知识创新活动中的科学抽象及其程式

郑州大学化工学院 刘利平 马晓建

知识创新活动中的科学抽象及其程式

郑州大学化工学院 刘利平 马晓建

科学研究的目的在于进行知识创新，恩格斯说：“一个民族想要站在科学的最高峰，就一刻也不能离开理论思维。”在科学研究过程中，除综合运用各种科学方法外，要实现研究目的，还必须经过“科学抽象”环节，即科学抽象是科学研究的必由之路。科学抽象，是指把握客观对象的本质形成概念和理论的一种正确的思维过程和方法，也是指认识过程中的一个阶段，即思维抽象阶段。

正确掌握科学抽象的方法，并在科学研究中有效地运用，可有效地提高科学研究的效果与水平。强调科学抽象，有利于提高科研实践活动的目的性和实践主体的能动性。为探讨科学研究过程中进行科学抽象的具体方法，本文讨论了科学研究过程中科学抽象的辩证性，一般意义上科学抽象的过程、层次和方法，提出了“科学抽象程式”的概念，探讨了不同学科研究哲学层面上科学抽象方法的具有统一性的问题。

一、科学抽象的辩证性

1.客观与主观的辩证统一性。马克思主义讲的科学抽象，是在人们认识世界和改造世界的过程中，坚持唯物论原则，并从大量感性材料和偶然现象出发总结和概括出来的。因此，科学抽象体现了历史和逻辑的统一。科学抽象是客观与主观的辨证统一。科学抽象的任务是要达到对事物本质的规律性认识。科学抽象不是离开客观对象的真理，而是克服表象的局限，深入到事物内部，更深刻、更正确、更完全地反映事物的本质。科学抽象的形式是主观的，但其反映的内容是客观的，即科学抽象是通过主观的思维形式，正确地再现了认识对象的客观内容，因此，科学抽象是主观形式和客观内容的统一。离开客观性讲抽象，只能是唯心主义的抽象。

2.抽象与具体的辨证性。科学抽象不是单纯的、绝对的、脱离具体的抽象，而是一种辨证的思维方法，是抽象和具体对立统一的关系。感性具体，是体现在客观事物表面的、能为感官所直接感觉到的形态，具有完整性；思维具体，是客观事物内在多种规定性和多样性的综合统一。抽象和具体不仅有区别，而且还密切联系。感性具体是认识的出发点，抽象认识以感性具体认识为前提，而思维具体又以抽象为前提，它是许多抽象规定的综合，是“自身包含着各种规定性的东西”。因而没有抽象规定性为基础，思维的具体就不可能形成，在科学抽象过程中，存在着抽象与具体对立统一的辨证关系。科学抽象不可避免的存在着有限性、简单性等不足，与人们认识事物的阶段性密切相关。每一个科学抽象，作为人们认识客观事物的某一相对稳定阶段的结果，是以一种相对独立的规定出现的。

3.直接与间接的实践性。科学抽象以实践为前提和基础，并在社会实践中进行总结概括，因此，实践性是科学抽象的本质属性。科学抽象是在实践中思维与认识对象相互作用的过程。只有参加实践，才能获得关于客观事物的经验材料，才有可能运用人类特有的抽象力，对感性材料进行分析和综合、归纳和演绎，探究事物内部联系，指明事物本质。同时，通过科学抽象得到的结果，还必须通过实践来检验。社会实践的形式是多种多样的，其中，生产实践活动是最基本的实践活动。知识或认识从根本上说来源于实践，但不是说每个人的知识都直接来源于实践。一个人的知识有直接经验和间接经验两部分组成。事实上，一个人的多数知识来自于间接经验，如书本知识，在我为间接经验的，在他人却为直接经验。因此，就知识的总体说来，无论何种知识都是离不开直接经验的，一切真知都来源于实践，没有直接经验就不可能有间接经验。所以说，在强调实践出真知的同时，还必须重视间接经验的学习，必须把学习间接经验同直接实践结合起来。实践证明，感觉到了的东西，我们不能立刻理解它，只有理解了的东西才能更深刻地感觉它。

二、科学抽象的过程、层次和程式

1.科学抽象的过程。在《资本论》中，马克思把人类运用抽象力进行的抽象过程表述为“完整的表象蒸发为抽象的规定”及“抽象的规定在思维的行程中导致具体的再现”的过程。这是一个由“感性具体”到“抽象规定”，再由“抽象规定”上升到“思维具体”的过程，也是科学抽象的基本过程。

在科学抽象的过程中，“具体”既是认识的起点，又是认识的终点。人类对客观事物的认识，总是在实践基础上不断发展的。

2.科学抽象的层次。要进行科学抽象，首先要分析研究对象的角度和层面问题。科学抽象具有层次性，高层抽象可以演绎出低层抽象。自然科学是科学家对自然界某一运动形式，或某一物质层次，或运动形式和物质层次中的某一侧面的规律性认识，认识的高级成果是以系统化、体系化的科学理论形式出现的。

科学抽象的层次性是基于事物本质的层次性。对事物本质认识的级别是与事物本身的内在层次联系在一起的。事物的本质是有层次的或有“多级本质”的。列宁曾论述：“人的思想由现象到本质，由所谓初级的本质到二级的本质，这样不断地加深下去，以至于无穷。”事物的本质是事物不同部分、不同方面抽象规定的综合，是理性具体的表现，是科学抽象的结果。初级本质是事物诸方面感性层次的抽象规定的综合；二级本质虽然仍以感性事物为基础，但是较初级本质更深入一个层次的抽象规定的综合；三级本质是较二级本质更深入一个层次的抽象规定的综合。初级本质的形成是建立在感性具体的基础上的，二级本质、三级本质的形成，除了依赖感性具体外，还需要以前一层次的理性具体为基础。不同学科研究对象的本质规定的层次不同，科学抽象的层次也就不同。我们通过研究事物本质与本质之间的因果联系，来揭示事物发展的内在规律。

按其对应的自然界及其规律性层次高低的不同，抽象可以分为低层抽象和高层抽象。同时，需要指出，低层抽象和高层抽象的区分是相对的。在科学发现中，描述性的经验定律是低层抽象，而解释性的理论原理是高层抽象。

按其所表现的事物特征是否为普遍性定律作为标准进行分类，抽象大致可以分为表征性抽象和原理性抽象。表征性抽象，是以可观察的事物现象为直接起点的一种原始抽象，如物体的硬度、体积等。而关于物体物理性质的抽象是原理性抽象，原理性抽象是在表征性抽象基础上形成的一种深层次抽象，它所把握的是事物的因果性和规律性的联系，这种抽象的结果就是定律、原理，如化学元素周期律等。

3.科学抽象的程式。在科学研究中，科学抽象的具体程序千差万别，没有千篇一律的模式，在总结一般的科学抽象方法的基础上，本文将其归纳为一个包括“分离研究对象→物元分析→提纯处理→抽象出科学结论”几个基本环节的“科学抽象程式”。

（1）分离研究对象。分离研究对象，就是把研究系统从所联系的环境系统中分离出来，简化考虑研究对象与其环境之间的联系。任何一项具体的研究课题都不可能对现象之间的各种关系全部加以考察，因此，必须研究对象的分离，这是科学抽象的第一步。

（2）物元分析。这里的“物元分析”是指对广泛意义上分离出的研究对象系统（定义为物元）的广谱分析。其要义在于排除那些模糊的基本过程，排除掩盖普遍规律的干扰因素，使得能在纯粹的状态下对研究对象进行考察。由于实际存在的具体现象是复杂的，如果不进行合理的纯化，难以揭示事物的基本性质和运动规律；同时，由于技术条件的局限，不能采用物质手段去排除一些干扰因素，就需要借助思维抽象来完成。这种在纯粹形态下对物体的性质及其规律进行考察，是科学抽象的关键环节。

（3）提纯处理。提纯处理，是对纯态研究结果所进行的一种处理，或者说是对研究结果的一种表述。在科学研究过程中，对复杂问题做纯态的考察，这本身就是一种简化。另外，对考察结果的表述也有一个简略问题。不论是对于考察结果的定性表述还是定量表述，都只能简略地反映客观现实，也就是说，它必然要撇开那些非本质的因素，这样才能把握事物的基本性质和规律。所以，简略也是一种抽象，是抽象过程一个必要和最后的环节，如伽利略所发现的自由落体定律就可以简略地用公式表示。

（4）抽象出科学结论。科学抽象的结果表现是概念和范畴，最终发展为科学知识，由4个层面组成：科学事实、概念、定律、理论等科学知识构成的解释层面，器物技术表现的外化层面，科学知识独立认识价值的社会认同和体制依托表现的社会建制层面，科学精神、科学思想和科学方法代表的精神层面。科学知识追求“客观性”和“逻辑一致性”。客观性主要体现在其“可检验性”和“可重复性”两个方面。“逻辑一致性”在科学上主要体现在“自洽性”和“相容性”两个方面。

在科学研究中，对研究对象进行科学抽象处理，得到科学概念、理想化模型、科学规律等科学抽象结论，得到的结论还需要经过检验及修正等。新的自然科学理论的产生，总是以新的“科学概念”的形成为先导。“理想化方法”是人们在观察和实验的基础上，运用理性思维能力，把研究对象置于比较理想的纯粹的状态下简化影响因素、纯化主要因素、忽略偶然因素、撇开次要因素，用理想化客体代替实在客体进行科学研究的方法。进行“理想化”抽象的好处是化难为易，有利于揭示事物的本质规律。自然科学研究中的“理想化方法”，常通过建立“理想模型”和设计“理想实验”来开展。科学假说，是人们以一定的经验材料和已知的事实为根据，以已有的科学理论和技术方法为指导，对未知的自然事物现象产生的原因及其运动规律所做出的推测性解释（或猜测、猜想）。彭加勒认为，科学理论是一种假设，大凡推理都是一种假设，所以，假设有必须的作用，假设还要常常的经过检验；同一组现象可以用不同的理论进行同样有效的解释。人们之所以选择这种理论而不选择别种理论，完全是一种协议或约定，不是考虑是否真实。选择的根据主要看是否方便和简单明了，最好引入少数基本假设，而不要引入多数特殊假设。

三、科学抽象的统一性及应用要点

统一哲学理论认为，哲学是抽象科学，哲学揭示的是抽象真理，而各门具体科学揭示的则是具体真理。哲学比具体科学高一个层次，黑格尔将哲学称谓“科学之科学”。在科学高度综合化发展的当今，科学认识在更高阶段上向哲学靠拢，哲学和科学在发生新综合，在这个过程中，人们的世界观和方法论有着越来越重要的作用，并直接渗入到科学研究实践中。

在科学研究过程中，科学抽象活动在哲学层面上的统一性不仅表现在“哲学与具体学科之间”的科学抽象方法融合，而且表现在“不同学科之间”的科学抽象方法类同。

如，随着现代经济学向定量、数量化方向的发展，由擅长推理计算的数学家及理工科学家进行经济分析，往往能取得开拓性的成果，尤其在运用科学抽象建立数学模型方面，具有理工学科背景的经济学家更有优势，如多位诺贝尔经济学奖得主就有理工学科背景。现代科学发展中呈现出的交叉性、边缘性和综合性特征，预示着不同学科在更高层面上的联系将更为密切，将会有更多的新的领域与学科增长点被开发出来，跨学科的交流和联系将更为密切，在哲学层面上的世界观和方法论将更具有统一性或一致性。

科学抽象程式的应用要点有：被抽象的东西要具有普遍性；高层抽象必须能演绎出低层抽象；注意表象的完整性；撇开对象的偶然、次要、非本质的方面，认识本质的一般；抽象过程是分析和综合的辨证结合。科学抽象方法，是人类进行理性思维的普遍性方法，也是人们科学的认识世界的工具。科学研究工作者，特别是自然科学研究者，应重视科学抽象在科学研究工作中的应用，积极进行科学抽象思维，发挥主观能动性，提高科学研究工作的成效。