知識創新活動中的科學抽象及其程式

鄭州大學化工學院 劉利平 馬曉建

知識創新活動中的科學抽象及其程式

鄭州大學化工學院 劉利平 馬曉建

科學研究的目的在于進行知識創新，恩格斯說：“一個民族想要站在科學的最高峰，就一刻也不能離開理論思維。”在科學研究過程中，除綜合運用各種科學方法外，要實現研究目的，還必須經過“科學抽象”環節，即科學抽象是科學研究的必由之路。科學抽象，是指把握客觀對象的本質形成概念和理論的一種正確的思維過程和方法，也是指認識過程中的一個階段，即思維抽象階段。

正確掌握科學抽象的方法，并在科學研究中有效地運用，可有效地提高科學研究的效果與水平。強調科學抽象，有利于提高科研實踐活動的目的性和實踐主體的能動性。為探討科學研究過程中進行科學抽象的具體方法，本文討論了科學研究過程中科學抽象的辯證性，一般意義上科學抽象的過程、層次和方法，提出了“科學抽象程式”的概念，探討了不同學科研究哲學層面上科學抽象方法的具有統一性的問題。

一、科學抽象的辯證性

1.客觀與主觀的辯證統一性。馬克思主義講的科學抽象，是在人們認識世界和改造世界的過程中，堅持唯物論原則，并從大量感性材料和偶然現象出發總結和概括出來的。因此，科學抽象體現了歷史和邏輯的統一。科學抽象是客觀與主觀的辨證統一。科學抽象的任務是要達到對事物本質的規律性認識。科學抽象不是離開客觀對象的真理，而是克服表象的局限，深入到事物內部，更深刻、更正確、更完全地反映事物的本質。科學抽象的形式是主觀的，但其反映的內容是客觀的，即科學抽象是通過主觀的思維形式，正確地再現了認識對象的客觀內容，因此，科學抽象是主觀形式和客觀內容的統一。離開客觀性講抽象，只能是唯心主義的抽象。

2.抽象與具體的辨證性。科學抽象不是單純的、絕對的、脫離具體的抽象，而是一種辨證的思維方法，是抽象和具體對立統一的關系。感性具體，是體現在客觀事物表面的、能為感官所直接感覺到的形態，具有完整性；思維具體，是客觀事物內在多種規定性和多樣性的綜合統一。抽象和具體不僅有區別，而且還密切聯系。感性具體是認識的出發點，抽象認識以感性具體認識為前提，而思維具體又以抽象為前提，它是許多抽象規定的綜合，是“自身包含著各種規定性的東西”。因而沒有抽象規定性為基礎，思維的具體就不可能形成，在科學抽象過程中，存在著抽象與具體對立統一的辨證關系。科學抽象不可避免的存在著有限性、簡單性等不足，與人們認識事物的階段性密切相關。每一個科學抽象，作為人們認識客觀事物的某一相對穩定階段的結果，是以一種相對獨立的規定出現的。

3.直接與間接的實踐性。科學抽象以實踐為前提和基礎，并在社會實踐中進行總結概括，因此，實踐性是科學抽象的本質屬性。科學抽象是在實踐中思維與認識對象相互作用的過程。只有參加實踐，才能獲得關于客觀事物的經驗材料，才有可能運用人類特有的抽象力，對感性材料進行分析和綜合、歸納和演繹，探究事物內部聯系，指明事物本質。同時，通過科學抽象得到的結果，還必須通過實踐來檢驗。社會實踐的形式是多種多樣的，其中，生產實踐活動是最基本的實踐活動。知識或認識從根本上說來源于實踐，但不是說每個人的知識都直接來源于實踐。一個人的知識有直接經驗和間接經驗兩部分組成。事實上，一個人的多數知識來自于間接經驗，如書本知識，在我為間接經驗的，在他人卻為直接經驗。因此，就知識的總體說來，無論何種知識都是離不開直接經驗的，一切真知都來源于實踐，沒有直接經驗就不可能有間接經驗。所以說，在強調實踐出真知的同時，還必須重視間接經驗的學習，必須把學習間接經驗同直接實踐結合起來。實踐證明，感覺到了的東西，我們不能立刻理解它，只有理解了的東西才能更深刻地感覺它。

二、科學抽象的過程、層次和程式

1.科學抽象的過程。在《資本論》中，馬克思把人類運用抽象力進行的抽象過程表述為“完整的表象蒸發為抽象的規定”及“抽象的規定在思維的行程中導致具體的再現”的過程。這是一個由“感性具體”到“抽象規定”，再由“抽象規定”上升到“思維具體”的過程，也是科學抽象的基本過程。

在科學抽象的過程中，“具體”既是認識的起點，又是認識的終點。人類對客觀事物的認識，總是在實踐基礎上不斷發展的。

2.科學抽象的層次。要進行科學抽象，首先要分析研究對象的角度和層面問題。科學抽象具有層次性，高層抽象可以演繹出低層抽象。自然科學是科學家對自然界某一運動形式，或某一物質層次，或運動形式和物質層次中的某一側面的規律性認識，認識的高級成果是以系統化、體系化的科學理論形式出現的。

科學抽象的層次性是基于事物本質的層次性。對事物本質認識的級別是與事物本身的內在層次聯系在一起的。事物的本質是有層次的或有“多級本質”的。列寧曾論述：“人的思想由現象到本質，由所謂初級的本質到二級的本質，這樣不斷地加深下去，以至于無窮。”事物的本質是事物不同部分、不同方面抽象規定的綜合，是理性具體的表現，是科學抽象的結果。初級本質是事物諸方面感性層次的抽象規定的綜合；二級本質雖然仍以感性事物為基礎，但是較初級本質更深入一個層次的抽象規定的綜合；三級本質是較二級本質更深入一個層次的抽象規定的綜合。初級本質的形成是建立在感性具體的基礎上的，二級本質、三級本質的形成，除了依賴感性具體外，還需要以前一層次的理性具體為基礎。不同學科研究對象的本質規定的層次不同，科學抽象的層次也就不同。我們通過研究事物本質與本質之間的因果聯系，來揭示事物發展的內在規律。

按其對應的自然界及其規律性層次高低的不同，抽象可以分為低層抽象和高層抽象。同時，需要指出，低層抽象和高層抽象的區分是相對的。在科學發現中，描述性的經驗定律是低層抽象，而解釋性的理論原理是高層抽象。

按其所表現的事物特征是否為普遍性定律作為標準進行分類，抽象大致可以分為表征性抽象和原理性抽象。表征性抽象，是以可觀察的事物現象為直接起點的一種原始抽象，如物體的硬度、體積等。而關于物體物理性質的抽象是原理性抽象，原理性抽象是在表征性抽象基礎上形成的一種深層次抽象，它所把握的是事物的因果性和規律性的聯系，這種抽象的結果就是定律、原理，如化學元素周期律等。

3.科學抽象的程式。在科學研究中，科學抽象的具體程序千差萬別，沒有千篇一律的模式，在總結一般的科學抽象方法的基礎上，本文將其歸納為一個包括“分離研究對象→物元分析→提純處理→抽象出科學結論”幾個基本環節的“科學抽象程式”。

（1）分離研究對象。分離研究對象，就是把研究系統從所聯系的環境系統中分離出來，簡化考慮研究對象與其環境之間的聯系。任何一項具體的研究課題都不可能對現象之間的各種關系全部加以考察，因此，必須研究對象的分離，這是科學抽象的第一步。

（2）物元分析。這里的“物元分析”是指對廣泛意義上分離出的研究對象系統（定義為物元）的廣譜分析。其要義在于排除那些模糊的基本過程，排除掩蓋普遍規律的干擾因素，使得能在純粹的狀態下對研究對象進行考察。由于實際存在的具體現象是復雜的，如果不進行合理的純化，難以揭示事物的基本性質和運動規律；同時，由于技術條件的局限，不能采用物質手段去排除一些干擾因素，就需要借助思維抽象來完成。這種在純粹形態下對物體的性質及其規律進行考察，是科學抽象的關鍵環節。

（3）提純處理。提純處理，是對純態研究結果所進行的一種處理，或者說是對研究結果的一種表述。在科學研究過程中，對復雜問題做純態的考察，這本身就是一種簡化。另外，對考察結果的表述也有一個簡略問題。不論是對于考察結果的定性表述還是定量表述，都只能簡略地反映客觀現實，也就是說，它必然要撇開那些非本質的因素，這樣才能把握事物的基本性質和規律。所以，簡略也是一種抽象，是抽象過程一個必要和最后的環節，如伽利略所發現的自由落體定律就可以簡略地用公式表示。

（4）抽象出科學結論。科學抽象的結果表現是概念和范疇，最終發展為科學知識，由4個層面組成：科學事實、概念、定律、理論等科學知識構成的解釋層面，器物技術表現的外化層面，科學知識獨立認識價值的社會認同和體制依托表現的社會建制層面，科學精神、科學思想和科學方法代表的精神層面。科學知識追求“客觀性”和“邏輯一致性”。客觀性主要體現在其“可檢驗性”和“可重復性”兩個方面。“邏輯一致性”在科學上主要體現在“自洽性”和“相容性”兩個方面。

在科學研究中，對研究對象進行科學抽象處理，得到科學概念、理想化模型、科學規律等科學抽象結論，得到的結論還需要經過檢驗及修正等。新的自然科學理論的產生，總是以新的“科學概念”的形成為先導。“理想化方法”是人們在觀察和實驗的基礎上，運用理性思維能力，把研究對象置于比較理想的純粹的狀態下簡化影響因素、純化主要因素、忽略偶然因素、撇開次要因素，用理想化客體代替實在客體進行科學研究的方法。進行“理想化”抽象的好處是化難為易，有利于揭示事物的本質規律。自然科學研究中的“理想化方法”，常通過建立“理想模型”和設計“理想實驗”來開展。科學假說，是人們以一定的經驗材料和已知的事實為根據，以已有的科學理論和技術方法為指導，對未知的自然事物現象產生的原因及其運動規律所做出的推測性解釋（或猜測、猜想）。彭加勒認為，科學理論是一種假設，大凡推理都是一種假設，所以，假設有必須的作用，假設還要常常的經過檢驗；同一組現象可以用不同的理論進行同樣有效的解釋。人們之所以選擇這種理論而不選擇別種理論，完全是一種協議或約定，不是考慮是否真實。選擇的根據主要看是否方便和簡單明了，最好引入少數基本假設，而不要引入多數特殊假設。

三、科學抽象的統一性及應用要點

統一哲學理論認為，哲學是抽象科學，哲學揭示的是抽象真理，而各門具體科學揭示的則是具體真理。哲學比具體科學高一個層次，黑格爾將哲學稱謂“科學之科學”。在科學高度綜合化發展的當今，科學認識在更高階段上向哲學靠攏，哲學和科學在發生新綜合，在這個過程中，人們的世界觀和方法論有著越來越重要的作用，并直接滲入到科學研究實踐中。

在科學研究過程中，科學抽象活動在哲學層面上的統一性不僅表現在“哲學與具體學科之間”的科學抽象方法融合，而且表現在“不同學科之間”的科學抽象方法類同。

如，隨著現代經濟學向定量、數量化方向的發展，由擅長推理計算的數學家及理工科學家進行經濟分析，往往能取得開拓性的成果，尤其在運用科學抽象建立數學模型方面，具有理工學科背景的經濟學家更有優勢，如多位諾貝爾經濟學獎得主就有理工學科背景。現代科學發展中呈現出的交叉性、邊緣性和綜合性特征，預示著不同學科在更高層面上的聯系將更為密切，將會有更多的新的領域與學科增長點被開發出來，跨學科的交流和聯系將更為密切，在哲學層面上的世界觀和方法論將更具有統一性或一致性。

科學抽象程式的應用要點有：被抽象的東西要具有普遍性；高層抽象必須能演繹出低層抽象；注意表象的完整性；撇開對象的偶然、次要、非本質的方面，認識本質的一般；抽象過程是分析和綜合的辨證結合。科學抽象方法，是人類進行理性思維的普遍性方法，也是人們科學的認識世界的工具。科學研究工作者，特別是自然科學研究者，應重視科學抽象在科學研究工作中的應用，積極進行科學抽象思維，發揮主觀能動性，提高科學研究工作的成效。