哲學(xué)動(dòng)態(tài)征稿規(guī)范場論的科學(xué)方法

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　　摘　要：狹義的科學(xué)哲學(xué)主要討論一般科學(xué)方法論，科學(xué)方法論中最為基礎(chǔ)的問題是科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)問題，繼邏輯經(jīng)驗(yàn)主義關(guān)于理論結(jié)構(gòu)的“公認(rèn)觀點(diǎn)”之后，又出現(xiàn)過語義學(xué)的理論觀、結(jié)構(gòu)主義的理論觀和科學(xué)理論的模型觀，這種發(fā)展趨勢，從語言哲學(xué)的觀點(diǎn)看，有一種從語形學(xué)到語義學(xué)和語用學(xué)轉(zhuǎn)向的趨勢(因?yàn)樽匀换J(rèn)識論更多的要涉及到研究者);從具體方法上看，“公認(rèn)觀點(diǎn)”強(qiáng)調(diào)科學(xué)理論是由命題集組成，而語義學(xué)的理論觀和結(jié)構(gòu)主義的理論觀則強(qiáng)調(diào)科學(xué)理論是由數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)組成，科學(xué)理論的模型觀最終是強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)建模，也試圖直接以其中數(shù)學(xué)為其研究的主要內(nèi)容。規(guī)范場論的理論結(jié)構(gòu)明顯地比它之前的科學(xué)理論更好地體現(xiàn)了科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)觀的這種發(fā)展趨勢，甚至進(jìn)一步促使人們認(rèn)為，分析科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)最好直接分析科學(xué)理論中的數(shù)學(xué)。

　　關(guān)鍵詞：規(guī)范場論 理論結(jié)構(gòu) 數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)

　　正如江天驥先生總結(jié)的，“狹義的科學(xué)哲學(xué)(即一般科學(xué)方法論)主要研究以下三大問題：(1)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)理論的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)，(2)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)理論的語義學(xué)，(3)理論之間的關(guān)系與理論變化。過去往往把科學(xué)理論簡單地看作一個(gè)全稱陳述(或幾個(gè)全稱陳述的合取)，第一個(gè)問題便不需要加以專門研究……但是，要能夠很好地解決理論評價(jià)問題也好，理論選擇問題也好，都必須首先弄清楚什么是科學(xué)理論。以往歸納邏輯或科學(xué)方法論教科書所舉的簡單的科學(xué)理論的例子(例如：‘一切天鵝都是白的’或‘所有行星都按橢圓形軌道運(yùn)動(dòng)’)作為說明某一邏輯要點(diǎn)的例子是可以的，作為說明科學(xué)家如何評價(jià)，選擇理論的例子，就完全失真。”[1](P1-2)可見，科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)問題是科學(xué)方法論中其它問題的基礎(chǔ) ，科學(xué)理論結(jié)構(gòu)問題的研究一定要結(jié)合具體的科學(xué)理論進(jìn)行。那么，作為最能體現(xiàn)本義上的自然科學(xué)的純粹部分的規(guī)范場論[2]，對科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)問題一定有重要的科學(xué)方法論意義。

　　一、 科學(xué)哲學(xué)中的科學(xué)理論結(jié)構(gòu)觀

　　在現(xiàn)代西方科學(xué)哲學(xué)中，隨著相對論和量子力學(xué)的建立，特別是用分析哲學(xué)的方法，加上現(xiàn)代數(shù)理邏輯的工具，在經(jīng)驗(yàn)論的基礎(chǔ)上，先后發(fā)展了四種關(guān)于科學(xué)理論結(jié)構(gòu)的主要觀點(diǎn)：理論結(jié)構(gòu)的“公認(rèn)觀點(diǎn)”、語義學(xué)的理論觀、結(jié)構(gòu)主義的理論觀和科學(xué)理論的模型。

　　1、理論結(jié)構(gòu)的“公認(rèn)觀點(diǎn)”

　　理論結(jié)構(gòu)的“公認(rèn)觀點(diǎn)”(the received view)是邏輯經(jīng)驗(yàn)主義對科學(xué)理論結(jié)構(gòu)的形式化構(gòu)造，正如薩普介紹的“出于對物理學(xué)進(jìn)展的回應(yīng)，到二十世紀(jì)二十年代科學(xué)哲學(xué)界已熟知，把科學(xué)理論構(gòu)造成公理運(yùn)算就可通過對應(yīng)規(guī)則給出部分可觀察的解釋，這種分析通常被稱為關(guān)于理論的公認(rèn)觀點(diǎn)，(‘公認(rèn)觀點(diǎn)’這個(gè)名稱最初由Putnam[1962]引入)。”[3](PⅤ)事實(shí)上，坎貝爾在1920年出版的《物理學(xué)原理》一書中，為了把所謂的科學(xué)理論同日常語言中對理論一詞的各種用法區(qū)別開，他指出“一個(gè)科學(xué)理論就是命題的一個(gè)連通集(a connected set of propositions)，它包括兩組命題：一組由關(guān)于這個(gè)理論所持有的一類觀念的陳述組成，即后來哲學(xué)家所謂的‘理論陳述’;另一組由關(guān)于這些觀念和其它性質(zhì)不同的觀念之間關(guān)系的陳述組成，就是所謂‘對應(yīng)定義’(賴興巴赫)或“符合規(guī)則”(對應(yīng)規(guī)則)(卡爾納普)。”[1](P3)坎貝爾當(dāng)時(shí)把前一組命題總稱為假說，把后一組命題稱為“詞典”，并強(qiáng)調(diào)“類比”在理論應(yīng)用時(shí)的重要性?？藏悹枌碚摻Y(jié)構(gòu)的看法，被卡爾納普，賴欣巴哈，內(nèi)格爾和享佩爾等邏輯經(jīng)驗(yàn)主義者授受并發(fā)展成所謂理論結(jié)構(gòu)的“公認(rèn)觀點(diǎn)”(或標(biāo)準(zhǔn)觀點(diǎn))。按照內(nèi)格爾的區(qū)分，科學(xué)理論有三個(gè)主要部分：(1)一種抽象的演算，(2)一套規(guī)則，(3)對抽象演算的解釋或模型。這套理論后來被享佩爾精致化為內(nèi)在原理、橋接原理和導(dǎo)出原理三部分，并由于科學(xué)理論只是被部分地解釋，而稱之為科學(xué)理論的部分解釋觀。

　　這種“公認(rèn)觀點(diǎn)”最大的問題是，把科學(xué)理論中的名詞嚴(yán)格地分為“理論名詞”和“觀察名詞”不能截然分開，并且“因?yàn)樗鼘τ^察和理論區(qū)別的依賴使得它模糊了科學(xué)理論結(jié)構(gòu)的一些認(rèn)識論上重要并且具有啟示性的特征。”[1](P108)另外，公認(rèn)觀點(diǎn)“困難的一個(gè)來源是這個(gè)可疑的假設(shè)：科學(xué)理論在其對象語言中含有一類語法對象(符合規(guī)則)，它們具有特殊的語義學(xué)的和方法論的功能(給予理論名詞的解釋)。” [1](P5)還有就是，“存在由漢森、庫恩、費(fèi)伊阿本德和其它馬上起來反對‘公認(rèn)觀點(diǎn)’的人所提出的科學(xué)哲學(xué)理論替代品，以及為其它理論觀和科學(xué)知識觀所作的爭辯。” [3](P4)而使這種觀點(diǎn)一蹶不振。

　　2、語義學(xué)的理論觀和結(jié)構(gòu)主義理論觀

　　語義學(xué)的理論觀和結(jié)構(gòu)主義理論觀都可統(tǒng)稱為語義學(xué)的理論觀(the semantic conception of theories)，相比之下，“公認(rèn)觀點(diǎn)”由于主要集中于理論的語法分析，又稱為語法學(xué)(語形學(xué)或句法學(xué))的理論觀。貝斯、范•弗拉森和薩普的語義學(xué)理論觀(這是他們對自己觀點(diǎn)的稱謂)和蘇佩斯，史尼德，施太格繆勒的結(jié)構(gòu)主義(這也是他們對自己觀點(diǎn)的稱謂)都有一個(gè)共同的中心思想：“理論并不是演繹地相連通的語句或命題的集合，而是由數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)(‘理論結(jié)構(gòu)’)組成的，這些結(jié)構(gòu)作為同實(shí)在的或物理地可能的現(xiàn)象處于某種表象關(guān)系而被提出來。” [1](P6)

　　在對“公認(rèn)觀點(diǎn)”的批判過程中，語義學(xué)理論觀和結(jié)構(gòu)主義理論觀逐漸明確“理論并不是命題或陳述集，而是可被大量不同語言形式描述或刻畫的超語言實(shí)體。” [3](P77)范•弗拉森把理論結(jié)構(gòu)看作構(gòu)形相空間(confabulated state space)，認(rèn)為理論結(jié)構(gòu)的語義學(xué)理論觀中，重點(diǎn)應(yīng)討論諸模型及它們的邏輯空間，以及理論結(jié)構(gòu)與世界關(guān)系。[1](P173-P187)也就是說，理論結(jié)構(gòu)與經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系是同構(gòu)關(guān)系，這是通過把理論看作一簇模型，模型又是與世界結(jié)構(gòu)同構(gòu)而達(dá)到的。正如薩普后來總結(jié)的，“語義學(xué)觀點(diǎn)把理論等同于某種抽象的理論結(jié)構(gòu)(比如構(gòu)形相空間)，這種理論結(jié)構(gòu)是建立在與現(xiàn)象的映射關(guān)系之中，理論結(jié)構(gòu)和現(xiàn)象的關(guān)系是理論的語言形式系統(tǒng)的所指。其基本思想就是理論結(jié)構(gòu)與合適地連通的模型簇等同。”[4]( PP: S105)

　　受布爾巴基數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)主義思想的啟迪，在亞當(dāng)斯(E.Adams)尤其是蘇佩斯(P.suppes)的二十世紀(jì)五十年代集合論公理化思想的影響下，史尼德在1971年出版的《數(shù)學(xué)物理學(xué)的邏輯結(jié)構(gòu)》標(biāo)志著結(jié)構(gòu)主義理論觀的建立，后來施太格繆勒和巴澤爾(Bazler, W)等人作了很大的修改和應(yīng)用，并與庫恩合作用以解釋科學(xué)理論之間的發(fā)展問題。這種觀點(diǎn)試圖用集合論謂詞作為公理化的形式，將科學(xué)理論中多種函項(xiàng)，各種關(guān)系用謂詞表達(dá)出來，先展示出理論的內(nèi)在數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，由核心(core)K和期望應(yīng)用(intended application)I所組成的對偶(K•I) 理論元素(theory element)，在此基礎(chǔ)上形成理論網(wǎng)絡(luò)(theory-nets)，理論網(wǎng)絡(luò)又連成理論整體(theory-holon)[5]( P13)。結(jié)構(gòu)主義理論觀和范•弗拉森、薩普的語義學(xué)理論觀一樣，認(rèn)為理論并不等同于提出理論時(shí)的命題集，而是語言外的理論結(jié)構(gòu)，不過結(jié)構(gòu)主義認(rèn)為理論結(jié)構(gòu)是可以用一個(gè)集合論謂詞來加以公理化的集合論對象，也就是說，結(jié)構(gòu)主義所使用“模型”是一個(gè)集合論的謂詞。

　　3、科學(xué)理論的模型

　　從邏輯經(jīng)驗(yàn)主義到語義學(xué)的理論觀和結(jié)構(gòu)主義的理論觀，都涉及到“模型”，但它們中的“模型”互相不同，與“科學(xué)理論的模型”也有差異。在邏輯經(jīng)驗(yàn)主義中，也常為了直觀起見，建立一個(gè)已被完全解釋了的體系(也可稱為模型)，用來說明通過對應(yīng)規(guī)則而被完全解釋了的形式體系，它與部分解釋了的形式體系的區(qū)別在于認(rèn)識論結(jié)構(gòu)方面，前者是邏輯上居先的命題決定出現(xiàn)在它下面的層次中的術(shù)語(或命題)的意義，也正因如此而有解釋作用。而語義學(xué)的理論觀和結(jié)構(gòu)主義的理論觀中的“模型”主要是指理論的一種邏輯演算的形式，正如“范•弗拉森認(rèn)為的，‘模型’一詞的用法是從邏輯與元數(shù)學(xué)中派生出來的，模型一詞指的是‘模型類型’”。[6] (P91)事實(shí)上，邏輯經(jīng)驗(yàn)主義時(shí)代之前的模型一直處于被漠視的地位，直到語義學(xué)理論觀那里，模型才開始得到應(yīng)有的重視。R.B.Braithwaite 在《經(jīng)驗(yàn)科學(xué)中的模型》開始認(rèn)為模型具有與理論不同的認(rèn)識論結(jié)構(gòu)，而語義學(xué)理論觀和結(jié)構(gòu)主義理論觀中的“模型”也得到重視，幾乎達(dá)到與理論同等地位看待。到語義學(xué)理論觀階段，已有“理論是模型集”的口號[4]( PPS111)。但是總體上來說，模型在科學(xué)哲學(xué)仍然被看作“是邏輯經(jīng)驗(yàn)主義者的傳統(tǒng)”[7]( P34)。

　　近年來，在科學(xué)哲學(xué)中研究科學(xué)模型是為了“評定科學(xué)事業(yè)中模型的實(shí)際作用、功能。” [7](P34)當(dāng)然，人們是逐漸認(rèn)識到模型在具體科學(xué)中的作用的，“功能不同的模型都能發(fā)揮出一個(gè)突出作用就是：解釋(例如,Harre,1960;Hesse,1966; Achinstein,,1968)，理論模型的解釋優(yōu)勢經(jīng)常與類比的應(yīng)用相聯(lián)系。” [7](P348)最后，人們認(rèn)識到適合描述科學(xué)理論的模型，所具有的說明能力和創(chuàng)造性功能，這基本上體現(xiàn)在常說的“建模”活動(dòng)中。而對模型的科學(xué)哲學(xué)研究，也進(jìn)入到“從模型在科學(xué)中的作用到它們在人類認(rèn)知中的作用”的階段，也促使對科學(xué)模型的研究轉(zhuǎn)向?yàn)樽匀换J(rèn)識論的一部分。

　　二、規(guī)范場論的科學(xué)方法論意義

　　1、對現(xiàn)有科學(xué)理論觀的分析

　　從上節(jié)對已有科學(xué)理論觀的介紹，我們就知道各種已有科學(xué)理論觀是有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)的。從理論結(jié)構(gòu)的“公認(rèn)觀點(diǎn)”到語義學(xué)的理論觀和結(jié)構(gòu)主義理論觀，由于“公認(rèn)觀點(diǎn)”強(qiáng)調(diào)科學(xué)理論是由命題(或陳述)集組成，對科學(xué)理論的分析也就是利用現(xiàn)代邏輯對其中的科學(xué)語言進(jìn)行句法學(xué)(語形學(xué))的分析，其中雖有語義方面的分析，但只表現(xiàn)為一種經(jīng)驗(yàn)語義學(xué)。相反，不論是語義學(xué)的理論觀還是結(jié)構(gòu)主義的理論觀，都否認(rèn)理論是命題的集合，而認(rèn)為理論是由數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)組成的，考察科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)重點(diǎn)是看這些數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)象之間的一種語義關(guān)系。而科學(xué)理論的模型，則從語義學(xué)理論觀中逐漸對模型的重視，試圖轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯友芯靠茖W(xué)模型，尤其是突出科學(xué)模型的自然化認(rèn)識論作用。可見，科學(xué)理論結(jié)構(gòu)觀的這種發(fā)展趨勢，從語言哲學(xué)的角度看，只是一種從語形學(xué)到語義學(xué)和語用學(xué)轉(zhuǎn)向的趨勢(因?yàn)樽匀换J(rèn)識論更多的要涉及到研究者。)

　　另外一個(gè)重要的角度，從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)看，“公認(rèn)觀點(diǎn)”強(qiáng)調(diào)科學(xué)理論是由命題集組成，而語義學(xué)的理論觀和結(jié)構(gòu)主義的理論觀則強(qiáng)調(diào)科學(xué)理論是由數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)組成，科學(xué)理論的模型最終是強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)建模，也試圖直接以數(shù)學(xué)為其研究的主要內(nèi)容。可見，這里有一種趨勢，就是認(rèn)為科學(xué)理論由命題集組成向科學(xué)理論是由數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)組成轉(zhuǎn)向的趨勢。

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