论科学认识中的约定因素及其体现，本文主要内容关键词为：因素论文,科学论文，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。
所谓约定，从认识论意义上说，就是指在一定经验基础上主体对一些概念或原理所进行的虚构和达成的共识。约定是将未加证明或暂时不能证明的东西预先给以肯定，它是主体在思维中创造认识客体之手段和工具的一种能动活动。科学认识活动是人类基本的活动方式之一，在它的全部过程中，自始至终都存在和渗透着约定的因素，并因而显现出人类思维的能动性和创造性。
一、约定是科学认识得以进行的前提条件
第一，科学认识活动离不开科学语言这种工具的运用。这是人类思维的基本条件。被称为“经验约定论”创始人的法国数学家彭加勒认为，一切定律都是从实验推出，但是要阐明这些规律，则需要有专门的语言。因为日常语言过于贫乏和模糊，不能表示如此微妙、如此丰富、如此精确的关系。由于“精妙的语言不是无关紧要的东西”，所以科学家才创造出使他们心满意足的语言①。人们正是借助于这种科学语言、概念来概括各种感觉材料，进行抽象思维或理性认识。语言、概念中就包含有约定的因素，甚至可以说它们本身就是约定的产物。无论作为语言之现实形式的符号系统，还是作为语言之构成单元的语词，它们本质上都是一种约定。当然，这种约定是在长期的历史发展中逐渐形成的，比如，我们要认识事物各方面的量，就必须有对事物的各种量进行量度的尺度，而任何尺度或单位都起源于人为的约定。如在中国新旧不同的度量衡下，对“一斤”就曾有不同的约定，象长度单位米或公尺也是如此，科学中充满了这种约定，没有这些科学语言和概念的约定，我们要认识事物是不可能的。
第二，科学认识活动要遵循一定的公理和逻辑规律、规则，人们只是在这些已有的公理、规则指导下从事科学认识活动的。而公理和规则就带有约定的色彩。公理是不证自明的，是无法用其它的东西来加以说明的。科学素以逻辑证明的严格性自豪，然而，任何科学体系都以某种不能由逻辑手段证明的公理为前提，这种公理用尼采的话来说是“一种命令式的无条件的原理”，因而也就是信仰。所以，“即使科学也基于一种信仰，根本没有所谓‘无前提的科学’”②。这里所说的信仰就包含有人们的共同约定之意。彭加勒也认为，数学中的公理和物理学中的一些基本概念和基本原理既非先验综合判断，亦非经验事实，它们原来都是约定（爱因斯坦也承认并赞赏他这个观点）；约定既不为真，也不为假，而或多或少是方便的，要问它们是真是假，正如问米制是真还是假一样，同样是没有道理的③。显然，没有公理的约定，便没有几何学、没有数学乃至整个人类科学认识。
再看看人类正确思维所必须遵循的逻辑规律和逻辑规则，它们虽然是“人的实践经过千百万次的重复”所固定下来的，但它们却从来没有为经验所直接证实，更不可能由逻辑本身来证明。从这种意义上，它也只能是一种人为的约定，或者含有很多约定的成份。正如爱因斯坦所说，“概念体系连同那些构成概念体系的句法规则都是人的创造物”④。
第三，科学认识活动中需要确定认识范围和认识角度，即确定认识的参照系，这种确定也是一种约定。自然界、人类社会中的一切现象都是相互比较而存在的，人的思维过程，也可以说是在特定的参照系内对认识客体的理解、把握过程，认识过程就是将思维客体纳入一个特定的参照系中进行观察比较，离开了参照系就等于离开了母体，认识也就成了不可能，我们日常生活中简单的数学运算就是在一定的范围内进行的，而这种范围就是人们的一种约定。一个数学命题只有相对于某个体系的规则才有正确与错误。如1+1＝2就是在十进制范围内的一种约定，在其它范围内就等于另一种结果了。美国著名科学哲学家库恩就把科学认识活动看作是在科学家集团或科学共同体共同约定的“范式”下进行的一种思维创造活动；科学革命就意味着原有认识范式已不适用于新的认识过程，需要科学家进行重新约定，然后科学家在新的范式下再去进行新的创造。
第四，科学认识活动中主体所运用的逻辑方法，也是约定的产物。方法是指为了达到一定的认识目的所采用的途径、手段和工具的总和。我们必须要承认，方法是在人类实践活动中产生和发展的。但是，这与方法是约定的产物的说法并不矛盾。人们正是出于实践的需要，为了解决某些特定的实践问题，才选择和约定了特定的方法。其一，世界上事物的存在是丰富多样的，人们对事物本质把握的途径也应是多种多样的，达到真理性认识的途径和方法绝不止一个，人们日常所使用的经验的方法、理论的方法、综合的方法等一些基本成型的方法，不过是长期以来人们在科学认识活动中选择和约定的结果。其二，这些方法本身都包含有约定的成份和因素。比如经验认识方法中的实验方法就含有很大的约定成份。人们进行科学实验时总是带有一定的目的，是受一定理论指导的。恩格斯在《自然辩证法》中曾断言“伟大的头脑给出伟大的经验”，明确强调了理论先于经验的作用。批判理性主义者波普尔甚至认为理论不仅渗透观察，而且决定观察，指导实验的理论或渗透于科学实践经验中的理论，既可能同事实相符，也可能不相符。正因为如此，人们的实验活动才会既有成功也有失败。但不管渗透于其中的理论与事实最终是否相符，事先人们却必须将其约定为同事实相符或约定为真。否则，人们的科学实验活动便无法进行⑤。
我们这里再来简单考察一下归纳法中的约定因素。归纳法是从个别概括出一般，从特殊抽象出普遍的方法。它在具体的科学认识活动中是经常使用的。但对于归纳法的可靠性问题，无论在科学家还是哲学家那里都是有争议的。对归纳法的责难主要来自两方面的问题。波普尔就认为任何经验总是过去的，到现在为止必定如此的东西在将来就不一定必定如此了；而且经验总是有限的，不能从中归纳出无限的全称命题。波普尔因此来说明归纳法是不可靠的。他的这种观点虽然有相对主义的因素，因此后来也遭到了来自拉卡托斯等人的批判，但他确实抓到了归纳法的要害。这里的问题是，归纳法尽管有这些问题，它仍然被看作是科学认识的有效方法，它从个别推出的一般结论也仍然被看作是可靠的，因为如果不这样看，抛弃了归纳法，科学认识活动便无从进行。很显然，人们在这里对待归纳法的态度中就包含有某种约定的成份，即尽管归纳法有其自身难以克服的不足，但人们仍在它的可靠性问题上达成了共识和约定，这使得归纳法仍然作为科学认识中的有效方法之一被最广泛地加以使用。
此外，科学认识中的其它方法如数学方法、假设方法、信息方法、黑箱方法、模型方法等等都与约定密切相关。
二、科学认识的过程也可以说就是包含约定的思维创造过程
科学认识活动是主体的一种创造性思维活动。这种创造性思维活动的特征之一，就表现在这个过程中所包含的约定性质。我们必须承认，科学在很大程度上具有明显的人为的特征。马克思强调应将人的认识“从主观方面去理解”，而不能只是“从客观的或者直观的形式去理解”⑥。这表明，人的认识活动是自觉的、有目的的、有创造性的。在认识活动中，人并不是世界上所发生的事件的被动记录者，科学也不仅仅是对经验事实的简单摹写。科学需要如实的观察、记录、解释，更需要假设、虚构和约定。翻开科学发展史我们可以发现：一方面，每个时期的科学都在力图真实地反映我们所面对的这个现实的世界，而且也确实越来越广泛、深入、精确，越来越有效地描述了这个世界的各种现象及其之间的联系和规律；另一方面，一部科学发展史也就是一部人们的思维创造史，其中充满大量的约定和假设。在认识的不同历史阶段上，人们不断推翻和抛弃原有的约定，又在不断地进行着新的约定。人的认识越发展，与未知世界的接触面越宽广，提出的认识问题便越多，因而便需要借助于越来越多的约定，包括对未知领域的猜测和为了纯化条件，便于数学处理而约定和虚构的理想实体和状态等。
从约定的角度，我们可以把科学认识的一般过程描述成这样的情形：认识主体在既定的理论下去进行经验认识活动，然后运用理性认识的方法，在特定的理论参照系下对从经验中得来的感性材料进行思维加工，并且为了得到对世界的本质的认识，主体主动地在思维中创造认识的手段和对客体进行超前的认识。这个过程是充满约定因素的过程。彭加勒就是用约定的观点来看待整个的科学认识过程的。他认为，约定是我们精神自由活动的产物，它贯穿在整个科学创造活动中。他这里所说的自由，并非指完全主观随意，而是充分发挥我们的能动性。他指出，在科学研究中，科学家必须在面临的大量未加工的事实中选择有观察价值和使用价值的事实，科学家要依据自己思想的自由活动从中作出选择。科学事实是语言的约定，即由未加工的事实翻译成某种科学语言，在由未加工的事实上升为科学事实的过程中，能明显地发现我们精神的自由活动。在从科学事实过渡到定律的过程中，科学家的自由活动的成份将变得更大。进而，在从定律提升为原理时，这就要全靠约定了⑦。
恩格斯指出：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说”⑧。任何科学理论开始都是以假说的形式出现的，科学认识过程也就是一个不断提出假说，又不断检验和修正假说的过程。这是科学作为一项创造性事业的基本特征。但假说本身就意味着它是一种不完备的、其基本概念和基本观念都有待验证的理论形式。科学家也只有在假说中大胆提出一些当时只在科学家观念中存在，但还没有得到实验验证的理论实体或它们相互作用的规律，才能促进科学的发展。在这个过程中，就不可避免地需要约定。事实上，假说和假设正是一种较为常见的约定形式，因为它是将未经事实检验的命题，甚至未经逻辑证明的理论暂时约定为真的认识方法，以此来帮助尚不充分的认识继续前进。比如，爱因斯坦狭义相对论的理论出发点就是相对性原理和光速不变原理这两条基本假设。
在主体创造性思维过程当中，也是经常需要运用约定的。比如，在人类认识活动中需要对研究对象进行理想化研究，即在一定的逻辑化基础上，去掉事物现存状态中的各种非主要因素，以构成一种纯粹的状态来集中反映事物的本质联系。在理想化的基础上，人们可以构造模式和图式等典型化了的类似对象的物质的或观念的形式，以便确定对象的结构、性能和联系。这种思维对于对象某些非主要因素的“排除”，实质上就是一种为满足认识事物的需要而进行的人为的约定⑨。象物理学中的质点、刚体、点电荷、理想气体等理论“实体”或如“绝热系统”之类的理想状态，都是人们为了解决某些需要解决的问题，为了数学上作一定精确度的计算或为了纯化或简化条件的方便而人为设置和约定的抽象工具，显然，没有这种约定，认识过程便无法进行。正如恩格斯所说：“如果要等待构成定律的材料纯粹化起来，那末这就是在此以前要把运用思维的研究停下来，而定律也就永远不会出现”⑩。正是由于科学家预先设想或约定了一些其真实存在尚待证明的理论实体及其属性和相互关系，才能引导人们进一步去进行新的实验和观察，导致新的发现，建造新的理论。即使后来科学的发展证明原来的约定确实是错误的，或者是不必要的，这也是科学的一大进步，这本身就是科学创造和人类理性进步的实质。而且在科学史上还往往有这种情形，即使有在当时已证明是虚假的、错误的约定，但将来还可能又变成是科学的、必要的约定，也有可能又会被证实是必要的、正确的约定。虽然著名的迈克尔逊——莫雷实验否定了“以太”的存在，但后来狄拉克发展相对论量子理论时，他的真空理论中却又包含着某些与以太学说相类似的思想，他甚至想提出理由来重新假定以太的存在(11)。
因此，如果在科学认识中排除了约定，也就排除了人的思维创造的可能性，就把科学创造过程中的丰富、生动的因素抽象掉了，科学认识过程就成了对客观对象的简单描述和记录，成了一笔流水账，这实际上就是否定了科学创造活动本身。我们不否认科学认识活动要在一定的现实原型或者说经验材料的基础上进行，同样也不能否认科学认识过程中的主观约定因素对于保证这个过程得以进行所起的实质性作用。而且，从实际情况来看，现代科学发展所预示的一个主要趋势就是，科学的发展越来越离不开约定，离不开科学家的自由创造。1930年前后，爱因斯坦以相对论作为理论科学在现代发展的基本特征为例表述了这样的思想：初始的假设变得愈来愈抽象，离经验愈来愈远。另一方面，它更接近一切科学的伟大目标，即要从尽可能少的假设或者公理出发，通过逻辑的演绎，概括尽可能多的经验事实。同时，从公理引向经验事实或者可证实的结论的思路也就愈来愈长，愈来愈精妙。理论科学家在探索理论时，就不得不愈来愈听从纯粹数学的、形式的考虑，演绎法将愈益显得重要。在探索性的演绎法中，关键是要找到作为公理基础的基本假设，为达此目的，就要允许科学家有权自由发挥他的幻想(12)。
三、科学认识的结果是一个包含约定的理论体系
约定不仅是科学认识得以进行所运用的手段之一，而且在人类认识所得到的科学理论体系中，仍然存在着约定的成份，甚至越是完善、成熟的体系中越少不了约定的因素。比如数学，素以其逻辑上的严格性、精确性著称，事实上，它是一种明确约定的规则系统。作为约定的体系，它有一整套确定的规则，并因而有较为确定的关系。同时，作为一种约定，它又是一种人为创造，在一定程度上是任意的。长期以来，许多科学家或哲学家都在自觉不自觉地接受和坚持了一种实在论的观点，他们认为主体所建构或接受的科学理论都应当是对客观存在事物的真实描述和说明，其中的所有概念都应当与客观世界有一一对应的关系，而不需要或不存在什么约定和虚构的成份。他们往往把约定与科学相对立，把约定与错误、与主观随意性划等号。这是一种形而上学实在论的观点。
我们认为，只要我们承认每一阶段上人类认识的相对性，承认科学、真理的相对性的一面，我们便不能否认约定的存在。人类的认识总是具体的、历史的、有限的，它对事物的认识不可能是绝对完全、一览无余的。在科学中，总会包含有假说和约定的因素。恩格斯把假说看成是科学发展必然要采取的形式，在某种意义上我们甚至可以说，任何科学理论本质上就是一种假说、一种约定。牛顿在建立他的经典力学这个曾被认为是非常完善的科学理论大厦时，尽管他声称，“我不需要假说”，力图使他的学说建立在坚实的经验材料的基础上以避免虚构和约定，但在他的学说中至少包含了被后人认为是明显约定和虚构的三个基本概念，即绝对时间、绝对空间和超距作用。因此，作为科学认识的一种表现形式，科学认识体系中是不能摆脱假说和约定的，这是其一。
其二，就经验与理论的关系看，也有约定的问题。对于同样的经验事实，从不同角度、在不同的理论参照系下人们可以得出不同的结论，建构出不同的理论模式。某种具体的理论模式的最终确立，不能不与约定有很大关联。爱因斯坦认为，经验不能唯一地决定一个正确的理论。对于同一个事实，可能存在几个同时为真的理论体系，因此，人们理论的选择具有约定的逻辑地位(13)。当然这里要受许多因素的制约，包括社会历史等外在因素，以及追求理论的简单性、方便性、完美性等内在要求的制约。
其三，我们还可以从科学理论体系的结构来看其中的约定因素。从科学理论的结构来看，越是成熟的科学理论就越是一个严格的公理演绎体系，而构成这个理论核心部分的公理总是由一些不证自明或无法直接检验的概念和陈述组成的。这里就必然要涉及到某些概念、陈述、理论实体的虚构或约定。因为道理很简单。科学认识是一个所谓的“思维的自由创造”的猜测和试探的过程，在某个具体的认识过程的终结时期，人们在提出假说、构建理论体系的过程中，往往要假设或约定一些不可证明、不可观察的概念、理论实体来说明、解释和预测可观察的经验现象。在对这些实体没有实施（或难以实施）严格检验之前，它们的存在与否是值得怀疑的，在这个时候我们只能将其看作是人们的一种约定或假设，而科学中就大量存在这种约定(14)。现代物理学为了统一已知的自然界的基本作用力，提出了许多新的假说，作出了许多预言和约定，这构成了现代物理学体系中不可缺少的必要内容。这其中包括不少新的还未能确证的粒子，如磁单极子、黑格斯粒子、X粒子、超电子、W微子、亚夸克、亚层子、前夸克、色子、味子、阿米伽子，如此等等。可以肯定，这其中离不开虚构、猜测和约定。
爱因斯坦是这样看待科学理论体系中的约定问题的。他认为，完整的科学理论体系是由基本概念、被认为对这些概念有效的基本假设以及由逻辑推理得到的结论（导出命题）这三者构成的。其中在逻辑上不能进一步简化的基本概念和基本假设是理论体系的根本部分，它们是整个理论体系的公理基础或逻辑前提。它们“都是自由选择出来的”，“（在逻辑意义上）是自由的约定”(15)。
其四，既然科学理论中包含有约定，那么它就带有极大的不确定性，甚至是可错性。这种不确定性和可错性是任何科学理论体系本身所固有的。在科学发展史中我们常常可以看到，不仅一些在当时理论背景下已被人们认为有充分理由存在的理论实体，最后可能被新的理论证明是错误的约定；而且在今天看来并非虚构的理论实体，如原子、电子等，在它的发展过程中也曾被人约定和赋予了一些虚假的、甚至是稀奇古怪的性质，如德漠克利特曾设想原子是没有重量的，伊壁鸠鲁赋予原子以自由意志，道尔顿曾认为原子是一些带有小钩和小眼的微小物体，J·J汤姆逊曾设想他所发现的电子是象葡萄干嵌在面包里一样嵌在原子里的(16)。虽然在今天看来这些思想是不对的，但这是科学认识进程中所不可缺少的，是功不可没的。而且，即使是后来被证明是虚假的约定，在当时的知识背景下和特定的范围内，它也仍能正确描述、解释和预言一些可观察现象。例如，“以太”概念就曾对近代科学
（如光学）的发展起过很好的推动作用。因此，在一定时期和一定范围内，一个理论的核心的公理部分即使含有以后被证明是不必要的、错误的约定，但由于它自身逻辑上的一致，与当时知识背景的融贯，它仍能正确地描述、解释和预言一定范围内的经验现象，甚至能直接指导人们的生产实践，我们仍然要承认它是科学，它是科学理论体系结构中的实际内容之一。
此外，科学理论体系中还包含有一些明显的没有真实对应物的理论术语，它们谈论那些假定只有在某些实际上绝对不可能出现的极限情况下才可能存在的理论“实体”或理想状态，如前述的质点、刚体、点电荷、理想气体。绝热系统等等，它们的约定性质就更为明显了。
总之，人类的科学认识成果是一个包含约定的相对真理体系。我们反对那种由于科学理论中含有约定而否定真理存在的相对主义观点，也不赞同那种断言科学理论只能是对客观世界的“如实”描述、不可能包含约定的形而上学实在论。我们承认客观世界的独立存在，承认科学中的客观内容。但并不要求，也不可能要求我们的科学理论与这个世界的所有元素之间有一一对应的关系。建构科学理论体系需要借助于约定这种工具。而科学理论体系本身也包含有约定的实际内容。而且，肯定科学理论中的约定，可以防止把科学绝对化，把真理凝固化，这既坚持了科学认识中的唯物论，也坚持了这个问题上的辩证法。
注释：
①③⑦(12)转引自李醒民文《论彭加勒经验约定论》，载《中国科学》，1988年第2期。
②尼采：《快乐的知识》第344节。
④(15)《爱因斯坦文集》第1卷，商务印书馆1976年版，第5页，第22、471页。
⑤⑨许玉乾：《论认识活动中的约定因素》，《社会科学辑刊》，1992年第4期。
⑥《马克思恩格斯全集》第3卷，人民出版社1960年版，第3页。
⑧⑩《马克思恩格斯选集》第3卷，人民出版社1972年版，第561页。
(11)(14)(16)殷正坤：《试论科学理论中的虚构》，《自然辩证法通讯》，1992年第6期。
(13)转引自李醒民文：《论爱因斯坦的经验约定论思想》，载《自然辩证法通讯》，1987年第4期。