前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的逻辑学的基本原理主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
论文关键词:教师教育专业;形式逻辑;教材编写;现代化;实用化;简约化;个性化
逻辑学是一门既古老又年轻的科学,在两三千年前就已形成一门独立学科,现在发展成为一门多层次、多分支的逻辑科学体系。1974年,联合国教科文组织编制的学科分类中,把逻辑学与数学、天文学和天体物理学、地球科学和空问科学、物理学、化学、生命科学同列为相对于技术科学的七大基础学科之一,逻辑学被列为第二位。形式逻辑是逻辑学的基础,它以研究人们的思维活动为目的,是人们正确思维、论证和表述思想的重要工具。它作为基础课之一,在汉语言文学教育、思想政治理论教育等教师教育专业开设。笔者通过长期对所教学班级学生调查发现,学生普遍反映该课程“繁琐、枯燥、乏味、无用”,由此也导致厌学情绪的产生。有关文章也提出了类似的看法,表明该现象具有普遍性。学生对于一门实用性极强的工具性学科形成“无用”认识并产生“厌学”现象,对于教学的正常开展及质量的提高极为不利。究其原因,主要有教材、教学方法手段、教师及考试等诸多方面的原因。本文仅从如何加强教材建设方面进行初步探讨。
一、积极吸纳最新研究成果。实现教材的现代化
形式逻辑教材编写要紧跟时展步伐,积极吸纳最新研究成果,大力推进现代化,展现“新”的特,这是逻辑学发展的内在要求之一,教师教育专业形式逻辑教材的编写亦不例外。
一方面,要积极引进现代逻辑的成果。现代化是逻辑学发展的一大趋势,也是逻辑学界探讨较多且已逐步形成共识的问题,近些年出版的形式逻辑教材或多或少引进了现代数理逻辑的内容,比较充分地体现了这一趋向。但在引进现代数理逻辑内容时,要十分注意适度、恰当和融合。特别是对于文科专业学生而言,由于其长期养成的思维倾向,对于过多的现代逻辑符号及公式,会出现“排异”反映,使学生产生畏难情绪,不利于教学。
另一方面,也是更为关键的是要及时收集“论坛逻辑”和“实践逻辑”中言之成理、持之有据的新观点、新材料、新成果,认真分析,审慎筛选提炼,充实进教材,吐故纳新,使教材充满生机并具有鲜明的时代感。
对于逻辑,可以分为“讲坛逻辑”、“论坛逻辑”和“实践逻辑”,所谓“讲坛逻辑”也即教师在课堂上给学生讲授的逻辑,所谓“论坛逻辑”就是人们在各类媒体发表的关于逻辑的理论研究成果,所谓“实践逻辑”就是人们在工作、生活及学习等实践过程中所形成的一些逻辑成果。目前,存在着“讲坛逻辑”与“论坛逻辑”、“实践逻辑”脱节的现实,使得许多很有见地的“论坛逻辑”和“实践逻辑”的成果不能及时充实进教材,被“讲坛逻辑”所利用,造成了资源的浪费。把“论坛逻辑”和“实践逻辑”中的内容引入“讲坛逻辑”,这本来就是逻辑现代化的一个重要方面,也是教师教育专业形式逻辑教材编写的题中应有之义。
二、恰当处理理论与应用的关系,实现教材的实用化
形式逻辑作为一门工具性学科,其实用性是无庸置疑的,但由于其本身又属于理论逻辑,这就需要在教材编写中要辩证地处理理论与应用的关系。由于对该关系处理不当,现行教材存在着两种偏向,一是重视原理的阐述,脱离实际,为理论而理论,使理论成为“空中楼阁”,缺乏对实践的指导,失去其价值。二是在强调应用性、实践性、操作性时,又忽视了理论,使实践失去了理论的指导,导致实践的盲目性的偏向。目前,在教师教育专业形式逻辑教材的编写中,前一种偏向更为明显。
教师教育形式逻辑教材的编写,既要重视基础知识、基本理论的阐述,更要坚持“以实为本”的原则,联系实际、体现实用、突出实践、注重实效。教师教育专业学生,将来要从事的职业主要是中小学教师,在其学习动机上也就带有这种职业取向,对于所学知识对将来的教育教学工作有什么作用和帮助比较看重。如果学生注意到所学内容与未来的工作之间具有密切联系时,就会产生较为浓厚的学习兴趣并形成坚强的学习意志,为完成学习任务创设积极良好的心理基础。教材编写要充分重视学生的这一学习动机,在教材中适当安排逻辑知识在中小学教学科研中应用的有关内容,并精选设计相关实例充实到理论讲解及课后练习中,注重逻辑理论联系实际,强化逻辑知识的实际运用,引导学生运用所学的基本原理去分析、解决实际问题培养其“学以致用”的能力,体现逻辑学的工具眭和在实践中的直接效用性。
三、充分体现形式逻辑的基础课特性,实现教材的简约化
目前,教师教育专业形式逻辑教材在内容安排上仍存在着“偏、难、繁、旧”及过分追求系统性和学术性等现象,脱离了学生的实际,不符合教育学中关于“跳一跳摘到桃子”的原理,会引起学生的畏难情绪。作为基础课开设的逻辑学,其“根本任务不在于培养一批批逻辑学的专门人才,而是在于提高学生逻辑思维的素质和能力(这是大学生素质培养的一个重要方面),即通过逻辑课的教学,使学生在把握逻辑学基础知识和基本原理的基础上,经受严格的逻辑思维训练;学会应用他们所学的逻辑知识和原理去解决日常思维和科学研究活动中的各种思维实际问题,从而为他们学习、领会和运用其他各门科学知识提供有效的逻辑思维的工具和方法。”回作为教师教育专业开设的形式逻辑,还应该在帮助学生掌握逻辑思维基本工具和方法的同时,为他们将来从事教师职业后进一步去影响和培养其所教学生的逻辑思维水平和素质打下基础。
教师教育专业形式逻辑教材编写应遵循“简练”这一基本原则,不能盲目追求专业课教材的系统性和理论深度,而要强干削枝,做到“精简”。“精”也即“精髓”,要求教材选取理论要适度,要少而精,突出重点,将最必要的理论知识讲清讲透。“简”也即“删繁就简”,对于对教师教育专业学生来说并不十分必要的以及“偏、难、繁、旧”的内容作适当的“删、减、并、压”。
因为“逻辑教材体系都是教学体系,而非严密的学科体系,因此,其内容应当丰富而新颖,体系可以不必那么严密。同时,教材编写必须注意,不必把什么内容都‘讲深讲透’,而应当留给教师在课堂发挥的余地,留给学生以思考的空间,使教材具有启发性。”翻“面对着兴趣不一、水平不一、接受能力不一的学生,不能把问题搞得很专、很学术,要使大多数学生掌握基本知识或技巧。”同因此,教师教育专业形式逻辑教材应该尽量“删、减、并、压”那些并不十分必要且用处不大的繁琐枯燥的公式推导及论证过程等方面的内容,安排最必要和适用的内容,而不必过分拘泥于教材的学术性及系统性。对于有些内容则可只保留其最终结论让学生记住并予以运用,不必过细地推究其成因及来源,不妨让学生“知其然而不知其所以然”。比如“三段论各格的特殊规则”、“命题变形推理中连续换质位和换位质的推理”、“三段论的公理”、“复合三段论”等就可以删减。
四、遵循教师教育专业特点,实现教材的个性化
一本好的教材,首先应该明确自己的定位,即确定自己的读者群体,然后才能根据该群体的特点和需要,确定教材的方向、目标、内容、范围、体系结构及表达方式。“对象不同,教学内容就应不同,专科与本科、重点院校本科与非重点院校本科、师范类院校与政法院校、医学院校等,逻辑的教学内容都应不同”。围就是基于不同的专业其内容也应该有所不同,如中文、政治等专业的逻辑教学内容应侧重论证、分析、日常推理能力的培养,而理科专业则可侧重演算能力的培养。不可否认,近年来,形式逻辑教材建设取得了巨大的成就,一大批优秀的教材被编写使用。但同时,在教材编写过程中“却也不同程度上忽视了不同类型学校、不同专业和不同的层次学生对逻辑知识的不同需要”昀,存在着“教材编写多少年一贯制,并未跳出既有的框架,只是在既有教材框架下增添删减”的现象,也即没有认真关注教材的特殊定位,造成各种教材大同小异、定位不准、缺乏个性。教师教育专业教材,也不同程度地存在着前述弊病,或与通用教材没有太大区别,或没有体现不同的层次和专业。
教师教育专业形式逻辑教材的编写,要紧紧围绕其阅读与使用对象是未来的教师这一客观实际,从学生的身心特点和现实需求出发来确定体系、组织内容,在坚持共性的前提下突现个陛。
改革开放以来,在逻辑学教学现代化的召唤下,特别是20世纪90年代以来,我国逻辑学教材的面貌发生了巨大变化。一批以现代逻辑内容为主、并保留传统逻辑精华的逻辑教材相继出版。这些优秀教材,内容颇为丰富,体系各有特色。这些教材的出版,有力地推动了我国逻辑学教学现代化和与国外逻辑学教学接轨的进程。然而,这些教材,主要是作为哲学学科基础课的教材,教学对象主要是面对哲学专业的学生。而且,在内容上,比较注重逻辑理论的阐述,内容比较抽象。
日前,高等院校文科非哲学专业开设的公共基础课或公共选修课——“逻辑学”(国内称为“普通逻辑”,国外称为“大学逻辑”)课程,主要是为学生学习专业基础课和专业课打好方法论基础,为学生日常生活的正确思维和社会交际提供逻辑方法。我们的教学计划学时只有36学时左右,因此,如果在公共课或选修课中使用哲学专业课的教材,教师只能有选择性地讲解其中的部分内容,势必影响课程体系的完整性。该课程由于抽象程度高,其中包括符号化的形式推演,往往使学生感到难学、费解,教师感到难教。
从教学内容和教学方法上讲,在逻辑学教学中使用人工符号来表示命题和推理形式,是非常必要的。但是,在讨论命题形式和推论形式时,如果不从自然语言逐渐向形式语言过渡,上来就给出形式语言,就讨论形式语言的语法和语义,或上来就构造规范、严谨的自然推理系统甚至是公理系统(这种方法虽然也是构造现代逻辑系统的一般方法),实践证明,这是非哲学专业大学一年级本科生难于接受的,甚至会造成这样的印象:逻辑学研究的是与人们日常生活无多大关系的符号和符号的推演,逻辑学在现实中是无用的。总之,使用理论性非常强的逻辑学教材,教师不好教,学生不好学,教学效果很难得到保证。
经过多年的教学实践,我们认为,必须编写出符合非哲学专业特点的、以应用为主的符合案例教学要求的逻辑学教材。2007年3月,由高等教育出版社出版的“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”《逻辑学基础教程》,就是一部采取案例教学法编写的教材,这是我们在逻辑学教材改革方面所做的尝试和探索。这种尝试和探索,已经在“逻辑学”教学中产生了深刻的影响,改变了我国高校非哲学专业“逻辑学”的教学观念、教学体系和教学方法,推进了“逻辑学”的教学改革。
二、在逻辑学教材和教学中采取案例教学的理由
我们在逻辑学教材和教学中,采取案例教学的理由如下:
1教学对象。我们的教学对象是大学一年级非哲学专业学生的公共课和通选课,或数学专业学生的基础课。
2教学目标。我们的教学目标是提高学生的逻辑思维能力、特别是批判性思维和创新思维能力,为学生学习其他课程提供必要的逻辑学基础知识,为学生识别、分析、重构和评价日常语言中的论证提供理论和方法。
3教学内容。和任何科学一样,逻辑学也是不断发展的。因此,对国内外逻辑学研究的最新成果给予引进、吸收最新成果,只要提高学生的逻辑思维能力,我们尽量囊括在教学内容中。
4教学方法。逻辑学理论与人们的日常思维和社会生活紧密相关,教师注重收集生活中的示例(笔者称为逻辑学课程案例)讲授逻辑学课程。这种方法,被国外非形式逻辑学者称为“基于实例的方法”(example-basedmetllod)。从日常生活中寻找的案例,教师通过分类、筛选、加工,形成逻辑学教学的案例库,以供教学时参考。
5教学定位。该课程的教学定位做到理论联系示例,符号化的形式推演与生活或社会实际案例相结合,极大地克服了以往学生认为难学、费解,教师难教的状况。
6教材的编写原则。根据该课程的教学对象及课程定位,在教材的编写原则上,我们确立了“三个为主”的原则,即“以现代逻辑、案例教学和逻辑应用为主”,把逻辑学的教学和应用紧密挂钩,把学生的逻辑思维能力的培养放在首位。
三、《逻辑学基础教程》的结构和特点
在结构上,我们这部教材具有自己独特的结构。在这部教材中,我们可以看到,“案例”和“案例分析”具有突出的地位:“基本知识”和“知识拓展”是通过“案例”和“案例分析”而展开的;而“逻辑趣话”则是留给学生分析的“案例”:“习题”和“参考答案”则是学生巩固所学知识和培养能力的“案例”和“案例分析”。因此,我们的这部教材,在教学方法设计方面,是围绕案例教学法展开的。
与其他逻辑学教材相比,我们的这部教材具有以下特点:
1以现代逻辑为主。在教学内容方面,我们提倡“以现代逻辑为主”。众所周知,传统逻辑的知识无疑是有用的,但是,传统逻辑的知识在日常思维中也是远远不够用的,而现代逻辑是逻辑学发展的必然阶段,现代逻辑对概念、命题、推理和论证的研究,无论从深度和广度方面讲,传统逻辑根本无法相比。因此,我们不能仅仅满足于给学生讲授传统逻辑的知识,而是要以现代逻辑的精神来整合传统逻辑和现代逻辑的内容,反映逻辑学对概念、命题和推理条分缕析的逻辑分析精神,这是我们在逻辑学教学中必须坚持的基本方针。至于怎么贯彻这个方针,可以有不同的方法和措施。特别在引入多少现代逻辑知识,怎么引入,是值得研究的问题。我们采取的方针是,使现代逻辑与传统逻辑有机融合,并在传统逻辑的基础上自然延伸到现代逻辑,并且尽可能使到两者的有机衔接起来。特别值得指出的是,我们还吸收了“非形式逻辑”和“语用论辩学派”关于论证和论辩的最新成果。从宏观方面来识别、分析、重构和评价论证与论辩。
2以案例教学为主。在教学方法的设计方面,我们强调了“以案例教学为主”。这种教学方法,由于其生动活泼的讲授形式,充分调动了学生的积极性,真正做到学生好学、老师好教,因此,受到了普遍欢迎。
逻辑学、特别是现代逻辑给人们的一般印象是,抽象程度高、枯燥难懂,远离人们的日常思维实际。以数学方法和形式化方法研究人类日常活动,例如,谈话、演讲和论辩后面的思维规律、特别是推理的规律,固然有其抽象性的一面。然而,逻辑规律既然来源于人们的日常思维实际,它就必须能够回到日常思维中去指导人们的思维实际,否则,逻辑规律只不过是空中楼阁。我们的教材,采用大量来源于人们日常生活实际中鲜活的案例,希望把似乎抽象程度高、枯燥难懂的逻辑原理和方法讲得新鲜活泼,生动有趣。
3以逻辑应用为主。在逻辑理论和逻辑理论的应用方面,我们强调了“以逻辑应用为主”。“以案例教学为主”是教学方法,这个方法要达到的目的,则是要理论联系实际,学以致用,真正提高学生的逻辑思维能力,包括批判性思维能力和创新思维能力。如果我们的学生在长期的思维实践中,通过反复应用逻辑知识去提出问题、分析问题和解决问题,就可以使逻辑知识转化为逻辑思维能力,并且最终内化化为较高的逻辑思维素质。而逻辑思维素质,在人的各种素质中处于核心地位。因此,“以案例教学为主”,改变教学方法,实行逻辑学的教学目的,是提高学生的逻辑思维素质。而提高学生的逻辑思维素质,在我们今天提倡的素质教育中具有十分重要的作用和意义。
逻辑学的生命力在于逻辑学的应用,在于能够提供分析和评价人们日常论证的原理和方法。在人们的思维实践中,论证是用日常语言表达的。因此。我们在教材中增加了“语境和预设”、“合作原则和准则”等涉及日常语言的语用推理方面的知识。更为重要的是,吸收了非形式逻辑和语用论辩学派的研究成果,把对自然语言表达的论证纳入我们的教学体系,从而大大丰富了逻辑学关于论证的内容,从语用层面丰富了关于论证的知识,在大学逻辑课的教学中实现了逻辑理论和逻辑应用的有机结合。
四、采用案例教学法的初步成果
《逻辑学基础教程》采用了大量来源于人们日常生活实际中鲜活的案例,把似乎抽象程度高、枯燥难懂的逻辑原理和方法讲得生动生动活泼,趣味盎然。而且,在课堂教学中,用来源于现实生活中的案例,可以时学生深刻体会到逻辑学在社会生活中无时不有,无处不在,是与他们的生活息息相关的,而且,这些妙趣横生的案例,能够充分调动学生学习的积极性,课堂气氛热烈活泼。课后,学生能主动应用逻辑原理去分析和解决日常思维中的种种逻辑问题,真正做到了切实提高学生逻辑思维能力、特别是批判性思维能力和创新性思维能力的目的。
我们这部教材,只是在案例教学方面取得了一些初步成果。我们希望,将来有越来越多的教师采用这种方法编写具有自己专业特色的逻辑学教材。我们下一步将采取如下措施,进一步推进逻辑学的案例教学:
1建立案例库。案例教学法要能充分发挥其应有的作用,首先要建立具有时代特色,符合逻辑学科要求的“案例库”。教师要不辞辛苦,从报纸杂志、电视电台,互联网以及人们的日常生活中收集大量的案例,而不是关在书斋中闭门造车,然后到课堂上讲那些生造的例子。逻辑学要面向社会,面向现实生活,怎么面对?这就需要我们做一个有心人,在人们实际生活中谈论各种各样的问题时,在读书、看报、听广播和看电视时,搜集人们使用的概念、命题、推理、论证中的例证作为原始案例,回来后经过反复加工整理,精心设计出理论联系实际的案例。
2充分调动学生的积极性,让学生参加到案例的收集、整理工作中来。由中国逻辑与语言函授大学与中国逻辑学会组织发起的“找逻辑与语言病句”活动,其实是进行案例教学的一个好主意,而有的学校的老师,例如,上海师范大学的曹予生教授,则主张把这种一次性的活动常规化。这些活动,已经提出了案例教学法的思想,只不过还仅仅停留在寻找反面案例的范围内。
我们认为,以布置作业的方式让学生搜集、整理、分析正面和反面的案例,对培养国民(尤其是大学生)的逻辑意识,提高他们的逻辑思维能力和逻辑思维素养,是十分有意义的。在这个过程中,一方面锻炼了学生搜集资料,整理资料和分析资料的能力,另一方面也锻炼了学生们的运用逻辑知识去分析问题和解决问题的能力,而这正是逻辑学的教学目的。因此,这项工作是一举两得的好事。
在搜集案例的过程中要特别注意,案例要为专业教学培养方案服务,应根据不同的专业应用不同的案例。
作为大学逻辑学教师,我们的首要任务是从事逻辑学的教学,并且以科学研究来促进逻辑学的教学改革,提高逻辑学的教学质量,提升逻辑学的教学水平。20多年来,特别是20世纪90年代以来,中国高等学校中逻辑教学现代化的步子越来越大,步伐越来越快,逻辑教材的建设成就斐然,逻辑教学的改革成果丰硕。其中,王路著的《逻辑基础》[1]和宋文坚主编的《新逻辑教程》[2]和《逻辑学》[3]、中国人民大学逻辑教研室编写的《逻辑学》[4]、中山大学逻辑教研室编写的《逻辑学》[5]以及梁庆寅主编的《传统和现代逻辑概论》[6],何向东主编的《逻辑学教程》[7],黄华新、胡龙彪编著的《逻辑学教程》[8]以及其它许多教材,在逻辑教学内容和体系的改革方面都具有自己的特色。宋文坚教授在《逻辑学的传入和研究》中认为:这些教材“总的特点是:教学体系的框架是按逻辑演算的讲述体系构建起来的;以讲经典逻辑为主,较全面完整地介绍了两个演算,或公理系统,或自然演算,介绍了它们的元逻辑问题,注重阐释现代逻辑的各个基本概念,力图让学生学习逻辑学的新观念。……这些书一般都保留了传统形式逻辑的某些有实际应用的内容,如直言命题的推理,对当关系等”[9]。
在逻辑教学初步实现现代化的过程中,在这些具有时代特色的教材中,我们到底有哪些成功经验值得总结和推广,有哪些问题需要反思和改进?这就是本文中讨论的主题。
1坚定不移地走逻辑教学现代化之路
在20世纪70年代末期,针对我国逻辑教学和研究水平远远落后于国际水平的实际状况,特别是我国大学逻辑教学中所用的逻辑教材内容比较贫乏、陈旧的状况所提出的“形式逻辑要现代化”的口号,主张逻辑教学和研究要现代化,要大量吸收数理逻辑的成果,编写现代化的逻辑教科书。然而,对于这个反映时代要求的口号,逻辑学界不少人并不是完全赞同的。在什么是逻辑教学和研究现代化,如何实现逻辑教学和研究现代化等等问题上,逻辑学界曾经展开了3次较大的争论。在许多次逻辑学讨论会上,双方展开激烈争辩的情景至今仍历历在目,令人难以忘怀。
经过多次激烈的争论,在逻辑教学是否应当现代化的问题上,逻辑学界基本取得了共识,这就是在中国的高等教育中,逻辑教学也要与国际接轨,坚定不移地走逻辑教学现代化之路。上述这些教材,就是中国的逻辑教学与国际初步接轨的一批成果中的典型代表。由于使用了这些教材,在中国的逻辑教学中,特别是大多数高校哲学系的逻辑教学中,现代逻辑已经成为学生的必修课,也已经和正在成为许多高校非哲学专业的文科学生的公共基础课或者公共选修课。现代逻辑正在大踏步地走进我国高等学校课堂,逐渐成为逻辑教学的主流。因此,张家龙先生认为我国的逻辑教学已经初步实现了现代化,这是一个不容争辩的事实。
正是基于我国的逻辑教学已经初步实现了现代化这一基本事实,张家龙会长发出了这样的号召:“我们不能满足于已经取得的成绩,我们要继续前进,在21世纪经过几十年奋斗,中国逻辑学者完全有能力全面实现我国逻辑教学与研究的现代化、与国际逻辑教学和研究水平全面接轨。”
2树立正确的逻辑教学观,促进逻辑教学的改革
王路教授在《逻辑基础》一书的“序”中谈到学习逻辑可以有许多目的。他把这些目的大体上分为3类:一类是通过学习逻辑,掌握一些专门的技术和方法,从而使我们能够应用这些技术和方法解决一些具体的问题;另一类是是通过学习逻辑,培养一种逻辑的眼界和意识,从而使这种逻辑的眼界和意识成为我们知识结构中的构成要素,在我们的工作和生活中潜移默化地起作用;第三类则是通过有关的逻辑知识树立逻辑的观念。“就这三个目的而言,最重要的是逻辑的观念。因为逻辑的技术方法,逻辑的眼界和意识都是围绕逻辑的观念展开的。”[1]
那么,在逻辑教学,特别是现代逻辑教学中,我们应当用什么样的逻辑的观念去指导逻辑学的教学改革呢?
在《逻辑的观念》一书以及一系列的论文中,通过对历史上亚里士多德逻辑和现代逻辑的详尽考察,王路教授认为,从逻辑的内在机制看,逻辑是研究必然性推理即研究推理的前提和结论之间“必然地得出”的关系的:“从亚里士多德到现代逻辑,始终贯穿了一条基本的精神,这就是‘必然地得出’。”[10]王路详尽地讨论了亚里士多德和现代逻辑对于“什么是必然地得出”和“如何才能必然地得出”的问题的解答,树立了一种逻辑的观念,一种对逻辑科学或者逻辑学科的内在机制和根本性质的观念。并且,他反复强调现代逻辑通过构造形式语言和逻辑演算,得到具体的可以操作的方法,以保证我们可以达到“必然地得出”。李小五教授在《什么是逻辑》中指出:“逻辑就是对形式正确的推理关系进行可靠且完全刻画的形式推演系统。”[11]并且,他给逻辑下了这么一个形式定义:“我们称L是一个C--逻辑当且仅当L是一个三元组<Form(L),|=C,├L>使得下面的(1)~(5)成立:(1)Form(L)是语言的公式类:(2)|=C是语义推论关系;(3)├L是语法推论关系;(4)(可靠性)├LΑ|=C;(5)(完全性)|=CΑ├L。”[11]王路和李小五对逻辑(严格地说是演绎逻辑)这门学科或者科学的观念虽然引起了中国逻辑学界一些人的质疑或批评,甚至被扣上“小逻辑观”的帽子。①然而,我认为,这些观念从不同的方面抓住了逻辑这门学科的本质。王路用“必然性”来概括逻辑推理的性质无疑是正确的,李小五从形式语言的语法和语义方面对“必然性”进行了深入、系统的展开。在我参与编著的《逻辑学教程》[7]中,我认为,逻辑这门学科或科学,特别是其最成熟的一阶逻辑,是研究关于某些逻辑词,例如联结词和量词的推理和论文论证中的推出关系或者推理的形式规律即逻辑规律的。从本源上讲,所谓规律,就是事物之间内在的、稳定的、必然的关系。推出关系或者逻辑规律就是推理的前提和结论之间的内在的、稳定的、必然的联系。对于一定范围内的逻辑规律,我们可以在形式语言L中通过定义有前提的形式推演,从形式语言L的句法(语法)方面来刻画这种推出关系(├L),还可以从形式语言L的语义(解释)方面刻画它(|=C),并且证明语法推出关系和语义推出关系的重合性,从而以一系列可操作的规则来保证前提和结论之间的这种推出关系的,保证“必然地得出”。以推理的规则来定义前提和结论之间的语法推出关系,以模型中的指派和赋值来确立前提和结论之间的语义推出关系,并且讨论系统的完全性和可靠性,以明确逻辑的出发点是语义推出关系,逻辑的表现形态是语法推出关系,这就非常自然地刻画了逻辑是研究有效推理的规则的这个思想。而逻辑是研究有效推理的规则的这个根本观念,确实是国际上许多逻辑学家的共识。②
3构造简明易学的逻辑教学系统,普及现代逻辑的基本知识
中国逻辑学会副会长马钦荣教授认为:“有一种现象值得深思,逻辑学界对于传统逻辑的教学议论很多,否定的也不少,但传统逻辑作为课程却大行其道;对现代逻辑赞扬的人多,但开课的学校不多。这里有队伍的问题,也有课程的开发与建设的问题。我们需要有可教可学、有特色、上水平的现代逻辑教材和一批胜任的教师,这是应当引起重视并扎扎实实去做的工作。”[14]。马钦荣教授在这里所谈到的这种现象后面的深层次的原因是什么?怎么建设现代逻辑的教学队伍?特别是怎么建设可教可学、有特色、上水平的现代逻辑教材?这些问题,的确是事关逻辑教学改革成败的关键问题。
1999年6月,在纪念《普通逻辑》出版20周年座谈会上,对于怎样进一步改革我国高校的逻辑教学和逻辑教材,苏天辅先生提出了“普通逻辑数理逻辑化”和“数理逻辑普通逻辑化”2条指导性意见[15]。根据我的理解,所谓“普通逻辑数理逻辑化”,是指在高校讲授的逻辑基础知识的导论课程即“普通逻辑”中以数理逻辑为主要内容,走逻辑教学现代化之路;而“数理逻辑普通逻辑化”,是指必须将数理逻辑这门学科的基础知识,主要是一阶逻辑的基本内容,按照教学规律,特别是学生的认知规律,以深入浅出、通俗易懂的方式表述出来,使之符合导论课的性质和要求。因此,数理逻辑普通逻辑化就是建设教师好教、学生易学的逻辑教材的原则和方法。
那么,怎么才能建设好教易学的现代逻辑教材,实现“普通逻辑数理逻辑化”和“数理逻辑普通逻辑化”,在中国的高校中普及和推广现代逻辑呢?这是每一个关心中国逻辑教学现代化的人不得不认真思考的问题。结合20多年中国逻辑教学现代化的历程,并且对逻辑学的研究方法进行客观的、深入的分析和评价,我们不难找出正确的答案。
在研究各种逻辑词的推理规律的过程中,我们可以采取不同的研究方法。例如,可以通过公理方法从一个公理(或者公理模式)集合和一个推理规则集合来建立逻辑演算;还可以运用自然推理方法从一个推理规则集合出发来构造逻辑的形式系统,把关于某些逻辑词的推出关系纳入这个系统;还可以通过表列(语义图)方法运用一个规则集合来逐个构造某个公式或公式集的反驳,以研究这个公式或公式集是否存在推出关系;还可以通过范式方法来研究一个公式或公式集合的各种性质,特别是该公式或该公式集合的所有逻辑后承,等等。
从理论上讲,在逻辑系统中,例如在命题逻辑中,对于包括否定词、合取词、析取词、蕴涵词和等值词为研究对象的一个形式语言中,这些研究方法得到的推出关系的集合可以是相同的或者等价的。但是,在建立关于某些逻辑词的全体推出关系形成的集合的推演过程中,不同的研究方法具有相当不同的特点,例如,推演的出发点不同,推演的复杂程度不同,特别在是否有明确的推演目标,是否有明确的推演步骤等方面,这些方法是大异其趣的。
就逻辑学的研究方式而言,运用公理方法构建逻辑的形式系统,研究一类类的逻辑词的推理规律,是从现代逻辑创立以来直到今天最常见的研究方式。在历史上,一阶逻辑的形式系统最早是由弗雷格用公理方法建立起来的。其后,罗素、希尔伯特以及海廷所构造的逻辑主义、形式主义和直觉主义的逻辑系统都是公理系统。逻辑的公理系统无疑具有种种优点,特别是在研究某些逻辑词特有的推出规律时,公理系统是十分严谨的,而且在讨论系统的元逻辑性质方面,公理系统更表现出了种种优点。至今,尽管已经发展出了其它构建逻辑系统的方式,然而,公理方法仍然是人们构建种种逻辑的形式系统时最常用的方法,公理系统对逻辑研究的作用是任何人都不可否认的。
但是,在逻辑教学中,我们是不是一定要采用公理方法来构建逻辑的教学系统呢?用公理方法构建的逻辑系统,对于文科学生是否是好教易学的教学系统呢?回答这个问题,必须从公理系统的特征出发进行分析。从公理系统推演出定理的复杂程度和推演的目标、推演技巧方面来看,要求没有受到公理方法训练的学生,尤其是文科学生以逻辑的公理系统为学习对象,是有相当的难度的。逻辑的公理系统是以推导逻辑定理为己任的。由于公理(或公理模式)和/或推导规则的数目不同,从公理推出定理的技术复杂程度也是不相同的。虽然可以采用演绎定理等方式来简化逻辑定理的推演,但是,从技术上讲,公理系统的推演还是比较复杂的。就推演目标而言,从公理推出定理的过程往往是探索性的、试错性的,我们往往没有能行的方式进行定理的推演,特别是用代入规则推演时这个问题就更为突出;就逻辑的核心任务———对推出关系的刻画而言,公理和定理是以逻辑定理或者逻辑真这种不自然的方式刻画前提和结论之间的推出关系的。因此,以公理方法构建的逻辑系统被称为“不自然的逻辑”。①
20世纪80年代在中国的高校中普及和推广现代逻辑时,一些教材,特别是翻译过来的教材采用公理系统作为逻辑学的教学系统。由于对公理系统复杂的逻辑定理的推演过程产生了畏难情绪,许多人对现代逻辑的教学和研究不是采取积极探索而是采取了消极后退的方针,并且产生了对现代逻辑的种种误解和非难,特别是认为现代逻辑不适合中国国情、对人们的思维实践没有什么作用等等。这些误解和非难,就其实质来讲,是不正确的。但是,就教学对象讲,在以大学文科学生,特别是非哲学专业的大学一年级本科生为教学对象时,以公理系统作为基础构建的教学系统似乎并不是最好的选择,这就是马钦荣教授谈到的“逻辑学界对于传统逻辑的教学议论很多,否定的也不少,但传统逻辑作为课程却大行其道;对现代逻辑赞扬的人多,但开课的学校不多”这种现象的深层次的原因。
作为逻辑学的教学系统中,在一阶逻辑,特别是其基础的命题逻辑部分,当然还可以采用范式方法或者表列(语义图)方法判定任一公式A是不是某个有穷公式集的重言后承或者某个公式是否常真式等。然而,以范式方法求取一个公式集合的所有的结论时,常常要使用交换律、分配律、吸收律、幂等律、归约律等逻辑规律进行等值替换,推演过程并不直观、明显。表列(语义图)方法是按一组可行的规则构造一个树形图,以判定某个公式是不是某个有穷公式集的重言后承或者某个公式是不是重言式。跟公理方法和范式方法相比,表列方法无疑具有推演目标明确、推演方法机械和推演步骤简洁、比真值表快速有效等等优点。可是,在实际思维中,人们一般不会通过划真值表、求取范式、构造反驳等等方法来判定前提和结论之间是否有逻辑推论关系的。因此,我们可以在理论研究或者在有逻辑知识的人们中间以这些方法讨论推理的规律,但是,我们不能指望以这些方法来指导人们在日常实际思维中进行具体的推理和论证。
20世纪30年代,自根芩和其他逻辑学家提出了完全以推理规则集合代替公理来建立逻辑的形式系统以来,构造自然推理系统或者自然演算成为构造逻辑演算的另一种选择。跟用公理和定理表示前提和结论之间的推出关系或推理规律相比,以推理规则来表示前提和结论之间的推出关系或推理规律更接近人们的实际思维过程,因此,逻辑学家以不同的方式构建了许多自然推理系统,自然推理系统得到巨大的发展。在自然推理系统中,我们可以从证明论的角度,以推理规则从符号与符号的关系方面建立语法推论关系,而且,我们还可以从模型论的角度,根据指派、赋值讨论公式和公式集的可满足性、有效性,特别是前提集和结论的语义推论关系,并在讨论语法推论关系和语义推论关系的基础上研究系统的种种元逻辑性质如可靠性、完全性等等性质。而且,自然推理系统恢复了逻辑推论关系在逻辑学中的崇高地位,不再把逻辑真作为逻辑学的核心概念,而是把逻辑真看成前提为空的推论关系的一种特殊情况,一种不自然的逻辑推论关系。由于自然演算所具有的种种优点,在构造逻辑的教学系统时,采用这种方法所构造的逻辑系统是适合教学要求,符合教学规律的。
20世纪80年代初期,为了培养现代逻辑方面的教学和研究人员,教育部委托南京大学开办了数理逻辑学习班。在这个学习班上使用了美国著名逻辑学家苏佩斯的《逻辑导论》[17]作为教材。该教材以自然推论方法来建立一阶逻辑的知识系统,不但逻辑知识讲述得非常清楚、明白,而且,还以许多事例来说明逻辑原理的广泛应用,因此是一本非常优秀的教材。但是,该教材是以重言式作为命题逻辑的推出规则的,从证明论的角度讲,以这种方式处理语法推论关系是不够妥当的。而且,该教材没有讨论一阶逻辑的元逻辑性质,这不能说不是一个令人遗憾的问题。其后,北京大学出版社出版了另一位美国著名逻辑学家科庇的教科书《符号逻辑》[18]。这本教材介绍了一阶逻辑的自然演绎系统,也构建了一阶逻辑的公理系统。在讨论自然推理时,该书以真值表为基础,引入了命题逻辑的若干推理规则,详细研究了关于联结词的演绎方法,并且在此基础上介绍了量化理论、关系逻辑,以及命题逻辑和一阶函项演算的公理系统以及它们的元逻辑性质,内容丰富,论述清晰。这2部国际一流的逻辑教材和其它翻译出版的教材,对我国逻辑教材的改革,产生了深刻而且广泛的影响。例如,从人大版的《逻辑学》和以及其它优秀教材如毕富生的《数理逻辑》[19]中,可以看得到这些国外教材的影响。
从传统形式逻辑传入我国开始,我国逻辑教材经历了翻译介绍、消化吸收、自主创新的发展过程。当然,现代逻辑教材的发展也经历了这个过程。上述以现代逻辑为主的教材中,许多教材已经发展到了结合中国大学生,特别是文科大学生的特点讲述现代逻辑的知识,达到了自主创新的阶段。其中,王路的《逻辑基础》特别突出。在《逻辑基础》中,王路以非形式的方法讨论了命题逻辑和谓词逻辑的基本概念、基本原理和基本方法,其论述之清楚、事例之生动、方法之详尽、思路之清晰,在众多逻辑教材中可谓独树一帜。即使是自学者,只要用心一些,也可以轻松地跟随作者一起在一阶逻辑形式证明的大海中遨游。逻辑教材,特别是符号逻辑教材能够写到这个地步,的确是非常难得的了。这本教材,是对逻辑教材创新发展的一个典范,值得所有在大学教授现代逻辑的教师学习和借鉴。
根据我们的教学经验,在以大学文科学生为对象的逻辑教材中,以什么方式讲述现代逻辑的基础知识,培养学生什么样的眼界和意识,特别是树立什么样的逻辑观念,是关系到逻辑教学是否有成效的大问题,也是关系逻辑教学改革是否成功的大问题。王路的教材,虽然没有构建一阶逻辑的形式系统,更没有讨论系统的元逻辑性质,但是,他却通过与人们直观更为接近的方式,分析命题和推理的构成成分,运用有效推理的规则,去分析和解决人们实际思维中的关于联结词和量词的推理和证明的问题,并在这个过程中培养学生逻辑的意识和眼界,树立正确的逻辑的观念。因此,王路把逻辑理论和逻辑的应用紧密地结合在一起,以培养学生的逻辑的观念作为逻辑教学的根本目的。逻辑的具体的推演技术和方法可以上升为学生自觉的习惯,更为重要的是,通过这些推演技术和方法所养成的逻辑的意识和眼界可以内化为学生的素质。学生有了这种素质,也就培养了逻辑精神。而有了逻辑精神,那么,在求知求真的过程中他们就会思索前提和结论、论据和论题之间的联系是否是必然的,是否具有推出关系,是否符合逻辑规律,逻辑的观念从而就根深蒂固地扎进学生的思想深处,成为他们的根深蒂固的思维习惯。
王路在《逻辑基础》中提出了教材的2个使用目的:“一是搞好课堂教学,使之好教、好学、好用;二是便于自学,使之好读、好理解、好掌握。”[1]并为此采取了一系列的措施来落实这6个“好”,特别是不构建逻辑系统,只给出从前提推出结论的推理规则,让学生通过运用推理规则去进行形式证明,从而极大地简化了一阶逻辑的复杂程度。这些措施,真正体现了“数理逻辑普通逻辑化”的原则和方法。笔者认为,王路在《逻辑基础》中所做的有益的探索,就是试图让中国的逻辑教学再上一个新的台阶,达到又一个新的境界的探索。
4培养逻辑精神,突出逻辑学的社会功能就其来源来说,逻辑学来源于哲学论证、法庭辩论、数学推理等等人类的实践活动,是为人类求知求真的服务的工具。逻辑学,包括现代逻辑,也是来源于人类的实践活动,它也应当能够指导人类的实践活动,服务于人类的实践活动。更为重要的是,在逻辑学应用于人类实践活动的过程中,可以培养学生的逻辑意识或者逻辑精神,树立逻辑的观念。
实践性教学是课堂教学的延伸。实践性教学是为巩固、加深和扩展逻辑理论和逻辑应用的知识,通过各种方式使学生在思维实践中运用所学到的逻辑知识去分析问题、讨论问题、解决问题的教学方式。这种教学方式,主要由学生自主进行。通过这种教学方式,可以使学生深刻体会到逻辑学求知求真的精神实质,提高学生的学习能力和科研能力。这种教学方式,可以有如下种种表现形式。
通过组织或参与组织学生运用讲演会或论辩会的形式进行的教学活动。教师让学生自主策划讲演或论辩的题目,设计逻辑框架,寻找论据对论题进行论证、反驳和辩护,对论证进行分析、评估,教师只在必要时加以指导。这种实践性教学方式,非常有利于培养学生在实践中把逻辑知识创造性地进行应用的能力,非常有利于培养和提高学生的逻辑思维素质,树立逻辑的观念,培养求知求真的逻辑精神。
进行案例教学,也是进行实践性教学的有效方式。通过来自社会生活,主要是来自报刊杂志和互联网上的实际事例中包含的逻辑问题的分析,可以使学生深刻体会逻辑学的作用,充分理解逻辑学的社会功能。
实践性教学还可以采用让学生探讨在各门学科中是怎样根据基本概念、基本原理通过推理、论证把这些学科组织成为严密、系统的知识体系的方式进行,也可以通过让学生交流如何运用所学到的关于概念、命题、推理和论证的知识,撰写科研论文的体会和经验的方式进行。
关键词:计算思维;计算机硬件课程;教学模式
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2015)13-0125-03
Abstract: The cultivation of college students' computational thinking ability is the consensus of the computer education in colleges and universities. A method to improve the teaching mode of computer hardware courses is put forward by combining with the basic principles of computational thinking and analyzing the existing problems in the teaching mode of computer hardware courses, which provides a new way for the teaching reform of computer hardware courses.
Key words: Computational Thinking; Computer Hardware Course; Teaching Mode
1 引言
随着计算机科学与技术的发展,不同的高校开设计算机专业的课程有很大的差异,因而许多高校教师面临一些困惑。如,快速发展的计算机技术,使专业课程教学内容面临取舍问题、教学内容选择问题、学时数问题、教学与实践的学时分配问题等。2006年周以真[1]提出了“计算思维”的概念,给国内外教育工作者指明了计算机教育的目标是培养学生的计算思维能力。随后计算思维在国内外计算机界引起广泛关注,计算思维迅速成为了计算机教育研究的重要问题[2-5]。2011年四川师范大学的牟琴和谭良[6]对计算思维的研究情况做了较为详细的阐述和总结,并进一步提出展望。总体看来,教育工作者们对计算思维的理解不尽相同,甚至差别较大,但普遍认为计算机教育的核心任务是培养学生的计算思维能力,是业已形成的共识[7]。然而如何将这种共识变成完整的行之有效的方法体系,仍然需要继续探讨和坚持不懈的实践。
面对大学计算机专业的“知识空间”,战德臣、聂兰顺[8]从宏观上提出了“计算之树”描述计算技术和计算系统,并给出了一个大学计算机课程改革方案。朱亚宗[9]提出了计算思维的基本原理,包括三点:一是可计算性原理,二是形理算一体原理,三是机算设计原理。我们认为这至少从计算机的产生过程方面对计算思维的基本原理有了较为深刻的理解。本文试图结合文献[9]的计算思维的基本原理,根据计算机硬件课程的特点,提出计算机硬件课程教学改革的模式。
2 计算思维的基本原理
2.1 可计算性原理的核心是递归
计算在人类社会发展中是必不可少的工具。不过,人们一直较为直观认为:计算就是按照预定的规则,将一些原始数据变换成另一些需要的数据的处理过程。那么,按照确定的规则,将给定类型问题中的任何具体问题在有限步内完成求解,便称为这类问题是可计算的。但进入20世纪,人们发现很多问题找不到算法,例如:半群的字的问题,希尔伯特第10问题等。这时人们反思,尽管通过构造出的方法能够解决一些问题,但对计算的理解依然不明确。
美国数学家Kurt Godel于1934年提出了一般递归函数的概念,并给出了重要论断:凡算法可计算的函数都是一般递归函数,反之亦然。1936年,著名的“丘奇论点”指出算法可计算函数等同于一般递归函数或λ可定义函数。就这样,经历数学教们的努力,可计算函数有了严格数学定义,但对具体的某一步运算,选用什么初始函数和基本运算仍有不确定性。为此,Turing在“论可计算数及其在判定问题中的应用”一文中,全面分析了人的计算过程,把计算归结为最简单、最基本、最确定的操作动作,并使任何机械的程序都可以归约为这些操作动作。这种方法以一种“自动机”为基础,算法可计算函数即是这种自动机能计算的函数。后来人们将这种“自动机”称为“图灵机”。
因此,“递归”的思维是可计算性原理的核心。采用一个或多个前导元素运算后续元素,从而实现求解一系列元素。周以真教授也指出递归是计算机技术的典型特征,递归使无限的功能在有限步骤内可以描述或运行。
2.2 物理机制与计算方法对应是形理算一体关键
数学能够充分地表达各种物理规律,对物理规律有明确表达,但是同一物理规律可能有多种数学表达方法,如我们在笛卡尔坐标和极坐标下描述椭圆,就可以形成不同的表达式,这样在计算上就不等效。因此,要使数学物理的离散计算步骤完全可以上溯到形象思维层次的物理模型,计算思维必须与形象思维及抽象思维融合为一体。
2.3 机算设计原理的根本是“0-1”和“程序”思维
电子计算机的基本模型应该是计算思维的根基。众所周知,计算机的根本特征是程序存储和程序的自动执行。冯・诺依曼提出的计算机的基本机构为:计算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出5个构成部分,并确定了采用二进制和存储程序,自动执行指令,这样就充分利用了逻辑学家和电子工程师的智慧。因此,计算机的基础原理离不开“0-1”思维和“程序”思维。计算机的硬件电路由晶体管等元器件实现,再进一步组合形成逻辑门电路,然后再构造复杂的电路,从而实现计算机的复杂功能。正是硬件能够存储和执行逻辑值,0和1就是逻辑值的符号,通过0和1,把所有的操作或处理都符号化为0-1序列。这就是“0-1”思维。计算机的各种复杂的操作都是由基本操作构成的,实现系统仅仅需要若干基本操作进行组合,形成基本动作的次序,也就是程序,即是“程序”思维。
3 计算机硬件课程教学模式存在的问题
计算机硬件课程主要由模拟电子技术、数字逻辑、计算机组成原理、微机原理与接口技术、计算机体系结构、嵌入式系统6门课程。这些是计算机专业课程的重要部分,多数院校都对这些课程比较重视,但大多数学生都反映对硬件知识掌握不牢,动手实践能力不强,几乎不能理解简单硬件系统的原理,更谈不上硬件系统的分析与设计等等问题。导致这一结果的原因与教学模式有很重要的关系。
3.1 课堂教学内容无新意,难激发学生的学习兴趣
如果计算机硬件课程仅仅按照教材的组织授课,整个知识的过程是填鸭式,一灌到底,最终只能是知识堆积,给学生感到内容繁杂,难以理解,学生会渐渐失去学习兴趣。
3.2 强调理论知识,不重视实践训练,难提升思维方式
很多院校对课时量压缩,教学内容大大减少,教师在课堂上只讲解基本原理,使学生的系统分析和设计能力较弱。另外,实验课内容以验证型居多,致使学生对各个知识点的联系不清楚,缺乏独立解决问题的能力,难以建立连续的、渐进的设计思想和提升计算思维能力。
4 新型教学模式构建
结合目前计算机硬件教学上存在的问题,我们希望通过具体教学模式改革,使学生在潜移默化中将计算思维能力融入到个人解决问题的备选思考方式库中。经过四年的熏陶,会主动甚至无意中运用计算思维去解决实际问题。为此,进行如下改革。
4.1 优化教学内容组织
以计算思维为指导,保持原有的教学内容,挖掘知识模块之间的联系,重新组织和优化教学内容,理出教学内容的知识体系,找出知识脉络。这里给出模块化和系统化的教学内容组织方式。
模块化,一些具有计算思维特征的教学内容可设为知识模块。如,“0-1”模块、“存储程序”模块、并行模块、递归模块等。数字逻辑的逻辑部分和计算机组成原理的数据表示方法等内容设为“0-1”模块,数字逻辑的存储电路部分、计算机组成原理的多层次存期器系统、指令系统和微机原理与接口技术的存储器部分可视为“存储程序”模块等。同时,内容组织可以与社会环境中场景类比,使学生由浅入深地理解计算思维,丰富其联想能力,促进学生形成复合型思维。
系统化,以项目驱动的方式组织系统化的教学内容,帮助学生建立知识模块之间的联系,提高学生对计算技术与计算系统的宏观认识和理解。由项目的问题为导向,逐步探寻知识结论的思维轨迹和模式,改变陈旧的教学内容呈现型教学模式,以培养学生的思维过程为重点,加强教学深度,达到训练计算思维的目的。譬如:在讲授数字逻辑课程中,以设计一个复杂数字系统为例,为完成给定的系统,首先需要进行系统总体功能分析设计和各个部件的设计,然后分析数制与码制、逻辑门、逻辑电路设计及优化等相关主题,最后再总结归纳设计思想。
4.2 改进教学方法
教学模式改革,不仅是教学内容的优化和更新,更重要的是采用怎样的方法来实现教学目标,即是教学方法上改革。下面是我们已经过在实践应用的两种教学方法。
4.2.1 加强学生自主探究学习能力
当今,计算机网络的发展和普及,网络上的学习资源已经相当丰富,大学生有能力利用网络资源,学习并理解一部分知识。同时,翻转课堂教学是当前较好的教学方法,高校教师也应当合理地借鉴,将其融入自主探究式学习中。首先让学生提前在网络上学习一些课前的基本知识,在课堂教学中不再重复学生可以方便获取、自学的东西,多留出时间让师生交流。这样,一方面,教师可以充分发挥学生的自学能力,让学生自主完成部分学习任务;另一方面,教师可以通过课堂师生交流,使学生掌握知识的全面性和系统性,引导学生形成计算思维能力。
4.2.2 促进实验课程教学改革
当今的教育理念都倡导学生做课堂的主人,充分给学生动脑和动手机会,让他们主动获取知识;而教师的作用主要是引导学生发挥主观能动性,加强学生的实践能力,帮助学生梳理知识结构,提升学生计算思维能力。为此,对实验教学方法进行如下改革:
⑴实验进课堂。计算机硬件课程的共性是实践性强,如果单纯地以理论课的形式授课,学生会感到抽象,无法完全理解。如果能将验证性实验在课堂上演示(如:计算机组成原理的存储器实验、微机原理与接口技术的定时器、数码管显示实验等),不仅解决了学生的疑问,还活跃了课堂气氛。
⑵实验平台自行设计。目前,多数院校采用购置的实验仪安排实验内容,且安排相对固定,学生只需要插入少数连线,就可以将实验做完。这样,教师无法灵活安排实验内容,难以提高学生的实践能力,更谈不上系统掌握知识,提高思维能力。为此,购买一些最小系统开发板,自制实验平台具有较多好处。一是,可以选择最适合本校学生的软硬件资源,编制难度适中的实验内容;二是,有利于锻炼教师能力,改善教师专业素质,自制实验平台以教师主导,学生参与,共同提高;三是,成本低,功能全;四是,方便维护,改变实验仪维护周期长的问题。
4.3 改进综合评价体系
考核是评估教学目标完成程度的一种手段。通常,大学计算机课程的评价体系由平时成绩和期末成绩两部分组成。平时成绩是学生课堂出缺勤情况,占30%,而期末成绩则以测试记忆性的知识考核为主,占70%。但是,在计算机硬件课程中,这样的评价体系不仅不能全面反映学生对课程知识的掌握程度,更不可能有效地反映学生的计算思维能力,原因在于计算机硬件课程带有一定的综合设计和实践能力,试卷成绩根本无法体现学生运用知识的能力,更谈不上提高计算思维的能力和创新能力。
我们对计算机硬件课程采用综合的评价系统,一门课程的评价应由平时成绩(占10%)、平时实践成绩(体现运用和创新能力,占50%)和期末成绩(占40%)。这样不仅考虑到学生出勤情况和记忆知识的考核,更重要的是体现了学生的平时实践创新能力,这样,实践考核成绩不仅容易判别学生对计算思维的理解以及其运用能力,还能反映问题求解过程或方式方法的多样性,从而鼓励学生大胆创新。
5 总结
本文根据计算机硬件课程的特点,分析了当前计算机硬件教学模式存在的问题,提出了计算机硬件教学模式改革的方法,解决了培养计算思维能力难以落实到具体课程的难题,为计算机硬件课程教学改革提供重要参考。
参考文献:
[1] Wing J M. Computational thinking [J]. Communication of the ACM, 2006, 49(3): 33-35.
[2] CS2001 Interim Review [EB/OL] http:///cs2001/index.php?Title=main_page, 2008.
[3] Philips P. Computational thinking: A problem-solving tool for every classroom[EB/OL] http:///Resources/sub/ResourceFiles/ComputationalThinking.pdf, 2008.
[4] Bundy A. Computational thinking is pervasive[J]. Journal of Scientific and Practical Computing, Noted Reviews, 2007, 1(2): 67-69.
[5] 董荣胜, 古天龙.计算思维与计算机方法论[J].计算机科学,2009, 36(1): 1-4, 42.
[6] 牟琴, 谭良. 计算思维的研究及其进展[J].计算机科学,2011, 38(3): 10-15, 50.
[7] 陆汉权, 何钦铭, 徐镜春. 基于计算思维的大学计算机基础课程教学内容设计[J]. 中国大学教学, 2012(9): 5-58.
档案术语定义的逻辑学要求
要给概念下一个正确定义,除了必须具备被定义概念所涉及的具体科学知识,还必须遵循定义规则。形式逻辑对概念定义提出了诸多要求,只有把被定义概念所涉及的具体科学知识和定义的逻辑规则结合起来,才能给概念做出正确定义。档案术语定义同样应该符合逻辑学关于概念定义的要求。
形式逻辑首先要求定义要适度,要紧扣概念外延,定义项的外延和被定义项的外延必须完全相同,不可过宽或过窄。DA/T 1-2000关于“档案管理”这样定义:“档案的收集、整理、保管、鉴定、统计和提供利用的活动。”除了收集、整理、保管、鉴定、统计和利用,档案编目和检索也是档案管理活动中的一项内容,但“档案管理”的定义却没有对这一环节进行反映。
其次,定义项不能直接或简洁地包含被定义项,不能循环定义。DA/T 1-2000对于原件和复制件分别这样定义:原件——“最初产生的区别于复制件的原始文件。”复制件——“与原件内容相同的复制品。”定义“原件”时使用了“复制件”的概念,定义“复制件”又要通过“原件”来解释,这是比较典型的循环定义。
再次,在“属+种差”形式的概念定义中,种差需要明确所定义概念与其他并列概念区别开来的区别特征。DA/T1-2000中,6.11条“目录”的定义中明确指出目录是“由揭示档案特征的条目汇集而成并按照一定次序排列的档案检索工具”。6.11.1“案卷目录”、6.11.2“卷内文件目录”、6.11.3“案卷文件目录”、6.11.4“分类目录”等是档案目录的不同类型,其属概念是“目录”。但这些术语的定义中都采用了“按照……以一定次序编排而成的一种档案目录”的形式,“以一定次序编排”是目录的基本特征,其下位概念自然包含这种特征,不需要在下位概念的定义中进行重申。
此外,定义规则建议在内涵定义中一般不要使用否定形式。在内涵定义中使用否定,通常可以说明被定义项所反映的概念不具有某种属性,而没有说明被定义项具有什么特殊属性,不利于概念内涵的揭示。DA/T 1-2000就存在这样的定义形式,如自由标引——“不用主题词等控制工具而直接使用关键词等自然语言进行的标引”。虽然该定义可以反映概念“不用主题词等控制工具进行标引”的属性,但在可能的情况下还是应该探讨不使用否定形式定义的可能。
档案术语定义的语言学要求
定义还应该遵循语言学的规则,这是科学定义的最基本要求。符合语法是档案术语定义的最低要求。DA/T 1-2000的“鉴定”术语定义为“判定档案真伪和价值的过程。”对其进行语法分析,可以将其分解为“判定档案真伪的过程”和“判定档案价值的过程”两个句子。判定即为判断和推定,真伪是可以被判定的,但是价值是档案本身就具有的,它不应该被判定,而应该被区分,此定义改为“鉴别档案真伪和区分档案价值的过程”,似乎比标准中的定义更为妥当。同样,“档案工作”的定义一“管理档案和档案事业的活动”可以分解为“管理档案的活动”和“管理档案事业的活动”,但是根据汉语语法我们很少说管理某项事业,应该寻找更为恰当的描述方式。再如“收集”、“归档”、“移交”、“征集”、“寄存”等术语,其属概念有的为“行为”、有的为“过程”、有的为“活动”,行为、过程、活动三者之间的区别是什么?不同词语的选择是否准确揭示了被定义项的属概念?还需要对此进行认真分析。
此外,定义要尽量采用科学语言。为了清楚地揭示被定义概念的内涵和外延,必须用科学术语给概念下定义,不能使用含混不清的概念,也不能轻易地使用俗语及日常用语。DA/T 1-2000中对于“文稿”这样定义——“文件起草过程中形成的历次稿子,可分为草稿和定稿两种。”何谓“稿子”?“稿子”的内涵和外延是什么?使用这样一个含混不清的概念来定义文稿,不利于人们对文稿概念的明确。再如,“联合全宗”的定义——“由两个或两个以上立档单位形成的互有联系不易区分全宗而作为一个全宗对待的档案整体”,其中“对待”一词过于口语,使用“管理”似乎更为准确。
当然,这是笔者从挑毛病的角度对DA/T 1-2000的语法问题进行的剖析,关于语法问题的争论本身就有很大的探讨空间,在这里提出以上实例的目的就是想说明语言规范对于术语定义的重要意义。
档案术语定义及术语选择的术语学要求
定义的表述是术语学重要研究内容,由于术语自身特点及使用目的,它对术语定义提出了诸多要求,对档案术语进行定义应该建立在对术语学的基本原理和相关概念充分理解和掌握的基础之上。
1 优先术语与许用术语
从级别上,术语可以分为优先术语、许用术语和拒用术语三个等级。其中优先术语是指某概念的诸术语中作为第一选择的术语。根据《GB/T 2001标准编写规则第1部分:术语》的规定,概念的缩略形式和完整形式都可以作为许用术语,但只能选择一个作为优先术语。优先术语应选择领域内被普遍认可和广泛接受的词汇,这样既有利于保持词汇使用的历史习惯,又有利于术语的推广应用。档案工作基本术语中就存在优先术语选择不够理想的情况。档案基本门类分为文书档案、专门档案和科技档案。科技档案是科学技术档案的缩略形式,但在档案工作实践中人们往往不说“科学技术档案”,而以“科技档案”简而代之。笔者搜索了大量专业文献,发现档案理论界中也较少见到“科学技术档案”的说法,大多数情况下该概念都被称为“科技档案”。因此,该概念的优先术语应为“科技档案”,“科学技术档案”可以怍为许用术语存在。DA/T 1-2000给出的优先术语却是“科学技术档案”,标准编制十余年来该术语被认可的程度和使用频率远远不如“科技档案”这一指称。
2 单义性
单义性是术语学对于术语选择提出基本要求,指在一个学科领域中,一个术语只表述一个概念,同一概念只用同一个
术语来表述,不能有歧义。单义性原则要求术语工作中应尽量避免同义术语、同音术语、多义术语的出现,这类术语极易造成交流上的困惑。DA/T 1-2000中第8.17条“加湿”即为典型多义术语,标准对于该术语给出两个定义(a增加档案库房内相对湿度的方法;b将过于干燥和易碎文件放在蒸汽室或有潮湿空气的容器内,使之逐步吸收水分以增加柔性的方法),表达了两个概念,这必然会给档案领域的业务交流带来一定困扰。虽然“加湿”这个术语演变为多义术语有很多客观原因,对其进行指称的分离存在一定困难,但单义性依然是术语标准化和规范化的追求目标。
3 系统性
在由若干个定义组成的定义系统中,各个定义之间存在着彼此相互联系的性质,这就是定义的系统性。定义的系统性源于概念的系统性,在同一领域中,概念和概念之间存在着密切的逻辑联系。一般情况下,定义应体现概念之间的这种关系,术语学认为术语定义的优选结构是:定义=上位概念+用于区分所定义的概念同其他并列概念间的区别特征。这样概念的属种关系、并列关系等能够得到很好的体现。DA/T 1-2000中的大部分定义体现了概念的系统性,有利于使用者对档案学宏观的概念体系进行掌握。如,“人名索引”、“地名索引”、“文号索引”等术语采取了相同的定义形式,以“档案索引”作为共同的上位概念,通过索引所建立的依据的不同体现三种索引之间的区别特征,这样就很好地体现了“人名索引”、“地名索引”、“文号索引”之间的并列关系,以及于“索引”这一概念的属种关系。
4 简明性
简明性是术语标准定义的基本撰写要求,包括“除指明上位概念外,只需写明区别特征”;不应采用“用于描述……的术语”、“表示……的术语”的说明形式,一般不以专指性的词语开始,如“该”、“即”、“指”等;除非必要,不包含解释说明性的文字等,简明性要求有利于术语的使用和推广。DA/T 1-2000关于卷内文件目录是这样定义的——“登录卷内文件题名和其他特征并固定文件排列次序的表格,排列在卷内文件之前”。排列在卷内文件之前并不是卷内文件目录区别于其他表格的本质特征,这一句似有多余。关于“适宜性原则”,DA/T 1-2000定义如下——“档案修复工作应遵循的原则之一,即所用修复材料必须有最适宜的强度和特性。”这个定义指明了适宜性原则的地位和要求,但从形式上看不符合术语定义的简明性原则。存在同样问题的还有“相似性原则”、“可进性原则”“卷内文件备考表”等术语。可见DA/T 1-2000对于术语定义的简明性原则没有给予足够的重视。
5 协调性
关键词:正当性的证明 法律论证 修辞学 可接受性
一、判决正当性的衡量因素
(一)判决正当性的内涵
判决的正当性部分它包含着合法性与合理性两个层次的内容。合法性是正当性的表层要求,是一种形式上的正义,而合理性则是正当性的深层要求,属于实质正义的范畴。法律论证作为方法论的一种,为司法裁判提供合法性、合理性的理论依据。
1.合法性
合法性对于法律论证而言是追求正当性的基本前提,合法性顾名思义,即合乎法律的要求。法律论证的合法性在我国是指合制定法性。①具体而言,是指在认定案件事实、寻找法律规范、做出判决时都必须以制定法为依据,在论证法律规范与案件事实有无涵摄关系时,要以整个法律体系为基准。合法性之所以如此重要,是因为司法裁判离不开对法律进行搜索和适用,或者我们可以说法律论证自始至终是根据(通过) 法律进行的论证,都是在现行的有效法秩序内进行的,现行有效的法为司法过程中的法律论证提供了一个大致的场域。②相应的判决中法律论证的合法性,当是指法律论证在现行有效法的场域内进行, 也就是说要在现行有效法的秩序内找到制定法上的根据。若在现行有效法的秩序内找不到制定法根据,而法院又不能拒绝裁判,则需要通过合理性等更高一层次的要求去理解和把握案情,使判决正当化。
2.合理性
合理性则是正当性的深层要求,属于实质正义的范畴,裁判的法律效力在直观的层面来自于合法性,实质上则由裁判的合理性所决定。合理性,在法律有明确规定的时候,法官要说明他是依据法律作出判决的。当法律规定不明确或含义模糊时,法官需要对之进行解释。法律解释首先依据的也是制定法规范,根据法律层层解释、说明,以论证其判决的合法性。当没有明的法律规定可用来解释那些含义模糊的条文时,则要依靠其他标准来论证,也就是要进行合理性论证。当然合理性也必须合法, 这个"理"不能与法律相悖。这里的理也包括逻辑合理性,逻辑合理性的必要条件要通过形式正义要件来证明,这样,类似案件就应该被同等对待。法官在对具体个案进行法律论证时,也会综合运用价值分析方法、经济分析方法、社会分析方法使其对案件进行的裁决具有合理性。
合理性较之于合法性的优势在于,符合合理性的判决往往更加贴合具体个案的社会正义需求。
(二)判决正当性之需与法律论证之能
司法裁判是法院行使审判权审理各类案件的具有公权力性质的行为,司法裁判的社会效果与法律的公信立息息相关。符合正当性要求的裁判会带来良好的法律宣传、教育的社会效果,相反,如果是违背法律初衷的、不符合正当性要求的裁判就会将法律推向"恶法"的位置,使法律在法治社会失去应有的威信。
判决何以达到正当性之证明,笔者认为法律论证作为一种规范论证,主要在于证明某种法律规范适用的正当性。法律论证是建立在命题学基础之上的,所谓命题学也即命题逻辑,陈金钊认为"命题学强调任何命题都必须是证成的,必须经得起理性追问,因而证成某一命题必须经过全面的论证。"法律论证就是把命题学的基本原理应用到司法实践中,实际上等于承认法官用于判案的法律不是现成的法律,而是经过法律人面对个案进行论证后的规范,已有的法律仅仅是论证的依据。它能有效地驳斥法官判案是一种强权者的强盗式裁判的观念,对于正当判决有重大意义。法律论证之所以能在一定程度上或很大程度上来规范裁判,导向正当性,是因为其将法官裁判的整个过程充分呈现,以达到裁判正当性的证明。
二、正当性证立之途径
笔者借鉴国内外学者对证立途径的研究,总结出对法律论证的研究主要是运用逻辑、修辞、对话三大类方法进行的③,但修辞和对话两种方法由于其存在互相交叉融合的部分,因此笔者将两者结合起来论述。
(一)逻辑学的方法--合法性的证成
逻辑有效性是论证方法所追求的逻辑标准。逻辑有效性关心的是,法律论证在逻辑学上是否说的通,对案件事实的分析过程,对法律的适用过程法律论证是否复合逻辑。毋庸置疑,法律向来和逻辑具有密不可分的关系,这是因为理性与逻辑似乎有着深厚的历史渊源。从"逻辑"一词来看,它本身就来源于古希腊语logos(逻各斯),意为"说",后来又有了"理性"、"理念"等含义④。逻辑对分析法律论证的重要性在于,它从逻辑的视角,促成了基于证立论述的重构。
逻辑有效性显然是从逻辑方法上去论证,而所谓逻辑的方法,在典型意义上指的是形式逻辑。司法三段论是形式逻辑的主要代表。或者说逻辑有效性通常通过三段论的形式表现。⑤三段论是由两个包含着一个共同项的性质判断推出一个新的性质判断的推理,由于三段论逻辑必须遵循同一律、排中律、矛盾律、充足理由律要求,因此其在形式上具有很强的直观说服力。⑥同时另一个更重要的原因是,在早期的司法理论中,由于受概念法学的影响,人们认为法官是机械的"售货机"。司法的功能只是适用法律,通过涵摄模式将一个普适性的法律规则运用到具体的案件中,然后得出判决。
逻辑方法的优点在于,逻辑学因其遵循严谨的逻辑准则而符合了合法性论证的要求。我们知道在论证当中,法律主体依据逻辑规则和法律规则进行说理和证明,这不仅具有逻辑上的说服力,而且也具有法律上的正当性。一是由抽象(一般)到具体(特殊)的思维形式。反映的思维特点是抽象思维具体化,其运用的思维方法是演绎法。演绎推理在司法裁决中的应用,具体表现为:以国家制定的法律规范作为大前提,以案件事实作为小前提,推出案件的处理结果(结论)。在成文法国家,演绎推理是最为通用的法律推理形式,这种逻辑结构形式被称之为逻辑"三段论"。三段论能用于连结该一般规则与具体案件。法律规则表述在大前提中,同时小前提表明某具体案件受该规则调整。结论则表明适用于大前提案件类型的谓语项,同样也适用于小前提中的案件。三段论的推理论证形式完全是在制定法的要求下一步步进行,因此其得出的结论当然也符合制定法的要求。
(二)修辞学和对话的方法--合理性的证成
法律论证理论的发展正是从逻辑学领域起步的,之后逐渐扩展到修辞学和对话理论的领域。
1.修辞学的方法
佩雷尔曼的新修辞学理论在批判逻辑学方法的基础上,反对分析推理的无限扩张,强调论辩推理的作用,恢复了修辞学传统。⑦修辞从根本上讲是一种论辩的艺术,它并不十分关心命题的真或必然性,而是关注命题的可信性和其论辩的说服力。
判决书不仅仅是被动表现裁判过程及裁判的正当性,而且也是由其撰写者--法官去构建裁判正当性的过程。所谓正当的裁判--如果按照拉伦兹(Larenz)的观点--"对民事法官而言,'正当的'的案件裁判意指:考虑到双方当事人合理的愿望,促成利益均衡的情况,因此,每一方当事人(只要他也合理地考量他方的利益)都能接受的裁判。"⑧对于这个观点,需要说明的是,这个判断是否为正当的裁判取决于一个中立的旁观者的立场,或者说,这个裁判结果对于旁观者来说,可以根据合理性要求而被接受。这里所指的裁判结果的"可接受性"并非是一种事实上的可接受性,而是一种理念上的可接受性。
可接受性强调的是论证过程中对"听众"的说服,这里的听众可以是当事人可以是律师,甚至还可以是法官自己。因此,对于这是个敞开的论证范围,用修辞(即论辩)的方法去论证法律适用的正确性。听众的范围除了律师、法官、当事人之外,法官还必须接受特殊听众(比如法律职业共同体)的评价,也要接受普遍社会公众的评价和质疑。在一定程度上,法律论证理论所注重的可接受性取决于论辩本身对听众所产生的效果。论辩的目的旨在说服人。而说服的功能在于指出"好的正当理由"。法律说理应是社会说理的一种形式,其强度由社会上所能接受的法律论点和法律命题所决定。因此,人们对法律过程的理解就超出了传统上所理解的单纯的形式推理,而融入了修辞论辩的成分。
2.对话的方法
对话方法作为通过论证而实现可接受性的重要途径之一,其主要特征是将有关的参与人纳入到特定的程序中,在进行了充分的论证和辩论之后形成尽可能使各方接受的意见。从这一特性不难发现,对话的方法和修辞的方法有血多相似之处,比如都强调论辩的作用和结果的可接受性。但对话方法更加注重程序性的要求,它试图构建论辩的具体程序性框,从而把论辩的形式具体化,为各种实体性的方法(包括法律论证的方法)提供了运行的平台。对话方法所要求的真诚目标能够使得当事人表达出真实的意见,经过对话程序就能够尽量使得双方的意见形成妥协和调和,当然,其中所蕴涵的宣泄的能量也是不可忽视的。
3.修辞、对话的结合--合理性的证成
在整合各方要求的基础上,法官通过修辞和对话方法的结合应用,注重可接受性的评价标准,从而法律带来了正义、衡平、效果等价值。具体而言,就是在判决过程中,法官使律师、当事人及其他诉讼参与人各抒己见,发表自己对法律、对事实的认识,以寻求解决纠纷的方案。这是一论证或议论的过程,法官的作用是引导和组织,其最终决断的形成应建立在充分考虑其他参与人的论证观点的基础上,根据法律及法律精神,做出可以被各方接受的裁决。
在这个过程中,法官把实践合理性的证成看成是一种找寻可普遍化规范的过程。⑨在裁判中,我们可以认为旁观者对于法官判决是否合理的判断取决于法官的论证是否具有合理的可接受性,法官论证的合理性是一种语用的合理性;并且,法官在说明其裁判的理由时,可以是一种规则或信念(合理性的经典模型),也可以是一种实践能力或者是行动者本身的明智(合理性的判断模式)。⑩这两种模型并非是非此即彼的,而是一种论证的方式,前者是一种评价的合理性讨论,它考察法官是否依据了其应依据的法律规则或原则作出判决,而后者则是一种实践的合理性与逻辑合理性,它关注法官作出的判断是否明智。
三、结语
法律论证是对法律命题(或法律判断)的证立过程,是一个说服听众、讲法说理的过程。法官判案并不能任意拿出现成的法律径行判决,而必须为自己的裁判行为找到正当理由,法官在做出判决以前,必须首先说服自己,并在说服自己的同时说服他人。就算是在最简单的案件中,法官也应清楚地知道为什么运用此条文而没有运用彼条文来判决案件。这意味着复杂或疑难案件更得用论证的方法来说明决断的理由。把构建推理前提作为法律论证的目标,并不意味着事实问题不需要论证,而仅仅意味着传统法学对此-即在诉讼过程中已有各种证明责任的分配理论及证明过程理论等-已给予了研究。
注释:
①赵玉增:《司法过程中法律论证的合法性》,《山东警察学院学报》2005年第2期。
②陈金钊:《法律论证及其意义》,《河南省政法管理干部学院学报》2004年第4期。
③荷兰学者菲特丽丝将法律论证的方法区分为三种:逻辑学方法、修辞学方法、对话的方法。参见[荷]伊芙琳・T・菲特丽丝:《法律论证原理--司法裁决之证立理论概览》,张其山、焦宝乾、夏贞鹏译,戚渊校,商务印书馆2005年版,第11-17页。此外,德国法学家Neumann也认为,许多学者在使用"法律论证"这一术语时,含义并不明确,但可以归为三大类:逻辑证明的理论、类观点一修辞学的构想、理性言说的理论。
④Aristotle,Posterior Analytics:《Fundarnentals of AtgumentationTheory》,《Lawrence Erlbaum Associates》,1996.
⑤但需注意的是这里所讲的逻辑方法,并不是宽泛意义上的逻辑,而专指演绎逻辑。也即通常所讲的三段论。
⑥李秀群:《法律论证的正当性标准》,《山东警察学院学报》2005年第1期。
⑦ [比利时]佩雷尔曼:《法律推理》,朱庆育译,山东人民出版社2003年版,第139页。
⑧[德]拉伦兹:《法学方法论》,陈爱娥译,商务印书馆2003年版,第167页。
⑨这个可普遍化规范便是语用学规则,语用规则可参照哈贝马斯的语用规则。
【关键词】康德哲学/非欧几何/狭义相对论/批判精神
【正文】
20世纪早期可谓科学史上罕有的黄金时代。其间,现代物理学的两大支柱——相对论和量子力学相继创立,由此不仅为物理学提供了新的范式,而且为人类的整个自然观带来了重大变革。赞叹之余,我们更应细察这些科学思想的源流,从而发现通向未来的重要启迪。这就必然把我们带到19世纪后半叶这一令德国人为之骄傲的时代,尤其是在被誉为“德国科学的帝国首相”的亥姆霍兹身上,我们将会发现导向20世纪物理学革命的一系列重要思想。
一追踪“先天”空间形式的世俗血统
在人类文明史上,数学因其在我们的整个知识体系中的特殊地位而与哲学有着非同寻常的关系。对数学基本问题的思考不仅是推动数学发展的重要动力,而且也使数学的内容不断深化和发展。从柏拉图到康德的哲学唯理论流派就把数学当作自己重要的理论基石,欧氏几何学曾被康德看作是存在先天综合判断的根本依据之一。“经验论哲学家们则反对这一论证,结果都失败了;唯理论者有数学家站在他的一边,要反对他的逻辑,似乎是没有希望的。非欧几何发现之后,情况为之逆转。”[1]经验主义思潮随开始盛行。对于认识论的这次重大革命,亥姆霍兹功不可没。
从其科学生涯的早期,亥姆霍兹就致力于对数学、物理学基本概念的哲学分析和批判考察。在他看来,自然科学与逻辑学在思维方式上是根本不同的。因为在作为“哲学的一部分的逻辑学中,关于大前提及小前提的起源问题一般是没有说明的,……传统逻辑把自己限于那种方式、方法,由这种方式、方法你就能从已知的和给定的命题推出新命题,即一个人如何从三段论中推出命题。它并没有给出我们如何达到最初命题的大前提和小前提的任何信息。一般说来,这正是由一位未知的权威所给的命题。”[2]而自然科学的程序则恰恰相反,它的目的在于获得先前未知的知识,这些知识是不能由任何权威给出的。正是那些先前不知道的命题,形成了自然科学的主要部分及最重要的部分。按照这种精神,对于一个理论来说,亥姆霍兹最为关注的必然是对其前提及基本原理的批判性审查,并进而揭示出它们的“世俗血统”,这正是他科学与哲学研究的突出特色,也是一切富有创造性的杰出科学家及哲学家所共有的优秀品格。因此,从其对生理光学的研究到对一般空间知觉的起源和本性的沉思,再到对几何学及算术公理之基础的批判性考察就成了亥姆霍兹科学与哲学探索的必然发展趋势。
早在1857年给其父亲的信中,亥姆霍兹就明确谈到:“我正感到某些问题急需特别处理的必要性。就我所知,还没有任何一位现代哲学家着手处理这些问题,它们全部属于康德所探讨的先验概念的范围。例如几何学原理和力学原理的起源问题,以及我们必须逻辑地把实在归诸于物质和力这两个抽象概念的理由。其次是来自类比的无意识推理的规律,由此规律我们才从感觉进到知觉。我清楚地认识到这些只有通过哲学探讨才能被解决,也才是可能解决的,以致我感到对更深奥的哲学知识的迫切需要。”[3]但另一方面,他也深知解决这些重大问题决不能像前人那样单靠纯思辨的方法,否则就会重蹈覆辙。随之,亥姆霍兹对感官生理学、特别是生理光学及知觉的起源与本性进行了长期的深入研究,直到1866年才真正转向几何学公理及算术公理之基础的研究。
在亥姆霍兹看来,像几何学这样的科学可以存在,而且按它的方式被建构起来这一事实,已经必然地引起每个对认识论问题感兴趣的人的关注。我们的知识中没有别的学科像几何学那样似乎是现成地出现的。在这方面,它完全避开了其它的自然科学学科必须做的那种收集经验材料的繁琐任务,以致它的程序的形式是唯一地演绎的,结论来自结论,并且谁都不最终地怀疑这些几何定理对现实世界的有效性,从而使得几何学总是被当作令人叹服的例子去证明,不必借助经验我们也能获得关于实在内容的命题的知识,特别是被康德当成了存在先天综合判断的根据,这是不符合批判精神的。亥姆霍兹要进一步对这些所谓的“自明公理”进行批判考察,其目标在于“给出有关几何公理,它们与经验的关系以及用其他公理代替原有公理的逻辑可能性的最新研究成果的一种解释。”[4]
那么,欧氏几何所隐含的基本事实是什么呢?亥姆霍兹的分析表明,欧氏几何的所有证明的基础都在于确立相关的线、角、平面图形及立体图形的叠合。只有当两个图形完全重合时,它们才是相等的。对之作进一步的分析将会发现,为了使两个图形相等,必须把一个图形移向另一个图形。但是如何移动呢?答案无疑是要保证移动过程中图形保持不变,这相当于移动一个不变的刚体。显然,这里隐含的公设是不变刚体的存在,而这个概念是来自对自然物体所显现的物理的或化学的特性的抽象。如果刚体或质点系统不能形状不变地相互移动,如果几何图形的叠合不是一个独立于一切运动的事实,我们就不能谈论全等,也不会有空间测量的可能性。因而,对欧氏几何来说,首要的是全等概念,而不是两点间的最短线,这就是亥姆霍兹基于事实的分析而非解析的准则所得到的一个重要结论。正如他在谈到这一点时所说:“我的出发点是一切最初的空间测量都是基于对全等的观察。显然,光作为直线的性质是一个物理事实,它受到其它领域的特定实验的支持,对于可以获得对几何公理的精确性充分确信的盲人来说,光的这一特性是绝对不重要的。”[5]因为盲人不借助光的直线性也能理解欧氏几何学,但盲人并非通过触觉没有领悟全等。
亥姆霍兹认为,Riemann的解析方法的不足之处在于它没有反映出我们的空间概念所必须的经验部分。而他自己的目标则在于以确立重合为起点,去假定空间测量的可能性并进而探求多维空间的一般解析表达式,这就意味着经验地得到了几何公理。在谈到与Riemann的研究思路的重大区别时,亥姆霍兹指出:“我自己达到同样的考虑部分地来自对于颜色的空间描述的研究,部分地通过对以视野中的测量为目的的视觉估计之起源的研究。Riemann从描述空间中无限接近的两点间距离的一般解析表达式开始,由此导出了关于不变的空间结构的自由运动定理,而我则从观察事实出发,这一事实即不变的空间构形在我们空间中运动的自由性是可能的,并且我由这一事实导出了较Riemann当作公理的解析表达式的必然性。以下就是我的计算所基于的假定:(a)关于空间的连续性和维数;(b)可动刚体的存在,它是通过叠合而进行空间测量的比较时所必需的;(c)这种刚体的可自由运动特性,由(b)(c)两点可保证两个空间图形的叠合与其所在的空间位置无关;(d)刚体的旋转不变性。”[6]亥姆霍兹认为,这四个假定都是普通几何所具有的,“尽管以上假定没有关于直线和平面的存在的公理及平行线公理,它也是完备的和自足的,并且从理论上看,它具有完备性和易于检验的优点。”[7]
从以上四个假设出发,亥姆霍兹达到了Riemann的研究起点,即N维空间中扩展了的毕达哥拉斯定理。如令维数为三,并假定空间是无限扩展的,就只有欧氏空间是可能的。也就是说,欧氏空间只是满足叠合条件的不同类型的空间中的一种。这些空间包括球面空间和伪球面空间,它们也是可设想的无矛盾的几何学。
那么,为什么我们接受了欧氏几何,而没有接受其它可能形式的非欧几何呢?为此,亥姆霍兹认为必须首先研究可想象的和可知觉的东西之间的关系,并进一步从中发现新的准则,以便用于有关几何学的特殊考虑,从而区别出空间知觉中的先天因素和后天因素。他先后研究了假想的二维生物在平面、球面及椭球面上所产生的几何学。从而得出结论:欧氏几何学之所以是我们周围实在世界的几何学,这没有什么可奇怪的,因为我们的视觉观念已经变得与这一环境相适应,因而也服从欧氏几何定律。如果生活在另一种几何结构不同的环境中,我们就会与新的环境相适应,学会看非欧几里德式的三角形,会觉得三角形的内角和不等于180度是正常的,我们也将学会用被那个世界的刚体所定义的一致性来测量距离。也就是说,欧氏几何的优先权是古老习惯的产物,它的基础在于我们的物质环境的欧几里德特性,我们由之认识几何关系的物理实体——刚体和光线在结构上是与欧氏几何定律相一致的,这种经验事实正是这类习惯的源泉。因而,康德意义上的终极范畴是不存在的,它所被赋予的确定性和固有的必然性也是虚幻的。由此,空间直观的“世俗血统”显然无疑其基础受到了根本性的动摇。一场新的认识论革命即将到来,它的目标正是对那些被赋予先天性的基本概念进行彻底地批判和清洗。马赫及赫兹的力学批判正是这一革命的重要组成部分,相对论的创立则是这一认识论革命的重大成果。在爱因斯坦看来,如果没有亥姆霍兹的非欧几何思想,就不可能通向相对论。
二爱因斯坦:“时间是可疑的”
众所周知,爱因斯坦是完成人类时空观根本变革的伟大哲人——科学家。他的青年时期正值追寻科学原理之基础的英雄时代,而善于从思想起源对基本概念进行批判性考察恰是爱因斯坦成功的关键,这与亥姆霍兹不无重大关系。
正如爱因斯坦多次谈到的那样:还在苏黎世联邦工业大学学习时,他就利用课余时间认真研读了亥姆霍兹、玻耳兹曼、赫兹等人的论著,特别是亥姆霍兹的五卷本《理论物理学讲义》使他受益匪浅。其中的第一卷有一半讲的都是哲学和认识论,具体实验却很少提及,甚至连那个在他的赞同下首次完成的迈克尔逊实验都未提及。正是这套讲义加强了爱因斯坦的批判意识及研究认识论的自觉性。当谈及这段经历时,爱因斯坦不无感慨地说:“在那里我有几位卓越的老师(比如胡尔维兹(A.Hurwitz)、明可夫斯基(H.Minkowski)),所以照理说,我应在数学方面得到深造。可是我大部分时间却是在物理实验室里工作,迷恋于同经验直接接触。其余时间,则主要用于在家里阅读基尔霍夫(G.R.Kirchhoff)、亥姆霍兹(H.L.F.vonHelmholtz)、赫兹(H.R.Hertz)等人的著作。”[8]大学毕业后,在伯尔尼专利局做试用检验员的爱因斯坦与C·哈比希特、M·索洛文三人组成了奥林比亚科学院,其中研读和讨论包括亥姆霍兹在内的大师们的著作是科学院的主要活动之一。因而,亥姆霍兹对于几何学、数学及力学基本概念的批判对爱因斯坦的认识论及其对康德哲学的看法有着直接影响。
在爱因斯坦看来,康德哲学中最重要的东西是他所说的构成科学的先验概念,而承认先验综合判断的存在则是他设下的圈套。[9]事实上,康德在那些作为任何思维的必要前提的基本概念与来自经验的概念间所作的根本性区分是不正确的,其原因在于康德只强调了那些基本概念的有效性而忘记了它们的世俗来源,从而它们就会被看作是一成不变的既定的东西,并打上“思维的必然性”、“先验地给予”等等烙印。康德正是这样去看欧氏几何的。正如爱因斯坦在“物理学与实在”一文中所指出的那样:“欧几里德几何的纯逻辑的(公理学的)表示,固然有较大的简单性和明确性这个优点,可是它为此所付出的代价是放弃概念构造同感觉经验之间的联系,而几何学对于物理学的意义仅仅是建筑在这种联系之上的。致命的错误在于:认为先于一切经验的逻辑必然性是欧几里德几何的基础,而空间概念是从属于它的。这个致命错误是由这样的事实所引起的:欧几里德几何的公理构造所依据的经验基础已被遗忘了。”[10]既然“先天”空间形式已不可能,“先天的”时间形式还成立吗?这便是相对论的诞生必须突破的一道难关。在放弃了许多无效的尝试之后,爱因斯坦终于醒悟到:“时间是可疑的。”谈到这一点时,爱因斯坦特别强调了休谟和马赫的影响,在他看来:“只要时间的绝对性或同时性的绝对性这条公理不知不觉地留在潜意识里。那么任何想令人满意地澄清这个悖论的尝试,都是注定要失败的。清楚地认识这条公理以及它的任意性,实际上就意味着问题的解决。对于发现这个中心点所需要的思想,就我的情况来说,特别是由于阅读了戴维·休谟和恩斯特·马赫的哲学著作而得到决定性的进展。”[11]这里并未提到亥姆霍兹的作用。的确,亥姆霍兹由于认识到“时间”观念的复杂性而更关注于空间观念的批判性考察。但这种批判对相对论的创立同样有着至关重要的作用。其影响并不亚于马赫那“坚不可摧的怀疑论”。[12]在谈到非欧几何与物理学时爱因斯坦也指出:“物理世界的几何究竟是怎样的?它究竟是欧几里德式的还是任何别种的?许多人都争论过这个问题有没有意义。为了说明这种争论,必须在下面两种观点中彻底坚持一种。第一种观点,同意几何‘体’实际上体现着物理固体,当然,这只要固体遵守那些关于温度、机械应力等等已知的规定就行了。这是从事实际工作的实验物理学家的观点。如果几何的‘截段’,同自然界的一定客体相对应,那么几何的一切命题也都具有说明现实物体的性质。这种观点亥姆霍兹说得最明白,可以补充一句:要是没有这种观点,实际上就不可能通向相对论”。[13]对此应怎样理解呢?如果我们深入考察亥姆霍兹的非欧几何思想,我们将发现,其中不仅仅有对先天空间形式的批判,而且包含着关于“空间”相等的一种操作定义,从而为建立新的时空观指明了方向。
在有关空间知觉的早期研究中,亥姆霍兹就指出,我们对各种空间形状、距离及空间关系的知识的获得都是通过我们的身体或简单仪器的操作及实验而达到的。他关于非欧几何的探讨是通过空间中刚体的运动而进行的,而其中的相等关系正是由刚体向它的比较对象发生的真实运动来作出操作定义的。关于空间间隔的测量,必须首先对作为测量标准的刚体的某些特性给出明确规定,此后测量的意义就由这个作为标准的刚体的重复操作而确定。也就是说,康德意义上的那种绝对普遍而必然的几何学并不存在,只有与关于等同性的操作定义相关的几何学。按着这一观点,爱因斯坦在长时间的沉思之后,对时间概念提出了类似思考:同时性也没有任何绝对意义,它只能在一个确定的操作定义之上讨论,即同时性的爱因斯坦定义。
在“论动体的电动力学”这一划时代论文中,爱因斯坦基于对电动力学所导致的不对称现象的深刻分析和长达十年之久的追光悖论的沉思,首先提出了相对性原理和光速不变原理这两个公设。在随后的运动学部分,爱因斯坦首先给出了同时性的操作定义,从而使得“同时性”概念不仅摆脱先验色彩和直觉性,而且使它与经验建立了密不可分的联系,其结论是同时性的相对性。这个突破之后,先前的极大困难就迎刃而解了,时间的相对性和空间的相对性以及新的时空变换都不过是同时性的相对性的必然结果。这便是该文的运动学部分所提供的狭义相对论的完整的基本原理。
三从亥姆霍兹到爱因斯坦:富有批判精神的优良传统
科学哲学家赖欣巴哈在谈到相对论的哲学意义时曾指出:“我们把几何学问题的哲学说明归功于亥姆霍兹。他看出物理几何依赖于刚体全等的定义,并因此推得,物理几何本质的清楚说明在逻辑上比几十年之后发展起来的彭加勒的约定论更优越。又是亥姆霍兹,借助于形象化是有关固体和光线的经验结果这一发现,澄清了非欧几何的直观说明。……亥姆霍兹不能成功地劝服他的同代人脱离康德的时空先验论并不是他的错误。只有很少的专家知道他的哲学观点。当由于爱因斯坦的理论使公众的兴趣转向这些问题时,哲学家便开始让步并脱离了康德的先验论”。[14]我们认为,其中的“哲学说明”是指亥姆霍兹的思维和方法在本质上是哲学的,即对基本概念和理论前提进行彻底的批判考察,这正是康德哲学所富有的批判精神。正如海涅谈到康德的《纯粹理性批判》在德国引起的哲学热潮时所说:“康德引起这次巨大的精神运动,与其说是通过他的著作的内容,倒不如说是通过在他著作中的那种批判精神,那种现在已经渗入于一切科学之中的批判精神。所有学科都受到了它的侵袭。……德国被康德引入了哲学的道路,因此哲学变成了一件民族的事业。一群出色的大思想家突然出现在德国的国土上,就像用魔法呼唤出来的一样。”[15]的确,在康德之后,出现了费希特、谢林和黑格尔,他们沿着唯心主义道路进一步发展了康德哲学。与之不同的是,稍后的一大批德国杰出的科学家走的是另外一条以实证科学去解释和发展康德哲学的道路,其结果是康德哲学的许多结论得到了改造,但就其精神本质而论,则是对康德哲学的精神——批判精神的真正继承与发扬,这也正是德国科学的优秀传统的突出特点。这后一条道路的开拓者正是亥姆霍兹,他也因而被看作新康德主义的领导者和科学哲学的先驱者。赫兹、普朗克、爱因斯坦则是他的直接传人。他们的思维在本质上是哲学的思维,他们既是科学家,也是哲学家。在此,富有批判精神的文化传统发挥着重要的助长剂和催化剂的作用。爱因斯坦对此深有感触,他认为:“使青年人发展批判的独立思考,对于有价值的教育也是生命攸关的。”[16]
以上探讨不免使我们联想到中国教育的现状。我们的课堂、教材灌入给青少年的都是无血无肉的死的东西,知识技能化的倾向愈演愈烈,科学精神、科学思想丧失殆尽。由此,怎么能培育出世界级的科学大师呢?这或许可算作我们从本文得到的一个重要启示吧!
【参考文献】
[1]赖欣巴哈.科学哲学的兴起[M].北京:商务印书馆,1983.112.
[2]Helmholtz:VorlesungenuberTheorerischePhydsik,Bd.I,Leipzig,1897.S.5-6.
[3]L.Koenigsberger:HermannvonHelmholtz,Oxford,1906.P.160.
[4][5]Helmholtz:EpistemologicalWritings,Boston,1997,P.2;P.39.
[6][7]Helmholtz:WissenschaftlicheAbhandlungen,Leigzig,1868,S.621.S.616.
[8][9][10][11][13]爱因斯坦文集(第一卷)[M].北京:商务印书馆,1983.7、104、349、24、207.
[12]A·I·米勒.科学思维中的意象[M].武汉:湖北教育出版社,1991.104.
[14]AlbertEinstein:Philosopher--Scientist,EditedbyP.A.Schilpp,NewYork,1949,P.304.
刘 钢
摘要:“信息”的哲学问题由来已久,但一直未引起哲学界真正重视。最近西方哲学界提出“信息哲学”(philosophy of information, 简称PI)研究纲领,把“信息”作为哲学基本概念列入研究范畴,认为它和存在、知识、意义具有同等重要的基础性地位。哲学面临着信息转向。本文将着重介绍信息哲学这门新兴的、具有交叉科学性质的哲学学科是如何成为可能的。
关键词:信息;信息哲学;信息转向;研究纲领
一、前 言
二、信息哲学兴起的背景
20世纪下半叶以来,以信息技术为主导的“大技术”(包括遗传基因工程和太空技术等)日益显示出强大的生命力。过去的50多年,无论是理论方面,如信息论、控制论、系统论等、还是应用方面,如从晶体管电子计算机到今天的互联网,无不与信息相关。具体说来,科学技术发展的图景呈现出科学“转向”技术的趋势。结果是将人类带入信息社会。信息社会使人们的生存方式发生了巨大变革。纵观人类文明史,可以说没有任何技术向信息技术那样对人类社会产生如此巨大的影响。
然而,盛行于英美的分析哲学却没有跟上时代的步伐,在上个世纪最后25年走向衰落。主要是因为它的批判功能遭到了抛弃,致使科学主义在许多哲学分支成为主导力量,其结果便是“哲学再次被普遍地看作是科学的延伸。”(Hacker 2001),也就是说,哲学渐渐变成科学的附庸,甚至成了科学的“婢女”和“小工”。然而,正如维特根斯坦所指出的,哲学或者在科学之上,像科学的女皇(这个时代科学家认为已经一去不返了),或者位于科学之下,为科学廓清道路、奠定基础。然而,无论是在科学之上或是在科学之下,“哲学都不是与科学比肩的学问。”(Wittgenstein 1997) 实际上,世界以及对世界的科学描述越复杂,哲学的话语水平也就必须越基本,只有这样才能使哲学自身保持一种超越、批判和反思的地位,这才是哲学的理由。
哲学对信息技术的反思主要基于两条进路,在与社会需求的互动中最终成就了信息哲学。一条是批判性的,即对技术的哲学反思,这主要始于欧陆的人文学者,尤其是现象学、存在主义、法兰克福学派以及后现代主义的哲学反思,都是非常具有深度的。同时在社会认识论、媒体理论以及应用伦理学诸多方面,也取得了相当的研究成果。另一条则属于建设性的,即沿着形式科学提出的哲学问题向前推进。譬如说,逻辑学家图灵提出人工智能问题,在哲学领域中绽放出众多奇葩,在语言哲学、心智哲学、解释学和形而上学等诸多学科都能见到人工智能的身影。数学家维纳提出的关于信息的本质问题,则对传统哲学提出了挑战。逐渐地“信息”便成为哲学的一个独特话题,信息理论的哲学方法(IPM)的广泛采用在哲学领域形成了一道独特的风景线,它的理论成果不仅具有学术价值而且还为信息社会提供了系统性论证。
三、信息哲学的发展历程
从信息的哲学问题到信息哲学并非一帆风顺,追溯它的发展历程,大致可划分为三个阶段:
(b)徘徊阶段。信息社会迎来了历史上最快的技术增长。此前没有任何一代人曾经暴露在如此异常的技术力量的加速度之下。信息和计算机网络资源利用占有绝对的地位,其现实性便是相应的社会变革和伦理责任。在主导科学和社会生活及未来的所有因素中,信息与计算机科学和信息与通信技术是最具战略意义的,信息成为社会生产与交往的重要的资源。即便如此,信息哲学依然被视为跨学科的(transdisciplinary)而非交叉科学的(interdisciplinary)。哲学界和科学界对其发展尚未做好准备;而文化和社会背景也同样。信息哲学只有在两个领域之间摇摆不定。一方面产生许多有意义的成果,但仅限于一些研究专业,如人工智能哲学、计算机伦理学等。另一方面,则作为方法论被其他领域所吸纳。这两方面的趋势为促使信息哲学成为独立的研究领域做出了进一步的贡献。
四、什么是信息哲学?
一个新的哲学研究领域一旦浮出水面之后,便成为一个边界明晰的研究领域,具有鲜明的研究纲领。弗洛里迪认为,新领域可以具有交叉科学的性质,但却必须是自主的,而不是跨学科的,即它必须能够成为一个独立的学科。要达到这一点至少需要满足以下四个条件:(Floridi 2002a)
(i)它不仅能够对正统哲学的主题做出详尽、明确和清晰的解释,而且还要对经典的“ti esti”做出同样的交代,从而使之成为一种特殊的“××哲学”(philosophy of);
(ii)新领域能够成为有效的收敛吸引子,即在这个领域产生的成果足以吸引大量的资源,包括人力的和财力的等等。这说明此领域富有生命力,使得大家乐意为之献身;
(iii)新领域要有足够的影响力,能够将各种资源聚拢起来形成合力,而且还要能够从已经成熟研究领域“挖”资源,而不是相反;
(iv)最后,新领域研究内容要极为很丰富,这样便可以组织起泾渭分明的子领域或下属学科,只有这样才能满足专业化的需求,这包括研究队伍、教学队伍以及应用领域的合理人才配置。
那么信息哲学是否满足上述四个条件呢?下面我们便具体来看一下。哲学基本上以两种方式介入“ti esti”问题,一种是现象学方式,一种是元理论方式。语言哲学和认识论是“现象学”或现象的哲学的两个例子。它们的话题分别是意义与知识,而不是语言学理论和认知科学。另一方面,物理学哲学和社会科学哲学则明显属于“元理论”的例子。它们所探讨的问题来自有组织的知识体系,这些知识体系同样也研究自然或社会现象。然而,其他一些哲学常常把现象学和元理论的旨趣相结合。譬如,数学哲学和逻辑哲学。而信息哲学,虽然它的话题很古老,但是在思想史上,成为独立的研究领域却是非常晚近的事。信息哲学像数学哲学一样,偏向现象学。它首先关心信息世界、计算和信息社会所呈现出的一阶现象的整个领域。但是,之于其自身资源的方法论批判方面,它更倾向于一种元理论方法,也就是说,它在现象学和元理论之间保持着一种必要的张力。
那么究竟什么是信息哲学?根据弗洛里迪的意见,信息哲学涉及两个方面,即(a)信息的本质研究和及其基本原理,包括它的动力学、利用和科学的批判性研究,以及(b)信息理论和计算方法论对哲学问题的详细阐述和应用。(Floridi 2002a)下面我们分别考察一下这两个方面。
定义的前半部分涉及一个新的哲学领域,它要对“ti esti”问题做出详尽、明确和清晰的解释,即追问“信息的本质是什么?”这是一个新领域的首要标志。信息哲学不同于数据通信的定量理论(信息论)的研究。从整体上看,它的任务不是要发展关于一种科学的统一理论,而是一个整合的理论体系,目的是分析、评价和解释信息的各种原理和概念,信息的动力学和利用。特别关注的是来自不同应用背景和与其他主要哲学概念,诸如存在、知识、意义等相关系统的问题。定义中“信息的动力学”指的是(i)信息环境的构成和模式,包括其系统的性质、交互的形式,内部的演化等;(ii)信息的生命周期,即各阶段信息的形式和功能的活动,从信息发生的初始到它最后的利用和可能的消失;(iii)计算,一方面指图灵机意义下的算法处理,一方面指更广意义下的信息处理。
定义的第二部分表明信息哲学不仅是一个新的领域,而且还提供了一种创新的方法论。对信息的概念本质及其动力学和利用的研究,则由信息与计算科学和信息与通信技术所提供的方法论和理论得以继续。这一视角也同样影响了其他哲学话题。信息的理论和计算方法、概念、工具和技术已经开发出来了,而且在许多哲学领域得到了应用,这些应用下面还要谈到。
总之,作为西方新兴起的一个哲学思潮,信息哲学被定义为批判性研究的哲学领域,它涉及到信息的概念本质和基本原理,包括信息的动力学、利用和科学以及对哲学问题的信息理论和计算方法论的提炼和应用。它代表一个独立的研究领域(独特的话题);它能为传统的和新的哲学话题提供一种创新的方法(原创性的方法论);它能与其他哲学分支比肩并立,为信息世界和信息社会的概念基础提供系统论证(新的理论)。
五、信息哲学的研究纲领
科学革命的实质是什么?科学进步的图像是什么?换言之,科学革命变革的主要实体是什么?科学发展的模式是什么? 国外学者对此问题做出了形形的回答。
一、国外学者的回答
波普尔(K.Popper)认为,科学是人类心灵的壮丽探险,科学的本质就在于永无止境的探索。他把“问题”作为整个科学探索的起点,运用“可否证性”(falsifiability)或“否证”(falsification)概念,提出了科学进步的四段图式;P1(问题1)TT(试探性理论) EE(消除错误) P2(问题2)。这个图式周而复始,永无止境。显然,波普尔把理论看作科学变革的实体——科学革命是科学理论的变更,因此理论是暂时的、脆弱的,它随时都可以被一次否证。
本世纪60年代初,库恩(T.Kuhn)出版了他的代表作《科学革命的结构》。在这本小册子中,库恩反对逻辑经验主义把科学的发展看成是各种货色一件件地或—批批地添加到不断加大的知识货堆上。他力主动态地、历史地看待科学的进步,把科学的发展视为常规时期和革命时期交替出现的过程。他不满意波普尔把理论看作科学变革的实体,他的科学观的核心是“范式”(paradigm)概念。库恩给范式赋予多种含义(有人统计共有21种用法),从“一种具体的科学成就”到“一组特定的信念和预想”。综而观之,它是由理论要素、心理要素以及联合这两个要素的本体论和方法论要素组成的,每一种要素内又包括五花八门的具体内容。库恩认为科学革命就是抛弃旧范式,采纳新范式。他利用范式概念建立了下述的科学发展的动态模式:前科学常规科学危机科学革命新的常规科学……
库恩开创了以科学史料为基础来考察科学哲学问题,探讨科学发展和知识增长规律的先河。继库恩之后,又有拉卡托斯、费耶阿本德、劳丹等人的学说汇入其中,形成了一股历史主义的潮流。
拉卡托斯(I. Lakotos)既不满意波普尔的否证主义,也不满意库恩范式的模糊性和选择范式的非理性标准。为了强调科学发展的连续性和科学进步的合理性,他提出了研究纲领的模式。在拉卡托斯看来,科学总是以研究纲领的形式向前发展的。科学发现和评价科学理论的基本单位是研究纲领,它是一个有结构、有层次的整体。研究纲领内部有相对稳定的“硬核”,外部是柔韧多变的“保护带”,还有一套解决疑难的机制,即助研究法(heuristic)。硬核是约定的,是作为研究纲领未来发展基础的、最普遍的基本假设和基本原理,它比范式具有更大的稳定性。保护带由各种辅助假设构成,当遇到反常或否证时,保护带可以通过调整辅助假设而达到保护硬核的目的。当研究纲领失去解释力和预测力时,它就会因逻辑的和经验的原因而碎裂,人们就会抛弃这样的退化的研究纲领,而采纳进步的研究纲领,这是科学革命的基本原理,是一个自然的新陈代谢过程。
在同库恩的论战中,费耶阿本德(P.Feyerabend)描绘了他的科学发展模式。他认为科学有一定的“韧性”,人们总能够从许多理论中选出一种可望取得成功的理论,即使遇到巨大困难时仍可加以坚持,而置大量反证于不顾。在这一点上,他不赞同波普尔关于理论总是被不断驳倒的观点。有了韧性,我们就不必用顽强的事实取消某一理论了,我们可以使用其他理论T′、T″、T″′等,即对现行的理论进行调整,这就不可避免地要接受增生原理,容许不同理论的并存。在这一点上,他又坚决反对范式的绝对统治。在费耶阿本德看来,科学之所以不断发展,正是增生与韧性相互作用的结果。
劳丹(L.Laudan)把科学看作一种解决问题、定向问题的活动。他同意理解和评价科学进步的工具是较一般的大理论,而不是单个的具体理论。他认为这种大理论不是范式或研究纲领,而是所谓的研究传统。研究传统为发展具体理论提供了一套指导方针。它们中的一些构成了一种本体论,以—般方式详细阐述研究传统所属领域中的基本实体的类型。研究传统中具体理论的作用,就是通过把经验问题还原为研究传统的本体论,来解释这些经验问题。研究传统还概括了这些实体相互作用的方式。研究传统也往往说明某种程序,它构成这一传统内的研究者所愿意接受的合法的研究方法。这些方法论原则广泛包括试验技术、理论检验和评价方式等。简而言之,研究传统就是有关领域的一组本体论和方法论的“做”与“不做”。在劳丹看来,科学革命不过是竞争着的研究传统之间的特别引人注目的一次决定性冲突所带来的研究传统此消彼长的新格局。
为了说明科学革命的实质并描绘科学进步的图像,其他西方学者也从不同的角度对库恩的范式论进行了批判、修正和改造。例如;尼古拉斯麦克斯韦(Nicholas Maxwell)的“形而上学蓝图”、斯尼德-斯台格缪勒(Sneed-Stegmüller)的“理性重组”(S纲领)、夏佩尔(D. Shapere)的“域”(domain)理论等,我们对此不拟一一加以介绍。在这里,有必要提及苏联学者凯德洛夫(Б. М. Кедров)的观点。
凯德洛大是从列宁关于革命的普遍定义出发来论述科学革命概念的,他从认识论和方法论两个方而对“革命”概念进行厂逻辑分析,并详细论述了科学革命的三个特点。在此基础上,他对科学革命做了下述定义:“所谓自然科学革命,应当首先理解为研究和说明自然现象的观点本身的根本转折,用来认识(反映)所研究的对象的思维结构本身的转折。真正的自然科学革命的实质恰恰在于思维方式这种急剧的转折,恰恰在于由已经陈旧的科学认识方法向新的进步的科学认识方法的转变。” 以此为根据,凯德洛夫把历史上的科学革命分为四种不同的类型:第一类革命——哥白尼革命——从外观到现实性,第二类革命——康德革命——从不变到发展,第三类革命——“自然科学最新革命”(列宁在《唯物主义和经验批判主义》中的称谓),第四类革命——科学技术革命。在凯德洛夫看来,这也是在科学史上先后发生的四次革命。鉴于这个问题本文作者已有专文 论述,此处不拟赘述。
国外学者的探索是难能可贵的,他们构造的实体和模式都从不同方面或角度说明了科学进步的事实,包含有部分的真理性。但是,他们的实体似乎都没有抓住科学革命的实质,他们的模式也不完全能说明科学发展的历史实际。波普尔把科学变革的实体视为理论,他涉及的层次似乎偏低,结果他的四段图式导致了走马灯式的“不断革命”。劳丹的研究传统、凯德洛夫的思维方方式,指的都是科学的哲学基础或科学中的哲学成分,其涉及的层次恐怕偏高,把它们的变革看作是科学革命的实质,似乎也没有深中肯綮。拉卡托斯的研究纲领、费耶阿本德的韧性原理和增生原理,尤其是库恩的范式,又显得过于庞杂,使人不得要领。
那么,科学革命的实质或科学革命变革的主要实体究竟是什么呢?弄清这个问题,才能比较正确地描绘科学进步的图像。而要弄清这个问题,必须首先从分析科学理论的结构入手。
二、科学理论的基础或框架——科学观念
不少人承认,科学革命的最关键的因素是重建科学理论的基础或框架。然而,人们对这样的基础的理解却不尽相同。有人认为科学理论的基础是这门科学的经验材料、基本理论原理和基本概念的总和;有人认为它是基本理论的、逻辑的或哲学的思想观念;有人认为它是本体论和方法论的信条;有人认为它是世界图像、研究的普遍方法、解释的思想、知识的构架;还有人认为它是认识活动的全部综合,其中包括主体及其目的和任务,认识的手段、方法和条件,知识的认识作用和体系,等等。
说起来,爱因斯坦对科学理论的结构是有真知灼见的。他在谈到科学理论时这样写道: “科学一旦从它的原始阶段脱胎出来以后,仅仅靠着排列的过程已不能使理论获得进展。由经验材料作为引导,研究者宁愿提出一种思想体系,它一般地是在逻辑上从少数几个所谓公理的基本假定建立起来的。我们把这样的思想体系叫做理论。” 爱因斯坦以理论物理学为例,说明科学理论的完整体系是由基本概念、被认为对这些概念是有效的基本关系以及用逻辑推理得到的结论这三者构成的,其中前两者是科学理论的基础或根本部分,它们不能在逻辑上进一步简化。在爱因斯坦看来,所谓基本关系,就是基本概念之间的根本关系,他往往又称基本关系为基本假定、基本假设、基本公设、基本公理、基本原理、基本定律、基本命题等。爱因斯坦在一些场合还把基本概念和基本关系统称为基本观念,或曰科学观念。这样一来,科学观念就是科学理论的基础,它也是科学理论的逻辑前提或框架。
例如,牛顿力学的理论基础是:具有不变质量的质点,任何两个质点之间的超距作用,关于质点的运动定律。在狭义相对论中,就是相对性原理和光速不变原理以及同时性概念等。
科学观念(基本概念和基本关系)虽然在科学理论的逻辑结构中仅占很少的比重,但由于它是最核心、最抽象的部分,因而反映了科学对象的最深刻、最本质的联系,蕴涵着十分丰富的内容,从中可以导出原先料想不到的结论(如从狭义相对论的前提导出质能关系式),甚至还隐含着“尚未理解的东西的残余”,它的更隐秘的根源有待于人们进一步去揭示。
爱因斯坦十分强调科学观念在科学理论中的显著地位。他认为通过最少个数的基本概念和基本关系的使用,就可以尽可能完备地理解全部感觉经验的关系。他甚至认为理论物理学的目的,就是要以数量上尽可能少的、逻辑上互不相关的假设为基础,来建立概念体系,如果有了这种概念体系,就可能确立整个物理过程总体的因果关系。
关于科学理论的基础的来源、特点及其与感觉经验的关系,爱因斯坦有一段原则性的论述(他虽然是就物理学而言的,实际上也适用于其他理论科学):“物理学构成一种处在不断进化过程中的思想的逻辑体系,它的基础可以说是不能用归纳法从经验中提取出来的,而只能靠自由发明来得到。这种体系的根据(真理内容)在于导出的命题可由感觉经验来证实,而感觉经验对这基础的关系,只能直觉地去领悟。进化是循着不断增加逻辑基础简单性的方向前进的。为了要进一步接近这个目标,我们必须听从这样的事实:逻辑基础愈来愈远离经验事实,而且我们从根本基础通向那些同感觉经验相关联的导出命题的思想路线,也不断变得愈来愈艰难、愈来愈漫长了。”
三、科学革命是科学观念急剧而根本的改造
科学观念是科学家或科学共同体借助于经验事实的提示,通过思维的自由创造和理智的自由发明而抽象出来的。它在逻辑上不能再加以分析,是不能再简化的一种逻辑元素,其中包含着人们当时还不甚理解的东西。因此,它反映了在科学发展的一定历史阶段人们对科学对象的认识,是当时历史条件下科学认识的界限,只具有相对的意义。随着时间的推移,大量反常现象和新的经验知识无法纳入这一框架之中,它自身的尚未被理解的残余也充分被揭示出来。这样,原来被视为基本概念和基本关系的东西不再是“基本”的了,它从科学发展的形式变为科学发展的桎梏。只有打碎旧的科学观念,科学发展的潜力才能充分发挥出来。这时,科学革命的时机就成熟了。
科学革命并没有抛弃已有的经验材料和经验知识,而只是改变了理解这些材料和知识的准则,确定了它们的合法地位。彭加勒说得好,只要人们不把那些用实验确证了的理论推到极端,“它就会有十分清楚的意义”,“只有它溶化到更高级的和谐中,它才能消失。” 科学革命打碎的只是科学理论的旧框架,摧毁的只是科学理论的旧基础。爱因斯坦谈到这一点时说过,这里的基础这个词,并不意味着同建筑的基础在所有方面都有雷同之处。从逻辑上看,各个物理定律当然都是建立在这种基础上面的。建筑物会被大风暴或者洪水严重毁坏,然而它的基础却安然无恙;但是在科学中,逻辑的基础所受到的来自新经验或者新知识的危险,总是要比那些同实验比较密切接触的分科来得大。基础同所有各个部分相联系,这是它的巨大意义之所在,但是在面临任何新因素时,这也正是它的最大危险。
在科学革命中,即使是旧的科学观念,也并非统统被抛弃,其中一部分是辩证的扬弃。旧科学观念中的一些只是丧失了自己以前独有的统治地位,从以前的不正确的、与事实不符的壳体中解放出来,被赋予新的意义。它们原有的真理颗粒被保留下来,并作为从属成分有机地溶入新科学观念之中。
从历史上的科学革命来看,科学观念的改变通常有以下几种方式。1.彻底取代。如以地球为中心的观念被以太阳为中心的观念取代,原子不可分的观念被原子有内部结构的观念取代,超距作用被媒递作用取代,目的论和神创论被进化论取代。2.旧名新意。如道尔顿的原子论虽然可以追溯到古希腊的原子论,但他把纯哲学思辨变为科学的论证,给原子论以真正的科学内容。又如经典力学中的质量、惯性、时间、空间等基本概念在相对论中已被赋予新的含义和内容。3.合理推广。如力学中的相对性原理在狭义相对论中被推广到光学和电磁学,在广义相对论中又被从惯性系推广到加速参照系。4.辩证综合。如光的微粒说和波动说被综合为波粒二象性,分立的粒子的概念和连续的场的概念被综合为物质波的概念。5. 包容蕴含。如能量子概念否定了“自然无飞跃”的传统观念,但这只在微观过程才显示出来,在经典系统中,由于h很小(h=6.626×1027尔格秒),使得分立的能量谱实际上无法区分而连成一片,这时能量的连续作为极限情况被包括在新概念内。6.独辟蹊径。如自然选择、光速不变原理、等效原理、海森伯测不准关系、泡利不相容原理等都是在科学革命中提出的新观念。
对科学革命中原有经验知识的地位和科学观变革方式的考察,使我们清楚地看到,科学革命尽管使科学本身发生了质的变化,但是在新旧科学理论体系之间也存在着明显的继承关系。同时,也可以看到,科学革命的形式不仅有库恩所说的“危机”型,还应该容许其它形式存在,如“综合”型、“推广”型等等。 革命性变革最深刻的普遍特征是形成新理论体系的实体基础,而这样的实体基础就是科学观念,因此科学革命的实质是科学观念急剧而根本的改造。
在这里,我们之所以选择“改造”这个词,是经过深思熟虑的。在汉语中,改造一词具有双重含义:其一是,“就原有的事物加以修改或变更,使适合需要”;其二是,“从根本上改变旧的、建立新的,使适应新的形势和需要”。这样,“改造”一词就能恰如其分地描绘出科学观念的各种变革方式,体现了科学中的革命与继承的辩证关系。我们在“改造”二字前加上“急剧”和“根本”两个修饰语,无非是从速度上和程度上强调科学观念的改造是迅速的、彻底的,而不是缓慢的、逐步的、局部的、审慎的、尽可能少破坏的。因此,我们所谓的科学革命,指的是一种整体性的革命,这既可以针对整个科学而言(如历史上的三次科学革命,即以哥白尼的《论天球的运行》和牛顿的《原理》为标志的革命,以道尔顿的原子论、达尔文的进化论、麦克斯韦的电磁理论为标志的革命,以相对论和量子力学为标志的革命),也可以针对某一学科而言(如物埋学革命、化学革命、生物学革命等)。至于某一学科内部某个理论体系中的个别科学观念的变化,我们一般不称其为科学革命,而把它视为科学观念的局部变革(也有人称之为“局部革命”或“小型革命”)。这种变革虽然也是科学观念的部分质变,但并未引起整个科学观念的根本质变。
把科学观念作为科学革命中的变革的主要实体,一个优点在于它的明晰性,因为它不像范式、研究纲领等那么庞杂、含混。更为重要的优点在于它的合理性。科学观念是属于经验成分(经验知识、具体的理论等)和哲学成分(本体论、方法论、自然观、思维方式等)二者之间的中间层次。—方面,它是科学理论的基础,与科学具体理论本身紧紧相联。另一方面,它又是高度思辨、高度抽象的产物,与哲学成分密切相关。它既不像科学理论那么脆弱,易受实验触动;也不像哲学成分那么僵硬,难以改变,而具有相对的稳定性和一定的可变性。这就避免了波普尔、库恩等人的观点的缺陷。
在这里,有必要从更广阔的视野上稍加考察。事物的本质基础并非建筑在这一事物的范围内,而是以这一事物的全部因素为基础。基础属于这一事物,同时又不完全属于它。在一定的关系中,基础应该是内容丰富的,基础是体系的决定性的属性。作为科学理论的基础的科学观念正是这样,它决定着科学理论的性质:它属于科学理论体系,但在某些方面似乎又超出了科学理论体系的范围,因为它具有浓厚的哲学色彩。严格地讲,像本体论、方法论、思维万式、自然观等哲学成分,并不是科学理论体系之内的东西,它们是外在的。把科学革命的实质归结为某一种或某几种哲学成分的转变是不妥当的,因为科学革命毕竟不是哲学革命,科学革命变革的主要实体只能在科学自身中寻找,而无须到哲学中去寻找。
科学革命的最关键因素,科学革命的核心是形成本质上全新的基础。不过,在科学观念发生急剧而根本的改造的同时,科学理论也会焕然一新。也就是说,新的科学框架不仅能容纳已有的经验知识,而且还能容纳许多新的经验知识,而这些新知识是无法纳入旧科学框架中去的。另外,由于科学观念与那些哲学成份有千丝万缕的联系,新科学观念对旧科学观念的否定,必然耍伴随或导致新的自然观、方法论和思维方式等的全面变革。因此,笔者尝试给科学革命下这样一个定义:科学革命是科学观念急剧而根本的改造,与此同时,也伴随或导致科学理论、自然观、方法论和思维方式的全面变革。科学革命这一概念是关于科学进步的辩证诠释的基本概念。
四、科学发展的“进化一革命”互补图像
作为科学理论基础或框架的科学观念具有完整性、内在统一性和进一步发展的能力,这些逻辑构架起着组织、建立以及解释科学理论的作用,并调节和控制获得新知识的过程。因为它们在某种程度上是科学的(正确的、郑重的、不是荒唐的)抽象,比较深刻、比较正确、比较完全地反映了科学认识对象,从而具有巨大的现实统摄力量和潜在的容异功能。科学观念一旦建立起来;它的现实统摄力量就会不断地得以发挥,它所统辖的研究领域的知识不断积累,且日益成熟和完善。在科学发展的一定阶段,科学观念原有的潜在容异功能也会转化为现实性。也就是说,它可以作为一种研究指导纲领扩展到其它领域,甚至把与它不相协调的经验知识容纳进来或暂存起来。这时,科学观念对科学发展起着促进作用,科学呈现出相对平静的发展趋势,知识的增长主要表现在量的积累上。这就是科学的进化时期。进化时期主要是科学家在已有的科学观念指导下进行的定向研究时期,这也是科学理论的多产时期。
从牛顿的《原理》奠定了近代物理学的基础到19世纪末,物理学大体经历了两百多年的进化时期。在这段漫长的时间内,经典力学的基本观念被物理学家作为研究传统而接受下来,决定了他们的思想、研究和实践方向。牛顿力学起初主要处理质点问题(质点力学),后被推广到流体和刚体,流体力学和刚体力学就是在牛顿所提出的科学观念的基础上建立起来的。力学的基本观念又被引进光学、热学和电磁学的研究中。尽管热学中熵的概念和热力学第二定律以及电磁学中的场的概念,都是超出牛顿力学的基本观念之外的新东西,但是它们分别通过对分子热运动进行统计解释和通过以太的力学模型的运用,而把这些具有革命性的新观念纳入到力学框架之中。
科学的进步会引起它的基础的深刻变革。在进化阶段的后期,科学观念已基本穷尽了它的统摄力量和容异作用,科学理论也在这个基础上发展到了顶峰。这时,科学观念通过修修补补已无法容纳大量的反常现象,而且各理论体系之间发生的概念问题也越来越暴露出已有科学观念的局限性。这时,唯一的出路就是对这些科学观念进行根本的改造,提出新的科学观念,这就是科学发展中的革命时期。在这个时期,那些具有哲学头脑、思想活跃、敢于背离陈规旧说的科学家,往往成为科学革命的主将。
相对地讲,科学革命时期一般是不太长的,如历史上的三次科学革命所经历的时间分别为144年(1543~1687)、61年(1803~1864)和33年(1895~1928)。哥白尼-牛顿革命之所以持续时间最长,是因为它要摧毁亚里士多德的自然哲学教条,而这些教条在将近两千年间一直禁锢着人们的头脑,并被经院哲学当作毋庸置辩的真理。而且,当时科学成果和科学思想的交流受到各种条件的限制,远不如后来那么频繁和自由。尤其是,这次革命要总结人类有史以来的关于自然的知识,建立第一个真正的近代科学体系——牛顿力学。在哥白尼《论天球的运行》问世时(1543年),欧洲人所具有的力学知识是否像阿基米德(公元前287~212)所了解的那么多,还是值得怀疑的。但是,到这次革命的终结,牛顿力学已牢固建立起来,能够说明天上和地上所遇到的一切力学现象。照此看来,百余年的革命并不算长。第二次科学革命之所以持续时间较长,是因为这次科学革命的带头学科不是一门学科,而是一组学科(主要是化学、生物学和物理学)。这样一来,科学观念的变革发生在不同的领域,而这些科学观念彼此又不甚相关,一个学科中的科学观念的变革对另一个学科中的科学观念的变革没有什么直接的影响。于是,革命的持续时间势必要稍长一些。
科学的进步就是“进化-革命”的无穷系列。在进化时期与革命时期之间,也可能存在库恩所说的危机阶段,这在世纪之交物理学革命的前夕表现得尤为明显(但是,不见得每次科学革命前夕都有一个危机时期)。危机是科学革命的前夜,旧科学观念摇摇欲坠,新科学观念尚未诞生或尚未巩固之时,就是科学的危机时期。不过,科学发展的进化-(危机)革命阶段只是为叙述的方便而提出的理想模式,它们的界限并非泾渭分明。它们就像电影中的一串串渐隐镜头,当一串场景的最后几幅画面还未完全消失时,第二串场景的开头几幅画面就逐渐溶入,致使两串场景相接处的几幅画面我中有你,你中有我。
正如劳丹批评库恩时所说的,常规科学并非像库恩所描绘的那样“常规”,科学革命也不像库恩所断言的那么“革命”。因此,我们拟提出“进化-革命”互补图像来描绘科学的发展。在这里,“互补”的含义有二:其一是进化与革命互相转换,即进化转换为革命,革命又转换为进化,周而复始,以至无穷,而每一次循环,都使科学发展到一个新的更高的阶段;其二是进化与革命互相渗透,这不仅表现在二者的衔接处,而且也表现在二者的过程之中。例如,18世纪基本上是科学的进化时期,经典力学的基本观念不仅在力学发展中表现得生机勃勃,而且也指导着其他学科(例如电学、热学、化学等)的研究。但是,值得注意的是,康德在这个时期提出的星云假说,把发展的观念引入自然科学,这是超越于经典力学的新观念。拉瓦锡的氧化说和元素概念也否定了燃素说和燃素概念(燃素说是在经典力学基本观念指导下提出的燃烧理论)。这一切,都是在进化时期科学观念所发生的局部变革,或像有人说的局部革命或小型革命。同样,在革命过程中也伴随着一些进化。爱因斯坦1905年提出的狭义相对论标志着物理学一个领域的革命的开始,而普朗克1906年通过对爱因斯坦的电子运动的方程的修正进而得到的动能的表达式,以及闵可夫斯基1908年提出的四维世界理论,都不过是狭义相对论的自然进化而已。
因此,如果把事物的发展比喻为波浪式发展、螺旋式上升的话,那么科学的进步则可以形象地描绘为具有小波纹的滚滚向前的大波浪,或以大螺线为轴心而攀援上升的小螺线(等于把一个长而细的弹簧绕成螺线)。这就是科学发展的“进化-革命”互补图像(尽管它也是一个不尽恰当的模式)。后一个比喻显然与黑格尔的下述命题有某种相通之处:“科学表现为一个自身旋绕的圆圈,中介把末尾绕回到圆圈的开头,这个圆圈以此而是圆圈中的一个圆圈,因为每一个别的支节,作为方法赋予了灵魂的东西,都是自身的反思,当它转回到开端时,它同时又是一个新的支节的开端。”
参 考 文 献
Б. М. Кедров,Ленин и Научные РевалюцииВсте-ствазнаниеФизика, Издательства《Наука》,Москва,1980.
李醒民:简论凯德洛夫的科学革命观,北京:《自然辩证法通讯》,1985年,第1期。
《爱因斯坦文集》第一卷,许良英等编译,北京:商务印书馆,1976年第1版,第115页。