多樣性的科學形象

吳　彤

摘 要：在復雜性研究視野里，科學既不是統(tǒng)一的，也不是完美的，更不是只有一種科學可能性。我們的科學僅僅是我們的科學。論文以假設存在地外科學的假說的復雜性解釋，反推地球科學的雜多性和非唯一性，從而論證了科學存在多元形象。

關鍵詞：多樣性；科學形象；復雜性科學；地外科學；科學的非完備性

中圖分類號：N02 文獻標識碼：A 文章編號：0257-5833(2009)01-0121-05

作者簡介：吳 彤，清華大學科技與社會研究中心教授 （北京 100084）

導 言

我們過去常常傾向于以一種統(tǒng)一的觀點看待科學，(注：這里的科學是經(jīng)驗科學，指其研究對象一定是經(jīng)驗對象的科學。例如，物理科學是科學，而數(shù)學則不是這種意義上的科學。)

趨向于認為世界上只有一種科學，我們還認為，盡管今天的科學不夠完美，但是我們一定能夠使得科學走向完美。這種科學觀，就是還原主義、基礎主義和理想主義三位一體的科學觀。我們把它稱之為在傳統(tǒng)的科學觀中，只有一種統(tǒng)一的、各個學科在其中按照嚴格、抽象程度或者普遍性程度排列的金字塔型的大科學形象。如卡特賴特就以維也納學派著名的學者紐拉特的觀點，漫畫式地勾勒了傳統(tǒng)科學觀(注：［英］卡特賴特：《斑雜的世界：科學的邊界研究》，王巍、王娜譯，上?？萍冀逃霭嫔?006年版，第8頁。)（見圖1）：

這樣的科學具有結構和等級，是我們心目中喜歡和信念中愿意看到的科學形象。不僅如此，我們心目中的科學還是完美的，它現(xiàn)在的不完美只是因為我們還沒有使得它完美。換言之，現(xiàn)在科學的不完美不代表科學不能走向完美。其實這種科學觀只是我們的理想，在較強的意義上，甚至是虛幻了我們關于科學的觀點。下面讓我們從復雜性研究的角度嘗試著對上述傳統(tǒng)科學觀給予回擊和批判。

一、科學的非統(tǒng)一性

科學是統(tǒng)一的嗎？(注：關于科學的統(tǒng)一性，主要是這樣界定的，即它是一種相信所有的科學可以整合在一個體系結構之內，其中某個科學都處于其中一個特定的位置上，并且可以以其中抽象程度較高的科學作為還原的基礎，從而構成了可以逐層還原的統(tǒng)一整體。而非統(tǒng)一性，則與之相反。)這種統(tǒng)一有如金字塔可以逐層還原嗎？物理科學在其中是抽象性程度最高的，就證明一切科學都需要而且能夠被物理科學所還原嗎？有學者（如卡特賴特）已經(jīng)做出論證，實際上的科學尤其是科學研究未必如此，而完全可能是定律拼湊的非統(tǒng)一的科學(注：［英］卡特賴特：《斑雜的世界：科學的邊界研究》，王巍、王娜譯，上?？萍冀逃霭嫔?006年版，第8頁。)（見圖2）。這種科學形象才是真實的科學形象。目前的復雜性研究可以為這種觀點做出佐證。

首先，如卡特賴特所認為定律是拼湊的那樣——卡特賴特在《斑雜的世界》里所談論的定律拼湊還指不同學科之間的定律是拼湊的，一個現(xiàn)象的說明和解釋有時是需要多個學科的定律拼湊在一起來共同說明的。而在復雜性研究中，不僅定律是拼湊的，而且就在一種科學之中概念也具有多樣性的拼湊性質。目前已經(jīng)提出了45種之多的復雜性概念，其中既包括計算、算法類型的復雜性概念（如柯爾莫格羅夫復雜性），也包括各個學科由其自身研究而提出的復雜性概念（如生態(tài)復雜性、氣候復雜性），還包括無法量化的隱喻型的各種復雜性概念（如適切景觀、斑雜和對初值條件的極端敏感性等）(注：吳彤：《論復雜性概念研究及其意義》，《中國人民大學學報》2004年第5期。)。因此，復雜性各類概念中既有可以精確說明的概念，也有關于事物本性說明和解釋的概念。這些概念從抽象到比擬，并不在一個層次上，也不可相互替代和還原。這使得復雜性研究至今無法按照還原論和基礎主義的意愿進行統(tǒng)一。也許有人會說，復雜性科學是一種尚在進行中的科學而不是成熟科學（如牛頓經(jīng)典科學）。不錯，但是即便是成熟的學科如牛頓經(jīng)典科學，我們不是同樣發(fā)現(xiàn)了其中若干定律和規(guī)律以及概念的不相容性嗎？如相對性概念，在經(jīng)典力學和經(jīng)典電磁理論中就是不同的。在經(jīng)典力學之中，F(xiàn)=ma關于其中質量和加速度的解釋以及絕對空間和時間（絕對坐標系）的說明，不是也被馬赫等人揭示出其中的矛盾了嗎？而量子力學也沒有取代牛頓經(jīng)典力學，它們各自通過建構自己的律則機器條件，適用于各自的領地。需要說明的是，這不是人類能力受到局限，無法進行統(tǒng)一，而是復雜性研究的事物本性和研究本性使然。這表明了面對復雜世界的科學復雜性概念上的不可統(tǒng)一性。

以上的討論是限制在某種我們所說的標準科學之中的（如西方近代以來的以物理科學為代表的科學）?？ㄌ刭囂仃P于科學的非統(tǒng)一性，是以標準科學的各個學科之間的非統(tǒng)一為基礎的。而我們以復雜性科學研究作為例證的論證，事實上論證的是科學的非統(tǒng)一性不僅表現(xiàn)在各個學科之間，而且表現(xiàn)在一個學科內部。復雜性概念的非統(tǒng)一性既表現(xiàn)了各個學科（包含復雜性研究的各個學科）的非統(tǒng)一性，而且也表現(xiàn)了一個學科內部的非統(tǒng)一性。因此這樣的論證不僅為卡特賴特的論證提供支持，而且更為一種科學內部的多樣性提供了更深入和細致的證據(jù)，更具有典型性。

二、科學的非完美性

科學如果不是統(tǒng)一的，那么它是否是完美的呢？我們可以問非統(tǒng)一的科學是否仍然可以是完美的呢？如果不是從審美意義上看，而是從認知角度說，每一個管轄局域的、地方性的科學里面包含了真的說明，及其說明的形式，它具有內在的邏輯一致性和完備性，那么它是完美的。所以，傳統(tǒng)理解的科學完美主要指科學的系統(tǒng)是完備的，即完美科學是完備性的科學。

首先，如果科學能夠統(tǒng)一，那么統(tǒng)一性常常是完備性的基礎。但由于科學是斑雜的，定律是拼湊的，所以多樣性的科學不必統(tǒng)一。對于統(tǒng)一性科學的批判使得這條進路有了問題，其基礎不那么牢靠。那么，定律拼湊的局域化有效的科學是否在局部可以做到完備呢？事實上，對于這種局域性科學完備性問題的否認不是從復雜性研究開始的。哥德爾很早就證明一個任意的數(shù)學定理形式系統(tǒng)要是完備的，就會出現(xiàn)矛盾，而如果它是無矛盾的，那么它就是不完備的。

其次，近年來復雜性研究的興起，更加深了這方面的認識。例如，雷舍爾從復雜性哲學和科學認知極限的角度提出了科學的認知局限，再次證明了科學的非完美性。在《復雜性：一種哲學概觀》中，他從幾個方面，論證了完美科學理論的不可能性、不可完備性。其論證非常有力、充分。雷舍爾首先指出，完美科學的目標有兩類，一類是理論目標，一類是實踐目標Rescher,N.,Complexity,A Philosophical Overview,New Brunswick: Transaction Publishers,1998，p.106.)：

這些目標我們能夠做到嗎？雷舍爾認為要實現(xiàn)完美科學的目標是需要如下條件的：

（1）完美科學將不得不實現(xiàn)四個理論上的夙愿：（a）詰問（包括說明）的完備性；（b）實用的完備性；（c）預言的完備性，和（d）時間的終結性（ω條件）。（2）實際上，我們并沒有可行的方式實現(xiàn)以上任何一種夙愿。在我們這個紛繁復雜的世界中，科學必須被視為與生俱來就是不完備的，它以不斷退后消失的地平線，將我們所處的現(xiàn)實同理想中喜歡的境界分離。（3）就自然科學的目標來說，完美不是必要的；我們也不需要預先假定這個計劃有效的可能性?？茖W進步的原動力不是由前面的（fronte）無法實現(xiàn)的完美所牽引的，而是由背后的（tergo）公認的缺陷所推動的。（4）完美科學不是一種可以實現(xiàn)的狀況，而是一種理想化的狀況，它提供了有用的比照的觀念，從而凸現(xiàn)了我們所做和能做的受限特性。（5）完美科學的遙不可及性迫使我們認識到在這個充滿復雜性的世界里，自然科學提供給我們的只是不夠完美的實在圖景(注：Rescher,N.,Complexity,A Philosophical Overview,New Brunswick: Transaction Publishers,1998,p.105，pp.129-130，p.130，pp.130-131.)。

例如，詰問的完備性就是不可及的幻想。我們能夠完結問題嗎？希爾伯特在討論數(shù)學時，曾經(jīng)把問題稱為一個學科生命力的表征。波普爾也認為無問題意味著學科生命的終結。事實上，我們絕不能夠窮盡各種問題的可能性。在實際研究中對問題的回答總是轉而產生新的問題。這意味著探究是一種辯證法，即問題和回答的辯證法，這是永無止境的。因為，在任何特定階段，它總是會在探究者的整體認知范圍之外留下一些空白。這也意味著總有關于事物的某些東西是不為我們所知的。可能我們根本就無法持有它們。我們可能就根本不持有那樣的視角。

三、并非只有一種科學可能性

雷舍爾還問到，我們現(xiàn)在談論的科學是普遍性的科學嗎？他認為，科學只是我們的科學。強調“我們的”是因為可能存在地外生物，并且因此可能存在地外科學，這些科學可能與我們的科學不同。那么這樣的假定有何真正的意義呢？其意義事實上是因為：

當我們從事認知的復雜性問題探究時，問題也就跟著發(fā)生了：這是誰的認知？這兒自然傾向于回答是我們人類的。然而，人們并不需要如此狹窄的答案，好像認知只有人類有。畢竟，這個世界上也存在著這樣的前景，即存在著與我們完全不同的其他智能生物。既然完全存在著自然給不同種類的感知器官呈現(xiàn)完全不同景色的可能性，那么同樣也存在著給其他種類的智能生物提供完全不同的知覺和認知資源的可能性，它們將以與我們完全不同的方式概念化其世界。下述情況不僅可能，而且必須要如此假定，即在世界的各種復雜性的特征之中，也存在著這種現(xiàn)象，即物理的自然世界將它的不同方面呈現(xiàn)給不同種類的能夠實現(xiàn)其概念化的智能生物(注：Rescher,N.,Complexity,A Philosophical Overview,New Brunswick: Transaction Publishers,1998,p.105，pp.129-130，p.130，pp.130-131.)。

按照雷舍爾的想法，地外科學可能在公式陳述的機制、科學的傾向性、程序的機制、概念化等方面完全與我們的科學不同，例如它們的數(shù)學或許就完全不像我們的數(shù)學。它們處理量的方式或許全然是非數(shù)字的——可能全然是比較的而不是定量的。特別是，如果它們的環(huán)境并沒有充足的條件賦予諸如固體或穩(wěn)定的結構適合去度量——如果它們是在羹一般濃稠的海洋中游動的類水母（jellyfish - like）的生物——它們的“幾何學”對我們而言就可能是相當陌生的，比方說，可能很大程度上是拓撲的，并且是連接柔軟結構的，而不是連接固定大小和形狀的。其數(shù)字思考或許還未被發(fā)展，而這種類似的推理確定類別則是高度精致的(注：Rescher,N.,Complexity,A Philosophical Overview,New Brunswick: Transaction Publishers,1998,p.105，pp.129-130，p.130，pp.130-131.)。

同樣，它們的自然科學或許應用程序上的機制也與我們的完全不同。它們或許以某些建基于氣味變量或其他“奇異”信號基礎上的“感應”種類進行溝通，它們或許設計出某種語勢思想－示意的復雜理論，通過某種類觀念的（ideaferous）以太傳送思想。這些地外智慧或許審視自然也是完全不同的。電磁現(xiàn)象或許完全超出了它們生活形式；如果它們的環(huán)境沒有提供天然的磁石和電子風暴，發(fā)展電磁理論的機會或許就不會出現(xiàn)?？茖W發(fā)展的歷程趨向于流動在實際利益的通道里。一個海豚的社會或許缺乏結晶學，但是卻發(fā)展著某種非常復雜精致的流體動力學；由類鼴鼠（mole-like）生物組成的社會或許不會做發(fā)展光學或天文學的夢(注：Rescher,N.,Complexity,A Philosophical Overview,New Brunswick: Transaction Publishers,1998,p.105，pp.129-130，p.130，pp.130-131.)。

這種比較不是沒有邏輯根據(jù)的。最重要的是，這種邏輯思考，提供了一種擴展的視野。正如托馬斯·庫恩（Thomas Kuhn）所說，工作在不同科學傳統(tǒng)中的科學家——并且因此運用不同描述性和解釋性“范式”（paradigms）——實際上就是“生活在不同的世界里”(注：Kuhn,T.,The Structure of Scientific Revolutions,Chicago: University of Chicago press，1962,p.193.)。事實上，即便是在西方的現(xiàn)代科學內部，物理科學家要統(tǒng)一科學，而生物科學家說不；一個講還原（reduction），另一個講突現(xiàn)（emergence）。在不同民族之間，更是有多種與自然打交道的方式和認知，關于中醫(yī)是否科學的爭論事實上就在一定程度上表達了存在不同民族對于醫(yī)學掌握和診療方式方法及其實踐和理論的不同。

根據(jù)雷舍爾的觀點，我們的科學一定在一些關鍵方面受到存在于我們的科學中的多樣性事實的限制。我們的科學是被限制在我們的可辨識性的疆界內的，正如康德主張的，經(jīng)驗的極限設置了科學的限制。當然，我們可以追問：宇宙中智力的使命是完全相同的呢，還是各種各樣的呢？答案有兩個根本相反的哲學觀點，都可能與宇宙觀中的認知進化有關。一個是一元論，它設想智能的宇宙使命有某種共有的目的，某種共有的宇宙的“同樣推理的立場”。另一個是多元論，它設想每一種宇宙的智能文明都通過不同的環(huán)境鍛造了自己特性的認知命運，并且把它作為智能的使命，同量地去跨越可二中擇一的廣泛頻譜進行選擇，并實現(xiàn)巨大的、變化的、可能的多樣性，以每種思想形式成就自己獨特的命運，從而與所有的其余者分離開來。對于這兩種觀點，你更愿意選擇哪個呢？很明顯，后者有更多可能性，更寬容，而前者更為獨斷。當然在最終的分析中，這些學說之間的沖突必定還要根據(jù)來自經(jīng)驗數(shù)據(jù)的三角測量法（經(jīng)驗-實踐-理論）來解決。這就是說，從解決問題的經(jīng)驗主義角度看，我們必須承認，現(xiàn)在這些思考的總傾向是逼近多元論的。

事實上，雷舍爾揭示了這種與地外文明和科學虛擬比較的真正意義，即在科學之極限的論題上，沿著現(xiàn)在這些線索的思考具有一種深刻且深遠的意義。我們不能期待地外智能與我們這種科學研究一樣的最終原因是，科學的可能種類幾乎是無窮多樣的。科學，如果從功能等價的術語上去理解，意味著我們要放棄現(xiàn)在的討論，即科學一定是要隨認知手段開發(fā)者的物理構造和精神心智而設置的認知手段來變化的，因此我們也要這樣變化地來理解科學；我們也一定要隨它們文化上的觀念和概念框架的相關主旨的認知聚焦變化來理解科學，在這種理解面前，科學一定是更為多樣的，而不是獨斷一元的。

因此，從世界具有內在復雜性的觀點看，我們必須把現(xiàn)在關于科學的觀點認作為只是各種科學之中的一個選擇，在地球上已經(jīng)有不同的“科學”。而我們全部認知計劃只是某種特殊的認知生命形式種類的智力產物。事實上，如果除了我們人類智能的人造物之外，還存在其他理性智能的話，如果理性不是如我們所理解的那么狹隘的話，我們所知的自然科學并不是普遍有效的東西。在邏輯上如果存在判斷方式潛在的多樣性狀態(tài)，那就意味著并不存在單一的確定的認知路線。因此，就如雷舍爾所說，我們從根本上要接受某種認知的哥白尼學說，即承認我們在認知的位置上并不比我們在事物的空間狀態(tài)更中心。世界的復雜性意味著，我們幾乎沒有選擇，不妨就認為我們的科學正好被它是我們的科學所限制吧(注：Rescher,N.,Complexity,A Philosophical Overview,New Brunswick: Transaction Publishers,1998,p.150.)。

四、結 語

正如雷舍爾所指出的，有時候堅守這樣一種可錯主義、非統(tǒng)一主義的和非理想主義的科學觀是不受歡迎的。因為把科學視為不可避免的不完備，并且把科學問題中“終極答案”視為永遠也做不到的，似乎就是把科學作為一項有意義的工程一筆勾銷了。其實，對于我們而言，我們并不否認理想或者完美科學的概念具有激勵作用，我們否認的是把它當作真實的可能性。知道理想科學或者完美科學不可達到，并不使我們喪失了從事科學的動力，或者失去了對科學進步的信心。知道有多種科學形態(tài)，才更加激勵我們改進現(xiàn)實的科學，改進不完善地方。努力促進不同科學在不同方向和不同領域的發(fā)展與融合，才是科學家的任務，而我們就是要對這些真實的、不同形態(tài)的科學做出哲學的反思，使理想主義、基礎主義和虛幻的科學觀有所改變。

(責任編輯：周小玲)