論客觀知識視域下科學(xué)問題的演化形態(tài)

陶迎春

（滁州學(xué)院 思想政治理論教學(xué)研究部，安徽 滁州239000）

科學(xué)問題是“在已知科學(xué)知識基礎(chǔ)上對未知科學(xué)知識的探求導(dǎo)向”[1]98。波普爾曾指出，如果對人類知識，“只取它的客觀意義或非私人的意義”[2]297，即取其能被主體間相互檢驗(yàn)這一層次的含義，那么“客觀意義上的知識或思想，它包括問題、理論和論據(jù)等”[2]117，也就是說，科學(xué)問題是“世界3”中的客體，“在我的‘第三世界’的各成員中，……同樣重要的成員還有問題……”[2]115。這表明，在尋求或獲得知識的事業(yè)中，認(rèn)識是以主體、客體和中介為基本框架，通過信息（知識）的自我反饋和自我調(diào)控的自組織過程，問題的產(chǎn)生雖然離不開主體，但一旦其產(chǎn)生出來，用（信息）符號表達(dá)出來以后，將成為“世界3”中的客體，因而這樣的問題——作為客觀知識的科學(xué)問題，可作為研究考察的對象。而波普爾對這樣的作為客觀知識的科學(xué)問題已經(jīng)作了一些較為深入地探討，如著名的四段式P1→TT→EE→P2（P表示問題，TT表示試探性理論，EE表示排除錯誤）等。按照波普爾四段式P1→TT→EE→P2的觀點(diǎn)，即…Pi→Ti→Pi+1…，從而科學(xué)發(fā)展呈現(xiàn)為“問題→問題”即…Pi→Pi+1…的過程，即科學(xué)問題存在演化過程，演化的機(jī)制在波普爾看來就是猜想與反駁，進(jìn)而使得“科學(xué)問題的演進(jìn)與科學(xué)進(jìn)步相互促進(jìn)”[3]19。

那么科學(xué)問題演化的形態(tài)是什么呢？對此波普爾沒有回答，依據(jù)科學(xué)史對此進(jìn)行分析：由低層次的科學(xué)問題向高層次的科學(xué)問題的演化過程中，演化的宏觀形態(tài)有線狀、樹狀和網(wǎng)狀，演化的微觀形態(tài)有鏈?zhǔn)?、輻射式和收斂式?？茖W(xué)問題演化從一維、單學(xué)科式向多維、多學(xué)科式再向多維、立體、多領(lǐng)域演化，表現(xiàn)出線狀式、樹狀式和網(wǎng)狀式的動態(tài)的“歷時(shí)”形態(tài)，這種演化的結(jié)果在當(dāng)代科學(xué)中呈現(xiàn)出新形態(tài)，表現(xiàn)為以線狀群、樹狀群和網(wǎng)狀群這樣的以整體形態(tài)、“共時(shí)”存在的“科學(xué)問題簇”。

一、低層次和高層次科學(xué)問題

1.層次與問題

從縱向看，科學(xué)問題的層次表現(xiàn)為“是什么——怎么樣——為什么”，這一過程遞進(jìn)上升的展開,可以說是認(rèn)識的邏輯展開過程。[4]66在人類尋求知識的過程中，科學(xué)問題的這種層次展開，使得整個(gè)尋求知識的過程呈現(xiàn)出一個(gè)“個(gè)別認(rèn)知事實(shí)——特殊經(jīng)驗(yàn)定律——一般理論原理”的漸次螺旋式上升發(fā)展過程。這在科學(xué)史中有一個(gè)典型案例：從哥白尼對宇宙結(jié)構(gòu)體系的質(zhì)疑，到開普勒對行星運(yùn)動規(guī)律的總結(jié)，再到牛頓對天體運(yùn)行原因的揭示，體現(xiàn)為科學(xué)認(rèn)識中問題從 “是什么——怎么樣——為什么”層次的逐漸上升。正是在尋求知識的過程中，按這樣的科學(xué)問題層次的不斷深入，才有日心說的提出，才有行星運(yùn)動的三大定律的揭示，才有萬有引力定律的創(chuàng)立?？茖W(xué)問題的這種遞進(jìn)上升的層次性，決定和制約著認(rèn)識發(fā)展過程的階段性、連續(xù)性和不斷進(jìn)步的方向性，循著這一科學(xué)問題層次的進(jìn)展，揭開自然界一個(gè)個(gè)“神秘面紗”。但這只是科學(xué)問題層次的一個(gè)方面。

圖1 層次：量子階梯

從橫向看，自然界的存在具有層次性，這一點(diǎn)已由科學(xué)史所證明，奧本海姆和普特南給出相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)領(lǐng)域的層次清單，即有基本粒子、原子、分子、活細(xì)胞、多細(xì)胞生物體和社會群體六個(gè)層次。對于這些層次，奧本海姆和普特南指出可由如下幾點(diǎn)得出：“第一，必須有不同的層次；第二，這些層次的數(shù)量是有限的；第三，必須有一個(gè)獨(dú)一無二的最低層次；第四，除了最低層之處，任何層次內(nèi)的事物都可以分解為同它相鄰的下層內(nèi)的諸多事物；第五，任何層次的事物不可能在它相鄰的高層存在一個(gè)部分；第六，層次的選擇按照目前的經(jīng)驗(yàn)科學(xué)應(yīng)該是自然的和合理的?！盵5]32依此原理，結(jié)合科技史，科學(xué)家把自然界存在的這種層次命名為“量子階梯”，如圖1，在自然界中有夸克層次、質(zhì)子、中子、電子層次、分子層次等，自然界是具有層次結(jié)構(gòu)的大系統(tǒng)。由于自然界存在“層次”的特點(diǎn)，相應(yīng)地，就有不同層次的科學(xué)問題，如有低層次的科學(xué)問題和高層次的科學(xué)問題，那么這樣的科學(xué)問題有什么特征，低層次的科學(xué)問題如何演化為高層次的科學(xué)問題。下面對此進(jìn)行嘗試性的探討。

2.低層次科學(xué)問題

在自然界中，“低層次物質(zhì)是高層次物質(zhì)的基礎(chǔ)與載體，低層次物質(zhì)的相互作用產(chǎn)生高層次物質(zhì)，并從一個(gè)方面說明高層次物質(zhì)的屬性或功能”[6]107。類似地，在“世界3”中，低層次的科學(xué)問題是高層次科學(xué)問題的基礎(chǔ)，低層次科學(xué)問題的相互作用產(chǎn)生高層次科學(xué)問題，并從這一個(gè)方面說明高層次科學(xué)問題的特點(diǎn)。如物理學(xué)中的“黑體問題”，依據(jù)托馬斯·尼克斯的觀點(diǎn)，就是物體被加熱到更高溫度時(shí)其顏色如何變化以及為什么那樣變化的問題（問題1，筆者注）。這一問題由三個(gè)低層次的科學(xué)問題構(gòu)成：“第一個(gè)是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)問題(問題2，筆者注)，也就是如何去獲得數(shù)據(jù)或者獲得更精確的數(shù)據(jù)，其中著重是那些黑體輻射能量同輻射頻率v、輻射溫度T以及高和低v/T領(lǐng)域的關(guān)系數(shù)據(jù)的問題；第二個(gè)依然還是經(jīng)驗(yàn)問題（問題3，筆者注），即去尋找一個(gè)符合這些關(guān)于能量隨頻率和溫度分配數(shù)據(jù)的簡單公式的問題；第三個(gè)問題是部分經(jīng)驗(yàn)但更多概念性的問題（問題4，筆者注），那就是如何去獲得一個(gè)對最可行的分配公式站得住腳的理論推演的問題。”[7]141

3.高層次科學(xué)問題

在自然界中，“高層次物質(zhì)包含低層次物質(zhì)，出現(xiàn)低層次物質(zhì)所沒有的功能（涌現(xiàn)），并對低層次物質(zhì)起制約、選擇作用”[6]107。 類似地，在”世界 3”中，高層次的科學(xué)問題包含低層次的科學(xué)問題，出現(xiàn)低層次科學(xué)問題所沒有的特性，并對低層次科學(xué)問題有制約、選擇作用。如上例，關(guān)于物理學(xué)中的“黑體問題”，處于高層次的“問題1”包含“問題2、問題3和問題 4”，“問題 2、問題 3和問題 4”相互作用，結(jié)合在一起構(gòu)成“問題1”，而“問題1”不同于各自獨(dú)立存在的“問題 2”、“問題 3”和“問題 4”，前者對后三者選擇，從而構(gòu)成前者。類似地，關(guān)于處于自然界的“原子”層次的科學(xué)問題內(nèi)在包含著或“制約”著關(guān)于處于自然界的“核和電子”層次的科學(xué)問題，而處于后者層次的科學(xué)問題卻不包含著處于前者層次的科學(xué)問題。

當(dāng)然，這種低層次的科學(xué)問題和高層次的科學(xué)問題的劃分不是絕對的，這種區(qū)分是相對的。處于自然界的“原子”層次的科學(xué)問題對處于自然界的“核和電子”層次的科學(xué)問題是高層次的科學(xué)問題，而它對處于自然界的“分子”層次的科學(xué)問題則是低層次的科學(xué)問題。如上面提到的“問題1、問題2、問題3和問題4”中，像這樣的“問題1”是高層次的科學(xué)問題，像這樣的“問題 2”、“問題 3”和“問題4”是低層次的科學(xué)問題。也就是在波普爾的四段式即P1→TT→EE→P2中，P1為低層次問題，P2為高層次問題。那么，在科學(xué)發(fā)過程中，低層次問題如何向高層次問題演化呢？在波普爾看來演化的機(jī)制就是猜想與反駁。那么科學(xué)問題演化的形態(tài)是什么呢，下面對此進(jìn)行考察。

二、科學(xué)問題演化的宏觀形態(tài)

恩格斯在《自然辯證法》一書的導(dǎo)言中，把自然科學(xué)的發(fā)展概括為三個(gè)階段：古代直觀綜合階段、近代自然科學(xué)發(fā)展的分析階段、在分析基礎(chǔ)上的綜合階段[8]5?，F(xiàn)在自然科學(xué)正在第三階段的基礎(chǔ)上發(fā)展，一方面高度分化、深入，新的學(xué)科不斷涌現(xiàn)，另一方面又高度綜合、邊緣學(xué)科發(fā)展迅速，并呈現(xiàn)出整體性。從“量子階梯”來看,現(xiàn)代科學(xué)“正沿著三個(gè)方向前進(jìn)，其一，沿著量子階梯下行和時(shí)間之矢回溯，在小尺度上研究夸克及比夸克更低的層次，在大尺度上探索極早期宇宙及其起源。其二，沿著量子階梯上行和時(shí)間之矢順行，在小尺度上探索生命起源、人體和意識，在大尺度上探索生態(tài)及其演變。其三，研究不確定性，如混沌、分形、分岔等”[9]26。

從這個(gè)角度來說，在這樣的自然科學(xué)發(fā)展過程中，科學(xué)問題特別是低層次問題向高層次問題演化的過程中，形成線狀、樹狀和網(wǎng)狀等不同形態(tài)，如圖2所示。

圖2 科學(xué)問題演化的宏觀形態(tài)

在這線狀、樹狀和網(wǎng)狀中，線狀群是一維的、單學(xué)科的，樹狀群是多維的、多學(xué)科的，網(wǎng)狀群是多維的、立體的、多領(lǐng)域的。樹狀群處于網(wǎng)狀群和線狀群的中間狀態(tài)，線狀群是樹狀群、網(wǎng)狀群的基礎(chǔ)，網(wǎng)狀群是樹狀群進(jìn)一步演化的結(jié)果。如現(xiàn)代環(huán)境科學(xué)所面臨的科學(xué)問題是一個(gè)網(wǎng)狀問題群，它研究人口問題、能源問題、糧食問題、資源問題和環(huán)境保護(hù)問題以及它們的關(guān)系，這些問題相互聯(lián)系、相互影響，構(gòu)成了統(tǒng)一的整體。又如迅速發(fā)展的四大科技領(lǐng)域的協(xié)同與融合“會聚技術(shù)”（NBIC）問題，即納米科學(xué)與技術(shù)、生物技術(shù)（包括生物制藥及基因工程）、信息技術(shù)（包括先進(jìn)計(jì)算與通信）、認(rèn)知科學(xué)（包括認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)）等領(lǐng)域的問題。

在當(dāng)代自然科學(xué)發(fā)展的過程中，科學(xué)問題出現(xiàn)了一種新的特征，就是這種線狀、樹狀和網(wǎng)狀的問題形態(tài)是以“共時(shí)性”、整體狀出現(xiàn)，也就是以科學(xué)問題簇的形態(tài)出現(xiàn)。這樣的科學(xué)問題簇是指相互聯(lián)系的有限個(gè)數(shù)的科學(xué)問題組成的一個(gè)有機(jī)整體。科學(xué)問題簇不同于以往的單個(gè)科學(xué)問題。由于科學(xué)問題之間的相互影響，其中某一科學(xué)問題的變化，如產(chǎn)生或被解答，進(jìn)而又影響到這個(gè)問題本身。因此，要求把這些相互影響相互制約的科學(xué)問題作為一個(gè)整體來加以考察，并尋求解決的方法?？茖W(xué)問題簇具有整體性，如對環(huán)境問題來說，與人口問題、能源問題等互相影響，這個(gè)問題簇體現(xiàn)為多學(xué)科、多領(lǐng)域的統(tǒng)一整體性；同時(shí)，科學(xué)問題簇又具有層次性，如環(huán)境問題由能源問題等組成，而能源問題又由降低能耗等一系問題所組成，體現(xiàn)為多維、立體的層次性。因此，科學(xué)問題的演化從一維的、單學(xué)科式向多維、多學(xué)科式再向多維、立體的、多領(lǐng)域演化，表現(xiàn)出線狀式、樹狀式和網(wǎng)狀式的動態(tài)的“歷時(shí)”形態(tài)，這種演化的結(jié)果在當(dāng)代科學(xué)又表現(xiàn)為以線狀群、樹狀群和網(wǎng)狀群這種以整體形態(tài)的、“共時(shí)”存在的“科學(xué)問題簇”。如何把握這些復(fù)雜的情況，可以從科學(xué)問題演化的微觀形態(tài)中找到線索。

三、科學(xué)問題演化的微觀形態(tài)

科學(xué)問題演化的微觀形態(tài)主要有鏈?zhǔn)剑↙1）、輻射式L2和收斂式L3，如下圖所示。

圖3 科學(xué)問題演化的微觀形態(tài)

對于科學(xué)問題演化的微觀形態(tài)，學(xué)者劉冠軍在《試論科學(xué)問題的演化的方式》一文中有詳細(xì)的論述，這里不在一一論證，不過需要指出的是這里認(rèn)為他提出的“問題連鎖式、層進(jìn)式和躍遷式”[10]100-104演化方式實(shí)質(zhì)就是鏈?zhǔn)絃1，它們都是在某一科學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)由探究的深入引起的問題演變。下面僅僅舉收斂式這一種情況進(jìn)行進(jìn)一步說明：如下圖，問題4由問題1、問題2和問題3“收斂”形成。

圖4 收斂式一

又如物理學(xué)量子力學(xué)中，全譜問題由低頻輻射問題和高頻輻射問題[11]87所“收斂”形成。

圖5 收斂式二

綜上所述，按照波普爾客觀知識的觀點(diǎn)，P1→TT→EE→P2， 即…Pi→Ti→Pi+1…， 科學(xué)發(fā)展呈現(xiàn)為“問題→問題”即…Pi→Pi+1…的過程，即科學(xué)問題存在演化過程，演化的機(jī)制在波普爾看來為猜想與反駁。科學(xué)問題演化的形態(tài)表現(xiàn)為，在科學(xué)發(fā)展過程中，是由低層次的科學(xué)問題向高層次的科學(xué)問題的演化，演化的宏觀形態(tài)呈現(xiàn)為線狀、樹狀和網(wǎng)狀，演化的微觀形態(tài)呈現(xiàn)為鏈?zhǔn)?、輻射式和收斂式。科學(xué)問題演化從一維、單學(xué)科式向多維、多學(xué)科式再向多維、立體、多領(lǐng)域演化，表現(xiàn)出線狀式、樹狀式和網(wǎng)狀式的動態(tài)的“歷時(shí)”形態(tài)，這種演化的結(jié)果在當(dāng)代科學(xué)中顯現(xiàn)出新形態(tài)，表現(xiàn)為以線狀群、樹狀群和網(wǎng)狀群這樣的以整體形態(tài)、“共時(shí)”存在的“科學(xué)問題簇”。如何把握這些復(fù)雜的情況，可以從科學(xué)問題演化的微觀形態(tài)中找到線索。

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