经典还原论及其困难

夏代云,闫坤如

(1.海南大学政治与公共管理学院/社会科学研究中心,海口 570228; 2.华南理工大学思政政治学院,广州 510640)

经典还原论及其困难

夏代云1,闫坤如2

(1.海南大学政治与公共管理学院/社会科学研究中心,海口 570228; 2.华南理工大学思政政治学院,广州 510640)

科学哲学史上经典的理论还原模式是内格尔式推导性还原模式:从还原理论(T1)与桥接律(B)的合取中可推导出被还原理论(T2),即T1∧B→T2。桥接律是定律的可推导性及理论检验的必要条件,正是桥接律把还原理论及其定律与被还原理论及其定律联结起来。但是,桥接律面临着来自心灵哲学的多重实现灾难和狂野析取困难的挑战,这两大困难使得桥接律不可获得。

内格尔式还原论;桥接律;多重实现;狂野析取

在科学哲学史上,内格尔(ErnestNagel)从方法论角度详细阐述了科学理论之间的还原,但是,这个还原模型面临着来自心灵哲学的反还原论的挑战。

一、内格尔式还原模型

关于理论与理论之间的还原(intertheoretic reduction),自20世纪中叶以来,最有影响力的是逻辑经验主义的理论还原进路,即内格尔式还原模型,他在《科学的结构:科学解释的逻辑问题》一书中对之作了精致而详细的论述。金在权(Jaegwon K im)认为,内格尔式还原模型实际上是把科学解释的亨普尔式D-N模型运用到理论与理论所形成的语境中。亨普尔式的解释是从规律及描述相关初始条件的辅助性前提的合取中,把描述待解释现象的陈述推导出来,类似地,内格尔式还原是从基本理论与作为辅助性前提的桥接律的合取中推导出目标理论。近30年来已经很少有人追随解释的D-N模型。然而,内格尔式的经由桥接律而实现的推导式还原(Nagelian derivational reduction via bridge laws)还能作为主导性的或统治性的标准,这真是一件令人惊异的事情[1]199。据此,我们不妨称之为理论还原的经典进路。

内格尔认为,一个相对自主的理论被吸收到或还原到某个更为普遍的理论,这种现象是近代科学史上一个不容置疑且反复出现的特点;并且,有一切理由相信这种还原在未来仍将继续进行。还原可以定义为(通常但不总是):用阐述某个领域的一个理论,去解释另一探索领域中的一个理论或一组实验定律[2]338。后者是被还原的理论,称为“从属科学”(secondary science),前者是还原到的理论,称为“基本科学”(pr imary science)。①也有文章将secondary science称为reduced science或target theory;将primary science称为reduing science或base theory.

依据上述定义,还原主要落在解释(explanation)方面,亦即,还原主要是一个认识论论题和方法论论题。然而,这个认识论论题被异质还原中的本体论问题所困扰,并引发了一些严重的哲学后果。

理论之间的还原有两种类型(types):同质还原(homogeneous reduction)与异质还原(heterogeneous reduction)。同质还原的关键特点是,从属科学的定律不采用在基本科学中没有近似同义地使用过的描述性词项,因此,这是在两组使用同质词汇的陈述之间建立演绎关系。如,伽利略的自由落体定律被吸收到牛顿力学和万有引力理论之中。同质还原通常被认为是科学的常规发展过程中的一个阶段,这种科学理论之间的还原不会引起误解。因此,内格尔不再谈论同质还原,并且将之看作是异质还原的一种特例。布洛德贝克(May Brodbeck)在《方法论个体主义:定义与还原》一文中也谈及这一点,并认为这种演绎并不是她所狭义地界定的真正的还原[3],她所说的“真正的还原”也就是内格尔所界定的异质还原。

造成人们理智上不安与困惑的还原类型是异质还原,内格尔重点关注这种还原。异质还原的一个关键特点是,从属科学理论中采用了一些特殊的描述性谓词,但是,这些谓词却并没有被包括在基本科学的基本理论词项和对应规则中。这种还原的结果就是,从属科学研究题材的一组独特的特性跌落到基本科学理论领域之中,而这个基本科学理论当初可能是为了处理不同性质的材料而被设计出来的,并不包含从属科学中的一些描述性词项[2]340。这样一来,基本科学就得想办法用自己的术语和陈述解释从属科学中这些特有的描述性词项,好像是把这些我们所熟悉的区分作为假造的东西清除掉,两类事物的那些表面上看来不同的特征似乎被认为是相同的。当用微观构成来解释宏观现象时,这种尖锐的神秘感尤其常见。比如,热力学中的“温度”这个概念还原到统计力学中,变成了“分子运动的平均动能”。

异质还原可能引发严重的哲学后果,如,什么是真正的“实在(reality)”,什么只是“现象(appearance)”?这就是异质还原中的“本体论困扰”。对这个问题的回答是多样的:或者认为,冷和热的区分只是某种根本的、但神秘的物理实在的“主观”显现,而不能恰当地说这个实在具有温度;或者认为,使用可观察的温度计等仪器的程序定义的温度才是实在的,而分子的平均动能则是虚构的;或者认为,温度是一个“突现”特征,这个特征只显现在自然组织的更高层级上,但在物理实在的较低层级上不显现[2]341-342。同样,社会科学中方法论个体主义与方法论整体主义之间的激烈争论就与这种异质还原的哲学后果密切相关,而且道德哲学上的直觉就隐藏在其背后。正是这些哲学问题造成了人们理智上的不安与困惑,从而引发了大量的哲学争论。

也许,我们应该记得,内格尔反复申明,他所说的还原是借助逻辑分析,对术语与定律进行还原,而不是对作为一种实在的性质进行还原。而这恰恰是布洛德贝克批评内格尔的《科学的结构》一书时的要点所在,她认为内格尔并没有处理好理论实体的本体论地位[4]。这样,就为一元论和突现论留下了争论的空间。如今,心灵哲学和社会科学哲学也在“突现”与“还原”的名称下对这个问题争论得十分激烈。

内格尔认为,如果要实现理论之间的还原,那么,在实现还原之前,对于这两类理论首先就有三个形式上的要求(for mal requirements):(FR1)最大明晰性要求:即公理、特殊假说、实验定律必须被明确陈述出来,其中的术语必须依据有关规则或程序具有明确的意义。(FR2)科学陈述的语言构造性要求:即能够被分析为一个语言结构的每一科学陈述(statement),都是由更为基本的表达式(more elementary expressions)按照或隐或显的构造规则(rules of construction)构造出来的。这些更基本的表达式有形式的(for mal)和描述的(desvriptive)两大类。形式性表达式也可称为逻辑表达式,表示形式逻辑、算术和其他数学分析学科中的纯形式实体,而描述性表达式表示经验对象、性质、关系或过程。经验科学主要关注描述性表达式。描述性表达式又分为观察表达式(或观察基元)和理论表达式(或理论基元)。观察表达式是指称可被观察的事物、性质、关系和过程的描述性表达式,理论表达式是理论公设(协调定义除外)所采用的描述性表达式,以及可以在形式上从理论公设推导出来的定理所采用的描述性表达式。(FR3)共有表达式要求:从属科学与基本科学共有大量表达式(包括陈述),这些共有表达式在这两门科学中的意义相同。比如,热力学和力学中共用的“体积”、“压强”、“功”和杠杆定律等。

确立理论的三个形式要求之后,内格尔正式提出了异质还原的两大必要的形式条件(for mal conditions):(FC1)词项的可联结性条件(connectability),与(FC2)定律的可推导性条件(derivability)。

其中,(FC1)是指,必须引入某种附加假设,使得从属科学的词项a所指代的任何东西,与已经出现在基本科学中的理论词项b所表示的特征之间,存在着合适的关系。或者更精确地说:对于任何客体x,当(且仅当)x具有N,那么x具有M。

其中,M表示每一个出现在被还原理论T2而没有出现在还原理论T1的理论词项,而N表示一个在T1可以建构而在T2不可建构的词项。这就是理论与理论之间的协调定义(coordinating definitions),或称为桥接律(bridge laws),桥接律可用“B”表示。

(FC2)是指,借助于这些附加假设,从属科学中的一切定律L2,必须可以在逻辑上从基本科学中的理论前提L1和与之相联系的协调定义中推出来[2]355。即:L1∧B→L2。可见,定律的可推导性包含词项的可联接性。

相应地,理论还原可以用如下逻辑式表示: T1∧B→T2。其中,T1是还原理论或基本科学,T2是被还原理论或从属科学,B是桥接律。

但是,科学理论之间的还原不仅仅是一种逻辑演绎,基本科学中的前提也不是特设性假设。据此,内格尔提出了理论还原的一个非形式条件(nonfor mal conditions),即基本科学的理论假定必须得到具有某种程度的检验能力的经验证据的支持[5]403。

至此可以说,基本理论与从属理论的三大形式要求、两大形式条件、非形式条件,都是经验科学理论之间的还原所应具备的重要条件。

另外,对于术语的可联结性的理解,我们不应该忘记内格尔的一个提醒:不过由此并没有得出如下结论,即一般说来,在一门特定科学中所采用的每一个表达式,在由其自己独具特色的规则或程序所指定的意义上,都可以按照其他某个学科的基元来解释[5]396。这一点具有非同寻常的理论意义,如果是这样,那么理论还原似乎不能达到完全还原,或者至少在我们所处的这个科学历史时期是如此。对某一特定科学来说,它并不能完全还原为另一特定科学,因为并非其所有的词项都能一一还原。即便能还原,那也只是一种部分还原。本文暂记之为“部分还原论2”,即,并非一特定科学的所有术语而是一部分术语得到还原。这不同于早些时候奥本海默和普特南在《作为工作假说的科学统一》[6]一文所定义的那种部分还原,本文暂记之为“部分还原论1”:一个学科中的一些理论而不是所有理论得到还原;或者说,并非一个学科中的全部理论得到还原,而是一些理论得到还原。

依上所述,桥接律是两大形式条件的核心环节,正是桥接律把基本理论及其定律与从属理论及其定律联结起来,恰恰是桥接律能够使两大形式条件得到满足,因此,桥接律在整个理论还原中占据着关键的或核心的地位,不可或缺。正如亨普尔说的,没有桥接原理(bridge principles),一个理论就不会有解释力,也不可能得到检验[7]264。这意味着,桥接律是定律的可推导性以及理论检验的必要条件,处于核心位置。于是,大部分后续探索以及随之而来的众多责难就集中在桥接律上。在对于内格尔式还原模型的批评中,桥接律遭受了最为猛烈的攻击。

二、桥接律

较早的关于还原与反还原的争论表现于机械论与新活力论之争。新活力论认为,生命系统的某些特征,如生命、适应性和自我调整等特点,不能仅用物理学和化学的原理来解释,而必须用物理科学中没有的“隐德来希”或生命力来解释,即,生物系统和过程在某些基本方面不同于物理-化学过程。这被称为生物学的自主性(the autonomy of biology)论点。亨普尔认为称之为“生物学的概念和原理的自主性论点”更为合适[7]156。但是,机械论反对这种主张,认为生命有机体只不过是非常复杂的物理-化学系统。亨普尔将机械论的反驳提炼为两大主张:(M1)生命有机体的所有特征都是物理-化学特征——它们可以完全用物理学和化学的术语来描述(describe);(M2)能够被理解的生命机体行为的所有方面都能够用物理-化学的定律和理论来加以解释(explain)[7]155。这两个陈述结合起来,表达了从生物学到物理学和化学的可还原性(reducibility)论题。内格尔认为科学理论还原还必须增加非形式条件,亨普尔同样认为,术语的可联结性与定律的可推导性都要求经验研究证据的支持。

M1就是指术语的可定义性(definability)条件,或内格尔所述的词项的可联结性条件,即引入一些假设,使得生物学中的特殊术语可以用物理和化学中的术语来定义。但是,这几乎不可能是分析性定义,只能是描述性定义。而且,这里的描述性定义也只能是外延定义:不能要求定义项和被定义项有相同的内涵,而只能有求它们有相同的外延或应用范围;即,定义项是被定义项的充分必要条件,定义项明确规定了一些条件,这些条件为而且只为被定义项所应用的所有事例所满足。另外,这种共外延定义的获得要求经验研究,不能只靠对其意义的沉思或其他非经验的研究来解决。弗雷格在《论涵义与意谓》一文中讨论等同式“a=a”与“a=b”的差异——即,前者不传达经验知识,后者传达经验知识——时,就初步阐述了这种思想[8]。弗雷格认为,正是由于符号a和符号b的涵义不同,但通过经验研究后发现二者的意谓相同(即共外延),才使得这两个符号之间的等同关系能够传达经验科学知识。

M2就是指定律的可推导性条件,即,所有的生物学规律都能从物理学和化学的定律和理论中推导出来。但是,这需要桥接定律将两种理论的概念集合联接起来。有了物理化学定律和桥接律,就可以推导出生物学定律。不过,亨普尔认为,定律的这种可推导性也必须在经验研究中才能得以发现。也许,在经验上,如果找到了桥接律,则可能实现还原,如果没有找到桥接律,则不能实现还原。而且,还原定律(如物理-化学定律)能够把被还原定律(如生物学定律)解释到什么程度,取决于合适的桥接律被证实到什么程度。

这就是从生物学到物理学和化学的可还原性论题。将之推广,就是各种异质理论之间的可还原论性题。

内格尔认为,词项的可联结性条件对于还原还不是充分的,必须添加定律的可推导性条件。后者对于还原既是必要的也是充分的,因为定律的可推导性显然包含词项的可联结性。但是,由于可联结性在分析还原时很重要,所以,仍然将之单列出来。如果桥接律需要经验证据的支持,那么,桥接律所设定的联结在本性上就应该是事实性联结(factual linkages)或实质联结(material linkages)。继而,如果这种联结是事实性联结或实质联结,那么,桥接律就是物理假说(physical hypotheses)。这种物理假说断言:基本科学中某一理论表达式B所指称状态的发生,是从属科学中A所指称状态的发生之充分条件(或必要且充分条件)[2]354。即,对于任何一个属于从属科学而不属于基本科学的词项“A”,在基本科学理论中有一个理论词项“B”(注:此符号“B”不同于前文中表示桥接律的符号“B”),且桥接律使得A和B由一个双向条件句(biconditional)联结起来。换句话说,桥接律就是双向条件句形式:A当且仅当B (记为“A↔B”)。为方便起见,可称之为“双向条件桥接律”。内格尔还论证说,如果A与B之间不采用双向条件句形式,而采用如果B则A(记为“B→A”)这种充分条件形式,那么,B就不能替代A,其后果是从属科学不能从基本学科的一个理论中演绎地推导出来[2]355注释5。

三、多重实现灾难

内格尔式还原模型的桥接律是双向条件句形式,通过这种双向条件句,被还原理论域中的每一个属性在还原理论中均有一个对应的属性,这两个属性在外延上是相同的,且是律则地(nomologically)相同[1]198。恰恰是在这一点上,普特南(H. Putnam)和福多(J.Fodor)等人从心灵哲学的角度对之提出了尖锐的批评。金在权总结说,由于还原论在20世纪70和80年代暴露出大量的缺陷,结果在心灵哲学领域的任何方面几乎都看不到还原论者,当然,除了他本人和邱奇兰德(Patricia Churchland)之外[9]注释14。考察文献,最严重的问题之一就是双向条件桥接律遭遇多重实现论证(multiple realization argument)时所面临的巨大灾难。30多年来,多重实现性论证使得桥接律成为还原论与反还原论之争的焦点,即:对于所涉及的领域而言,桥接律是否可获得?

多重实现性起源于心灵哲学。心灵哲学中,关于心的多重实现性论题(the multiple realizability thesis)是:单一的心理种类(属性、状态、事件)能被不同的物理种类实现,一个既定的心理种类(如疼痛)能与许多不同的物理种类保持联系[10]。

所谓可实现性是指,说一个“事件(性质、状态等)e是F”实现了“e是G”,当且仅当,(1)e是F, (2)e是G,(3)对于所有的事件e,如果e是F,则e是G为律则必然性(nomological necessity),写成一个式子就是:□N(e)(F(e)→G(e))。(4)“e是F”解释了“e是G”。这样,F(e)叫做实现者,G (e)叫做被实现者[11]。

普特南和福多用多重实现论证来表明,包含心理谓词的理论不能被还原为纯粹用物理术语表达的理论,从而维护一种反还原论的立场,论证特殊科学(如心理学)的自主性(autonomous)。

普特南最先在反驳心脑同一论时提到疼痛的多重实现,即,任何一种心理属性,如痛疼,可以由各种生物体(如人、猫科动物、爬行动物、软体动物甚至在生物化学性质方面完全不同于地球生物的地球外生物)的不同神经结构所实现,甚至有感觉智能机器装置也能实现疼痛。这样,就导致心理谓词对应于多个物理谓词,从而不能按照桥接律的一一对应形式还原为物理谓词[12]。金在权认为这使得大脑-状态理论招致厄运。多重实现导致反还原主义,这主要是因为:当物理属性适当地个体化时,心理属性并不与物理属性共外延[13]6。

普特南提出的多重实现论证的更为流行的版本是:两台物理硬件结构完全不同的计算机能执行相同的软件程序,这种现象被称为计算机功能的多重实现[14]。这使得处于高层的计算功能不可能一一对应于低层的计算机硬件,这样,功能系统谓词就必须与多个物理类型描述式配对,这样,二者就不一一对应地共外延了,所以内格尔式还原模型的双向条件桥接律在此就不能获得,因而,前者不可能被还原为后者。类似地,心灵哲学中功能主义关于心灵与身体的层次图景是:心灵是一种功能,处于高层,身体是实现心灵功能的物质基础,处于低层[14]。由于心理属性相对于身体状态的多重可实现性,心理属性与身体属性就不会一一对应地共外延,这样,按照内格尔还原模型,心-身桥接律就是不可获得的。因而,心理属性不能还原为身体状态。若此,则更广泛意义上的理论还原也不可行。

四、狂野析取困难

福多在《特殊科学》一文中,用狂野析取论证进一步拓展了多重实现论证,论证桥接律不可有效获得,从而反对将含有心理谓词的理论还原为纯粹只有物理术语的理论。金在权认为,普特南在《心灵状态的本性》(The Nature ofMental States)一文中对于析取属性问题一带而过、未予重视,而福多正好就此切入并展开了关于属性的狂野析取论证[13]8。

实证主义科学哲学的一个典型论题是,特殊科学中所有为真的理论最终都将还原到物理理论。对于很多科学家和哲学家来说,这意味着取消特殊科学的专利(proprietary)。不过,福多认为,尽管这种观点得到了热的分子理论以及化学键的物理学解释的经验支持,这也仍然是一个经验论题,科学发展中特殊学科的急剧增长表明,对于还原的激情不过是对于其以往所取得的成功的一种归纳。而归纳的固有缺陷是概括过度,在扩展中可能出错。他将理论还原的特征分析为[15]688:

(2a)和(2b)是联结这两条定律的桥接律,其典型特征是同时包含了还原科学与被还原科学中的谓词,两个不同层级的谓词律则地共外延。扎勒(Zahle)说,福多将桥接律诠释为一对一映射(one-to-one mapping)这种关系[16]注释9。两个集合的元素之间的一对一映射关系由线性函数表达,这不同于非线性函数表达的一对多映射关系。(1)和(3)分别是特殊科学和物理学中名副其实的定律,其中,P1和P2是物理学的谓词。(1)读着“所有S1情况导致S2情况。”“所有”这个量词是有所保留的,因为这样的定律往往是有例外的。S1和S2是类型谓词(type predicates),那么,如果S是一门特殊科学,S1和S2就不是作为科学之基础的物理学中的谓词。把(1)还原为(3)的必要且充分条件是(2a)、(2b)和(3)是定律;且,把特殊科学S还原为物理学的充要条件是S中的所有定律都能如此被还原。

接下来,福多引用了格雷夏姆定律(Gresham’s law):货币交往在不同的条件下以不同的形式得以实现,如北美印第安人以前用贝壳,现在用美元钞票等等。这就导致前者不与后者共外延,更别说是律则地共外延——即穷尽一切可能的外延,只有永生的经济学家才能对之进行狂野析取式的枚举。狂野析取式的各个析取支既没有共同的内涵也没有共同的外延,那么就无法与被还原的概念共外延。这样,属性的析取式本身显然不是自然类谓词。而福多认为,规律本身就是表述自然类之间的关系,一个普遍概括成为似律概括的一个必要条件就是其前件和后件都必须是自然类谓词。但是,一系列析取关系的概念群本身不是自然类概念。这样,就使得桥接律不是规律。

如此,桥接律不可有效地获得。进而,还原就不可能实现。此处,桥接律的这种不可获得,并不是亨普尔所说的经验上暂时不可获得,而是原则上永远不可获得。因此,依据统一科学主张中学科还原所具有的意义,经济学这个专利名称对于物理学就不是可还原的[15]692。既然社会科学中的经济学能拥有自己的独立地位,那么,这同样适合于心理学,如相同种类的心理事件可以与不同种类的神经事件匹配[15]693。进而,这也同样适合于社会科学的任何其他学科。

概而言之,内格尔式理论还原模型是经典的理论还原模型,但是,其核心环节桥接律遭遇到了来自心灵哲学的多重实现灾难和狂野析取困难,这成为讨论理论还原的两大难点。

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(责任编辑王烈琦)

The Classical Reductionism and ItsD ifficulties

X IA Dai-yun1,YAN Kun-ru2

(1.School of Politics and Public Administration/Scocial Science Reasearch Center, Hainan University,Haikou 570228,China; 2.School of Ideology and Politics,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)

The dominant and classical standard of reductionis m isNagelian derivational reduction via bridge laws,deducing reduced theory(T2)from the conjunction of reduing theory(T1)and bridge laws(B),ie,T1∧B→T2.And the bridge laws are the necessary conditons of the derivability of laws and the testability of theories,for the reduing theory and its laws and the reduced theory and its laws are just connected by the bridge laws.But the bridge laws are challenged bymultiple realization and wild disjunction which are from the philosophy ofmind,and therefore the bridge laws cannot be obtained because of these two difficulties.

Nagelian reductionis m;bridge law;multiple realization;wild disjunction

N031

A

1674-8425(2011)02-0010-06

2010-10-10

国家社科基金青年项目“解释者信念度语境相关模型研究”(09CZX017)和“华南理工大学中央高校基本科研业务费专项资金”(2009SZ0020)的资助。

夏代云(1971—),女,湖南人,哲学博士,讲师,研究方向:科学技术哲学、社会科学哲学;闫坤如(1977—),女,河北人,哲学博士,副教授,研究方向:科学技术哲学。