科學(xué)問題的經(jīng)驗主義模型之微探

陶迎春

(滁州學(xué)院思想政治理論課教學(xué)研究部，安徽滁州239000)

早在古希臘時期，亞里士多德已對問題本身作了探討，他認為:“所謂問題，是在探索事物的時候，探索者根據(jù)對于事物的先前把握，以‘是與否’的方式在自己面前就事物所提出的疑問?！保?］近代德國哲學(xué)家萊布尼茨把問題分為回答“是——否”和回答“為什么”等種類，德國哲學(xué)家伽達默爾提出“問答邏輯”，英國科林伍德提出“問答哲學(xué)”，等等。在當代，對問題和問題求解行為的分析構(gòu)成科學(xué)基本方法論的重要內(nèi)容之一，難題和問題也成為科學(xué)哲學(xué)分析的基本單元。

但是，科學(xué)問題到底是什么?科學(xué)問題與經(jīng)驗的關(guān)系是什么?科學(xué)問題的經(jīng)驗表達具有什么樣的模式?對于這些問題的哲學(xué)研究還存在巨大的探討空間。筆者認為，這樣的任務(wù)無疑是龐大復(fù)雜且艱巨的。本文從科學(xué)哲學(xué)的層面，在前人［2］3-19研究的基礎(chǔ)上，僅僅從經(jīng)驗主義對科學(xué)問題的研究進行嘗試性的梳理和探討，指出在科學(xué)哲學(xué)史上，對于邏輯經(jīng)驗主義和批判理性主義來說，至少有三種經(jīng)驗主義的科學(xué)問題模型，即培根模型、亨普爾模型和波普爾模型;并認為一個恰當?shù)目茖W(xué)問題應(yīng)具有邏輯和概念要求、具有概念深度、具有不能被移到問題背景中的約束條件，問題解答應(yīng)滿足可操作性的一般邏輯要求，以豐富對科學(xué)問題的認識。

一、培根模型(M1)

那么，什么是科學(xué)問題?正如美國科學(xué)哲學(xué)托馬斯·尼克爾斯所指出的，由于科學(xué)問題概念本身幾乎從來沒有被強經(jīng)驗主義者討論過，因此很難找到某人清楚地陳述過這樣的概念，但是，它仍然“清晰地顯示在把科學(xué)目標作為對觀察數(shù)據(jù)的解釋和謂語系統(tǒng)的討論中，也在說明、預(yù)測、理論的陳述中，如培根、伽利略、馬赫、石里克等人的作品中”［2］6。如培根認為，只要有一部篇幅6倍于老普林尼的《自然史》那樣的百科全書，他就可以解釋自然界的所有現(xiàn)象;圖爾敏(1972)認為，科學(xué)問題是從科學(xué)的目標或理想(最終目的)中減去探究者能力后所剩下的東西。他給出一個公式:科學(xué)問題=解釋的理想-目前的能力，認為“科學(xué)家通過認識他們目前解釋自然界有關(guān)特性的能力與他們目前關(guān)于自然秩序或充分可理解性的理想間的差距，找到和確定了目前概念的缺陷”［3］。

可見，傳統(tǒng)經(jīng)驗主義認為，問題(P)是尋求經(jīng)驗事實或現(xiàn)象的解釋或預(yù)言，可以稱之為基本經(jīng)驗主義模型或培根模型(M1)。筆者認為，可將之形式化為P=f(E)(E表示經(jīng)驗事實，f表示尋求解釋或預(yù)言)。如問題P1:邁克爾遜—莫雷實驗得出“零結(jié)果”這個經(jīng)驗事實或數(shù)據(jù)，如何解釋這個“零結(jié)果”?對于傳統(tǒng)經(jīng)驗主義者來說，問題是到目前為止沒有處理的經(jīng)驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)及對其可解釋的或可預(yù)測的需求。相應(yīng)地，理論T面臨問題P是指在問題P范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)理論T不能解釋或預(yù)測。但是這樣的模型P=f(E)只有很少的內(nèi)涵，如果一個問題僅僅是對經(jīng)驗事實或經(jīng)驗數(shù)據(jù)解釋(預(yù)測等)的尋求中，并且對解釋f根本沒有限制，那么將很難有一個明確的問題，更不用說有關(guān)于它的確定的、普遍的概念。而且，這種觀點未能指出什么將成為可能的答案或依據(jù)什么去尋找到解答。不過，模型M1使對科學(xué)問題的認識從混沌狀態(tài)中清晰起來，為在此基礎(chǔ)上進行進一步的探討提供可能——科學(xué)問題的實證主義模型或亨普爾模型。

二、亨普爾模型(M2)

這種模型沿著邏輯經(jīng)驗主義方法論的說明、規(guī)律、理論、確證和相關(guān)的思想建立。問題模型不僅具有可被解釋的實質(zhì)性的經(jīng)驗成分如數(shù)據(jù)，還有方法論的成分——有一套形式的、方法論限制或解答的約束條件。

舉一個具體的例子，如果采納亨普爾(1965，1966)關(guān)于說明、理論等相似的觀點，那么，說明一個現(xiàn)象的問題就成為發(fā)現(xiàn)一個較確證的一般的規(guī)律或理論加上初始或邊界條件陳述，如待解釋的事物的陳述，描述一個能夠被說明的經(jīng)驗現(xiàn)象。如:

其中，L1，L2，L3，… Ln表示科學(xué)理論或科學(xué)定律，C1，C2，C3，… Cn表示初始條件或邊界條件，E表示經(jīng)驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)，那么問題即是指E是根據(jù)哪些L以及按照哪些C出現(xiàn)并尋求解釋或解答，如問題P2:

小球A從高塔的頂端C點處作自由落體運動到高塔底端D點處:

筆者認為，可形式化為 P=f(E∧(L1，L2，L3，… Ln)∧(C1，C2，C3，… Cn))。這種模式，可謂最基本經(jīng)驗主義模型的“升級”版本，筆者稱之為亨普爾模型(M2)。不像模型M1，模型M2除了關(guān)于問題解答的純觀察限制即f(E)外，還有方法論限制即(L1，L2，L3，… Ln)∧(C1，C2，C3，… Cn)。

科學(xué)研究具有繼承性和探索性。對繼承性科學(xué)研究來說，探究目標或終點一般已確定，是已知的東西。對模型M2來說，對問題可能的完全陳述將指出什么是在問題求解中所要尋找的;如果遇到困難或障礙，則以所提供的方法論規(guī)則，來判定一些方案是不是對該問題的解答。這類似于庫恩所說的，在“常規(guī)科學(xué)”階段科學(xué)家對常規(guī)問題的提出與求解。但對探索性的科學(xué)研究來說，探究目標或終點一般是未確定的，處于未知的狀態(tài)，處于需要把它找出來的狀態(tài)，如，當前物理學(xué)前沿對暗物質(zhì)和暗能量的研究，或認知科學(xué)對于基于物理化學(xué)反應(yīng)的生物學(xué)，或生理學(xué)意義上的大腦如何產(chǎn)生具有精神性非物質(zhì)化的意識的研究，顯然模型M2是無法處理的。不過，模型M2處理繼承性的科學(xué)探究問題具有優(yōu)勢，對處理探索性的科學(xué)探究問題也具有啟示意義，可以把探索性問題轉(zhuǎn)化為類似繼承性問題來處理;但是否恰當，在“謎”未解開之前，不得而知。此外，有些問題并不尋求對經(jīng)驗現(xiàn)象的解釋，而且更深刻的問題有時產(chǎn)生自兩個已建好的理論之間的不可預(yù)期的沖突，如古典力學(xué)和麥克斯韋電磁理論之間的沖突，光的波動說和微粒說之間的沖突等，不能簡單地通過模型M1和模型M2描述出來。而且模型M1和M2沒有產(chǎn)生可允許的理論元素出現(xiàn)在問題情境中，“不規(guī)則數(shù)據(jù)比常規(guī)數(shù)據(jù)產(chǎn)生更嚴肅的問題，經(jīng)驗主義者對此無法回答，由于不規(guī)則數(shù)據(jù)(如反常)僅僅被定義為反對一個理論的背景”［2］9。反駁者可能認為，實證主義者確實假定問題的理論背景存在。這種情況是可能的，由于它是波普爾提出的，所以稱之為波普爾模型。

三、波普爾模型(M3)

這種模型筆者給其一個形式化的描述，即為:P=f(E∧(L1，L2，L3，… Ln)∧(C1，C2，C3，… Cn)∧(B1，B2，B3，… Bn))，其中 L1，L2，L3，… Ln表示科學(xué)理論或科學(xué)定律，C1，C2，C3，…Cn表示初始條件或邊界條件，B1，B2，B3，… Bn表示問題境況，E表示經(jīng)驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)，f表示猜想和反駁。

波普爾比其他任何科學(xué)哲學(xué)家都更強烈地表示科學(xué)問題作為方法論的重要性，提出“科學(xué)始于問題”的論斷，提出“問題境況”和“境況分析”。他認為，我們總是在第三世界的背景上來挑選我們的問題，“問題連同其背景(甚或連同其他第三世界的客體)組成我們所說的問題境況”［4］175。境況分析“是指對人的某種行為所作的試探性的或推測性的說明，這種說明訴諸活動者所處的境況”［4］189。波普爾(1972)以伽利略的潮汐問題為例進行說明，指出伽利略的問題只是簡單地解釋潮汐，而他的問題境況更復(fù)雜。因為伽利略提出和研究這個問題是為了驗證哥白尼觀點(地球是運動的)，對哥白尼的觀點，他堅定地支持并試圖去解決它，其依據(jù)是他自己的慣性定律和相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)運動守恒定律的推測假設(shè)(框架)。另外，波普爾還指出了如何去理解一個更深的問題境況。首先，提出一個解決方案(假說)，即使是明顯簡單的;然后去反駁它。通過對嘗試解決方案的批判，將提供問題充分解決所需的其他條件或至少能產(chǎn)生明確表達的已知條件。通過繼續(xù)這個過程，猜想和批判式反駁，這個反駁不僅需要算法而且需要想象，將獲得對一個問題的更清楚的理解，因為這個過程將產(chǎn)生關(guān)于問題解決的大量約束條件，且這些約束條件將獲得明確表達。最后，這個過程將排除的巨大問題空間，通過大膽猜測和想象，使問題的“靶心”越來越凸現(xiàn)，為進一步的探究提供可能。

總之，對于波普爾來說，一個恰當?shù)膯栴}能被形式化為在某一科學(xué)方法論規(guī)則下的提問或以解釋現(xiàn)象為中心的尋求——模型M2;但M3超出M2的地方在于，在問題求解的過程中，對如何解決探索性的科學(xué)探究提供附加的、實質(zhì)性的約束條件，賦予探究一個真實的指導(dǎo)約束條件，如問題境況和境況分析、猜想和反駁等。“盡管他拋棄發(fā)現(xiàn)的方法論，波普爾至少能解釋發(fā)現(xiàn)情境中一些細節(jié)和非歸納推理的可能性?！保?］11雖然波普爾和他的追隨者把問題境況重點放在理論和數(shù)據(jù)之間或兩個理論之間的矛盾上面，而且總的問題境況隨著概念深度的增加而變得更加復(fù)雜;但是因為在總的問題境況中增加了理論背景和具有猜測性的程序，從而使波普爾模型即M3比M2更加豐富。

但是，如何能夠依據(jù)波普爾的觀點從淺問題(如經(jīng)驗問題)中區(qū)分出深問題(如概念問題)?淺問題是對于證實一個理論或者相互競爭的理論來說相對不重要的數(shù)據(jù)，深問題被表述為通過它的解釋使常規(guī)理論的命運發(fā)生轉(zhuǎn)變(革命)的數(shù)據(jù)。這似乎是波普爾的區(qū)分，但有些困難。如果產(chǎn)生的深問題不是問題本身而是它的背景或環(huán)境，那么這個結(jié)果在理論上是可能的，但是事實不是這樣。深問題可能被描述為反常的數(shù)據(jù)，它威脅到重要的理論。深層次的問題，例如解決古典力學(xué)和電磁理論之間的沖突，澄清牛頓的萬有引力理論和普朗克的量子理論的問題，根本不需要直接去解釋另外的數(shù)據(jù)。在這里的數(shù)據(jù)解釋和預(yù)言，不是證實或否證一個問題解答，而是表明存在概念問題。如果理論內(nèi)容包含不一致或存在內(nèi)在的矛盾，問題就十分嚴重，就不能簡單地認為是解釋某些數(shù)據(jù)的需要。對于深層次的概念性的問題，解釋或預(yù)言經(jīng)驗數(shù)據(jù)的任務(wù)充其量只是問題的淺層或局部的要求。

表1 經(jīng)驗主義的科學(xué)問題模型

綜上所述，在科學(xué)哲學(xué)領(lǐng)域，特別是邏輯經(jīng)驗主義和批判理性主義中，對科學(xué)問題本身的認識是在不斷豐富中的(見表1)。從對問題的混沌認識產(chǎn)生出具有邏輯和概念要求的模型M1，但總的說來它較寬泛。而模型M2不像模型M1，它除了關(guān)于問題解決的純觀察限制外，還有方法論限制，具有一定的概念深度，但不能探究目標或終點是未確定、處于需要把它找出來的狀態(tài)的問題。模型M3比M1和M2內(nèi)涵更加豐富，并在一定程度上表達了如何解決探索性的科學(xué)探究，指出問題解答應(yīng)滿足可操作性的一般邏輯要求。正如德國科學(xué)哲學(xué)家漢斯·波塞爾所指出的，從事科學(xué)研究……采用一定的方法，通過一定途徑，系統(tǒng)性地繼續(xù)提出問題［5］。

當然，在這三種模型下，問題與問題背景絕對二分，類似于純粹觀察與理論絕對二分一樣，這是值得商榷的。問題能否脫離各種背景而獨立存在呢?一些科學(xué)哲學(xué)家，如尼克爾斯、哈蒂安加迪(J.N.Hattiangadi)［6］、勞丹［7］等就認為，在某一背景中提出的問題在另一背景中可能未必成為問題，科學(xué)問題絕不能同形成問題的背景理論區(qū)分開來，甚至提出科學(xué)問題非但不能脫離它們的背景理論，而且背景理論本身就是科學(xué)問題的組成要素。不過，模型M3還是指出了問題具有不能被移到問題背景中的約束條件，這對研究科學(xué)問題是否具有自主性和獨立性具有啟發(fā)意義。還需要指出的是，這三種模型都把概念問題排除在外，也值得注意，如上面對模型M3的分析，該模型無法處理深層次的概念性的問題。

四、結(jié)語

對什么是科學(xué)問題，經(jīng)驗主義的模型是有啟發(fā)性的。從經(jīng)驗主義的視角來說，科學(xué)問題至少要具有邏輯和概念要求、具有概念深度、具有不能被移到背景中的約束條件。如果把模型M3中E為現(xiàn)象或數(shù)據(jù)改造為E為對象(經(jīng)驗或概念的)，從而產(chǎn)生問題模型(M4)，即為:

P=f(E∧(L1，L2，L3，… Ln)∧(C1，C2，C3，… Cn)∧(B1，B2，B3，… Bn))，其中 L1，L2，L3，… Ln表示理論(假設(shè))或科學(xué)定律，C1，C2，C3，… Cn表示初始條件或邊界條件，B1，B2，B3，…Bn表示境況分析，E表示對象(經(jīng)驗或概念的)，f表示猜想和反駁。

筆者認為，依據(jù)這樣的模型M4，至少能夠?qū)ふ?、制定和提出人類可以解決的各種各樣的具體問題，從而具有可操作性和可解釋性。至少，從這個角度來說，在普遍的意義上，科學(xué)問題是由關(guān)于特定對象所有的約束條件或解答的約束條件能被找到所構(gòu)成?！疤囟愋偷膯栴}，當然，將擁有特定的特性。但是從一般意義來說的問題，除了約束條件加上需求或?qū)で?，還有其他什么呢?”［8］

［1］ 馮契.哲學(xué)大辭典［M］.上海:上海辭書出版社，1992.

［2］ Thomas Nickles.Scientific Problems:Three Empiricist Models［J］.Proceedings of the Biennial Meeting of the Philosophy of Science Association，Vol.1980，Volume One:Contributed Papers，1980.

［3］ S.Toulmin.Human Understanding［M］.Princeton:Princeton University Press，1972:102.

［4］ ［英］卡爾·波普爾.客觀知識——一個進化論的研究［M］.上海:上海譯文出版社，1987.

［5］ ［德］漢斯·波塞爾.科學(xué):什么是科學(xué)［M］.上海:上海三聯(lián)書店，2002:1.

［6］ J.N.Hattiangadi.A Methodology without Methodological Rules［J］.BSPS，v.31，D.Reidel Publishing Company，1983:119.

［7］ ［美］L.勞丹.進步及其問題［M］.北京:華夏出版社，1990:13-68.

［8］ Thomas Nickles.What Is a Problem That We May Solve lt?［J］.Synthese(47)，1981:116.