客觀知識(shí)視域下科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)路徑研究

陶迎春

（滁州學(xué)院 馬克思主義學(xué)院，安徽 滁州 239000）

愛因斯坦曾指出提出科學(xué)問題比解決問題更重要.那么，科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)有無機(jī)制可循？在科學(xué)哲學(xué)領(lǐng)域一直有不同的觀點(diǎn).科學(xué)實(shí)踐哲學(xué)主張機(jī)會(huì)造就問題發(fā)現(xiàn)，“機(jī)會(huì)給出問題，機(jī)會(huì)挑選問題，機(jī)會(huì)磨礪問題”[1]100.信息加工論主張問題發(fā)現(xiàn)過程就是基于問題情境，找出起始狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)之間的“動(dòng)態(tài)差距”的過程.[2]23本文主張從客觀知識(shí)的角度來說，科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)是有邏輯通道的，以繼續(xù)推進(jìn)這方面的研究.

1 科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)有其邏輯路徑

在科學(xué)哲學(xué)史上，邏輯經(jīng)驗(yàn)主義主張發(fā)現(xiàn)和證明有區(qū)別，發(fā)現(xiàn)與主體的主觀性相關(guān)聯(lián)度大，證明有邏輯依據(jù)，主張科學(xué)問題的發(fā)現(xiàn)沒有邏輯通道.雖然，在真實(shí)的科學(xué)研究中，科學(xué)問題的提出離不開提出者如科學(xué)問題提出者的心理品質(zhì)以及社會(huì)因素、文化因素等.對(duì)于科學(xué)問題的提出者所應(yīng)具備的品質(zhì)，國內(nèi)學(xué)者林定夷在《問題與科學(xué)研究》一書指出“科學(xué)需要懷疑精神”和科學(xué)家的“好奇心”是科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)者必備的心理品質(zhì).科學(xué)實(shí)踐哲學(xué)強(qiáng)調(diào)社會(huì)因素中的機(jī)會(huì)的作用.從這個(gè)角度來說，科學(xué)問題提出沒有固定不變的、機(jī)械的方法或邏輯.但是，不能由此就否認(rèn)科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)有邏輯依據(jù)的可能性.

歷史主義和解題主義主張科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)有邏輯依據(jù)的可能性.歷史主義代表庫恩指出科學(xué)問題的提出和選擇由“范式”[4]決定，范式?jīng)Q定著問題的提出.一個(gè)疑難或疑問是不是科學(xué)問題，受范式所支配，如夜晚的天空為什么是暗的？對(duì)于一個(gè)七八歲的小姑娘來說，也許只是隨口一問，而科學(xué)家在物理學(xué)或光學(xué)知識(shí)背景下提出這個(gè)疑問時(shí)，成為科學(xué)共同體共同認(rèn)可的一個(gè)客觀存在的問題，需要在物理學(xué)范式指導(dǎo)下給出解答.解題主義代表勞丹認(rèn)為科學(xué)問題的提出和選擇由“研究傳統(tǒng)”[5]決定，研究傳統(tǒng)承認(rèn)問題的存在.當(dāng)研究傳統(tǒng)不認(rèn)可時(shí)，不作為一個(gè)真實(shí)的或真正的問題，因而不能進(jìn)入科學(xué)家的研究解決的范圍.可見，歷史主義和解題主義雖然觀點(diǎn)有差異，一個(gè)強(qiáng)調(diào)范式，一個(gè)強(qiáng)調(diào)研究傳統(tǒng)，但從這個(gè)角度來說，二者都主張科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)有依據(jù)，或是范式或是研究傳統(tǒng).但是范式或研究傳統(tǒng)也是隨科學(xué)進(jìn)步而變化的，說服力不太強(qiáng).證偽主義者從客觀知識(shí)的角度明確科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)的邏輯依據(jù).

波普爾在《客觀知識(shí)》一書中指出科學(xué)問題存在于世界3，解答與問題的相互關(guān)系是一種邏輯關(guān)系，“問題連同其背景（甚或連同其他第三世界客體）組成我們所說的問題境況.我們所運(yùn)用的另外一些第三世界客體可以是（各理論之間、各問題之間、猜測的各方面之間、各解釋之間以及各哲學(xué)觀點(diǎn)之間的）競爭和沖突；可以是比較、對(duì)比和類推.必須指出答案與問題的相互關(guān)系是一種邏輯關(guān)系，因而也就是一種客觀的第三世界關(guān)系.”[3]175-176也就是說，在世界3中，科學(xué)理論就是對(duì)科學(xué)問題的解答，科學(xué)理論與科學(xué)問題的邏輯關(guān)系是科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)的邏輯路徑.

因此，從客觀知識(shí)的角度來說，問題與理論都存在世界3，解答與問題的相互關(guān)系是一種邏輯關(guān)系，各種邏輯規(guī)則、方法在其中起著重要作用.持這種觀點(diǎn)的美國科學(xué)家西蒙提出信息加工論，促進(jìn)人工智能中的問題解決研究.從客觀知識(shí)的角度來說，科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)有邏輯路徑.分析科學(xué)理論與科學(xué)問題的邏輯關(guān)系是總結(jié)或揭示科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)邏輯路徑較佳選擇，可以促進(jìn)科學(xué)進(jìn)步.正如德國科學(xué)哲學(xué)家波塞爾指出：“科學(xué)的特點(diǎn)是系統(tǒng)性地、按照一定的方法提出問題.”[6]239

2 科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)的主要路徑

（1）某種新的事實(shí)和現(xiàn)象在自然中被觀察到而產(chǎn)生科學(xué)問題.如準(zhǔn)晶體問題的提出.在發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶體之前，當(dāng)時(shí)科學(xué)界對(duì)固態(tài)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)僅限于晶體與非晶體，得出晶體內(nèi)原子呈現(xiàn)周期性對(duì)稱有序排列而非晶體內(nèi)原子呈無序排列的結(jié)論.進(jìn)而依據(jù)固態(tài)物質(zhì)構(gòu)成原子的排列規(guī)律的不同提出具有這種原子其他排列方式的固體是不可能存在的.但到了1982年4月8日，以色列科學(xué)家達(dá)尼埃爾·謝赫特曼在鋁錳合金冷凍固化實(shí)驗(yàn)中首次在電子顯微鏡中觀察到一種“反常理”的現(xiàn)象—合金中的原子以一種不重復(fù)的非周期性的對(duì)稱有序排列方式組合.這一發(fā)現(xiàn)違背當(dāng)時(shí)科學(xué)界關(guān)于固體只有晶體和非晶體的分類理論，正是謝赫特曼這一新發(fā)現(xiàn)，晶體與非晶體之間的固體物質(zhì)成為科學(xué)家新的研究對(duì)象，其研究結(jié)果，深化了對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí).發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶體的謝赫特曼也獲得了2011年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).如同“倫琴射線”的發(fā)現(xiàn)一樣，某種新的事實(shí)和現(xiàn)象在自然中被觀察，原有理論卻說明不了這種事實(shí)或現(xiàn)象，從而產(chǎn)生科學(xué)問題并做出重大科學(xué)發(fā)現(xiàn).

（2）在理論指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)得出新的事實(shí)或現(xiàn)象而產(chǎn)生科學(xué)問題.如“以太”問題的產(chǎn)生.根據(jù)“以太”理論，“以太”無處不在.“以太（aether）”一詞來源于古希臘，原意為高空.笛卡爾最早把它用在科學(xué)上，有以表示一種充滿宇宙的、能傳遞相互作用的無質(zhì)量的物質(zhì).19世紀(jì)下半葉，麥克斯韋電磁理論建立以后，當(dāng)時(shí)物理學(xué)家就用經(jīng)典力學(xué)理論解釋麥克斯韋方程，認(rèn)為光和電磁波的傳播都必須有媒介的物質(zhì)，這種物質(zhì)就是“以太”.從而，太陽光之所以能傳到地球，就是因?yàn)樘柕降厍虻目臻g充滿著“以太”.1725年英國天文學(xué)家布拉德雷發(fā)現(xiàn)的光行差現(xiàn)象.根據(jù)“以太”理論，根據(jù)“以太”理論，其預(yù)言讓光線在平行和垂直于地球運(yùn)動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，若往返運(yùn)動(dòng)距離一樣，則平行于地球運(yùn)動(dòng)方向所用的時(shí)間將大于垂直于地球運(yùn)動(dòng)方向所用的時(shí)間.而根據(jù)此理論原理美國科學(xué)家邁克爾遜和美國化學(xué)家莫雷合作合作設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)得出的事實(shí)是“零結(jié)果”，從而導(dǎo)致“以太”問題的提出.這一理論預(yù)言與觀察事實(shí)的沖突，成為引導(dǎo)愛因斯坦“走上狹義相對(duì)論的第一條路徑.”[7]27

（3）科學(xué)理論內(nèi)部沖突而產(chǎn)生科學(xué)問題.如質(zhì)量問題，在牛頓力學(xué)理論初創(chuàng)時(shí)期的質(zhì)量是一個(gè)不確定的概念.牛頓在總結(jié)和分析了前人的研究資料，指出物質(zhì)的量是它的密度和體積的乘積.[8]正如馬赫指出在力學(xué)理論中密度并不是一個(gè)獨(dú)立于質(zhì)量的概念，[3]2而按牛頓的觀點(diǎn)，質(zhì)量包含于密度，密度包含于慣性，慣性包含于質(zhì)量[3]718.馬赫指出牛頓的在《原理》中的質(zhì)量概念的不確定性，其對(duì)牛頓給出的質(zhì)量概念的懷疑和批判，導(dǎo)致了質(zhì)量概念問題的再發(fā)現(xiàn)，促使后人對(duì)質(zhì)量概念問題的再研究，如動(dòng)質(zhì)量與靜質(zhì)量，慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量等.如從鐳輻射測量β射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)時(shí)，W·考夫曼在1901年發(fā)現(xiàn)電子的速度增大到接近光速時(shí)，它的質(zhì)量急劇增加，從而打破了質(zhì)量不變的結(jié)論.隨后科學(xué)家們開始從理論上導(dǎo)出動(dòng)質(zhì)量m與靜質(zhì)量m0的關(guān)系，并從實(shí)驗(yàn)上設(shè)法去證實(shí)理論的正確性的研究方向.愛因斯坦在亞伯拉罕、布雪萊和洛侖茲等人研究的基礎(chǔ)上，得出一般物體質(zhì)量隨速度變化關(guān)系.可見，這些問題發(fā)現(xiàn)的邏輯路徑主要表現(xiàn)為科學(xué)理論內(nèi)部沖突所產(chǎn)生的科學(xué)問題，表現(xiàn)為科學(xué)中的悖論和循環(huán)定義或論證的分析而導(dǎo)致的問題發(fā)現(xiàn)，這類問題類似于美國科學(xué)家勞丹所謂的內(nèi)部概念問題，這類問題的解決，促進(jìn)認(rèn)識(shí)的深化，是問題發(fā)現(xiàn)邏輯路徑之一.

（4）不同理論體系間基本假設(shè)沖突導(dǎo)致問題發(fā)現(xiàn).例如，對(duì)于宇宙未來的描述，熱力第二定律和進(jìn)化論沖突導(dǎo)致新問題提出.在經(jīng)典物理學(xué)中，熱力學(xué)第二定律即熵增原理表達(dá)了分子無序性的增加.在熱力學(xué)中，時(shí)間不再是可逆的，而是不可逆的.宇宙因熵不斷增大而終歸于“熱寂”，“第二定律指向一個(gè)逐漸均勻的未來，從人的觀點(diǎn)來看，這是一個(gè)悲觀的未來”.[9]16而在進(jìn)化論中，進(jìn)化意味著組織性和多樣性的增多，意味從底級(jí)向更高級(jí)別的復(fù)雜性的轉(zhuǎn)化.“從人的觀點(diǎn)來說，所有這一切都是十分樂觀的.宇宙隨著其年齡的增長而組織得越來越‘好’，隨著時(shí)間的逝去，不斷地向著更高水平的發(fā)展”.[9]17可見，對(duì)于宇宙未來的描述，熱力第二定律和進(jìn)化論給出的相反的結(jié)論.從而導(dǎo)致這樣的問題發(fā)現(xiàn)：“容許在過去與未來間做出區(qū)別的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的特殊結(jié)構(gòu)是什么？所包含的最低復(fù)雜性是什么？”[9]17普里戈金和斯唐熱提出上面的問題，對(duì)此問題的研究，給出新的認(rèn)識(shí)：“僅當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的行為具有足夠的隨機(jī)性時(shí)，該系統(tǒng)的描述中才可能有過去和未來的區(qū)別，因此才可能有不可逆性.”[9]18時(shí)間是隨機(jī)地出現(xiàn)的.

綜上所述，從客觀知識(shí)的角度來說，科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)有邏輯通道.科學(xué)問題發(fā)現(xiàn)的邏輯路徑主要有某種新的事實(shí)和現(xiàn)象在自然界中被觀察到而產(chǎn)生科學(xué)問題，在理論指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)得出新的事實(shí)或現(xiàn)象而產(chǎn)生科學(xué)問題，科學(xué)理論內(nèi)部沖突而產(chǎn)生科學(xué)問題，不同理論體系間基本假設(shè)沖突導(dǎo)致科學(xué)問題發(fā)現(xiàn).

〔1〕 吳彤.科學(xué)始于機(jī)會(huì)，還是始于問題或觀察[J].哲學(xué)研究，2007(01).

〔2〕 Brown RT.Creativity:What are We to Measure？ In Glover J A,Ronning R R,Reynolds C R,Handbook of Creativity.NY:Plenum Press.1989.

〔3〕 波普爾.客觀知識(shí)[M].舒煒光等譯.上海譯文出版社,1987.

〔4〕 托馬斯·S·庫恩.科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)[M].金吾倫，胡新和譯.北京大學(xué)出版社,2003.

〔5〕 L·勞丹.進(jìn)步及其問題[M].劉新民譯.華夏出版社,1998.

〔6〕 漢斯·波塞爾.科學(xué)：什么是科學(xué)[M].上海三聯(lián)書店,2002

〔7〕 愛因斯坦.我是怎樣創(chuàng)立相對(duì)論的[J].百科知識(shí),1983(6).

〔8〕 牛頓.自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理[M].商務(wù)印書館,1957.

〔9〕 伊·普里戈金.從混沌到有序[M].上海譯文出版社,1987.