方法模式
紛繁複雜的現象何以產生?某一具體現象為何如此這般?人們為了認識世界,改造世界,永無止境地去探索各種現象產生的原因。
例如,彗星把人們恐嚇了許多年代。它的形狀和其他任何天體都不相同,它模模糊糊,輪廓並不清晰,而且還拖著一個不甚分明的尾巴。
1950年代,美國天文學家惠普勒提出,彗星主要是由低沸點的物質(如氨和甲烷)構成的,同時也包含有細碎的石礫。這團彗星雲在遠離太陽的時候,氨、甲烷和其他物質都凝固成為堅硬的“冰塊”。
這種冰冷的彗星結構,在外層空間迅速運行時是穩定的,但是,一旦它們慢下來,向太陽靠近時,又會出現什麼情況呢?當他們進入太陽系內層時,會從太陽接受到越來越多的熱量,使得“冰塊”開始變成蒸氣。原先被凝在冰塊表層的石礫顆粒得到了自由,結果,彗星的核心就被一團塵埃和蒸氣所形成的雲霧包圍起來。越靠近太陽,這團雲霧就越稠密。
太陽朝四面八方刮著太陽風----一種向外奔涌的亞原子粒子云。太陽風對彗星有一股吸引力,這種力超過了彗星本身的微弱引力,彗星內的塵埃雲就開始被太陽風吹出來,向背離太陽的方向伸展。隨著彗星接近太陽,太陽風加強了,塵霧雲就成了背離太陽方向的一條長尾。離太陽越近,尾巴就越長,然而,這種尾巴是由極其稀薄的分散物質構成的。
在這裡,惠普勒根據所觀察到的彗星的結構形狀,依據相關的科學理論,猜測出一種可解釋該觀察現象的假說。這種溯因法在邏輯結構上包括以下要素:①觀察陳述;②導致觀察現象的可能原因即猜測性假說;③關於猜測性假說蘊涵觀察陳述的命題。如果我們用E表示觀察陳述,用H表示猜測性假說,那么溯因模式可用下列公式表示:
E 待解釋的觀察陳述
H→E 猜測性假說可導出觀察陳述
所以,H 被猜想的理論成立
從溯因方法的模式中可以看出,由觀察現象到原因的猜測推導,既不同於演繹方法,也不同於歸納方法,而是一種獨立的沿著現象的特徵往回追溯產生該現象之原因的方法。同時,運用溯因方法去猜測現象的機理,受邏輯規則制約的程度小,因而靈活性程度較大,它是一種頗具創造性的方法。美國邏輯學家皮爾斯稱溯因法為“外展法”,並明確指出:“儘管外展法很少有邏輯規則的約束,但仍然是邏輯的推理,誠然它的結論只具有或然性或猜測性,不過它仍然具有完整的、確定的邏輯形式。”([美] N.R.漢森.發現的模式.邢新力等譯.北京:中國國際廣播出版社,1988年版,第.93頁)美國哲學家N.漢森更明確地將溯因模式表述為([美] N.R.漢森.發現的模式.邢新力等譯.北京:中國國際廣播出版社,1988年版.第93頁):
1.某一令人驚異的現象P被觀察到。
2. 若H是真的,則P理所當然地可解釋。
3.因此有理由認為H是真的。
溯因方法是有其客觀基礎的。這就是客觀世界中事物現象間的因果聯繫性。因果聯繫是客觀現象之間普遍聯繫的一種方式。如果一個現象的存在必然引起另一現象的發生,那么這兩個現象之間就具有因果聯繫。簡言之,因果聯繫就是指一現象引起另一現象的必然性聯繫方式。
基本特徵
1、溯因方法的逆推性
從溯因方法的基本模式中可以看出,溯因方法具有逆推性,即根據由已觀察到的事物現象(包括事件過程),去追溯產生該現象的原因或條件。
對於溯因方法的這種逆推特徵,美國哲學家N.漢森結合物理學發現“電子”這種微觀粒子的性質的事例指出:
粒子的性質是被物理學家發現的和(在某種意義上)決定的。令人驚異的現象被觀察到了,並且要求解釋。……理論家尋求他能夠從中產生對這些現象的解釋的概念。……他渴望把資料置於一個可理解的概念模式中。一旦做到了這一步,他就會知道基本實體究竟有哪些性質;他通過逆推獲知這一點。
……為了使推理到電子的粒子行為和波動行為都是可能的,物理學家形成了這一電子概念,而這樣形成的概念不可避免地是不可描繪的。觀察在增加,性質則被逆推到“電子”概念中,從這些性質理所當然地產生出一個新的解釋。除非這會導致不可靠的推論,否則以具有這些性質的粒子為基本的理論就被認為是解釋了這些現象。([美] N.R.漢森.發現的模式.邢新力等譯.北京:中國國際廣播出版社,1988年版.第133頁)
在這裡,漢森明確地說明了“電子”概念是從觀察現象中逆推出來的,它體現出對現象產生之原因認識的逆推特徵,即“理論把現象納入體系中,而理論則‘以相反的方式’----‘逆推地’建立起來。”([美] N.R.漢森.發現的模式.邢新力等譯.北京:中國國際廣播出版社,1988年版.第97頁)。
2、溯因方法的創造性
從現象出發去猜測導致該現象的原因或機理,需要富有靈活性的創造性思維。溯因方法受其他條件制約的程度較小,只要對解釋某現象有用的觀點、理論,人們就會去猜測,並且這種猜測相當靈活。這樣它就為創造性思維拓展了航道,幫助人們較有成效地猜測到隱藏於該現象深處的機理。
事物現象的機理具有非觀察性,不可進行直接的經驗描述,對它的認識只能靠大膽地進行創造性猜測。科學史上的許多理論原理的發現都表現出了這種創造性特徵。克卜勒透過行星運行的觀察現象,對行星運行機制進行大膽的創造性猜測,從而發現了行星運行理論。泡利關於中微子的構想,既不是邏輯的虛構,也不僅僅是對直接的大量觀察現象所作的概括性描述,而是一種經過創造性思維加工的逆推結果。卡拉漢也只是在觀察到飛蛾投撲燭火併依據燭火可產生紅外線光譜等背景知識,經過大膽猜測,才逆推出燭火放射紅外頻譜吸引飛蛾的假說。顯然,沒有創造性思維的參與,就不可能洞察現象背後的奧秘。
對於溯因方法的創造性,許多哲學家和科學家都給予了充分肯定。當代著名的科學哲學家亨佩爾就這樣說過:“從材料到理論的過渡需要創造性的想像力。科學假設與科學理論不是從觀察事實中導出,而是被發明出來藉以說明這些事實的。它們包含著對所研究的現象之間所可能具有的聯繫的猜測,對使這些現象之所以發生的統一性及行為方式的猜測。這種類型的‘幸運的猜測’需要巨大的獨創性。”([德] C.G.亨佩爾.自然科學的哲學.陳維杭譯.上海科學技術出版社,1986.16—17)
愛因斯坦更是強調:理論與其說產生於發現,不如說產生於發明,只有發明才真正是創造性科學思維的途徑。正因為主張“理論是被發明出來的”觀點,愛因斯坦明確地將理論原理的創立歸結為根據經驗事實(或思想實驗材料)所作的創造發明或理性直覺的躍遷。美國科學史學家A.米勒指出:在狹義相對論里,被研究的事實有從以太漂移試驗、電磁感應、恆星視差和斐索實驗中挑選的材料。據愛因斯坦回憶,這些太受限制的“已知事實”,是不可能發現“真實規律”的,因此,他又附加了思想實驗資料和對美學來說最本質的對稱性考慮。這樣他就躍過了這些事實之間的鴻溝,發明了理論。
3、多元嘗試性
客觀事物中某一現象所涉及的因果聯繫複雜多樣,某一現象可以由不同因素分別導致,也可由複合因素同時作用引起,加之事物現象的機理本來是隱藏其後的,這樣,人們對事物機理的認識常常要經歷多次試探、多路嘗試。
例如,脈衝星為何時亮時暗且具有極端穩定性的周期呢?天文工作者曾構想了多種能夠解釋此現象的假設,其中有脈動說、雙星繞轉說和燈塔式自轉說。所謂脈動說,是構想脈衝星時而膨脹時而收縮,好像人的心臟的跳動那樣。此前,人們已經知道,有的恆星由於脈動而造成了亮度的變化,這種恆星稱之為脈動變星。因此,人們自然會想到脈衝星也可能是由脈動作用而引起的。所謂雙星繞轉說,是構想兩顆恆星在相互繞轉,由於繞轉中發生相互遮掩的現象,人們就會觀察到周期性的時暗時亮。所謂燈塔式自轉說,是構想脈衝星像燈塔上的光束那樣鏇轉,人們每隔一定時間可看見光束。對於這些構想,天文工作者又作出進一步的分析研究:如果脈衝星時亮時暗是脈動起作用,那么就不可能出現脈衝周期的極端穩定性;如果是雙星繞轉,那么脈衝星也不可能維持脈衝周期的極端穩定性。因此,燈塔式自轉的解釋更具合理性。後來的研究表明,脈衝星有強磁場,在磁場中運動的帶電粒子(電子和質子)發出同步輻射,形成一個與脈衝星一起轉動的射電波束,於是隨著星體的自轉,每當射電波束掃過射電望遠鏡天線時,地球上就收到一個脈衝。這種燈塔效應的發生是因為脈衝星的自轉軸與磁軸不重合。
溯因方法的多元探測特徵還表現為這種情形:對某一現象機理的推測是在不同層次上進行的。例如,對於星系光譜向離開人們的方向作輕微移動的現象即“紅移”現象,人們可以用宇宙膨脹的理論去解釋,也可以用更高層次的宇宙大爆炸理論去說明。
4、溯因推測的或然性
溯因方法對現象機理的解釋,是一種試探性的推測,這種推測不具有必然性。
從邏輯結構上看,它是從肯定充分條件假言命題的後件到肯定該假言命題的前件,即:E,如果H,則E;所以,H。在這裡,“如果H,則E”是一個充分條件假言命題,它斷定了H是E存在的充分條件,即“有H必有E,無H未必無E”,因此,E存在時H不一定存在。例如,如果某人發高燒,則他有病;但當某人有病時,他不一定發高燒。這樣,由現象E的存在來推測H的成立,是不具有必然性的。
從溯因推測的結論來看,它還只是一種假設,它尚未被實踐驗證,也不一定真正體現了事物因果之間的必然性。人們對太陽系起源的許多解釋就是如此。
18世紀下半葉,德國哲學家康德和法國天文學家拉普拉斯分別提出過天體起源的星雲假說。他們認為太陽系起源於原始星雲(即散布於空間的塵埃物質)。星雲假說成功地解釋了行星的自轉方向、公轉平面等許多天文現象。但是,星雲假說未能對太陽系中星球角動量的分布狀況給予合理說明。因為按照該星雲假說的觀點,應得出“太陽的角動量大於行星的角動量”的結論,而觀察事實卻與此相差甚遠。觀察資料顯示,太陽的質量雖占太陽系總質量的99.86%,但其角動量不足太陽系總角動量的0.6%。原因何在?科學家提出了一系列猜測性假說。
假說一:“災變說”。法國科學家布豐等人認為,曾有一個巨大的天體走進太陽,這個天體或以其引力從太陽上拉出一部分物質形成行星和衛星,或與太陽相撞而碰出一部分物質形成行星和衛星。
假說二:“俘獲說”。前蘇聯天文學家施米特等人認為,太陽的形成先於行星的形成,行星是太陽在星際空間俘獲的星雲而形成的。
假說三:“雙星說”。美國天文學家H.N.羅素等人認為,太陽系原是一個雙星系,因兩星質量不同,演化過程也各異,其中一星演化為太陽,另一星分化為各個行星。
這些假說雖在一定程度上解釋了包括太陽系角動量分布狀況在內的一部分觀察事實,但是它們仍缺乏充足理由,都不具有必然性。
隨著現代天文學和物理學的發展,人們又認為星雲假說更合理一些,同時又提出了若干種星雲假說之類的解釋性理論。這些理論使人們進一步認識到太陽與行星都不是某一偶然因素形成的,而是星際物質組成的;太陽系的角動量通過磁場向外轉移,從而使環繞它的星雲物質獲得較大的角動量;同時,人們不再單純考慮太陽系的力學特徵,而是更多地考慮到太陽系形成的物理過程和化學過程,如電磁作用、熱作用和核反應過程等等。這些從不同角度提出的假說比以前的理論更可靠一些,但仍具有猜測性。
溯因方法的類型與合理性原則
溯因方法的基本模式,是從現象到解釋性原理的推測,而將它套用於不同場合,就形成了若干種具體類型,如溯因解釋法、併案溯因法、多元溯因法、多級溯因法和溯因辯護法等。
一、溯因方法的類型
(一) 溯因解釋法
溯因解釋法,是對已知現象的機理(或原因)作出回溯推測的方法。它是溯因方法的典型形式,可用公式表示如下:
E 己觀察到的某現象
如果H,則E 猜想理論成立,則E可被解釋
所以,H 猜想理論成立
例如,人們觀察到,每年3至7月,有一種名叫格魯昂魚的小銀魚隨海潮湧上海灘來產卵,幾分鐘之內,隨另一個湧上海灘的浪頭游向海里;退潮之後,魚卵被埋了起來;兩三個星期之後,恰好是下一次海潮能涌到埋卵的地方的時候,孵化出的小魚已發育到可在水中游弋覓食了。這時又正是另一批小銀魚隨海潮湧上海灘產卵之時。
這種“合拍”現象作何解釋呢?有些科學家認為:除非用“生物節律”原理解釋(即格魯昂魚體內有一種化學變化,這種化學變化每兩三個星期出現一次高潮),否則,幾乎不可解釋。
在這裡,對於“格魯昂魚到海灘產卵以及新生魚孵化初生期的周期與海水涌岸的周期性合拍”這一現象的解釋,就是運用溯因解釋法,即:
格魯昂魚的活動周期與海潮周期合拍;
如果格魯昂魚有生物節律且為每兩三周一次,那么這種魚的活動周期與海潮周期合拍現象就可被解釋;
因此,格魯昂魚的生物節律為每兩三周一次。
當然,這種溯因解釋不具有必然性,因此運用溯因解釋法尋求解釋性理論,應注意運用其他科學方法分析論證,並在實踐中反覆觀察反覆驗證。
(二)併案溯因法
併案溯因法,是指根據若干現象或事實在許多方面具有相同或相似的特徵,去推測這些現象或事實是由同一原因所致的溯因方法。
例如,人們多次觀察到物體下落的現象,拋向空中的物體(除了高速運動的人造天體外),無論重物還是輕物,無論是大還是小,都會落於地面。其原因是什麼?科學家認為,這是地球對物體的吸引力所致。
併案溯因法的邏輯模式可表示如下:
E1具有屬性a、b、c
E2具有屬性a、b、c
…………
E3具有屬性a、b、c
如果H,則E1、E2…En具有屬性a、b、c
因此,H
這種方法體現著併案歸納與併案溯因的綜合使用,它在併案歸納概括基礎上,再推測若干案例之所以具有相同特徵的原因。例如:
2002年末至2003年春,中國及世界範圍內30餘個國家和地區先後出現了一種傳播性與感染性極強的嚴重急性呼吸系統綜合症(Severe Acute Respiratory Syndrome,簡稱SARS),又稱“非典型性肺炎”。據報導,2003年初春,廣東幾所醫院先後接診了多名特殊發熱患者,發現他們都有發熱、頭痛、乾咳、少痰和全身酸痛乏力等症狀,部分病人有氣促等呼吸困難症狀,少數進展為呼吸窘迫綜合症,早期白細胞正常或降低,肺部影像學顯示肺炎改變。廣東省衛生廳新成立的專家組對30多名病人症狀分析後認為,這種肺炎症狀不同於人們已知的一般的典型性肺炎,而是一種新病毒引起的肺炎。於是,他們在2003年1月22日的報告中將此病命名為“非典型性肺炎”。
在此例中,廣東省衛生廳專家組的分析,在運用併案歸納概括基礎上又運用了併案溯因推測。
併案朔因法是一種或然性推理方法,其前提與結論沒有必然性聯繫。因此,運用此方法時,一要注意對若干案例之間的相同屬性的歸納概括是否可靠;二要注意若干案例之間的相同屬性是否為同一原因所引起。
(三)事件過程溯因法
事件過程溯因法,是指根據若干事件現象,推測事件現象產生的原因及其內在聯繫的溯因方法。這種溯因法所探討的,不是隱藏在現象深處的機理,而是事件過程的內在聯繫。
客觀世界中任何一事件的產生,必由其他事件引起,若干有關事件之間也有一定的聯繫。人們可根據豐富的經驗知識和科學原理,合理地追溯事件產生的過程。
例如,某偵破組人員偵破了下面的一起殺人案。
現場位於一個三居室單元內,屍體仰臥在正中一間居室的水泥地上,地上有大量血跡。經法醫檢驗,死者前額有鈍器打擊造成的裂傷,兩眼青腫,鼻左側骨折,左、右枕部有裂傷10餘處,頸部有索痕,地上有一根3米長的細麻繩。腹部有刀傷,腸子外露。兩手有抵抗傷。裡屋沙發上有血跡,沙發後牆上有噴濺血跡若干點,高120厘米左右。沙發前20厘米水泥地上,有兩個不完整的大菱形花紋鞋印,外屋西牆和門上有幾處血跡,高度為120至於150厘米。牆上血跡粘有毛髮。
根據以上現場勘查,偵查人員對現象的產生原因及作案過程作了如下分析:①死者前額的裂傷、沙發及其後牆上的噴濺血跡,以及沙發前的兩個足跡,是由於兇犯在沙發前猛擊死者的頭部造成的;②死者左、右枕部的裂傷,外屋西牆和門上的粘有毛髮的血跡,是兇犯抓住死者頭髮碰撞造成的;③頸部的索痕是兇犯用繩子勒頸造成的;④腹部的切割傷和腸子外露是被兇犯剖腹造成的;⑤犯罪過程可能是:先在沙發前猛擊死者頭部,死者掙扎抵抗到外屋,被罪犯抓住頭髮往牆上猛撞,暈倒後又被繩子勒頸,而後被剖腹斷腸。
事件過程溯因法的推測是或然的,一是因為關於現象原因的推測不一定抓住了真正的原因;二是對事件過程的回溯推測不一定符合實際,可能顛倒了順序。因此,運用事件過程溯因法,要注意各種現象產生的真正原因,以及各種現象之間的內在聯繫,以提高推測的可靠性程度。
(四)多元溯因法
多元溯因法,是一種根據已觀察現象的特徵,從多個角度追溯可解釋該現象的可能原因的推理方法。
事物現象間的因果聯繫是很複雜的,某一現象可能由多種不同的現象分別引起,也有可能由相互聯繫的多種不同的現象引起。因此,人們追溯某一現象的原因,可從不同角度推測出不同的原因。
多元溯因法可用以下公式表示:
某一現象E
如果H1,則E可被解釋
如果H2,則E可被解釋
……
如果Hn,則E可被解釋
因此,H1 或H2 ,……,或Hn
多元溯因法在人們探索事物現象機理時被大量運用。這裡,讓我們看一看美國生物學家沃森和英國生物學家克里克對生物遺傳基因物質DNA的化學結構及其機制的探索過程。
1940年代,美國細菌學家艾弗里等人已發現並確認生物遺傳的物質基礎是DNA而不是蛋白質。這時,一直在探索分子水平上基因結構及其功能的沃森與克里克,希冀弄清楚DNA物質如何在結構上同生物學功能相適應的問題。他們認為,在DNA分子中,核苷酸的任何排列都必須能說明分子如何忠實地複製自己。他們根據已有的研究資料,初步推測到DNA分子的基本形式是不同鹼基的互補配對。但對於這種配對方式,他們卻提出了多種構想([美] G.E.艾倫.二十世紀的生命科學.譚茜等譯.北京:北京師範大學出版社,1985.291-292):
在1952年春天,克里克就認識到,不同鹼基的互補配對很可能是形成DNA分子的基本形式。這個認識極為重要,因為它揭示了分子如何能夠聯結在一起,以及如何能夠複製的原因。然而,分子是由幾條鏈組成,或者它們彼此的空間關係如何則還沒有證據。
……
1952年冬……可供選擇的方案本身已縮減到兩鏈或三鏈分子(不是單鏈),這種鏈基朝內,糖-磷酸骨架朝外,或是鹼基朝外,糖-磷酸骨架朝內。
這樣,他們對DNA物質配對方式提出了以下4種猜測假說:H1:鹼基朝外而糖-磷酸骨架朝內的二鏈式;H2:鹼基朝內而糖-磷酸骨架朝外的二鏈式;H3:鹼基朝外而糖-磷酸骨架朝內的三鏈式;H4:鹼基朝內而糖-磷酸骨架朝外的三鏈式。隨後,沃森和克里克對這4種假說進行分析研究,排除了H1、H3和H4,選擇了H2,並且在另一化學家J.多諾林的協助下找到了雙螺鏇式結構。
從這裡,我們可以看出,多元溯因法的推測是多元的、不確定的。多元溯因法往往使人們進一步運用其他研究方法,在比較多元假說優劣的基礎上,以求揭示事物現象的真正機理。
(五)層級溯因法
層級溯因法,是一種逐層探索事物現象原因的溯因方法。換句話說,層級溯因法是一種連續的溯因模式,即根據事實E去猜測可以解釋E的原理H1;接著根據H1的特徵,去猜測蘊涵H1的原理H2,如此連續下去,不斷追求高一層次的理論。
層級溯因法可用以下公式表示:
E
H1→E
H2→H1
……。
Hn+1→Hn
所以,Hn+1
這一公式還可表示為這們的一種逆推模式:
Hn+1←Hn←…H2←H1←E
在這裡,“←”表示逆推的進程方向。
逐級探索事物現象機理的研究方法,體現了科學探索活動永無止境的特徵。被人們探索的客觀世界是永恆發展的,在其發展過程中所形成的因果聯繫既有階段性,也有多層次性。與其相應,人們對客觀事物本質或規律性的認識也表現出相應的階段性、多層次性。同時,人們對事物本質的認識因受種種條件的制約而呈現出不斷深化的發展過程,正如列寧所指出的:“人對事物、現象、過程等等的認識深化的無限過程,從現象到本質、從不甚深刻的本質到更深刻的本質”;“從並存到因果性以及從聯繫和相互依存的一個形式到另一個更深刻更一般的形式”。(中共中央馬恩列斯著作編譯局編譯.列寧選集(第2卷).北京:人民出版社,1995.412)
下面,我們再看一看人們運用溯因模式對生物遺傳本質認識的不斷深化情形。
早在19世紀50年代,達爾文已提出生物物種的遺傳規律,揭示了物種世代相傳的機理。然而,人們並不因此而停止探索。
1860年代,孟德爾根據生物遺傳實驗材料推論出在生物性細胞中存在著決定子代性狀的物質因素即“遺傳因子”。然而,生物通過基因遺傳、變異而進行遺傳的機理又何在呢?能否按一種確定的機理來促成生物基因的分布呢?
20世紀初,摩爾根進行了果蠅實驗,並在實驗基礎上揭示基因分布的機理,即“基因是染色體上直線排列的遺傳單位”。
1940年代,美國生物學家G.比德爾則深入追尋基因何以起遺傳作用的問題,提出了“一個基因控制一個酶的形成”的理論。
1950年代後,許多科學家對作為基因載體的染色體進行化學分析,發現染色體是由蛋白質和核酸這兩種主要成分所構成的,並且確認脫氧核糖酸(DNA)是遺傳物質;這時,沃森和克里克揭示了DNA雙螺鏇分子結構模型,使人們對遺傳本質的探索深入到分子水平。在隨後的十多年中,克里克和M.尼倫伯格等人揭示了遺傳信息從DNA到蛋白質的傳遞途徑,破譯了遺傳密碼,確立了遺傳本質的“中心法則”。至此,人們對遺傳本質的探索似乎已深入到了更深的層次,但人們尚未宣告探索的結束。
人類對微觀分子世界的認識是如此,對巨觀宇宙世界的認識也是逐級溯因而深化的。這裡,讓我們看一看人們對宇宙演變過程的探索情形:
人們觀察到恆星光譜紅移現象;
如果恆星在退行,那么恆星光譜紅移就可解釋;
如果整個宇宙在膨脹,那么恆星都在遠離我們而去;
如果宇宙在某一時刻起源於大爆炸,那么宇宙就會不斷膨脹;
因此,宇宙起源於大爆炸。
至此,人類對宇宙起源的追溯並未結束,“宇宙起源於大爆炸”的溯因推測不僅需要不斷證實,而且還需說明宇宙大爆炸的原因等更深層機理。
(六)溯因辯護法
人們在探索事物現象的機理時形成了多種推測性理論,這些理論正確與否,還需經過事實驗證。但是事實驗證之前,人們必然會思考:該理論是否可行?也就是說,該理論能否成功地解釋相關的一系列現象呢?這也就是為理論的成立作辯護。
那么,對理論的辯護是如何進行的?從研究方法角度來看,除了運用高層理論進行分析說明的演繹法和事實支持的歸納法外,還有溯因辯護法。
溯因辯護的一般過程表現為:人們觀察到一個現象E,然後推測一個理論H去解釋E,如果H能夠成功的解釋E,那么就有理由認為該H是可行的。
溯因辯護法體現為這樣一種模式:
待解釋觀察陳述E
如果構想理論H可行,那么E就能得到解釋
因此,構想的理論H是可行的
從前提與結論的邏輯聯繫來看,這種邏輯模式不具有必然性,因而它不能為理論的成立提供邏輯證明,只能為理論的可行性提供一定的支持和辯護的理由。
對理論進行可行性辯護是理論的創立者極為關注的問題,理論辯護的溯因法是人們尤其是科學研究人員經常運用的一種方法。
例如,物理學家泡利提出解釋ß射線衰變現象的“中微子”理論之後,許多物理學家都極為關注該理論是否可行。後來,人們發現“中微子”理論能夠成功地解釋ß衰變的一系列現象,於是認為“中微子”理論是可行的,是有理由成立的。對此,物理學家費米等人指出([美] N.R.漢森.發現的模式.邢新力等譯.北京:中國國際廣播出版社,1988年版.第135頁):
我們接受泡利的假說:隨著每一個ß粒子的發射,另一個粒子也攜帶能量差脫離核而去。如果這個粒子被認為(按照費米的說法)具有這樣一些性質:速度C,因此質量=0並且在任何情況下都不大於電子質量的1/500,電荷中性,磁矩=0(或很小),那么ß射線的連續光譜就理所當然地是可解釋的,而能量守恆原理仍然有效。
誠然如此,但為什麼接受這個(中微子的)概念呢?它既不能在威爾遜雲室中觀察到,也從未通過其他任何手段被直接探測到。此外,這樣一種粒子看來是未必確實的,是不確定的。那么為什麼要承認這箇中微子呢?
因為如果接受中微子概念,那么ß射線的連續光譜就會理所當然的得到解釋,而能量守恆原理則會保持完整無損。還能有什麼比這更好的理由呢?
以上事例表明,理論創立之後,有一個建基於理論解題能力的可行性辯護過程。對此,一些哲學家和科學方法論學者認為,在理論的最初發現與最後證明之間存在一個“似真考慮”或稱“追求範圍”的先驗評價階段。例如,美國哲學家勞丹就明確指出:“在發現的關係域和最後證明的關係域之間,存在著我稱之為‘追求的關係域’( context of pursuit)的這樣一個區域。在追求的關係域中的限制(假定有的話)要比在發現的關係域中的限制嚴(假如存在這樣的限制),而又要比那些我們在涉及相信或接受所堅持的那些限制寬。……它首先被發現出來;假如發現值得追求的話,那么就準備考慮它;如果進一步評價表明它是值得相信的,那就承認它。”([美] L.勞丹.發現的邏輯為什麼被拋棄?自然科學哲學問題叢刊,1984(10).3)
溯因辯護法運用於理論可行性評價,所作的推斷是或然性的,並未能證明理論必然真。但就理論可行性的辯護模式而言,某一猜測性理論能成功地解釋的現象越多,那么人們就越有理由認為該理論的可行性程度高。這種情況正如庫恩所指出的:人們評價、選擇某一理論的標準之一就在於,該理論“應有廣闊視野,特別是,一種理論的結構應遠遠超出於它最初所要解釋的特殊觀察、定律或分支理論。”([美]托馬斯.S.庫恩.必要的張力.紀樹立等譯.福州:福建人民出版社,1981.316)例如,沃森和克里克關於DNA雙螺鏇理論的可行性,正是隨解題能力的擴大而不斷增強;人們也正是根據該理論的解題能力來賦予其較高的可行性評價,“這個模型完美地說明了遺傳物質的遺傳、生化和結構的主要特徵。在生化和結構水平上,它解釋了雙螺鏇所特有的X射線數據:DNA纖維的固定途徑,鹼基的有規律的間隔堆集,以及1:1的鹼基比例等。從生物學角度看,它解釋了自催化和異催化,並提出了DNA如何儲存遺傳信息的機制。”([美] N.R.漢森.發現的模式.邢新力等譯.北京:中國國際廣播出版社,1988年版.第295頁)因此,人們認為DNA雙螺鏇理論具有相當高的理論價值。
二、 溯因方法的合理性原則
(一)充分認識因果聯繫的複雜性
客觀世界中因果聯繫是非常複雜的。當我們說某一現象是原因,另一現象是結果時,這是僅就兩個單個現象而言的。正如恩格斯所指出的:“為了了解單個的現象,我們就必須把它們從普遍的聯繫中抽出來,孤立地考察它們,而且在這裡不斷更替的運動就顯現出來,一個是原因,一個是結果。”(恩格斯.自然辯證法. 中共中央馬恩列斯著作編譯局編譯.北京:人民出版社,1971,210)
因果聯繫的複雜性,常常表現為以下幾種情形。第一,某一現象既是原因又是結果。客觀世界的萬事萬物是不斷變化發展的,在其不斷變化發展的鏈條中,由其他現象引起的A現象又引起B現象,B現象又引起C現象,C現象又引起D現象……其中,某一現象既是原因又是結果。第二,因果兩現象相互作用,互為因果。客觀現象在變化發展中常常相互作用、相互影響。例如,在一定條件下,氣溫變化引起水的運動,水的運動變化又引起氣溫變化。第三,一果多因,既某一現象由多種原因共同引起或由不同原因分別導致。例如,某農作物的產量,取決於種子質量,自然條件的水、肥、氣候,以及人工的種植方法和植保管理等諸因素。再如,同是感冒,可以由多種不同的病毒感染造成。第四,一因多果,即一種現象可導致多種不同的結果。在因果聯繫中,同一現象作用於不同的對象會產生不同的結果,或同一現象在不同條件下作用於同一對象也可產生不同的結果。例如,同一種厄爾尼諾現象可導致許多不同地區氣候極為異常,或寒冷或炎熱,或多雨或乾旱,甚至會導致農作物生長異常。此外,因果聯繫中還有其他的複雜情形。例如,有時幾種現象在一定條件下形成相互制約的因果循環鏈。
因此,運用溯因方法時,必須充分認識客觀事物現象間因果聯繫的複雜性,以便準確找到被解釋現象的真正原因,進而形成富有解釋力的理論原理。
(二)科學把握解釋性理論與待解現象的邏輯關聯性
逆推時所構想的理論性假說H與待解釋現象E之間要有邏輯相關性,即從前者可導出後者(如果H真,則E可被解釋)。對此,美國科學哲學家漢森明確指出:“為了能以‘若H真,則P理所當然地可解釋’的方式來表述,P和H必定具有更深刻的邏輯性質。” ([美] N.R.漢森.發現的模式.邢新力等譯.北京:中國國際廣播出版社,1988年版.第95頁)
否則,構想的假說H不可邏輯地導出待解釋現象E,那么逆推的理論就無可靠性。例如,如果假說H是“格魯昂魚喜歡到海岸找食吃”,那么這種假說就不能解釋“格魯昂魚分批的兩三周的生物節律與海潮合拍”現象,也就是說,所構想的假說H與待解釋現象E之間就無邏輯相關性,這時逆推的假說H就沒有什麼可靠性。
( 三)儘可能提高解釋性理論的可檢驗性
逆推的解釋性理論不應是特設性的,而應是可經受經驗檢驗的。否則,如果逆推的理論不能進行經驗檢驗,那么它就不能導出與實際相符的事實性解釋,因而它就不能為待解釋現象提供科學說明。例如,對“桂林山水異常奇特”的現象,如果運用“宇宙造物主是萬能的”這一特設性假設來說明,那么這一解釋就毫無意義。