现代科学对方法论的研究提出了比以往更高的要求。问题复杂多样;研究对象层出不穷;现实迫切需要重新考查传统概念;科学发现对生存条件和人类生活本身的影响愈趋增长。这一切都迫使人们不仅更加集中研究知识的内容,而且还愈益注意研究获得知识的手段。
手段是活动的武器。这可以是物质的东西(机床、仪器),也可以是思想的形成物(语言、抽象概念)。当然,这些手段本身都是被动的。人们必须学会使用它们,了解它们的适用规则。活动手段和适用规则一起即构成了进行某种工作的方法。至关重要的是,规则(如果是关于科学活动的话)总是有内容的——不管怎样其中总是包含关于研究对象的已有的、初步的知识。科学知识的本质特征正是这样——它在现有知识的基础上增长,并表现为以后知识的前提。这正是我们所以可以说科学活动的方法同知识的内容不无关系的原因所在,而且,找出合适方法乃是达致真正新的内容最重要的条件。
对科学方法——活动手段以及使用规则——的系统研究构成了一个特殊的研究领域——方法论的任务。当然,在试图具体说明这个任务时,不可能就同方法论研究的关系问题而涉及一切科学知识。我们将仅仅指自然科学。
现代科学的方法论性质
现代科学比经典科学更加感到需要研究方法论。尤其是,现代科学的特征是把方法论手段直接包含在知识内容之中。为了确信现代科学具有方法论性质,只要以一定的观点——从促使获致新内容的各种方法来考查科学知识——考查以下几点就够了:现代科学理论的结构;种种原始概念的异乎寻常的、常常令人惊讶的内容;以及最新研究手段的特点。
科学方法是多种多样的。我们将尤其注意实验方法和理论方法这两种主要方法。物理学、化学和生物学等科学的特征是实验活动和理论活动相结合。这个显而易见的事实总是引起人们不满,因为他们把这两种活动的结果解释为两种根本不同的知识——经验的和理论的。我们现在要提出(以下还要较详细地加以说明),关于经验知识和理论知识关系的长期论争可以通过这样的认识来解决:这种区别本身是人为的,可以看作是毫无根据地把活动类型和其或果等同起来所造成的结果。
当然,各别科学家可能会给科学研究提出不同的目的。实验家提出的目的可能是更精确地重复某人已做过的实验或者进行一个崭新的实验以测定一个理论所预言的效应。理论家的目的可能是从理论的方程里推导出实验检验过的结果,等等。但是,当着就科学活动的目的来谈论知识时,我们指的不是这些或者类似的个别目的,而是指总的思想目的,它们在某种意义上独立于个别研究者所提出的个别任务。科学知识是不可分割的。它本质上是理论的。但是获得知识的活动当然可能是不同的,包括这可能从一方面来说是实验家的活动,而从另一方面来说则是理论家的活动。
实验是现代科学最重要的方法。对实验程序测量操作的特点进行研究以便由此构成测量理论,这是本质上属于方法论的一种特殊研究任务,尽管这照例都是在专门研究的范围里进行的。20世纪科学的特征是,实验活动成果的可靠性根本上不仅取决于实验装置的质量、设备的完善,而且也取决于对所获得的数据的理论加工。实验成果用科学的理论语言记载下来,列入科学知识的内容。从这里可以看到现代科学的方法论性质的重要表现之一。我们现在以量子物理学历史上著名例子来说明这一点。
量子论的原始思想是同测量程序的分析相联系的。这种分析实质上属于方法论。事实上,量子力学起源于提出阐明微观过程领域以及原子和基本粒子世界中的测量过程之特点的任务。著名的海森堡测不准原理尤其记述了运用于微观客体的测量程序的特点。在玻尔看来,在给定情形里可以说,粒子位置的测不准性和其冲量的测不准性结成互相补充的关系。如果说在经典物理学中可以撇开测量程序对被测客体的作用,那么,在量子物理学中,由测不准关系所表达的这种作用的各个特点则有内容地表征了被测客体。这样,对客体测量方法的分析所得的结果便变成了理论本身的原理。
现在我们来看另一条方法论原理——物理理论的对应原理。对应原理把一种新的,尤其是量子理论同一种旧的、这里是经典力学联系起来。包含一个确定的特征参量(h)的量子力学方程,当这参量趋于零时便转变成经典力学的方程。这看起来似乎是一种建立理论间联系的纯抽象的程序。然而,这种程序在量子力学中都变得是有内容的。如果说在玻尔发展的量子论的初期阶段上,对应原理是一种有启发作用的方法,是一种形式规则,那么在量子力学的以后发展中,它变成为内容上必需的原理。按照对应原理,经典力学是量子力学的极限情况。这里的特殊之点在于,量子力学“需要这个极限情形作为自己的根据”(л. 朗道语)。
有读者在看到援用量子物理学时可能会说,这种特殊的理论及其特点不能证明一切现代科学都有方法论性质。诚然,我可以回答说量子力学是特殊的理论。可是它也已成为20世纪物理学的经典理论。除它以外我们还可以引用本世纪另一个重要的理论——相对论。众所周知、这个理论的一个原始概念——同时性概念——乃以对实验程序的分析为根据。爱因斯坦写道:“利用某些(思想的)物理实验,我们弄明白了必须怎样来理解同步地走时的、处于不同地点的静止时钟。显而易见,这样也就定义了‘同时性’和‘时间’的概念。”可见,相对论也表现出其基础具有方法论性质。
知识的类型及其统一的问题
科学知识具有方法论性质——它不仅首先是对研究对象的认识,而且也必须诉诸其自己。可是,科学知识作为现象究竟怎样呢?它是什么呢?当然,每个科学家对于知识是什么都有清楚的观念。知识就是他为之而努力工作的目的和成果。然而,这个问题是有意义的。打个比方,这里的情形类似于关于数的知识。数学家研究数,因此知道数是什么。然而,数的概念可能成为元数学领域里特殊分析的对象。同样,尽管科学家无疑了解自己的研究领域,但知识概念本身也可能成为特殊研究的对象,亦即方法论分析的对象。
当着我们说到科学知识时,我们不仅是指主体的状况、他的“智慧”和他以一定方式进行活动的能力,而且也指用特殊语言记载下来的某种集体努力的成果。我们现在再打个比方。我们可能对一座建筑物的建筑式样、所用建筑材料等等感兴趣,而这时我们有权撇开这座建筑物的建筑师和建设者的工作过程而来解决某个问题。当然,没有建筑师和建设者的工作,建筑物是造不起来的。在试图看清楚科学知识的本质,进行方法论的分析时,我们要诉诸知识的结构,也可以说是诉诸科学的建筑式样。这时我们也可以撇开对个人知识和个人创造的研究,而如果没有它们,当然这集体知识也就无从构成。然而,既然它是构成起来的,它的“层楼”不断增多和完善,因此我们可以研究它的构成和发展的原理。
如上所述,实验形式和理论形式的工作在科学活动中都有。这为把知识划分成实验和理论两种类型提供了基础。可是,既然是说在共同基础上产生和发展的集体知识,因此这样简单地把科学知识划分为经验的和理论的两种便发生了问题,尽管它们性质不同。在科学知识的方法论分析的历史上,确曾把知识的统一性作为一个出发思想,尽管这并不总是明确地表述出来。问题仅仅在于找出和研究这个统一的基础。
科学方法论上的各种经验论学派都坚持提出把科学知识“还原”为经验材料,从而认为科学知识基本上是经验的这一纲领。尤其是逻辑实证论对这种还原论纲领的实现所作的详细深入研究,今天已承认不能令人信服。一些最有影响的方法论观念不赞同这种纲领。但我们绝不能说,这个方法论研究方向是某种徒劳无益的谬见。不,它力图解决实际问题,且在这工作中建基于对科学史的分析以及对现代科学发展的特点的研究。沿着这条道路已在逻辑结构的深入研究方面取得一些有重大意义的成就。
从历史观点来看,为实现经验论还原纲领所作的努力是科学知识方法论研究的必要一环。越是有充分的理由否定它的结果,就越是能令人信服地提S在某种意义上与之对立的纲领,亦即必须从理论统一上来研究科学知识。实际上,实验及其结果是同理论思想不可分割的。现代科学实验尤其是这样,它既有高度的技术性,又“负载”着理论思想。而自然科学中理论思维的发展又是同实验结果相联系的。在区分经验的和理论的两种活动时,我们要看到这两种不同的科学工作方式的成果是不可分割的,并且本质上是理论性质的。实验家所以是现代科学的主角,正是因为他集这两种活动于一身。所以说他是实验家,是因为除了对理论问题有深刻的认识外,他还善于设计、创造和应用实验装置。
知识的理论化
科学知识是通过理论化的过程而达致统一的。正是知识的理论性成为其统一的基础。现在我们试图简要地叙述这个过程,指出它的基本特征。
科学工作是同形形色色的人类生活交织地一起的,因此科学家实际上能够用自然语言来表达自己工作的成果或者思想。然而,为了表达科学活动中所发现的问题,为了表述这些问题的解答,自然语言是不够的,有时简直不适用。这就促使科学家们去制定新的语言。既然实验和理论科学家在同一个研究领域工作,因此他们必须寻找或建立共同的、比自然语言更适合于该领域的研究对象的语言。这种特殊语言是在历史创造过程中产生的,它脱胎于自然语言,同它相联系,但又根本木同于它。用专门语言记载知识正是知识理论化过程的首要特点。特殊科学语言形成的过程同知识理论化过程偕与俱来。
因此,科学知识理论性的形成是同特殊语言的制定和探索相联系的。毕达哥拉斯主义者已经指出,数学语言能最好地表达自然界的深刻的规律性。亚里士多德写道:“所谓的毕达哥拉斯主义者乃是最早从事科学的人”。
经过二千多年以后,伽利略这样地表达了这个思想:“大自然之书是用数学的语言写成的”。康德说得更为明确:“在任何有关自然界的个别学说里,只有当其中有数学时,才能找到真正意义上的科学。”像是继承和证实这个思想似的,杰出的现代物理学家之一海森堡写道:“在科学驾驭事实的过程中所产生的最基本的语言,在理论物理学里照例就是数学的语言,亦即使物理学家得以预言未来实验的结果的数学格式。”
可是,是什么根据使人们得以认为知识的科学性和理论性的判据在于数学语言呢?人们可能会想,这根据在于数学语言所固有的严格性。然而严格性的标准在历史上是相对的。严格性本身并不单义地导致知识的真理性和理论性。在揭示根源于数学语言的理论性的根据时,首先必须注意这种语言的抽象性质。数学概念的抽象性意味着它们撇开现实的性质和关系。数学概念的抽象性保证其内容带有普遍性,从而使得能够最清晰地表述自然规律。数学的抽象开辟了构造理想客体的可能性,而它们乃是科学知识必不可少的结构要素。
在从撇开某些现实性质的过程中或者通过跟现实没有直接关系的创造性构造而产生时,数学概念能够结合成为一个有逻辑联系的体系。数学概念的这两个特点抽象性和达致逻辑系统化的可能性——使得能够利用数学不仅在该学科的内部,而且也在各门自然科学中构造有组织的知识。还在欧几里得的时代,数学的每一分支已力图达致作为有关某一类抽象客体的知识体系的逻辑组织。重要是应当指出,第一个物理学知识体系——牛顿力学——就是仿照欧几里得《几何原本》建立起来的。这在自然科学史上开创了一种特殊类型的知识体系,后来发展成为形式化和公理化方法。由此又产生了理论知识的假说 - 演绎构造法的观念。
但是,这两个特点还不足以保证理论化过程取得成功。还必需第三个条件,即这个过程的方法论性质。知识以某种形式诉诸自身、研究本身的方法,是科学知识不可或缺的标志,是理论化的根本条件。数学所以是最有效的知识理论化手段,就是因为它把对自己概念的分析及其运用方法都有机地包含在自身之中。数学不仅建立了抽象概念,而且还区分和分析了不同类型的抽象一一叠合抽象、无限性抽象、潜在可实现性抽象。这种区分和分析都是方法论程序,因为数学知识这时诉诸自身。如众所知,有关数理逻辑和数学基础的工作就是数学内部提出来的特殊性质的方法论研究。没有这些研究,作为理论学科的数学就不可能存在和发展。
自然语言也是科学理论性的一个条件。在物理学、化学或生物学等所谓经验科学中,自然语言是科学语言的必不可少的要素。自然语言的词经过一定的精确化实际上就成为抽象理论语言的术语。这些词的一定程度的意义不确定性赋予知识体系以必不可少的灵活性。自然语言的开放性和特有的体系确保变化着的、日益增长的知识能够实现系统化。数学语言和自然语言可以说是相互补充的。在所谓的经验科学中的经验活动的成果借助科学理论语言而进入知识内容,而这种语言的术语不仅有数学性质的术语,也有自然语言的精确化了的术语。科学语言的这种双重性质有时被人作为一种借口,借以把科学中的经验知识列为用自然语言表达的知识,而理论知识则是用数学语言表达的知识。然而,这种划分实属草率简单从事。
众所周知,在方法论思想史上曾有过许多尝试,企图为把科学知识划分成两种根本不同的类型寻找令人信服的根据。例如,卡尔纳普曾区分出观察语言和理论语言。可直接从经验观察到的东西用观察语言来表达——仪表指针的指示、照相底板上的径迹,等等。不能直接观察到的东西——基本粒子、场等等则用理论语言表达、然而,包括卡尔纳普工作在内的大量方法论研究对这个问题所作的详细分析表明,所谓的可观察客体和不可观察客体之间的过渡带有连续的性质。针对探寻科学中经验的东西和理论的东西之间的界限的问题,卡尔纳普写道:在“这个连续区里,绝不可能划出一条截然分明的分界线来”。然而,这同他自己的初衷和原始前提是相矛盾的。科学语言就其各种成分而言是统一的,就本质而言是理论性的。这种理论性在综合的科学语言中采取各种形式。数学语言在科学语言中只是一个成分而已,尽管它是至关重要的一个成分。
科学家在活动中会遇到一些从已知的理论观念看来是无法理解的事实和观察。可以说,科学家在自己的科学活动中常会碰到一些现有知识体系未记载的、非科学的材料。他的任务就是把它们提高到科学材料的水平,也就是说,把它们纳入理论知识的范围。实验家力图用理论语言来记述自己工作的成果。理论家力图考虑到实验家的工作成果,而来发展现有的知识体系。思索这种意图的特点并注意到科学的结构,我们必定得出结论:科学中理论知识领域有多种形态。理论仅是理论性的形态之一。理论知识不止仅仅是一个给定的理论体系甚或若干理论的总合。我们决不能把理论化的过程归结为知识逻辑组织化的直线,甚或也不能把它仅仅构成为各种理论的分叉树。环顾现代科学知识,我们可以看到远为广阔的理论知识的范围,有着各种各样的领域:至少可以指出科学中的理论知识有这样三个领域:假设、模型和类比以及逻辑地组织起来的理论。
例如,现代基本粒子物理学呈现一幅包括数学模型在内的各种各样模型不断变幻的图景。生物学领域中的最新研究,其特征也是探寻具体的模型,包括应用电子计算机的模型。这些理论知识领域里的研究对象表现为大量模型观念变换之不变性,而其中每个观念在总的理论知识图景中都有自己的贡献。现代理论知识的这种多形性不仅表现在各种各样模型和假设上,而且也表现在各种各样理论体系上。例如众所周知,现代引力理论有几十种变型。其中包括已经成为经典理论的相对论性引力理论。另外,还有一大类应用伪欧几里得空间概念的理论、一类标量 - 张量理论和许多其他理论。基本粒子物理学中也确有类似的理论多样性的情形。理论物理学中这种对于某个研究对象有众多理论的事实产生了一个问题,就是要建立一种独特的理论,其对象是这许多理论以及对它们的批判分析和综合。这个问题实质上是方法论的问题,尽管是在专门知识的内部进行深入研究的。
这种关于某个研究对象有许多理论的情形在经典科学里被认为是根本不能令人满意的。于是,理论选择的方法论问题就具有最重要的意义。不消说,那时或现在也仍认为,在许多理论体系中只有一个体系可能够得上科学性和真理性的水平。现代科学的经验迫使我们重新考查这种方法论方针。理论多样性是科学发展中的正常现象。现代理论自然科学的特点所提出的最重要的方法论问题,不是选择的问题,而是既在专门科学范围里又在科学知识方法论的领域里对理论体系进行综合的问题。
理论知识连同其各种领域——假设、模型和理论——这广阔的范围是由一般方法论原理联结起来的。方法论已成为理论知识的生长点和组织化的开端。科学是在文化体系中发展的,而历史地变化的方法论思想形态乃是这个体系的极关重要的因素、这些历史地确定的形态、它们的变化及它们作为现代方法论成分的相互作用是一种特殊考查的对象。
(Прuроgα,1978,No.3)