖形表示就如此圖2所示?！緢D2】(三)對哼普爾和奎因安全網(wǎng)科學構造的幾何解析哼普爾與奎因一樣，主張放寬經(jīng)歷體驗主義的檢驗標準，以為經(jīng)歷體驗驗證是可取的，但是太過狹窄了，必須以整體論的意義觀取代最初原子論的意義觀。由于，科學理論接受檢驗的不是個別的詞而是理論體系本身，從整體主義角度看，經(jīng)歷體驗論傳統(tǒng)中關于兩類命題及意義的劃界標準都必須進行調(diào)整，意義檢驗的最小單位不是一個個孤立的詞而是科學體系，理論詞匯不是單個地、零碎地引入的，而是成批地、系統(tǒng)地逐步生成發(fā)展的。在科學的研究中，概念的構成和理論的構成必須攜手前進。據(jù)此他提出了類似安全網(wǎng)的理論構造模型，用公式表示就是：T＝〈C，R〉。這里，T表示任何一個理論系統(tǒng)，它由兩類句子C和R組成。C是不加解釋、不證自明的公理驗算句子，它們是一些原始術語，它們的意義不是在理論系統(tǒng)內(nèi)部得到確證，相反，而是要確保理論中其他術語借此而獲得檢驗；R表示的一些原初假講即關于對應規(guī)則的句子，由這組原初假講通過邏輯驗算而得到理論中其他句子，它把某些理論術語加以經(jīng)歷體驗解釋，進而使整個公理驗算系統(tǒng)具有經(jīng)歷體驗內(nèi)容。在遭到反駁后，他又將此公式修改為：T＝〈T.B〉，T是內(nèi)在原理，它們具體地講明了由理論假定的實體和經(jīng)過，以及支配這些實體和經(jīng)過的理論性定律；B是連接原理，它指出了理論假定的基本經(jīng)過和可觀察現(xiàn)象之間的關系。他曾經(jīng)將科學理論的內(nèi)在構造比喻為一個保衛(wèi)雜技演員的安全網(wǎng)，其底層是觀察層次，由觀察語句組成。理論系統(tǒng)中只要少數(shù)理論語句，即已定義的詞項〔網(wǎng)絡〕，通過語義規(guī)則或者連接原理〔支撐桿〕與觀察層次中的觀察語句有直接聯(lián)絡；還有一部分理論陳述是未定義的詞項〔與支撐桿不是直接聯(lián)絡在一起的網(wǎng)結(jié)〕，則要通過公理〔網(wǎng)線〕與其他的理論語句連接起來，因而，未定義的詞項〔網(wǎng)結(jié)〕與觀察語句只要間接的關系，它要在理論系統(tǒng)整體中獲得意義?？蛞惨詾?，科學理論如同一個大網(wǎng)絡，它也隨經(jīng)歷體驗事實的變化而變化，但是各部分變化的程度是不一樣的，處于網(wǎng)絡邊緣的詳細科學和應用科學與經(jīng)歷體驗事實聯(lián)合的嚴密一些，它們隨經(jīng)歷體驗事實的變化的程度要大得多；處于網(wǎng)絡較內(nèi)層的理論科學，只是遭到經(jīng)歷體驗的間接影響，隨著經(jīng)歷體驗事實變化的程度要小一些；數(shù)學和邏輯學處于最中心地帶，遠離經(jīng)歷體驗事實且高度抽象，一般不隨經(jīng)歷體驗事實的變化而變化，但是它們也不是固定不變的永遠恒久真理，也要通過詳細科學和理論科學的多層中介而與經(jīng)歷體驗事實發(fā)生聯(lián)絡，它的意義與科學整體相關聯(lián)。若用幾何圖形表示就如此圖3所示?！緢D3】二、對科學理論進化形式的幾何解析對科學理論進化模型的幾何解析，是指對科學理論動態(tài)發(fā)展形式的圖解，旨在以幾何圖形的方式勾畫出在各個不同時期提出的科學理論發(fā)展形式動態(tài)演化的特征，以進一步直觀生動地顯現(xiàn)科學理論進化的內(nèi)在機制與基本規(guī)律。本文通過對五種經(jīng)典的動態(tài)發(fā)展形式進行圖解，闡釋了科學理論發(fā)展本來就是漸進與飛躍、質(zhì)變與量變相統(tǒng)一的經(jīng)過；而當代科學主義思潮在不斷接近與融入當代人本主義思潮經(jīng)過中，其辯證性和正確性程度日益增加。(一)對經(jīng)歷體驗歸納主義累進形式的幾何圖解傳統(tǒng)歸納主義以為，科學理論從單稱命題到全稱命題再到理論整體的遞進經(jīng)過，純粹是經(jīng)歷體驗蘊含在數(shù)量上的增加，沒有描繪敘述出科學理論發(fā)展的那種漸進性的中斷和跳躍式中的革命變化。這種沒有質(zhì)的飛躍的平緩進化，如同中國套箱式的逐步增大，又叫中國套箱形式的發(fā)展。一個相對自足的理論為另一個經(jīng)歷體驗蘊含較大的理論所吸納，而這個較大經(jīng)歷體驗蘊含的理論也將歸化到比之更大的理論中去整個科學理論就是在不斷地吸納與歸化中發(fā)展的。總之，該理論形式以為，科學發(fā)展是線性積累的，其間沒有質(zhì)的變化只要量的積累，換言之，知識的增長是經(jīng)歷體驗命題不斷歸并的結(jié)果，科學發(fā)展的整個經(jīng)過是經(jīng)歷體驗蘊含不斷追加的結(jié)果。這種形式可簡單記述為：經(jīng)歷體驗事實的不斷累積歸納出相應的經(jīng)歷體驗命題提出一定的科學假講經(jīng)太多次觀察和實驗發(fā)展為一個科學理論。這一動態(tài)發(fā)展形式的邏輯出發(fā)點是一定量的經(jīng)歷體驗事實和觀察命題，能不能經(jīng)受住經(jīng)歷體驗的檢驗被看作是科學理論能否得以成立的全部基礎。一切科學理論都必須建立在經(jīng)歷體驗的基礎〔原點O〕之上，唯有得到經(jīng)歷體驗證實才能從中歸納出科學定律和科學理論來，科學發(fā)展的動態(tài)經(jīng)過就是理論中經(jīng)歷體驗蘊含的絕對量不斷增殖和不斷追加的經(jīng)過，整個科學進化史其實就是科學理論經(jīng)歷體驗蘊含量不斷漸進積累的歷史，科學理論發(fā)展史就是漸進性的演化史。以公式表示就是：〔事實ABCD歸納出一般規(guī)律R1〕+〔更多事實N歸納出更一般規(guī)律R2〕＝科學理論。如此圖4所示?！緢D4】(二)對經(jīng)歷體驗證偽主義否認形式的幾何圖解波普爾反對邏輯經(jīng)歷體驗主義的經(jīng)歷體驗證實原則，提出了否認性、革命性的經(jīng)歷體驗證偽主義。在他看來，科學理論都是與經(jīng)歷體驗事實有一定距離的理論整體，靠經(jīng)歷體驗累積并不能證實它相反而只能證偽它?？茖W是可錯的，科學是具有批判精神的。科學知識的增長不是純粹觀察的結(jié)果，而是采用猜測與反駁的試錯法，一個理論不斷被另一個理論證偽或者推翻的結(jié)果，科學發(fā)展史就是理論不斷被證偽或者推翻的歷史?？茖W理論的動態(tài)進化經(jīng)過，根本不是什么純粹經(jīng)歷體驗蘊含量的累積經(jīng)過，經(jīng)歷體驗蘊含量的累積總是有限的，它根本不能確證一個一般性的科學理論，但是只要存在一個反例就能危機到這個科學理論的可靠性?？茖W理論的動態(tài)進化是從一種質(zhì)態(tài)飛躍到另一種質(zhì)態(tài)的經(jīng)過，是科學發(fā)展的跳躍性、革命性的經(jīng)過，它具體表現(xiàn)出了科學理論發(fā)展的漸進經(jīng)過和連續(xù)性的中斷。用公式表示是：P1TTEEP2。華而不實P1，表示問題，TT表示試探性理論，EE表示消除錯誤或批判性檢驗，P2表示新的問題。換言之，科學理論的增長永遠開場于問題并終結(jié)于問題，問題是引導科學前進的根本動力，它的不斷深化就能啟發(fā)出更多的問題。人們總是從某個問題P1出發(fā)，提出一個嘗試性理論TT，然而它可能包含錯誤，所以必須經(jīng)過消除錯誤的步驟EE，進而發(fā)展到一個正確的理論，這一理論又產(chǎn)生了新的問題P2。這一動態(tài)進化形式突破了歸納主義的經(jīng)歷體驗累積形式只反映科學發(fā)展的漸進性一個方面特征的局限，而是凸顯了科學進化的不斷革命的飛躍性特征，強調(diào)通過試錯法進行大膽猜想，嚴格檢驗，并成為擅長從錯誤中學習的特定問題專家?！緢D5】(三)對基于范式進化形式的幾何圖解庫恩對波普爾邏輯證偽主義之猜想與反駁的科學觀持反對立場，以為不斷實現(xiàn)革命性飛躍的科學動態(tài)形式與科學發(fā)展的真實歷史并不一致，片面強調(diào)證偽而否認證實，忽視二者辯證統(tǒng)一關系，不利于很好講明科學理論發(fā)展的基本規(guī)律。為此，他提出了一個科學革命的發(fā)展形式：前科學常規(guī)科學科學危機科學革命新常規(guī)科學。這里所講的前科學是指，尚未構成統(tǒng)一范式的科學階段，科學家們尚未構成一個具有共同信念、方式方法、習慣的科學共同體，各有各的信念、各有各的方式方法，各種理論長期論爭、莫衷一是。這里所講的常規(guī)科學是指，科學家集團構成了統(tǒng)一的研究范式的成熟科學階段，科學共同體受共同范式支配，步調(diào)一致地破解各種難題、化解各種危機，對共同遵守的研究范式堅信不疑且竭力保衛(wèi)。這里所講的科學危機是指，科學家集體對原來一致堅守的舊范式喪失了相信的科學階段，它導源于反常與危機的不斷增加，舊范式無論怎樣調(diào)整都缺乏于求解越來越多的新質(zhì)疑、新問題，逐步對范式本身表現(xiàn)出不信任，這樣就危及科學理論本身存在的正當性?？茖W危機往往意味著科學發(fā)展重大機遇的到來，它能催生新范式取代舊范式之科學革命的到來。這里所講的科學革命是指，科學危機發(fā)生后，科學家集團中具有大膽探尋求索精神的一部分青年人，開場探尋求索各種新的范式以成功解釋和吸納各種反常、反例〔ABCDEF等〕，以化解科學危機，直到最后以新范式取代舊范式?？茖W革命發(fā)生后就進入到新的常規(guī)科學時期，共同體又在新的統(tǒng)一范式支配下進行工作，新的一輪發(fā)展又將持續(xù)進行?？茖W發(fā)展的動態(tài)形式就是常規(guī)科學與科學革命不斷交替的經(jīng)過，是漸變與飛躍不斷統(tǒng)一的經(jīng)過。如此圖6所示?！緢D6】(四)對基于研究綱領進化形式的幾何圖解拉卡托斯在庫恩范式理論基礎上并經(jīng)過一番改造構成了自個科學研究綱領的理論。他以為應該用科學系列的概念取代了科學理論的概念，任何一個科學理論體系都是一個科學研究綱領，只要以之為對象才能更好地揭示科學理論體系的那種柔韌性和繼承性?？茖W研究綱領有自個復雜的內(nèi)在構造，它由四個相互聯(lián)絡的部分組成：一是由最基本的理論構成的硬核，它是堅韌的、不容反駁的、不許改變的核心內(nèi)容，在本質(zhì)上規(guī)定著一個科學研究綱領的性質(zhì)與狀況，在科學研究活動中具有基礎性的決定作用，它的一系列規(guī)則與方式方法均為科學共同體所集體捍衛(wèi)與遵守。假如它被否認了，整個科學研究綱領就倒塌了。二是保衛(wèi)科學研究綱領硬核的保衛(wèi)帶，它由很多輔助性假設構成，它的職責是主動地將反駁的矛頭引向本身，通過調(diào)整、修改甚至全部更換輔助性假設，以防衛(wèi)硬核免遭經(jīng)歷體驗事實的反駁。三是反面啟示法即在方式方法上的反面的禁止性規(guī)定，采取一些禁令以應對當前面臨的各種反常。禁止科學家集團將反駁的矛頭指向硬核，并千方百計將之引向保衛(wèi)帶，通過修改、調(diào)整或者增設保衛(wèi)帶以避免硬核遭到?jīng)_擊。四是正面啟示法即積極的鼓勵性規(guī)定，它由一些部分的提示或者部分的暗示所構成，通過增減、修改輔助性假設的方式方法以發(fā)展、完善科學研究綱領，鼓勵科學共同體根據(jù)預先設想好的研究方向、方針和步驟進行研究，從根本上消除反常以保衛(wèi)整個研究綱領?；诳茖W研究綱領的進化形式是：科學研究綱領進化階段科學研究綱領的退化階段新的進化的研究綱領證偽并取代退化的研究綱領新的研究綱領的進化階段?？茖W研究綱領具有整體性、開放性、連續(xù)性和繼承性，它表示清楚經(jīng)歷體驗的反駁并不能立即證偽或者證實一個科學體系，新理論整體上的預見能力之大小才是檢驗理論進化或者退化的標準，較好地具體表現(xiàn)出了科學理論進化的漸進與飛躍、質(zhì)變與量變的辯證整合。如此圖7所示?！緢D7】(五)對基于多元論、信息域、研究傳統(tǒng)進化形式的幾何圖解費耶阿本德強調(diào)科學研究是一種無主義事業(yè)，一切普遍的方式方法、規(guī)則和傳統(tǒng)都應被去掉，而主張不做規(guī)定、怎么都行，科學理應多元發(fā)展、無邊寬容，在相互兼容中不斷增生和擴散，推動科學進化。用公式表示是：多元融通+韌性原理+增生原理＝科學進化。夏佩爾提出信息域理論來描繪敘述科學理論的進化，在他看