心理邏輯、創(chuàng)造性思維與科學(xué)發(fā)現(xiàn)
——兼論邏輯認(rèn)知的文化價值

(1 清華大學(xué) 心理學(xué)系、清華大學(xué)心理學(xué)與認(rèn)知科學(xué)研究中心，北京 100084;2 貴州民族大學(xué)邏輯、文化與認(rèn)知研究中心，貴州 貴陽 550025)

心理邏輯、創(chuàng)造性思維與科學(xué)發(fā)現(xiàn)
——兼論邏輯認(rèn)知的文化價值

蔡曙山1,2

(1 清華大學(xué) 心理學(xué)系、清華大學(xué)心理學(xué)與認(rèn)知科學(xué)研究中心，北京 100084;
2 貴州民族大學(xué)邏輯、文化與認(rèn)知研究中心，貴州 貴陽 550025)

心理邏輯作為認(rèn)知邏輯的一個分支，反映了認(rèn)知科學(xué)與現(xiàn)代邏輯的交叉特征。由于認(rèn)知科學(xué)的經(jīng)驗性質(zhì)，認(rèn)知邏輯能夠更好地說明人類認(rèn)知過程中心理過程與邏輯過程的統(tǒng)一。用心理邏輯可以表征溯因推理、類比推理和歸納推理的創(chuàng)新思維特征?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)是一個創(chuàng)造性思維過程，同時也是一個心理邏輯過程?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)的心理邏輯模型從心理直覺和邏輯推理兩種加工方式來說明科學(xué)發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，揭示了創(chuàng)造性思維在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的作用。語言認(rèn)知、邏輯認(rèn)知、文化、進化和認(rèn)知都是認(rèn)知邏輯的題中應(yīng)有之義，其中有很多重要的理論問題和實際問題值得我們?nèi)ド钊胙芯俊?/p>

認(rèn)知科學(xué)；認(rèn)知邏輯；心理邏輯；創(chuàng)造性思維；科學(xué)發(fā)現(xiàn)

自弗雷格以來，邏輯學(xué)和心理學(xué)是相互隔絕的。弗雷格主張，邏輯學(xué)和數(shù)學(xué)要排斥心理因素來保持自己的“客觀”性和“公正”性。①P5;②P152這種影響延續(xù)了大約一個世紀(jì)，直到認(rèn)知科學(xué)建立。

邏輯學(xué)與其隸屬的哲學(xué)是認(rèn)知科學(xué)的來源學(xué)科。20世紀(jì)西方哲學(xué)的發(fā)展與認(rèn)知科學(xué)息息相關(guān)。20世紀(jì)西方哲學(xué)的三大主流是分析哲學(xué)、語言哲學(xué)和心智哲學(xué)，它們在時間上是先后相繼的，其動因就是人類認(rèn)知的發(fā)展和認(rèn)知科學(xué)的建立。③P43-52;④P3-11在這個過程中，作為哲學(xué)分析工具的邏輯學(xué)也經(jīng)歷了三大發(fā)展階段：作為分析哲學(xué)工具的數(shù)學(xué)邏輯及其后發(fā)展形成的一階邏輯、高階邏輯(兩者合稱經(jīng)典邏輯)以及由經(jīng)典邏輯經(jīng)過擴充和變異形成的整個的現(xiàn)代邏輯；作為語言哲學(xué)基礎(chǔ)的自然語言邏輯，分為句法邏輯、語義邏輯和語用邏輯；⑤P112-127以及作為心智哲學(xué)工具的認(rèn)知邏輯(Cognitive logic)。⑥P25-38;⑦P427-442我們來簡單回顧一下這些發(fā)展。

一、20世紀(jì)中期以來邏輯學(xué)的新發(fā)展

(一)經(jīng)典邏輯的擴充和變異

1931年，哥德爾(K. G?del)證明了形式系統(tǒng)的不完全性定理，稱為哥德爾定理。哥德爾定理表明，要想證明一個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，其元理論只能在系統(tǒng)之外。因此，要想用一個理論一攬子地全部解決數(shù)學(xué)理論的協(xié)調(diào)性是不可能的。哥德爾以后，經(jīng)典邏輯沿著兩個方向發(fā)展，一個方向是它的擴充，另一個方向是它的變異。

經(jīng)典邏輯的擴充(extensions of classical logic)，就是通過對經(jīng)典語言增加新的非外延性算子，使其具有更強的表達(dá)能力，從而得到新的推理系統(tǒng)。例如，對經(jīng)典邏輯增加新的、非真值的、表達(dá)必然性和可能性的模態(tài)算子(modal operators)，就得到模態(tài)邏輯(modal logic)。經(jīng)典邏輯的擴充得到的新的邏輯系統(tǒng)還有道義邏輯、認(rèn)識邏輯、時間邏輯等。

經(jīng)典邏輯的變異(alternatives to classical logic)，簡稱變異邏輯。所謂經(jīng)典邏輯的變異，就是對經(jīng)典邏輯的某一個或某一些假設(shè)和推論提出挑戰(zhàn)，從而得到新的邏輯系統(tǒng)。例如，拋棄經(jīng)典的二值假設(shè)，允許命題具有真和假之外的第三種值或更多種值，就得到三值邏輯(three-valued logic)或多值邏輯(many-valued logic)。經(jīng)典邏輯的變異得到的新的邏輯系統(tǒng)還有直覺主義邏輯、自由邏輯、相干邏輯、非單調(diào)邏輯、概率邏輯等。⑧P4-6;⑨P75-88以上統(tǒng)稱現(xiàn)代邏輯。

(二) 沃森選擇任務(wù)實驗與心理學(xué)的挑戰(zhàn)

現(xiàn)代邏輯面臨的重大挑戰(zhàn)來自心理學(xué)。1968年，英國著名心理學(xué)家沃森(P.C.Wason)用4張紙牌做了一個著名的選擇任務(wù)實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人們在做邏輯推理時，受到心理因素的嚴(yán)重影響，會發(fā)生若干偏差。實驗結(jié)果的大樣本統(tǒng)計數(shù)據(jù)如圖1。

圖1 沃森選擇任務(wù)實驗大樣本統(tǒng)計圖(Marcus and Rips, 1979)

沃森選擇任務(wù)使用的邏輯材料是充分條件假言推理，被試為大學(xué)生，全部沒有系統(tǒng)學(xué)習(xí)過邏輯學(xué)。顯然，實驗者需要測試的是正常人的邏輯思維能力，而不是邏輯學(xué)知識。對以上數(shù)據(jù)可以做如下分析：(1)肯定前件式(MP)有100%的支持率，心理學(xué)家們提出的理由有：人們習(xí)慣于使用肯定式的推理；MP的前件在規(guī)則中得到表征。但這并不足以說明這個推理模型何以具有100%的支持率。筆者指出，所有被試均未系統(tǒng)學(xué)習(xí)過邏輯學(xué)而卻懂得使用這條規(guī)則，說明演繹規(guī)則是一種先天邏輯能力，⑩它是通過基因遺傳而獲得的，是不需要經(jīng)過學(xué)習(xí)就能夠掌握的。 (2)否定后件式(MT)也是正確的推理形式，但卻只有50%的支持率。心理學(xué)家們提出的解釋是，人們不習(xí)慣使用否定式推理；MT與MP相比多使用兩次否定，增加了推理的難度。但這兩條理由也不足以說明為何MT的支持率僅有MP的一半，畢竟它們都是正確的推理。筆者認(rèn)為，主要的原因是，與先天邏輯能力MP相比，它的逆否MT是一種后天邏輯能力，是需要學(xué)習(xí)才能夠掌握的。(3)肯定后件式AB有33%的支持率，心理學(xué)家們提出的解釋是，它是一種肯定式推理，是人們習(xí)慣使用的；它的后件在規(guī)則中得到了表征。但這些解釋也不能說明這種錯誤的推理形式的支持率會有如此之高？為何這種錯誤的推理形式的支持率與正確的推理形式MT之間的差距(17%)竟然大大低于兩種正確的推理形式MP與MT之間的差距(50%)。我們的解釋是，肯定后件式的推理形式正是溯因推理(Abduction)的邏輯表征式，它啟動了人們在日常生活中經(jīng)常使用的、符合經(jīng)驗和習(xí)慣的溯因推理?？梢灶A(yù)測，在沃森選擇任務(wù)實驗中，對AB的支持率有年齡、職業(yè)等的顯著差異。(4)否定前件式(DA)有21%的支持率，它既是錯誤的，又是否定式的推理，當(dāng)然有最低的支持率。但如果沒有任何理由，它的支持率為何不是0呢？心理學(xué)家認(rèn)為，這是因為人們把充分條件假言推理當(dāng)成充要條件假言推理來做的緣故。我們注意到，如果把DA當(dāng)作AB的逆否，那么，它們之間支持率之比(50%)與MT作為MP的逆否，其支持率與原命題支持率之比(64%)是相似的。也就是說，人們在做逆否推理時，正確率只有原命題的一半左右！

沃森實驗說明，人們在做演繹推理(理性思維)時，受到各種非理性因素的影響，會發(fā)生一定程度的偏差，其偏差的程度可以從心理、經(jīng)驗、習(xí)慣、直覺等方面加以分析。

(三)卡尼曼的前景理論與心理學(xué)的再挑戰(zhàn)

現(xiàn)代邏輯和理性思維受到的另一個嚴(yán)重挑戰(zhàn)仍然來自心理學(xué)。2002年諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎得主、著名心理學(xué)家卡尼曼(D. Kahneman)與其合作伙伴特沃斯基(A. Tversky)經(jīng)過30多年的認(rèn)真思考和觀察，并通過周密的心理學(xué)實驗，建立了“前景理論”的決策模型。它有三個特征，一是大多數(shù)人在面臨獲得時是風(fēng)險規(guī)避的；二是大多數(shù)人在面臨損失時是風(fēng)險偏愛的；三是人們對損失比對獲得更敏感。因此，人們在面臨獲得時往往是小心翼翼，不愿冒風(fēng)險；而在面對失去時會很不甘心，容易冒險；人們對損失和獲得的敏感程度是不同的，損失時的痛苦感要大大超過獲得時的快樂感。有意思的是，我們每個人都有這方面的豐富經(jīng)驗，例如，對于第一種效應(yīng)(贏時的保守策略)，中國人說“見好就收”；對于第二種效應(yīng)(輸時的冒險策略)，中國人說“輸紅了眼”；對于第三種效應(yīng)(贏和輸?shù)膬r值策略)，中國人叫“贏得起，輸不起”。盡管有這些經(jīng)驗，甚至還有30多年經(jīng)濟高速發(fā)展的實踐，但我們并沒有建立一種科學(xué)理論模型來對這些經(jīng)濟現(xiàn)象和經(jīng)濟行為進行解釋，也不可能獲得諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎。前景理論的輸贏和心理價值曲線如圖2所示。圖中，橫軸表示輸贏，單位是美元；縱軸表示心理價值。

圖2 前景理論(Kahneman and Tversky, 1979)

卡尼曼的理論推翻了經(jīng)濟決策理論中長期占統(tǒng)治地位的理性人假設(shè)，從而奪得諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎。他的獲獎評語說：卡尼曼因為“將來自心理研究領(lǐng)域的綜合洞察力應(yīng)用在了經(jīng)濟學(xué)當(dāng)中，尤其是在不確定情況下的人為判斷和決策方面做出了突出貢獻?！?012年，卡尼曼在他的新著《思維：快與慢》中提出“雙系統(tǒng)”加工理論。他用兩個代理人的隱喻即系統(tǒng)1和系統(tǒng)2來描述人的思維活動。系統(tǒng)1是心理的、直覺的、自動的和無意識的，它是快的思維系統(tǒng)；系統(tǒng)2是邏輯的、分析的、受控的和意識的，它是慢的思維系統(tǒng)。他和合作伙伴通過大量實驗證明，在人的認(rèn)知決策中，系統(tǒng)1是居于主導(dǎo)地位的，而系統(tǒng)2則是從屬的。——這對邏輯學(xué)的理論和發(fā)展再一次提出了重大的挑戰(zhàn)：完全脫離心理過程的邏輯過程是不存在的；完全忽視心理學(xué)的邏輯學(xué)也是不可能的。

20世紀(jì)60年代以來，在心理學(xué)和邏輯學(xué)的交叉領(lǐng)域取得了很多非常重要的研究成果。例如：沃森(P. C. Wason)和約翰遜-萊爾德的《心理推理》(Wason and Johnson-Laird, 1972)、卡尼曼、斯洛維奇和特沃斯基的《不確定情況下的判斷：啟發(fā)式和偏差》(Kahneman, Slovic and Tversky, 1982)、約翰遜-萊爾德的《心理模型》和心理邏輯研究(Johnson-Laird, 1983, 2006)、里普斯(L. J. Rips)的《證明心理學(xué)》和三段論的心理學(xué)研究(Rips, 1994)、卡尼曼的《思維：快與慢》等等。

二、認(rèn)知邏輯的新框架和心理學(xué)邏輯學(xué)的重新融合

(一)認(rèn)知邏輯的學(xué)科框架

將認(rèn)知科學(xué)的學(xué)科框架映射到現(xiàn)代邏輯的背景中，我們立刻得到一個新的結(jié)構(gòu)，這就是認(rèn)知邏輯(cognitive logic)，它包括6個主要學(xué)科：哲學(xué)邏輯(philosophical logic)、心理邏輯(mental logic)、語言邏輯(logic of/and language)、人工智能的邏輯(logics in AI)、文化與進化的邏輯(logics in culture and evolution)、神經(jīng)系統(tǒng)的邏輯(logic in neuro- system)。認(rèn)知邏輯的學(xué)科框架如圖3。

圖3 認(rèn)知邏輯學(xué)科體系

認(rèn)知邏輯是在認(rèn)知科學(xué)發(fā)展的背景下對現(xiàn)代邏輯“重新洗牌”。建立認(rèn)知邏輯的動機是使當(dāng)代邏輯的發(fā)展適應(yīng)認(rèn)知科學(xué)的需要。認(rèn)知邏輯包括哲學(xué)邏輯、心理邏輯、語言邏輯、文化與進化的邏輯、人工智能的邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邏輯。這些邏輯系統(tǒng)，有的已經(jīng)存在，如哲學(xué)邏輯、語言邏輯、人工智能的邏輯，其歷史可以追溯到20世紀(jì)50年代，與認(rèn)知科學(xué)的起源同步；有的正在發(fā)展，如心理邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)邏輯，其發(fā)端在20世紀(jì)70年代中期，與認(rèn)知科學(xué)的建立同步；有的雖然尚未開展，但預(yù)計將來可以得到發(fā)展，如文化與進化的邏輯等等。

認(rèn)知科學(xué)的建立，開啟了學(xué)科大交叉、大融合的時代，我們可以稱這個時代為“綜合的時代”，以區(qū)別于上世紀(jì)“分析的時代”；認(rèn)知邏輯的建立，則開啟了當(dāng)代邏輯學(xué)發(fā)展的新時代，邏輯學(xué)告別20世紀(jì)上半葉局限于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)研究和數(shù)學(xué)推理的狹隘路子，走上了作為多學(xué)科共同工具的廣闊的發(fā)展道路。

(二)心理邏輯

在認(rèn)知邏輯的學(xué)科框架中，我們得到一個重要的邏輯理論，這就是心理邏輯(psychological logic)

心理邏輯以心理要素為自變量，邏輯要素為因變量。換句話說，心理邏輯把人的心理活動看作是一種邏輯思維，或者說，把人的心理活動映射到邏輯推理當(dāng)中去。因此，它認(rèn)為邏輯思維或邏輯推理受心理因素的影響。

沃森選擇任務(wù)實驗，可以充分說明心理邏輯的這種特征。實驗證明，人的心理因素和經(jīng)驗、工作記憶和實驗任務(wù)的難度等非邏輯的因素，都會對推理的結(jié)果產(chǎn)生影響，因此，在人的實際思維中，邏輯加工與心理加工過程是互相影響的。邏輯學(xué)家給出的邏輯規(guī)則是理想模型，而在思維中發(fā)生的心理邏輯過程與理想的邏輯模型是有偏差的。

沃森實驗以后，沃森、米勒(G. A. Miller)約翰遜-萊爾德(P. N. Johnson-Laird)在心理學(xué)與邏輯學(xué)的交叉領(lǐng)域的研究中取得了很多令人矚目的成果，主要建樹有推理心理學(xué)、語言和感知、思維、心理模型、人類和機器思維等。里普斯(L. J. Rips)則在概念、推理和證明的心理學(xué)研究方面卓有建樹。在《證明心理學(xué)》一書中，里普斯研究了包括三段論、假言推理和一階邏輯的心理邏輯問題。心理邏輯最令人矚目的一項工作，是前面所介紹的卡尼曼和特沃斯基建立的風(fēng)險投資理論。這項研究發(fā)現(xiàn)，人們面對風(fēng)險的決策是不對稱的：當(dāng)面對盈利時人們的決策表現(xiàn)出“風(fēng)險規(guī)避”的傾向，當(dāng)面對損失時人們的決策卻表現(xiàn)出“風(fēng)險尋求”的傾向?？崧捌浜献骰锇榈难芯渴且豁椌哂袆潟r代意義和取得振奮人心重大成果的心理邏輯研究。

心理邏輯的建立，結(jié)束了一個多世紀(jì)以來弗雷格所主張的將邏輯學(xué)與心理學(xué)分離的局面。在認(rèn)知科學(xué)和認(rèn)知邏輯的框架下，心理學(xué)和邏輯學(xué)重歸統(tǒng)一。

下面我們介紹一種重要的心理邏輯——溯因推理。

三、溯因推理和創(chuàng)造性思維

(一)溯因推理

溯因推理是一種典型的心理邏輯方法，它是從一個現(xiàn)象或事件尋求它的解釋，即從結(jié)果追溯原因的思維過程。溯因推理無法納入經(jīng)典邏輯的理論框架，因此，心理邏輯也無法被經(jīng)典邏輯所接納。但是，心理邏輯卻可以在認(rèn)知邏輯的框架內(nèi)存在和發(fā)展。

溯因推理的起源可以追溯到古希臘時期。柏拉圖在他記述蘇格拉底思想的著名篇章《美諾篇》中，詳細(xì)講述了蘇格拉底如何用啟發(fā)式教育法誘導(dǎo)柏拉圖的一名沒有哲學(xué)和數(shù)學(xué)知識的童奴(Boy)一步一步地推導(dǎo)出“什么是德行(virtue)”以及“如何將一個正方形的面積擴大2倍”這樣的學(xué)習(xí)過程。筆者指出，每一種證明的建立(求證)，都是一個溯因過程；而定理的證明卻是演繹過程。由此可見，溯因與演繹(求證過程和證明過程)是思維中方向相反的兩個不同的過程。

盡管溯因推理在思維和日常生活中有非常重要的應(yīng)用，但作為一種邏輯推理方法，在它誕生之后的兩千多年里并未受到人們特別是邏輯學(xué)家的重視。直到一位卓越思想家的出現(xiàn)，他就是美國百科全書式的學(xué)者、符號學(xué)的創(chuàng)始人、美國科學(xué)通才學(xué)者、邏輯學(xué)家、數(shù)學(xué)家、科學(xué)哲學(xué)家、方法論、知識論和形而上學(xué)領(lǐng)域的改革者皮爾斯(C. S. Peirce)。皮爾士首先把推理分為解釋前提的推理和擴展前提的推理兩類，前者也稱為分析方法，包括演繹推理；后者稱為綜合方法，包括溯因推理和歸納推理。皮爾斯說：

如果我們觀察到一個令人驚訝的事實C，而如果A是真的，則A可能引起C，這時我們就可以推理，猜測A可能是真的。

皮爾斯認(rèn)為溯因過程本質(zhì)上是推導(dǎo)。他說：“雖然從邏輯規(guī)則說有一點小小的障礙，然而它是邏輯推導(dǎo)，它僅以疑問的或猜測的方式斷定其結(jié)論，它是真的，因為它有一種完全明確的邏輯形式?！蔽覀兛梢园堰@種形式表示為：

B，

如果A，則B；

所以，A是B的原因。

溯因推理在日常生活中有非常重要的應(yīng)用。例如，

地面濕了，

如果下雨，地面就會濕；

如果澆花，地面就會濕；

如果潑水，地面就會濕；

如果水管破裂，地面就會濕；

如果河水泛濫，地面就會濕；

……

因此，下雨可能是地濕的原因。

溯因推理的邏輯形式是充分條件假言推理的肯定后件式。在經(jīng)典邏輯的框架內(nèi)，這種推理形式是錯誤的，肯定后件不能肯定前件，因為當(dāng)一個充分條件假言命題的后件為真時，其前件可以為真，也可以為假。以上可以用真值表加以檢驗。所以，當(dāng)觀察到地面濕的現(xiàn)象或事件時，我們并不能確定是否下雨，但卻可以推測下雨是地濕的原因之一。因此，溯因推理是一種或然性的推理。

經(jīng)驗在溯因推理中起重要的作用。例如，當(dāng)人們看到地濕而猜測原因時，與推理者的經(jīng)驗是密切相關(guān)的。在多雨的南方，人們自然而然首先想到的是下雨；但在終年不下雨的沙漠地區(qū)，人們絕對不會把下雨當(dāng)作原因，而會猜測是有人潑水。

溯因推理的偏好和熟練程度具有職業(yè)性，這也說明溯因推理是依賴于經(jīng)驗的。有證據(jù)說明，偵探、律師、推銷員、管理工作者這些人群更善于應(yīng)用溯因推理。因此，溯因推理的這種與經(jīng)驗相關(guān)的性質(zhì)使得它從來不被當(dāng)作經(jīng)典邏輯，因為經(jīng)典邏輯是純形式的，是與經(jīng)驗無關(guān)的。事實上，經(jīng)典邏輯也無法接納溯因推理，否則將導(dǎo)致經(jīng)典邏輯系統(tǒng)的崩潰。

但是，不符合經(jīng)典邏輯甚至不符合邏輯學(xué)，并不意味著不符合邏輯。邏輯學(xué)是邏輯學(xué)家制定出來的東西，而邏輯卻是我們頭腦里真實存在的東西，是人們思維或認(rèn)知時心智的工作方式。邏輯學(xué)在教科書里，邏輯在我們的頭腦里。

對于溯因推理，我們不應(yīng)該因為它不適合經(jīng)典邏輯的二值和演繹的框架而拒絕它，而應(yīng)該改變或者擴展邏輯學(xué)的學(xué)科框架來接受它——這個新的邏輯學(xué)框架就是認(rèn)知邏輯。在認(rèn)知邏輯框架下，我們得到心理邏輯，被長期隔絕的心理學(xué)和邏輯學(xué)重新歸于統(tǒng)一?，F(xiàn)在我們終于可以將溯因推理安放在一個合理的位置上，這個合理的位置，就是認(rèn)知邏輯框架下的心理邏輯。

(二)創(chuàng)造性思維

溯因推理(abduction)是由因及果的推理，其結(jié)論超出前提的范圍，因而具有創(chuàng)新性。溯因推理的歷史與演繹推理一樣悠久，是人類最常用的思維形式。在兩千多年的歷史中，溯因推理因其含有太多的心理因素而倍受歧視。認(rèn)知科學(xué)建立以后，因其典型的心理邏輯(mental logic)特征，溯因推理又倍受青睞。

創(chuàng)造性思維是具有新穎性的思維，它具有流暢性、原創(chuàng)性、靈活性和細(xì)節(jié)性等特征。英國科學(xué)家和哲學(xué)家培根(F. Bacon)的歸納法、英國經(jīng)驗哲學(xué)家休謨(D. Hume)提出的歸納問題或稱“休謨問題”、美國邏輯學(xué)家和哲學(xué)家皮爾斯(C. S. Peirce)提出的溯因推理，都是新穎的思維形式。在演繹、歸納、類比和溯因四種推理之中，歸納、類比和溯因的結(jié)論都超出前提的范圍(表1)，它們都能夠推出新知識，因而具有新穎性。

表1 演繹、歸納、類比、溯因?qū)φ毡?/p>

創(chuàng)新性和創(chuàng)造性互相區(qū)別而又緊密聯(lián)系。創(chuàng)新主要是意識和思想層次上的事，它體現(xiàn)為某種新穎的想法，外化為一些新技術(shù)、新產(chǎn)品。所以我們常說“創(chuàng)新技術(shù)(或技術(shù)創(chuàng)新)”、“創(chuàng)新工藝”、“創(chuàng)新產(chǎn)品”等。創(chuàng)造性是思維層次上的事，它體現(xiàn)為某種新概念、新命題或新判斷、新知識、新理論，我們常說“創(chuàng)造性思維”、“理論創(chuàng)造”、“科學(xué)創(chuàng)造”等。

創(chuàng)造性思維是一種新穎的思維方式。何謂新穎的思維方式？一是思維形式的新穎。例如，當(dāng)培根提出以歸納法作為近代實驗科學(xué)的基礎(chǔ)的時候，就是一種新穎的思維方式。后來，休謨提出基于經(jīng)驗的知識不可靠、不可信、不可知即所謂“休謨問題”的時候，也是一種新穎的思維方式。再后來，皮爾斯提出與解釋前提的演繹推理不同的另一類擴展前提的推理特別是溯因推理時，這也是一種新穎的思維形式。二是能夠推出新知識的思維形式。從表1可以看出，演繹、歸納、類比、溯因四種推理之中，演繹推理的結(jié)論包含在前提之中，故不能推出新知識；而歸納、類比和溯因的結(jié)論都超出前提的范圍，它們都能夠推出新知識，因而都具有新穎性或創(chuàng)新性。這三種推理在創(chuàng)造性思維中扮演著十分重要的角色。

對于什么是創(chuàng)造性，人們進行了長期研究。斯騰伯格(R. J. Sternberg)認(rèn)為，“創(chuàng)造性是指制造出既新穎又有價值的產(chǎn)品的過程?！蔽髅?H. A. Simon)認(rèn)為，“創(chuàng)造性的核心是新穎性。”對人類而言，思維是行為的基礎(chǔ)。因此，創(chuàng)造性活動常常用創(chuàng)造性思維來定義。創(chuàng)造性思維是一種具有開創(chuàng)意義的思維活動，即開拓人類認(rèn)識新領(lǐng)域、開創(chuàng)人類認(rèn)識新成果的思維活動。

創(chuàng)造力是指人們進行創(chuàng)造性活動(包括創(chuàng)造性思維)的能力。因為創(chuàng)造性思維是其他創(chuàng)造性活動的基礎(chǔ)，所以，創(chuàng)造力測試往往針對創(chuàng)造性思維的一些特征來進行。例如，1967年由吉爾福德(J. P. Guilford)發(fā)明的“不同用途測試”，用于測試創(chuàng)造力。方法是讓初試在2分鐘時間內(nèi)想出某一物品盡可能多的不同用法。例如，對于“曲別針”的用途，被試給出的答案如下：①把紙夾在一起；②袖扣；③耳環(huán)；④迷你長號模型；⑤用來捅路由器重啟鍵的東西；⑥夾住耳塞線使之不會纏繞起來；⑦書簽。

另一個測量思維創(chuàng)造性的測驗是：讓被試看一幅意義模糊的圖畫，據(jù)以寫出一個故事。按下列11個項目評定所寫出的故事，作為被試思維創(chuàng)造性的分?jǐn)?shù)。這11個項目為：①刻畫性；②鮮明性；③構(gòu)思新穎；④風(fēng)格的獨特性；⑤變化性；⑥直觀性；⑦想象性；⑧要領(lǐng)性；⑨伸縮性；⑩傳情性；完整性。有人根據(jù)738位有創(chuàng)造性人物的傳記，統(tǒng)計了各人的創(chuàng)造性作品產(chǎn)生于20歲到80歲期間每10年一段中的百分?jǐn)?shù)，結(jié)果表明：藝術(shù)家和科學(xué)家的創(chuàng)造高峰在40～50歲之間，以后，略有隨年齡而降低之趨勢；學(xué)者(指有知識但不一定有創(chuàng)造發(fā)明者)的創(chuàng)造高峰在60～70歲之間，以后仍然持續(xù)不變。在20～30歲之間，藝術(shù)家和科學(xué)家即有提出創(chuàng)造性作品者(其創(chuàng)造性作品產(chǎn)量百分?jǐn)?shù)均為5～7%)，學(xué)者則無(其創(chuàng)造性作品產(chǎn)量百分?jǐn)?shù)接近零)。

(三)溯因推理與創(chuàng)造性思維的契合

溯因推理具有創(chuàng)造性，它與心理學(xué)的創(chuàng)造性有某種相似。我們將溯因推理與創(chuàng)造性進行比較，發(fā)現(xiàn)兩者高度契合，主要表現(xiàn)在：第一，有共同的觸發(fā)因素——驚異。溯因推理主要由驚異觸發(fā)，而好奇心則是創(chuàng)造性不竭的原動力。因此，人們有理由相信，由同一動機驅(qū)動的行為可能是相同或相似的。第二，有相似的過程。在溯因推理中，一個現(xiàn)象通常有多種可能原因，為了找到真正的原因，需要構(gòu)造多個假說，這需要發(fā)散思維；在創(chuàng)造性活動中，為了獲得創(chuàng)造性成果，要盡可能多地提出解決方案，這也需要發(fā)散思維。在某種意義上，提出多種假說和提出多種解決方案是同一過程。第三，目標(biāo)—結(jié)果相似。溯因推理的目標(biāo)是尋找現(xiàn)象的原因，而真正的原因只有一個，因此，需要在眾多的可能解釋中選擇最佳解釋，這需要收斂思維；在選出最佳解釋后，還要對其進行深度加工，這需要更進一步收斂思維。創(chuàng)造性的目的是創(chuàng)造出新穎的產(chǎn)品，但并不是每一個方案都可以產(chǎn)生新穎性，人們必須對方案進行評估和選擇，這需要收斂思維；同樣，對所選方案進行深度加工，也需要更進一步的收斂思維。因此，兩者在某種意義上也是同一過程。

為了檢驗溯因推理對歸納、演繹(我們稱之為一般推理能力)的依賴關(guān)系及溯因推理與創(chuàng)造性的關(guān)系，我們設(shè)計了如下實驗。

實驗假設(shè)：(1)溯因推理內(nèi)在地依賴一般推理能力，溯因推理能力強，則一般推理能力較強；(2)溯因推理具有創(chuàng)造性，溯因推理能力強，則創(chuàng)造性較強；溯因推理能力弱，則創(chuàng)造性較弱。

被試：119名，男45，女74，大學(xué)及以上學(xué)歷。

實驗方法：作題。題目分為歸納、演繹，溯因和開放性試題。在溯因推理的測試中，題目分兩類，一類是單選題，測試被試選擇最佳解釋的能力；一類是溯因問答，測試被試構(gòu)造假說的能力；開放性試題直接測試被試的創(chuàng)造性。

實驗材料：歸納單選15題，演繹單選15題，溯因單選10題，溯因問答4題，開放性試題2題；歸納、演繹、溯因單選全部選自國家公務(wù)員考試試題和全國工程碩士入學(xué)考試邏輯試題，溯因問答改編自上述試題，開放性試題改編自已有的心理學(xué)實驗。

實驗結(jié)果表明：(1)溯因推理能力與一般推理能力顯著相關(guān)，這一結(jié)果證實了我們對溯因推理內(nèi)在地依賴歸納和演繹的分析；(2)溯因推理能力與創(chuàng)造性顯著相關(guān)，這一結(jié)果與實驗假設(shè)相符，證實了溯因推理具有創(chuàng)造性。

通過以上實證研究，溯因推理的創(chuàng)造性可以得到充分的說明和證實。

四、心理邏輯與科學(xué)發(fā)現(xiàn)

歸納、類比、溯因是三種擴展前提的推理。溯因推理是一種典型的心理邏輯。其他兩種擴展前提的推理歸納和類比也是心理邏輯，即心理因素會影響邏輯推理的結(jié)果。事實上，就是人們非常熟悉并確信可靠的演繹推理也是心理邏輯——這已經(jīng)由沃森實驗充分證明。所以，筆者曾斷言，所有邏輯都是心理邏輯。不受心理因素影響的邏輯推理是不存在的。

科學(xué)發(fā)現(xiàn)是一種創(chuàng)造性極強的活動。前已證明，溯因推理與創(chuàng)造性顯著相關(guān)?，F(xiàn)在我們來證明，包括溯因推理、歸納推理、類比推理和演繹推理在內(nèi)的心理邏輯與科學(xué)發(fā)現(xiàn)這種創(chuàng)造性活動密切相關(guān)。

我們來看溯因推理與科學(xué)發(fā)現(xiàn)之間的關(guān)系。經(jīng)過對比，我們可以看出較溯因推理與科學(xué)發(fā)現(xiàn)明顯具有共同的思維模式，見表2。

我們來建立科學(xué)發(fā)現(xiàn)的溯因推理模型。在這個模型中，我們僅僅使用單一的擴展前提的推理即溯因推理來提出假說，并使用邏輯驗證(演繹證明)和實踐驗證(科學(xué)實驗或經(jīng)驗證明)兩種方法對假說進行驗證?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)的溯因推理模型如圖4。

事實上，擴展前提的三種推理形式溯因、類比和歸納都可以用于科學(xué)發(fā)現(xiàn)。我們來看溯因、歸納和類比這三種推理與科學(xué)發(fā)現(xiàn)之間的關(guān)系。

表2 溯因推理與科學(xué)發(fā)現(xiàn)模式比較

圖4 科學(xué)發(fā)現(xiàn)的溯因推理模型 P67

因此，我們需要建立多通道(multichannel)或者跨模態(tài)(cross-modal)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的心理邏輯模型。在“科學(xué)發(fā)現(xiàn)的心理邏輯模型”一文中，筆者建立了這一模型，它包括溯因、歸納和類比三個提出假說的通道，并使用演繹推理來對假說進行驗證，而實踐驗證的方法，為使模型簡明，我們將它省去(圖5)。這一模型說明，歸納、類比、溯因

圖5 科學(xué)發(fā)現(xiàn)的心理邏輯模型 P3538

這三種擴展前提的推理都可以用于科學(xué)發(fā)現(xiàn)，而解釋前提的演繹推理則可以用于科學(xué)假設(shè)的驗證。

關(guān)于這個模型的理論意義和科學(xué)價值，以及它對一些重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的解釋，請參見蔡曙山(2013)“科學(xué)發(fā)現(xiàn)的心理邏輯模型”。

推理名稱推理形式科學(xué)假說科學(xué)理論(可證偽的)舉例溯因推理B,A→B,所以,A可能是B的原因。A是B的原因。大陸漂移學(xué)說:各大洲在遠(yuǎn)古時代是一個整體,后來由于大陸彼此之間以及大陸相對于大洋盆地間的大規(guī)模水平運動即大陸漂移。歸納推理(以培根排除法為例)A,B,C,D是a,b,c,d的原因,A是a的原因,B是b的原因,C是c的原因,所以,D可能是d的原因。D是d的原因。培根機器:波義耳定律表為PV=C,即氣體的壓力與體積是反比關(guān)系,兩者的乘積是常數(shù)C。怎樣讓計算機去“重新發(fā)現(xiàn)”這個定律呢?考慮兩個變量P和V之間的函數(shù)關(guān)系,只可能有以下8種:P,V,P+V,P-V,V-P,PV,P/V,V/P。Bacon.1用輸入的數(shù)據(jù)對這8個函數(shù)逐一進行運算,當(dāng)運算到PV時,得到了期望的常量C。蘭利據(jù)此宣布,Bacon.1“重新發(fā)現(xiàn)”了波義耳定律。類比推理B有a,b,c,d屬性,A有b,c,d屬性,所以,A可能有a屬性。A有a屬性。大爆炸宇宙論:連續(xù)使用兩次類比。(1)譜線紅移類似于音頻降低。音頻降低是由于聲源不斷遠(yuǎn)離觀察者,所以,譜線紅移是由于光源不斷遠(yuǎn)離觀察者。(2)宇宙膨脹類似于氣球膨脹。氣球上各點距離不斷增大,則氣球處于充氣膨脹之中;譜線紅移說明各天體距離在不斷增大,所以,宇宙正處于膨脹之中。

五、幾點結(jié)論和簡單的討論

我們可以得出以下結(jié)論并做一些簡單討論。

1.任何邏輯思維過程都同時也是心理直覺過程。因此，任何邏輯都是心理邏輯。在哲學(xué)史上，因果關(guān)系和歸納的經(jīng)驗性質(zhì)被休謨等哲學(xué)家深入討論過，而在今天看來，從現(xiàn)象的感知憑借經(jīng)驗建立因果關(guān)系的過程就是一個心理邏輯過程。類比的心理邏輯性質(zhì)則深刻體現(xiàn)在認(rèn)知科學(xué)建立以后受到特別重視的隱喻方法中，而類比是隱喻的邏輯基礎(chǔ)，是一種經(jīng)驗推理，即心理邏輯過程。溯因推理的典型的心理邏輯性質(zhì)，筆者在本文和此前的一些工作中做了研究。沃森選擇任務(wù)實驗說明，即使是充分條件假言推理這種經(jīng)典的演繹推理，也是受到心理直覺的強烈影響。心理學(xué)家關(guān)于演繹推理的大量研究，如里普斯的三段論的心理效應(yīng)研究、約翰遜萊爾德的心理模型研究也都說明，演繹推理是與心理直覺相關(guān)的。演繹和溯因是兩個互逆的推理過程，兩者密不可分。在科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程中，兩者的關(guān)系常常表現(xiàn)為科學(xué)思維前后相繼或互相并列的兩個方面。

2. 創(chuàng)造性思維是具有新穎性、流暢性、原創(chuàng)性、靈活性的思維。溯因、類比和歸納這三種擴展前提的推理是具有創(chuàng)新性的推理，這三種擴展前提的推理與創(chuàng)造性思維高度契合。心理邏輯是一種認(rèn)知邏輯(cognitive logic)，即將認(rèn)知科學(xué)的學(xué)科框架映射到現(xiàn)代邏輯的背景中而得到的新的邏輯框架。由于認(rèn)知科學(xué)的經(jīng)驗性質(zhì)，認(rèn)知邏輯比經(jīng)典邏輯能夠更好地說明人類認(rèn)知過程中心理過程與邏輯過程的統(tǒng)一。本文將三種擴展前提的推理用心理邏輯(psychological logic)來加以表征，揭示了溯因推理、類比推理和歸納推理的創(chuàng)新思維特征。此外，我們還證明了演繹推理的心理邏輯性質(zhì)。

3. 科學(xué)發(fā)現(xiàn)是一個創(chuàng)造性思維過程，同時也是一個心理邏輯過程。認(rèn)知科學(xué)的研究表明，心智是涉身的、思維是無意識的、抽象概念是隱喻的?？崧那熬袄碚搫t表明，人類的決策是一個雙系統(tǒng)加工過程，即同時應(yīng)用心理直覺系統(tǒng)和邏輯推理系統(tǒng)的過程?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)的心理邏輯模型從心理直覺和邏輯推理兩種加工方式來說明科學(xué)發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，揭示了創(chuàng)造性思維在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的作用?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)的心理邏輯模型的建立，改變了長期以來人們試圖以在經(jīng)典邏輯和數(shù)學(xué)框架下表征科學(xué)發(fā)現(xiàn)的做法。科學(xué)發(fā)現(xiàn)的心理邏輯模型的雙層循環(huán)驗證方法說明，一個具有解釋力的科學(xué)理論的建立，往往是需要擴展前提的思維和解釋前提的思維這兩種形式的多次反復(fù)才能實現(xiàn)。

4. 邏輯認(rèn)知具有重要的文化價值和意義。邏輯認(rèn)知是人類心智的特殊表現(xiàn)形式，是認(rèn)知過程中人們頭腦里發(fā)生的東西。邏輯學(xué)則是對邏輯認(rèn)知的摹寫。所以，邏輯學(xué)是可錯的。作為一種科學(xué)理論，它也是可證偽的。語言、邏輯、文化是人類特有的認(rèn)知形式：語言是人類心智和認(rèn)知的載體，邏輯思維是人類心智和認(rèn)知的特質(zhì)，這兩者在長期進化中積淀為文化。所以，語言認(rèn)知和邏輯認(rèn)知都具有重要的文化價值和意義?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)是人類最重要的認(rèn)知活動，科學(xué)發(fā)現(xiàn)也是一個心理邏輯過程。一個科學(xué)理論是否正確需要邏輯和實驗的證明，而一個科學(xué)理論或科學(xué)活動的價值則最終需要從人類文化和文明的高度來加以評價。語言認(rèn)知、邏輯認(rèn)知、文化、進化和認(rèn)知都是認(rèn)知邏輯的題中應(yīng)有之義，其中有很多重要的理論問題和實際問題值得我們?nèi)ド钊胙芯俊?/p>

注釋：

①G.弗雷格.算術(shù)基礎(chǔ)[M].王路譯.北京：商務(wù)印書館，1998.

②G.弗雷格.數(shù)的概念.引自保羅·貝納塞拉夫和希拉里·普特南(1964/1998)編.數(shù)學(xué)哲學(xué)[M].朱水林等譯.北京：商務(wù)印書館，2003.

③蔡曙山.從語言到心智和認(rèn)知——20世紀(jì)語言哲學(xué)和心智哲學(xué)的發(fā)展，以塞爾為例[J].河北學(xué)刊，2008,(1).

④蔡曙山.人類心智探秘的哲學(xué)之路——試論從語言哲學(xué)到心智哲學(xué)的發(fā)展[J].晉陽學(xué)刊，2010, (3).

⑤蔡曙山. 自然語言形式理論研究[M].北京：人民出版社，2010.

⑥蔡曙山. 認(rèn)知科學(xué)框架下心理學(xué)、邏輯學(xué)的交叉融合與發(fā)展[J].中國社會科學(xué)，2009, (2).

⑦Cai, S. Logics in a New Frame of Cognitive Science: On Cognitive Logic, its Objects, Methods and Systems. Logic, Methodology and Philosophy of Science: Proceedings of the Thirteenth International Congress. London: King’s College Publications, 2009.

⑧Goble, L. The Blackwell Guide to Philosophical Logic. Malden, Mass.: Blackwell Publishers Ltd., 2001.

⑨同5.

⑩Cai, S. Logics in a New Frame of Cognitive Science: On Cognitive Logic, its Objects, Methods and Systems, Logic, Methodology and Philosophy of Science: Proceeding of the 13th International Congress，Vol.1. London: King’s College Publications, 2009, 427-442.

[1]Cai, S. Logics in a New Frame of Cognitive Science: On Cognitive Logic, its Objects, Methods and Systems. Logic, Methodology and Philosophy of Science: Proceedings of the Thirteenth International Congress. London: King’s College Publications, 2009.

[2]Cai, S. The age of synthesis: From cognitive science to converging technologies and hereafter, Beijing: Chinese Science Bulletin, 2011, 56: 465-475, doi: 10.1007/s11434-010-4005-7.

[3]Coon, D., Mitterer, J. O. Gateways to Mind and Behavior, 11th Edition, 鄭鋼等譯.心理學(xué)導(dǎo)論(第11版)[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2007.

[4]Dacey, John S. Fundamentals of Creative Thinking, NY: Lexington Books, 1989.

[5]Goble, L. The Blackwell Guide to Philosophical Logic. Malden, Mass.: Blackwell Publishers Ltd., 2001.

[6]Johnson-Laird, P. N. Mental Models: Towards a Cognitive Science of Language, Inference, and Consciousness. Cambridge: Harvard University Press, 1983.

[7]Kahneman, D. Thinking: Fast and Slow. Farrar, Straus and Giroux, 2011.

[8]Kahneman, D., Slovic, P. and Tversky, A. Judgment under Uncertainty: Heuristics and Biases. Cambridge University Press, 1982.

[9]Lakoff, G. & M. Johnson. Philosophy in the Flesh: The Embodied Mind and its Challenge to Western Thought. New York: Basic Books, 1999.

[10]Peirce C S. Collected Papers of Charles Sanders Peirce, Cambridge, Massachusetts, 1931-1935.

[11]Simon, H. A. Explaining the ineffable: AI on the topics of intuition, insight and inspiration, Proceedings of the International AI Conference in Canada, 1995, 6. 3.

[12]Sternberg, R. J.認(rèn)知心理學(xué)[M].北海：中國輕工業(yè)出版社，2006.

[13]Rips, L. J. The Psychology of Proof: Deductive Reasoning in Human Thinking. Cambridge: MIT Press, 1994.

[14]Wason, P. C. and Johnson-Laird, P. N. Psychology of Reasoning: Structure and Content, Cambridge, Massachusetts: Harvard University, 1972.

[15]培根.新工具[M].許寶骙譯.北京：商務(wù)印書館，2009.

[16]休謨.人性論[M].關(guān)文運譯.北京：商務(wù)印書館，2009.

[17]弗雷格.算術(shù)基礎(chǔ)[M].王路譯.北京：商務(wù)印書館，1998.

[18]弗雷格.數(shù)的概念，引自保羅·貝納塞拉夫和希拉里·普特南(1964/1998)數(shù)學(xué)哲學(xué)[M].朱水林等譯.北京：商務(wù)印書館，2003.

[19]蔡曙山. 從語言到心智和認(rèn)知——20世紀(jì)語言哲學(xué)和心智哲學(xué)的發(fā)展，以塞爾為例[J].河北學(xué)刊，2008,(1).

[20]蔡曙山. 人類心智探秘的哲學(xué)之路——試論從語言哲學(xué)到心智哲學(xué)的發(fā)展[J].晉陽學(xué)刊，2010, (3).

[21]蔡曙山. 自然語言形式理論研究[M].北京：人民出版社，2010.

[22]蔡曙山. 認(rèn)知科學(xué)框架下心理學(xué)、邏輯學(xué)的交叉融合與發(fā)展[J].中國社會科學(xué)，2009,(2).

[23]蔡曙山. 科學(xué)發(fā)現(xiàn)的心理邏輯模型[J].科學(xué)通報，2013,58: 3530-3543, doi: 10.1360/ 972012-515.

[24]基心增.思維心理學(xué)研究的新進展[J].天津師范大學(xué)學(xué)報，1996,(1).

[25]劉劍凌,蔡曙山.溯因推理、創(chuàng)造性與科學(xué)發(fā)現(xiàn)[J].學(xué)術(shù)界，2014,(11).

[26]劉劍凌.溯因推理與創(chuàng)造性關(guān)系研究——兼論科學(xué)發(fā)現(xiàn)的邏輯[D].清華大學(xué)博士學(xué)位論文，2014.

PsychologicalLogic,CreativeThinkingandScientificDiscovery:ReflectionsontheCulturalValuesofLogicalCognition

CAI Shushan

Psychological logic is a branch of cognitive logic, reflecting the interdisciplinary features of cognitive science and modern logic. Due to its experiential characteristics, cognitive logic can better illustrate the unity between psychological and logical processes in the process of human cognition. Psychological logic can demonstrate the creative thinking traits associated with causal, analogical and inductive inferences. Scientific discovery combines the creative thinking and psychological logical processes. The psychological logical model of scientific discovery reveals the law of scientific discovery in terms of psychological intuition and logical inference, and indicates the role of creative thinking in the process concerned. Generally speaking, linguistic cognition, logical cognition, culture, evolution and cognition are the inherent themes of cognitive logic, worth studying theoretically and practically.

cognitive science; cognitive logic; psychological logic; creative thinking; scientific discovery

B81

A

1003-6644(2015)01-0101-12

10.1360/ 972010-1640。

2015-01-03

蔡曙山，男，漢族，貴州貴陽人，清華大學(xué)心理學(xué)系教授，清華大學(xué)心理學(xué)與認(rèn)知科學(xué)研究中心主任，博士生導(dǎo)師；貴州民族大學(xué)客座教授，貴州民族大學(xué)邏輯、文化與認(rèn)知研究中心名譽主任。

責(zé)任編輯：陳剛