相似性：模型与世界的关系新探，本文主要内容关键词为：相似性论文,模型论文,关系论文,世界论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：N02 文献标识码：A 文章编号：1674-7062(2016)02-0012-05 “科学模型是如何表征世界的?”这一问题近年来随着科学模型成为科学哲学领域热点话题而日益被学界关注。围绕这一问题，大致涌现了语义学观点(semantic view)、虚拟主义观点(fictionalism)、推理工具观点(inferential tools)、相似性观点(similarity)等不同哲学见解。相似性的代表人物有吉尔(R.Giere)、卡特莱特(N.Cartwright)、高德弗瑞史密斯(P.Godfrey-Smith)和瓦兹伯格(M.Weisberg)等人。限于篇幅，本文仅仅考察相似性观点的(1)早期形态，(2)成熟形态，(3)精致版本，以及(4)面临的问题。 一、相似性观点的早期形态 毋庸置疑，模型因其在科学实践活动中的核心地位，越来越得到科学哲学界的重视。自然科学的几乎所有领域——从较抽象的理论物理学，到较切近实用的经济学领域，都可以看到模型的应用。正是因其应用的广泛性和实践的成功性，以下两个哲学问题才变得异常突出：(1)模型是什么?(2)模型是如何表征世界的? 对于问题(2)①，一个直观的回答可能是：因为模型在某些方面(如某些属性、因果机制等)是相似于研究对象的，因此才可以成功地表征世界。尽管可能不够精确，但这个回答不能说完全没有道理。设想一下，我们现在手中拿着DNA双螺旋结构的模型，它由一些塑料长条、圆球和方块按照一定的规则构成。我们说，这个模型就代表DNA分子。我们之所以能这么说，大概是因为(1)这个模型在结构上是双链，而DNA分子也是如此；(2)模型中的碱基配对规则与DNA分子中一样；(3)模型中不同形状或颜色的塑料块分别代表磷酸盐、脱氧核糖和碱基，这正好对应于DNA分子的组分；(4)等等。 由于这些结构与组分方面的相似，我们说这个模型表征了DNA分子。而这，正是相似性观点的最初想法。例如，吉尔在谈到模型与对象的关系时说：“我认为恰当的关系是‘相似性’。理论假说阐明这个模型与实在系统之间的相似性关系。然而，如果没有哪怕是暗示性地指明这种相似关系的相关方面和相似程度，那么断言相似性则是空洞无物的，因为任何东西都可以和任何东西相似。因此，理论假说的大致形式应该是这样的：某某可识别的实在系统，在某些指明的方面和程度上是相似于某个指定的模型的。”[1] 而高德弗瑞史密斯也表达了类似的观点：“以模型为基础的科学的许多特征，都是来自于相似性在模型与对象关系中所扮演的角色。哲学家们倾向于贬低这个相似性关系，因为它看起来太过含混、语境敏感和不易把捉。这里，相似性关系的很多特点其实是很重要的，它们并不必然存在着某些问题。它们既是以模型为基础的科学的独特优势所在，也是其劣势所由。”[2] 简言之，模型之所以可以成功地表征世界，是因为它们在某些方面以及某种程度上与研究对象相似。可以看出，相似性的早期观点极其素朴，没有明确厘定如何确定相似性的相关方面及有关程度——正因此，它极易遭到不同观点的攻击。例如，蒯因与古德曼对相似性的一般性批评，同样适用于此处。蒯因论证道，任何关于相似性的一般观念都是有问题的，因为我们不能用经验上或逻辑上更基本的观念来解释它。他甚至认为这个概念是“逻辑上令人讨厌的”，并建议任何成熟科学都应该避而远之。[3]59古德曼则认为，诉诸相似性仅仅相当于开一个空头支票，因为我们不能很好地解释它到底意味着什么；可以接受的解释应该是给出还原性的定义，然而，迄今为止没有任何定义可以做到这一点。[4] 此外，早期观点也无法回答模型建构者的意图或目的是如何影响相似性关系的评价的。例如，两个DNA模型A与B，前者仅仅满足于刻画碱基配对规则而忽视其他细节，而后者却在几乎所有重要方面都追求精确。单单看相似性程度，后者明显超过前者，但并不能由此就说后者一定是比前者更好的模型，因为二者的意图不一样——二者在各自的意图范围内，可能都是非常成功的模型。 最后，相似性关系是对称的，即，如果A与B相似，那么B也与A相似。但科学表征关系却是非对称的，即，可以说DNA模型表征了DNA分子结构，但DNA分子结构却不能说是表征了DNA模型。在纯粹相似性的框架内，这个问题便无法得到解答。 二、相似性观点的成熟形态 鉴于早期形态的素朴，以及遇到的诸多批评，相似性观点的拥护者们试图对之进行改进与完善。据早期观点，模型与世界的关系问题仅仅关乎模型与相关的研究对象二者本身。但正如上文所言，这种二元观点无法解释模型建构者的意图是如何在模型评价中起作用的。明于此，吉尔又提出了“四元活动(four-place activity)”的观点②，认为模型的建构与评价活动中涉及包括模型使用者、模型、研究对象和研究意图在内的四个基本要素。他说： “科学实践的转向告诉我们，应该从具有更多要素的表征活动——如果被认为是一种关系的话——开始(探讨模型)。理所当然，其中一个要素应该赋予行动者，也就是参与表征活动的科学家。因为科学家都是具有目的和意图的行动者，因此在我对科学表征实践的理解中，我明确地赋予一个要素给意图。因此，我们所看到的表征关系应该大致呈现以下形式：为了意图P，科学家S用模型X来表征对象W。”[6]743 意图P在不同的模型实践中可以非常不一样，比如，同样是DNA分子模型，既可以用来表征DNA分子的空间结构特征，也可以用来展示碱基的配对规则，还可以用来阐释遗传信息的传递机制；在不同的意图P指导下，对于模型的精确性、真实性或一般性要求自然各不一样。科学家S既可以是科学家个人，科学家团体，也可以是整个科学共同体。 如此一来，由于模型建构者的意图也考虑了进来，他们的“意图或目的是如何影响相似性关系的评价的”这一问题也就变得没那么紧迫了。吉尔会说，基于不同的意图，模型建构者便会相应地指定对象的哪些方面(以及在什么程度上)是需要被模型表征的；同时，基于不同的目的，模型在表征的精确性、真实性、一般性等方面所表现出的差异，也是可以得到解释的。然而，有人可能会说这样理解的模型实践具有浓厚的相对主义色彩，因为哪些方面相似以及相似到什么程度，都是模型建构者说了算。但吉尔不认同这一点；据他说，即使考虑进建构者的意图，模型建构活动仍然可以是客观的。[6]748因为，虽然在选择哪些方面与程度上要依赖建构者，但是(1)这些选择并非完全是随意与武断的，它受科学共同体的认知水平、理论背景等客观因素影响(例如，17世纪的生物学家就不会把DNA分子的碱基序列作为模型的研究对象)；(2)选定研究方面及程度后，相似性关系本身是不依赖模型建构者的，它可以接受科学共同体的检验与评价，甚至可以用统计学方法来量化计算。 考虑进建构者意图的另一个好处是，相似性不再是一种对称的关系，因为建构者的意图决定了表征关系只可能是从模型到研究对象；当然，如果建构者的意图是用研究对象来反向表征模型，那么这不仅没有反驳吉尔，反而支持了吉尔的观点：建构者的意图决定了表征的方向性。 最后，看看吉尔怎么回答蒯因与古德曼对相似性的责难。很显然，“四元活动”观点并没有达到蒯因与古德曼的要求，因为它既没有诉诸更基本的概念来解释相似性，也不是古德曼期待的还原定义；它只是在原来素朴版本的基础上添加上了模型建构者及其建构意图。然而，吉尔可能会反驳说，还原定义的要求太过强，并非所有重要的哲学观念都可以给出还原定义；另一方面，即使不是还原定义，“四元活动”观点似乎也能很好地解释科学中的建模实践，比如，它可以解释为什么科学表征活动是单向性的，也可以解释为什么同一类模型却因其表征意图的不同而表现出如此大的差异性。 然而，即便蒯因与古德曼的要求太高，而“四元活动”观点也确有其可取之处，此观点仍有其重大疏漏。苏亚雷斯最近指出，即使考虑进建构者的意图，相似性对于科学表征也是不必要的。[7]考虑牛顿的万有引力公式。没有人会否认，该公式成功地表征了行星的运动规律，但很难说该公式的成功要归因于它与行星系统的相似性。这不过是一些数学与运算符号而已，看不出与物理世界的行星规律有什么相似之处。有人可能会说，该公式所表达的抽象数学结构与行星运行所遵循的数学结构相似或等同——但这恰恰是语义学派的观点，是相似性阵营所要攻击的对象。 图恩则指出，即使加上模型建构者的意图，相似性对于科学表征仍然是不充分的。[8]假设我们随机拿起几块积木并摆成任意形状，然后指着这堆积木说，这代表甲烷分子。然而这仅仅是“代表”，并不是“表征”。继续设想，这堆积木摆设的形状碰巧类似于甲烷分子结构——但这仍不是对甲烷分子的表征，因为它只是碰巧如此，并非我们意欲如此。现在继续假设，这堆积木不是碰巧具有如此这般的结构，而是我们有意为之——然而，即便这样也不能说是成功地表征了甲烷分子，因为还需要对这堆积木进行适当的诠释(interpretation)，比如，这块积木表示碳原子，那块积木表示氢原子，这一根代表连接碳氢原子的化学键，等等。因此，科学表征至少还需要诠释这一个因素。 总而言之，尽管“四元活动”观点仍有其缺陷，但它毕竟避免了早期观点的素朴，既指明了如何确定相似性相关方面及有关程度的大致方向，也因将模型建构者的角色与意图囊括进来而更接近于科学实践。沿着这条路，瓦兹伯格近年来发展出了更为精细的相似性版本。 三、相似性观点的精致版本 受心理学家特维尔斯基(Amos Tversky)的启发，瓦兹伯格最近提出了一个精致化和形式化的相似性评价版本——加权特征匹配论(weighted feature-matching account，以下简称WFM)。其大意是：模型与对象共享的特征与不共享的特征，其比例应该是越高越好[9][10]136-159。形式化的表达是：
