科学理论的简单性问题,在国际科学界早已得到无庸置疑的高度重视。"但是,要给出该原理一种精确的构写和一种统一的正当性辩护,则还是一个尚未满意地得到解决的问题。"①在我国,对该问题已有所触及,却多为个别科学家信念的分析或零散的议论。同时,在社会科学界,理论的构筑有股强大的避简就繁趋势。因此,对简单性原理的深入认识,似乎是追求理论科学化的研究者所不应忽略的问题。 一 理论(本文谈及的理论仅指科学研究中的理论)简单性的标准是什么?爱因斯坦指出:"我们在寻求一个能把观察到的事实联结在一起的思想体系,它将具有最大可能的简单性。我们所谓的简单性,并不是指学生在精通这种体系时产生的困难最小,而是指这体系所包含的彼此独立的假设或公理最少。"②这是以独立假设的个数作为理论简单性或复杂性的判据。这个标准,在我国有关论著中,似已被奉为公理。当代著名科学哲学家G·亨佩尔对此评论道:"但是, 由于可以有很多方式将假定加以组合或分解,因此不存在一种计算假定的个数的确切方法。……而且,即使我们对计数方法能取得一致,不同的基本假定还是可能具有不同的复杂性,并从而必须对之加以权衡而不能仅仅计算它们的数目。类似的批评也适用于下述建议,即把理论中用到的基本概念的数目作为该理论复杂性的标志。"③国际上纷纭不一的争论,表明"简单性的概念看来似乎如此难以达到客观的表述"。④ 虽然为众多科学家所厚爱的逻辑简单性迄今尚未得到普遍明确的判据,但在许多场合,"对于两个竞争性假设或理论中哪一个更为简单的问题,研究者们还是会在实质上取得一致的意见"。⑤没有固定明确的标准判据并不影响实际的判别。这究竟是怎么一回事? 近些年来,人们对语言的意义有了更多的发掘。虽然各家看法远非一致,但大概都不会反对语言至少体现了认识的内容和方式,并反过来制约着人们对于世界的认识。对具体语词运用不当,可能导致认识的迷航。下面,试图对"简单"一词进行语义分析,可能有助于解决"简单性"的判据问题。 简单性,通常被人们赋于两种涵义:本体论的和认识论的。这种作法,在大众语言中难以非议,在科学研究语言中却可能疑窦丛生。在词类上,通常把"简单"一词归为形容词。形容词,用于主体对客体性状的描述,并且是一种抽象的、概括性的描述。换言之,形容词所反映的只是文明人对客体性态的认识。⑥但是,语言符号的独立性,容易使人忘却它们的来源及其与人类实践活动和外部物质世界的关系,容易使人混同语词及其所指(如,"马"作为语词,仅是一种符号;它的非语言所指,则是一种动物或物质实体的集合),更易诱导文人滥用成人超脱具体现实的智力的抽象运算而坠入迷宫。其中,以为形容词亦可在一般本体论的意义上应用,忽略了形容词隐含的前述约定,就是一种带有普遍性的失足。 这种迷失,无例外地也裹挟了"简单"一词。在日常口语中,该词显然带有主观色彩,即表征主体对客体性状的一种认识。并隐含着或显示出对应于一种参照系,是相对于"不简单"或"复杂"的客体性状而言的。迷失也许始自书面语言。与语音符号相比,文字符号具有更大的自主性。一经文人摆弄,内中涵义则面目全非。于是"简单"一词便增添进本体论的内涵。迷惑由是产生。 形容词,无论是用于描述事物性状的,还是用于评判事物价值的,都经过应用者有意或无意的比较判定,因而各词没有独立确定的意义。谁人能给"大"孤立地量度,或给"好"确定标准判据呢?然而,具体到两个以上实际事物的判别,大小之分极少争议,好坏之别大致可定。"简单性"的命运也是一样。 因此,虽然简单性判据问题大受当代逻辑学家和哲学家的青睐,但是由于"简单"一词没有本体论的涵义,以及它的相对性质,该问题似乎无解。也许有关研究可能取得有意义的副成果,但最好还是摆脱这个"永动机"的诱惑,这也因为实际操作并不受无标准判据之苦。 二 经过上述语义分析,可以认为不存在本体论意义上的简单性。可是许多伟大的科学家,如从牛顿的"自然界喜欢简单化,而不爱用什么多余的原因以夸耀自己"⑦,爱因斯坦坚信"客观存在的自然规律的简单性"⑧,到海森堡也觉得"自然规律的简单性具有一种客观的特征"⑨,都认为基本自然规律是简单的,理论、逻辑的简单性不过是其反映而已。深信简单性渊源于客观事物本身的爱因斯坦曾说:"逻辑简单的东西,当然不一定就是物理上真实的东西。但是,物理上真实的东西一定是逻辑上简单的东西。"⑩然而,爱因斯坦承认,他并不能解释逻辑简单性的客观性。而且至今我们也未见到这方面有说服力的解释。 为什么形容词类得以在本体论的王国中兴风作浪?一个重要原因,恐怕是人们对自身在认识活动中的生理机制缺乏清晰的了解。现代有关实证学科表明,人的各种有关生理感官都有一种选择机能,只选择了允许人类生存的世界。故而人所感知的世界,可能只是多种世界的一个。(11)在这种情况下,人所认识的世界,只是人能认识的世界。而仅仅承认"我们的感觉印象是以客观事物为基础的"(12),不了解我们的感觉印象是以主体感官和客体之间的能动关系(主体为主动探知者)为基础的人,就会认为我们所认识某具体事物的各种属性,可能就是该事物固有的真实面目或本来面目。更重要的原因,也许是人的深层心理潜意识活动作怪:人的认识必定是正确的、真实的;而认识结果符合或反映外界状况,使其真理性具有坚实的基础,人才得以释疑、自慰。 当代新兴的科学实在论,主张科学是为了描述实在世界,追求真理。这是从存在着一个不以人的意志为转移的客观世界的本体论断言出发的。然而,科学理论对实在世界描述的高度抽象性、变异性、不确定性逐渐被人们察知,"真理"愈益相对化,大有被"似真"、"逼真"取代之势。于是,主张"科学以其理论向人们诉说关于实在世界的真实故事"(13),兴许只是科学实在论者的美好理想。彼岸能否到达,已出本文论旨。这里所关心的是,在这种目的下如何证明理论简单性是可取的甚至是必要的呢?既然自然界是简单的论断几乎无法验证,那么就无法判明理论、逻辑简单性是自然界属性的一种反映,从而是真实可靠的。然而简单性的正当性问题又紧紧缠绕着科学家的心灵。(此即体现了人要证明自己作法的正当性,一种深层心理活动)科学实在论者作了相当复杂的论证,却仍旧不得要领。因此又兴起一股反简单性原则之潮。 受到科学实在论诘难的科学工具论,主张科学是为了解决问题而提出工具性理论,不关心理论是否反映客观实在及其真假。如果理论只是解决问题的工具,那么,为要使工具更易于为人们掌握,为使工具更便于运用,在其他方面等同的条件下,人们自然愿意使工具尽量简单。有人说,由于观察语言和理论语言之间没有严格的区分,则科学工具论的主要依据不成立,因而纯粹的科学工具论不成立。(14)但是我认为,如果跳出少数文人的思维窠臼,从奔波忙碌的广大民众的认识与其谋生活动的关系出发,承认认识不过是人们为谋生而追求与环境相互适应的手段,(15)那么作为认识的一种结晶--科学理论,不过也是人类生存适应的手段,或是为解决在适应中出现问题的工具而已。从这个宏观视角出发,我以为科学工具论是成立的。虽然这种观点乍看有些粗俗,不象追求真理那么高雅,但是我认为如果能置身于整个人类活动的参照系中考察科学史,也许会认为实用主义蒙冤深重,"真理主义"(这里暂且限定为只是追求和坚持真理)享誉过多。以个人信仰而论,实用主义似可鄙视,真理主义应受赞美;实用主义者似与践踏社会伦理道德、只图私利者有等同之嫌,真理主义者却可能大多唾弃趋炎附势而刚直不阿,并且信仰真理的科学家能够更专心从事科学研究,为科学发展作贡献。但从社会功能出发,社会要求理论的效用(包括长期或短期、物质或精神的)有益无害,并且这种要求最终决定了具体理论的生命力。同时,要求本身的具体体现随着社会生产的发展、社会文化知识的增长不断更新,从而推动理论的变革,因此"工具主义的应用是防卫性地拯救现有的理论"(16)一说缺乏实据。而从社会期望出发,一种具体的观点、学说如果被奉为真理,即使最初可能社会作用良好,长此以往则有害无益。"真理,多少人假汝之美名干尽坏事",就是明确、具体的"真理"的重要社会功能。从理论的变革来说,正是真理主义的社会应用压制新理论的产生与发展,"防卫性地拯救现有的理论"。至于有关工具论无法说明严格检验对于科学理论的重要性的论调,是低估了工具论的自我辩护力。从工具论出发,可以认为理论必须接受检验,但不是验其真假,而是在特定的社会背景知识中,验其解决问题、预测未来的能力,即验其社会效用度,以保证理论的社会性或公共性。难道实体性工具不也要经受在特定社会环境中效用度的严格检验吗? 总之,人们根据各自的偏好,选择了工具论或实在论。但是下面一段话,可否给选择者一点启示:若把宇宙当作已给定的,只研究对它最经济的描述,则可免于哲学上的困惑;如果去探求世界的广度和起源等,就会发现没有解决的问题成堆。(17) 三 对工具论者来说,简单性原则几乎是不言而喻的。就实在论者而言,这个原则却是颇有争议的。然而,如果我们扩大一下视角,把理论的创造及其评判视作一种人类活动,那就不能无视其他学科的有关成果。心理学的研究表明,"以最小的代价换取最大的报酬乃是一般人所追求的行为准则"。(18)人类在行动方面力求经济性之例,几乎可信手拈来,亦为人们司空见惯。假若有人在行动中总是违反经济原则,如空间位移绕远行走,干活办事画蛇添足,那么他不被人们视为智力低下,也会被认为精神失常。行动上遵循经济原则,大约是受适应法则的制约。行动效益愈佳,愈能适应环境。反之则处处被动。 在日常生活中,最常见的一种现象--语言的应用,被认为"是交往工具中最惊人的经济手段"。(19)"在宇宙间,生物体内部与生物体之间的交际总是趋向于这样一个准则,就是以最少的物质媒介,承载最大的信息储量"。"人的社会信息传递同生物信息传递遵循同样的'经济原则'。"由于"语言能够以最小的生理、智力的消耗,表达最大的交际的需要和信息的储存",于是形成"体现了语言的经济原则"的"约定俗成",这个"人们公认的人类语言的最基本准则",即人们趋向于用熟悉的、社会化程度高的语词及其组合进行交际,从而具有最高的效益。(20)随着某种语言使用的推广和语词数量的增加,该语言在语词组合规则、书写等方面趋于简化。这可否归因于人类力求经济地适应世界? 行为可源于认知。在认知上人同样遵循经济原则。因为,有关心理学的研究揭示,人记忆和处理信息的能力颇有局限性。如人的瞬时记忆每次大约只能记住七个项目,人的最大记忆量有限;人脑在特定时间里只能处理一定数量的信息。认知能力的这种局限性影响许多认知活动的进行,包括人们很熟悉的活动。例如,一个人刚得知一个新的电话号码,正在设法记住,这时你对他提一个简单的问题,他很可能不是不予理睬,就是忘了那个电话号码。认知能力的局限性,还表现在如果在一项简单和熟悉的工作上(如加减法),添加些不相干或陌生的因素,就会引起"心理上眩惑"。例如,一项实验表明,让儿童分别做纯数字和有名称(如货币名称)数字的加减运算,后者难度增加;若使用外币名称,困难更大。用成人重做该实验,发现进行有名称数字的加法运算须增加12%的时间。(21) 人的这种有限的认知能力,在充满几乎是无限刺激的环境中,为了生存适应,便产生相应的感官选择机制和感知简化能力。感官的选择机制已如上述。至于感知的简化,心理学家证实"大多数人强烈地倾向于认知的单一性,不能容忍认知和态度上的模棱两可和矛盾情绪"。(22)例如,没有受过特定哲学训练的民众一般难以"辩证思维",他们对事物的评价往往是简单的,不会什么"一方面""另一方面"的含混不清,不会去作"全面"的剖析而掩盖鲜明的主张。 人对客体认知进行简化的非常鲜明的例子,莫过于分类方法的运用。由于人脑不足以应付周围环境中事物千变万化的具体差异,于是对客体进行分类(这是感知出世界简单性的基础),以便在对一个对象作出反应时,不把它当成独一无二的事物对待,而是以其所属类别为依据,自动进行区分和识别,以减少不得不学习的内容。在对同类事物以相同方式对待的原则指导下,做到了减缓神经系统紧张度而省时省力。如此,分类则直接引导有效的适应行为:如对于食品来说,一旦把其中部分划归到变质有毒的一类,人们就会停止食用,又可相互转告。可见,对客体分类还便于社会语言交流。而现代分类的人为性,以某些部落民族的为参照即可显现。如菲律宾的哈努努族(Hanùnóó)的分类系统与我们的大不相同。其中他们对颜色的分类,以物体是湿的、嫩的,还是干的为根本界标。 有关认知简化能力,心理学研究已有大量证据。例如,格式塔心理学家霍克伯格简化了关于知觉的几条定律,如"邻近性原则"、"类似性原则"、"完形趋向原则"等定律为"最小量原则"定律。按照这一原则,在一种模棱两可的刺激中,被察觉到的组织应是保持最小变化、最小不连续性和最小差别的一种,即在两种可能的组织中,看到的将是较简单的一种。又如关于知觉恒常性的研究,表明人对变化物体的知觉有明显的恒常性,不以视网膜映象的大小、明暗、角度等变异为转移。这也是简化、稳定了对变著不定物象的感知,使人能有效地应付环境。再如心理定势和功能固着,即人对后来物体的知觉和问题的处理,颇受对早先物体的知觉和问题的解决的影响,也可以认为是简化认识的结果。虽然它们可能产生消极作用,但总的来说是有助于对付复杂的环境:使我们倾向于感知所熟悉的东西,感知到我们所关注的东西,使感知迅速有效;使我们更迅速地应用所熟悉的工具去解决问题。 在社会性认知中无例外地也体现了认知的简化。象社会心理学所揭示的"刻板印象"--对某个群体形成的一种概括和固定的看法,如商人精明、山东人直爽、上海人善应酬等,就是首先将所要认知的对象进行分类,执简驭繁,以便在了解、应付陌生人时更有效率。"光环效应"或"月晕效应"--对某人的某特性形成好或坏的印象之后,还倾向于据此推断其他方面的特性,也是简化认知过程,提高认知效率。这些社会心理现象多少反映了认知对象的某些属性,虽然难免偏差,却富有效率。高效率以出现少量的偏差为代价,不便求全责备。 通过了解有关研究成果,令人不仅更进一步认识到传统对"简单性"赋予多种涵义是不妥当的,而且认识到,众多科学家对简单理论的喜好,是人类自动简化认知本能的体现,有坚实的生理心理基础。单从这一点出发,就可以断言"很难表明我们对较简单的假设和理论的偏爱是正当的"(23)判句,至少是过于学究气了。 四 在科学界,对于科学理论,公认的要求大致是:解释范围广或有普适性;清晰精确,有可检性或可证伪性,与检验结果一致;有预测新事件的能力;内部无逻辑矛盾;简单;等等。其中简单性标准往往位居末位,似乎无足轻重(许多科学家认为它只有美学价值),我以为这是不公正的。简单性,可能出人意料地竟是贯穿上述诸标准的链索,并潜在地起制约作用。通过有关分析,将进一步使人明确透视到,科学认识--一种追求效用的认识,本质上就是化简。 关于理论的普适性。爱因斯坦说:"一种理论的前提的简单性越大,它所涉及的事物的种类越多,它的应用范围越广,它给人们的印象也就越深。"(24)波普尔也曾指出:"如果知识是我们的目的,那么,简单陈述将比不那么简单的陈述更为可贵--因为简单陈述告诉我们的东西更多,因为它们的经验内容更丰富,因为它们的可检验性更强。"(25)比较而言,简单的理论内涵基本概念少,则对其外延限制小,因而对应点多,即有更普遍的适用对象。例如,"教会始终反对离婚"与"欧洲的教会始终反对离婚"相比,前一命题更抽象、更简单,因而它所能传达的信息量更大,囊括范围更广,适用度更高。对认识来说,它也更有效率--记忆量小,应付时空范围广。心理学的有关实验表明,在解决问题时,一个抽象的原则往往比特殊知识的具体陈述更有效。因此,只有比较简单的理论才可能具有普适性和高效用。
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