（科学技术哲学专业论文）试论科学中的新思想如何产生——评社会学和认知科学的解释.pdf

摘要 科学发现中新思想的产生问题是科学发现问题的核心论题。本文认为对此论 题的研究可以抓住一个基本点“认识内容0 即着眼于科学新思想的实际认 识内容。首先，我们分析科学知识社会学对此论题的社会学解释，指出这种解释 是不令人满意的。我们将通过分析指出社会因素并不能影响科学认识以及科学发 现的内容，它自然不能解答科学新思想是如何提出的问题。其次，分析认知科学 对该论题的解释，包括早期西蒙的机器发现的研究以及现今影响颇大的认知一历 史分析方法的模型推理，指出这种解释囿于其对科学发现思维形式的偏重及其对 认知结构的简单化理解，实际上也未能抓住认识内容，说清科学新思想产生机理 的问题。最后，我们提出了一条分析该论题更具体的途径，即通过考察认知结构， 探讨其中各要素与科学新思想的关系，指出仅仅依据经验和理论自身的逻辑运行 并不能解释上述论题，还需要在结构中纳入高于知识、工具的观念因素方能对科 学新思想的产生机理问题给以满意的回答。 关键词：科学新思想；社会学解释；认知科学的解释；认识内容；经验；理论； 观念 a b s t r a c t h o wt h en e wt h o u g h ti nt h es c i e n t i f i cd i s c o v e r yc o m e so u ti st h ec o r et h e s i so ft h e s c i e n t i f i cd i s c o v e r y t h i sa r t i c l eh o l d saf u n d a m e n t a lp o i n t ：k n o w l e d g ec o n t e n t , f o c u s i n gt h ea c t u a lk n o w l e d g ec o n t e n to ft h es c i e n t i f i c n e wt h o u g h t s f i r s t , w e a n a l y z et h es s k se x p l a n a t i o nt ot h i st h e s i s ，a n dp o i mo u tt h a t t h i sk i n d o f e x p l a n a t i o ni sn o ts a t i s f y i n g t h r o u g ht h ea n a l y s i s ，w ef i n dt h a ts o c i a lf a c t o r sc a n n o t a f f e c tt h es c i e n t i f i ck n o w l e d g ec o n t e n t t h e r e f o r e ，i tc a n n o te x p l a i nh o wt h es c i e n t i f i c n e w t h o u g h ti sp r o p o s e dn a t u r a l l y n e x t , w eg i v ea d e t a i l e da n a l y s i st ot h ec o g n i t i v e s c i e n c e se x p l a n a t i o nt ot h i st h e s i s i n c l u d i n gt h ee a r l ys i m o n st h e o r i e sa b o u tt h e m a c h i n ed i s c o v e r ya n dm o d e lr e a s o n i n go ft h en e w l yh i s t o r i c a l - c o g n i t i v ea n a l y s i s c o n s t r a i n e db yt h e i ru n d e r s t a n d i n go ft h ec o g n i t i v es t r u c t u r ea n dt h e i rp u t t i n g p a r t i c u l a re m p h a s i so nt h et h i n k i n gf o r m s ，t h e s et w ok i n d so fe x p l a n a t i o n sa l s oh a v e n o tb e e na b l et oe x p l a i nc l e a r l yt h ec o r et h e s i s f i n a l l y , w ep r o p o s eam o r ec o n c r e t e w a yf o ra n a l y z i n gt h i sc o r et h e s i s ：t h r o u g ht h ei n s p e c t i o no ft h ec o g n i t i v es t r u c t u r e ， d i s c u s st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ee s s e n t i a lf a c t o r sa n dt h en e ws c i e n c et h o u g h t ，a n d d e m o n s t r a t et h a tt h ee x p e r i e n c e s a n dt h et h e o r i e s o w nl o g i c a lm o v e m e n t sc e r t a i n l y c a n n o te x p l a i nt h ea b o v et h e s i s b e y o n dt h ee x p e r i e n c ea n dt h e o r y ，w es h o u l db r i n g i n t oa n o t h e rf a c t o rw h i c hi sh i g h e rt h a nt h e m o n l yt h r o u g ht h i sf a c t o rc a nw eg i v ea s a t i s f i e de x p l a n a t i o nt ot h ep r o b l e mo fh o wt h en e wt h o u g h ti nt h es c i e n t i f i c d i s c o v e r i e sc o m e so u t w ec a l lt h i sa c t i v ef a c t o r ：i d e a k e yw o r d s ：n e wt h o u g h to ft h es c i e n t i f i cd i s c o v e r y ；s o c i o l o g i c a le x p l a n a t i o n ； c o g n i t i v es c i e n c e e x p l a n a t i o n ；k o w l e d g ec o n t e n t ；e x p e r i e n c e ；t h e o r y ；i d e a 湖北大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 论文作者签名：如暧 日期：妒7 年f 月乃日 学位论文使用授权说明 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的 印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以允许采用影印、缩印、数 字化或其它复制手段保存学位论文；在不以赢利为目的的前提下，学校可以公开学 位论文的部分或全部内容。( 保密论文在解密后遵守此规定) 作者签名：如鸲 i 指导教师签名：事刀 舶了 日期：圳7 ，； 日期：枷。7 ，7 ， 引言 引言 ( 一) 问题的提出 科学发现是极富创造性的工作。人们相信，解读创造性之谜能帮助科学家更有效地 做出科学发现。科学哲学家对科学研究程序的探讨早在亚里士多德就开始了，从培根以 降的方法论研究中形成了归纳主义程序、假说一演绎程序等；科学史家和社会学家仔细 分析一些著名科学家的手稿、信件以及实验室原始记录，试图挖掘出科学家做出科学发 现的真实过程；心理学家从认知风格、创造人格及创造技法等独特角度研究科学发现。 纵观种种研究方式，它们都存在一个共同的问题，没有抓住科学发现的核心和关键，即 科学发现中的新思想是如何产生的问题。 科学新思想的提出是否具有可分析性昵? 逻辑经验主义实行科学发现和证明的二 分法，科学发现被视为心理学研究的对象，显然在它们那儿这一问题不具备分析的可能 性。假说一演绎的信奉者“常常认为假说的开端只具有心理学意义而不屑于顾”，汉森 则坚持认为：“假说的最初提出常常是一件理性的工作”，它不仅仅是心理学的领域，而 且也是逻辑的领域。“倘若通过假说的预言而确定假说具有逻辑，那么假说的构想也同 样具有逻辑。” 汉森倡导外展推理，旨在建立一种发现的逻辑，它能将假说的最初产生 过程揭示出来。但“溯因推理并没有将科学发现的最初过程揭示出来。皮尔士和汉森都 承认，解释观察事实的假设是猜想的产物。那种认为作为科学定律发现之雏形的假设是 猜想的产物的说法，从哲学认识论而言，等于什么也没说。这两位科学哲学家仍然将科 学发现的关键环节对于最初的新思想是如何产生的问题之探索交给心理学家 了。” 库恩的世界观分析方法论仅适用于常规科学的发现，而且是由范式直接推演出来 的，严格来说不能属于科学发现的范围。对新范式的建构则认为是犹如格式塔的转换， 认为这种转换只能用“灵感的迸发”来解释，实际上最终也将科学发现的问题交给了心 理学家去研究。l 劳丹提出“三分法”，主张在发现的关系域中再分出一个“追求”的 关系域，认为对后者可进行认识论和逻辑的分析，但它实际上是对最初的新思想的“评 价、检验和修正”的过程，而对新思想是如何产生的问题则没有论述。受库恩哲学的影 响，科学知识社会学兴起，它明确以科学知识的生产为研究议题，不可避免地也要涉及 o n r 汉森发现的模式邢新力周沛译北京：中国国际广播出版社1 9 8 8 9 3 o 杨耀坤科学创造理性的探求台肥：安徽教育出版社2 0 6 6 ：1 , 重s 湖北大学硕士学位论文 对科学发现问题的研究。认知科学更是直接以科学发现为基本的研究对象。那么，后起 的认知科学的解释和社会学的解释是否又对新思想的产生问题进行了令人信服的说明 呢? 这正是本文所关注的。文章将指出，它们对科学发现的核心议题的回答也是不令人 满意的。 ( 二) 研究的总体思路 考察具体的科学认识究竟如何发生，为什么发生，“首先遇到的问题就是科学认识 发生起作用的因素的问题”。 起作用的因素是多样的，但对科学认识的发生起直接的、 基本和主要作用的因素是可以进行分析的。“，对科学认识发生起作用的因素，从 内部结构来说，有经验因素、理论因素、逻辑因素、工具因素等，这是科学认识发生的 依据。从外部环境来说，有功利因素、心理因素等，这是科学认识发生的条件。”o 本文 认为研究科学中新思想的提出问题，根本地要着眼于认识内部因素，之中又会始终围绕 一个中心词汇认识内容，问题的分析不是对新思想提出的方法、技巧、社会背景的 分析，而是对科学新思想实际的、具体的内容如何形成的内在机理的分析。我们关注的 是认识因素中内部结构因素，并从内容与形式两方面来分析它。其中，内容因素，我们 称之为认知因素，指与发现对象、成果在内容上相关的因素，如知识( 包括经验和理论 的知识) 以及观念因素，。形式因素则关注适应于发现活动需要的思维的形式、方法和 某些程序模式等，如工具性因素。内容和形式因素构成内部结构要素整体，科学认知研 究的一个基本问题就是对这些认知要素进行分析，考察认知过程的参与成分，考察它们 的相互作用。这可说是对科学认知过程的一个还原，将过程还原为其参与要素的相互作 用；将对过程的分析还原为对参与要素作用的分析，尤其是对认识内容要素的分析，因 为形式要素在认识中本身就受内容要素的牵引和主导，对科学新思想的实际内容并不存 在关联。各个要素不可能平衡地起作用，总有一个或多个处于主导地位，其他处于协调 辅助的地位，我们应找出这个起主导作用的因素，强调和突出它在科学新思想提出过程 中的作用。高于知识的观念因素正是这个因素，正是它孕育了科学发现中的新思想。 我们指出对科学发现的社会学解释虽然抓住了认识内容，但它过分关注和突出了科 学认识外部结构环境因素的作用，而外部社会因素是不能决定科学新思想的认识内容 。舒炜光主编科学认识论( 第二卷) 长春：吉林人民出版社1 9 9 0 ：2 7 5 o 同上：2 7 6 2 一认识内容与科学新思想产生的社会学解释 的。社会学解释更是混淆了社会因素和认识因素，如将文化因素的作用也看成是社会因 素的作用，而实际上文化因素不同于社会因素，它能深入认识内部的因素。在批判科学 发现的社会学解释的基础上，认知科学也提出了自己对科学发现的解释。比起社会学解 释，认知科学的解释模式有明显的优势。因为，对认识内容的分析无疑与科学认知问题 紧密相连。科学认知研究也就是对科学思维的认知探讨，对科学家如何进行思维，如何 获得和应用知识进行说明，将诸如“科学知识是如何产生的”，。科学理论是怎样形成的”， “科学问题是如何提出的”等等问题放到认知层面来解决。相对于以往社会学解释，认 知科学的解释是一种由内到外，由浅入深的研究策略。但认知科学囿于其对认知结构的 简单化理解，没能看到对科学发现中新思想提出具有主导作用的观念因素的作用，因而 对科学发现的认识还是贫乏的。 一科学新思想产生的社会学解释 在分析科学新思想是如何提出的问题与社会因素关系问题之前，有必要首先考虑一 个基本论题，即科学认识与社会因素的关系，弄清了后两者的关系，前两者的关系也就 自然清楚了。这个基本论题可总结为：( 1 ) 社会因素能否影响科学认识活动? ( 2 ) 若 影响，社会因素如何影响，是影响科学认识的范围、发展速度，还是影响它的研究方向、 选题等? 是否能深入科学认识内部影响科学认识研究的实质过程，进而影响科学认识的 成果即科学知识的内容? ( 一) 内史和外史的区分 在科学知识社会学( s o c i o l o g yo fs c i e n t i f i ck n o w l e d g e ，简称s s k ) 形成之前，一个 基本的思想支配着科学社会学研究领域，即科学内史( i n t e r n a lh i s t o r y ) 与外史( e x t e r n a l h i s t o r y ) 的区分。科学的内史指科学本身的内部发展历史，科学的外史则指社会、文化 因素对科学发展影响的历史。从社会学角度研究科学活动在默顿那儿成为一项系统的工 作，从此科学社会学进入了人们的视界，人们开始重视外部因素对科学发展的影响，并 逐渐形成了“内外史”之争。内史论者关注科学自身的独立发展，强调科学发展中的逻 辑展开、概念框架、方法程序、理论的阐述、实验与理论的关系等等，关注科学事实对 科学的影响，注重探求科学发展自身的内在逻辑；认为科学内在的认知概念和认知内容 不会受到外部因素的影响，且科学的真理性和内在发展逻辑往往使得其发展的速度和方 向不受外部因素的影响。相反，外史论者认为科学研究应更加关注社会、文化、政治、 3 湖北大学硕士学位论文 经济、宗教、军事等环境对科学发展的影响，把科学的发展置于更复杂的背景之中；他 们坚持声称，尽管科学有其内在的认知概念和认知内容，但是科学发展的速度和方向往 往是社会因素作用的结果。 “内外史”之争的焦点在于外部社会因素是否会对科学的发展产生影响，包括对科 学认识活动的影响，这与上述基本议题相一致。虽然存在“内外史”之争，但对科学的 社会学解释，在科学知识社会学之前( 如默顿的科学社会学) ，其分歧仅仅是在对第一 个议题的回答上。但值得我们注意的是，在第二个问题上，内外史论者原则上并不存在 分歧，即认为科学发展有自身的内在逻辑，都承认科学有其内在的认知概念和认知内容， 即使影响也只是在科学外围进行影响，并不涉及实质性的、深入科学认知内部、影响科 学知识内容的方面，所能影响的仅仅是科学的发展速度和方向等。 但自2 0 世纪7 0 年代以来，科学知识社会学兴起，它以爱丁堡大学为中心，形成了 著名的爱丁堡学派，其主要代表人物为巴恩斯、布鲁尔、夏平和皮克林等。随着科学知 识社会学的发展，传统科学社会学的内外史之分，在科学知识社会学那已没有明确的界 限，不但科学的形成过程和形式，连科学的内容也被纳入社会学分析的范围。科学知识 社会学明确地把科学知识作为自己的研究对象，探索和展示社会因素对科学知识的生 产、变迁和发展的作用，并从理论上对这种作用加以阐述。 ( 二) 社会因素和科学新思想的内容 鉴于科学知识社会学与默顿社会学的主要区别就在于它进一步将科学知识的内容 纳入社会学分析的范围，因而有必要对科学知识社会学关注的“认识内容”进行分析， 由此考察社会因素能否决定科学新思想的内容。美国当代著名的科学社会学家史蒂 芬科尔在分析社会因素与科学认识的关系时仔细考虑分析了“认识内容”这一概念的 涵义。o 科学认识的什么内容受社会的影响? 科尔认为一般有三种方式：一种是把“注 意的焦点”或对主题的选择看成科学认识的内容，如默顿在其 1 7 世纪英国的科学、技 术与社会中，说明了在1 7 世纪英国科学家们所选择的研究课题怎样受当时社会所面 临的一系列经济和军事事务的影响，如受扩张海外，增加贸易的需要的影响，当时科学 家普遍将注意力集中在如何帮助船舰提高航运能力的研究课题上。第二种方式是用科学 的“进展速度”来说明科学认识的内容。默顿也看到科学进展的速度是受从事科学研究 的人才数量影响的。第三种方式，大概也是最重要的方式，是把科学著作已有的思想材 。【美j 史蒂芬科尔科学的制造一存自然和社会之间，林建成，王毅译上海：上海人民出版社2 0 0 1 ：2 4 一认识内容与科学新思想产生的社会学解释 料看成科学的认识内容。简言之，前两点认为社会因素会影响科学的选题或“关注的焦 点一以及科学的发展速度，而第三点则认为科学认识的实际内容也受到社会因素的影 响。 实际上，第一种谈的是科学知识的社会定向问题，但定向并不涉及特定方向的认识 成果本身的性质和内涵，社会影响的只是科学研究的方向或课题的选择。第二种的“内 容”仅指科学知识的量，而没有涉及科学知识的实际内容。默顿在分析科学进度受科学 人才数量影响时也没有提及科学家的论文或专著的实际内容。而第三点关涉到了科学知 识的实际内容，认为科学思想的内容主要是社会过程的结果，将科学认识看成是社会建 构的产物，持第三种观点的社会学家会声称，社会变量和社会过程能使科学家产生这种 思想而不是那种思想。内外史论者在前两点上基本是一致的，承认科学既然处在广泛的 社会环境中就不可避免地要受到社会因素的影响，但仅仅是在影响科学的定向和发展进 度上。如波普、拉卡托斯、劳丹等认为科学处于社会环境之中，并与环境积极地相互作 用，但他们认为对知识起作用的仅仅是认识因素，科学有自己的内史，仅当谈到科学的 外史时，社会因素才能作为客观的东西起作用，但也并不决定科学思想的发展。 而第三种观点正是科学知识社会学的强研究纲领主张的，他们的研究兴趣既不在于 科学的关注焦点，也不在于科学的发展速度，而是在于科学认识的内容，即科学思想的 实际含义。他们认为社会因素不仅影响科学发现的进展和定向，更根本的，它还影响科 学发现中新思想、新观点的实际内容。s s k 代表人物之一柯林斯所提及的，科学知识社 会学不同于默顿的地方就在于，他们主张不仅科学实践的存在条件是社会的，不仅科学 的发展方向和注意焦点是部分由社会决定的，而且连科学发现的特殊内容也都是由社会 决定的。o 那么，社会因素是如何决定科学发现的思想内容的呢? 科学知识社会学对此问题的 回答可归结为：“每一个新发现都是一个结果，但它不是评价经验事实的套理性规刚 运用的结果，而是偶然事件的结果，即个别仪器设备的使用、个别材料的偶然使用，以 及实验室内部的人们之间，有时是实验室内部的人们同实验室以外的人们相互磋商的结 果。只是在将发现写出来，给同行们看时，科学家们才把自己所做的编成故事，强调理 性，抹掉了导致这种发现的偶然性和社会性磋商。” s s k 看重当代科学史家和科学社会学家福曼对魏玛文化与量子力学发展关系的研 。【美】史蒂芬科尔科学的制造在自然和社会之间林建成，王毅译上海：上海人民出版社2 0 0 1 ：2 。l 美】同上：1 6 5 湖北大学硕士学位论文 究。福曼力图证明海森伯测不准原理的建立和发展是当时一战后德国科学界所处社会环 境的产物。一战的失败深深动摇了德国人对决定论、经典因果观的信仰，战后魏玛科学 界占统治地位的社会思潮是悲观主义和非理性主义。福曼认为，正是在战后德国社会中 产生的非决定论情绪渗入了德国科学界，才促使人们对因果性的经典解释进行重新审 查，由此决定了量子力学的诞生。对此，劳丹指出福曼“没有研究德国物理学中非因果 理论是否是由于先前占优势的理论在经验上和概念上遭到批评而引起的恰当而合 理的反响”，认为他“有意地忽视了所讨论的思想的科学的和合理的因素，归根到底， 事实可能正好是这样的，海森伯阐明测不准原理是因为，正如他告诉我们的，他认为证 据的力量有利于这个原理。”。确实如此，测不准原理起源于量子力学在科学认识内部的 困难，源于经典物理学对微观客体本性的认识在理论和实践上遇到的困难，即难以同时 准确测得微观客体的位置和动量。要看到，测不准原理有其产生的客观原因，即随着物 理学向微观世界的深入发展，人们日益认识到微观世界规律与经典宏观物质世晃运动规 律的不同，而海森伯的原理正是对这一事实的反映。 s s k 的研究显示了某种社会过程如何影响了科学发现的焦点和接受速度等，但没能 在社会过程和发现内容之间构成因果联系，科学发现的内在机理在本质上还是处于黑箱 状态。社会因素并不能决定科学发现或认识成果的内容。正如科尔指出的那样，s s k 并 没能显示偶然做出的决定如何导致了发现成果或认识成果的不同，“没有提出任何证据 来说明使用了这件仪器或那件仪器是否对认识发现的实质有任何重要影响? 进行测量 的不同程序在这上面是否导致了基本见解上的冲突”。 同样，共同体的磋商也不能 决定科学发现新思想的认识内容。应看到，是科学发现的内容最终主要地影响科学共同 体是否接受它，而不是相反。 默顿早就质疑了社会存在对知识形成的决定作用论。默顿充分肯定和强调了社会因 素对科学知识生产的影响和定向作用，探讨了这种作用的间接性，但同时也批判了关于 这种作用的“决定性”的简单化的看法。国在默顿那，已有科学思想的具体内容，以及 科学知识生产活动显然是由科学内在的认知概念和认知内容自身决定的，而不是社会因 素作用的结果，这也是他特别指出不打算从社会学角度研究科学思想具体内容的原因。 他曾说到，科学能用于实际需要，但这一点并不能必然地说明“需要已经意义重大地与 引导出成果相关联。”他更明确地指出，“具体的发现和发明属于科学的内部历史，它们 o l 劳丹进步及其问题方在庆译上海：上海译文出版社1 9 9 1 ：2 3 3 ，2 3 4 。【美1 史蒂芬科尔科学的制造在自然和社会之闻林建成。王毅译上海：上海人民出舨社2 0 0 1 ：9 3 。杨耀坤科学创造理性的探求合肥：安徽教育出版社2 0 0 6 ：2 0 2 2 0 7 6 认识内容与科学新思想产生的社会学解释 大都不依赖于纯科学以外的因素”，“在科学发现中一定存在某种程度的固定顺序，每一 个发现都只有在必要的发现完成之后才会出现。” 科尔也认为科学知识社会学家的分析 并不令人满意，认为它不能解释科学中多重发现的事实。“如果科学发现的内容是某种 特殊情况的偶然结果，那么又如何解释不同的科学家在非常不同的情况下工作，却经常 得出了同样的科学发现? 多重发现的意味就是：发现不是社会建构出来的，而是必然 的。但是，尽管机遇决定了由谁来做出这种发现，但如果是另外的人做出了这个发 现，它要为科学共同体所接受，在内容上就会有任何不同吗? ”* s s k 不考虑科学发现 的认识内容，强调个别行为的偶然性，势必将这行为视做与科学的内在逻辑无关的、单 纯的社会事件，将科学发现的过程归因于任何与之相关的社会因素，或归因于经济的需 求、政治的需要，又或归因于科学共同体之间相互妥协的产物等等，将对科学认识、科 学发现实际过程的研究等同于对其发生背景的搜索；导致研究者仅仅强调科学家实验生 活的外在现象，如技术员对实验仪器的操作，对实验结果进行标记、读写，对实验资料 的加工处理，科学家之间的辩论、劝服、磋商等，却隐去了科学发现过程中科学家头脑 中的新思想之孕育、形成和确立的过程。当时的社会因素也许确实影响了人们对海森伯 测不准原理的重视和接受，但该原理的实际内容并不是当时社会环境的产物，也不会因 为它之后受到重视和广泛接受而具有更大程度的真理性。同样，虽然学术权威极大地影。 响了d n a 模型的接受和传播，但它不能决定该模型的内容。 ( 三) 区分社会因素和认识因素 科尔指出s s k 主要问题之一是，他们没有清楚地界定和区分，而是混淆了社会的 影响和认识的影响。如前所述，在考察s s k 的研究纲领时，要抓住认识内容，要弄清 楚他们是否恰当地说明了社会因素与科学新思想的具体内容，如爱因斯坦的著名方程式 e = m c 2 - 一之间的因果联系。为此，分清社会因素和认识因素，更具体迪，区分社会因 素和科学认知内部结构要素，看究竟哪一个对科学发现产生了实质性的影响至关重要。 如前所述，内部结构要素参与科学发现或认识过程，如观念( 包括形而上学的、美学的、 科学图景的观念等) 、知识、工具等。它们属于科学内部的认知概念和认知内容。s s k 实际上在分析中也提及了认识因素，如知识因素( 经验事实、实验资料等) ，工具因素 ( 仪器、试验设备等) ，甚至也有观念的因素，如内化的文化背景等。但s s k 在分析中 。【美j 史蒂芬科尔科学的制造在自然和社会之何林建成，王毅译上海：上海人民出版社2 0 0 1 ：4 o 同上：7 6 7 湖北大学硕士学位论文 混淆了社会因素和认识因素的作用，将认识因素的影响也看成或归结为社会因素的影 响。其表现之一就是将社会因素与文化因素混淆了。s s k 将文化因素作用的分析涵盖在 整个社会分析之中，将实际上是文化因素的影响看成是社会因素作用的结果。巴恩斯、 布鲁尔和亨利在对密立根油滴实验进行分析后，进行归纳说：“在我们刚才描述的情节 中什么是有关社会的因素? 答案是密立根所使用的解释过程的指令系统依赖于局域性 文化传统。地这个文化传统让密立根在面对众多试验结果时，看重和选择了他认为是“合 理的”数据，即文化传统影响了密立根的选择和判断因素，进而影响了最终的试验测值。 他们说道：“从试验室笔记到发表的论文的途径是复杂而有趣的。原因是一部分试验被 认为是好的，其他的实验被认为是不好的并且被抛弃。选择和判断的因素进入了整个过 程。除非这一点得到充分的认识，否则我们就不能够得到那个远离真实性的密立根科学 实验程序的真实图景。为什么认识这一点对于理解我们要讨论的问题是至关重要的原因 就在于：如果这些选择和判断有所不同的话，那么密立根的最终结果就会有所不同。他 的结论对于他如何对待他的数据高度敏感。” 他们又进一步地总结道：“个体科学家的 思想是我们的物理环境和我们的社会环境的相互作用点，解释发生在自然和文化相结合 的地方。”o 文化传统作为已经内化到科学家头脑中的观念因素肯定会对科学发现产生实质性 的影响，但他们最终将之说成是对科学发现活动的社会学解释。社会一般注重人的群体 存在所拥有的机制和关系及其特定形态。文化则注重历史积淀，突出人类文明的精神内 涵。现代科学哲学中，逻辑实证主义不仅排斥社会因素对科学认识的影响，也否认文化 因素进入科学的可能性，拒斥形而上学，将社会和文化因素都排除在研究范围之外。波 普、拉卡托斯、劳丹等并不否认社会和文化因素进入科学认识的可能性，只是仍坚持科 学内史与外史之分，将社会与文化的影响限定在科学的外史中，主张对科学认识进行理 性解释时，原则上不需援引社会因素。实际上他们也没有区分社会与文化。他们将社会 因素限定在科学外史，认为科学认识有其内在认知规范，这大致是可行的。社会因素， 如社会化制度、经济关系、生产实践等对科学的影响一般只限于科学的规模和速度等， 而对科学认识的规范、准则、方法等的影响最多只能是间接的。而文化因素就不一样了， 狭义的文化作为人的历史积淀和传承，一般是精神形态的，可以说很大程度上以观念形 。【英l 巴里巴恩斯，大卫布鲁尔，约翰亨利 版杜2 0 0 4 ：3 0 o 同上：2 6 。【英】巴里巴恩新，大卫- 布鲁尔，约翰亨利 版社2 0 0 4 ：3 3 邢冬梅，蔡仲译科学知识：一种社会学的分析南京：南京大学出 邢冬梅，蔡仲译科学知识；一种社会学的分析南京：南京大学出 8 一认识内容与科学掰思想产生的社会学解释 态存在于人的头脑中，它可以渗入人的思想，成为认识因素中重要的一部分，从而影响 人的认识活动。文化观念更能发挥对科学认识，特别是对科学发现的统驭作用，如世界 统一性观念对爱因斯坦创立相对论的作用，机械世界观对牛顿思想的影响由此可见区 分社会因素和认识因素的重要性和实际意义：一方面，可以正确分析社会因素对科学发 现的作用，看到其作用的限度；另一方面也可使文化观念等认知因素的作用凸现出来。 二科学新思想产生的认知科学的解释 随着计算机科学技术的发展，用计算机模拟人类实际科学推理的思维过程逐渐成为 可能。对科学发现的认知科学的解释主要就是人们结合认知科学新成就而形成的解释模 式。这种解释模式批判了认为社会因素就是一切的看法。“在伽利略如何获得他的数学 知识和制造望远镜的技能，以及他发现木星的卫星时同时使用二者的动机等等的故事当 中，肯定有重要的社会因素存在。但是，他使用这些能力的方式对于解释他怎样能够做 出这个发现来说是根本的。”。“理解科学的这种方法所遇到的主要困难，在于没有完全 解释科学的显著的成功，特别是自1 7 世纪以来建基于技术之上的科学的成功。它使得 科学技术的成功相似于自由民主的成功，二者基本上都是利用社会关系的改变来解释那 些成功。这种学说所不能解释的，是我们怎样能够在实验室生产出胰岛素，或者利用火 箭发送的仪器来拍摄天王星的照片。这样的成就无疑需要重大的社会组织，但规摸再大 的纯粹社会组织也不可能取得2 0 年前的这些成就。除了变革社会关系外，必定还有更 多的事情发生。”岔认知科学的解释认为“，最近的科学社会学家满脑子想法是要建 立真正的关于科学的社会理论，却没有考察非社会因素。科学的认知理论较少有( 至少 是较不关注) 学科承诺，因而更适合于它的主题。” 的确，与科学知识社会学家相比， 认知科学家更加强调个体的具体判断，他们认为社会因素始终需要通过个体而发挥作 用，认知科学的解释着眼于科学家个体认知，深入到了科学思维的内在过程，关注到了 科学新思想的实际内容，特别是，它们明确以科学发现为基本研究对象，具有极大的创 。认知科学是。对于席位、推理，记忆、注意、学习、心的表征、知觉和问题解决等这样的人类认知和认知过程的跨 学科研究。它出现于7 0 年代，汇集了心理学、语言学、哲学，神经科学、计算机科学和人工智能的研究成果。人工 智能试图使计算机接近人的心，而认知科学的基本思想则是将人的心视为像计算机那样的信息加工系统，因此，它 试图用计算机科学和人工智能的发展来理解人的认知系统。”见西方哲学荚汉对照词典 尼古拉斯布宁，余纪元 编著北京；人民出版社2 1 ：1 6 3 1 美l 罗纳德n 吉尔科学的认知研究见；李平，陈麻主编。科学和推理的认知研究李平译。南昌；扛西人民 出版社2 0 0 4 2 1 o 同上：6 9 湖北大学硕士学位论文 新性和积极意义。 对科学发现的认知科学的解释大致可分为两个阶段：一是由认知心理学、人工智能 创始人之一、美国著名科学家西蒙所提出的机器发现程序；二是现今流行的认知一历史 研究范式下的模型化推理的程序。本文将重点对后一阶段的解释进行分析。 ( 一) 西蒙的机器发现 西蒙将科学发现看成是一个归纳的思维过程，他提出了并区分了两种类型：一是“数 据驱动归纳”，二是“理论驱动归纳”。前者是先搜索大量材料，然后分析这些材料，找 出规律性的东西，从中发现其中的模式。比如b a c o n , 在给它输入历史上科学家做出真 实发现的原始数据，以及探测数据规则的启发式之后，它就对数据进行分析，找出它们 之间的相互关系，从中发现一种模式，这种模式表达了一系列数据的规律。在它的发现 过程中依靠了类比、联想、归纳、试错等。如科学史上的开普勒行星运动三定律、欧姆 定律、孟德尔遗传定律等。理论驱动系统指将已知的科学理论形式化后输入计算机，作 为计算机已经知道的知识，指导它的推理过程。这种理论驱动的系统适合在比较成熟、 已经公理化的学科领域做出新的发现。理论驱动式发现方法的典型事例是a m 程序，即 发现初等数学概念和集合论概念的计算机程序。a m 程序运用启发式发现新概念和新猜 想，它从约1 0 0 个基本概念和约2 5 0 个启发式开始，重新发现了数论中的概念并提出数 学猜想。此外，认知科学家也广泛进行试验室的测试，对科学家进行发声试验，让科学 家将其思考过程都具体地说出来，以此来对科学发现的过程进行分析。 材料驱动模式对一系列数据进行分析，从中发现其中的模式，这种方法显然如同归 纳逻辑一样受到很大的限制，而且所归纳出来的科学发现方式并不具有理论概括的必然 性。经验归纳不能解释科学发现中新思想的产生过程，这在后文会进行详细地说明。理 论驱动式又主要对应于科学中现有的理论、原理，并不对应于科学家在实际发现过程中 所提出的理论假设。可见理论驱动型只能对应于常规的科学认识，而不适合分析导致理 论变革的科学发现。西蒙对他自己的机器发现理论，也指出“它们都不能做出科学界未 知的发现”。机器也不能主动做出发现，它必定是在人为机器提供了发现所需要的资料 和数据，并确定了规则后才能进行操作的。西蒙也指出；“机器的某些方面不在程序之 内，诸如通过观察和实验搜集资料、设计实验、发明新的观测仪器或方法，以及通过归 。【美j h a 西蒙科学发现有逻辑吗林岗译自然科学哲学问题丛刊1 9 8 4 ( 3 ) 5 2 1 0 二科学新思想产生的认知科学的解释 纳做出解释。”o 机器发现虽考虑了认识因素，如知识、方法、经验等等，研究了发现内 容如行星运动三大定律是如何被演算出的，但只考虑这些知识性的因素，就只有信息和 将信息加以组合的技巧，因而目前还不能说计算机能够独立地进行发现。实验室测试以 被试的思维为研究对象，而对思维是不能做实验的，因而就只能以对被试的出声思考为 主要研究途径。但实验室测试得到的是被试在解决问题等活动中的口语记录，这最多只 能反映出人的自觉意识活动，而不能反映出入在实际思维活动中所经常发生的无意识的 心理活动。而且，在实验室的情景中，被试受环境的影响和干扰，他的许多认识因素也 受到抑制。西蒙自身也看到了认知心理学研究科学发现问题的局限，指出“在实验室内 让被试从事科学发现是不现实的。”圆西蒙也指出科学发现应通过其他的途径，如借助科 学史的研究成果，通过对科学发现个例的相关史料进行分析，得出某些规律性的东西。 但西蒙发现科学家做出某项发现的实验记录只不过记载了有限时间中发生的某些个别 事件，“很难用它来检验心理学中的理论”。不论是机器发现还是实验室测试都难以谈 论科学发现中新思想如何产生的问题，都没能将科学认识过程中隐性的观念因素对认知 和发现的作用纳入材料驱动、理论驱动以及实验室分析方法中。 ( 二) 认知一历史分析方法的模型推理 国外的科学哲学家由于受西蒙研究以及认知科学研究的启发和推动，着眼于思维内 容之运动去探讨科学发现的本质，提出了更精致的认知一历史分析方法。 n a n c yj n e r s e s s i a n 和l m a g n a n i 以及p a u l t h a g a r d 是这方面的主要代表人物。 n e r s e s s i a n 否定了以往认为科学发现太神秘而将其排除在科学哲学之外的做法，也 批判了科学发现的直觉说，认为直觉说“忽略了实际的紧张而又艰苦的个人思索的阶 段”，也批判了认为科学发现是“格式塔转换”的结果，认为这一隐喻正阻碍着科学历 史认识论的发展。n e r s e s s i a n 提出了新的研究科学发现的方法，即认知一历史分析方法， 她指出这一方法的不同之处在于，认知一历史方法提供了把这些直觉转变成固定分析的 手段，认为以往之所以对科学发现问题的研究没有突破以至停滞就是因为没有找到合适 的分析工具，而其认知一历史分析方法正是这样一个合适的工具；认为通过这一方法， 她可以实现其称为“用认知理论的方法重建科学思想”的宏大目标。 简单地说，认知 。同上：5 4 。【美】h a 西蒙人类的认知思维德信息加工理论荆其诚，张厚粲译北京：科学出版社1 9 8 6 ：1 7 5 o 同上：1 7 5 。【美j n c f s c 龉i a n ，n j ( 1 9 9 2 ) h o wd os c i e n t i s t st h i n k ? c a p t u r i n gt h ed y n a m i c so f c o a c e p t u a lc h a n g ei ns c i e n c e i ng i c r e , r 1 1 湖北大学硕士学位论文 一历史分析方法就是案例研究和认知理论相结合的方法，它依据新的认知理论，运用一 系列案例分析的具体方法( 如类比推理、形象推理、思想实验等) 对科学发现的内在过 程进行探讨。认知一历史分析推崇模型推理。模型推理是现今认知科学家和科学哲学家 研究的热点问题，它被广泛用于科学发现和概念变化领域，强调形象思维、类比、思想 实验等在科学理论建构中的重要作用，认为通过模型推理能导致科学发现。 心理学词典中对“模型”的第一种含义是这样定义的：模型指“一种表征，它 反映、复写、模仿或以某种方式阐明在数据中或自然中所观察到的关系的模式。模型可 能是纯机械的，比如制造常用以表征耳的工作的模型；也可能是数学的，如“数学心理 学中的模型：或者甚至是这两者的复杂结合，如人工智能中所显示的。如果用于这种意 义，则一种模型便成为一种微观理论或一种过程的特征。因此，从预测中，人们能推断 出它的价值和功用，以及它在指导和发展理论及研究工作中的作用。”。认知心理学认为 “科学认知( 表达和推理活动) 是基于模型推理；基于模型推理是语义过程，依赖于一定 的知识结构或内部心理模型及其所表达的知识”。模型推理包括三种加工过程：理解前 提以形成模型( 或一系列模型) ；组合和描述各个模型产生一个结论；寻找能证伪结论 的有关前提的其他可能模型，寻找能否定这些模型的反例，以此检验结论的有效性。这 个过程与假设一演绎模式颇为相似。l m a g n a n i 就将模型化推理看作是创造性假说推论 的推理，认为这种推理建构和操作视觉表象、思想实验、类比推理等等，它包含对表象 或形象的表征，因而是模型化的。模型推理作为假说推论的推理，它包含“假说推论 演绎归纳”的全过程( 并采取循环的形式) 。演绎用于探查推论的结果，归纳 用于检验结果即用于“减少假说的不确定性”。如同科学发现的研究关注假说一演绎中 假说的提出环节一样，在此，模型推理的第一环节“理解前提以形成模型”，即模 型的产生这一环节是我们重点关注的，我们将考察模型推理是否将这一最要紧的步骤之 实现过程说清楚了。 认知一历史分析方法认为模型建构主要有三种方式：形象建模、类比建模和思想实 验。n e r s e s s i a n 推崇形象建模的推理，她将形象建模分为内部建模和外部建模。内部建 模就是还未以外部文字或图像等表达出来的，只是一种心理意象的表达，它可以起到为 n ( c d 1c o g n i t i v em o d e l so f s c i e n c e u n n e h i wo f m i r m e s o t ap r e s s m i n n e a p o l i s 。3 8 o f 美1 阿瑟s 雷伯心理学词典李伯黍主编上海：上海译文出版社1 9 9 6 ：5 0 7 o 李平，李大超基于模型推理的科学认知论题哲学研究2 0 0 5 ( 1 0 ) ：6 6 o f 英1 m w 艾森克，【爱尔兰1 m t 基恩认知心理学高定国，肖晓云译上海：华东师范大学出版社2 0 0 4 ：7 0 7 o 【意】l m a g n a n i 模型化剖造性溯囡见l 意 l o r e n z o m a g n a n i i 美 n a n c yj n e m e s s i a n ，i 加 p a n l t h a g a t d 科学发现中 的模型化推理于棋民，天思主译北京：中国科学技术出版社2 0 0 1 ：2 3 5 2 5 6 二科学新思想产生的认知科学的解释 现象的各种特征提供抽象化和理想化表达的作用，或具体表现理论模型的各个特征。外 部形象建模就是外部视觉表达，它可以帮助推理过程中认知活动的组织，如把注意力集 中在某个模型的突出特征上。形象建模可以在头脑中产生一种理性与感性、抽象与形象 相结合的关于思维对象的图景，将抽象的概念用感性的形象表达出来，使抽象概念或理 论转化为人们可以直观领会的图像。如“电场”、“磁场”用“电力线”和“磁力线”来 表达。 认知科学家t h a g a r d 以医学中的大量类比案例对类比推理的过程进行了分析，他认 为类比的认知过程