經典還原論及其困難

夏代云,閆坤如

(1.海南大學政治與公共管理學院/社會科學研究中心,?？?570228; 2.華南理工大學思政政治學院,廣州 510640)

經典還原論及其困難

夏代云1,閆坤如2

(1.海南大學政治與公共管理學院/社會科學研究中心,?？?570228; 2.華南理工大學思政政治學院,廣州 510640)

科學哲學史上經典的理論還原模式是內格爾式推導性還原模式:從還原理論(T1)與橋接律(B)的合取中可推導出被還原理論(T2),即T1∧B→T2。橋接律是定律的可推導性及理論檢驗的必要條件,正是橋接律把還原理論及其定律與被還原理論及其定律聯結起來。但是,橋接律面臨著來自心靈哲學的多重實現災難和狂野析取困難的挑戰,這兩大困難使得橋接律不可獲得。

內格爾式還原論;橋接律;多重實現;狂野析取

在科學哲學史上,內格爾(ErnestNagel)從方法論角度詳細闡述了科學理論之間的還原,但是,這個還原模型面臨著來自心靈哲學的反還原論的挑戰。

一、內格爾式還原模型

關于理論與理論之間的還原(intertheoretic reduction),自20世紀中葉以來,最有影響力的是邏輯經驗主義的理論還原進路,即內格爾式還原模型,他在《科學的結構:科學解釋的邏輯問題》一書中對之作了精致而詳細的論述。金在權(Jaegwon K im)認為,內格爾式還原模型實際上是把科學解釋的亨普爾式D-N模型運用到理論與理論所形成的語境中。亨普爾式的解釋是從規律及描述相關初始條件的輔助性前提的合取中,把描述待解釋現象的陳述推導出來,類似地,內格爾式還原是從基本理論與作為輔助性前提的橋接律的合取中推導出目標理論。近30年來已經很少有人追隨解釋的D-N模型。然而,內格爾式的經由橋接律而實現的推導式還原(Nagelian derivational reduction via bridge laws)還能作為主導性的或統治性的標準,這真是一件令人驚異的事情[1]199。據此,我們不妨稱之為理論還原的經典進路。

內格爾認為,一個相對自主的理論被吸收到或還原到某個更為普遍的理論,這種現象是近代科學史上一個不容置疑且反復出現的特點;并且,有一切理由相信這種還原在未來仍將繼續進行。還原可以定義為(通常但不總是):用闡述某個領域的一個理論,去解釋另一探索領域中的一個理論或一組實驗定律[2]338。后者是被還原的理論,稱為“從屬科學”(secondary science),前者是還原到的理論,稱為“基本科學”(pr imary science)。①也有文章將secondary science稱為reduced science或target theory;將primary science稱為reduing science或base theory.

依據上述定義,還原主要落在解釋(explanation)方面,亦即,還原主要是一個認識論論題和方法論論題。然而,這個認識論論題被異質還原中的本體論問題所困擾,并引發了一些嚴重的哲學后果。

理論之間的還原有兩種類型(types):同質還原(homogeneous reduction)與異質還原(heterogeneous reduction)。同質還原的關鍵特點是,從屬科學的定律不采用在基本科學中沒有近似同義地使用過的描述性詞項,因此,這是在兩組使用同質詞匯的陳述之間建立演繹關系。如,伽利略的自由落體定律被吸收到牛頓力學和萬有引力理論之中。同質還原通常被認為是科學的常規發展過程中的一個階段,這種科學理論之間的還原不會引起誤解。因此,內格爾不再談論同質還原,并且將之看作是異質還原的一種特例。布洛德貝克(May Brodbeck)在《方法論個體主義:定義與還原》一文中也談及這一點,并認為這種演繹并不是她所狹義地界定的真正的還原[3],她所說的“真正的還原”也就是內格爾所界定的異質還原。

造成人們理智上不安與困惑的還原類型是異質還原,內格爾重點關注這種還原。異質還原的一個關鍵特點是,從屬科學理論中采用了一些特殊的描述性謂詞,但是,這些謂詞卻并沒有被包括在基本科學的基本理論詞項和對應規則中。這種還原的結果就是,從屬科學研究題材的一組獨特的特性跌落到基本科學理論領域之中,而這個基本科學理論當初可能是為了處理不同性質的材料而被設計出來的,并不包含從屬科學中的一些描述性詞項[2]340。這樣一來,基本科學就得想辦法用自己的術語和陳述解釋從屬科學中這些特有的描述性詞項,好像是把這些我們所熟悉的區分作為假造的東西清除掉,兩類事物的那些表面上看來不同的特征似乎被認為是相同的。當用微觀構成來解釋宏觀現象時,這種尖銳的神秘感尤其常見。比如,熱力學中的“溫度”這個概念還原到統計力學中,變成了“分子運動的平均動能”。

異質還原可能引發嚴重的哲學后果,如,什么是真正的“實在(reality)”,什么只是“現象(appearance)”?這就是異質還原中的“本體論困擾”。對這個問題的回答是多樣的:或者認為,冷和熱的區分只是某種根本的、但神秘的物理實在的“主觀”顯現,而不能恰當地說這個實在具有溫度;或者認為,使用可觀察的溫度計等儀器的程序定義的溫度才是實在的,而分子的平均動能則是虛構的;或者認為,溫度是一個“突現”特征,這個特征只顯現在自然組織的更高層級上,但在物理實在的較低層級上不顯現[2]341-342。同樣,社會科學中方法論個體主義與方法論整體主義之間的激烈爭論就與這種異質還原的哲學后果密切相關,而且道德哲學上的直覺就隱藏在其背后。正是這些哲學問題造成了人們理智上的不安與困惑,從而引發了大量的哲學爭論。

也許,我們應該記得,內格爾反復申明,他所說的還原是借助邏輯分析,對術語與定律進行還原,而不是對作為一種實在的性質進行還原。而這恰恰是布洛德貝克批評內格爾的《科學的結構》一書時的要點所在,她認為內格爾并沒有處理好理論實體的本體論地位[4]。這樣,就為一元論和突現論留下了爭論的空間。如今,心靈哲學和社會科學哲學也在“突現”與“還原”的名稱下對這個問題爭論得十分激烈。

內格爾認為,如果要實現理論之間的還原,那么,在實現還原之前,對于這兩類理論首先就有三個形式上的要求(for mal requirements):(FR1)最大明晰性要求:即公理、特殊假說、實驗定律必須被明確陳述出來,其中的術語必須依據有關規則或程序具有明確的意義。(FR2)科學陳述的語言構造性要求:即能夠被分析為一個語言結構的每一科學陳述(statement),都是由更為基本的表達式(more elementary expressions)按照或隱或顯的構造規則(rules of construction)構造出來的。這些更基本的表達式有形式的(for mal)和描述的(desvriptive)兩大類。形式性表達式也可稱為邏輯表達式,表示形式邏輯、算術和其他數學分析學科中的純形式實體,而描述性表達式表示經驗對象、性質、關系或過程。經驗科學主要關注描述性表達式。描述性表達式又分為觀察表達式(或觀察基元)和理論表達式(或理論基元)。觀察表達式是指稱可被觀察的事物、性質、關系和過程的描述性表達式,理論表達式是理論公設(協調定義除外)所采用的描述性表達式,以及可以在形式上從理論公設推導出來的定理所采用的描述性表達式。(FR3)共有表達式要求:從屬科學與基本科學共有大量表達式(包括陳述),這些共有表達式在這兩門科學中的意義相同。比如,熱力學和力學中共用的“體積”、“壓強”、“功”和杠桿定律等。

確立理論的三個形式要求之后,內格爾正式提出了異質還原的兩大必要的形式條件(for mal conditions):(FC1)詞項的可聯結性條件(connectability),與(FC2)定律的可推導性條件(derivability)。

其中,(FC1)是指,必須引入某種附加假設,使得從屬科學的詞項a所指代的任何東西,與已經出現在基本科學中的理論詞項b所表示的特征之間,存在著合適的關系?；蛘吒_地說:對于任何客體x,當(且僅當)x具有N,那么x具有M。

其中,M表示每一個出現在被還原理論T2而沒有出現在還原理論T1的理論詞項,而N表示一個在T1可以建構而在T2不可建構的詞項。這就是理論與理論之間的協調定義(coordinating definitions),或稱為橋接律(bridge laws),橋接律可用“B”表示。

(FC2)是指,借助于這些附加假設,從屬科學中的一切定律L2,必須可以在邏輯上從基本科學中的理論前提L1和與之相聯系的協調定義中推出來[2]355。即:L1∧B→L2?？梢?定律的可推導性包含詞項的可聯接性。

相應地,理論還原可以用如下邏輯式表示: T1∧B→T2。其中,T1是還原理論或基本科學,T2是被還原理論或從屬科學,B是橋接律。

但是,科學理論之間的還原不僅僅是一種邏輯演繹,基本科學中的前提也不是特設性假設。據此,內格爾提出了理論還原的一個非形式條件(nonfor mal conditions),即基本科學的理論假定必須得到具有某種程度的檢驗能力的經驗證據的支持[5]403。

至此可以說,基本理論與從屬理論的三大形式要求、兩大形式條件、非形式條件,都是經驗科學理論之間的還原所應具備的重要條件。

另外,對于術語的可聯結性的理解,我們不應該忘記內格爾的一個提醒:不過由此并沒有得出如下結論,即一般說來,在一門特定科學中所采用的每一個表達式,在由其自己獨具特色的規則或程序所指定的意義上,都可以按照其他某個學科的基元來解釋[5]396。這一點具有非同尋常的理論意義,如果是這樣,那么理論還原似乎不能達到完全還原,或者至少在我們所處的這個科學歷史時期是如此。對某一特定科學來說,它并不能完全還原為另一特定科學,因為并非其所有的詞項都能一一還原。即便能還原,那也只是一種部分還原。本文暫記之為“部分還原論2”,即,并非一特定科學的所有術語而是一部分術語得到還原。這不同于早些時候奧本海默和普特南在《作為工作假說的科學統一》[6]一文所定義的那種部分還原,本文暫記之為“部分還原論1”:一個學科中的一些理論而不是所有理論得到還原;或者說,并非一個學科中的全部理論得到還原,而是一些理論得到還原。

依上所述,橋接律是兩大形式條件的核心環節,正是橋接律把基本理論及其定律與從屬理論及其定律聯結起來,恰恰是橋接律能夠使兩大形式條件得到滿足,因此,橋接律在整個理論還原中占據著關鍵的或核心的地位,不可或缺。正如亨普爾說的,沒有橋接原理(bridge principles),一個理論就不會有解釋力,也不可能得到檢驗[7]264。這意味著,橋接律是定律的可推導性以及理論檢驗的必要條件,處于核心位置。于是,大部分后續探索以及隨之而來的眾多責難就集中在橋接律上。在對于內格爾式還原模型的批評中,橋接律遭受了最為猛烈的攻擊。

二、橋接律

較早的關于還原與反還原的爭論表現于機械論與新活力論之爭。新活力論認為,生命系統的某些特征,如生命、適應性和自我調整等特點,不能僅用物理學和化學的原理來解釋,而必須用物理科學中沒有的“隱德來希”或生命力來解釋,即,生物系統和過程在某些基本方面不同于物理-化學過程。這被稱為生物學的自主性(the autonomy of biology)論點。亨普爾認為稱之為“生物學的概念和原理的自主性論點”更為合適[7]156。但是,機械論反對這種主張,認為生命有機體只不過是非常復雜的物理-化學系統。亨普爾將機械論的反駁提煉為兩大主張:(M1)生命有機體的所有特征都是物理-化學特征——它們可以完全用物理學和化學的術語來描述(describe);(M2)能夠被理解的生命機體行為的所有方面都能夠用物理-化學的定律和理論來加以解釋(explain)[7]155。這兩個陳述結合起來,表達了從生物學到物理學和化學的可還原性(reducibility)論題。內格爾認為科學理論還原還必須增加非形式條件,亨普爾同樣認為,術語的可聯結性與定律的可推導性都要求經驗研究證據的支持。

M1就是指術語的可定義性(definability)條件,或內格爾所述的詞項的可聯結性條件,即引入一些假設,使得生物學中的特殊術語可以用物理和化學中的術語來定義。但是,這幾乎不可能是分析性定義,只能是描述性定義。而且,這里的描述性定義也只能是外延定義:不能要求定義項和被定義項有相同的內涵,而只能有求它們有相同的外延或應用范圍;即,定義項是被定義項的充分必要條件,定義項明確規定了一些條件,這些條件為而且只為被定義項所應用的所有事例所滿足。另外,這種共外延定義的獲得要求經驗研究,不能只靠對其意義的沉思或其他非經驗的研究來解決。弗雷格在《論涵義與意謂》一文中討論等同式“a=a”與“a=b”的差異——即,前者不傳達經驗知識,后者傳達經驗知識——時,就初步闡述了這種思想[8]。弗雷格認為,正是由于符號a和符號b的涵義不同,但通過經驗研究后發現二者的意謂相同(即共外延),才使得這兩個符號之間的等同關系能夠傳達經驗科學知識。

M2就是指定律的可推導性條件,即,所有的生物學規律都能從物理學和化學的定律和理論中推導出來。但是,這需要橋接定律將兩種理論的概念集合聯接起來。有了物理化學定律和橋接律,就可以推導出生物學定律。不過,亨普爾認為,定律的這種可推導性也必須在經驗研究中才能得以發現。也許,在經驗上,如果找到了橋接律,則可能實現還原,如果沒有找到橋接律,則不能實現還原。而且,還原定律(如物理-化學定律)能夠把被還原定律(如生物學定律)解釋到什么程度,取決于合適的橋接律被證實到什么程度。

這就是從生物學到物理學和化學的可還原性論題。將之推廣,就是各種異質理論之間的可還原論性題。

內格爾認為,詞項的可聯結性條件對于還原還不是充分的,必須添加定律的可推導性條件。后者對于還原既是必要的也是充分的,因為定律的可推導性顯然包含詞項的可聯結性。但是,由于可聯結性在分析還原時很重要,所以,仍然將之單列出來。如果橋接律需要經驗證據的支持,那么,橋接律所設定的聯結在本性上就應該是事實性聯結(factual linkages)或實質聯結(material linkages)。繼而,如果這種聯結是事實性聯結或實質聯結,那么,橋接律就是物理假說(physical hypotheses)。這種物理假說斷言:基本科學中某一理論表達式B所指稱狀態的發生,是從屬科學中A所指稱狀態的發生之充分條件(或必要且充分條件)[2]354。即,對于任何一個屬于從屬科學而不屬于基本科學的詞項“A”,在基本科學理論中有一個理論詞項“B”(注:此符號“B”不同于前文中表示橋接律的符號“B”),且橋接律使得A和B由一個雙向條件句(biconditional)聯結起來。換句話說,橋接律就是雙向條件句形式:A當且僅當B (記為“A?B”)。為方便起見,可稱之為“雙向條件橋接律”。內格爾還論證說,如果A與B之間不采用雙向條件句形式,而采用如果B則A(記為“B→A”)這種充分條件形式,那么,B就不能替代A,其后果是從屬科學不能從基本學科的一個理論中演繹地推導出來[2]355注釋5。

三、多重實現災難

內格爾式還原模型的橋接律是雙向條件句形式,通過這種雙向條件句,被還原理論域中的每一個屬性在還原理論中均有一個對應的屬性,這兩個屬性在外延上是相同的,且是律則地(nomologically)相同[1]198。恰恰是在這一點上,普特南(H. Putnam)和福多(J.Fodor)等人從心靈哲學的角度對之提出了尖銳的批評。金在權總結說,由于還原論在20世紀70和80年代暴露出大量的缺陷,結果在心靈哲學領域的任何方面幾乎都看不到還原論者,當然,除了他本人和邱奇蘭德(Patricia Churchland)之外[9]注釋14?？疾煳墨I,最嚴重的問題之一就是雙向條件橋接律遭遇多重實現論證(multiple realization argument)時所面臨的巨大災難。30多年來,多重實現性論證使得橋接律成為還原論與反還原論之爭的焦點,即:對于所涉及的領域而言,橋接律是否可獲得?

多重實現性起源于心靈哲學。心靈哲學中,關于心的多重實現性論題(the multiple realizability thesis)是:單一的心理種類(屬性、狀態、事件)能被不同的物理種類實現,一個既定的心理種類(如疼痛)能與許多不同的物理種類保持聯系[10]。

所謂可實現性是指,說一個“事件(性質、狀態等)e是F”實現了“e是G”,當且僅當,(1)e是F, (2)e是G,(3)對于所有的事件e,如果e是F,則e是G為律則必然性(nomological necessity),寫成一個式子就是:□N(e)(F(e)→G(e))。(4)“e是F”解釋了“e是G”。這樣,F(e)叫做實現者,G (e)叫做被實現者[11]。

普特南和福多用多重實現論證來表明,包含心理謂詞的理論不能被還原為純粹用物理術語表達的理論,從而維護一種反還原論的立場,論證特殊科學(如心理學)的自主性(autonomous)。

普特南最先在反駁心腦同一論時提到疼痛的多重實現,即,任何一種心理屬性,如痛疼,可以由各種生物體(如人、貓科動物、爬行動物、軟體動物甚至在生物化學性質方面完全不同于地球生物的地球外生物)的不同神經結構所實現,甚至有感覺智能機器裝置也能實現疼痛。這樣,就導致心理謂詞對應于多個物理謂詞,從而不能按照橋接律的一一對應形式還原為物理謂詞[12]。金在權認為這使得大腦-狀態理論招致厄運。多重實現導致反還原主義,這主要是因為:當物理屬性適當地個體化時,心理屬性并不與物理屬性共外延[13]6。

普特南提出的多重實現論證的更為流行的版本是:兩臺物理硬件結構完全不同的計算機能執行相同的軟件程序,這種現象被稱為計算機功能的多重實現[14]。這使得處于高層的計算功能不可能一一對應于低層的計算機硬件,這樣,功能系統謂詞就必須與多個物理類型描述式配對,這樣,二者就不一一對應地共外延了,所以內格爾式還原模型的雙向條件橋接律在此就不能獲得,因而,前者不可能被還原為后者。類似地,心靈哲學中功能主義關于心靈與身體的層次圖景是:心靈是一種功能,處于高層,身體是實現心靈功能的物質基礎,處于低層[14]。由于心理屬性相對于身體狀態的多重可實現性,心理屬性與身體屬性就不會一一對應地共外延,這樣,按照內格爾還原模型,心-身橋接律就是不可獲得的。因而,心理屬性不能還原為身體狀態。若此,則更廣泛意義上的理論還原也不可行。

四、狂野析取困難

福多在《特殊科學》一文中,用狂野析取論證進一步拓展了多重實現論證,論證橋接律不可有效獲得,從而反對將含有心理謂詞的理論還原為純粹只有物理術語的理論。金在權認為,普特南在《心靈狀態的本性》(The Nature ofMental States)一文中對于析取屬性問題一帶而過、未予重視,而福多正好就此切入并展開了關于屬性的狂野析取論證[13]8。

實證主義科學哲學的一個典型論題是,特殊科學中所有為真的理論最終都將還原到物理理論。對于很多科學家和哲學家來說,這意味著取消特殊科學的專利(proprietary)。不過,福多認為,盡管這種觀點得到了熱的分子理論以及化學鍵的物理學解釋的經驗支持,這也仍然是一個經驗論題,科學發展中特殊學科的急劇增長表明,對于還原的激情不過是對于其以往所取得的成功的一種歸納。而歸納的固有缺陷是概括過度,在擴展中可能出錯。他將理論還原的特征分析為[15]688:

(2a)和(2b)是聯結這兩條定律的橋接律,其典型特征是同時包含了還原科學與被還原科學中的謂詞,兩個不同層級的謂詞律則地共外延。扎勒(Zahle)說,福多將橋接律詮釋為一對一映射(one-to-one mapping)這種關系[16]注釋9。兩個集合的元素之間的一對一映射關系由線性函數表達,這不同于非線性函數表達的一對多映射關系。(1)和(3)分別是特殊科學和物理學中名副其實的定律,其中,P1和P2是物理學的謂詞。(1)讀著“所有S1情況導致S2情況?！薄八小边@個量詞是有所保留的,因為這樣的定律往往是有例外的。S1和S2是類型謂詞(type predicates),那么,如果S是一門特殊科學,S1和S2就不是作為科學之基礎的物理學中的謂詞。把(1)還原為(3)的必要且充分條件是(2a)、(2b)和(3)是定律;且,把特殊科學S還原為物理學的充要條件是S中的所有定律都能如此被還原。

接下來,福多引用了格雷夏姆定律(Gresham’s law):貨幣交往在不同的條件下以不同的形式得以實現,如北美印第安人以前用貝殼,現在用美元鈔票等等。這就導致前者不與后者共外延,更別說是律則地共外延——即窮盡一切可能的外延,只有永生的經濟學家才能對之進行狂野析取式的枚舉?？褚拔鋈∈降母鱾€析取支既沒有共同的內涵也沒有共同的外延,那么就無法與被還原的概念共外延。這樣,屬性的析取式本身顯然不是自然類謂詞。而福多認為,規律本身就是表述自然類之間的關系,一個普遍概括成為似律概括的一個必要條件就是其前件和后件都必須是自然類謂詞。但是,一系列析取關系的概念群本身不是自然類概念。這樣,就使得橋接律不是規律。

如此,橋接律不可有效地獲得。進而,還原就不可能實現。此處,橋接律的這種不可獲得,并不是亨普爾所說的經驗上暫時不可獲得,而是原則上永遠不可獲得。因此,依據統一科學主張中學科還原所具有的意義,經濟學這個專利名稱對于物理學就不是可還原的[15]692。既然社會科學中的經濟學能擁有自己的獨立地位,那么,這同樣適合于心理學,如相同種類的心理事件可以與不同種類的神經事件匹配[15]693。進而,這也同樣適合于社會科學的任何其他學科。

概而言之,內格爾式理論還原模型是經典的理論還原模型,但是,其核心環節橋接律遭遇到了來自心靈哲學的多重實現災難和狂野析取困難,這成為討論理論還原的兩大難點。

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(責任編輯王烈琦)

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

國家社科基金青年項目“解釋者信念度語境相關模型研究”(09CZX017)和“華南理工大學中央高?；究蒲袠I務費專項資金”(2009SZ0020)的資助。

夏代云(1971—),女,湖南人,哲學博士,講師,研究方向:科學技術哲學、社會科學哲學;閆坤如(1977—),女,河北人,哲學博士,副教授,研究方向:科學技術哲學。