[编者按]全国第五届科学哲学学术讨论会,19875月在四川成都召开、现摘发青年学者撰写的论文若干,以示本刊对青年学者的期望。

理论进化的主体是理论有机体,或理论有机体系列,相应的生态环境则由经验证据、背景知识和其它进化系列诸因素组成。理论进化的三个重要概念是遗传、变异和自然选择。遗传和变异,是理论繁殖和演变中对立的两个方面。前者是过程中保留其特性的方面,反映理论的稳定性,是保守的;后者是过程中引起演变的方面,反映理论的可变性,是革命的。二者的统一构成理论进化的基础(或曰内因)。自然选择,则是外界生态环境条件对理论的选择。自然选择是决定理论进化方向的力量,也是理论进化的机制。理论有机体内遗传和变异的对立统一、稳定性和变异性的对立统一是理论进化的根据或基础,但要实现进化,变可能性为现实性,还需要经过生存竞争,需要自然选择作为条件。物竞天择,适者生存,这同样是理论社会的法则。面临激烈的生存竞争,众多的理论假说中,只有那些其变异朝着适应外界环境条件的方向的,才处于有利地位,因而称为有利变异,反之称为有害变异。自然选择,就是保存具有有利变异的理论,淘汰具有有害变异的理论,选择的结果,筛选出具有适应优势(即与经验证据和背景知识匹配较好)的理论个体,并促进了理论内部适应机制的调节。

理论进化作为时空范围中的历史过程,是理论有机体与科学生态环境长期相互作用的结果。自然选择,是一种外部的或环境的选择压力,它驱使理论去适应外部环境,体现了环境对理论的作用机制。它是进化的主要动力。但把理论进化归之于跟着环境亦步亦趋,则又未免过于简单了。理论在适应和选择中并非总是处于被动地位,理论的本性、理论的目的性完备性追求等等又构成了内部的选择压力,这种压力常常可增强理论的竞争力,表达理论对环境的选择意向,甚或诱发环境的某种趋同变化,并且理论有机体的进化也促成了环境的改变。因此,理论也能动地反作用于环境,理论进化是理论主体与客体(环境)相互适应、相互选择和相互作用的过程和结果。

纵向看,理论进化链总体是向上的,渐进的,不可逆的。向上,是因为只有理论中向上的变异对理论的生存和发展有利,经过选择容易得到保存和发展,进化总朝着适应能力强及潜在适应机制好的方向;渐进,是因为尽管由于环境选择和目的选择导致了若干次跃迁式的理论统一和高速演变,但相对于理论进化的大尺度时间坐标,进化基本是均匀连续或匀加速的,不存在谱系的断裂或突变;不可逆,则是由于理论内部的遗传性状和机制与外部的环境条件都不可能回复到原始状态,因“用进废退”而退化了或消失了的那些往昔的理论要素,如宗教、某些形而上学信念等再也不能构成理论的一部分,发源于古老哲学的现代科学理论的进化,是无法作时间反演的。

横向看,进化之树上的,理论系列在不断分化,不断综合,因而也不断丰富和发展着。不同的选择压力创造出不同的小生态环境,进化之树的繁衍扩散不断占据着新的空间,植根于古希腊哲学的理论谱系在以等比级数分化,以倒金字塔形成长,枝条茂密,发达兴旺;而另一方面许多理论又纠结到一起,综合到一起,理论的统一体现着对简单性和一致性等内在目的的追求和进化的另一趋势。不同的理论系列的边缘,往往成为新理论、新系列的生长点,它的杂交优势表现为适应性强,统一程度高,兼具双方的选择优势。

还原论已从机械论中摆脱出来

虞真

支持还原论的人多持下述观点:① 科学上的成功莫过于成功的还原(历史已明了这一点);② 科学家无论对还原论抱什么态度,都不得不把还原作为一种方法来接受;③ 每一次把复杂还原为简单的尝试,最后总是得到一些综合的理论,新的发现总是导致对旧知识进行了重新解释,因而还原不会“丢掉”什么;④ 即使是不成功的还原,也能使人学到大量东西,那些由此遗留下来的问题属于科学上最为宝贵的知识财富。

反对者则认为,还原论的时代已经过去,现在是“整体论”的时代,“整体大于部分之和”已经在重新被描述成等级理论的整体论中表达出来了。我们必须从下而上地研究高层次的结构。但是,这里存在一个问题,这种“从下而上”的研究还要不要分析?如果回答是肯定的,那么还原就仍旧是必不可少的;如果回答是否定的,那么这种“整体论”将与活力论无法区别。那么,我们是否也要开始含糊地谈论“综合”方法,以便缓和二者的矛盾呢?

说来凑巧,无论支持者还是反对者,都将还原论仍旧定义成十九世纪机械论形式的理论,“还原”仍然是将生命现象“降解”为那个时期物理、化学的分子、原子、离子。然而,现代物理学早已不是机械论了,它的内部已经发生了一场深刻的变革。原子已不再是机械的物体,而是具有磁性和亚原子粒子的电的中心,电子不能位于特定的位置,而必须用概率论的知识来加以描述。化学也与昔日不同了,从所有亚原子结构和一种元素的性质,不能测出它所参与组成的化合物的性质。实际上,我们再也无法简单地回答物质本性之类的问题了。那么,我们为什么让“还原论”停留在旧式的物理学、化学中呢?不难看出,如果把生命现象还原为现代的物理学和化学现象,那么,它不但与“整体论”不矛盾,而且必然是包容后者的,因为物理学和化学本身早已开始强调系统内部的“相互作用”了。不讲“分析”的整体论与活力论在本质上是无法区别的。如果我们提倡的整体论是与当代物理、化学的“相互作用”相类似的理论,我们只要“还原论”就足够了。生命科学在发展,物理学和化学也在发展,而后者的发展无论从历史上还是从当今来看都远远领先于前者。因而我们有理由相信,“整体唯物论”不过是新形式的还原论,生命科学的未来仍然不能摆脱“还原”。甚至、这个充满生命力的理论将同它过去将“生命科学从中世纪唯灵主义的枷锁中解放出来”所起的关键作用一样,为我们今天把生命科学从意义模糊、有可能陷入活力论的“整体论”中解救出来起到关键的作用。总之,还原方法是可取的和a完备的'在科学的发展中,还原论已从旧式机械论中摆脱出来,包容了新的内容。

实验主义与自然主义的区别

任元彪

实验主义首先着眼于局部,着眼于基本事实,理论的每一步扩展都与客观世界找到一致的对应。而自然主义一开始就面对着广大的事实,它必须建立一个无所不包的统一的宏大理论才能说明所有这些事实,包括未经证实的事实。从这种根本差别出发,两种传统在对待实验、处理事实、构造理论及进行推理、猜测等等方面也存在差别。

第一,关于事实。实验主义首先要分清事实,哪些是证实了肯定了的,哪些是证伪了是虚假的,哪些是未经证明有疑问的。由于并不要求每一阶段的、适用于某一局部的理论说明所有事实,理论可以不考虑许多已知的事实,只要在它所处理的范围内能够经得起客观事实的检验。自然主义则总是尽可能多、尽可能广地搜集资料,总结现象以从中找出大统一规律。所以它的缺点不是事实太少,证据不多,反而是事实太多、太广、太杂、太不容易分清楚其中的很多确切的关系。由于大统一理论首先是在相当广泛的事实基础上建立起来的,所以单个的新现象并不容易推倒它。这就使得一些在实验主义看来很关键的发现并不被承认。达尔文主义者长期不接受孟德尔定律就是因为这个原故。读一读《关于泛生论的暂定假说》可以看到,达尔文一开始就从统一有性生殖与无性生殖若手,继而要解释所有跟遗传有关的现象,其中受精时雄体对雌体的影响等好些现象未经检验包含着大量虚假。这是其遗传理论大倒退的根源。

第二,关于实验。对实验主义来说搞清基本事实,提供观察研究材料、证实猜想,检验理论预鸽,最后确立理论整个过程都离不开实验。首先,每一个没有搞清楚的事实都不会被放进“事实”的范围,呀以实验必须严格控制,排除各种干扰,能够重复。其次,要找出事物内部的真正联系,单项实验还不够,所以实验发展成一整套完备的系统程序。最后,理论所包含的每一层意义都要求与客观世界有对应关系,所以变革事物证实理论预测成为必须的、常常是关键的。对自然主义来说,实验得出的现象并不比自然提供的现象更具特殊意义,都是为统一理论服务的。这样,收集大量事实,利用别人众多的试验当然比自己亲自做试验有效率得多。作为一种争论手段,以支持自己的理论,自己也做试验,但还远远没有达到系统、完备的程度,有时甚至做不到严格而流于粗陋。魏斯曼的“割尾试验”就是这样。

第三,关于猜想、推理。实验主义有两个特点:第一,着眼于局部,对那些较远的、很难说明的现象,没有必要非去构造一个不能严格证明的虚构不可,第二,要求与客观世界必须有整体一致性的对应关系、所以猜想和假设时刻准备接受检验。这样,实验严格无误,事实可靠,严密的逻辑推理分析就成为有力的手段。自然主义是靠从大量事实材料中归纳总结、提出理论的,在相去甚远、矛盾众多的现象中试图得出统一的解释难免有些臆想成分。尤其是具体细节的构想,常陷于纯粹的繁琐推演。

第四、事实与理论的关系。实验主义同自然主义的理论都是在事实基础上得出的。但是两种理论很不相同。自然主义理论是对于众多现象的理论,事实的广泛程度常常足以包含着许多层次我们还毫无所知的东西,这决定了它在一些具体问题上会碰到困难。再加上它所依据的事实未经确证,不无虚假,所以我们不能指望它完全正确。不幸的是在新的事实面前自然主义理论家知道自己的理论有,错误也无法改正。因为他只能在细节过程上去修改,去虚构一些特设性假设来解释,而无法对其基本教条作出修改。一方面个别的事实无力驳倒依据广大事实而来的理论,另一方面这种大统一理论不像二者择一的假说,它能够在多种情况下调整对事实的解释。它是高层次的理论,与事实的矛盾就可通过中间层次的假说来调和;它是含义不完全确定的理论,可以通过对其意义的不确定性一面的利用与事实调和;它是高深的理论,可以歪曲事实本身的意义来调和。总之,理论是总体的,事实是局部的、个别的,从总体到个别的方法使自然主义者不能充分利用科学中新发现的事实。矛盾的事实越来越多,不合理的解释明显暴露出烦琐和牵强附会,这时就有另一个大理论家将其摧毁,重建体系。实验主义的理论是局部的理论,向外扩展的理论。每一次向外扩展时它都并不害怕被事实证明是错误的,因为这一步扩展是错误的并不指以前的理论是错误的,可以立即修改尝试作另一种设想。同时每一次扩展它还必须要求用事实来检验证实,只有每一步都被事实检验确证了,才能保证下次扩展时不怕被证伪,才有一个可靠的基础,才不会整个理论大厦全部崩溃。

恩格尔哈特的医学说明模型

顾湲

美国医学哲学家H · T · 恩格尔哈特认为,医学说明模型就是“疾病”的概念,它是医学的一个中心概念、包含疾病实体、疾病原因和疾病表现(体征与症状),能够体现出这些因素之间的关系,但不等同于其中任何一种因素。它是一种结构的推断,由此能够取得对病因、病史及病状的一致性理解;它又是据以预见病情进展的基础。他提出了三种疾病模型:综合症识别;原因识别;关系识别或模型——关系分析。这三种疾病模型处于不同的抽象层次。

首先是综合症模型,这是最低层次的说明。综合症在医学上是指一组联系在一起的症状和体征,之所以称之为“综合症”,是因为对其了解不够深入,其病因及病理机制尚不清楚(如艾滋病——获得性免疫缺陷综合症)。医生开始接触病人时的印象,便是这种现象的集合,他可以据此对疾病现象作表面的命名。如果他注意到某些手法有利于改善这些现象,他就能获得一种经验的疗法。同时,也能对病状进行某种说明和预言(即对疾病诸因素并存的承认)。

下一步便是病因模型——对综合症模型进行原因分析,规定因果框架。例如,当在一个疾病过程中发现了一种病原微生物及其活动时,这一过程的症状体征便可与之相联系,并以一种理论语言来解释。于是综合症模型就可被理解为某些原因的结果。从综合症模型进入病因识别模型,包含了一种从形象化说明到概念化说明的转变。然而,病因能否等同于疾病实体?病因模型提供的病生理规律是真实的吗?这是医学界争论已久的问题。恩格尔哈特以微耳和为例,指出在疾病的本体论模型和生理学模型之间没有不可调和的矛盾。微耳和认为,所有的疾病都具有其载体(即一种事物或实体),它包含在紊乱的细胞或组织中。但是,疾病实体并不等于病因,对于区别事物和原因的必要性,没有任何论证能“比大量寄生物生活于健康人体内的事实,以及某些病例中被假定像病原体那样起作用的寄生物可以是无害的事实,更为清楚。”寄生物不一定引起疾病,而“疾病的性质取决于器官或组织在细菌或它们的代谢产物影响下的状态。”因此,疾病虽能具体化和定位,它本质上仍属机体(或细胞)的生理功能障碍。仅凭病因模型提供的病生理规律去看待疾病往往不真实:疾病的多因素、前后联系的观点认为,需要分析疾病理论的层次。以糖尿病为例,无论把它定义为糖代谢紊乱、正常膜岛分泌不足,还是定义为膜腺的一种反常状态等等,除了某种病生理机制及其与一组症状体征的关系之外,无法提出一种疾病实体或事物。在深入理解该病的历史中,有对胰腺的发现;有对胰岛的辨认;有对胰岛作用的判定;有对胰岛结构的研究……这些不断进展的阶段不是描述一个疾病事物,而是在理解各种不同因素之间的关系。说糖尿病是遗传病、生物化学病或代谢病皆可,有时是三种均存在,有时却不是其中任何一种。

为了克服病因模型的缺陷,恩格尔哈特提出了他更高层次的说明模型——关系识别或模型——关系分析。这种模型不再把疾病理解为综合症或单因素的、真正的实体,而根据解释的多因素结构理解为现象的关系。通过计算机可能有效地处理这种多因素的相互关系。他举出冠状动脉疾病为例,该病可以同遗传、病生理、心理以及社会的多种变量相关联,并可以因此解释为遗传的、解剖(组织)的、代谢的、心理的或社会的疾病。由于允许在病因上强调关系甚于强调事物,人们出于不同目的便有几种不同类型的对疾病的看法。既然把疾病看作一种关系,人们就可以从那些最容易控制治疗的关系方面入手去防病治病,例如以改变人的生活方式来对付冠心病。当然,这并非是说冠心病仅仅是一种社会疾病,这只是从一个变量系统中对各元素的关系进行了分离。

科学进步的三个层次

王大明

1896年,在伦琴发现X射线的影响下,世界上几乎所有的物理实验室都在重复这种实验,这种对射线的研究热潮,导致了意想不到的副产品,这就是贝克勒尔关于天然放射性的发现。元素具有天然放射性能,这完全不符合过去的有关理论,如原子不可分、能量守恒原理等等,所以发现者贝克勒尔做梦都没有往这方面想。他在确定了铀盐能发射出一种与伦琴辐射相似的射线这一事实之后,竭力想用可见光的荧光效应来作解释。当然,事实立刻就粉碎了这个想法:铀盐在熔融状态下荧光效应就该消失了,但这种看不见的射线依然存在!对这种射线的研究越深入,情况却越混乱。贝克勒尔发现:各种物理的和化学的变化均不能影响它的存在,无论外界怎么变,铀盐(或金属铀)似乎总是以不究的强度向外辐射能量!倾向于保守的贝克勒尔在新发现面前束手无策,但他想坚持这是铀的一种荧光现象(旧理论是多么顽强!),因而没有给他的新发现命名。

经验层次的进步需要各种观察的积累。虽然贝克勒尔发现了天然放射线的三种效应:使照相底片感光,使气体电离和对不同的物质具有不同的穿透力,但他只沿用习惯的照相法、这在经验积累上是有缺陷的,因为此法不利于做定量分析。居里夫人没有因循贝克勒尔的照相老法,而利用了放射线的电离效应,她拥有由丈夫皮埃尔 · 居里和他的弟弟雅克 · 居里设计的精度极高的验电器,这可说是居里夫人成功的关键所在。跑将放射性当作元素的一种特性,从而识别出两种新元素:钋和镭,但法兰西科学院拒绝接受这个结果,除非真正分离出这两种元素,并用传统的检测手段(如光谱分析等)加以验证。

继居里夫妇之后,克鲁克斯、拉姆赛、卢瑟福等一大批物理学家投入到这一领域,结果是在经验层次上获得了大量的实验事实,如一系列放射性物质:铀、钋、镭、钍、锕等的发现,α射线和β射线的识别,以及射线本身的各种奇异特性等等。再一步的工作便是理论上的解释了。当时的解释可以说是五花八门,无所不有,但若按基本倾向来区分,可分为保守式和试探式两种。真正在理论方面取得进展的是年轻的物理学家卢瑟福,他首先找到了放射强度作指数衰减的经验公式,随后引进了一个关键性的概念:半衰期。这个概念的提出,可以说是理论上的一个重要进展,后来的历史证明。这个概念是核物理和基本粒子物理学的最重要概念之一。卢瑟福与他人合作,在实验上积累了更多的资料,终于提出了元素天然放射现象是一种“亚原子化学变化”的猜测,这实际上已突破了元素不变的观点。其最终的理论形态,就是衰变规律(包括公式和解释)。在卢瑟福1904年形成的这个完整的新假说面前,零乱的经验事实很快就有了秩序。卢瑟福的猜测性理论不但很好地解释了当时的多种经验事实,而且提出了一些预测,例如他最早预言了中子的存在;他还推测:在任何沥青铀矿中,镭的含量总是正比于铀的含量。一个预言在1905年就得到了证明,并且成为一种计算地质年代的有效方法。

这个例子说明:科学进步是从经验层次开始发动起来,然后逐渐传导到理论层次,理论的修改或变化也意味着科学的进步。这个进步比经验层次要深刻并涉及更广泛的面;如果理论的变更最终触动某些基本观念,并突破了它们的阈值,而使这些观念改变了,这就是科学革命——科学的一个飞跃性进步。