科学研究的“合情”与“合理”

[摘 要]科学不但具有其“合理”的方面，也有其“合情”的方面。“合情”虽没有严格的逻辑性、确定性、必然性作保证，但它出于人们的经验，符合人们的某种信仰、习惯，能够为人理解，具有一定的可信度。科学的合情假定是合理论证的基础，合情的知识常常能够发展成为合理的知识。原本被认为是“合情”的知识一旦被断定为无理，则要被逐出科学的殿堂。科学研究中“大胆假设，小心论证”的科学传统可以看作是正确处理科学研究的“合情”与“合理”的准则。

[关键词]科学研究；合情；合理

科学一直以其鲜明的“合理”性而著称。逻辑性、确定性、必然性被认为是科学的应有特征。科学事业因此成为一种理性的事业，科学因此具有一种合理性。然而，科学在其具有合理性一面的同时，又有其“非理性”的一面。我们所说的科学的“非理性”方面，不同于费耶阿本德的非理性主义，而是指科学研究中能为人理解、具有一定可信度的合情的人为假定、论证、取舍等。我们称其为科学研究的“合情”。

一、科学研究中的合情假定

科学理论体系往往采用公理化演绎方法，即从几个“不证自明”的公理、公设出发，经过严格的逻辑推演，导出其它命题和定理以形成完整的理论系统。古希腊学者欧几里德的《几何原本》就是最早应用公理方法的范例。但是，作为欧几里德几何前提的第五公设却在许多世纪里受到了学者的怀疑。第五公设又称平行公理，指的是：在同一平面上，过某直线外的一点，有且只有一条直线与该直线平行。这一公设由于牵涉到在无限远处的空间性质，超出了人们的可能经验范围，显得不够明了。平行公理虽不能经验证明，但有一定的经验基础，符合人们的直觉，基于此，对它的真理性学者少有怀疑。由此，我们可以看出，所谓公理的“不证自明”，不过是一种人为的合情假定。彭加勒认为，数学中的公理和物理学中的一些基本概念和基本原理既非先验综合判断，亦非经验事实，它们原来都是约定；约定既不为真，也不为假，而或多或少是方便的；要问它们是真是假，正如问米制是真还是假一样，同样是没有道理的。[1]

第一个与平行公理不相容的陈述是由俄罗斯数学家罗巴切夫斯基提出的，称为罗氏几何的平行公理，即在一平面内，通过直线外一点，可作无数条线与之平行。由这一公理以及欧几里德几何的其它公理出发，1835年罗巴切夫斯基创立了罗氏几何。又过了大约二十年，德国数学家黎曼作出了与罗巴切夫斯基相反的公理陈述，即在一平面内，通过直线外一点不存在平行线。由此，创立了黎曼几何。非欧几何不是通过对现实世界的抽象而直接产生的，也不是纯粹逻辑推演的结果，它是合情假定的结果。而非欧几何与爱因斯坦相对论的结合则是科学研究中这种合情假定的现实意义的最好印证。德国哲学家赖欣巴哈由此反思理性，认为“哲学家所犯的错误是把实际上是习惯的产物视为观念的洞察或视为理性的规律。花了二千多年时间才发现这个事实；如果没有数学家的研究以及这种研究中的全部专门性，我们便永不能从根深蒂固的习惯中突围而出，在我们的思想中清除掉所谓的理性规律。[2]赖欣巴哈认为，所谓“理性规律的东西实际上原来是人类所生活的环境的物理结构对人类想象的一种约制”。[2]

合情假定在科学中普遍存在，如哥白尼行星运动的圆形轨道、牛顿的绝对时空概念、玻尔的电子轨道、麦克斯韦的电磁“以太”、爱因斯坦的光速不变原理和相对性原理等等。合情假定的假定性不能保证理论与现实的完全符合，但它却是人类认识的必要要素，是一切科学发展的基础。每一科学必取一定的逻辑前提，而每一前提的寻根究源的无穷尽论证又是不可能的，所以，建立在人们的信仰、信念、直觉及有限经验基础之上的合情假定就是科学的最好开端。没有“第五公设”，就没有欧几里德的几何学；没有原子量大小决定元素性质的假定，无机化学理论就无法系统化，走向科学；没有爱因斯坦的光速不变和相对性原理的公理化，就没有物理学的新时代。正象恩格斯早已指出的那样：“如果人们要等待建立起定律的材料纯粹化起来，那么这就是在此之前要把运用思维的研究停顿下来，而定律也就永远不会出现。”[3]

二、科学研究中的合情推理

著名美籍匈牙利数学家g．波利亚把科学的推理区分为两种：论证推理与合情推理。[4]论证推理是必然的推理，它本身不允许任何不确定的东西，保证每一推理步骤都是经得起逻辑规则检验的。合情推理则是一种或然的推理，它的推理原则是可变的，也可以说是由一些猜想所构成的。在科学推理的具体过程中，论证推理和合情推理在确定性上确实形成鲜明的反差；但从科学认识的发展过程看，论证推理必以合情推理为前提，合情推理是人类一切认识的基石。逻辑原理是分析的，也是空虚的，它不能告诉我们新知识。例如，从“所有人都有死”和“苏格拉底是人”这两个前提，我们可以得出“苏格拉底也有死”的结论，但这一结论是暗含在“所有人都有死”这一前提里的，而不是新内容。演绎推论已经暗含在前提里，它并没有告诉我们更多的东西。即使这样，演绎推论的逻辑前提也必须借助归纳推论才能构造出来。显然，前例中“所有人都有死”这一前提就是人们经验的归纳，它是归纳的结果。然而，归纳推理会令唯理论者失望，因为归纳推理不具有逻辑必然性，而是合情推理。

英国哲学家休谟指出，虽然至今我们看到的乌鸦都是白的，我们至少可以想象我们将看见下一只乌鸦是白的。即使我们看到的一万只乌鸦都是黑的，却没有理由推断第一万零一只乌鸦是黑的。在保留归纳前提的条件下，我们可以想象归纳推论的虚假。这就是说，归纳推论不具有逻辑必然性。我们相信归纳法，因为它至今是有效的。这本身就是归纳型论证，不能作为归纳信念的可靠根据。休谟的结论是：归纳法是不能用经验来证明的。休谟用经验论 的观点来探索人类知识的确定性，结果是彻底的经验论断送了其自身。英国哲学家罗素说：“人要求确定性是很自然的，但仍不免是心智方面的一种恶习。”“全部人类知识都是不确定的，不精确的和不全面的。”[5]

科学认识在本质上是建构的，是在主客体相互交流、相互规定的过程中逐渐完善的，因此，完成这种认识不能完全归于逻辑的方法，也应有“非理性”的“合情”方法。当然，合情推理不能最终证明科学理论，但不能因此而抱怨，因为一切科学本来就是相对的。应当认识到，合情推理与论证推理的任务不同，论证推理的确定的、象机器一样的逻辑推理是建立在笼统的、特别通人情的合情推理基础之上的。合情推理是科学的创造性之所在。

三、科学研究的“合情”与“合理”

我们认识世界的首要前提是观察客体，而观察的过程是主体对客体的感觉过程。感觉隐含着两个不同的过程：其一是说“感”的过程，如底片感光、视网膜成象，这是纯自然过程，不含有主观因素；其二是说“觉”的过程，是客体为主体所判别的过程，就象医生观察x光片，据以判断病人病情的过程，它有赖于以往的经验和理论支持，这是一个主观的过程。看到了什么要以观察者的知识背景为基础。信奉“地心说”的第谷看到的是运动的太阳，而支持“日心说”的伽利略看到的则是静止的太阳。现代人看到的是正在天空飞行的飞机，而土著人看到的则是会飞的大鸟、逞凶的鬼怪。“观察渗透理论”，这就是美国科学哲学家汉森提出的著名命题。这个命题指出了我们的任何观察都不是纯粹客观的，具有不同知识背景的观察者观察同一事物，会得出不同的观察结果。“观察渗透理论”摧毁了逻辑实证主义所追求的科学合理性。

经典科学以人与自然界的分离为前提，以自然界为研究对象，要抽象出自然界“本身”的规律。然而，在现代物理学的微观世界研究中，人们却发现要测量电子运动状态，就必须有光子照射到电子上面，根据量子效应即使是一个光子与电子相互作用，也足以使电子改变其原有运动轨迹。我们观察到的电子轨迹不再是电子自然状态下的运动轨迹，而是主体作用下的运动轨迹。对于宏观物体，测量的主体干扰可以忽略不计，但是对微观粒子来说，这种主体干扰则是不可忽略的。海森堡测不准关系就是这种主体干扰的直接表现。在宇宙天文学中，人择原理则表明，被观测的宇宙是与作为观测者的人类的存在这一事实紧密相关的。这实质上反映了人与世界关系上的必然性一致。我们所面对的世界总是人的对象性世界，总是与人的认知能力相关。由此，我们可以推断，科学是以自然为对象，但它同时又是以人为中心展开的，它只能是人的科学和为了人的科学。这就是科学的“合情”性的深层基础。

现代科学好象越来越表现出二律背反的特征。一方面，科学认识要按照世界本来面目来客观地说明世界，追求合理性；另一方面，科学认识表现出鲜明的人为特征，讲究“合情”。实际上，科学的“合情”方面与“合理”方面并不矛盾，科学研究的“合情”与“合理”都是科学发生、发展的必不可少的要素，它们反映出科学研究中主客体的相互关系，也在科学研究的不同发展阶段发挥着各自不同的作用。科学的“合情”强调的是科学研究中主体的能动的创造方面，突出的是科学的主体性特征。科学的“合理”性强调的是科学研究的客观方面，突出的是科学的客观真理性质。如果我们套用库恩的说法，把科学的发展分为常规科学时期和科学革命时期，就会发现在常规科学时期，科学家按照某个“范式”从事解决疑难问题的研究，更具有合理性；而在科学革命时期，旧范式将被新范式取代，就会有许多新的概念涌现，就会有许多人为的合情假定、合情创造，更强调“合情”。

随人类认识能力提高，科学研究的“合情”方面与“合理”方面也是可以转换的。被古希腊毕达哥拉斯学派“合情”接受但看作“无理”的无理数，到如今不在视为“无理”；欧几里得的“第五公设”原只是“合情”，在现代非欧几何认识的基础上，已为人们所理解，变得“合理”。但是，原来“合情”的认识一旦被发展了的科学断定为不合理，则不能在科学中存留。例如，原本被认为“合情”的哥白尼的行星运动的正圆轨道被后来的开普勒的椭圆轨道证明为不“合理”而被取代。这正体现了科学发展的“大胆假设、小心论证”的传统。人类知识的发展过程，不是从合理证据堆砌出确定知识的线形运动过程，而是“合理”与“合情”彼此相互交织、相互转化的螺旋式上升的过程。

[参考文献)

[1]李醒民．论彭加勒经验约定论[j)．中国科学，1988，(2)．

[2]赖欣巴哈．科学哲学的兴起[m]．北京：商务印书馆，1983．111．

[3]恩格斯．自然辩证法[m]．北京：人民出版社，1984．117．

[4]黄顺基，刘大椿．科学的哲学反思[m]．北京：中国人民大学出版社，1987．102．

[5]李晓明．模糊性：人类认识之谜[m].北京：人民出版社，1985. 182-183.