自然选择、定律与模型——福多的“先验论证”错在何处？，本文主要内容关键词为：自然选择论文,定律论文,错在论文,模型论文，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：N0 文献标识码：A DOI：10.15994/j.1000-0763.2015.06.008 自然选择理论是进化生物学知识体系的内核，然而，自该理论诞生之日起科学家和哲学家们围绕它展开的争论就从未停止过。这其中涉及的一个主要的哲学问题是，作为一个对有机体的进化史和进化机制进行解释的理论，它提供的究竟是一种“律则解释”(nomological explanations)，还是一种仅对不同的历史事件进行因果说明的“历史叙述”(historical narratives)呢？该问题换成另一种方式说即是，在进化生物学中存在有关自然选择的定律吗？福多(Jerry Fodor)构造了一个“先验论证”说明自然选择理论不能支持反事实句。由此，他得出结论认为它不是定律，它提供的只是“历史叙述”而非“律则解释”。这一观点引起了人们的激烈争论，以索伯(Elliott Sober)为代表的哲学家们对福多的“先验论证”进行了系统的反驳。他主张，生物学中的一些有关自然选择的数学生物学模型可以支持反事实句，它们就是定律。但是，我认为索伯的观点并不成立，如果想要反驳福多的论证我们必须另辟他途。 一、福多的先验论证 福多的论证主要是针对达尔文(Charles Darwin)的“自然选择”理论而提出的。达尔文的进化思想主要包含着两个方面的内容：共同由来(common descent)学说和自然选择(natural selection)学说。前者声称地球上现存的生物物种都是过去物种的后代，所有的生物都来源于共同的祖先。后者认为生物起源和演化的普遍机制是“自然选择”，生物的性状都是适应环境的结果，它们都应该用自然选择来进行解释。这一主张又被称为“适应主义”(adaptationism)。福多认为前一种学说是非常正确的，而后一种学说却面临着无法克服的疑难。 我们可以用福多所举的一个例子来说明他的论证。设想在一个生物种群中，一部分个体具有心脏，而另一部分个体没有。有心脏的个体，心脏除了可以泵血之外，还能发出“砰砰”的声响。而没有心脏的个体既不能泵血也不会发出“砰砰”的声响。泵血(T1)和“砰砰”声(T2)这两个性状可以被看作是“局部同延的”(locally coextensive)，([1]，p.105)因为它们在相同的生理结构中表现出来。再设想这一种群在经过很多代的进化之后，种群中只剩下了有心脏的个体。那么，我们就会问是什么样的原因造成了这个结果呢？标准的回答是：自然选择。因为，具有泵血和“砰砰”声的个体比不具有这两个性状的个体更能适应环境，自然选择倾向于保留具有这两个性状的个体而淘汰不具有这两个性状的个体。但是，事实上我们知道真正使这些个体生存下来并繁殖更多后代的原因是心脏的泵血功能，而“砰砰”声不过是伴随泵血功能的一个“搭便车”性状。按照索伯对“选择了……”(selection of)和“为……的选择”(selection for)①所做的区分，([2]，p.100)自然选择“选择了T1和T2”，而事实上只存在“为T1的选择”。一般情况下，我们可以很清楚地知道自然选择“选择了……”但是，对于自然选择“为……的选择”却不清楚。也就是说，“为……的选择”中的“……”所代表的内容是不透明的。于是，人们会问对于总是同时出现的T1和T2，自然选择如何确定“为……的选择”中的“……”所代表的内容呢？我们可以设想这样两种“反事实”的情形：存在一个可能世界，在这个世界中所有个体都具有心脏，但不会发出“砰砰”的声音，有心脏的个体比没有心脏的个体能够更好地适应环境；而在相邻的另一个世界中，所有具有心脏的个体都会发出“砰砰”的声音，但是都没有泵血功能，这些具有心脏的个体与不具有心脏的个体相比在适应环境的能力上并不存在差异。福多认为，只有自然选择理论解决了上述反事实问题，它才能为自然选择的过程提供因果解释。 那么，自然选择理论怎样才能够解决上述反事实问题呢？福多认为存在两种可能的路径： 第一种路径：自然中存在着有意向的行动者——“大自然母亲”(mother nature)。([3]，p.5)自然选择可以像大自然母亲那样有意识地进行只“为T1的选择”，而不进行“为T2的选择”。 第二种路径：存在关于自然选择的定律。对于同延的两个性状T1和T2，进化生物学中存在一个只“为T1的选择”而不“为T2的选择”的自然选择定律。 但是，福多认为这两种路径都是行不通的。因为，对于第一种路径，他认为“大自然母亲”根本就不存在，自然选择的过程是无意识的。对于第二种路径，他认为生物学中不存在关于自然选择的定律。因为，自然选择的发生极其依赖特定的生态环境，它是高度“背境敏感的”(context sensitive)。([3]，p.9)这种“背境敏感性”使自然选择理论无法脱离对具体环境的依赖而提供普遍的解释，也无法支持反事实情形。他进一步认为生物学中也不存在“其他情况均同律”(ceteris paribus)。因为，所谓的其他情况均同在自然选择中根本无法做到，“不像科学家在实验室那样，自然选择无法控制那些令人混乱的变量”，([3]，p.10)假定其他情况均同就可能使自然选择理论失去它特有的理论价值。 综上所述，福多认为“自然选择理论不能在同延的表型性状之间做出区分”，([1]，p.154)所以，自然选择所提供的仅仅是“历史叙述”非生物学解释。 我们可以将福多的上述论证总结如下([3]，p.11)： (i)要解释一个种群的表型性状分布就需要一个“为…的选择”的观念。但是，“为…的选择”中的“…”所代表的内容是不透明的。 (ii)如果，T1和T2是同延性状，在“为T1的选择”和“为T2的选择”之间做出区分时就要依赖T1在一个世界中被选择而T2在另一个世界中没有被选择的反事实情形。 (iii)如果自然选择能够解决上述反事实情形，那么，必须或者(a)存在有意向的行动者(大自然母亲)可以进行选择，或(b)存在相关的自然律。 (iv)但是： (a)不可能，因为不存在“大自然母亲”。 (b)不可能，因为自然选择的“背境敏感性”排除了存在相关自然选择定律的可能性。 (v)自然选择理论不能对生物种群中同延性状的分布做出区分。 二、索伯与先验定律 福多的“先验论证”一经提出便引起学者们的激烈争论。许多学者纷纷对福多的论证提出批评，其中最具代表性的是索伯的观点。他主要质疑的是福多在(iv)中的观点。对于其中的第一种路径，索伯认为福多的观点是成立的，自然中不存在“大自然母亲”。但是，对于第二种路径，索伯认为福多的观点并不成立。 首先，索伯提出一个类比论证来反驳“背境敏感性”观点。他的类比论证可以总结如下：(1)当物理学家们去解释万有引力如何作用于地球时，需要依据地球、月亮、星星以及其他一些事物的状态。这些事物的状态都被看作是万有引力发挥作用时所依赖的环境。但是，这不影响人们把万有引力定律视为定律；(2)同样，当生物学家们去解释自然选择如何发生作用时，也需要依据特定的生态环境，在这一点上生物学和物理学并没有区别；(3)所以，我们应该接受生物学也可以像物理学一样拥有自己的定律。索伯认为这些外在的环境因素不过是一些“占位符”，([4]，p.598)环境的改变只是使其中的填充内容发生改变，以“背境敏感性”为理由来否定生物学中存在定律是非常薄弱的论证。 其次，索伯进一步主张生物学中存在有关自然选择的定律。他认为数学生物学中存在着很多定律。但生物学家们常常并不把它们叫做“定律”，而是把它们叫做“模型”。福多和他的支持者们之所以否定生物学中存在自然选择的定律是因为“他们从来没有注意到进化理论家们所发展出来的自然选择动力学模型”。([4]，p.598) 索伯以R.A.费希尔(R.A.Fisher)的“性别比例进化模型”(the model of sex ratio evolution)为例来说明上述模型的特征。费希尔模型和其他数学生物学模型一样都是一些简洁的数学公式。为了论述的方便，我们不再列出它的公式，只大致描述一下它要说明的内容。费希尔模型表明在一个随机交配且亲代在繁殖雄性和雌性的数量上存在差异的群体中，自然选择总是倾向于保留群体中能够繁殖占少数性别个体的亲本，并最终使该种群的性别比例接近1∶1。比如，在一个种群中存在着亲代，子一代和子二代三代不同的个体。假设在子二代中存在着10个个体，而在子一代中存在着2个雄性和5个雌性，那么，平均每一个子一代雄性具有5个后代，每一个子一代雌性拥有2个后代。这意味在子一代种群中雄性拥有更多的后代，相比雌性它们可以更有效率地把基因传递给下一代。这时，自然选择将倾向于保留可以繁殖更多雄性的亲代。相反，如果子一代中的雄性多于雌性，那么自然选择则会向另一个方向发展。总之，“如果群体中的性别比例偏向于一个方向，选择就会青睐可以减少这种偏向的性状。结果就会产生同等数量的雄性和雌性”。([5]，p.16) 索伯认为费希尔模型可以被视为定律。他把这样的定律称为“先验”(apriori)定律，因为它是“数学上的真理”，([6]，p.S459)我们可以先验地知道它在数学上为真。虽然它并不包含任何的经验内容，但这并不影响它在生物学中的作用。他认为这个数学模型具有两个重要的特征。一是，“像牛顿的宇宙万有引力定律一样，费希尔模型并不把它的应用限定于任何特定的时间或空间。而且费希尔模型可能有数以千计的应用，也可能完全没有应用”，二是，“这个模型是一个如果/那么(if/then)陈述；它向从来没有得到满足的无数如果(ifs)这样的可能性开放”。([5]，p.16)我们从第一点可以看出，费希尔模型具有“普遍性”的特征，它可以像物理学中的定律那样为自然选择的过程提供一种普遍性的而不仅仅是案例性的解释。而从第二点可以看出，费希尔模型也可以支持任何相关的反事实句。显然，索伯已经说明了费希尔模型与物理学中的定律具有相同的作用，它就是有关自然选择的定律。据此，他主张福多在(iv)对第二种路径的反驳是不成立的。 我们可以总结一下。福多在(iv)的第二种路径中以自然选择是“背境敏感的”为由指出，自然选择理论不能提供普遍性的解释且无法解决反事实问题，所以不存在有关自然选择的定律。索伯则反驳称，“背境敏感性”论证是非常薄弱的，费希尔模型就是有关自然选择的定律，它不仅可以提供普遍性的解释且可以解决反事实问题，所以(iv)不成立。 三、生物学模型与反事实句 那么，索伯的论证就是无懈可击的吗？不。我部分地赞同它对(iv)的反驳，我同样认为以“背境敏感性”为由来否定生物学中存在有关自然选择的定律是一个薄弱的论证。但是，我并不认为“费希尔模型就是定律”这一主张真正驳倒了福多的观点。 为了更好地引出我的观点，对福多与索伯之间的根本分歧做一点引申是完全有必要的。在(iv)中，他们争议的核心问题是“生物学中是否存在有关自然选择的定律”。在回答该问题时，他们都采取了米切尔(Sandra Mitchell)所谓的“规范进路”(the normative approach)。([7]，p.S469)该进路是先给出定律的定义或满足条件，然后比对生物学中的理论概括是否满足这些定义或条件，进而判断它们是否享有被称为“定律”的资格。“规范进路”所开列的条件一般包括，“逻辑上偶然(拥有经验内容)，普遍性(涵盖所有空间和时间)，真理(没有例外)和自然的必然性(非偶然的)”([8]，p.246)等。虽然，他们都遵从“规范进路”，但是在如何运用该进路去解答前面的核心问题上却存在着严重的分歧。从前文的论述中，可以看出福多认为关于自然选择的理论(或模型)无法满足“规范进路”所要求的“普遍性”和“自然的必然性”这两个标准，所以它们不是定律。而索伯则针锋相对地指出，以费希尔模型为代表的数学生物学模型可以满足“普遍性”和“自然必然性”的要求。除此之外，索伯还认为定律并不必须拥有经验内容，先验的数学模型也可以被认为是定律。([5]，p.S458)这里，我基本概括了他们争论的关键所在。 有了上面的概括，现在可以展开我的观点了。我认为，面对索伯的观点，福多的支持者们会说，费希尔的模型真的具有普遍性而没有例外吗？他们会针锋相对地指出，生物学中的理论可能“总是受到时间和空间的限制，并且它们常常都有很多的例外”。([9]，p.494)比如，费希尔模型就仅适用于地球上有性生殖的种群，它并不符合“规范进路”的支持者们所要求的普遍性标准。即使不纠结于普遍性问题，他们还可能会问：“有什么理由认为定律可以不是经验的呢？”他们会坚称“拥有经验内容”是构成定律的必要条件，如果生物学模型是先验的，不具有经验内容，那么它们就没有资格成为定律。我想，基于以上理由他们完全可以说索伯的观点是不成立的，福多在(iv)中的观点仍然可以得到坚持。 然而，即使索伯的方案不成立也不意味着福多的论证可以接受。我认为(iv)中的观点或许可以接受，但(iii)却可以被反驳。我的理由是，除了“大自然母亲”和“定律”外还存在着第三种可以支持反事实句的路径——即索伯所说的“数学生物学模型”。对于这些模型何以能支持反事实句，我们有必要再做一点说明。一般认为，定律之所以支持反事实句是因为它们具有“自然的必然性”这个特征，它们是非偶然的概括。那么，生物学中的数学模型具有“自然的必然性”这种特征吗？吉尔(Ronald.Giere)认为“数学建模就是构造一个理想的、抽象的模型，然后去比对它与一个真实系统之间的相似性程度”。([10]，p.50)这即是说数学模型无疑可以在很大程度上表征真实世界中的某种自然必然性。②或许，正是在这个意义上，索伯认为“这些模型是可以支持反事实句的非偶然概括”。([4]，p.598)我接受他的这一观点。但与他不同的是，我仅坚持这些模型可以支持反事实句，并不主张它们一定可以满足“规范进路”所要求的其他条件，也不进一步主张它们就是定律。相比与索伯的方案，我的方案虽然观点较弱，但却有着明显的优势。它不但可以有效地反驳(iii)，而且可以避开“规范进路”的支持者们对索伯所提出的大部分质疑。 当然，有人可能会用其他的方式为索伯的方案提供辩护。但是，我认为，就反驳福多的“先验论证”这一目的而言，我的方案与索伯的相比存在着三个方面的优势。下面我将分别对它们进行说明。 第一、我的方案具有较小的争议性。仔细分析福多和索伯的分歧，我们就会发现其中存在着两种不同类型的争论。一类是争论生物学模型是否可以满足“规范进路”所要求的标准，比如，生物学模型是否具有普遍性；另一类是争论“规范进路”应当包含什么样的标准，比如，“规范进路”应当把拥有经验内容作为评价定律的标准吗？显然，第二类问题要比第一类更为基本，因为人们只有在回答了“规范进路”应该包含什么样的标准这一问题之后才能解答生物学模型是否符合这些标准这样的问题。相应地，与第一类问题相比，人们在第二类问题上可能也存在着更多的争议。原因在于，人们在争论第一类问题时很大程度上涉及的是“是与否”的事实问题，人们的分歧更容易通过论证和说服的方式达成一致；而人们在争论第二类问题时涉及的是“应当与不应当”的价值问题，人们在这类问题中所产生的分歧很大程度上体现的是争论双方在价值取向上的差异，这些差异使争论双方很难通过论证和说服而达成和解。我相信，如果索伯继续坚持他的方案，他将就两类不同的问题与福多展开争论。他们可能在第一类问题的某些方面上达成共识(比如，他们可能都会认可生物学模型具有“普遍性”和“自然的必然性”)，但他们在第二类问题上的争论将会一直持续下去。他顶多与福多打成平手，并不能有效地驳倒福多的“先验论证”。相反，我的方案则具有较小的争议性。我将仅会面临第一类问题而绕开第二类问题。或许，人们会在“数学生物学模型是否能够支持反事实句”这个问题上存在争议。但是，这个争议与第二类争议相比，显然更容易通过论证和说服的方式达成一致。 第二、我的方案有着更小的举证负担(burden of proof)。如果，索伯要证明生物学模型就是定律，他除了要证明模型可以支持反事实句外，还要证明它能够符合“规范进路”所要求的其他条件，比如普遍性、没有例外等。相反，我的方案仅需证明生物学模型可以支持反事实句即可。显然，我的方案与索伯的相比有着更小的举证负担，因此也更容易捍卫。 第三、我的方案与现代生物学的实践更为吻合。我反对“生物学中的模型就是定律”这一观点的另外一些依据是经验性的。它们源自于现代生物学的实践。著名的生物学家迈尔(Ernst Mayr)指出，一些十九世纪的生物学家们可能经常提到“定律”这个概念，但是“如果人们去看几乎所有现代生物学分支学科的教科书，那么他们可能一次也见不到‘定律’这个词”。([11]，p.37)在迈尔看来，这并不是说生物学中不存在规律性，而是生物学家们往往不把它们叫做“定律”而是“定则”(rules)，([11]，p.37)因为这些规律性都是统计的或概率的，它们都存在着很多的例外。由此，我们或许可以说，大多数现代生物学家都认为生物学中的理论或模型可以起到“定律”在物理学中所起的那些作用，但是他们也都意识到了这些理论或模型与物理学“定律”之间的差别，因而很少把它们冠以“定律”的名称。这即表明我的观点与索伯的相比可以更好地得到现代生物学发展的实际情况的支持。 至此，我已经说明了我们仅需坚持“生物学模型可以支持反事实句”这一观点就可以反驳福多的“先验论证”，再者，我的反驳方案与索伯的相比更容易成功，也更为符合现代生物学的实践。 最后，有必要提及一下我的方案可能带来的一个哲学后果。在反驳福多“先验论证”的过程中，索伯认为生物学中的先验数学模型除了可以支持反事实句外，还可以满足福多所要求的其他条件，因此它们可以被视为“定律”。我认为索伯的观点并不成立，要反驳福多的观点必须寻找新的思路。我提供了一种不同于索伯的方案。我的方案仅主张生物学中的数学模型可以支持反事实句，但并不坚持它们一定可以满足“规范进路”所要求的其他条件，也不进一步主张它们就是定律。我的方案实质上是在减弱索伯观点的同时吸收了其中的优势部分。这样做的好处是，它不仅更为符合现代生物学的实践，而且可以使我们不必纠缠于“生物学模型即是定律”这个极具争议的论题中，从而可以很大程度上避免索伯的反对者们可能提出的批评。但这样做的一个直接后果是，关于“定律”的争论将会淡出我们的理论视野，与此同时，“数学生物学模型究竟是什么？它们具有什么特征呢？”等关于“模型”本性的问题将会占据传统争论淡出后所留下的空白。实质上，我的方案并未完全消解传统争论所涉及的问题，而是把它们转化为其他一些更容易获得答案的新问题。显然，对于这些新问题，我的方案仅提供了非常小的一部分答案，还有许多问题是我们在未来的研究中必须要着手解决的。 (感谢：本文受惠于王华平、王巍和王善波三位老师的悉心指导，作者在此表示衷心的感谢。) ①索伯认为“选择了……”中的“……”代表的是自然选择发生作用所导致的结果，而“为……的选择”中的“……”代表的则是导致结果的原因。 ②这里涉及到了学者们关于科学模型的认识论问题的讨论。人们一般都认为模型是对世界的表征，学者们争论的焦点在于“模型是如何表征世界的”。吉尔是这场争论的代表人物之一，我援引他的观点只是想表明模型是可以表征世界的。至于表征的具体机制是什么，这一问题与本文没有太大的关系。