新科学知识或然性问题归纳逻辑有效性分析
郑 昊
(四川外国语大学 社会学系，重庆 400031)
[摘要 ]不同归纳逻辑系统都有一种对新科学知识或然性(probability)问题的解释和处理方式，每一种解决方案都具有限域，即在一定使用范围内具备有效性和确定性。英国科学哲学家科恩在经验科学实验基础上建立起非帕斯卡归纳逻辑系统体系，他认为新科学知识的归纳逻辑系统或然性结论不具有“逼真性”而是“逼律性”特征，即不断逼近经验规律。另外，新科学知识的归纳逻辑系统初始概率和结论不是先验的，而是经验的并具有可修改性。新科学知识归纳逻辑系统的或然性问题在科恩系统中获得了一种解决方式。
[关键词 ]归纳逻辑系统；新科学知识；或然性；有效性；逼律性
归纳推理是获得新科学知识、拓展人类认知最为重要的方法之一，但归纳逻辑系统无法具有保真性是因其自身特性所致。用整体性的形而上学辩护其必然性，用自然律先验原则进行解释，用纯粹化语言逻辑系统进行规定，都是整体上对归纳逻辑系统保真性进行辩护。但实际上，使用归纳推理是基于目前经验事实的一种有效的认识论方法，其结论只是一种最为可能的趋势或最为可信的结果，可以更好地指导人类的认知和行为。
一 、关于新科学知识命题的讨论
英国科学哲学家乔纳森·科恩(Jonathan Cohen，1923—2008 )在一次归纳逻辑系统应用学术会议上提出了4个需要解决的问题。为了对科学知识归纳逻辑系统推论有效度进行考察和分析：
1. 我们是否必须承认科学中有些命题是真的？如果是，如何证明？
2. 科学推理主要是枚举法还是排除法，尤其是这些传统方法如何应用于科学理论？
3. 科学推理是否需要因果性、必然性等形而上学概念，这些概念和仅为局部的、仅涉及特定事物而不是普遍定律的归纳概念是什么关系？
在养分查询功能的基础上，通过与后台数据分级匹配，得到感兴趣区域的土壤肥力等级、大量元素养分均衡状况和微量元素水平等。其中肥力从好到次用5个等级分别以↑、、→、、↓直观表示。在Silverlight开发环境下开发各种图表界面，系统为展现土壤养分均衡状况开发了雷达图界面，以氮、磷、钾、有机质、pH值5个关键指标衡量土壤养分的高低与平衡；微量元素水平采用折线图表示，见图4。
科恩认为实验结果可重复性是某个科学假说能够得出归纳支持等级的保障。他认为：“一个检验结论是可靠的或是不可靠的，取决于检验的可重复性。”当一个作为证据的E在某一个等级中支持了假说H，并且在排除其他证据干扰的情况下能够重复地显现同一个结论，科恩认为证据E是可靠的，其所支持的假说H在某一个等级的支持度具备有效性。科恩的归纳逻辑系统与枚举归纳法的不同点：当一个证据具有重复性时，在科恩这里只被认定某一个归纳支持等级的可靠；但在枚举归纳法那里，每一次具有重复性的有利实例出现会使最后的归纳结论变得更为可信。笔者认为科恩的方法更为恰当——同一性质证据的重复出现只能为它原有的支持度增加可靠性，而无法提高支持度。
像卡尔纳普那样建立一个保真的纯粹归纳逻辑系统公理体系的努力是存在问题的。因为在确定基本概率的“状态描述”时不可避免地要涉及事实经验，会成为一种综合性判断，因此不能保证基本概率的真值。同样，科学知识是关于整个世界的全称陈述，在世界具有无限性的大前提下无法达到对这一陈述的完全证实，需要其后实践经验进行考察和修改。科学知识的“真”也不是逻辑推理的真值。
此外，一个整体性的自然律证明和辩护是不存在的，除非把它归于人类认识世界的先验能力。莱欣巴赫认为：“一个具有预言性的科学陈述是一个假定(假说)，我们不知道它是否为真，而只能知道对于它的评价。”一个科学知识假说，它不再是一个命题，也不再是一个逻辑分析的单位，它成为某个科学家对于自己工作结论的假定。如果科学研究是有规律可循的话，它一定不是一种自然律的必然性，而是一种建立在经验基础上可被观察和具有可重复性的“逼律性(Legisimilitude)”。如科恩所言，在科学实验中可以操控的是一个检验序列，在这个序列中，科学假说越来越接近自然的必然性。考虑的环境越多，检验就越严格，科学假说就越逼近自然律。实际上，科学知识的“真”是通过实验检验和观察事实经验为科学假说提供证据和支持并能够被确证(confirm)(这种确证具有不同程度，称为确证度)。如遇到问题，确证需要进一步经验证明，更改之前的确证度。当代对于科学知识“真”的认知是一个发展、演进、进化的过程。
低压缸干气密封主密封气来源有三种： 外部高压乙烯、外部高压氮气、压缩机出口工艺气。开工时由于出口压力不稳定，使用外部高压乙烯或外部高压氮气，正常情况下使用压缩机出口工艺气。主密封气经过过滤器后再经差压控制阀进入压缩机两端的干气密封一级密封腔中，大部分主密封气通过梳齿密封进入压缩机机体，有少量通过一级密封的动静环之间的空隙进入主密封气泄漏至火炬系统，在压缩机两端的主密封气通过管道泄漏至火炬，该管线上各设有3台差压变送器用于监控主密封气泄漏至火炬的量，且每台差压变送器均设有差压高报警和高高联锁停裂解气压缩机报警。
二 、归纳推理的推论有效性
可见，科恩的合取原理只是在某一特殊的实验检验环境下的一种抽象，具有很大的操作范围性。合取原理所讨论的只限于有相同相关变量 ,以相同序列检验的假说 ,这样无法对不同检验环境下合不同检验序列中的假说的归纳支持等级进行比较。中山大学鞠实儿教授针对这一点建立了一组规则，在被扩充的一阶谓词演算中表述科恩系统，消除了科恩系统中非实质相似假说之间概率值不可比的问题。但是实际考虑一下，为什么需要不同实质的两个假说具有概率值可比性呢？蜜蜂可辨别颜色与蝴蝶可辨别颜色的两个检验等级可以通过科恩的合取原理进行比较，得出蜜蜂和蝴蝶共同可辨别颜色的归纳支持等级是多少，这有助于我们对于两种昆虫辨别颜色的认知，从而可以在对别的昆虫辨别颜色的实验中有一个基础知识，也有利今后归纳出所有昆虫对于颜色辨别的基本等级。如果不是这样，我们把蜜蜂可辨别颜色的归纳支持等级与白老鼠对声音敏感的归纳支持等级进行合取的意思又在哪里呢？科恩的合取原理根据的是实验检验的实际情况，一个没有价值的合取是不会被经验科学家所接受的。
科恩的培根式概率逻辑基于排除归纳法，它建立在多样性的证据事例之上，对证据支持的评价关系通过现代摹状逻辑(modal logic)进行规定。科恩把归纳概率定义为推论有效度(Degree of inferential soundness)，其意义是当前提为真时可以得出结论在某种程度上为真。这其中有一个重要的前提，就是在一定范围内(局部的，仅涉及特定事物)的某个研究领域才具有这样的推论有效性。研究归纳逻辑系统或然性问题人们开始限定了在各个不同研究领域中的“有效域”，并在一个具体的结构中处理问题。对于归纳逻辑系统的或然性在一定范围内是否具有推论有效性的问题，科恩的答案是肯定的。他认为一个科学假说H，在一个人工语言系统S中的推论有效性的意思是：一个在实验状况所规定的具体环境下能够抗拒证伪的能力E，作为一种证据支持，可以通过支持度分级的方式在一定程度上支持假说H，记作S[H，E]。关于其中的辩护，科恩采用的是在实验科学中实验者推理的实践合理性辩护。
科恩首先提出一个“相关变项”的概念。相关是与某一个科学假说相关，变项(variable，或翻译为变量)是对某一个假说进行验证评价的因素，一个变项又由若干变素(variants)组成。例如，水可以看成一个变项，热水、冰水、红色的水等等就是其中的变素。
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对一个科学假说进行实验测试，假定共有n个相关变项，记作,v1,v2……vn，每一个变项都有两个变素，记作vi1和vi2，其中，i=1,2，……，n，再把设定好的复杂程度不同的实验测试进行标记便得到：ti是不含任何相关变量的一个实验；t2是由v11和v12组成的实验……tn是由v1的所有变素和v2的所有变素到vn的所有变素的全部可能的组合构成的实验。一个科学假说能够通过实验测试的复杂级别越高，越能得到更大的归纳支持。同时，得到归纳支持等级越高的科学假说的抗阻证伪的能力也就越强。
科恩在归纳支持分级的逻辑句法中有两个原则：合取原则和否定原则。
三 、归纳支持等级的有效性
如果 S[H’,E] ≥S[H，E]，则有 S[H∧H’，E]= S[H，E]
讨论科学知识是否有些命题为真，首先得厘清科学命题的“真”是什么含义——是普遍真理，还是自然律，或是逻辑推理的真值？ 在西方哲学传统中，很多哲学家都坚持“第一哲学”的观点：哲学是规范的学科，科学只是描述性的学科，只有哲学才能给予科学理论基础，讨论真理的问题也只能由哲学来担任。亚里士多德认为科学的目的是追求真理，波普尔也认为科学的目的是追求一种“逼真性(Verisimilitude)”。然而，自从科学哲学兴起之后，关于真理问题的形而上学假设开始被质疑。蒯因认为：“我们把哲学不是看作科学的先天的基本原理或基础，而是看作是和科学相连续的，并没有任何外在的优越的立足点，并没有第一哲学”。科学知识的普遍真理性正如万能上帝的假设，从科学哲学的观点看没有证据能够证明这种假设。
出现了需要修改归纳支持等级的问题时，往往会想到是否是相关变项集的正确性出现了问题，或是变项的序列出现了问题，需要对相关变项的选取进行考察。一位科学家可以根据自己以往做过的相关实验进行选取，他会选择自己认为最具有证伪性的变项放进变项集中，也可以选取最容易掌控的变项放进变项集里。然而，拥有不同知识背景和拥有不同信息的科学家会建立不同的变项集。一个统一的相关变项集标准是很难确立起来的，除非限定所要检验的前提和范围。如：在做这类实验通常所要考虑的范围内；在标准实验室环境下等等。科恩的归纳逻辑系统体系的前提和范围也正是如此，它基于弗里西著名的蜜蜂实验，将检验蜜蜂是否能够辨别不同颜色的实验过程变成标准化抽象逻辑：根据相关变项组合的复杂程度不同将实验分为6个不同的检验(t1，t2……t6)，t1中没有加入任何相关变项，t2中加入了颜色深浅的变项，t3中又加入相对位置的变项，t4中再加入气味是否外泄的变项，t5中重新选用别的颜色进行前四个检验，t6中加入给蜜蜂喂食与蜜蜂返巢想结合的变项。在后面五个检验中所有加入的变项将采取所有的可能方式进行组合以构成复杂程度不断加大的检验。所以，一个可被科学家们认可的相关变项集只有在某一个领域的具有检验性质的实验中可以建立起来。最后，关于变项序列的建立，科恩认为在同一个领域中的科学家也能够达成一致的序列意见，因为他们根据的是对于变项掌控的复杂程度进行排序。
由此，建立一个具有可操作性的基于实验室检验的归纳逻辑系统体系，必定是一个限定了证据e和假说h的范围从而限定了归纳初始概率的闭合体系。它的作用是为今后的修正提供一个目前最为可靠的结论。例如，当一个科学假说通过了一直到ti的检验，但未通过ti+1检验时，是否就要确定这个假说的归纳支持等级？科恩的做法是修改这个假说，让修改后的假说可被继续检验，以便在限定假说概括的范围后得到一个比较可靠的结论。面对相关变项集选定的不确定性，以及不同变项的变素会互相产生阻挠等一些问题，科恩是通过限定概括、修改假说以确保归纳支持度的可靠性，这是一种基于实验操作正常的做法，确保了归纳逻辑系统的或然性在限定的范围和前提下具有推论的有效性。
四 、合取和否定原则
把所有相关变项排成一个序列，即v1，v2，……vn-1，那么S[H，E]=1/n就可以看作是基于证据E，假说H得到了n个支持级的第一级的支持。假说得到的归纳支持等级越高，它的可靠性也就越高，并逐步趋向一条规律性。随后，科恩采用刘易斯(C.I.Lewis)的摹态逻辑系统S4的一种推广建立自己的归纳支持逻辑句法：S[H，E]=i/n(基于证据E，假说H得到了n个支持级的第i级的支持)便可表示为□iH，其中，□是必然性符号，□i表示一个假说的逻辑必然性，□n表示自然必然性。当i不断增大接近n时，□iH也就接近□nH，意味着一个假说接近一条规律。
1.假定H和H’是基于同一相关变量集，且在同一检验序列中的两个假说，那么有以下合取原理：
归纳逻辑系统在科恩的推论有效度定义下变成了证据对科学假说的归纳支持分级。实质上，它是在研究已有的经验证据对某个给定的假说的纯粹证成逻辑。与波普尔认为科学假说具有“逼真性”不同，科恩认为自己的归纳支持分级体系中的“支持度”是一种“逼律性”的程度。
即，两个假说的合取等级不小于其中最弱的合取支等级。
科恩的合取原理并不是帕斯卡概率的乘法原则，而是根据实验检验的实际情况，二者有很明显的区别。先用帕斯卡概率来考察著名的掷骰子游戏：骰子掷出6的概率可以看成掷出双数的概率1/2合取在掷出双数情况下又是6的概率1/3，得出的结论为1/6。这里使用的是乘法原则，二者合取的概率结果远远小于任何一个合取支的概率。这是因为，后件发生的概率是依附于前件概率的发生，即合取的是一个条件概率的值；科恩的归纳支持等级合取，实际上是两个基于同样相关变项集和相关变项序列的两个假说的检验等级合并，两个假说在实质上只具有在同一个检验序列中获得不同等级的区别，它们之间互不依附。例如，两个学生共同进行身体检查，我们设置越来越复杂的检验来获得他们身体的健康等级。第一级只检验视力，第二级除了视力还要检验听力，第三级加上嗅觉的检验，以此类推。最后结果学生甲通过了第六级的检验，学生乙只通过了第四级的检验，对二者合取，我们得到两个学生共同通过的检验等级是四。
科恩在《归纳的含义》和《可几的和可证的》两本书中阐明自己是沿着一条培根式排除归纳法道路进行探索。这种探索不是科学发现的方法论，而是归纳支持的逻辑结构或称之为归纳概率的推论有效性(Soundness)，即对归纳逻辑系统公理体系是否具有实际操作性以及在确定的过程中能否更好地检验具有或然性的科学假说。
2.如果在有n个检验等级的试验中，证据E为假说H提供了一个可靠的支持等级，即S[H，E] >0/n，那么根据否定原理得到：S[? H，E]=0
1.3 神经功能评价 (1)NIHSS：分别在入院时、溶栓24 h及入院7 d时进行评估；总分0～42分，小于1分为趋于正常或正常，1～4分为轻度神经功能缺损，5～15分为中度神经功能缺损，>15分为重度神经功能缺损。(2)改良Rankin量表评分(mRS)：在患者出院时及发病90 d时进行神经功能恢复状况评估，分为5级，其中0～2级为预后良好，3～5级为预后不良及死亡。(3)溶栓结果评价：出血事件、发病90 d死亡率、发病90 d mRS评分。
输变电工程时间长，假如没有提前对其成本实施管理，那么就可能会使得部分居心不良的人钻了空子，对施工成本进行虚报，大发不义之财，因此，我们必须改变传统的成本管理理念，创新管理方式，开源节流，减少施工成本。遵循成本控制原则，对于施工的每一个阶段，都要有专人负责监督和记录，以防出现内部亏空，对整个工程进度产生不良影响。要规范财务管理流程，财务部门应该实现标准化管理，并不断对管理与控制体系进行优化。
陈晓平教授认为这一否定原理严重违反了直觉，因为科恩关于某一领域中相关变量集是惟一的且严格排序的假定存在问题。笔者认为，科恩的否定原理的背后理论支持是通过可重复性保证的等级可靠性。既然一个证据可靠地在某个等级支持了一个假说，那么对于这个假说的否定命题来说，此证据将不予支持。这一点保证了科恩体系的推论有效性。如果利用条件句逻辑来建构相关变项集和序列，那么一个假说和它的否定命题都可以得出某一等级的归纳支持，系统的推理有效性将大大降低。如上文笔者所述，一个具有严格推理有效性的系统必定是一个闭合系统，它在一定范围内实现精确性，需要限定前提(如相关变项集和序列)。因此，对科恩系统进行归纳支持推理的非单调性改造未必是一件好事。
学风关乎文风和作风，学风正才能作风硬。重视学风建设，是我们党的优良传统。1942年，延安整风使党内达到了空前的团结。其中，对学风的彻底整顿，不仅使党的干部改进了文风，也转变了作风。
五 、从 “逼真性 ”到 “逼律性 ”
归纳支持分级理论是一种基于科学实验操作的推论有效性，它的归纳等级可靠性是科恩所倡导的“逼律性”的保证。推论有效性和归纳等级的可靠性是科恩归纳系统的精华。
一个假说通过了ti的检验，但未通过ti+1检验时，科恩的做法是修改这个假说，让修改后的假说可被继续检验，以便在限定假说概括的范围后得到一个比较可靠的归纳支持等级；另外，在使用否定原理时遇到S[H,S] ﹥0和S[? H,S] ﹥0两个互为矛盾的结论时，科恩说这表明支持评价方式一定出了问题，要么需要修改相关变项集的恰当性，要么需要调整序列的优先顺序。这两种方式都是在进行内部调整，其目的是为了得到一个可靠的归纳支持等级。科恩说：“如果在自然科学和社会科学中找不到超越我们感官直接范围的知识，我们就不可能期望在别处找到知识。如果从科学研究中也没有什么可证明的，那么日常生活中叶没有什么真理可以证明。如果怀疑论科学哲学家是对的，也就没有办法去证明昨天罪案的侦破或明天日落的时间。”他的代表作《可几的与可证的》书名中的“可证的(provable)”一词的含义正是一种推论有效性。
(4)根据生产管理系统数据，分析同一工序各类成本比例、原材料成本比例、全月各工序成本比例、同期成本比较等，可以帮助企业分析水泥生产成本的构成情况，更好地节约成本，提高经济效益。
因此，归纳逻辑系统的或然性问题在科恩这里的解决方法是一种局部辩护：可以在一定的研究领域内通过选择相关变项集和相应的检验过程得出一个可靠的证据对假说的归纳支持等级。如果检验结果给予假说以某种程度的支持(或是完全支持)，就会知道某一条规律或科学知识在目前可以得到多少的可靠性，从而在知道这个已有的检验结果时我们可以在多大程度上接受它。解决某个归纳结论的或然性不是一蹴而就的事情，进一步根据未来知识经验进行修改归纳支持等级也要经过前面这个检验过程。目前能够得到支持的假说总是需要修改的，但这不能妨碍我们在目前得到某种支持等级的科学知识。毕竟修改总是在后，而科恩的工作目的在前。此外，在一定的研究领域内通过选择相关变项集和相应的检验过程得出具有可靠证据的假说归纳支持等级，正是归纳逻辑系统或然性问题从整体辩护到局部辩护，以及科学假说从追求“逼真性”到“逼律性”的转变。
忽然有一天，杨力生闷闷不乐地坐在超市门外，听几个女街坊聊天，她们说南道北，聊得津津有味。说着说着，有位大嫂见杨力生精神不振的样子，便有意告诉众人：“喂，你们听说过吗？莱州市驿道镇书香村，有一位七十多岁的退休老干部，名叫徐通理，人家开了一间咨询室，专门给人排忧解难呢！”有人接上话茬儿问：“这个老头儿很有本事？”这位大嫂说：“当然，方圆几十里内的人凡有疑难杂事都去求他，凡求者，便能得到满意的答案。”杨力生听罢，不觉心里一动，心想：我现在心里正有难事，何不去向这样通晓世事的人问一问呢？
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[收稿日期 ]2018-12-19
[基金项目 ]2017年度教育部人文社会科学研究项目(17YJCZH263)；2016年度重庆市社会科学规划项目(2016BS037)。
[作者简介 ]郑昊(1980-)，男，人口社会学博士，副教授，研究方向为复杂性社会哲学。
[中图分类号 ]B812.3
[文献标识码] A
[文章编号] 1671-5330(2019)01-0028-04
[责任编辑 ：郭昱]