突現(xiàn)問題研究綜述

突現(xiàn)問題研究綜述

克林波特提出的“模型”一詞在許多領(lǐng)域都產(chǎn)生了重要影響。但由于庫恩對“范式”的論述很含糊(據(jù)統(tǒng)計有20多種不同的定義),造成了對庫恩思想研究的一大困難。系統(tǒng)科學(xué)中對“突現(xiàn)”問題的研究與這種情況非常相似,而且?guī)於髟凇犊茖W(xué)革命的結(jié)構(gòu)》一書中也曾多次提到了“突現(xiàn)”這一術(shù)語,那么,“突現(xiàn)”在庫恩科學(xué)發(fā)展模式中究竟扮演了什么樣的角色?本文希望從系統(tǒng)科學(xué)的觀點和結(jié)論出發(fā),來把握庫恩的科學(xué)發(fā)展思想。一、“突現(xiàn)”含義庫恩在《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》的序中直接指出:“在此過程中這些論文描述了我在下面稱之為新理論或新發(fā)現(xiàn)之‘突現(xiàn)’的發(fā)展類型。此外,這些論文間還有其他的聯(lián)系?！睅於髟谶@里明確地表述了“突現(xiàn)”的兩種含義:一是將“突現(xiàn)”看作新理論或新發(fā)現(xiàn)的發(fā)展模式;二是將“突現(xiàn)”作為一種關(guān)系。這兩種含義相互交織在一起,為了研究的需要,只能相對地劃分其界限。筆者認為,在該書中,庫恩更加強調(diào)的是第一種含義。這兩種含義在現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)研究中都有具體的體現(xiàn),因為“突現(xiàn)”問題一直都是系統(tǒng)科學(xué)研究中的前沿性問題。系統(tǒng)科學(xué)針對經(jīng)典科學(xué)過分強調(diào)還原論、過分強調(diào)部分間的線性關(guān)系、忽視部分與部分之間的非線性關(guān)系甚至忽視整體這一現(xiàn)象提出了反還原論觀點,即整體性觀點是系統(tǒng)思想最核心的觀點。系統(tǒng)科學(xué)是關(guān)于整體性的科學(xué),其更多地是關(guān)注整體與部分之間的相互關(guān)系。關(guān)于整體大于部分之和,還是部分之和大于整體,抑或是二者相等的問題的討論卻仍然存在多種不同的觀點。而對“突現(xiàn)”含義的界定也主要從兩個方面入手:一方面是關(guān)注整體與部分的關(guān)系,主張整體在結(jié)構(gòu)或者功能方面大于或優(yōu)于部分,強調(diào)的是不同層次間靜態(tài)的結(jié)構(gòu)性關(guān)系。突現(xiàn)是指在復(fù)雜系統(tǒng)的自組織過程中出現(xiàn)的新穎的和連貫的結(jié)構(gòu)、模式(patterns)和性質(zhì),相對于它們所出自的微觀層次的組成部分和過程,突現(xiàn)現(xiàn)象是在宏觀層次上出現(xiàn)的現(xiàn)象。另一方面是用新奇性、不可知性關(guān)注“突現(xiàn)”,在原有整體基礎(chǔ)上生成新的整體,是整體與整體之間的轉(zhuǎn)變,強調(diào)的是生成、演化的動態(tài)發(fā)展模式。約翰·霍蘭(JohnHolland)在《涌現(xiàn)——從混沌到有序》一書中就有多處這樣的描述:“涌現(xiàn)現(xiàn)象的體現(xiàn):復(fù)雜的事物是從小而簡單的事物中發(fā)展而來的”,“涌現(xiàn)的本質(zhì)就是由小生大、由簡入繁”。書中也同時給出了判別涌現(xiàn)現(xiàn)象的特征,即可以識別的、重復(fù)發(fā)生的、無法預(yù)料的、出其不意的?？梢?對“突現(xiàn)”含義界定所強調(diào)的兩個方面同樣不能絕對地分開?？傊?靜態(tài)的科學(xué)發(fā)展模式正在逐漸與動態(tài)的科學(xué)發(fā)展模式相結(jié)合,在庫恩的科學(xué)發(fā)展模式中就潛在地存在著“突現(xiàn)”的發(fā)展類型。系統(tǒng)研究現(xiàn)在越來越多地強調(diào)界定“突現(xiàn)”的第二個方面,即動態(tài)科學(xué)發(fā)展模式,這一趨勢也與庫恩強調(diào)將“突現(xiàn)”看作新理論或新發(fā)現(xiàn)的發(fā)展模式不謀而合。二、范式:前科學(xué)與危機的哲學(xué)傳統(tǒng)庫恩在書中鮮明地反對目前教科書、科普讀物、哲學(xué)著作中過分強調(diào)靜態(tài)累積的科學(xué)發(fā)展觀,提出了一種動態(tài)革命的科學(xué)發(fā)展觀。庫恩的科學(xué)發(fā)展模式可以簡單地表述為:前科學(xué)→常規(guī)科學(xué)→反常與危機→科學(xué)革命→新的常規(guī)科學(xué)……而貫穿其中的核心概念就是“范式”。范式具有這樣的成就:其“空前地吸引一批堅定的擁護者,使他們脫離科學(xué)活動的其他競爭模式”,同時,“又足以無限制地為重新組成的一批實踐者留下有待解決的種種問題”。不同時期,“范式”的地位不一樣,“突現(xiàn)”在庫恩科學(xué)發(fā)展模式中的含義與地位也不一樣,本文試圖通過對兩個概念關(guān)系的描述進行討論。1.哥白尼“日心”體系的歷史文化傳統(tǒng)在這一階段,各學(xué)科的不同觀點平行發(fā)展,每一種觀點都有其合理的地方,都能夠解釋一定的現(xiàn)象。也正因為如此,各種觀點的地位可以說都處于同一層次上。那么究竟哪種觀點會對本學(xué)科的發(fā)展起到?jīng)Q定性的作用?關(guān)鍵在于哪種觀點能夠解釋其他觀點所不能解釋的現(xiàn)象,也就是這種觀點相對于其他觀點“突現(xiàn)”出的那個部分能被本學(xué)科的專業(yè)人員接受,才能在同一層次的競爭之后“突現(xiàn)”出“范式”層次上的差別。以天文學(xué)的發(fā)展為例,在哥白尼“日心說”體系建立以前,就存在著各種各樣的天文學(xué)理論和模型,每一種理論和模型都能解釋一定的天文現(xiàn)象,都具有一定的合理性。薩莫斯的阿里斯塔克(AristarchusofSamos)最早提出了地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)并且自轉(zhuǎn)的假說。后來,希帕庫斯(Hipparchus)創(chuàng)造的天文學(xué)方法,不僅影響了托勒密,而且也影響了哥白尼。他設(shè)計了“地球—太陽模型”,假定的前提是:以地球為太陽系的中心,太陽圍繞地球做均勻的圓周運動。這種前提符合那個時代人們的觀念,是追求完美圓滿的一種體現(xiàn)。對后世影響較大的天文學(xué)理論之一就是托勒密(Ptolemy)的“地心說”體系,為了能與實際觀察到的天文現(xiàn)象一致,托勒密設(shè)計了大約80多個本輪和均輪。托勒密的這種宇宙構(gòu)造方法,在解決所有的“差”上取得了成功,而且,根據(jù)這種模式所進行的關(guān)于天體未來位置測試的語言精確性也相當高。哥白尼“日心說”模型之所以為追求知識的人所接受,除了因為其在數(shù)學(xué)上比托勒密模型更簡單以外,更重要的就是其所能解釋的天文現(xiàn)象比托勒密模型所能解釋的天文現(xiàn)象更多,如正午日影的差異現(xiàn)象、恒星的出沒和定位月球運動等。在經(jīng)歷了哥白尼“日心說”革命之后,天文學(xué)研究的基本“范式”才真正“突現(xiàn)”出來。2.規(guī)科學(xué)—常規(guī)科學(xué)時期。約翰·霍蘭(JohnHolland)在研究涌現(xiàn)問題時,曾說過,“……遵循科學(xué)家常用的由直觀逐步走向精確的研究方法,其結(jié)果將是我稱之為受限生成過程的概念,……由于生成的模型是動態(tài)的,所以我稱之為‘過程’;支撐這個模型的機制‘生成’了動態(tài)的行為;而事先規(guī)定好的機制之間的相互作用‘約束’或‘限制’了這種可能性,……任何受限生成過程都能表現(xiàn)出涌現(xiàn)特性”。如果庫恩所說的常規(guī)科學(xué)時期也具有受限生成過程的特征,那么就可以證明“突現(xiàn)”在常規(guī)科學(xué)時期同樣占有重要地位。庫恩對常規(guī)科學(xué)也有明確的說明,“‘常規(guī)科學(xué)’是指堅實地建立在一種或多種過去科學(xué)成就基礎(chǔ)上的研究,這些科學(xué)成就為某個科學(xué)共同體在一段時期內(nèi)公認為是進一步實踐的基礎(chǔ)”。這里所說的某種科學(xué)成就同樣暗含著“范式”——那些公認的科學(xué)成就,它們在一段時間內(nèi)為科學(xué)共同體提供典型的問題和答案,對常規(guī)科學(xué)起支配作用。這個階段的學(xué)科建設(shè)重在擴大“范式”所能應(yīng)用的范圍和精確性,澄清“范式”已經(jīng)提供的現(xiàn)象和理論。表面上看來,這里沒有“突現(xiàn)”機制的位置,一切都在“范式”的掌握之中。事實恰恰相反,就是在同一“范式”之下,也有不同層次的規(guī)則和承諾,正如書中提到的不同承諾——概念的、理論的、工具的、方法論的——形成的牢固網(wǎng)絡(luò)的存在,是把常規(guī)科學(xué)和解謎聯(lián)系起來的隱喻的主要源泉,這一切正好符合受限生成過程的特征。這些不同層次的規(guī)則和承諾以“范式”為支撐的基礎(chǔ),以承諾的關(guān)系為機制,在這一網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上產(chǎn)生動態(tài)的行為過程,既受“范式”的約束和限制,又進一步擴大了范式的適用領(lǐng)域。例如,牛頓的絕對質(zhì)量、絕對時間和絕對空間就起到了這樣的作用,在牛頓范式建立以后,追求基本的物質(zhì)組成,在絕對靜止的時空尺度內(nèi)以還原論方法為指導(dǎo)成為各個學(xué)科的主導(dǎo)思想,光學(xué)、電學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等都取得了極大的成功。在這一階段,很多科學(xué)家都認為科學(xué)遺留問題的解決就是將小數(shù)點以后的數(shù)值變得更加精確而已,然而,從牛頓力學(xué)方程中發(fā)展出了麥克斯韋方程和統(tǒng)計熱力學(xué)方程,從牛頓范式中又發(fā)展出了相對論理論和量子力學(xué)理論。這些被認為已經(jīng)解決的科學(xué)問題又會產(chǎn)生出新的問題,往往認為很簡單的機制作用又會產(chǎn)生出復(fù)雜的關(guān)系,這一切使人們不得不重新對常規(guī)科學(xué)階段進行反思,到底人們是否完全真正掌握了“范式”?是否能在已知的承諾機制上解釋所有現(xiàn)象?而“突現(xiàn)”機制的存在總是能推進常規(guī)科學(xué)真正深入地發(fā)展。3.從“范式”到新理念的“突現(xiàn)”活動中和心理狀態(tài)的轉(zhuǎn)變該階段的內(nèi)容是庫恩《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》一書的核心思想之一,庫恩將科學(xué)發(fā)現(xiàn)分為事實的新穎性和理論的新穎性,他認為,在原有的“范式”指導(dǎo)下,不能解釋和解決本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)的新問題,而這一問題卻又是無法回避的,對這一問題的最終解釋就構(gòu)成了所謂的“范式”危機。無論是科學(xué)發(fā)現(xiàn)還是科學(xué)理論都以“突現(xiàn)”的模式來解決,“突現(xiàn)”模式在這一階段的地位舉足輕重?？梢哉J為,“突現(xiàn)”機制與科學(xué)發(fā)展模式的緊密程度甚至可能超過了前兩個階段。這一階段,與前兩個階段有所不同的是其更加強調(diào)由于人為活動而造成“突現(xiàn)”后果的產(chǎn)生。自然界的現(xiàn)象總是與支配常規(guī)科學(xué)的“范式”所作的預(yù)測有出入,或者是數(shù)據(jù)上的,或者是工具上的,或者是原則上的?？茖W(xué)家總想要立足于已有的“范式”,調(diào)整各種新的事實,使新的事實最終納入原來的“范式”之中。然而情況常常相反,在事實的新穎性之后必然就會有理論的新穎性?！耙驗樾吕碚摰耐滑F(xiàn)打破了一個科學(xué)實踐的傳統(tǒng),引入了一種新的傳統(tǒng),這種新傳統(tǒng)是在不同規(guī)則指導(dǎo)下和在一個不同的對話框架內(nèi)運作,它只在第一種傳統(tǒng)已被感覺到走入迷路甚遠時才可能出現(xiàn)?！崩?牛頓的力學(xué)體系建立以后,在幾個世紀里始終保持著主導(dǎo)地位。當有人想把牛頓的理論應(yīng)用到宏觀和微觀兩個領(lǐng)域時,就出現(xiàn)了“范式”之間的沖突,這不是“范式”內(nèi)部的沖突,而是“范式”與“范式”之間的沖突。無論怎樣調(diào)整都無法將它們完全結(jié)合在一起,因為在牛頓“范式”下觀察的是宏觀低速運動的物體,不適用于高速運動的領(lǐng)域。但是卻可以從牛頓“范式”引申出另外兩個領(lǐng)域的研究,牛頓的力學(xué)定律可以說是一種特例,這樣就真正形成層次上的差別,“在一定的觀察水平下,可持續(xù)存在的模式能夠成為構(gòu)成更復(fù)雜水平的可持續(xù)存在模式的積木塊?！痹谶@個階段,庫恩強調(diào)了反常與危機的存在同“突現(xiàn)”機制的互動聯(lián)系不可分割。4.“范式”的不可通約性在這一階段,庫恩強調(diào)的革命帶有整體性轉(zhuǎn)變的含義,不是組成部分間的改變,而是系統(tǒng)的整體上的改變。他得出了一個最令人驚訝的結(jié)論,那就是“范式”的不可通約性,因為在這一階段世界觀會發(fā)生根本性的改變。雖然很多學(xué)者都已經(jīng)認識到不可能真正實現(xiàn)絕對的“范式”的不可通約性,由于研究的物質(zhì)世界是一樣的,但是在整體轉(zhuǎn)變之后的許多東西又的確是原有“范式”所不能解釋的。目前“突現(xiàn)”研究強調(diào)的也正是整體轉(zhuǎn)變之后在結(jié)構(gòu)上和功能上都出現(xiàn)的原來部分所不具有的新性質(zhì)。例如20世紀的兩項技術(shù)革新——內(nèi)燃機和數(shù)字計算機。前者是由伏打(Volta)的點火裝置、文丘里(Venturi)的噴霧器、水泵的活塞、研磨機的齒輪等組成的,后者是由蓋革(Geiger)粒子計數(shù)器、陰極射線管圖像的延遲性、直流電線的使用等組成的。它們的功能是其自身的任一部分單獨所不具有的,兩者都是在已有的理論技術(shù)上整合出現(xiàn)的。三、應(yīng)對一種“突現(xiàn)”性質(zhì)的內(nèi)部選擇行為庫恩始終是要否認科學(xué)累積的發(fā)展觀,而著重強調(diào)革命的科學(xué)發(fā)展觀。正如“突現(xiàn)”機制研究的那樣,一種“突現(xiàn)”性質(zhì)的產(chǎn)生,或者是內(nèi)部選擇,就像心理學(xué)上的格式塔轉(zhuǎn)換一樣,或者是外部選擇,就像達爾文自然選擇原理一樣,或者是內(nèi)外結(jié)合,就像約翰·霍蘭所一直探討的“復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)”(CAS)一樣。這些都可以運用到對“范式”的研究中,筆者從以下幾方面來研究“范式”是如何產(chǎn)生的。1.“范式”內(nèi)部的“突現(xiàn)”發(fā)展模式這一點與所有發(fā)展著的事物一樣,后出現(xiàn)的總是要克服前者的缺點和不足,總是要試圖彌補、改進前者。每一個層次都有些不可還原的基本性質(zhì),高層次是從低層次中“突現(xiàn)”出來的,“范式”也不例外。就像在前面已經(jīng)論述過的物理學(xué)內(nèi)部“范式”的發(fā)展一樣,從牛頓宏觀世界的經(jīng)典力學(xué)世界圖景的建立,到相對論的宏觀世界圖景和量子力學(xué)的微觀世界圖景的確立,都是“范式”內(nèi)部一種“突現(xiàn)”進步的模式,因為它們所適用的領(lǐng)域是不同層次間的跨越,后者的出現(xiàn)既依賴于前者,同時又是對前者的改進。但它們又同時都立足于客觀物理世界,不能用后者取代前者,也不能用前者取代后者,它們之間是不可還原的關(guān)系,是層次“突現(xiàn)”模式的表現(xiàn)。2.“范式”的選擇這方面與活動主體有關(guān),既與研究者的背景有關(guān),也與社會需要有關(guān)。云室照片在一般人看來只不過是雜亂無規(guī)則的線條,而在物理學(xué)家看來卻是對某一物理事件的記錄。樹木在生物學(xué)家眼中可能與生態(tài)可持續(xù)發(fā)展相關(guān),但是在藝術(shù)家眼中卻是美學(xué)的表現(xiàn)。同樣的物理世界在不同人有不同的理解,不能不說“范式”是有差別的,既有結(jié)構(gòu)上的差別,同時也有層次上的差別。人們所研究的總是社會上需要的,是否合理則是另外一個問題。目前關(guān)于“范式”外部選擇的討論其實是學(xué)術(shù)界的主流趨勢,因為現(xiàn)在人們才真正認識到認識主體的背景知識對“范式”轉(zhuǎn)換的重要性。與原來只強調(diào)學(xué)科內(nèi)部建設(shè)不一樣,外部環(huán)境對學(xué)科建設(shè)的影響越來越重要,越來越多橫斷學(xué)科的出現(xiàn)就是對此最有力的證明?，F(xiàn)在某一問題的解決都要或多或少滲透著多門學(xué)科的理論知識,起支配作用的“范式”不能單純地考慮問題的結(jié)果,還要考慮結(jié)果的價值及其合理性,這也正是結(jié)構(gòu)“突現(xiàn)”模式的表現(xiàn)。3.內(nèi)外結(jié)合的發(fā)展模式正是有了“范式”的內(nèi)部選擇和外部選擇的存在,科學(xué)發(fā)展的一般模式才顯得特別重要。無論是“范式”的內(nèi)部選擇,還是“范式”的外部選擇,都還是繼承了因果線性