论突现性质的下向因果关系——回应Jaegwon Kim对下向因果关系的反驳，本文主要内容关键词为：因果关系论文,性质论文,Kim论文,Jaegwon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。
近年来，复杂性科学的兴起和迅猛发展，特别是在混沌、人工生命、神经网络等领域所取得的突破性进展，使“突现”（emergence）这个曾被视为具有“神秘性”的概念重获新生，成为当代复杂性科学研究的一个核心概念和主题。以研究复杂性著称的美国圣菲研究所明确提出：“复杂性，实质上就是一门关于突现的科学。我们面临的挑战，……就是如何发现突现的基本法则。”（见沃德罗普，第115页）同时，由于心智哲学的发展、分析的形而上学的兴起，国际哲学界也再次掀起了一场关于突现问题的哲学论争，许多重要哲学著作、杂志以及国际会议以突现作为重要论题，特别是对突现论与还原论、突现性与因果性、突现与科学解释的关系等问题进行了深入的讨论。其中，前美国哲学学会主席、分析哲学家Jaegwon Kim的有关观点在学界引起了较大的反响和争论。Kim针对突现论提出了一个有别于传统还原模型的功能化还原模型，并在此模型的基础上对突现现象进行分析，力图消解突现性及其所具有的下向因果关系（downward causation）。本文将对Kim的还原模型进行回应，为突现性质所具有的下向因果作用提供一种辩护，并对Kim 的论点进行修正和补充。
一、下向因果关系：突现性的本体确认
大多数突现论者或研究复杂性的科学家和哲学家，在不同程度上都承认突现性质具有以下四个基本特征：（1）突现性具有系统整体性或宏观层次性， 即一种不同于其组成部分性质的新性质；（2）突现性具有不可预测性；（3）突现性具有解释的不可还原性；（4）突现性具有下向因果力（下向因果关系）。其中， 整体性可谓各种突现论都认同的基本特征，有学者将其称为“标称突现”（nominal emergence）（Bedau）或弱突现（weak emergence）（Stephan， 2002）。在此基础上，不同学者对突现的各种特征作了各自的强调或组合。Kim在他的分析中， 将对突现性的特征的理解分为两组：第一组包括不能从较低层次的知识中预测的新颖性和不可预测性以及不能依据低层性质解释或机械地还原的不可解释性，即上述特征（2）和（3）。第二组则主要是指突现性具有因果力，即突现能给世界引入新颖的、自身具有的因果力，特别是有力量影响和控制自己突现于其中的较低层次过程的方向。下向因果关系的观点是现代还原论与突现论之间一个关键而最富争议的问题。因为高层次是否具有不同于低层次组分及其行为的独特性，或不能仅由低层次组分的行为规律来加以还原说明的自主性，必须通过下向因果作用来体现和确认。如果高层次的系统整体性及其独特性不能有某种作用施加于它的组成部分或其他低层次系统，那么，它的存在将如何体现？
无论是Samuel Alexander、Lloyd Morgan等人所代表的经典突现主义，还是各种现代突现论，主张突现性具有因果力都是一个基本的观点（参见Kim 1999， p.6）。例如，Morgan曾指出：“在任何给定的层次上是什么东西的突现提供了一个实例呢？那就是我所说的在低层次中没有实例的新种类关系……但当某些新种类的关系（例如生命层次）是依随而生的，则生命阶段所包含的物理事件的过程方式因生命的出现而迥然不同，不同于生命尚未出现之时的情况。”（Morgan， pp.15—16）当代一些著名哲学家也强调突现性与下向因果力的关系。如O' Connor 将下向因果关系视为突现性的典型特征之一（O' Connor， p.98）；作为还原论代表人物的Kim也承认，“突现性质不仅具有它们自己的独特的因果力，而且它们还能施加一种‘下向’因果力，这样的因果力施加于它所由之突现出来的低层次过程。如果你相信突现性质的话，那么突现有它们独特的因果作用就是一个完全自然且合理的断言”（Kim， 1999， p.19），“下向因果关系在某种意义上说是突现论研究纲领的关键点所在”（Kim， 2000， p.1）。因此，下向因果关系不仅是突现性的一个关键特征，而且关系到突现性存在的本体确认。
二、下向因果关系的概念
布鲁塞尔大学的系统科学家F.海里津教授提出，“可以用许多不同的方式定义突现概念，大多数的突现概念是模糊和不清晰的，因此，我宁愿用比较精确的下向因果关系概念来表达突现。”（Heylighen）然而， 最早精确而不带隐喻地说明下向因果关系概念的是心理学家唐纳德·坎贝尔（Donald Cambell）。他认为：“所谓下向因果关系原理就是处于层级的低层次的所有过程受到高层次规律的约束，并遵照这些规律行事。”坎贝尔还进一步阐述了这种约束作用：“下向原因是一种自然选择和控制的间接变体，它是由进行选择的系统造成的原因，这些系统编织着直接物理原因的产物”。（Campbell）因此，可以认为，正是下向因果作用激活了或抑制了低层次的某些物理力，从而影响其组成部分的行为活动与功能。坎贝尔以白蚁和蚂蚁兵蚁中的颚骨结构为例来说明下向因果作用，认为自然选择是造成这种颚部最优效率的一个原因，而这就是一种下向因果作用及其对微观组成部分特征的一种说明。（图1）
附图
图1 坎贝尔的上向因果关系和下向因果关系示意图（图中实线为上向因果关系，虚线为下向因果关系）
英国哲学家卡尔·波普也支持这种观点并对此作了一定的扩展解释：“我们说的下向因果关系，就是指一种较高层级的结构对它的次级结构起着原因的作用。理解下向因果关系的困难就在于此。”他认为下向因果关系有时候至少可以解释为作用于随机起伏的基本粒子上的选择。一种随机运动，当它顺应较高一级结构时就被接受下来，不然的话就遭排斥。进化中的选择压力就是这样通过选择对具体的生命机体产生一种下向作用，这种作用也许可以用由遗传联结的世世代代的漫长序列来加以放大。（波普）可见，高层次对低层次组分的选择力和控制力是下向因果力的主要形式。基因突变是低层次上DNA结构的随机变化，但在进化过程中， 哪个基因被选择而保留则是由生存竞争和自然选择这个高层次规律所决定的。神经生物学家Roger Sperry对大脑事件中的下向因果作用也作了说明：“意识的主观性质可以诠释为调节大脑事件的过程中具有因果力（causal potency）；这就是说，精神力或性质在大脑生物学中施加一种调节控制的影响”。（Sperry， 1976， p.165）下向因果关系的作用在社会系统中也很明显。社会中的个人行动的主要约束力不是生理规律和心理规律，而是社会的经济规律以及政治、法律、道德的社会契约和规范。一个人的基因固然是人的个性的基础，然而，社会和环境的影响却是不容忽视、甚至更重要的原因。L.M.Keller等人对同卵孪生兄弟姊妹的一项研究表明，他们的个性40％来自基因，60％来自家庭、学校、国家文化、社会环境等社会系统。（转引自Robbins）
目前，复杂性科学正从不同的层面揭示复杂系统突现性产生的机制，为突现性具有下向因果作用的观点提供了科学的依据。例如，吸引子理论认为，复杂系统在状态空间中的行为轨线是由动力方程来表示的。它的动力学一般地是由一组“吸引子”所决定的。系统最终达到哪个吸引子是不确定的。一些微小的涨落都会导致系统走向某个吸引子而不走向另一个吸引子，但一旦达到某个吸引子，系统就将被限定在那个吸引子里而丧失一定的自由度，吸引子的作用可谓一种下向因果力。混沌科学还进一步揭示了复杂性和突现性来自混沌边缘对初始条件的敏感性和环境的选择压力。复杂适应系统理论更是强调并在计算机上模拟了适应性造就复杂性和突现性的过程，适应性是复杂系统的构成部分——行动者（agent）的基本特征， 包括了对环境的适应性。因此，下向因果关系是突现的一个基础特征，是对整体和高层次突现性的一种具体表达和体现。
三、Kim对下向因果关系的消解论证及其分析
在对突现的研究中， 也有学者不同意突现性具有下向因果关系的观点。 其中以Kim的观点影响较大。他在《澄清突现的意义》（1999）一文中， 建构了一个功能化还原模型，然后对下向因果关系进行了反驳和消解。以下我们来简略分析他的论证。
首先，Kim指出，下向因果关系的观念包含了一个对世界层级模型的预设。的确，早在20世纪初，英国突现主义就提出，世界是层级结构和突现进化的，世界的层次是按照事物的有组织复杂性不断提高而划分的，从一个层次到一个更高的层次的发展即突现进化。每一层次都对应着一门或几门专门的学科，突现问题的实质就是层次之间的关系问题。然而，世界的这种层级模型是一种单一的统一层级，还是需要脉络化（contextualized）和相对化呢？是单梯式的，还是分叉树状式的呢？对此，Kim虽没有直言他的作为一种本体论预设的层级模型是哪一种，但在其后的分析中可见，作为他的还原分析的必要前提的本体论预设是一种线性的本体论。
其次，Kim提出了一个“下向因果关系原理”。（Kim， 1999， p.24）他认为层次之间的因果关系包括三种：（1）同层因果关系；（2）下向因果关系，以及（3）上向因果关系。同层因果关系是指同一层次的两种性质之间的因果关系，包括一个突现性质的例示引起另一个突现性质被例示的情况。而当一个高层次的性质——它可能是突现性质——引起低层次性质的例示时，下向因果关系就出现了。类似地，上向因果关系指的是低层次性质对高层次性质的因果作用。然而，按照Kim 的分析，上向因果关系假设了下向因果关系和同层因果关系。或者说，下向因果关系和同层因果关系都可以用低层的因果关系来消去并取代。他作了这样的论证：
设在某层次L上有性质M，引起在另一层次L＋1上有性质M[+]。假定M[+]从L层的一个性质M[*]中突现出来或合成出来（M[*]因而与M处于同一层次）。当我们问道：“对于M[+]的出现，谁来负责？在这种情况下怎样解释M[+]的例示呢？”这时我们立即看到存在一种张力。因为在这个图景中，立即有两种竞争着的回答：第一，M[+]的出现，按假定，是由M引起的。第二，M[+]的出现是因为它的突现基础M[*]已被实现。给定突现基础M[*]，M[+]必然被例示，而无论先行的条件是什么；M[*]对保证M[+]的出现独自是充分的，而没有M[*]，或一个适当的代替基础，M[+]就不会出现。这显然使宣称M曾引起M[+]处于一种危险状态之中。Kim相信，对这种情况的唯一协调的描述是：M的因果要求是通过引起它的基本条件M[*]来引起M[+]。但M作为M[*]的原因乃是同层次因果关系的案例。 这表明上向因果关系假定了同层次因果关系。一个精确的相类似的论证表明同层次因果关系预设了下向因果关系。可以简要表述如下：假定M引起M[*]，这里M与M[*]都处于同一层次L。但M[*]自身是由处于L－1层次的一组性质M[-]产生出来的，当我们思考M[*]在这种情况下是怎样被例示出来时，我们再一次得出结论：M是通过引起M[-]来导致M[*]在这种情况下被例示的。而M引起M[-]是下向因果关系，因此，同层次因果关系预设了下向因果关系。他称这为下向因果关系原理：“要引起任何一种性质（除最底层外）被例示，你必须引起它所由产生（或者作为一种突现，或者作为一种合成）的基本条件。”
第三，Kim进一步分析突现性的这种下向因果关系如何可能。 他的问题是：“如果一个突现性质M，从基本条件P突现出来，为什么P不能取代M而成为推定为M结果的原因呢？为什么P不能在解释任何有关所谓M的结果的出现而做出所有的工作呢？”（Kim， 1999， p.32）他的论证步骤是：
（1）突现性及其实现者：假设有一个高层突现性质M在上一个层次或同一个层次引起结果M[*]（它可以是突现性质也可以不是）。但由于M[*]是高层次性质，它就预设了有一个低层次突现基础或叫“实现者”P[*]。例如，M表示伸手入火炉的痛感觉，它引起慌忙退缩的结果M[*]。可是退缩是怎样实现的呢？如果不是相关的每条神经与肌肉改变状态（即P[*]），退缩怎样可能呢？可见退缩（M[*]）是由肌肉收缩（P[*]）导致或实现的。
（2）下向因果关系：下向因果论者认为，M（痛）引起M[*]（退缩）是一个表面现象或副现象，真正的机制是痛感觉（M）的下向因果关系， 引起神经肌肉的每个纤维改变状态（P[*]）才导致你的手在痛感觉之后有慌忙退缩的行动。
（3）因果关系的还原：Kim论证说，下向因果关系M→P[*]也是一个副现象，因为M作为一个高层的突现性质，必定有一个突现基础P，M由P来实现，“P对于M来说是律则地充分的，而M对P[*]是律则地充分的，所以P对P[*]也是律则地充分的。”因此，P抢先成为P[*]的原因（因而也是M[*]的原因），即实现了痛（M）的C 神经纤维状态变化（P）引起了实现慌忙退缩行动的肌肉纤维丛的变化（P[*]）。（图2）现在的矛盾是，P与M都在竞争成为P[*]的原因， 这就是所谓“过分决定性”（Overditermination）问题。因为P是M的基础，只有通过P才能实现M，所以P有优先权成为P[*]的原因，而P与M之间的实现关系并不是因果关系，所以P又不能按以M为中介的因果链而成为P[*]的原因。所以“作为P[*]的原因，突现性质M看起来就是多余的和不必要的，似乎我们可以简单地从P来解释P[*]的发生，根本不用涉及到M”。
附图
图2：因果关系的还原
正是以这种逻辑和论证步骤，Kim不仅将下向因果关系消解了， 而且将一切上向因果关系、下向因果关系和同层因果关系，都还原为最低层的因果关系。若按此逻辑，导出的结论只能是：物理世界，或者进一步说，物理世界的最基础的层次，例如基本粒子及其基础，即规范场或统一场，垄断了整个宇宙全部因果力和因果关系。只有微观物理世界是真正的存在，是唯一自主的世界，它在因果关系上是封闭的。其他的世界包括化学世界和化学性质，天体和天体的性质，甚至生命与心灵，也不过是一些副次现象，不过是基本粒子或夸克的从属，“最后要被废除的”。这可谓一种彻底的本体论的还原物理主义。正如Kim自己所说：“从本体论的观点看， 还原意味着必须导致一种更简单的、线性的本体论”。（Kim， 1999， p.15）
四、下向因果关系的本体论承诺和解释模型
Kim的还原模型中最关键的概念就是对M的“功能化”（fanctionalization）和M的“实现者”（realizer）。所谓对某一层次的突现性质进行“功能化”，就是要“用它在其中得以实现的因果作用的词将它表示出来”（Kim， 1999， p.10）。如果这种例释了M的性质P找到了，P就成了M的实现者。而如果我们又能构造一个理论来说明P怎样实现M的因果作用，则将M还原为P的步骤便得以完成。例如，将基因进行功能化，即表述为它起到将双亲的表现型特征遗传给后代的因果作用，而我们找到了实现者DNA，它起到实现这种因果关系的作用。这样基因就还原为DNA了。但问题在于，当Kim运用这个模型来消解下向因果关系时， 他的论证首先预设了一个前提，即任何一个突现性质M或M[*]是“完全彻底地依赖”于它的某个作为“充分条件”的“低层次基础”P或P[*]的（同上，p.25）。因而M或M[*]是一个副次的（epiphenomenal）、完全不起作用的、“多余的和可省去的”现象。但是，当我们对M实行功能化之后，实现这种功能的实现者难道仅仅存在于低层次的域中吗？ 如果实现者不仅存在于低层次的B域中，而且也存在于高层次的H域中或同层次的其他因素中，情况又会是怎样呢？事实上，实现一种突现性质的因素是复杂的，即使主要实现者在基础域中，它也不能离开系统的环境的作用，它是在整个环境网络或脉络中实现的。例如，我们要解释物种表型遗传基因的变化或进化，仅仅从DNA中去寻找因果作用的实现者是不够的，环境对基因以及DNA的自然选择也是一种因果作用，并可作为M的实现者之一。因此，作为M的充分条件的实现者，应该包括低层次基础因素p、高层次环境因素h以及同层次因素m的合取，即p & h & m。（我们允许p∨h∨m为空）这时，如果P不是M的充分条件，P[*]不是M[*]的充分条件，那么，我们认为Kim将M完全还原为P， 从而消去同层因果关系和下向因果关系的论证就难以成立了。可见，Kim在他反驳下向因果作用的论证的逻辑前提中， 已经“省去”了下向实现者即高层次实现者，从而导致了一个封闭垄断的物理世界的结论，这也是他的线性本体论预设的必然结果。
许多哲学家不同意Kim在本体论上的强还原观点， 而从不同角度论证下向因果关系成立的各种理由，如Achim Stephan， O' Connor（Stephan， 1997；O' Connor）。我们认为，突现性质M并不是完全决定于低层次基础P的，或者说低层次基础P并不是与其他因素无关地决定M的。P对于M与M[*]的突现， 仅仅是“低层次的基础”，而不是“充分条件”。微观基础和宏观条件的协同作用才是M出现的充分条件。图3表明了自然界宏观系统与微观系统之间存在着一种协同作用和共同演化。（詹奇，第149页）
附图
图3 地球上的生命史表现了在更高分化程度上的自组织宏观系统和微观系统的共同进化。
Kim在他的世界层级图景中，只截取了例如图3的下面一个分支系列来作为他的前提，而忽略了上面一个分支系列的作用，因而只分析M形成的微观基础， 以及各个层次是怎样由微观基础构成的。因此，在他的还原模型的前提中只预设了其微观基础与突现性质之间的因果作用。O' Comnor在《突现性质》一文中对Kim作过类似的批评，他说：“作为主张存在着进一步的微观性质的另一种观点，人们可以坚持认为，直到具有这种微观性质的粒子成为具有一定结构和复杂程度的系统的一个部分时，有因果特征的微观性质才起作用。但如果我们适当地理解这个思想，它似乎是指一个微观粒子在同类的局域情景下具有不同的效应，依赖于那局域情景自身所植入的更广泛的背景或脉络（context）。但这里我们避免突现主义假说所正视的‘下向’因果力，就只能是以微观层次行为对于宏观层次环境的‘响应’不能因果地加以说明而成为‘神秘’的东西为代价”。（O' Comnor， p.17）
层次之间因果作用是一个复杂的网络。以Kim对痛的分析为例， 他将伸手入火炉的痛的感觉完全还原为它的实现者，即“特定的神经条件N（比如说是C神经纤维的兴奋）”。假定有人能够忍受痛感觉而不将手缩回来呢？ 美国心理学家鲍威斯（William Powers）经过30年的艰苦研究提出， 人的行为是由一个复杂的控制网络来实现的。这个网络至少有十一个由上一层控制着下一层的控制回路，包括强度、感觉、构型、转换、事件、关系、范畴、序列、程序、原则、系统概念等。每一个层次又有自己的基准信号、基准条件或目的性、意向性和意志力在起作用。痛感觉只是这个复杂网络整体中的一个局部的组成部分。同时，根据马奇（John Mackic）的因果性INUS条件的观点，所谓一个结果的原因，就是对于产生这个结果联合起来是充分的（全原因）条件中的一个必要的部分（张志林、张华夏，第123页）。 前述导致人体疼痛的肌肉收缩运动的状态中，存在着多层的整体网络，网络中的各个必要因素都是产生这个结果的原因，包括意志、信念、目标、感觉等等这些主观的心理的因素。
图4勾勒出了三种因果关系及其实现者协同作用的动态脉络：
附图
图4 上向因果关系、下向因果关系和同层因果关系及其实现
h表示高层次性质或因素。↘表示h对M的下向因果关系或下向因果力。P表示突现性质M的低层次实现者，是M得以实现的必要而非充分的条件。符号↗表示上向因果关系。有箭头的虚线表示“实现”。本图只表示了系统的高层次环境的下向因果作用，将M，M[*]，……上移一格，替代h，h[*]，……的位置，就可显示出突现性质M，M[*]，……对其低层次组分的下向因果作用。
如果我们对下向因果作用有了这样一个网络的非线性本体论承诺，即认为某一个层次的突现性质在共时关系上是由低层次的组分与高层次的环境协同实现的；从历时关系上看是低层次组分的上向因果作用与环境因素的下向因果力共同作用的结果，那么，对应于上向实现和上向因果，在认识论上我们需要一定程度的理论的还原、定律的还原或命题的还原，即用低层次性质理论、定律和命题来解释高层次的有关突现性质M。根据当代科学哲学家沙尔蒙的理解，所谓解释，就是揭示相关论题的因果机制，而所谓还原解释就是揭示该论题所指称的对象的微观机制。在这个意义上，Kim的功能化还原模型是很有特色而且精致的。然而，在对突现性质的解释中，对应于下向的实现和下向的因果作用，我们似乎还需要一个“理论上索的解释模型”，即将一个系统的突现性质放到一个更广泛、更高层次的网络中进行理解和说明。
基于下向的因果作用的“理论上索解释模型”可表述如下：令H为执行理论上索的性质（包括周围环境和上层系统的参数）的域，它是我们所研究的突现性质得以实现的外部条件或上层实现者所处在的领域。于是，与Kim 的功能化还原模型相对应，M性质上索为H的过程也可以包含下列三个步骤：
第一步：M必须在H中被功能化，即将M建构或重构为在外部环境中有因果关系，并用这种因果关系来加以描述或定义的性质。我们称这种功能化为脉络化（contextlization）或网络化。能满足这个条件的性质h被称为M的环境实现者。但必须扩展Kim模型中的实现者。根据过程哲学和量子场论的最新观点，实现者不仅可以是一个实体，也可以是一种组织结构或过程结构。
第二步：寻找M在H中的实现者，即发现环境实现者h。借助于这个h，也借助于内部实现者P，M被实现。这是一个科学发现的工作，达尔文几十年的科学考察可以说就是在寻找这个实现者。例如，对物种形态的理论解释，自然选择、人工选择就是某一物种特征的环境实现者的域。
第三步：在层次H中，寻找一个理论来说明M的环境实现者是怎样在一个整体网络中实施它的因果任务的，即说明这个网络对于实现M的作用。
“理论上索解释模型”还有待完善，但对于一个复杂系统及其突现性质的解释，理论还原与理论上索只能是相互兼容与互补的。我们相信，随着复杂性科学对突现产生机制的揭示，一个关于复杂系统突现性的解释模型将呼之欲出。