贾向桐│论近代自然科学图景的现代性叙事方式的转变与问题
2021年
第5期
《社会科学》
ABSTRACT
摘要
Abstract
近代科学图景的形成也是一种新的自然叙事方式的产生过程,在这一智识革命的转变中,经验与理性因素构成关键的两个维度。新实验哲学(科学)超越传统自然哲学框架的重要背景在于机械论哲学的脱颖而出,它为数学与实验两大传统融入近代“科学推理型”奠定了坚实的基础。自然与技艺二分以及深层的理论与实践关系的变化又进一步推动了科学现代性叙事方式的成熟和发展,内在决定着对自然阐释的基本框架,并预示着自然科学的发展轨迹与存在的问题。#
作者简介:
贾向桐,南开大学哲学院教授、博导
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基金项目
本文系天津市哲学社会科学重点项目“当代科学哲学的自然主义进路研究”(项目编号:TJZX17-001)的阶段性成果。
17世纪是近代科学图景产生的关键时期,巴特菲尔德曾这样生动地描述当时的科学革命:“当一切都在熔炉里,旧秩序崩溃而新的科学体系尚未产生时,冲突严重加剧了。人们实际上正在要求一场革命,不仅要求对现有的反常做出解释,而且也要求一种新科学和新方法。”①这场现代性叙事的转变,主要表现为中世纪以来传统自然哲学向近代自然科学的发展与过渡,也即,面对自然万物,新的解释或阐释范式的产生与确立过程。巴特菲尔德的这一著名判断,事实上预设了对近代科学革命的一种智识(intellectual)层面的解读进路,并成为科学哲学与科学史经典的探究模式。但是,在这种阐释模式中,人们对自然科学的理解基本限于一种辉格史式的视角,是站在现当代科学理解的层面上讨论这场变革,而对科学革命中的两种智识范式本身的关系关注不够,这也使得这种启蒙解释学的解读还需要进一步深化到现代性叙事的深层结构之中。
一
从自然哲学到新科学:
启蒙解释学的现代性阐释
与传统自然哲学相比,新科学的叙事范式表现出一种对无语境主义的追求。在这种新的世界图景中,自然哲学中的思辨与信仰等语境化因素被排斥,理性与经验成为人类唯一进达知识客观性的通道。但如何具体实现对传统自然哲学叙事方式的超越,人类的经验与理性如何才能保证知识结果的客观性,还需要一个漫长的历史过程,需要众多科学家与哲学家来逐步实现。从作为革命对象的自然哲学本身的情况来看,“自然哲学,至少在学术界曾被视为最崇高、最重要的知识形式,现在已不再是正统意义上的哲学,而是与其他形式的知识相结合,催生了诸如物理学、自然史、化学、医学和工程学等学科”。这种综合性的知识系统是中世纪时期最典型的文化存在形态,它将古希腊哲学与基督教神学统一起来,共同构成一个系统的理论整体。在中世纪后期以及近代早期,自然哲学被人们普遍理解为一种独立于实践知识的文化事业,它根源于古希腊哲学家亚里士多德对科学与技艺的二分,这个划分奠定了这种自然哲学的基本框架,形成了当时整个欧洲大学教育的基石。
从自然哲学内部来看,即使是反思辨传统的培根也把传统自然哲学分为思辨与操作性的两部分。其中,思辨部分主要包括物理学、形而上学和自然史,这部分关注的是事物与现象的原因,而操作部分则主要用于理解魔法与力学,这部分关注的是相关现象与效应的产生问题。再从外部环境情况来看,中世纪后期,欧洲社会生产与经济开始复兴,功利主义价值观成为整个文化的普遍诉求,工匠传统继而有了长足发展。在此背景下,培根等人主张要全面反思传统的自然哲学,因为它在总体上属于不能孕育新知识的无用怪物,未来新科学或新哲学应该摒弃思辨部分,发展那些与产生力量的知识相关联的内容,而且在培根等人看来,这也是时代发展的要求。
面对这一现代性叙事的要求,“培根坚定不移的原则是,要想在世界上获得任何新东西,试图用古代方法来得到它是不可能的,因此必须认识到需要新的做法和策略。他特别强调要以实验为指导 (这是对纯粹杂乱无章的实验的终止),并坚称通过恰当地组织实验可以获得更加难以察觉、意义更为深远的东西。他清楚地意识到,必须通过让科学脱离日常现象世界来加强科学的力量,迄今为止的大量讨论都是在这个日常世界里进行的”。这构成经验主义最核心的解释原则,新知识的合理性需要诉诸经验本身,而实验则成为超越思辨进路的关键武器。与此同时,即使是在以笛卡尔为代表的理性主义这里,经验也是至关重要的,人类认识事物的双重道路就是经验和演绎,而经验之路的关键是归纳方法限制下理智天生的自发运动,只有借助简单自然将特殊的复杂物进行分解,笛卡尔的直观才得以将经验与演绎融汇成一体,使理智无论在自身之中,还是在想象中经验到的一切东西都可以统一在直观的明见和确定之下。
在此意义上,经验与理性的有机结合,也顺理成章地成为解释自然新叙事必须处理好的关键环节,这主要体现为库恩所说的实验和数学传统的关系问题。但是,这两大传统背后的经验与理性原则是充满矛盾与冲突的,实验和数学的有机统一并非看起来那样理所当然。一方面,在以培根为代表的经验主义看来,人类心智对于数学的偏爱,恰恰是因为数学的抽象性满足了心智对无拘无束的欲望,为此培根始终坚持认为,绝不能因为迷信数学和逻辑的确定性力量,而听任它们从自然哲学的仆人转变为主人。可另一方面,在笛卡尔等人看来,唯有理性才是人类认识确定无疑的基础,观察与实验尚不足以检验假说的真假。那么,从自然哲学到实验科学的发展,亟待说明的问题就可以简单表述为:“自然哲学如何转变为数学化的?数学科学的技巧与思想如何颠覆或进入亚里士多德主义的自然哲学?这些问题的建构是将形而上学框架的旧故事变为特殊社会环境下的具体认知实践,而不是仅仅讨论巴特菲尔德所说的把‘不同的思维放在一起’。”即使是到了科学革命的高峰牛顿这里,这种综合还在进行,“牛顿的实验哲学,并没有科学三段论的形式,而是一种建立在数学和确定性定律(在新自然原则上是有效的)基础上的理论系统。这不是说牛顿实验哲学完全建立在清晰的概念基础上:引力概念就很难说清楚”。这一问题也构成本文将要集中讨论的主要内容。
二
从思辨哲学到实验哲学:
数学传统与实验传统的融汇
在从思辨哲学向实验科学的跃进过程中,机械论哲学起到了重要作用,它构成了承载数学与实验两大传统共同的学术基石,“在16、17世纪,自然哲学发生了巨大变化,形式因和目的因被动力因所取代,世界就此成为一架机器。古希腊哲学转变为机械论哲学,更容易为非专业哲学家,特别是数学家所接受”。正是在机械论哲学的框架下,新的自然叙事方式才初步实现了对经典数学传统与实验科学的有效连接,事实上,也为库恩意义上这两大传统的统一奠定了可靠的思想与方法论根基。所以,“机械论哲学是至关重要的。它唤起了自然哲学,而非传统哲学家的兴趣——包括数学家——因为其论证要比传统哲学根植于形而上学的论证更加简单。类似的论证也适应于实验哲学”。根据机械论的新自然观,整个世界是一部巨大的非生命机器,它无时无刻不在按照固有的机械原则有序运行。这样一来,古希腊有机论自然观中的目的论就被机械论的因果论观念所取代。不仅如此,古希腊关于知识的等级划分的标准也随之发生变化,以思辨哲学为中心的知识金字塔也需要与现代性的功利价值观念取得协同,于是,理论与实践或应用的界限模糊了。
因此准确而言,机械论哲学以及实验哲学对古希腊混合数学的近代发展共同起到了关键作用,这是对自然的新叙事模式的一种承认,“事实的、偶然真理与经验相关,这构成混合数学的基础”。在以柏拉图与亚里士多德为代表的古希腊哲学中,纯粹抽象化的数学在整个知识系统中具有重要的地位,因为它符合理论科学的内在目标本身的标准,所以与形而上学和物理学一起被列为地位最高的理论。但是,这一时期的数学不仅仅是一门理论学科,也是与社会实践应用相关的,例如几何学本身就是和天文学以及土地的测量等活动密切相关,同时也与算术、计算以及音乐等有关。而经典的混合数学,诸如天文学、光学、音乐和力学因受惠于新自然哲学与技术的突飞发展,以及其和古代数学复兴的相互作用,所以在17世纪变得更强了。从历史上看,机械论哲学的确在客观上推动了数学传统与实验传统的融合,但这一点仍不足以水到渠成地决定着数学科学的产生与发展。
从历史上看,新科学的探索者们是在充满不确定性的荆棘之路上不断摸索前进的方向。科学家个人以及相互之间的观点矛盾与不统一并不少见。这一点从人们对待亚里士多德主义的态度上可见一斑,“波义耳的许多早期批评者从对自然的操作中得到的结果是对人工性的结论表示怀疑,因为在他们看来,实验不能为天然过程提供可靠的信息,而在波义耳看来,这些批评更多代表了亚里士多德主义的残余观念”。理性主义进路也不例外,例如,笛卡尔的物理学探索同样存在摇摆,“笛卡尔感觉不需要将其结果交于实验验证,这既是因为他相信其结果,也是因为获得可信赖的结果存在困难”,因为他在运动学方面的问题源自“笛卡尔理论的不完备性,它需要补充辅助性的实验证据。只有引入空气摩擦力,笛卡尔的论证才是可接受的,可见,物理世界的一些方面是理性所不能决定的,这就是说,既使几何和运动的理论也需要实验的方法加以确定”。
进一步说,正像库恩所描述的那样,“在形而上学理论与具体科学之间的裂缝最初是巨大的。17世纪实验基础的微粒说,很少要求任何实验的表现或结果的细节。在这种环境下,实验被给予很高的评价,而理论却被贬低了,它们之间的相互作用被忽视了”。究其原因,总体来说,还是源自培根波义耳传统与笛卡尔传统之间存在重要差别。一方特别强调实验方法在科学研究中的作用,而贬低数学应用的意义,而另一方面则极为推崇数学在新科学研究中的影响,尤其强调实验的介入并不能否定理论沉思,即物理数学(physicomathematics)进路与培根主义科学的实验史进路的冲突。波义耳作为经验论传统的杰出代表,深受培根以及笛卡尔等人的影响,对实验哲学的发展做出了重大贡献,在方法论方面,他强调实验哲学牵涉到对实验数据的收集,认为这是独立于任何预设假说的,因此实验数据可以成为个体规则或定律的基础。但是,对于传统理论思辨哲学而言,数学对经验进路的意义,从逻辑上来说却并不是具有必然性的,数学传统的自然阐释还需要细致的说明。
关于这一点,库恩从另外的角度也分析过,在他看来,像天文学和光学这些传统经典科学,在科学革命过程中并没有牵扯到实验问题,它们是通过内在概念的转变,主要是通过数学的应用实现的;反之,培根式的科学,包括生物学、医学、化学、电磁学,是涵盖自然的操作和工具发展的实验来推动实现的。当然,库恩更多是在“物理科学发展中的数学与实验传统”中看到了数学与实验传统融合的漫长过程,但最关键的交汇其实早已发生了,这是近代科学革命得以发展的重要前提。在这方面,我们同意梯尔斯(J.Tiles)和迪尔等人的观点,“库恩对培根与数学科学的划分是非历史的、误导性的。在涉及实验方面,培根主义承诺了培根自然科学史的规划,每一个子学科都在其范围内,包括库恩的‘经典科学’,如光学。这样,宣称一些科学是培根主义的,其他不是‘培根式的’将会与实验哲学的践行者情况不一致”。应该说,库恩的思路还需要深入结合当时的社会文化状况加以分析,而我们下面也将针对相关问题进一步探究笛卡尔数学进路的深层内因。
三
启蒙解释学的实践哲学视域
要深入思考数学传统与实验传统的关系问题,我们需要对近代机械论哲学发展的内在逻辑进行分析,关注现代性叙事的深层内在结构问题。作为超越自然哲学的新阐释模式,新科学(哲学)面对的基本难题仍是古希腊亚里士多德传统对理论和实践的划分问题,具体来说就是实践与坚持人类行为的目的论结构方面存在的困难。要解决这个困难就需要回到古希腊时期理论与实践的关系问题讨论。亚里士多德在创制与实践之间做出了经典区分:实践的目标不是人工制品而是活动本身,实践特指支配人类伦理和政治生活的活动或学科,在这里需要知识和实践智慧,它是和理论相对而言的,因为其目标不是为了知识或智慧,而是为了生活。这也是以往“自然”与“技艺”二分的重要原因,培根等人对知识功利主义的解释以及实践观念的新阐发,事实上沟通了人工物与自然物的隔阂,实验成为整个自然科学阐释的通用规则。所以,培根认为技艺不只是建构环境的事情,技艺自然会产生一个需要的结果——技艺是人类对自然的探索而非外在于自然的活动。只有这样,设计的情境才不再和自然情境存在基本的差别,除了它们如何形成的偶然性外,每一行动都符合同样的原则。创制与实践的沟通,使得两种活动及其对象具有了统一性,技艺的阐释模式对于自然物与非自然物均是合法的。
在这方面,迪尔等人的工作很有意义,他们主张应该把近代数学物理学的发展视为古希腊所谓混杂数学传统的延续,其实这已经触及问题的核心,柏拉图主义的复兴并非单纯理论数学的兴起。但是,这种解读还存在一定的不足,因为近代的“数学物理学”,“还远不是亚里士多德附属‘科学’的传统,这种‘数学物理学’对物理过程的量化理解是完全不同的路径,不要把混杂数学和物理学转译为微观粒子运动的量化”,其原因在于它们是基于不同原理的。须知,近代实验方法主要是在“自然”与“技艺”二分基础之上来讨论自然阐释的统一性的,而技艺的操作和介入性质地合理进入整个自然的说明,也是迪尔所指出的基本问题,数学物理学源自混杂数学的重要根源。但是,正如高克罗格尔指出的,它们二者的基础或原理并不相同,简单通过实验介入自然的“自然”与“技艺”二分还不能够完全解答所有的问题。
而且,从自然阐释的理性主义路径来看,问题也依然存在:“传统混杂数学原则的经验基础建立在精确实验测量之上,然而,这不是笛卡尔的一般真理,他的原则是理性与普遍经验,因此设计实验发挥不了作用。”事实上也是如此,实验方法在学术传统中地位的确立经历了很长一个历史磨合阶段,无论成功还是失败,“都应该被视为早期的一个重要阶段,而不是在某种程度上远离了辉格史通向现代实验科学的高速公路”。此外,要合理解释两大传统的融合问题,我们必须关注到理性背后的理论与实践背后的实验的共同平台的逐步形成,而科隆比以及后来哈金的“科学推理型”(styles of scientific reasoning)其实可以起到这种作用。因为按照“科学推理型”的意义,推理型可以产生“科学研究和解释的新对象,新的证据类型,以及新的解决问题的标准”,进而可以确定,“(a)选择研究对象的是哪些方面;(b)辨识从数据进行推理的途径”。其实,如果反观库恩的整个科学哲学思想,我们也会发现,他本身也有意无意地践行了这一路径,特别是库恩对学科基体的相关论述,已经把数学与实验传统融于其中,从而构成了科学世界的基本框架,“这些实践科学研究,并不是起始于现象层面,而是起始于我们要创造、介入或预测的具体目标系统(如自然系统或技术装备、物质与过程)”,“这种解释活动通常是被我们的理论进路引导的”,这是“一种科学推理型,决定和引导着我们会看到或知觉到什么类型的现象,以及现象如何被理论所解释”。
从逻辑上说,这就又回到了自然哲学中亚里士多德传统与柏拉图传统的关系问题,而且这次复归凸显了其中的本体论与认识论之间的张力,“认识论与本体论在柏拉图这里是严密联系的:世界具有数学的基础,人们可以理解它是因为可以理解数学。亚里士多德对数学的看法不同:数学的属性并不是世界的基础,但可以从中抽象出来。亚里士多德更多是集中在认识论而非本体论的角度来理解数学的,他试图证实当时混杂数学的规律性”。自然哲学中基本阐释框架的这种争论,也是和当时的社会实践活动及其认识密切相关的:“数学实践者(mathematical practitioners,宽泛或简单意义上的数学家)是或多或少受过理论训练的人,同时也是从事实践活动的人(注意,纯粹数学家的观念是相当现代的;至少到18世纪末,数学家总是涉及实践活动的,或写过数学实践应用方面的东西的人)。数学实践者一词是1954年由英国地理学家和科学史家泰勒引入的历史范畴,但这里的运用已相当自由了。”可见,在这里我们还需要进一步把迪尔的观点同自然与技艺二分背后近代实践观念的转变问题联系起来,才能真正揭示数学传统对于近代数学物理学发展的意义。
较之于古希腊时代对理论与实践的严格区分,中世纪以来实践观念开始逐步泛化并与理论相混合,这也使得理论科学与实践、创制与理论的界限相对模糊起来,理论静观不再是,也不可能再是新哲学(科学)的独有模式,强调创制与干涉的实践观念盛行起来。为此,“培根关心的是如何使得自然哲学成为一门实践的、关乎生产性的学科。他的方法论包括两部分:一是去除心灵的前见;二是用生产指导心灵”。与此同时,新实践观念支配下的理论研究的对象可以是自然物,也可以是人工物,因为二者之间没有了泾渭分明的差异,而静观和技艺的介入同样都可以成为新实践活动的基本方式,而且,早期实验也多是思想实验,这才是实验与数学构成现代性新叙事的根本原因。这一点在巴特菲尔德对文艺复兴时期科学与艺术的考察中有大量描述,例如几何学已经成为艺术家必不可少的内容,以至于“文艺复兴的艺术史可以被视为科学史的一章”;而在科学家的实践方面,伽利略的表现也非常明显:“伽利略坚持了不同的进路。一方面,他大多时候扮演着自然哲学家的角色,借助于对原因的说明,另一方面,特别是在其最重要的贡献方面,即对运动定律的表述,伽利略回到了纯粹阿基米德及其力学理论,是完全数学化的。”
结 论
近代自然科学图景作为现代性叙事的直接产物,通过新的阐释方式将视野限定在了自然科学知识的精确性和可控性层面,造就了突飞猛进的科学时代的来临。在新的时代,自然哲学从松散学科的集合体逐渐变革为诸多分离式发展的独立学科与研究领域,而方法论与新叙事的阐释方式将其联系起来,它们共同构成库恩式的整体的学科基体。这种新叙事范式较之于传统自然哲学样态,只局限在了有限的领域,特别是与实验、数学相关的传统“混杂”学科。从新叙事的阐释初衷来看,其目标只是部分实现了,“新的科学方法论的理性被看作是一种能够离开社会环境的独立力量。到了现代,这个希望还保留着:这种理性将制约着更广泛的领域,并且改善了社会关系的条件”。这在启蒙解释学统领下的科学方法与研究领域等方面皆是如此。相对于传统自然哲学,新的科学叙事事实上放弃了对整个人类生活世界的全面阐释,而是形成了单独的分裂式的自然科学图景世界,但人们一般仍是以普遍性、整体性的眼光来看待这一自然哲学的替代物,按照莱斯的话说就是自然与社会相分离,这也是控制自然与解放人本身的悖论随着社会的发展逐渐显现出来的根本原因。
较之于传统自然哲学对自然现象的解释力与预测力,新科学的实验与数学叙事更充分发挥了对自然控制的优越性,并造就了现代社会新秩序的形成。但是,近代自然图景与社会图景并不完全一致和同步,因为新阐释只是特别针对自然现象,而社会领域与其却是异质的,虽然科学主义一直在致力于实现它们二者的统一。而且,作为一种新阐释范式,现代性叙事不是“上帝之目”的全视角,它有其适用的范围,不能涉及科学事实以外的伦理与价值领域的问题。为此,我们还需要在此基础上进一步反思新叙事的深层逻辑内因问题,也就是对科学实践与理论关系进行反思,尤其是对实践问题的追问。我们对科学实践的反思需要回到柏拉图意义的善本身,这也是亚里士多德讨论实践哲学的重要出发点。作为知识的最高对象的善,在某种意义上被新科学与文化剥离或过滤掉了。也就是说,新科学阐释的出发点是基于对世界的整体关注的退却,例如对培根主义来说,人类的功利目的是至关重要的,他的自然哲学(科学)意在创造实现人类目标的知识,一个独立存在的自然目标却又变成一个严格的无关范畴。
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