实体结构主义的科学哲学—— 评张华夏教授的《科学的结构》

齐磊磊

实体结构主义的科学哲学
—— 评张华夏教授的《科学的结构》

齐磊磊

2016年，年逾85岁的老一代科学哲学家张华夏教授推出了他的新著《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》①张华夏：《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》，北京：社会科学文献出版社2016年版。。本书旨在概括与研究逻辑经验主义和历史学派衰落后的科学哲学上的一些重大问题，并提出作者的主要见解。这些见解，我认为可以用实体结构主义或系统结构主义的科学哲学观来加以概括。该书分为三篇：第一篇讨论科学与实在，主要是从实体结构主义的观点讨论科学合理性和科学实在性的结构；第二篇科学理论的结构，主要讨论语义模型论的科学理论的结构观；第三篇科学中的因果性和自然律的结构，主要讨论实体结构主义的因果观和定律观。接下来按照顺序对这本书进行评论。

一、关于科学的合理性与实在性问题

科学合理性与实在性是当今科学哲学的核心问题之一，不过张华夏教授是从“知识”这个更广泛的进路切入这个问题。张教授对于知识有一个不同于柏拉图的更广泛的定义。柏拉图将知识定义为“得到辩护的真信念”，而张教授把这个定义加以推广，将知识定义为“知识就是得到辩护的（真的、善的或美的）思想信念和行动技能”②同上书，“前言”第1页。。他将知识划分为日常知识、科学技术知识、伦理知识、宗教知识、文学艺术知识以及数学与逻辑知识六个大类。张教授认为：各种不同知识之间具有不能逻辑地由此推彼的逻辑鸿沟存在，并且它们在组成部分上具有不同的事实成分、价值成分和形式成分的比例；不同性质的知识具有不同的合理性标准和不同的事实、价值和形式的实在内容，不能加以混淆。例如，科学知识与宗教知识乃至政治知识不能混淆。这样，张教授提出了一个整合多元主义的知识观，一方面说明各种不同知识之间具有重大的区别，同时又可以用有目标控制的行为模型将它们统一起来，并对所有知识的增长与变革机制进行理解。张教授从整合多元主义的系统观讨论知识及其合理性，主要目的是要明确科学，特别是经验的和精确的自然科学在各种知识群中的地位。在此基础上，张教授转入对知识合理性标准的研究。他对不同知识领域的演绎合理性、归纳概率的合理性、价值合理性、社会交往合理性做出了比较详尽的分析。然后对科学合理性，即科学理论选择的评价标准进行重点分析。

大家知道，长期以来，逻辑经验主义者，例如卡尔纳普企图建立一个假说来表述它的证据或给定信息的确证度，即“归纳概率”。他想要通过逻辑、数学和语言分析的方法求出一个科学假说的可信赖的程度。①卡尔·亨普尔：《自然科学的哲学》，张华夏译，北京：中国人民大学出版社2006年版，第70—71页。这个努力始终没有成功，也不可能成功，因为证据对于理论的成立具有不充分的决定性，不能忽略其他非证据因素来谈论假说的确证度。正在这个时候，以库恩为代表的历史学派提出科学理论（或范式）之间不可通约，不可能有什么充分根据、标准与算法来确定一个理论比另一个理论更加优越，更加值得选择。费耶阿本德甚至说，这“取决于说服的技巧”就像“转换宗教信仰皈依另一种宗教信仰一样”。②托马斯·库恩：《必要的张力：科学的传统和变革论文选》，范岱年、纪树立等译，北京：北京大学出版社2004年版，第313页。于是，在科学哲学界引起了轩然大波，这就是理论的选择与评价标准问题。库恩为此大伤脑筋，在他的《科学革命的结构》出版11年之后，为了澄清这个问题，在《必要的张力》一书中提出：“一种好的科学理论有些什么特征？我从若干通常的回答中挑选出五条来……精确性、一致性、广泛性、简单性和富有成果性（accuracy，consistency，scope，simplicity and fruitfulness）—— 都是评价一种理论是否适当性标准准则。”③同上书，第 42—43页。这似乎拉近了历史学派与逻辑经验论之间的距离，不过这个距离始终存在。因为库恩有言在先，这五条标准只是一组选择的价值，而不是选择的规则，更不是一组算法或算法的标准。张华夏教授认为库恩的这个观点仍然带有主观的任意性。依据库恩和卡尔纳普都曾经同意过的贝叶斯公式，如果对它做客观的解释，这个公式除了因不同科学家的价值观不同因而具有认知价值层面之外，还应带有算法的层面。④参见张华夏：《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》，第41—47页。他的基本进路是，如果将库恩的科学评价选择五个特征做形式化和线性化的处理，便有：P（h）＝ f（a，c，sc，s，f）＝ αa＋ βc＋ γsc＋ δs＋ εf，这里 a，c，sc，s，f表示为客观解释的库恩的合理性评价五标准（用它的第一个字母来表示），α，β，γ，δ，ε表示因科学家的个人价值标准不同而给五项标准赋予不同的权重。这个公式很显然是一个价值层面和算法层面的结合或缠结：如果科学评价没有算法的层面，科学理论的选择变成完全主观生成的东西；评价如果没有价值层面，在不同理论之间的选择变成完全机械操练的动作，科学便失去了自由的百家争鸣和自觉的努力奋斗，包括改变自己的观点的努力。马克思说的“在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点”①马克思：《资本论》 （第一卷），北京：人民出版社2004年版，第24页（法文版序言和跋）。就是要求我们有这种奋斗精 神。

张华夏教授主张贝叶斯评价公式有它的客观性解释，加之他认为科学合理性有它的算法层面，这就为他主张科学实在论打下了基础。

什么是科学实在论？《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》一书在“科学的合理性” （第二章）之后用专门一章“科学实在论”来讨论这个问题。作者认为，所谓科学实在论是指成熟的、成功的或理想的科学理论，有着一些真实的客体与它相对应（本体论承诺），它意味着这些理论本身描述了这些真实的客体，从而给理论区分出真假（语义学和认识论的承诺），科学的发展不但解决越来越多的问题，而且越来越逼近客观的真理（即所谓对科学进步的承诺）。反实在论（例如库恩和范弗拉森）反对这些观点，认为一个成功的理论不过是“拯救现象”、“预言现象的成功”而已。实在论与反实在论进行了旷日持久的大论战，到了20世纪末和21世纪初“进入科学哲学的主流讨论”②张华夏：《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》，第81页。。科学实在论的主要论据是最佳解释推理和无奇迹论证，所谓最佳的解释就是该理论实体被科学从各个方面（例如分子运动论的，X光衍射的以及化学变化的等等）指明有一种对应的客体存在（例如分子存在），而如果说它们只是碰巧符合这种客体存在，那简直是“奇迹”。而奇迹是不存在的，所以科学理论有它的现实的客体作为它的基础。

可是反实在论提出相反论证，推出科学理论取得成功的客体（如燃素说、热质说、泛生论、光以太说），随着科学的发展，它的本体论承诺和理论词的指称都一个个地被推翻。科学的历史可以看作是一部“悲观的元归纳”③同上书，第88页。的历史。

正当这两个学派争持不下时，英国伦敦经济学院的沃勒尔（J. Worrall）提出结构实在论打破了这个僵局。他们将“理论的不可观察的本体（noumena 或ontic form）划分为两个部分：一部分是它的实体（entities）或对象客体（objects）；另一部分是这些实体的关系或结构。实体是不可认识的（或根本不存在的），而实体的关系或结构却是可知的，特别是可以通过数学的结构来加以把握，前者是在理论变更中不断做出根本性的改变的，而后者是在理论变更中能持续下来的，表现出科学革命的持续性和积累性”④同上书，第91页。。这样，实体的关系与结构就可以客观地、正确地加以描述，有它的本体论承诺和认识论的实在意义。最著名的案例是光学中的菲涅耳方程，它反映了光的入射、折射和反射的关系，它在光的以太理论中成立，在后来的麦克斯韦电磁场理论中成立，在爱因斯坦的光量子假说中也成立，成为理论实体假说的不断变更中的多朝元老和不倒翁。

结构实在论的历史由来已久，包括罗素和彭加勒都是结构实在论的创始者和支持者。结构实在论的成功之处就在于在结构的实在性方面避开了“悲观的元归纳”的反实在论观点，又支持了科学实在论在结构方面的本体论承诺、语义为真的承诺以及科学的进步和持续性的承诺。它的缺点是引进了实体的不可知（认识论上的结构主义，即ESR）或理论词指称的实体根本就不存在（本体论上的结构主义，即OSR）。美国华人哲学家、波士顿大学的曹天予教授企图修正这些观点，他的目的就是建立一种召回实体的结构实在论，因为实体与结构是一对范畴，结构是实体内部或实体之间的一种关系，没有关系者的关系是很难理解的。张华夏教授称这种结构实在论为实体—结构实在论（ENSR）。这种结构实在论的实体与传统哲学的永恒不变的实体不同，它的实体涉及比较广泛的领域：主要包括“个体客体（物体），非个体客体（物体群体），非客体物理场，甚至整体的过程结构”①这种整体的过程结构的一个典型案例是自组织突现体，例如化学钟。张华夏：《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》，第104页。。这已经在实体中包含了某种结构或结构载体的因素，这种实体结构主义之所以是结构主义的，那是因为：（1）虽然在某种情况下基本实体对结构处于优先地位，但在认识论方面，结构陈述在理论陈述中占着优先地位，可以通过结构陈述来探索出它所包括的一个稳定的核心的具有自然类的本质特征和因果机制的子集，那便是“不可观察的实体”。这就区别于认为实体不可知的认识结构实在论（Epistemic Structural Realism，即ESR）和主张实体不存在的本体论结构实在论（Ontic Structural Realism，即OSR），又保留了它们的长处；（2）关于元素与结构的关系，他提出两种元素结构，第一种元素在结构中占主导地位，但是还有第二种元素结构，结构对元素占主要地位。他说：“第二种结构类型，称作整体结构，它在本体论上优先于它的元素，赋予元素以无结构质料或角色位符（place holders）的意义，从它所占有的结构的角色位符中以及在结构中所起的功能作用导出它们的个体特征。”②张华夏：《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》，第111页。这就区别于无实体存在的OSR。有了这种实体与结构的重新定义，使得曹天予的实体结构主义与标准的结构主义更加接近。张华夏教授支持这种实体结构主义，并给它补充了实体、结构、过程之间相互关系的论证。实体可以看作是过程的持续生成，（A1，A2，…An），其中A1，A2，…An持续生成和存在，例如龙卷风是实体，它由持续生成的过程A1，A2，…An组成，实体也可以看作是关系的纽结或关系的函数，这些关系Rn的扭结F规定了某种具有特定性质的载体X，所以实体结构主义阐明在客体中，实体与结构是共存的、可知的和相互确定的；可以有实体主导结构的实体，也可以有结构主导实体的客体，可以通过实体认识结构，也可以通过结构认识实体；实体有它的结构表达式，实体、结构有它的过程表达式，反之亦然，它们在数学上或哲学上是等价的，只是分析问题的立足点或预设不同罢了。而一般说来，实体和结构是一种相对的划分，从低层次实体（例如生命大分子）看它们的过程结构或相互作用结构的东西（例如细胞内的结构）是结构，而在高层次（生命有机体）看它是实体（细胞体）。最近，张教授研究了德勒兹的差异理念辩证法，这种新辩证法指出：单独看元素的实体就像单独看dx，dy一样，是非确定性的；而从它们之间的关系来看它则是相互可确定的，就像dy/dx一样是可确定的。这就是主要来自曹天予—张华夏的实体结构主义的科学实在论，它也是结构主义的一种形式。

二、逻辑经验主义科学理论结构观的衰落和模型结构主义的兴起

所以无论从哪一方面来说，从语法和语句的观点，将科学理论划分为形式的语句、理论的语句、观察的语句，并从中寻找它们之间的逻辑推演关系的“公认观点”的科学结构观是不能成立的，更何况它完全忽视了模型的作用，将模型只是看作一种理论形象化和启发性工具，认为成熟的理论应消除它。张华夏教授指出，这个“公认观点”失败的标志是1969年3月在伊利诺斯的科学哲学讨论会上亨普尔的发言，他在这个会议上公开宣布这个失败。但是，“科学哲学的中心问题，还是科学理论的结构和动力学问题”①张华夏：《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》，第133页。。于是，科学哲学家们纷纷从不同进路（被称为非陈述观点进路、语义进路、模型论进路、集合论进路，等等）去寻找科学理论的结构的研究方法。张华夏教授认为最重要的新进路是：

1. 以萨普和范弗拉森为代表的状态空间模型进路。他们认为，科学理论结构研究的重点，应该从语法分析转向科学理论的超语言实体（extralinguistic entities），即从语义结构方面进行研究。这些所谓超语言实体就是科学理论研究对象在现象领域中通过可控实践抽象出并简化了、理想化了的，甚至虚构了的参量。每一个参量用广义坐标的一个维度来表示和描述，这些维度便组成一个n维状态空间。“例如描述一个质点的力学系统，就有6个维度：点的位置有空间三维q = （qx，qy，qz），质点的动量矢量又要三维p = （px，py，pz），由此组成的6维状态空间（qx，qy，qz，px，py，pz）。要研究两个质点就要有12个维度的状态空间。这就是质点的物理（模型）系统，它是现象世界的一个复本。”②同上书，第135页。在这个n维状态空间中，一个物理个体在某一时刻就是在n维空间中的一个点，其变化组成状态空间中的一条轨线，它就是物理系统的语义模型，这就有了模型与现实世界的关系。“测量出来的资料要经过转换才能与作为模型的物理系统所预言的结果进行比较，来检查模型是否预言了现象世界和被现象世界所确证。”③同上。

由于状态空间模型的介入，这里没有理论与观察的二分语言，也无须对应规则，有的是它存在理论语句、语义模型的诠释和观察现象三者之间的关系。张华夏教授结合范弗拉森对状态空间模型的讨论，参考萨普（F. Suppe）的文献，用一个图示详细分析了理论结构陈述、状态空间以及现实实在系统之间的关系，如图1所 示：

图1 理论结构、状态空间以及现实系统之间的关系

在这里，理论结构T提供了表达语言U的完整的物理系统状态空间模型H的语义诠释，用 来表示。而U也指称着T的范围中的现实系统，用 来表示。从实在论的观点看，物理模型M与状态空间的关系是同态的关系。而从范弗拉森的建构经验主义的观点看，M是现实世界的一个子集与它的在个体局域函数下的意象M*之间的映射。当M* 包含于T，则T是经验地适当的①此部分的详细分析参见张华夏：《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》，第136页。。这里U一开始就没有理论与观察二分和对应规则。

2. 如果说，萨普和范弗拉森提出了科学的状态空间模型来说明科学理论的结构，从而避免了逻辑经验主义的理论与观察的语言二分和对应规则。但是其成果只是局部性的，没有更广泛的视野，因为并非所有的物理理论都能用状态空间来表达。相应地，苏佩斯（P. Suppes）从数理逻辑中的集合论和模型论进路来分析理论的结构获得了更广泛的成果。早在1957年他就在《逻辑导论》中写到：“通过定义一个集合论谓词来公理化一个理论以便发现它的结构。”②张华夏：《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》，第136页。所谓给科学理论定义一个集合论谓词，就是用集合论的语言来表达这个科学理论和理论概念，如“x是一个群”（ 数学理论）、“x是决策论”（ 经济学理论）、“x是经典力学”（ 物理学理论）。怎样可能用集合论（特别是集合论中的模型论）的语言来表达任何科学理论呢？他认为这是不成问题的，因为被称为所有数学基础的集合论有足够的算子和算法（特别是幂集和笛卡尔积集）来表达任何一个理论。“于是满足这个特定谓词的集合论实体就成了这个理论的模型。”③同上书，第137页。不过在逻辑经验主义衰落之后，苏佩斯并没有对科学理论的核心问题做出这种表达，而是法国布尔巴基学派提出的“结构种”、史纳德（Joseph D. Sneed）、斯泰格缪勒（W. Stegmüller）、穆林（C. U. Mouline）等人提出的“模型类”具体地完成了科学理论的语义模型结构。

布尔巴基学派在他们的集合论中提出了结构种，并指出任何数学理论和能公理化的科学理论的核心都可以用集合论来表达它的结构种，其组成元素有四个因素或步骤：（1）一定数目的集合E，它是这个科学理论的主要基础集，它包括理论的实体及其属性；（2）一定数目的辅助基础，例如实数、自然数，等等；（3）由这些基础集合或加上辅助基础集组成的定型图式（Typification），它按照一定步骤（梯阵建构图式），形成型特征（Typical Characterization），我们称之为定型式；（4）对基本的集合元素实体建立一定的结构种公理，相当于科学中的定律，我们称之为定律式。从实体结构主义的观点看，主要的基础集表达了可公理化的科学理论所指称的理论实体，定型与定律指称这些实体的结构，所以布尔巴基的结构种本质上是实体结构主义的。

实体结构主义如何看待科学理论的结构，这正是“结构主义科学理论观”要研究的内容。结构主义科学理论观研究的切入点是模型论，认为模型是科学理论的核心，“科学理论分析的基本单元是模型而不是陈述”①W. Balzer，C. U. Moulines and J D. Sneed，An Architectonic for Science：the Structuralist Program，Dordecht：Reidel，1987，p.2.。“确定一个科学理论就是将它所属或所对应的模型的类（Class of models）找出来，这里模型是现代逻辑和模型理论的一个专有名词：模型就是某种类型的元素之间的一种关系结构，所以它是实在论的实体结构主义在科学结构上的反映。”②张华夏：《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》，第171页。

为了说明逻辑与集合论意义上的模型在科学理论中的核心作用，张华夏教授详细地讨论了结构主义科学理论观的主要内容，提出了认识论上的几个重要的模型类：潜在模型（Mp）与实际（在）模型（M ⊆Mp）、部分潜在模型（Mpp ⊂Mp）以及可允许粗糙模型等概念。同时，他引入经典碰撞力学中模型的例子和静力学中滑动平衡理论对各种集合论模型类进行实证分析。

前面已经说到，科学语言以及词本身并不能截然划分为理论与观察这不同的两类。史纳德学派的模型类，首先解决了逻辑经验主义解决不了的理论与观察的关系：“史纳德学派（用它的模型类）提出了一个相对标准，即认为理论还是非理论，不是相对于语言来说，而是相对于某个我们要讨论的作为模型的理论T来说的。凡是要依赖T理论的实在模型，即依赖该理论的实在定律才能确定它的意义和测量方法的概念是‘T—理论的’概念，凡是不依赖T理论实在模型的其定律就能独立确定或计量的概念叫做‘T非理论的’概念。它是T理论的资料数据基础或依赖T理论模型以外的特别是低层次的理论来确定的概念。”③同上书，第166页。史纳德模型类还解决科学发展过程的描述问题：“在理论的潜在模型中，删除其中的‘T理论’词，所留下来的潜在模型就叫做部分潜在模型，或称为部分模型。”④同上书，第167页。从部分潜在模型到潜在模型再到模型，恰恰体现了科学发展的过程，是发现或确证自然类和自然规律的过程，是一个从可能世界回归到现实世界的渐进过程。

张华夏教授认为，史纳德模型类能解决科学理论结构的许多问题，包括理论与经验的关系问题、理论还原和理论突现的关系问题、理论的革命和继承问题，等等。对此，张教授也一一进行了讨论。⑤参见同上书，第180—185页。

三、实体结构主义的因果观和定律观

本书第一篇讨论因果实在论，认为因果性是现实发生的，科学的合理性所包括的归纳的合理性又必须以因果律的普遍性为前提；第二篇讨论科学理论的结构。在这些讨论中，我们看到，科学定律、经验定律和理论定律，又与因果性和自然律密切相关。这些关于因果性和自然律的分散讨论，如果没有一个章节集中起来，科学哲学是不完整的。所以，本书中专门用一篇对因果性与自然定律进行分析是有充分理由的。也正是出于这样的考虑，在第三篇中，张华夏教授以实体结构主义为出发点，将因果性理论和自然律观点综合建构起来。下面首先讨论他的“因果性的结构”。

因果性理论有许多不同学派，张华夏教授将其概括为概念分析（the approaches of conceptual analysis）与经验分析（the approaches of empirical analysis）两种进路。他认为这两种进路都是有合理性的，多个学派各有长短和适用范围。他的目的要取长补短，使之并行不悖又相互协调。他依综合方法来分析处理休谟—马奇学派的条件因，洛克—马顿—邦格的作用动力因，然后再分析罗素—萨尔蒙—多约的视因果为守恒量传递交换的过程因，以及他自己主张的复杂系统世界具有以控制因、选择因和心灵因为内容的信息因。所以，张华夏教授对于因果分析的最大特点是不将因果关系看作是相互关联的最简单的形式，而是将它看作是很复杂的东西，需要进行条件分析，动力机制分析。张教授在补充了信息因之后，将因果关系看作是一个具有物质、能量和信息的保持、传递与交换的过程。这就是为什么他称因果性的分析为因果性的结构的分析。

为了整合因果性的结构分析，张华夏教授在这一部分首先阐述了几个主要学派：

休谟最先采取概念分析的方法给原因下了一个定义并表达了因果关系的三大特征，即在先性、邻接性和恒常结合的规则性（regulation）。然后依据他对因果关系的分析去攻击洛克的因果理论。休谟认为：“在哲学中，最含糊、最不确定的各种观念，莫过于能力（power），力量（force），能量（energy），或必然联系（necessary connection）。”①休谟：《人类理解研究》，关文运译，北京：商务印书馆1997年版，第57页。

逻辑经验论完全支持休谟的因果律分析。卡尔纳普说：“自休谟的时代起，马赫、彭加莱、罗素、石里克等人对因果性进行了最重要的分析，他们给予休谟的条件论观点愈来愈强的支持。关于因果关系的陈述，就是条件陈述，它除了描述一种被观察到的自然规则性（regularity of nature）之外，别无他物。”①R.卡尔纳普：《科学哲学导论》，张华夏、李平译，北京：中国人民大学出版社2007年版，第194页。

马奇认为：“所谓原因，是在背景条件下，从某一个充分条件组中选出与结果最为相关的必要条件作为原因。”②张华夏：《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》，第219页。个分析是条件因的最精细的分析，他指出是什么样的条件才能叫做原因，对于结果来说只有联合起来充分而分开来是必要的一个条件（所谓INUS条件）才是结果的原因。马奇的“事件条件因”的概念虽然有缺点，但却可以从“全原因”的充分条件组的分析中扩展出整体因果网络的概念，为接下来分析“下向因果”做好铺垫。这也是张华夏教授在对因果性进行实体结构主义分析这个大棋盘上的重要一步。

与休谟学派不同，洛克学派认为因果力（Power）是存在的：“世界首先由实体组成，实体具有能力（Power），实体产生事件。所以洛克学派将因果之间的关系看作是实体之间的关系，没有把它看成是事件之间的关系，力图从内部机制上分析从原因到结果的必然联系。”③同上书，第224页。将原因解释为所属的实体有一种“动作”发向“受动”的实体造成结果。这种观点在某种意义上支持了张华夏教授主张的实体结构主义。继承洛克的思想，赫勒与马顿也表达了因果主体之间的作用力（power），事物的实体与结构（即使是无机物的实体）也有自己的主动性（activities）。

在以上分析的基础上，张华夏教授讨论了邦格的作用因，他认为邦格的作用因可以将条件因与动力因很好地结合在一起，并用图示的方式将概念分析进路与经验分析进路整合起来。④同上书，第228页，图8-3。

罗素对因果性概念的分析有一个转变的过程，这个过程的转折点是他提出了“因果线” （Causal lines）的新概念，以表明事物有某种“准持续性” （quasi-Permanence）。他说：“当两个事件属于一条因果线时，我们可说较早发生的事件‘引起’较晚发生的那个事件。”⑤罗素：《人类的知识》，张金言译，北京：商务印书馆1983年版，第380页。罗素的因果线概念具有前因后果的关系。

张华夏教授认为，在现代关于因果性研究的经验分析进路上取得重大突破的是萨尔蒙—多约因果过程理论。它主要由三个原理组成：一个因果过程就是具有守恒量的一个客体的世界线（world line）；一个因果相互作用，就是包含守恒量交换的世界线的交叉；因果相互作用主要是概率性的，决定性因果不过是概率因果的特殊情况。

分析了条件因、动力因、守恒量传递的交叉过程因之后，张华夏教授将因果性的作用整合成三统一的图式。①这样的做法正是张教授对表达因果性的结构的“谋篇布局”：先用邦格的作用因将动力因与条件因统一起来，现在再将过程因、作用因与条件因统一起来。参见张华夏：《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》，第238页，图8-9。

不过，我个人认为，《科学的结构》一书最重要的贡献不是整合了当代各学派的因果概念，使它们组成因果性的结构，而是依据张华夏教授多年来对复杂系统科学哲学的潜心研究，提出了不守恒的“信息因”来解决复杂系统哲学理论中“上向因果”和“下向因果”的问题。张教授说：“复杂系统是在讨论因果关系时，特别是讨论复杂系统的信息交换和心灵通过信息对身体进行控制的关系时，我们应该特别注重信息的因果力和信息控制的因果力。一个高层级实体具有因果力是什么意思？例如，说一个人具有举起自己的手的能力或他具有领导一个国家的能力，这并不是说，他具有一种与物理化学因果力无关的心灵力量，也不是说他只有一种物理化学力，而是说他具有控制、选择和组织一个复杂系统的物理力、化学力，甚至生物活力，等等。这种因果力，我们可以称为信息因果力，我‘具有’举起自己的手的因果力，指的只是我具有通过意识、意志的信息控制我的生理力量的能力……这是心灵突现的下向因果力。一个国家元首和三军统帅，他作为一个国家或社会的突现性质的代表或突现主体，他具有的下向因果力，就是指挥千军万马的力量。说‘一言可以兴邦，一言可以丧邦’这些都是指的信息控制的由上到下的因果力，是不可以还原为枪炮的爆炸力、人马的奔跑力和各支军队的战斗力（但也不违反守恒量的因果过程）的。所以心灵的下向因果力和社会集团或社会突现的下向因果力是与哲学的因果力概念（和物理世界的因果守恒原理）也是相容的。”②张华夏：《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》，第239—240页。这里“因果力守恒量在物理世界中是封闭的”命题和信息因果力这种元因果力有控制、选择和组织复杂系统的作用是并行不悖的。

再来讨论张华夏教授对自然定律的研究。他的目的依然是用实体结构主义的观点将自然律统一起来，以揭示自然律自身以及自然律之间的结构。实现的具体途径是围绕以下四个进路展开：（1）休谟主义进路，包括逻辑经验主义的进路；（2）必然性进路，主要代表人物是阿姆斯特朗的自然主义进路；（3）新本质主义进路，主要代表人物是埃利斯的进路；（4）新经验主义进路，主要代表人物是南茜·卡特莱特。下面，我们按照这个顺序，看看张教授怎样从这些进路中突现出自己的实体结构观。

休谟在因果律中主张“恒常结合”、“相互伴随”变成逻辑经验论所赞同的自然律就是自然规则性（regularity of nature）或自然齐一性（uniformity of Nature）观点，我们可以将其称为朴素的经验主义定律观。对休谟主义自然律进一步发挥，M—R—L（穆勒—兰姆西—路易斯）理论说明自然律之间是有结构的。（1）穆勒认为，自然律是那些可以还原为最简单、最基本的齐一性和规则性的定律。（2）兰姆西对定律和事实进行公理化的分类（分为四类），他认为我们的知识要系统化为一个演绎系统，其中的一般公理就是基本的自然律，它们是四种分类中的“终极的自然律”。这是经验主义从整理知识的观点来看自然定律。（3）路易斯给兰姆西的论证补充了定律还应具有简单性和强劲性的条件。结合起来，自然律的M—R—L（穆勒—兰姆西—路易斯）理论的基本主张是：定律是理论公理化的规则集。我们已经很熟悉亨普尔的演绎律则模型（N-D模型）和归纳统计模型（I-S模型），二者合称为解释的定律覆盖模型，它的基础就是M—R—L的定律观，它的要害是“定律覆盖”四个字：只要一种现象或一个定律属于某个定律所覆盖的范围，它就得到解释。这里解释就是从比它更普遍的陈述中将它推出，此外没有别的，这就是规则性定律的解释观。无论N-D还是I-S，由于目前它遇到了种种困难，都已经过时了。关键的问题，正如张华夏教授所说，是因为没有将Cause（原因）引进Because（由于）。逻辑经验主义在这里遇到的问题和上一章所说的因果性没有引进因果动力机制一样，自然律没有引进必然性。但是要将必然性引进自然律还需要一个曲折的过程。这就引导到自然律研究的必然性进路。

自然律研究的必然性进路是逻辑经验主义自己遇到的确证悖论（1945年由亨普尔提出的乌鸦悖论）得到解决的结果。自然律的规则性进路绕不开乌鸦悖论，这成为经验主义自然律的一个限制，必然主义的和本质主义的自然律观念也由此限制而出现。

阿姆斯特朗的自然主义的自然律的进路表明自然律不只是普遍陈述，它必须有物理的或从物的必然性。他要解决的关键是：用物理必然性或“从物”的必然性或非逻辑的共相必然性来限制（x）（ Fx ⊃Gx）蕴涵式的前件的办法，排除特殊事物的析取的和负的共相以解决乌鸦悖论。张华夏教授赞成阿姆斯特朗所主张的“自然律就是真正的共相之间的关系”，并用系统科学哲学中“层次”的概念将其进一步阐述与图示。①张华夏：《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》，第285页，图9-1。

奎因的本质主义自然律的观点也是从解决乌鸦悖论中得出的。他认为，归纳论据必须投射到同一个自然类。新本质主义的最有代表性的人物布恩·埃利斯（Brain Ellis）倡导一种后经验主义的自然哲学。这个学派认为自然类是这样严格的物质世界的种类，它是客观的、内在的、有自身本质和结构的类。埃利斯说：“每一种自然类事物都有它自身的行为方式及其与其他事物相互作用的方式。相同的自然类就有相同的本质性质和结构，因而这类事物与其他自然类事物的作用和相互作用基本上也都采取相同的方式。”①B.Ellis，The Philosophy of Nature：A Guide to the New Essentialism，Chesham：Acumen，2002，p.32.埃利斯将自然类的本质性质划分为两类：“一类是倾向性质，它指明自然类具有的倾向性、潜能、因果力，它决定事物的不同的与动力学有关的因素。另一类是范畴性质即范畴性或结构性性质，它说明自然类事物在四维时空中的表现。”②张华夏：《科学的结构：后逻辑经验主义的科学哲学探索》，第294—295页。这就避免了确证悖论的问题。为什么自然律有必然性？因为它后面有自然类的支持。为什么真正基本的自然定律只是描述事物的理想类型或事物在理想环境下的行为？从自然类的观点看，那是因为“事物的过程包含着两个方面，一方面是有许多内部随机偶然性质和外部各种环境干扰起作用，另一方面，是自然界内部的性质和结构即事物的本质在起作用”③同上书，第297页。。因此，要理出内部的律则性和齐一性。所以自然律不但在科学理论中有一个公理化的结构，而且在自然界中有一个本质属性之间的内部结构和与环境干扰、随机变化组成的外部结构。以南茜·卡特莱特为代表的新经验主义认为自然定律是在“撒谎”，并以此否认自然律的客体性是完全错误 的。

这样，张华夏教授对自然律研究的齐一性进路、必然性进路和本质主义进路及其相互关系归纳总结为图表的形式④同上书，第298页，表9-1。，以综合探索出自然律的结构。在此基础上推出倾向性本质主义这个新的进路，并最终得出分析、构造科学定律的本体论基础：世界是一个受自然律支配的自然类的等级层次系统。

四、对本书的总体评价

以上介绍了《科学的结构》的主要内容。从总体上说，全书收集的文献资料是比较详细和精确的，基本上概括了副标题所说的“探索后逻辑经验主义的科学哲学”的主要争论，同时也表达了张教授的许多独到见解。目前在我国流行的科学哲学的教科书，无论是翻译过来的还是自己编写的“通用教材”，讨论20世纪后期以前的问题比较多，涉及本世纪的科学哲学比较少，本书最突出的地方就是讨论了许多目前还没有解决的问题，包括科学本体论在科学哲学中的地位、科学合理性的标准、结构主义的实在论、结构主义的科学理论观、模型在科学哲学中的地位、我们是否需要以新的形式返回亚里士多德的四因论以及如何对待新经验主义的“其他情况均同定律”。有些科学哲学研究生看了这本书后说：我们终于有了一本用本土语言写出来的科学哲学好教材。这也正是我所要表达的心声。

第二，本书不但资料丰富，而且观点的表述既做到逻辑严格、前后呼应，同时也做到图文并茂、生动活泼和通俗易懂，书中多处内容表现出作者具有比较高的数学水平。据我所知，张教授曾经在高等学校教过三年高等数学和数理逻辑，他的科学史的知识水平很高并出版过这方面的专著①张华夏、杨维增：《自然科学发展史》，广州：中山大学出版社1985年版。，正因为这样，本书才能做到既严格又生动。不过这不是一本本科生教材而是研究生教材，没有一定的数理逻辑知识有些地方是看不懂的。

第三，谈谈本书的问题。既然作者是对当前的各种科学哲学热点问题的讨论，那它的问题就很多，由于这篇评论主要是以介绍为主，此处不可能一一指出。不过，张华夏教授企图用实体结构主义来统一自己的观点，这对于第一篇来说是合适的；第二篇理论的结构本来是介绍新维也纳学派的科学理论观，这个学派被称为结构主义科学理论观，那么在什么意义上可以将其称为实体结构主义好像没有说清楚；第三篇也存在同样的问题。我认为，称张华夏教授的科学哲学为系统结构主义的科学哲学是比较合适的。不过尊重作者的原意，本文尽量从实体结构主义或建构型实体结构主义的观点来评价，并题为实体结构主义的科学哲学。

view）。它最初概括为：（1）科学中的数学词的本质是逻辑，逻辑没有经验内容不必还原为经验是理所当然的，不过它在科学理论中起到一个逻辑骨架的作用。（2）由于理论词（VT）是经验的缩写，因而可以用观察词（VO）做明言的定义（explicit definition），这个定义命名为对应规则（Corresponding rules），记作：（x） ［T（x） ≡ O（x）］。这样，每一个VT词借助于VO通过还原语句给出（至少是部分的）诠释。于是科学中的经验定律便可以从不可观察的理论实体和理论定律，附上初始条件和边界条件，一步一步加以逻辑地推出，例如气体运动的波义耳定律和其他有关气体的体积、温度和压力的相互关系定律便可以由不可观察的分子运动论加以推出和解释。这就是逻辑经验主义主张的科学理论的结构。但是，逻辑经验主义一开始就遇到很大的困难，问题主要集中在观察（词语）与理论（词语）的二分问题上，不过最关键的打击还是汉森的观察渗透理论，他认为纯粹的观察和观察语句根本是没有的。

齐磊磊，华南理工大学马克思主义学院副教授。

华南理工大学学位与研究生教育改革研究重点项目（项目编号：yjjg2016003）资助。

肖志珂）