多样性的科学形象

吴　彤

摘 要：在复杂性研究视野里，科学既不是统一的，也不是完美的，更不是只有一种科学可能性。我们的科学仅仅是我们的科学。论文以假设存在地外科学的假说的复杂性解释，反推地球科学的杂多性和非唯一性，从而论证了科学存在多元形象。

关键词：多样性；科学形象；复杂性科学；地外科学；科学的非完备性

中图分类号：N02 文献标识码：A 文章编号：0257-5833(2009)01-0121-05

作者简介：吴 彤，清华大学科技与社会研究中心教授 （北京 100084）

导 言

我们过去常常倾向于以一种统一的观点看待科学，(注：这里的科学是经验科学，指其研究对象一定是经验对象的科学。例如，物理科学是科学，而数学则不是这种意义上的科学。)

趋向于认为世界上只有一种科学，我们还认为，尽管今天的科学不够完美，但是我们一定能够使得科学走向完美。这种科学观，就是还原主义、基础主义和理想主义三位一体的科学观。我们把它称之为在传统的科学观中，只有一种统一的、各个学科在其中按照严格、抽象程度或者普遍性程度排列的金字塔型的大科学形象。如卡特赖特就以维也纳学派著名的学者纽拉特的观点，漫画式地勾勒了传统科学观(注：［英］卡特赖特：《斑杂的世界：科学的边界研究》，王巍、王娜译，上海科技教育出版社2006年版，第8页。)（见图1）：

这样的科学具有结构和等级，是我们心目中喜欢和信念中愿意看到的科学形象。不仅如此，我们心目中的科学还是完美的，它现在的不完美只是因为我们还没有使得它完美。换言之，现在科学的不完美不代表科学不能走向完美。其实这种科学观只是我们的理想，在较强的意义上，甚至是虚幻了我们关于科学的观点。下面让我们从复杂性研究的角度尝试着对上述传统科学观给予回击和批判。

一、科学的非统一性

科学是统一的吗？(注：关于科学的统一性，主要是这样界定的，即它是一种相信所有的科学可以整合在一个体系结构之内，其中某个科学都处于其中一个特定的位置上，并且可以以其中抽象程度较高的科学作为还原的基础，从而构成了可以逐层还原的统一整体。而非统一性，则与之相反。)这种统一有如金字塔可以逐层还原吗？物理科学在其中是抽象性程度最高的，就证明一切科学都需要而且能够被物理科学所还原吗？有学者（如卡特赖特）已经做出论证，实际上的科学尤其是科学研究未必如此，而完全可能是定律拼凑的非统一的科学(注：［英］卡特赖特：《斑杂的世界：科学的边界研究》，王巍、王娜译，上海科技教育出版社2006年版，第8页。)（见图2）。这种科学形象才是真实的科学形象。目前的复杂性研究可以为这种观点做出佐证。

首先，如卡特赖特所认为定律是拼凑的那样——卡特赖特在《斑杂的世界》里所谈论的定律拼凑还指不同学科之间的定律是拼凑的，一个现象的说明和解释有时是需要多个学科的定律拼凑在一起来共同说明的。而在复杂性研究中，不仅定律是拼凑的，而且就在一种科学之中概念也具有多样性的拼凑性质。目前已经提出了45种之多的复杂性概念，其中既包括计算、算法类型的复杂性概念（如柯尔莫格罗夫复杂性），也包括各个学科由其自身研究而提出的复杂性概念（如生态复杂性、气候复杂性），还包括无法量化的隐喻型的各种复杂性概念（如适切景观、斑杂和对初值条件的极端敏感性等）(注：吴彤：《论复杂性概念研究及其意义》，《中国人民大学学报》2004年第5期。)。因此，复杂性各类概念中既有可以精确说明的概念，也有关于事物本性说明和解释的概念。这些概念从抽象到比拟，并不在一个层次上，也不可相互替代和还原。这使得复杂性研究至今无法按照还原论和基础主义的意愿进行统一。也许有人会说，复杂性科学是一种尚在进行中的科学而不是成熟科学（如牛顿经典科学）。不错，但是即便是成熟的学科如牛顿经典科学，我们不是同样发现了其中若干定律和规律以及概念的不相容性吗？如相对性概念，在经典力学和经典电磁理论中就是不同的。在经典力学之中，F=ma关于其中质量和加速度的解释以及绝对空间和时间（绝对坐标系）的说明，不是也被马赫等人揭示出其中的矛盾了吗？而量子力学也没有取代牛顿经典力学，它们各自通过建构自己的律则机器条件，适用于各自的领地。需要说明的是，这不是人类能力受到局限，无法进行统一，而是复杂性研究的事物本性和研究本性使然。这表明了面对复杂世界的科学复杂性概念上的不可统一性。

以上的讨论是限制在某种我们所说的标准科学之中的（如西方近代以来的以物理科学为代表的科学）。卡特赖特关于科学的非统一性，是以标准科学的各个学科之间的非统一为基础的。而我们以复杂性科学研究作为例证的论证，事实上论证的是科学的非统一性不仅表现在各个学科之间，而且表现在一个学科内部。复杂性概念的非统一性既表现了各个学科（包含复杂性研究的各个学科）的非统一性，而且也表现了一个学科内部的非统一性。因此这样的论证不仅为卡特赖特的论证提供支持，而且更为一种科学内部的多样性提供了更深入和细致的证据，更具有典型性。

二、科学的非完美性

科学如果不是统一的，那么它是否是完美的呢？我们可以问非统一的科学是否仍然可以是完美的呢？如果不是从审美意义上看，而是从认知角度说，每一个管辖局域的、地方性的科学里面包含了真的说明，及其说明的形式，它具有内在的逻辑一致性和完备性，那么它是完美的。所以，传统理解的科学完美主要指科学的系统是完备的，即完美科学是完备性的科学。

首先，如果科学能够统一，那么统一性常常是完备性的基础。但由于科学是斑杂的，定律是拼凑的，所以多样性的科学不必统一。对于统一性科学的批判使得这条进路有了问题，其基础不那么牢靠。那么，定律拼凑的局域化有效的科学是否在局部可以做到完备呢？事实上，对于这种局域性科学完备性问题的否认不是从复杂性研究开始的。哥德尔很早就证明一个任意的数学定理形式系统要是完备的，就会出现矛盾，而如果它是无矛盾的，那么它就是不完备的。

其次，近年来复杂性研究的兴起，更加深了这方面的认识。例如，雷舍尔从复杂性哲学和科学认知极限的角度提出了科学的认知局限，再次证明了科学的非完美性。在《复杂性：一种哲学概观》中，他从几个方面，论证了完美科学理论的不可能性、不可完备性。其论证非常有力、充分。雷舍尔首先指出，完美科学的目标有两类，一类是理论目标，一类是实践目标Rescher,N.,Complexity,A Philosophical Overview,New Brunswick: Transaction Publishers,1998，p.106.)：

这些目标我们能够做到吗？雷舍尔认为要实现完美科学的目标是需要如下条件的：

（1）完美科学将不得不实现四个理论上的夙愿：（a）诘问（包括说明）的完备性；（b）实用的完备性；（c）预言的完备性，和（d）时间的终结性（ω条件）。（2）实际上，我们并没有可行的方式实现以上任何一种夙愿。在我们这个纷繁复杂的世界中，科学必须被视为与生俱来就是不完备的，它以不断退后消失的地平线，将我们所处的现实同理想中喜欢的境界分离。（3）就自然科学的目标来说，完美不是必要的；我们也不需要预先假定这个计划有效的可能性。科学进步的原动力不是由前面的（fronte）无法实现的完美所牵引的，而是由背后的（tergo）公认的缺陷所推动的。（4）完美科学不是一种可以实现的状况，而是一种理想化的状况，它提供了有用的比照的观念，从而凸现了我们所做和能做的受限特性。（5）完美科学的遥不可及性迫使我们认识到在这个充满复杂性的世界里，自然科学提供给我们的只是不够完美的实在图景(注：Rescher,N.,Complexity,A Philosophical Overview,New Brunswick: Transaction Publishers,1998,p.105，pp.129-130，p.130，pp.130-131.)。

例如，诘问的完备性就是不可及的幻想。我们能够完结问题吗？希尔伯特在讨论数学时，曾经把问题称为一个学科生命力的表征。波普尔也认为无问题意味着学科生命的终结。事实上，我们绝不能够穷尽各种问题的可能性。在实际研究中对问题的回答总是转而产生新的问题。这意味着探究是一种辩证法，即问题和回答的辩证法，这是永无止境的。因为，在任何特定阶段，它总是会在探究者的整体认知范围之外留下一些空白。这也意味着总有关于事物的某些东西是不为我们所知的。可能我们根本就无法持有它们。我们可能就根本不持有那样的视角。

三、并非只有一种科学可能性

雷舍尔还问到，我们现在谈论的科学是普遍性的科学吗？他认为，科学只是我们的科学。强调“我们的”是因为可能存在地外生物，并且因此可能存在地外科学，这些科学可能与我们的科学不同。那么这样的假定有何真正的意义呢？其意义事实上是因为：

当我们从事认知的复杂性问题探究时，问题也就跟着发生了：这是谁的认知？这儿自然倾向于回答是我们人类的。然而，人们并不需要如此狭窄的答案，好像认知只有人类有。毕竟，这个世界上也存在着这样的前景，即存在着与我们完全不同的其他智能生物。既然完全存在着自然给不同种类的感知器官呈现完全不同景色的可能性，那么同样也存在着给其他种类的智能生物提供完全不同的知觉和认知资源的可能性，它们将以与我们完全不同的方式概念化其世界。下述情况不仅可能，而且必须要如此假定，即在世界的各种复杂性的特征之中，也存在着这种现象，即物理的自然世界将它的不同方面呈现给不同种类的能够实现其概念化的智能生物(注：Rescher,N.,Complexity,A Philosophical Overview,New Brunswick: Transaction Publishers,1998,p.105，pp.129-130，p.130，pp.130-131.)。

按照雷舍尔的想法，地外科学可能在公式陈述的机制、科学的倾向性、程序的机制、概念化等方面完全与我们的科学不同，例如它们的数学或许就完全不像我们的数学。它们处理量的方式或许全然是非数字的——可能全然是比较的而不是定量的。特别是，如果它们的环境并没有充足的条件赋予诸如固体或稳定的结构适合去度量——如果它们是在羹一般浓稠的海洋中游动的类水母（jellyfish - like）的生物——它们的“几何学”对我们而言就可能是相当陌生的，比方说，可能很大程度上是拓扑的，并且是连接柔软结构的，而不是连接固定大小和形状的。其数字思考或许还未被发展，而这种类似的推理确定类别则是高度精致的(注：Rescher,N.,Complexity,A Philosophical Overview,New Brunswick: Transaction Publishers,1998,p.105，pp.129-130，p.130，pp.130-131.)。

同样，它们的自然科学或许应用程序上的机制也与我们的完全不同。它们或许以某些建基于气味变量或其他“奇异”信号基础上的“感应”种类进行沟通，它们或许设计出某种语势思想－示意的复杂理论，通过某种类观念的（ideaferous）以太传送思想。这些地外智慧或许审视自然也是完全不同的。电磁现象或许完全超出了它们生活形式；如果它们的环境没有提供天然的磁石和电子风暴，发展电磁理论的机会或许就不会出现。科学发展的历程趋向于流动在实际利益的通道里。一个海豚的社会或许缺乏结晶学，但是却发展着某种非常复杂精致的流体动力学；由类鼹鼠（mole-like）生物组成的社会或许不会做发展光学或天文学的梦(注：Rescher,N.,Complexity,A Philosophical Overview,New Brunswick: Transaction Publishers,1998,p.105，pp.129-130，p.130，pp.130-131.)。

这种比较不是没有逻辑根据的。最重要的是，这种逻辑思考，提供了一种扩展的视野。正如托马斯·库恩（Thomas Kuhn）所说，工作在不同科学传统中的科学家——并且因此运用不同描述性和解释性“范式”（paradigms）——实际上就是“生活在不同的世界里”(注：Kuhn,T.,The Structure of Scientific Revolutions,Chicago: University of Chicago press，1962,p.193.)。事实上，即便是在西方的现代科学内部，物理科学家要统一科学，而生物科学家说不；一个讲还原（reduction），另一个讲突现（emergence）。在不同民族之间，更是有多种与自然打交道的方式和认知，关于中医是否科学的争论事实上就在一定程度上表达了存在不同民族对于医学掌握和诊疗方式方法及其实践和理论的不同。

根据雷舍尔的观点，我们的科学一定在一些关键方面受到存在于我们的科学中的多样性事实的限制。我们的科学是被限制在我们的可辨识性的疆界内的，正如康德主张的，经验的极限设置了科学的限制。当然，我们可以追问：宇宙中智力的使命是完全相同的呢，还是各种各样的呢？答案有两个根本相反的哲学观点，都可能与宇宙观中的认知进化有关。一个是一元论，它设想智能的宇宙使命有某种共有的目的，某种共有的宇宙的“同样推理的立场”。另一个是多元论，它设想每一种宇宙的智能文明都通过不同的环境锻造了自己特性的认知命运，并且把它作为智能的使命，同量地去跨越可二中择一的广泛频谱进行选择，并实现巨大的、变化的、可能的多样性，以每种思想形式成就自己独特的命运，从而与所有的其余者分离开来。对于这两种观点，你更愿意选择哪个呢？很明显，后者有更多可能性，更宽容，而前者更为独断。当然在最终的分析中，这些学说之间的冲突必定还要根据来自经验数据的三角测量法（经验-实践-理论）来解决。这就是说，从解决问题的经验主义角度看，我们必须承认，现在这些思考的总倾向是逼近多元论的。

事实上，雷舍尔揭示了这种与地外文明和科学虚拟比较的真正意义，即在科学之极限的论题上，沿着现在这些线索的思考具有一种深刻且深远的意义。我们不能期待地外智能与我们这种科学研究一样的最终原因是，科学的可能种类几乎是无穷多样的。科学，如果从功能等价的术语上去理解，意味着我们要放弃现在的讨论，即科学一定是要随认知手段开发者的物理构造和精神心智而设置的认知手段来变化的，因此我们也要这样变化地来理解科学；我们也一定要随它们文化上的观念和概念框架的相关主旨的认知聚焦变化来理解科学，在这种理解面前，科学一定是更为多样的，而不是独断一元的。

因此，从世界具有内在复杂性的观点看，我们必须把现在关于科学的观点认作为只是各种科学之中的一个选择，在地球上已经有不同的“科学”。而我们全部认知计划只是某种特殊的认知生命形式种类的智力产物。事实上，如果除了我们人类智能的人造物之外，还存在其他理性智能的话，如果理性不是如我们所理解的那么狭隘的话，我们所知的自然科学并不是普遍有效的东西。在逻辑上如果存在判断方式潜在的多样性状态，那就意味着并不存在单一的确定的认知路线。因此，就如雷舍尔所说，我们从根本上要接受某种认知的哥白尼学说，即承认我们在认知的位置上并不比我们在事物的空间状态更中心。世界的复杂性意味着，我们几乎没有选择，不妨就认为我们的科学正好被它是我们的科学所限制吧(注：Rescher,N.,Complexity,A Philosophical Overview,New Brunswick: Transaction Publishers,1998,p.150.)。

四、结 语

正如雷舍尔所指出的，有时候坚守这样一种可错主义、非统一主义的和非理想主义的科学观是不受欢迎的。因为把科学视为不可避免的不完备，并且把科学问题中“终极答案”视为永远也做不到的，似乎就是把科学作为一项有意义的工程一笔勾销了。其实，对于我们而言，我们并不否认理想或者完美科学的概念具有激励作用，我们否认的是把它当作真实的可能性。知道理想科学或者完美科学不可达到，并不使我们丧失了从事科学的动力，或者失去了对科学进步的信心。知道有多种科学形态，才更加激励我们改进现实的科学，改进不完善地方。努力促进不同科学在不同方向和不同领域的发展与融合，才是科学家的任务，而我们就是要对这些真实的、不同形态的科学做出哲学的反思，使理想主义、基础主义和虚幻的科学观有所改变。

(责任编辑：周小玲)