論語(yǔ)言學(xué)的跨學(xué)科研究

戴煒華， 吳國(guó)玢

(上海理工大學(xué) 外語(yǔ)學(xué)院，上海 200093)

當(dāng)代學(xué)科交叉融合，分類越來(lái)越細(xì)。但是，宇宙是一個(gè)統(tǒng)一的整體，作為對(duì)宇宙認(rèn)識(shí)的科學(xué)也應(yīng)該是內(nèi)在地統(tǒng)一的。自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)二者的源頭是同一的，即來(lái)源于具有精神和物質(zhì)二態(tài)的宇宙。學(xué)科之間越往深處研究就越?jīng)]有明確的界限。學(xué)科的融合是學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)，可以促進(jìn)學(xué)科間的相互滲透和交叉，推動(dòng)科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程。學(xué)科的交叉具有重大意義，因?yàn)椤翱茖W(xué)史表明，科學(xué)經(jīng)歷了綜合、分化、再綜合的過(guò)程?，F(xiàn)代科學(xué)則既高度分化又高度綜合，而交叉科學(xué)又集分化與綜合于一體，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)的整體化”，“學(xué)科交叉點(diǎn)往往就是科學(xué)新的生長(zhǎng)點(diǎn)、新的科學(xué)前沿，這里最有可能產(chǎn)生重大的科學(xué)突破?！盵1]國(guó)家“十一五”基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(2009-08-28)就列出自然科學(xué)與人文社會(huì)科學(xué)交叉學(xué)科，要求“積極推進(jìn)神經(jīng)科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、社會(huì)學(xué)等學(xué)科的交叉”。

一、跨學(xué)科研究是當(dāng)代語(yǔ)言學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)

語(yǔ)言在某種意義上是一種既具有自然屬性又具有社會(huì)屬性的信號(hào)系統(tǒng)。語(yǔ)言學(xué)是一門科學(xué)。事實(shí)上，英語(yǔ)中起先用science of language來(lái)表示語(yǔ)言學(xué)，后來(lái)才改用linguistics這個(gè)專門術(shù)語(yǔ)。后者源自德語(yǔ)中 Sprachw issenschaft一詞，按其字面意義是“語(yǔ)言科學(xué)”。語(yǔ)言學(xué)可以說(shuō)是一門介于人文-社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)之間的科學(xué)，“其研究對(duì)象和由此采用的研究方法決定了語(yǔ)言科學(xué)是介于自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)之間的科學(xué)”[2]。傳統(tǒng)語(yǔ)言學(xué)稱為語(yǔ)文學(xué)(philology)，主要是研究古代文獻(xiàn)和書(shū)面語(yǔ)。1916年瑞士語(yǔ)言學(xué)家de Saussure所著《普通語(yǔ)言學(xué)教程》的問(wèn)世標(biāo)志著現(xiàn)代語(yǔ)言學(xué)的誕生。他指出語(yǔ)言包含內(nèi)部要素和外部要素，并以此區(qū)分內(nèi)部語(yǔ)言學(xué)和外部語(yǔ)言學(xué)[3]。前者指語(yǔ)言本身的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，后者則涉及與民族、文化、地理、歷史等多方面的關(guān)系。當(dāng)代語(yǔ)言學(xué)本質(zhì)上是跨學(xué)科性質(zhì)的。語(yǔ)言學(xué)已越來(lái)越離開(kāi)傳統(tǒng)的人文-社會(huì)學(xué)科范疇，其采用自然科學(xué)要素和研究方法的趨勢(shì)正在日益增強(qiáng)?！罢Z(yǔ)言學(xué)是一門領(lǐng)先的科學(xué)”[4]。其領(lǐng)先性主要體現(xiàn)在語(yǔ)言學(xué)理論的先進(jìn)性和學(xué)科的交叉性上。同時(shí)，“語(yǔ)言學(xué)研究中跨學(xué)科的傾向也是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然”[5]。語(yǔ)言學(xué)要成為一門自主的學(xué)科，就必須同其他學(xué)科進(jìn)行交叉。正如丹麥語(yǔ)言學(xué)家Louis Hjelmslev(1953)所指出的那樣，只有當(dāng)邏輯語(yǔ)言學(xué)、歷史語(yǔ)言學(xué)、生理語(yǔ)言學(xué)、物理語(yǔ)言學(xué)、心理語(yǔ)言學(xué)以及社會(huì)語(yǔ)言學(xué)由語(yǔ)言的語(yǔ)言學(xué)(linguistic linguistics)加以補(bǔ)充的時(shí)候，語(yǔ)言學(xué)作為一門自主學(xué)科才可以得到確立[6]。同語(yǔ)言學(xué)交叉的學(xué)科種類繁多，涉及人文-社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)，從而產(chǎn)生眾多的交叉學(xué)科，例如人類語(yǔ)言學(xué)，人種語(yǔ)言學(xué)，文化語(yǔ)言學(xué)，文學(xué)語(yǔ)言學(xué)，哲學(xué)語(yǔ)言學(xué)，邏輯語(yǔ)言學(xué)，社會(huì)語(yǔ)言學(xué)，心理語(yǔ)言學(xué)，生物語(yǔ)言學(xué)，生態(tài)語(yǔ)言學(xué)，生理語(yǔ)言學(xué)，認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)，神經(jīng)語(yǔ)言學(xué)，病理語(yǔ)言學(xué)，地理語(yǔ)言學(xué)，數(shù)理語(yǔ)言學(xué)(包括統(tǒng)計(jì)語(yǔ)言學(xué)、代數(shù)語(yǔ)言學(xué))，物理語(yǔ)言學(xué)，計(jì)算語(yǔ)言學(xué)等。

在自然科學(xué)范圍內(nèi)，語(yǔ)言學(xué)同數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)學(xué)科有著緊密的聯(lián)系。早在1916年de Saussure就指出，語(yǔ)言可以比喻為一個(gè)幾何系統(tǒng)。1904年波蘭語(yǔ)言學(xué)家Baudouin de Courtenay堅(jiān)信語(yǔ)言學(xué)將日益接近精密科學(xué)，指出語(yǔ)言學(xué)將根據(jù)數(shù)學(xué)的模式，“更多地?cái)U(kuò)展量的概念”，“將發(fā)展新的演繹思想的方法”[7]。N.Chomsky的生成語(yǔ)言學(xué)把語(yǔ)言定位于對(duì)人類認(rèn)知結(jié)構(gòu)的研究，其理論涵蓋了語(yǔ)言學(xué)、人類學(xué)、哲學(xué)、心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域。生成語(yǔ)言學(xué)借鑒邏輯學(xué)和離散數(shù)學(xué)的研究方法，研究存在于人類大腦里的內(nèi)在語(yǔ)言系統(tǒng)，并把語(yǔ)言比喻為數(shù)學(xué)的形式系統(tǒng)，從而開(kāi)拓了計(jì)算機(jī)自動(dòng)化理論中形式語(yǔ)言的研究，并出現(xiàn)了多種形式模型[8-9]。語(yǔ)言學(xué)和數(shù)學(xué)的密切關(guān)系導(dǎo)致數(shù)理語(yǔ)言學(xué)和模糊數(shù)學(xué)的誕生。數(shù)理語(yǔ)言學(xué)是應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個(gè)分支，對(duì)于研究語(yǔ)言系統(tǒng)各個(gè)層面(語(yǔ)音、音位、形態(tài)、句法、語(yǔ)義)而言十分重要。模糊集論是解決模糊性問(wèn)題的數(shù)學(xué)分支，與語(yǔ)言學(xué)關(guān)系緊密。L.A.Zadeh(1965)指出：“模糊集論這個(gè)分支的起源是從語(yǔ)言學(xué)方法的引入開(kāi)始的，它轉(zhuǎn)而又推動(dòng)了模糊邏輯的發(fā)展……在即將到來(lái)的年代，我相信近似推理和模糊邏輯將發(fā)展成為一個(gè)重要領(lǐng)域，從而成為研究哲學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、管理科學(xué)、醫(yī)學(xué)診斷、判別分析以及其他領(lǐng)域的新方法的基礎(chǔ)?！盵10]L.A.Zadeh還指出：“一種現(xiàn)象，在能用定量的方法表征它之前，不能認(rèn)為已經(jīng)被徹底地理解，這是現(xiàn)代科學(xué)的基本信條之一……”[10]法國(guó)拓?fù)鋵W(xué)家Rene Thom(1975)認(rèn)為拓?fù)鋵W(xué)涉及的連續(xù)性和鄰接性等概念同語(yǔ)言的模糊本質(zhì)關(guān)系密切，指出幾何圖形在連續(xù)改變形狀時(shí)還能保持不變的一些特性同語(yǔ)言學(xué)中的音位學(xué)、形態(tài)學(xué)研究變體(如音位變體、語(yǔ)素變體)和常體(如音位、語(yǔ)素)二者之間的關(guān)系，在原理上是完全相通的[11]。

語(yǔ)言學(xué)和物理學(xué)早就結(jié)下不解之緣。言語(yǔ)聲波的特性分析早期都是由物理學(xué)家進(jìn)行的。在20世紀(jì)初，人們還只能使用浪紋計(jì)所繪制的波形來(lái)分析語(yǔ)音。當(dāng)時(shí)，語(yǔ)言學(xué)大師趙元任用物理學(xué)知識(shí)解釋語(yǔ)音的物理成素，用漸變音高管、浪紋計(jì)等儀器分析語(yǔ)音的音高、音強(qiáng)和音長(zhǎng)的特性。他在《語(yǔ)音的物理成素》的結(jié)語(yǔ)部分談到：“……所以我用物理學(xué)生同言語(yǔ)學(xué)生的雙名作這一篇語(yǔ)音的成素?！盵12]到了20世紀(jì)50年代，語(yǔ)音學(xué)家應(yīng)用動(dòng)態(tài)聲譜儀等物理儀器，才形成語(yǔ)音學(xué)的分支——聲學(xué)語(yǔ)音學(xué)(acoustic phonetics)?，F(xiàn)代聲學(xué)與物理學(xué)的分支學(xué)科如力學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)、流體物理、凝聚態(tài)物理、光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、無(wú)線電物理學(xué)等有密切的關(guān)聯(lián)。在自然語(yǔ)言的處理中，語(yǔ)音識(shí)別是集聲學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、語(yǔ)音學(xué)(發(fā)音語(yǔ)音學(xué)、發(fā)聲語(yǔ)音學(xué)、聽(tīng)覺(jué)語(yǔ)音學(xué))、計(jì)算機(jī)、信息處理、人工智能于一體的綜合技術(shù)。在計(jì)算語(yǔ)言學(xué)領(lǐng)域越來(lái)越多地使用統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的方法來(lái)分析語(yǔ)言數(shù)據(jù)，“目前統(tǒng)計(jì)機(jī)器翻譯(statistical machine translation，簡(jiǎn)稱SMT)成為了機(jī)器翻譯的主流技術(shù)。”[7]在人工智能研究領(lǐng)域，中國(guó)留美學(xué)者T.Yang于1997年首次應(yīng)用“Physical Linguistics(物理語(yǔ)言學(xué))”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，提出了“計(jì)算動(dòng)詞(computational verbs)理論”，運(yùn)用進(jìn)化函數(shù)對(duì)人類思維中的動(dòng)態(tài)部分建模[13-14]。計(jì)算動(dòng)詞系統(tǒng)能依據(jù)“動(dòng)態(tài)經(jīng)驗(yàn)”逐步修正計(jì)算過(guò)程，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的主動(dòng)思維，從而推動(dòng)人工智能領(lǐng)域的變革。

1933年，美籍波蘭裔數(shù)學(xué)家 Alfred Korzybski將現(xiàn)代數(shù)學(xué)和物理學(xué)，尤其是后者的宇宙觀和思維方法加以拓展，運(yùn)用到人類實(shí)際經(jīng)驗(yàn)世界的各個(gè)領(lǐng)域中，創(chuàng)立了“普通語(yǔ)義學(xué)(general semantics)”[15]。愛(ài)因斯坦相對(duì)論和量子理論所揭示的全新世界觀正是普通語(yǔ)義學(xué)的思想核心。普通語(yǔ)義學(xué)研究的是說(shuō)話人、語(yǔ)言和現(xiàn)實(shí)之間的關(guān)系，具有使人從語(yǔ)言的“專橫”(tyranny)中解放出來(lái)的概念[16]。我們生活在一個(gè)動(dòng)態(tài)的世界中，人們對(duì)事物不僅作出反應(yīng)，而且對(duì)反應(yīng)再作出反應(yīng)，以至無(wú)窮。A.Korzybski (1933)把語(yǔ)言比作地圖，實(shí)在比作領(lǐng)土，但地圖不是領(lǐng)土，“理想的地圖將包括地圖的地圖，語(yǔ)言可對(duì)一個(gè)陳述再作出陳述以至無(wú)窮”。事實(shí)上，自物理學(xué)誕生之日起，它的發(fā)展就始終與其概念體系的語(yǔ)義表達(dá)和語(yǔ)義演變相伴相隨。Korzybski認(rèn)為，科學(xué)所運(yùn)用的是一種特殊的有限的但卻是很完整的表達(dá)形式(即數(shù)學(xué)語(yǔ)言)，這種數(shù)學(xué)語(yǔ)言與其所處理的事實(shí)之間在結(jié)構(gòu)上是一致的。如牛頓的經(jīng)典物理學(xué)使用歐幾里得幾何、微積分作為其精確的語(yǔ)言表達(dá)方式；相對(duì)論與非歐何(黎曼幾何)的數(shù)學(xué)語(yǔ)言一致；量子理論則成功地?fù)碛凶约邯?dú)特的數(shù)學(xué)框架?？茖W(xué)事實(shí)與表達(dá)語(yǔ)言(數(shù)學(xué))在結(jié)構(gòu)上的一致性使得科學(xué)家、工程師在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)游刃有余、得心應(yīng)手[17]。例如，根據(jù)力學(xué)原理設(shè)計(jì)制造的機(jī)械設(shè)備在一般情況下不會(huì)發(fā)生斷裂等造成嚴(yán)重后果的事故，即使出現(xiàn)問(wèn)題也容易進(jìn)行分析、追溯，查出事故原因。

筆者認(rèn)為，就物理學(xué)而言，除了數(shù)學(xué)語(yǔ)言之外，與之相配套的物理語(yǔ)言(包括名詞術(shù)語(yǔ)體系)其實(shí)也十分重要，否則那些數(shù)學(xué)語(yǔ)言就成了無(wú)源之水、無(wú)本之木。要想掌握好數(shù)學(xué)語(yǔ)言，就必須明白那些符號(hào)、公式的語(yǔ)義即物理意義，掌握相應(yīng)的物理概念，仔細(xì)推敲對(duì)于現(xiàn)象、定義、原理、定律、規(guī)律和公式的文字描述。一句話，要想學(xué)好物理就必須掌握好相關(guān)概念的語(yǔ)義和物理語(yǔ)言。人類語(yǔ)言是一種歷史傳承，它總是與以前的宇宙觀和思維模式相適應(yīng)，其語(yǔ)言結(jié)構(gòu)中所包含的種種信息或語(yǔ)義也都是傳承下來(lái)的，需要不斷更新，與時(shí)俱進(jìn)。很明顯，我們無(wú)法運(yùn)用經(jīng)典物理學(xué)的語(yǔ)言去闡述相對(duì)論和原子物理學(xué)的理論，去揭示宏觀世界和微觀世界中的物理現(xiàn)象與運(yùn)動(dòng)規(guī)律的真相及奧秘。在近年來(lái)國(guó)際上嶄露頭角的德國(guó)卡爾斯魯厄物理課程(KPK)中，關(guān)于能量這個(gè)概念的解釋(語(yǔ)義)與傳統(tǒng)物理學(xué)有較大區(qū)別。受愛(ài)因斯坦質(zhì)能關(guān)系的啟示，KPK的作者認(rèn)為，能量只有一種，并不存在著不同形式或不同類型的能量；能量始終與其載體相伴，能量形式(energy form)的概念應(yīng)當(dāng)為能量載體(energy carrier)的概念所取代，所謂不同的能量形式其實(shí)就是不同的能量載體，能量的轉(zhuǎn)換其實(shí)就是能量載體的轉(zhuǎn)換，能量轉(zhuǎn)換器其實(shí)就是能量轉(zhuǎn)載器[18]。隨著能量語(yǔ)義的轉(zhuǎn)變，相關(guān)的名詞術(shù)語(yǔ)諸如能量供體、能量受體、能量載體、能量轉(zhuǎn)載體和能流圖等應(yīng)運(yùn)而生。在KPK中，由于動(dòng)量流這一概念的引入，力(force)的概念也發(fā)生了重大變化，其解釋或者語(yǔ)義改為“動(dòng)量流強(qiáng)度(strength of momentum current)”。相應(yīng)地，應(yīng)力(stress)的概念也改變?yōu)椤皠?dòng)量流密度(density of momentum current)”。這不僅加深了人們對(duì)于力的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，而且直接導(dǎo)致牛頓三大定律被更為簡(jiǎn)單的動(dòng)量守恒原理描述所取代，意義十分重大[19]。

二、認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)與物理學(xué)的關(guān)系

語(yǔ)言是一種認(rèn)知活動(dòng)，而“認(rèn)知是生物體的本質(zhì)功能特征”[20]。20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的認(rèn)知科學(xué)是研究心智工作機(jī)制的一門綜合性學(xué)科，具有范圍十分廣闊的跨學(xué)科研究領(lǐng)域。誕生于 20世紀(jì)80年代后期的認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)“是基于人們對(duì)世界的經(jīng)驗(yàn)并以對(duì)世界進(jìn)行感知和概念化的方法來(lái)研究語(yǔ)言的一門學(xué)科”[21]。認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)在語(yǔ)言和認(rèn)知之間進(jìn)行整合，從自然語(yǔ)言切入，組織、處理和傳遞信息，旨在通過(guò)分析人類在思維、儲(chǔ)存信息、理解和產(chǎn)生語(yǔ)言的過(guò)程中所運(yùn)用的認(rèn)知策略來(lái)研究認(rèn)知或心理結(jié)構(gòu)。因此，認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)與心理學(xué)、哲學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、人工智能等學(xué)科關(guān)系緊密。而現(xiàn)代認(rèn)知物理學(xué)借鑒物理學(xué)的方法，從自然語(yǔ)言切入，從定性到定量、從概念到知識(shí)對(duì)認(rèn)知過(guò)程加以研究，模擬人的思維過(guò)程的形式化表征，為人工智能的發(fā)展，提供了強(qiáng)有力的工具。

圖1 方言連續(xù)體示意圖Fig.1 Diagram of the dialect continuum

從認(rèn)知角度看，語(yǔ)言學(xué)與物理學(xué)有相通之處。例如，方言學(xué)告訴我們，在下面一個(gè)由方言a，b，c，d，e組成的方言連續(xù)體(dialect continuum)中，人們無(wú)法確定所觀察到的點(diǎn)在哪里(見(jiàn)圖1)。例如，與c方言最鄰近的方言是b方言和d方言，但由于語(yǔ)言的連續(xù)變化，人們無(wú)法精確找到作為參照系所需要的c點(diǎn)，因?yàn)樵谶@個(gè)連續(xù)體中并沒(méi)有一處能清晰地表明c處是截然隔離開(kāi)來(lái)的。這就是說(shuō)，語(yǔ)言具有測(cè)不準(zhǔn)或不可測(cè)性。同樣，物理學(xué)中也有測(cè)不準(zhǔn)或不可測(cè)的問(wèn)題。事實(shí)上，當(dāng)你試圖測(cè)量物體的某種性質(zhì)(物理量)時(shí)，你不可避免地要同該物體發(fā)生相互作用。這種相互作用總是會(huì)使物體原來(lái)所處的狀態(tài)和周圍環(huán)境受到影響或干擾，會(huì)給你所力求測(cè)定的那種性質(zhì)本身帶來(lái)一些變化。換言之，在測(cè)量某種性質(zhì)時(shí)會(huì)由于測(cè)量動(dòng)作本身而使那種性質(zhì)發(fā)生改變。這就意味著，你根本不可能絕對(duì)精確地測(cè)量出這種性質(zhì)。德國(guó)物理學(xué)家海森堡(W.K.Heisenberg，1901—1976)明確指出，我們不可能設(shè)想出任何一種方法，能夠同時(shí)精確地測(cè)量出任何一種物體的位置和動(dòng)量。你把位置測(cè)定得越準(zhǔn)確，你所能測(cè)得的動(dòng)量就越不準(zhǔn)確；你測(cè)得的動(dòng)量越準(zhǔn)確，你所能測(cè)定的位置就越不準(zhǔn)確。這就是他著名的“測(cè)不準(zhǔn)原理(uncertainty principle)”[22]。經(jīng)典物理學(xué)曾認(rèn)為，物質(zhì)粒子具有確定的位置和速度。然而，海森堡成功地證明了量子實(shí)際上是不可測(cè)的。量子(quantum)這個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)自拉丁語(yǔ)quantus一詞，原意為“多少”。在現(xiàn)代物理學(xué)中，量子是指某些物理量的基本單元，即一種不可繼續(xù)分割的最小單元。

認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)的經(jīng)驗(yàn)觀告訴我們，世界上的事物千差萬(wàn)別，對(duì)這些事物的命名涉及對(duì)事物的分類，分類的過(guò)程就是“范疇化”(categorization)，而分類的結(jié)果就是“范疇”(category)。

范疇化是人類基本的認(rèn)知活動(dòng)之一。認(rèn)知范疇與科學(xué)范疇是不同的。科學(xué)的范疇觀認(rèn)為在一個(gè)范疇內(nèi)部，其成員的地位是平等的，科學(xué)上的范疇化標(biāo)準(zhǔn)也比較固定，同時(shí)，對(duì)知識(shí)進(jìn)行分類中的層級(jí)也較多而且復(fù)雜。認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)告訴我們，范疇與范疇之間的界限是模糊的，范疇并不是由“界定特征”來(lái)界定的，相鄰的范疇界限并不是“是或不是”的區(qū)別，而是涉及界限典型性的程度。這就是說(shuō)，一個(gè)范疇內(nèi)成員有典型與非典型之分，而范疇成員的非典型性又是范疇邊緣模糊性的表現(xiàn)。例如，麻雀、燕子、喜鵲等是“鳥(niǎo)”這個(gè)范疇的典型成員，而鴕鳥(niǎo)(ostrich)不會(huì)飛，但具有羽毛、翅膀、卵生等鳥(niǎo)類的其他特征，因而是鳥(niǎo)類的非典型成員。范疇成員區(qū)分典型和非典型，說(shuō)明它們彼此間有隸屬程度上的差異。范疇會(huì)隨著人們的不同經(jīng)驗(yàn)而發(fā)生變化。鴕鳥(niǎo)在人們?nèi)粘澐种惺区B(niǎo)類的非典型成員，但在一些專家看來(lái)鴕鳥(niǎo)是鳥(niǎo)類的典型成員。

在物理學(xué)中，物理量有多種不同的分類方法。如按學(xué)科分類，可以把物理量分為力學(xué)量、電學(xué)量、熱學(xué)量和化學(xué)量等。力學(xué)量包括速度、加速度、力、動(dòng)量等。電學(xué)量包括電壓、電流(強(qiáng)度)、電阻、電勢(shì)等。熱學(xué)量包括溫度、熵、焓、比熱容、自由能等?；瘜W(xué)量則包括原子量、分子量、物質(zhì)的量、化學(xué)勢(shì)等物理量。然而，有些物理量的類別(范疇)并不容易界定。例如，溫度和熵這兩個(gè)物理量在熱學(xué)和化學(xué)中都扮演著重要角色；能量這個(gè)量則貫穿于所有的學(xué)科之中，人們很難硬性地將它們歸入某一學(xué)科的范疇。在德國(guó)卡爾斯魯厄物理課程(KPK)中，使用較多因而占有重要地位的一種分類方法是，按照確定物理量數(shù)值時(shí)所涉及的幾何形體，即點(diǎn)、面、體(空間)來(lái)進(jìn)行分類。涉及到點(diǎn)的物理量有速度、溫度、壓強(qiáng)、電勢(shì)、密度等，涉及到面(截面)的物理量包括所有與流量或流強(qiáng)度以及流密度有關(guān)的量，如電流、動(dòng)量流(強(qiáng)度)或力、熵流、能流、動(dòng)量流密度(應(yīng)力)等，涉及到體(空間體積)的物理量有質(zhì)量、動(dòng)量、電荷(量)、熵、物質(zhì)的量、能量等。這種分類方法有其科學(xué)性和合理性的一面，但它并不能覆蓋所有的物理量。如時(shí)間、電阻和電容等量就不屬于上述三類中的任何一類。在 KPK中，所謂的物質(zhì)型物理量(substance-like quantity)如質(zhì)量、動(dòng)量、熵以及能量等屬于廣延量[19]。它們占據(jù)一定的空間區(qū)域，能夠在空間內(nèi)“流動(dòng)”。但是體積這個(gè)廣延量卻并不適合于納入物質(zhì)型物理量的范疇。它所處的邊緣地位與前面提及的鴕鳥(niǎo)有點(diǎn)類似。

概念關(guān)系包括層次等級(jí)(hierarchy)、鄰近性(contiguity)和相似性(similarity)。層次等級(jí)涉及概念分類和“上/下”(top/bottom)，相似性涉及概念隱喻，而鄰近性則涉及概念轉(zhuǎn)喻。在信息處理和知識(shí)表征中存在著兩種認(rèn)知策略：自下而上(bottom-up)以及自上而下(top-down)。在很多情況下，前者可看成是分析和解構(gòu)的同義詞，后者則可看成綜合的同義詞。在宇宙物理學(xué)中，英國(guó)著名物理學(xué)家霍金(Stephen Hawking)和他在歐洲核子中心的合作者Thomas Hertog于2006年提出了一種解釋宇宙演化的新方法[23]。這種獨(dú)特的方法采用“自上而下”而不是“自下而上”的認(rèn)知方式來(lái)研究宇宙。在此之前，大多數(shù)宇宙模型都是自下而上的，即先假設(shè)宇宙大爆炸時(shí)有一個(gè)明確的初始條件，然后推導(dǎo)以后發(fā)生的事情。然而這些模型實(shí)際上是有缺陷的，因?yàn)槲覀兡壳安恢酪矡o(wú)法知道宇宙創(chuàng)生時(shí)的初始條件，我們只知道末態(tài)，即現(xiàn)在的狀態(tài)。Hawking和Hertog的觀點(diǎn)是，我們應(yīng)該從目前觀測(cè)到的條件，比如宇宙是三維的，接近平坦以及加速膨脹等條件出發(fā)，在時(shí)間上向后追溯來(lái)反演初始條件或初始狀態(tài)。他們認(rèn)為宇宙沒(méi)有一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的開(kāi)始和歷史過(guò)程，相反它有多個(gè)不同的開(kāi)始和歷史過(guò)程，并且歷經(jīng)了所有這些過(guò)程。但大多數(shù)其他歷史過(guò)程在大爆炸之后就很快消失了，只留給我們今天所觀測(cè)到的這個(gè)宇宙。因此，理解過(guò)去的最好途徑就是從現(xiàn)在出發(fā)來(lái)追溯過(guò)去。

在許多不同類型的物理過(guò)程中常常具有深層次的相似性，這就為隱喻創(chuàng)造了條件。圖2說(shuō)明水力發(fā)電站的水輪機(jī)與火力發(fā)電廠的汽輪機(jī)之間具有很強(qiáng)的相似性或可比性[24]。不難看出，水電站與火電廠在結(jié)構(gòu)上十分相似。在水電站，水通過(guò)從高水位下降至低水位來(lái)驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)；在火電廠，熱量通過(guò)從高溫下降到低溫來(lái)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)。這就說(shuō)明，熱流是可以與水流相比擬的。在KPK中，所有物質(zhì)型物理量的流(current)，如動(dòng)量流、角動(dòng)量流、電流、熵流、能流等，都可以與水流的動(dòng)態(tài)進(jìn)行類比。

圖2 水力發(fā)電站與火力發(fā)電廠在結(jié)構(gòu)上的可比性Fig.2 Hydroelectric and thermal power plants are structurally com parable

隱喻是人類認(rèn)知的重要工具，是人類思維的重要組成部分。Lakoff.and Johson(1980)指出，“隱喻無(wú)所不在，存在于我們的語(yǔ)言中、思想中。其實(shí)，我們?nèi)祟惖母拍钕到y(tǒng)就是建立在隱喻上面的。”[25]按照他們的觀點(diǎn)，人類思維總是以熟知的、有形的、具體的事物為參照點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)事物的抽象概念。這種認(rèn)知方式導(dǎo)致不同概念域之間的相互關(guān)系。1890年物理學(xué)家 J.Maxwell就是用 lines of force，dance of molecule這種隱喻表達(dá)來(lái)解釋磁力的分布形狀和分子的運(yùn)動(dòng)。物理現(xiàn)象一般可以采用兩種方式，即模型方式和理論(數(shù)學(xué))方式進(jìn)行描述。人們通常使用模型來(lái)描述那些他們沒(méi)有直覺(jué)認(rèn)知或無(wú)法直接體驗(yàn)的物理過(guò)程或物理現(xiàn)象(比如那些發(fā)生在微觀世界內(nèi)的物理過(guò)程或現(xiàn)象)。顯然，模型必須是一種人們已經(jīng)十分熟悉因而充分信賴的系統(tǒng)。量子力學(xué)的研究對(duì)象是人類無(wú)法直接體驗(yàn)的量子世界，因此就需要用隱喻的方式引入概念，建立相應(yīng)的物理模型，如虛粒子(包括虛光子、虛電子、虛正電子、虛夸克、虛反夸克、虛膠子)等。

語(yǔ)言學(xué)上的隱喻表達(dá)與物理學(xué)上的深層隱喻也是相通的，例如，語(yǔ)言學(xué)上的隱喻表達(dá)：Heat flows out of the room(熱量從房間內(nèi)流出)；物理學(xué)上的深層隱喻：Heat is a fluid-like or substance-like quantity (熱量是一種具有類似于流體性質(zhì)的物理量，即物質(zhì)型物理量)

當(dāng)代物理學(xué)的一些重要概念不少均采用字面意義無(wú)法表達(dá)的隱喻方式表達(dá)出來(lái)?！肮獠ㄔ谡婵罩袀鞑r(shí)，不像池塘中的水波一樣上下波動(dòng)；場(chǎng)不像一片充滿了干草的場(chǎng)地，而是力的強(qiáng)度和方向的一種數(shù)學(xué)描寫(xiě)；原子并沒(méi)有照文字上說(shuō)的，從某一量子態(tài)跳到另一量子態(tài)去；電子也不是真的繞著原子核走圓形軌道……我們運(yùn)用這些字的方式是隱喻?！盵26]科技文獻(xiàn)資料里的隱喻性術(shù)語(yǔ)層出不窮，如butterfly valve(蝶形閥)、nose-suspended motor(鼻掛式電機(jī))、goose neck tool(鵝頸刀)、condensing worm(冷凝蛇管)、horse power(馬力)等。近代物理學(xué)上的波粒二象性(wave-particle duality)是量子力學(xué)的一個(gè)中心概念，指的是一切粒子同時(shí)都顯示具有波和粒子的特性。對(duì)波粒二象性的不同描述和互補(bǔ)，類似于語(yǔ)言學(xué)上兩種隱喻評(píng)價(jià)的功能互補(bǔ)。Pulaczewska (1999)把這種互補(bǔ)稱之為相互間的“隱喻重描”[27]。“當(dāng)代量子力學(xué)的發(fā)展使物理學(xué)的語(yǔ)言遠(yuǎn)離經(jīng)驗(yàn)世界，因此量子力學(xué)理論的概念發(fā)展也就不是現(xiàn)存語(yǔ)言體系所能支撐得了的。這就為量子力學(xué)理論語(yǔ)言的隱喻性使用及對(duì)測(cè)量對(duì)象的‘隱喻重描’留下更為廣闊的空間?！盵28-29]

轉(zhuǎn)喻同隱喻一樣，是我們?nèi)粘Ｋ季S的一部分。德國(guó)物理學(xué)家George Ohm發(fā)現(xiàn)了電阻定律即歐姆定律，歐姆成了電阻單位和定律的名稱。用來(lái)測(cè)量電阻的儀器也相應(yīng)地稱為歐姆表(ohmmeter)。由英國(guó)物理學(xué)家牛頓所創(chuàng)建的力學(xué)稱為牛頓力學(xué)。至于以首創(chuàng)人的名字來(lái)命名數(shù)學(xué)方程式在科學(xué)史上更是屢見(jiàn)不鮮，比如伯努利方程式、愛(ài)因斯坦方程、薛定諤方程，等等。這種由人名轉(zhuǎn)喻為計(jì)量單位、儀器儀表、定律定理、學(xué)科名稱和數(shù)學(xué)方程式的例子在物理學(xué)中十分普遍。

當(dāng)然，隱喻和轉(zhuǎn)喻是不同的。隱喻基于“相似性”，而轉(zhuǎn)喻則基于“鄰近性”。隱喻涉及經(jīng)驗(yàn)的兩個(gè)域，而轉(zhuǎn)喻只涉及一個(gè)域。在這里，所謂域是指“界定一個(gè)語(yǔ)義單位的語(yǔ)境”[30]。最基本的域包括空間、視覺(jué)、溫度、壓力、顏色等?？茖W(xué)隱喻和日常隱喻一樣，也具有語(yǔ)用語(yǔ)境?？茖W(xué)家使用隱喻的目的在于探尋本體與喻體的相似性，從而找出科學(xué)規(guī)律，建立模型，構(gòu)建新的理論[31]。

海森堡作為當(dāng)代最卓越的理論物理學(xué)家和原子物理學(xué)家之一，曾專門闡述了現(xiàn)代物理學(xué)中的語(yǔ)言和實(shí)在?！叭藗兡軌蛘?wù)撛颖旧韱?？這是一個(gè)物理學(xué)問(wèn)題，同時(shí)也是一個(gè)語(yǔ)言學(xué)問(wèn)題?！薄霸诳茖W(xué)知識(shí)的增長(zhǎng)中，語(yǔ)言也增長(zhǎng)了；……我們發(fā)展了一種科學(xué)語(yǔ)言，它可以稱為與科學(xué)知識(shí)新增長(zhǎng)的領(lǐng)域相適應(yīng)的日常語(yǔ)言的自然擴(kuò)展?！?《物理學(xué)和哲學(xué)》，范岱年譯，1981)我們以熱力學(xué)中的術(shù)語(yǔ)“熵”作為例子說(shuō)明之?！办亍钡挠⒄Z(yǔ)術(shù)語(yǔ)為 entropy，來(lái)自希臘語(yǔ)entropia一詞，意為“內(nèi)向”，表示“一個(gè)系統(tǒng)在不受外部干擾的條件下向其內(nèi)部最穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展的特性”。漢語(yǔ)中的“商”指“被除數(shù)除以除數(shù)所得的數(shù)(quotient)”。傳統(tǒng)熱力學(xué)中的“熵”指的是熱能除以溫度所得的“商”，它標(biāo)志著熱量轉(zhuǎn)化為功的程度。1923年5月3日德國(guó)物理學(xué)家普朗克來(lái)中國(guó)講學(xué)時(shí)曾使用entropy這個(gè)術(shù)語(yǔ)，這是在我國(guó)首次出現(xiàn)的術(shù)語(yǔ)。當(dāng)時(shí)由胡剛復(fù)教授任翻譯。如果把entropy譯成“商”，顯然沒(méi)有把entropy的含義譯出來(lái)，于是他急中生智，“根據(jù)熱溫商Q/T之意首次把‘商’字加‘火’字旁來(lái)意譯‘entropy’這個(gè)詞，創(chuàng)造了‘熵’字，發(fā)音同‘商’”[32]?，F(xiàn)在看來(lái)，這個(gè)意譯可謂恰到好處，因?yàn)閑ntropy是一個(gè)熱學(xué)術(shù)語(yǔ)，應(yīng)該與熱(火)有關(guān)，而熵是熱能變化ΔQ除以絕對(duì)溫度T之商的函數(shù)。在KPK物理學(xué)中，熵流Is是指能流P除以絕對(duì)溫度T之商，直接與熱量的概念聯(lián)系起來(lái)，從而使得這個(gè)原來(lái)抽象難懂的物理量變得通俗易懂。這無(wú)疑是對(duì)熱學(xué)乃至整個(gè)物理學(xué)的一個(gè)重大貢獻(xiàn)。科學(xué)必須依靠語(yǔ)言來(lái)傳遞信息?！办亍边@個(gè)例子說(shuō)明，科學(xué)理論除了用數(shù)學(xué)語(yǔ)言、數(shù)學(xué)方式表述外，也要用自然語(yǔ)言來(lái)陳述，不過(guò)這種自然語(yǔ)言實(shí)際上已轉(zhuǎn)化為科學(xué)語(yǔ)言及其使用的語(yǔ)詞，而“隱喻在建立科學(xué)語(yǔ)言與世界的聯(lián)系中發(fā)揮著基礎(chǔ)性的作用”[33]。

三、結(jié)束語(yǔ)

學(xué)科的融合是科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)。學(xué)科的交叉和融合是學(xué)科發(fā)展和創(chuàng)新的需要。學(xué)科在宏觀上、整體上的統(tǒng)一是可能的。但學(xué)科基于什么理論統(tǒng)一？這個(gè)問(wèn)題很難回答。例如，學(xué)科的統(tǒng)一是否可以基于統(tǒng)一信息理論的基礎(chǔ)上，因?yàn)椤拔镔|(zhì)是信息的集合體”，而信息理論具備學(xué)科統(tǒng)一理論的所有特征，從而使人類的知識(shí)被涵蓋并融合在其中。也有人認(rèn)為，學(xué)科的統(tǒng)一不在于內(nèi)容，而在于方法。總之，這是一個(gè)可供討論的問(wèn)題。

語(yǔ)言學(xué)與自然科學(xué)、人文-社會(huì)科學(xué)有著廣泛的聯(lián)系和交叉，其研究方法已日益具有自然科學(xué)的性質(zhì)。跨學(xué)科研究是當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)，也是語(yǔ)言學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)。隨著認(rèn)知科學(xué)、腦科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能的發(fā)展，語(yǔ)言學(xué)的研究領(lǐng)域?qū)⑷找嫔罨?，研究手段將日益現(xiàn)代化。

科學(xué)語(yǔ)言會(huì)隨著科學(xué)的發(fā)展而不斷發(fā)展。作為認(rèn)知現(xiàn)實(shí)方式的隱喻在科學(xué)理論的陳述中所發(fā)揮的作用是不爭(zhēng)的事實(shí)。科學(xué)隱喻的功能包括理論構(gòu)建功能(如光的波粒二象性理論)、命名功能(如計(jì)算機(jī)病毒)、解釋功能(如量子場(chǎng)論中“夸克禁閉”)、預(yù)言功能(如根據(jù)反粒子的發(fā)現(xiàn)預(yù)言反物質(zhì)的存在，自1986年該預(yù)言得到證實(shí)以來(lái)，各世界強(qiáng)國(guó)爭(zhēng)相研制反物質(zhì)武器，即第四代核武器。又如根據(jù)二氧化碳排放所造成的“溫室效應(yīng)(greenhouse effect)”預(yù)言“全球變暖(global warming)”以及一系列世界性的氣候異常等)。

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