實體結(jié)構(gòu)主義的科學哲學
—— 評張華夏教授的《科學的結(jié)構(gòu)》

齊磊磊

實體結(jié)構(gòu)主義的科學哲學
—— 評張華夏教授的《科學的結(jié)構(gòu)》

齊磊磊

2016年，年逾85歲的老一代科學哲學家張華夏教授推出了他的新著《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》①張華夏：《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》，北京：社會科學文獻出版社2016年版。。本書旨在概括與研究邏輯經(jīng)驗主義和歷史學派衰落后的科學哲學上的一些重大問題，并提出作者的主要見解。這些見解，我認為可以用實體結(jié)構(gòu)主義或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主義的科學哲學觀來加以概括。該書分為三篇：第一篇討論科學與實在，主要是從實體結(jié)構(gòu)主義的觀點討論科學合理性和科學實在性的結(jié)構(gòu)；第二篇科學理論的結(jié)構(gòu)，主要討論語義模型論的科學理論的結(jié)構(gòu)觀；第三篇科學中的因果性和自然律的結(jié)構(gòu)，主要討論實體結(jié)構(gòu)主義的因果觀和定律觀。接下來按照順序?qū)@本書進行評論。

一、關(guān)于科學的合理性與實在性問題

科學合理性與實在性是當今科學哲學的核心問題之一，不過張華夏教授是從“知識”這個更廣泛的進路切入這個問題。張教授對于知識有一個不同于柏拉圖的更廣泛的定義。柏拉圖將知識定義為“得到辯護的真信念”，而張教授把這個定義加以推廣，將知識定義為“知識就是得到辯護的（真的、善的或美的）思想信念和行動技能”②同上書，“前言”第1頁。。他將知識劃分為日常知識、科學技術(shù)知識、倫理知識、宗教知識、文學藝術(shù)知識以及數(shù)學與邏輯知識六個大類。張教授認為：各種不同知識之間具有不能邏輯地由此推彼的邏輯鴻溝存在，并且它們在組成部分上具有不同的事實成分、價值成分和形式成分的比例；不同性質(zhì)的知識具有不同的合理性標準和不同的事實、價值和形式的實在內(nèi)容，不能加以混淆。例如，科學知識與宗教知識乃至政治知識不能混淆。這樣，張教授提出了一個整合多元主義的知識觀，一方面說明各種不同知識之間具有重大的區(qū)別，同時又可以用有目標控制的行為模型將它們統(tǒng)一起來，并對所有知識的增長與變革機制進行理解。張教授從整合多元主義的系統(tǒng)觀討論知識及其合理性，主要目的是要明確科學，特別是經(jīng)驗的和精確的自然科學在各種知識群中的地位。在此基礎上，張教授轉(zhuǎn)入對知識合理性標準的研究。他對不同知識領(lǐng)域的演繹合理性、歸納概率的合理性、價值合理性、社會交往合理性做出了比較詳盡的分析。然后對科學合理性，即科學理論選擇的評價標準進行重點分析。

大家知道，長期以來，邏輯經(jīng)驗主義者，例如卡爾納普企圖建立一個假說來表述它的證據(jù)或給定信息的確證度，即“歸納概率”。他想要通過邏輯、數(shù)學和語言分析的方法求出一個科學假說的可信賴的程度。①卡爾·亨普爾：《自然科學的哲學》，張華夏譯，北京：中國人民大學出版社2006年版，第70—71頁。這個努力始終沒有成功，也不可能成功，因為證據(jù)對于理論的成立具有不充分的決定性，不能忽略其他非證據(jù)因素來談論假說的確證度。正在這個時候，以庫恩為代表的歷史學派提出科學理論（或范式）之間不可通約，不可能有什么充分根據(jù)、標準與算法來確定一個理論比另一個理論更加優(yōu)越，更加值得選擇。費耶阿本德甚至說，這“取決于說服的技巧”就像“轉(zhuǎn)換宗教信仰皈依另一種宗教信仰一樣”。②托馬斯·庫恩：《必要的張力：科學的傳統(tǒng)和變革論文選》，范岱年、紀樹立等譯，北京：北京大學出版社2004年版，第313頁。于是，在科學哲學界引起了軒然大波，這就是理論的選擇與評價標準問題。庫恩為此大傷腦筋，在他的《科學革命的結(jié)構(gòu)》出版11年之后，為了澄清這個問題，在《必要的張力》一書中提出：“一種好的科學理論有些什么特征？我從若干通常的回答中挑選出五條來……精確性、一致性、廣泛性、簡單性和富有成果性（accuracy，consistency，scope，simplicity and fruitfulness）—— 都是評價一種理論是否適當性標準準則。”③同上書，第 42—43頁。這似乎拉近了歷史學派與邏輯經(jīng)驗論之間的距離，不過這個距離始終存在。因為庫恩有言在先，這五條標準只是一組選擇的價值，而不是選擇的規(guī)則，更不是一組算法或算法的標準。張華夏教授認為庫恩的這個觀點仍然帶有主觀的任意性。依據(jù)庫恩和卡爾納普都曾經(jīng)同意過的貝葉斯公式，如果對它做客觀的解釋，這個公式除了因不同科學家的價值觀不同因而具有認知價值層面之外，還應帶有算法的層面。④參見張華夏：《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》，第41—47頁。他的基本進路是，如果將庫恩的科學評價選擇五個特征做形式化和線性化的處理，便有：P（h）＝ f（a，c，sc，s，f）＝ αa＋ βc＋ γsc＋ δs＋ εf，這里 a，c，sc，s，f表示為客觀解釋的庫恩的合理性評價五標準（用它的第一個字母來表示），α，β，γ，δ，ε表示因科學家的個人價值標準不同而給五項標準賦予不同的權(quán)重。這個公式很顯然是一個價值層面和算法層面的結(jié)合或纏結(jié)：如果科學評價沒有算法的層面，科學理論的選擇變成完全主觀生成的東西；評價如果沒有價值層面，在不同理論之間的選擇變成完全機械操練的動作，科學便失去了自由的百家爭鳴和自覺的努力奮斗，包括改變自己的觀點的努力。馬克思說的“在科學上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達到光輝的頂點”①馬克思：《資本論》 （第一卷），北京：人民出版社2004年版，第24頁（法文版序言和跋）。就是要求我們有這種奮斗精 神。

張華夏教授主張貝葉斯評價公式有它的客觀性解釋，加之他認為科學合理性有它的算法層面，這就為他主張科學實在論打下了基礎。

什么是科學實在論？《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》一書在“科學的合理性” （第二章）之后用專門一章“科學實在論”來討論這個問題。作者認為，所謂科學實在論是指成熟的、成功的或理想的科學理論，有著一些真實的客體與它相對應（本體論承諾），它意味著這些理論本身描述了這些真實的客體，從而給理論區(qū)分出真假（語義學和認識論的承諾），科學的發(fā)展不但解決越來越多的問題，而且越來越逼近客觀的真理（即所謂對科學進步的承諾）。反實在論（例如庫恩和范弗拉森）反對這些觀點，認為一個成功的理論不過是“拯救現(xiàn)象”、“預言現(xiàn)象的成功”而已。實在論與反實在論進行了曠日持久的大論戰(zhàn)，到了20世紀末和21世紀初“進入科學哲學的主流討論”②張華夏：《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》，第81頁。。科學實在論的主要論據(jù)是最佳解釋推理和無奇跡論證，所謂最佳的解釋就是該理論實體被科學從各個方面（例如分子運動論的，X光衍射的以及化學變化的等等）指明有一種對應的客體存在（例如分子存在），而如果說它們只是碰巧符合這種客體存在，那簡直是“奇跡”。而奇跡是不存在的，所以科學理論有它的現(xiàn)實的客體作為它的基礎。

可是反實在論提出相反論證，推出科學理論取得成功的客體（如燃素說、熱質(zhì)說、泛生論、光以太說），隨著科學的發(fā)展，它的本體論承諾和理論詞的指稱都一個個地被推翻。科學的歷史可以看作是一部“悲觀的元歸納”③同上書，第88頁。的歷史。

正當這兩個學派爭持不下時，英國倫敦經(jīng)濟學院的沃勒爾（J. Worrall）提出結(jié)構(gòu)實在論打破了這個僵局。他們將“理論的不可觀察的本體（noumena 或ontic form）劃分為兩個部分：一部分是它的實體（entities）或?qū)ο罂腕w（objects）；另一部分是這些實體的關(guān)系或結(jié)構(gòu)。實體是不可認識的（或根本不存在的），而實體的關(guān)系或結(jié)構(gòu)卻是可知的，特別是可以通過數(shù)學的結(jié)構(gòu)來加以把握，前者是在理論變更中不斷做出根本性的改變的，而后者是在理論變更中能持續(xù)下來的，表現(xiàn)出科學革命的持續(xù)性和積累性”④同上書，第91頁。。這樣，實體的關(guān)系與結(jié)構(gòu)就可以客觀地、正確地加以描述，有它的本體論承諾和認識論的實在意義。最著名的案例是光學中的菲涅耳方程，它反映了光的入射、折射和反射的關(guān)系，它在光的以太理論中成立，在后來的麥克斯韋電磁場理論中成立，在愛因斯坦的光量子假說中也成立，成為理論實體假說的不斷變更中的多朝元老和不倒翁。

結(jié)構(gòu)實在論的歷史由來已久，包括羅素和彭加勒都是結(jié)構(gòu)實在論的創(chuàng)始者和支持者。結(jié)構(gòu)實在論的成功之處就在于在結(jié)構(gòu)的實在性方面避開了“悲觀的元歸納”的反實在論觀點，又支持了科學實在論在結(jié)構(gòu)方面的本體論承諾、語義為真的承諾以及科學的進步和持續(xù)性的承諾。它的缺點是引進了實體的不可知（認識論上的結(jié)構(gòu)主義，即ESR）或理論詞指稱的實體根本就不存在（本體論上的結(jié)構(gòu)主義，即OSR）。美國華人哲學家、波士頓大學的曹天予教授企圖修正這些觀點，他的目的就是建立一種召回實體的結(jié)構(gòu)實在論，因為實體與結(jié)構(gòu)是一對范疇，結(jié)構(gòu)是實體內(nèi)部或?qū)嶓w之間的一種關(guān)系，沒有關(guān)系者的關(guān)系是很難理解的。張華夏教授稱這種結(jié)構(gòu)實在論為實體—結(jié)構(gòu)實在論（ENSR）。這種結(jié)構(gòu)實在論的實體與傳統(tǒng)哲學的永恒不變的實體不同，它的實體涉及比較廣泛的領(lǐng)域：主要包括“個體客體（物體），非個體客體（物體群體），非客體物理場，甚至整體的過程結(jié)構(gòu)”①這種整體的過程結(jié)構(gòu)的一個典型案例是自組織突現(xiàn)體，例如化學鐘。張華夏：《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》，第104頁。。這已經(jīng)在實體中包含了某種結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)載體的因素，這種實體結(jié)構(gòu)主義之所以是結(jié)構(gòu)主義的，那是因為：（1）雖然在某種情況下基本實體對結(jié)構(gòu)處于優(yōu)先地位，但在認識論方面，結(jié)構(gòu)陳述在理論陳述中占著優(yōu)先地位，可以通過結(jié)構(gòu)陳述來探索出它所包括的一個穩(wěn)定的核心的具有自然類的本質(zhì)特征和因果機制的子集，那便是“不可觀察的實體”。這就區(qū)別于認為實體不可知的認識結(jié)構(gòu)實在論（Epistemic Structural Realism，即ESR）和主張實體不存在的本體論結(jié)構(gòu)實在論（Ontic Structural Realism，即OSR），又保留了它們的長處；（2）關(guān)于元素與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，他提出兩種元素結(jié)構(gòu)，第一種元素在結(jié)構(gòu)中占主導地位，但是還有第二種元素結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)對元素占主要地位。他說：“第二種結(jié)構(gòu)類型，稱作整體結(jié)構(gòu)，它在本體論上優(yōu)先于它的元素，賦予元素以無結(jié)構(gòu)質(zhì)料或角色位符（place holders）的意義，從它所占有的結(jié)構(gòu)的角色位符中以及在結(jié)構(gòu)中所起的功能作用導出它們的個體特征。”②張華夏：《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》，第111頁。這就區(qū)別于無實體存在的OSR。有了這種實體與結(jié)構(gòu)的重新定義，使得曹天予的實體結(jié)構(gòu)主義與標準的結(jié)構(gòu)主義更加接近。張華夏教授支持這種實體結(jié)構(gòu)主義，并給它補充了實體、結(jié)構(gòu)、過程之間相互關(guān)系的論證。實體可以看作是過程的持續(xù)生成，（A1，A2，…An），其中A1，A2，…An持續(xù)生成和存在，例如龍卷風是實體，它由持續(xù)生成的過程A1，A2，…An組成，實體也可以看作是關(guān)系的紐結(jié)或關(guān)系的函數(shù)，這些關(guān)系Rn的扭結(jié)F規(guī)定了某種具有特定性質(zhì)的載體X，所以實體結(jié)構(gòu)主義闡明在客體中，實體與結(jié)構(gòu)是共存的、可知的和相互確定的；可以有實體主導結(jié)構(gòu)的實體，也可以有結(jié)構(gòu)主導實體的客體，可以通過實體認識結(jié)構(gòu)，也可以通過結(jié)構(gòu)認識實體；實體有它的結(jié)構(gòu)表達式，實體、結(jié)構(gòu)有它的過程表達式，反之亦然，它們在數(shù)學上或哲學上是等價的，只是分析問題的立足點或預設不同罷了。而一般說來，實體和結(jié)構(gòu)是一種相對的劃分，從低層次實體（例如生命大分子）看它們的過程結(jié)構(gòu)或相互作用結(jié)構(gòu)的東西（例如細胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)）是結(jié)構(gòu)，而在高層次（生命有機體）看它是實體（細胞體）。最近，張教授研究了德勒茲的差異理念辯證法，這種新辯證法指出：單獨看元素的實體就像單獨看dx，dy一樣，是非確定性的；而從它們之間的關(guān)系來看它則是相互可確定的，就像dy/dx一樣是可確定的。這就是主要來自曹天予—張華夏的實體結(jié)構(gòu)主義的科學實在論，它也是結(jié)構(gòu)主義的一種形式。

二、邏輯經(jīng)驗主義科學理論結(jié)構(gòu)觀的衰落和模型結(jié)構(gòu)主義的興起

所以無論從哪一方面來說，從語法和語句的觀點，將科學理論劃分為形式的語句、理論的語句、觀察的語句，并從中尋找它們之間的邏輯推演關(guān)系的“公認觀點”的科學結(jié)構(gòu)觀是不能成立的，更何況它完全忽視了模型的作用，將模型只是看作一種理論形象化和啟發(fā)性工具，認為成熟的理論應消除它。張華夏教授指出，這個“公認觀點”失敗的標志是1969年3月在伊利諾斯的科學哲學討論會上亨普爾的發(fā)言，他在這個會議上公開宣布這個失敗。但是，“科學哲學的中心問題，還是科學理論的結(jié)構(gòu)和動力學問題”①張華夏：《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》，第133頁。。于是，科學哲學家們紛紛從不同進路（被稱為非陳述觀點進路、語義進路、模型論進路、集合論進路，等等）去尋找科學理論的結(jié)構(gòu)的研究方法。張華夏教授認為最重要的新進路是：

1. 以薩普和范弗拉森為代表的狀態(tài)空間模型進路。他們認為，科學理論結(jié)構(gòu)研究的重點，應該從語法分析轉(zhuǎn)向科學理論的超語言實體（extralinguistic entities），即從語義結(jié)構(gòu)方面進行研究。這些所謂超語言實體就是科學理論研究對象在現(xiàn)象領(lǐng)域中通過可控實踐抽象出并簡化了、理想化了的，甚至虛構(gòu)了的參量。每一個參量用廣義坐標的一個維度來表示和描述，這些維度便組成一個n維狀態(tài)空間。“例如描述一個質(zhì)點的力學系統(tǒng)，就有6個維度：點的位置有空間三維q = （qx，qy，qz），質(zhì)點的動量矢量又要三維p = （px，py，pz），由此組成的6維狀態(tài)空間（qx，qy，qz，px，py，pz）。要研究兩個質(zhì)點就要有12個維度的狀態(tài)空間。這就是質(zhì)點的物理（模型）系統(tǒng)，它是現(xiàn)象世界的一個復本。”②同上書，第135頁。在這個n維狀態(tài)空間中，一個物理個體在某一時刻就是在n維空間中的一個點，其變化組成狀態(tài)空間中的一條軌線，它就是物理系統(tǒng)的語義模型，這就有了模型與現(xiàn)實世界的關(guān)系。“測量出來的資料要經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能與作為模型的物理系統(tǒng)所預言的結(jié)果進行比較，來檢查模型是否預言了現(xiàn)象世界和被現(xiàn)象世界所確證。”③同上。

由于狀態(tài)空間模型的介入，這里沒有理論與觀察的二分語言，也無須對應規(guī)則，有的是它存在理論語句、語義模型的詮釋和觀察現(xiàn)象三者之間的關(guān)系。張華夏教授結(jié)合范弗拉森對狀態(tài)空間模型的討論，參考薩普（F. Suppe）的文獻，用一個圖示詳細分析了理論結(jié)構(gòu)陳述、狀態(tài)空間以及現(xiàn)實實在系統(tǒng)之間的關(guān)系，如圖1所 示：

圖1 理論結(jié)構(gòu)、狀態(tài)空間以及現(xiàn)實系統(tǒng)之間的關(guān)系

在這里，理論結(jié)構(gòu)T提供了表達語言U的完整的物理系統(tǒng)狀態(tài)空間模型H的語義詮釋，用 來表示。而U也指稱著T的范圍中的現(xiàn)實系統(tǒng)，用 來表示。從實在論的觀點看，物理模型M與狀態(tài)空間的關(guān)系是同態(tài)的關(guān)系。而從范弗拉森的建構(gòu)經(jīng)驗主義的觀點看，M是現(xiàn)實世界的一個子集與它的在個體局域函數(shù)下的意象M*之間的映射。當M* 包含于T，則T是經(jīng)驗地適當?shù)蘑俅瞬糠值脑敿毞治鰠⒁姀埲A夏：《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》，第136頁。。這里U一開始就沒有理論與觀察二分和對應規(guī)則。

2. 如果說，薩普和范弗拉森提出了科學的狀態(tài)空間模型來說明科學理論的結(jié)構(gòu)，從而避免了邏輯經(jīng)驗主義的理論與觀察的語言二分和對應規(guī)則。但是其成果只是局部性的，沒有更廣泛的視野，因為并非所有的物理理論都能用狀態(tài)空間來表達。相應地，蘇佩斯（P. Suppes）從數(shù)理邏輯中的集合論和模型論進路來分析理論的結(jié)構(gòu)獲得了更廣泛的成果。早在1957年他就在《邏輯導論》中寫到：“通過定義一個集合論謂詞來公理化一個理論以便發(fā)現(xiàn)它的結(jié)構(gòu)。”②張華夏：《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》，第136頁。所謂給科學理論定義一個集合論謂詞，就是用集合論的語言來表達這個科學理論和理論概念，如“x是一個群”（ 數(shù)學理論）、“x是決策論”（ 經(jīng)濟學理論）、“x是經(jīng)典力學”（ 物理學理論）。怎樣可能用集合論（特別是集合論中的模型論）的語言來表達任何科學理論呢？他認為這是不成問題的，因為被稱為所有數(shù)學基礎的集合論有足夠的算子和算法（特別是冪集和笛卡爾積集）來表達任何一個理論。“于是滿足這個特定謂詞的集合論實體就成了這個理論的模型。”③同上書，第137頁。不過在邏輯經(jīng)驗主義衰落之后，蘇佩斯并沒有對科學理論的核心問題做出這種表達，而是法國布爾巴基學派提出的“結(jié)構(gòu)種”、史納德（Joseph D. Sneed）、斯泰格繆勒（W. Stegmüller）、穆林（C. U. Mouline）等人提出的“模型類”具體地完成了科學理論的語義模型結(jié)構(gòu)。

布爾巴基學派在他們的集合論中提出了結(jié)構(gòu)種，并指出任何數(shù)學理論和能公理化的科學理論的核心都可以用集合論來表達它的結(jié)構(gòu)種，其組成元素有四個因素或步驟：（1）一定數(shù)目的集合E，它是這個科學理論的主要基礎集，它包括理論的實體及其屬性；（2）一定數(shù)目的輔助基礎，例如實數(shù)、自然數(shù)，等等；（3）由這些基礎集合或加上輔助基礎集組成的定型圖式（Typification），它按照一定步驟（梯陣建構(gòu)圖式），形成型特征（Typical Characterization），我們稱之為定型式；（4）對基本的集合元素實體建立一定的結(jié)構(gòu)種公理，相當于科學中的定律，我們稱之為定律式。從實體結(jié)構(gòu)主義的觀點看，主要的基礎集表達了可公理化的科學理論所指稱的理論實體，定型與定律指稱這些實體的結(jié)構(gòu)，所以布爾巴基的結(jié)構(gòu)種本質(zhì)上是實體結(jié)構(gòu)主義的。

實體結(jié)構(gòu)主義如何看待科學理論的結(jié)構(gòu)，這正是“結(jié)構(gòu)主義科學理論觀”要研究的內(nèi)容。結(jié)構(gòu)主義科學理論觀研究的切入點是模型論，認為模型是科學理論的核心，“科學理論分析的基本單元是模型而不是陳述”①W. Balzer，C. U. Moulines and J D. Sneed，An Architectonic for Science：the Structuralist Program，Dordecht：Reidel，1987，p.2.。“確定一個科學理論就是將它所屬或所對應的模型的類（Class of models）找出來，這里模型是現(xiàn)代邏輯和模型理論的一個專有名詞：模型就是某種類型的元素之間的一種關(guān)系結(jié)構(gòu)，所以它是實在論的實體結(jié)構(gòu)主義在科學結(jié)構(gòu)上的反映。”②張華夏：《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》，第171頁。

為了說明邏輯與集合論意義上的模型在科學理論中的核心作用，張華夏教授詳細地討論了結(jié)構(gòu)主義科學理論觀的主要內(nèi)容，提出了認識論上的幾個重要的模型類：潛在模型（Mp）與實際（在）模型（M ?Mp）、部分潛在模型（Mpp ?Mp）以及可允許粗糙模型等概念。同時，他引入經(jīng)典碰撞力學中模型的例子和靜力學中滑動平衡理論對各種集合論模型類進行實證分析。

前面已經(jīng)說到，科學語言以及詞本身并不能截然劃分為理論與觀察這不同的兩類。史納德學派的模型類，首先解決了邏輯經(jīng)驗主義解決不了的理論與觀察的關(guān)系：“史納德學派（用它的模型類）提出了一個相對標準，即認為理論還是非理論，不是相對于語言來說，而是相對于某個我們要討論的作為模型的理論T來說的。凡是要依賴T理論的實在模型，即依賴該理論的實在定律才能確定它的意義和測量方法的概念是‘T—理論的’概念，凡是不依賴T理論實在模型的其定律就能獨立確定或計量的概念叫做‘T非理論的’概念。它是T理論的資料數(shù)據(jù)基礎或依賴T理論模型以外的特別是低層次的理論來確定的概念。”③同上書，第166頁。史納德模型類還解決科學發(fā)展過程的描述問題：“在理論的潛在模型中，刪除其中的‘T理論’詞，所留下來的潛在模型就叫做部分潛在模型，或稱為部分模型。”④同上書，第167頁。從部分潛在模型到潛在模型再到模型，恰恰體現(xiàn)了科學發(fā)展的過程，是發(fā)現(xiàn)或確證自然類和自然規(guī)律的過程，是一個從可能世界回歸到現(xiàn)實世界的漸進過程。

張華夏教授認為，史納德模型類能解決科學理論結(jié)構(gòu)的許多問題，包括理論與經(jīng)驗的關(guān)系問題、理論還原和理論突現(xiàn)的關(guān)系問題、理論的革命和繼承問題，等等。對此，張教授也一一進行了討論。⑤參見同上書，第180—185頁。

三、實體結(jié)構(gòu)主義的因果觀和定律觀

本書第一篇討論因果實在論，認為因果性是現(xiàn)實發(fā)生的，科學的合理性所包括的歸納的合理性又必須以因果律的普遍性為前提；第二篇討論科學理論的結(jié)構(gòu)。在這些討論中，我們看到，科學定律、經(jīng)驗定律和理論定律，又與因果性和自然律密切相關(guān)。這些關(guān)于因果性和自然律的分散討論，如果沒有一個章節(jié)集中起來，科學哲學是不完整的。所以，本書中專門用一篇對因果性與自然定律進行分析是有充分理由的。也正是出于這樣的考慮，在第三篇中，張華夏教授以實體結(jié)構(gòu)主義為出發(fā)點，將因果性理論和自然律觀點綜合建構(gòu)起來。下面首先討論他的“因果性的結(jié)構(gòu)”。

因果性理論有許多不同學派，張華夏教授將其概括為概念分析（the approaches of conceptual analysis）與經(jīng)驗分析（the approaches of empirical analysis）兩種進路。他認為這兩種進路都是有合理性的，多個學派各有長短和適用范圍。他的目的要取長補短，使之并行不悖又相互協(xié)調(diào)。他依綜合方法來分析處理休謨—馬奇學派的條件因，洛克—馬頓—邦格的作用動力因，然后再分析羅素—薩爾蒙—多約的視因果為守恒量傳遞交換的過程因，以及他自己主張的復雜系統(tǒng)世界具有以控制因、選擇因和心靈因為內(nèi)容的信息因。所以，張華夏教授對于因果分析的最大特點是不將因果關(guān)系看作是相互關(guān)聯(lián)的最簡單的形式，而是將它看作是很復雜的東西，需要進行條件分析，動力機制分析。張教授在補充了信息因之后，將因果關(guān)系看作是一個具有物質(zhì)、能量和信息的保持、傳遞與交換的過程。這就是為什么他稱因果性的分析為因果性的結(jié)構(gòu)的分析。

為了整合因果性的結(jié)構(gòu)分析，張華夏教授在這一部分首先闡述了幾個主要學派：

休謨最先采取概念分析的方法給原因下了一個定義并表達了因果關(guān)系的三大特征，即在先性、鄰接性和恒常結(jié)合的規(guī)則性（regulation）。然后依據(jù)他對因果關(guān)系的分析去攻擊洛克的因果理論。休謨認為：“在哲學中，最含糊、最不確定的各種觀念，莫過于能力（power），力量（force），能量（energy），或必然聯(lián)系（necessary connection）。”①休謨：《人類理解研究》，關(guān)文運譯，北京：商務印書館1997年版，第57頁。

邏輯經(jīng)驗論完全支持休謨的因果律分析。卡爾納普說：“自休謨的時代起，馬赫、彭加萊、羅素、石里克等人對因果性進行了最重要的分析，他們給予休謨的條件論觀點愈來愈強的支持。關(guān)于因果關(guān)系的陳述，就是條件陳述，它除了描述一種被觀察到的自然規(guī)則性（regularity of nature）之外，別無他物。”①R.卡爾納普：《科學哲學導論》，張華夏、李平譯，北京：中國人民大學出版社2007年版，第194頁。

馬奇認為：“所謂原因，是在背景條件下，從某一個充分條件組中選出與結(jié)果最為相關(guān)的必要條件作為原因。”②張華夏：《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》，第219頁。個分析是條件因的最精細的分析，他指出是什么樣的條件才能叫做原因，對于結(jié)果來說只有聯(lián)合起來充分而分開來是必要的一個條件（所謂INUS條件）才是結(jié)果的原因。馬奇的“事件條件因”的概念雖然有缺點，但卻可以從“全原因”的充分條件組的分析中擴展出整體因果網(wǎng)絡的概念，為接下來分析“下向因果”做好鋪墊。這也是張華夏教授在對因果性進行實體結(jié)構(gòu)主義分析這個大棋盤上的重要一步。

與休謨學派不同，洛克學派認為因果力（Power）是存在的：“世界首先由實體組成，實體具有能力（Power），實體產(chǎn)生事件。所以洛克學派將因果之間的關(guān)系看作是實體之間的關(guān)系，沒有把它看成是事件之間的關(guān)系，力圖從內(nèi)部機制上分析從原因到結(jié)果的必然聯(lián)系。”③同上書，第224頁。將原因解釋為所屬的實體有一種“動作”發(fā)向“受動”的實體造成結(jié)果。這種觀點在某種意義上支持了張華夏教授主張的實體結(jié)構(gòu)主義。繼承洛克的思想，赫勒與馬頓也表達了因果主體之間的作用力（power），事物的實體與結(jié)構(gòu)（即使是無機物的實體）也有自己的主動性（activities）。

在以上分析的基礎上，張華夏教授討論了邦格的作用因，他認為邦格的作用因可以將條件因與動力因很好地結(jié)合在一起，并用圖示的方式將概念分析進路與經(jīng)驗分析進路整合起來。④同上書，第228頁，圖8-3。

羅素對因果性概念的分析有一個轉(zhuǎn)變的過程，這個過程的轉(zhuǎn)折點是他提出了“因果線” （Causal lines）的新概念，以表明事物有某種“準持續(xù)性” （quasi-Permanence）。他說：“當兩個事件屬于一條因果線時，我們可說較早發(fā)生的事件‘引起’較晚發(fā)生的那個事件。”⑤羅素：《人類的知識》，張金言譯，北京：商務印書館1983年版，第380頁。羅素的因果線概念具有前因后果的關(guān)系。

張華夏教授認為，在現(xiàn)代關(guān)于因果性研究的經(jīng)驗分析進路上取得重大突破的是薩爾蒙—多約因果過程理論。它主要由三個原理組成：一個因果過程就是具有守恒量的一個客體的世界線（world line）；一個因果相互作用，就是包含守恒量交換的世界線的交叉；因果相互作用主要是概率性的，決定性因果不過是概率因果的特殊情況。

分析了條件因、動力因、守恒量傳遞的交叉過程因之后，張華夏教授將因果性的作用整合成三統(tǒng)一的圖式。①這樣的做法正是張教授對表達因果性的結(jié)構(gòu)的“謀篇布局”：先用邦格的作用因?qū)恿σ蚺c條件因統(tǒng)一起來，現(xiàn)在再將過程因、作用因與條件因統(tǒng)一起來。參見張華夏：《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》，第238頁，圖8-9。

不過，我個人認為，《科學的結(jié)構(gòu)》一書最重要的貢獻不是整合了當代各學派的因果概念，使它們組成因果性的結(jié)構(gòu)，而是依據(jù)張華夏教授多年來對復雜系統(tǒng)科學哲學的潛心研究，提出了不守恒的“信息因”來解決復雜系統(tǒng)哲學理論中“上向因果”和“下向因果”的問題。張教授說：“復雜系統(tǒng)是在討論因果關(guān)系時，特別是討論復雜系統(tǒng)的信息交換和心靈通過信息對身體進行控制的關(guān)系時，我們應該特別注重信息的因果力和信息控制的因果力。一個高層級實體具有因果力是什么意思？例如，說一個人具有舉起自己的手的能力或他具有領(lǐng)導一個國家的能力，這并不是說，他具有一種與物理化學因果力無關(guān)的心靈力量，也不是說他只有一種物理化學力，而是說他具有控制、選擇和組織一個復雜系統(tǒng)的物理力、化學力，甚至生物活力，等等。這種因果力，我們可以稱為信息因果力，我‘具有’舉起自己的手的因果力，指的只是我具有通過意識、意志的信息控制我的生理力量的能力……這是心靈突現(xiàn)的下向因果力。一個國家元首和三軍統(tǒng)帥，他作為一個國家或社會的突現(xiàn)性質(zhì)的代表或突現(xiàn)主體，他具有的下向因果力，就是指揮千軍萬馬的力量。說‘一言可以興邦，一言可以喪邦’這些都是指的信息控制的由上到下的因果力，是不可以還原為槍炮的爆炸力、人馬的奔跑力和各支軍隊的戰(zhàn)斗力（但也不違反守恒量的因果過程）的。所以心靈的下向因果力和社會集團或社會突現(xiàn)的下向因果力是與哲學的因果力概念（和物理世界的因果守恒原理）也是相容的。”②張華夏：《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》，第239—240頁。這里“因果力守恒量在物理世界中是封閉的”命題和信息因果力這種元因果力有控制、選擇和組織復雜系統(tǒng)的作用是并行不悖的。

再來討論張華夏教授對自然定律的研究。他的目的依然是用實體結(jié)構(gòu)主義的觀點將自然律統(tǒng)一起來，以揭示自然律自身以及自然律之間的結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)的具體途徑是圍繞以下四個進路展開：（1）休謨主義進路，包括邏輯經(jīng)驗主義的進路；（2）必然性進路，主要代表人物是阿姆斯特朗的自然主義進路；（3）新本質(zhì)主義進路，主要代表人物是埃利斯的進路；（4）新經(jīng)驗主義進路，主要代表人物是南茜·卡特萊特。下面，我們按照這個順序，看看張教授怎樣從這些進路中突現(xiàn)出自己的實體結(jié)構(gòu)觀。

休謨在因果律中主張“恒常結(jié)合”、“相互伴隨”變成邏輯經(jīng)驗論所贊同的自然律就是自然規(guī)則性（regularity of nature）或自然齊一性（uniformity of Nature）觀點，我們可以將其稱為樸素的經(jīng)驗主義定律觀。對休謨主義自然律進一步發(fā)揮，M—R—L（穆勒—蘭姆西—路易斯）理論說明自然律之間是有結(jié)構(gòu)的。（1）穆勒認為，自然律是那些可以還原為最簡單、最基本的齊一性和規(guī)則性的定律。（2）蘭姆西對定律和事實進行公理化的分類（分為四類），他認為我們的知識要系統(tǒng)化為一個演繹系統(tǒng)，其中的一般公理就是基本的自然律，它們是四種分類中的“終極的自然律”。這是經(jīng)驗主義從整理知識的觀點來看自然定律。（3）路易斯給蘭姆西的論證補充了定律還應具有簡單性和強勁性的條件。結(jié)合起來，自然律的M—R—L（穆勒—蘭姆西—路易斯）理論的基本主張是：定律是理論公理化的規(guī)則集。我們已經(jīng)很熟悉亨普爾的演繹律則模型（N-D模型）和歸納統(tǒng)計模型（I-S模型），二者合稱為解釋的定律覆蓋模型，它的基礎就是M—R—L的定律觀，它的要害是“定律覆蓋”四個字：只要一種現(xiàn)象或一個定律屬于某個定律所覆蓋的范圍，它就得到解釋。這里解釋就是從比它更普遍的陳述中將它推出，此外沒有別的，這就是規(guī)則性定律的解釋觀。無論N-D還是I-S，由于目前它遇到了種種困難，都已經(jīng)過時了。關(guān)鍵的問題，正如張華夏教授所說，是因為沒有將Cause（原因）引進Because（由于）。邏輯經(jīng)驗主義在這里遇到的問題和上一章所說的因果性沒有引進因果動力機制一樣，自然律沒有引進必然性。但是要將必然性引進自然律還需要一個曲折的過程。這就引導到自然律研究的必然性進路。

自然律研究的必然性進路是邏輯經(jīng)驗主義自己遇到的確證悖論（1945年由亨普爾提出的烏鴉悖論）得到解決的結(jié)果。自然律的規(guī)則性進路繞不開烏鴉悖論，這成為經(jīng)驗主義自然律的一個限制，必然主義的和本質(zhì)主義的自然律觀念也由此限制而出現(xiàn)。

阿姆斯特朗的自然主義的自然律的進路表明自然律不只是普遍陳述，它必須有物理的或從物的必然性。他要解決的關(guān)鍵是：用物理必然性或“從物”的必然性或非邏輯的共相必然性來限制（x）（ Fx ?Gx）蘊涵式的前件的辦法，排除特殊事物的析取的和負的共相以解決烏鴉悖論。張華夏教授贊成阿姆斯特朗所主張的“自然律就是真正的共相之間的關(guān)系”，并用系統(tǒng)科學哲學中“層次”的概念將其進一步闡述與圖示。①張華夏：《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》，第285頁，圖9-1。

奎因的本質(zhì)主義自然律的觀點也是從解決烏鴉悖論中得出的。他認為，歸納論據(jù)必須投射到同一個自然類。新本質(zhì)主義的最有代表性的人物布恩·埃利斯（Brain Ellis）倡導一種后經(jīng)驗主義的自然哲學。這個學派認為自然類是這樣嚴格的物質(zhì)世界的種類，它是客觀的、內(nèi)在的、有自身本質(zhì)和結(jié)構(gòu)的類。埃利斯說：“每一種自然類事物都有它自身的行為方式及其與其他事物相互作用的方式。相同的自然類就有相同的本質(zhì)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，因而這類事物與其他自然類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.埃利斯將自然類的本質(zhì)性質(zhì)劃分為兩類：“一類是傾向性質(zhì)，它指明自然類具有的傾向性、潛能、因果力，它決定事物的不同的與動力學有關(guān)的因素。另一類是范疇性質(zhì)即范疇性或結(jié)構(gòu)性性質(zhì)，它說明自然類事物在四維時空中的表現(xiàn)。”②張華夏：《科學的結(jié)構(gòu)：后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學探索》，第294—295頁。這就避免了確證悖論的問題。為什么自然律有必然性？因為它后面有自然類的支持。為什么真正基本的自然定律只是描述事物的理想類型或事物在理想環(huán)境下的行為？從自然類的觀點看，那是因為“事物的過程包含著兩個方面，一方面是有許多內(nèi)部隨機偶然性質(zhì)和外部各種環(huán)境干擾起作用，另一方面，是自然界內(nèi)部的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)即事物的本質(zhì)在起作用”③同上書，第297頁。。因此，要理出內(nèi)部的律則性和齊一性。所以自然律不但在科學理論中有一個公理化的結(jié)構(gòu)，而且在自然界中有一個本質(zhì)屬性之間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和與環(huán)境干擾、隨機變化組成的外部結(jié)構(gòu)。以南茜·卡特萊特為代表的新經(jīng)驗主義認為自然定律是在“撒謊”，并以此否認自然律的客體性是完全錯誤 的。

這樣，張華夏教授對自然律研究的齊一性進路、必然性進路和本質(zhì)主義進路及其相互關(guān)系歸納總結(jié)為圖表的形式④同上書，第298頁，表9-1。，以綜合探索出自然律的結(jié)構(gòu)。在此基礎上推出傾向性本質(zhì)主義這個新的進路，并最終得出分析、構(gòu)造科學定律的本體論基礎：世界是一個受自然律支配的自然類的等級層次系統(tǒng)。

四、對本書的總體評價

以上介紹了《科學的結(jié)構(gòu)》的主要內(nèi)容。從總體上說，全書收集的文獻資料是比較詳細和精確的，基本上概括了副標題所說的“探索后邏輯經(jīng)驗主義的科學哲學”的主要爭論，同時也表達了張教授的許多獨到見解。目前在我國流行的科學哲學的教科書，無論是翻譯過來的還是自己編寫的“通用教材”，討論20世紀后期以前的問題比較多，涉及本世紀的科學哲學比較少，本書最突出的地方就是討論了許多目前還沒有解決的問題，包括科學本體論在科學哲學中的地位、科學合理性的標準、結(jié)構(gòu)主義的實在論、結(jié)構(gòu)主義的科學理論觀、模型在科學哲學中的地位、我們是否需要以新的形式返回亞里士多德的四因論以及如何對待新經(jīng)驗主義的“其他情況均同定律”。有些科學哲學研究生看了這本書后說：我們終于有了一本用本土語言寫出來的科學哲學好教材。這也正是我所要表達的心聲。

第二，本書不但資料豐富，而且觀點的表述既做到邏輯嚴格、前后呼應，同時也做到圖文并茂、生動活潑和通俗易懂，書中多處內(nèi)容表現(xiàn)出作者具有比較高的數(shù)學水平。據(jù)我所知，張教授曾經(jīng)在高等學校教過三年高等數(shù)學和數(shù)理邏輯，他的科學史的知識水平很高并出版過這方面的專著①張華夏、楊維增：《自然科學發(fā)展史》，廣州：中山大學出版社1985年版。，正因為這樣，本書才能做到既嚴格又生動。不過這不是一本本科生教材而是研究生教材，沒有一定的數(shù)理邏輯知識有些地方是看不懂的。

第三，談談本書的問題。既然作者是對當前的各種科學哲學熱點問題的討論，那它的問題就很多，由于這篇評論主要是以介紹為主，此處不可能一一指出。不過，張華夏教授企圖用實體結(jié)構(gòu)主義來統(tǒng)一自己的觀點，這對于第一篇來說是合適的；第二篇理論的結(jié)構(gòu)本來是介紹新維也納學派的科學理論觀，這個學派被稱為結(jié)構(gòu)主義科學理論觀，那么在什么意義上可以將其稱為實體結(jié)構(gòu)主義好像沒有說清楚；第三篇也存在同樣的問題。我認為，稱張華夏教授的科學哲學為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主義的科學哲學是比較合適的。不過尊重作者的原意，本文盡量從實體結(jié)構(gòu)主義或建構(gòu)型實體結(jié)構(gòu)主義的觀點來評價，并題為實體結(jié)構(gòu)主義的科學哲學。

view）。它最初概括為：（1）科學中的數(shù)學詞的本質(zhì)是邏輯，邏輯沒有經(jīng)驗內(nèi)容不必還原為經(jīng)驗是理所當然的，不過它在科學理論中起到一個邏輯骨架的作用。（2）由于理論詞（VT）是經(jīng)驗的縮寫，因而可以用觀察詞（VO）做明言的定義（explicit definition），這個定義命名為對應規(guī)則（Corresponding rules），記作：（x） ［T（x） ≡ O（x）］。這樣，每一個VT詞借助于VO通過還原語句給出（至少是部分的）詮釋。于是科學中的經(jīng)驗定律便可以從不可觀察的理論實體和理論定律，附上初始條件和邊界條件，一步一步加以邏輯地推出，例如氣體運動的波義耳定律和其他有關(guān)氣體的體積、溫度和壓力的相互關(guān)系定律便可以由不可觀察的分子運動論加以推出和解釋。這就是邏輯經(jīng)驗主義主張的科學理論的結(jié)構(gòu)。但是，邏輯經(jīng)驗主義一開始就遇到很大的困難，問題主要集中在觀察（詞語）與理論（詞語）的二分問題上，不過最關(guān)鍵的打擊還是漢森的觀察滲透理論，他認為純粹的觀察和觀察語句根本是沒有的。

齊磊磊，華南理工大學馬克思主義學院副教授。

華南理工大學學位與研究生教育改革研究重點項目（項目編號：yjjg2016003）資助。

肖志珂）