馬 雷

（東南大學(xué)哲學(xué)與科學(xué)系，江蘇南京210096）

論科學(xué)的概念統(tǒng)一性

馬 雷

（東南大學(xué)哲學(xué)與科學(xué)系，江蘇南京210096）

科學(xué)理論的概念統(tǒng)一性是科學(xué)創(chuàng)新和科學(xué)進(jìn)步的合理指標(biāo)之一。概念統(tǒng)一性要求擴(kuò)大理論的異質(zhì)性概念范圍。協(xié)調(diào)力模式給出了概念統(tǒng)一性的量化評(píng)估方法。統(tǒng)一場(chǎng)論的關(guān)鍵是把相對(duì)論和量子理論結(jié)合起來(lái)，迄今為止，弦理論是這一努力的最佳方案。在理論的概念統(tǒng)一性追求中，還原與整合不是互相排斥、互不相容的，是有可能協(xié)調(diào)發(fā)展的。

科學(xué)理論；概念統(tǒng)一性；指標(biāo)

一、概念統(tǒng)一性的定義

科學(xué)進(jìn)步具有諸多的內(nèi)在判定指標(biāo)，我們需要給每一個(gè)指標(biāo)以明晰的定義，因?yàn)橐?guī)范地描述科學(xué)史需要形式化的、實(shí)際可行的分析機(jī)制。我的定義方法是以解子為基本概念，通過(guò)科學(xué)理論之間的不對(duì)稱性比較來(lái)凸現(xiàn)理論的高低、優(yōu)劣。在給科學(xué)理論的概念統(tǒng)一性下定義之前，需要先解釋一下“解子”、“沖突”、“協(xié)調(diào)”等相關(guān)概念。任何單一的指標(biāo)都包括沖突和協(xié)調(diào)兩個(gè)方面。在理論之間的不對(duì)稱性比較之下，以任一單一指標(biāo)為天平，則天平兩端的理論可能表現(xiàn)出輕重或優(yōu)劣的不同。這時(shí)，較差的理論表現(xiàn)了該指標(biāo)的沖突方面；較優(yōu)的理論表現(xiàn)了該指標(biāo)的協(xié)調(diào)方面。協(xié)調(diào)力是理論的解決問(wèn)題的效力，包括經(jīng)驗(yàn)協(xié)調(diào)力、概念協(xié)調(diào)力和背景協(xié)調(diào)力。任何理論都由兩部分構(gòu)成，即問(wèn)題部分和對(duì)問(wèn)題的解答部分。解答部分由解子或解子的聯(lián)結(jié)構(gòu)成。解子是所有單一的內(nèi)在策略和外在策略的通稱。內(nèi)在策略構(gòu)成判斷理論之間關(guān)系的內(nèi)在理由，它表現(xiàn)為靜態(tài)的觀念形態(tài)，有定義、假設(shè)、定律、原理、規(guī)則、方法，等等。外在策略構(gòu)成判斷理論之間關(guān)系的外在理由，它表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)的非觀念形態(tài)，如觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，技術(shù)客體的功能釋放，科學(xué)共同體的確認(rèn)，政策支持，等等。［1－3］科學(xué)的內(nèi)在指標(biāo)只能由內(nèi)在策略來(lái)定義。

根據(jù)上述定義和理論比較的不對(duì)稱性關(guān)系，可以給概念統(tǒng)一性定義如下：

在理論T和理論T′的τ時(shí)刻的比較中，T面臨概念統(tǒng)一性沖突且理論T′呈現(xiàn)概念統(tǒng)一性協(xié)調(diào)，或者說(shuō)，理論T的概念統(tǒng)一性協(xié)調(diào)力下降（記為uTτ↓）且理論T′的概念統(tǒng)一性協(xié)調(diào)力上升（記為uT′τ↑），當(dāng)且僅當(dāng)，在τ時(shí)刻，T的解子j導(dǎo)出的解子（記為j→j1）涉及m種不同的異質(zhì)性概念范圍（記為j1→Jm），T′的解子j導(dǎo)出的解子（記為j→j2）涉及n種不同的異質(zhì)性概念范圍（記為j2→Jn），且n＞m≥0。這里的“異質(zhì)性”指實(shí)體、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)或?qū)哟紊系牟町悺?/p>

該定義以符號(hào)表示為：

該公式可以從邏輯上簡(jiǎn)化為：

該公式表明，概念統(tǒng)一性由理論所直接涉及的異質(zhì)性概念范圍決定。大致說(shuō)來(lái)，這樣表達(dá)也是可以的。但是，如果理論不能經(jīng)過(guò)概念的邏輯推演而得出新的結(jié)論，概念的統(tǒng)一也只能停留在口頭上，沒(méi)有實(shí)際意義。所以，簡(jiǎn)化表達(dá)中的異質(zhì)性概念范圍應(yīng)理解為是通過(guò)邏輯中介而確定的。

二、模仿拉普拉斯妖

在物理學(xué)中，對(duì)概念統(tǒng)一性的追求是科學(xué)創(chuàng)新和科學(xué)進(jìn)步的不懈動(dòng)力之一。17世紀(jì)，伽利略和牛頓的工作大大增強(qiáng)了人們建立統(tǒng)一的世界圖景的信心。拉普拉斯在《概率的哲學(xué)導(dǎo)論》一書(shū)中設(shè)想了一個(gè)“一統(tǒng)天下”的精靈：

有一個(gè)精靈，在任一給定時(shí)刻，只要他把握了所有的自然力和所有物質(zhì)的瞬時(shí)位置，并對(duì)一切相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，就能用同一組公式描述宇宙中最大物體和最小原子的運(yùn)動(dòng)。對(duì)他來(lái)說(shuō)，沒(méi)有不確定之物，未來(lái)和過(guò)去一樣呈現(xiàn)在眼前。人類的心靈，迄今為止，只是稍稍展示了這個(gè)精靈的能力。

統(tǒng)一場(chǎng)論的發(fā)展表明，科學(xué)家總希望能像拉普拉斯妖一樣，構(gòu)造大一統(tǒng)的理論，把握不斷擴(kuò)大的異質(zhì)性經(jīng)驗(yàn)范圍①異質(zhì)性經(jīng)驗(yàn)范圍的擴(kuò)大標(biāo)志著科學(xué)的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)一性協(xié)調(diào)力的上升。和異質(zhì)性概念范圍。牛頓用萬(wàn)有引力定律統(tǒng)一了天上的力和地上的力，但不包括原子間的力，所以牛頓理論不能把握原子通過(guò)的時(shí)間和空間。到19世紀(jì)下半葉，麥克斯韋用電磁理論補(bǔ)充了牛頓的力學(xué)和引力論。電磁理論把電、磁、光統(tǒng)一起來(lái)。例如，他認(rèn)為光是電磁波的一種，是看得見(jiàn)的電磁波。他從波動(dòng)方程中推出電磁波傳播的速度正好等于光速。當(dāng)時(shí)人們漠視原子的存在，誤以為電磁力或引力已經(jīng)能說(shuō)明所有的自然力，統(tǒng)一的問(wèn)題解決了，以下的工作只是追求精確性。開(kāi)耳芬（Kelvi′n）勛爵在1900年英國(guó)科學(xué)進(jìn)步的一次演講中說(shuō)：“物理中已經(jīng)沒(méi)有新的待發(fā)現(xiàn)的東西了，剩下的只是越來(lái)越精確的測(cè)量?！?/p>

就概念統(tǒng)一性而言，假設(shè)兩種基本的作用力——引力和電磁力，是不能令人滿意的。特別是，引力理論和電磁理論對(duì)時(shí)間和空間有不同的描述方式，它們之間存在著根本性的矛盾。電磁理論必然要求時(shí)間和距離有奇異的扭曲，麥克斯韋方程預(yù)言時(shí)鐘在某些情況下會(huì)變慢。但是，對(duì)于牛頓引力理論來(lái)說(shuō)，時(shí)間在宇宙中有均勻的節(jié)奏，地球上的時(shí)鐘與月亮上的時(shí)鐘運(yùn)轉(zhuǎn)速度相同。1905年，肇始于對(duì)麥克斯韋電磁方程的深刻理解，愛(ài)因斯坦提出狹義相對(duì)論。這一理論以相對(duì)時(shí)空觀顛覆了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，它預(yù)言，對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)的物體，時(shí)間會(huì)變慢而距離會(huì)縮短。這樣，時(shí)間和空間不過(guò)是同一實(shí)體的不同表現(xiàn)形式。愛(ài)因斯坦不僅統(tǒng)一了時(shí)間和空間，還統(tǒng)一了物質(zhì)和能量。他看到物質(zhì)和能量之間的相互轉(zhuǎn)換，在一定條件下，一塊石頭（鈾）能變成一束光（一次核爆炸），原子的裂變會(huì)釋放原子核中的巨大能量。雖然狹義相對(duì)論取得了巨大的成功，但愛(ài)因斯坦認(rèn)為它還不夠完備，因?yàn)樗鼪](méi)有涉及引力。牛頓的引力理論似乎違反狹義相對(duì)論的基本原理。按照牛頓理論，如果太陽(yáng)突然消失，地球會(huì)立刻從它的軌道上逃走，因?yàn)樵谔?yáng)和地球之間的“力”突然消失了。但是，在愛(ài)因斯坦看來(lái)，這是不可能的，因?yàn)橐Σ豢赡鼙裙馀艿酶欤馑偈怯钪娴慕K極速度。愛(ài)因斯坦于1915年提出廣義相對(duì)論，把引力解釋為時(shí)－空和質(zhì)－能的結(jié)合。引力不再是一種力，而是由質(zhì)－能（太陽(yáng)）的存在而引起的時(shí)空彎曲。按照這一理論，地球的路徑是由太陽(yáng)引起的彎曲時(shí)空決定的；如果太陽(yáng)突然消失，以光速傳播的引力波要花8分鐘的時(shí)間才到達(dá)地球。廣義相對(duì)論預(yù)言，光束的路徑在通過(guò)太陽(yáng)時(shí)會(huì)彎曲。1915年5月29日，這一預(yù)言在一次發(fā)生在非洲和巴西的日全食時(shí)得到戲劇性的驗(yàn)證。這也表明，異質(zhì)性概念范圍的擴(kuò)大很可能導(dǎo)致異質(zhì)性經(jīng)驗(yàn)范圍的擴(kuò)大。

時(shí)空理論和引力理論的成功鼓舞著愛(ài)因斯坦去追求一個(gè)更偉大的目標(biāo)：將關(guān)于引力的幾何理論與麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論統(tǒng)一起來(lái)。愛(ài)因斯坦在他生命的最后30年孤軍奮戰(zhàn)，未能成功。大多數(shù)人專注于原子物理和原子核物理的研究，無(wú)暇顧及光與引力的統(tǒng)一。他們暫時(shí)放棄了統(tǒng)一性追求，探詢協(xié)調(diào)力的其他方面。在20世紀(jì)30到40年代，物理學(xué)家主要致力于量子力學(xué)，用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述原子和原子核現(xiàn)象。愛(ài)因斯坦雖然最終接受了量子力學(xué)，但認(rèn)為它不完備。他相信量子力學(xué)的特征將成為他的統(tǒng)一場(chǎng)論的副產(chǎn)品，亞原子粒子和原子將作為統(tǒng)一場(chǎng)論的眾多的解出現(xiàn)。愛(ài)因斯坦未能在有生之年完成統(tǒng)一場(chǎng)論，但他對(duì)統(tǒng)一性的追求并沒(méi)有錯(cuò)。愛(ài)因斯坦可能在兩個(gè)方面出現(xiàn)錯(cuò)誤。一是缺乏新的物理原理和物理圖像，為單純的數(shù)學(xué)概念和數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)所困擾。沒(méi)有數(shù)學(xué)的物理是模糊的，沒(méi)有物理的數(shù)學(xué)是空洞的?？茖W(xué)上的成功往往是各種協(xié)調(diào)力協(xié)同上升的結(jié)果，過(guò)分依賴一種協(xié)調(diào)力是危險(xiǎn)的。二是選擇將引力與電磁力（光）進(jìn)行統(tǒng)一，忽視了核力（包括強(qiáng)力和弱力）。這當(dāng)然也有客觀的原因，在四種力中，人們當(dāng)時(shí)對(duì)核力的理解最弱。

量子力學(xué)是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述核力的理論，成功地將除引力之外的其他三種力統(tǒng)一起來(lái)。量子理論始于普朗克對(duì)“黑體輻射”問(wèn)題或“紫外災(zāi)難”（紫外即高頻輻射）的一個(gè)解決辦法。如果光是純粹的波，并能以任何頻率振動(dòng)，則輻射會(huì)有無(wú)限的高頻能量，但這是不可能的。1900年，普朗克不僅用數(shù)學(xué)技巧推出一個(gè)符合魯本斯黑體輻射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方程，還提出能量的顆粒本質(zhì)，即輻射不完全是一種波，能量的傳遞是通過(guò)一些確定的不連續(xù)的小包完成的，每一個(gè)包的“尺寸”由“普朗克常數(shù)”（h＝6.5 ×10－34焦耳·秒）決定。按照這一邏輯，光可以分割為顆粒狀的“光量子”。1905年，愛(ài)因斯坦在普朗克光量子理論的基礎(chǔ)上提出光電效應(yīng)理論。根據(jù)這一理論，當(dāng)光粒子撞擊金屬時(shí)，能夠從金屬原子里打出電子并產(chǎn)生電，打出的電子的能量可以利用普朗克常數(shù)計(jì)算出來(lái)。

1909年，愛(ài)因斯坦在一次學(xué)術(shù)會(huì)議上預(yù)言：理論物理學(xué)發(fā)展的下一階段，將會(huì)出現(xiàn)關(guān)于光的新理論，它將把光的波動(dòng)說(shuō)與光的微粒說(shuō)統(tǒng)一起來(lái)。這一工作后來(lái)由法國(guó)物理學(xué)家路易·德布羅意（L.V.de Broglie）完成。1924年德布羅意在向巴黎大學(xué)提交的博士論文《關(guān)于量子理論的研究》中，提出一個(gè)大膽的假設(shè)：包括電子在內(nèi)的一切實(shí)物粒子也都具有波動(dòng)性。他認(rèn)為，在一般宏觀條件下，實(shí)物粒子的波長(zhǎng)實(shí)際上很短，所以其波動(dòng)性不會(huì)明顯顯示出來(lái)，因而可以用經(jīng)典力學(xué)處理；但是，在微觀領(lǐng)域，由于微觀粒子的質(zhì)量很小，因而動(dòng)量也很小，這時(shí)它的波長(zhǎng)就可能被觀察到，它的波動(dòng)性就可能明顯地顯示出來(lái)。德布羅意給出“物質(zhì)－波”所服從的基本關(guān)系，表述了電子的確定頻率和波長(zhǎng)。這樣，德布羅意把過(guò)去認(rèn)為是對(duì)立的兩個(gè)概念統(tǒng)一起來(lái)，綜合在波粒二象性之中，成功地將愛(ài)因斯坦最先提出的波粒二象性推廣到一切物質(zhì)粒子。1926年，歐文·薛定諤寫(xiě)出這種波所遵從的基本方程（薛定諤波動(dòng)方程）。薛定諤波動(dòng)方程原則上可以對(duì)分子和原子進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，推導(dǎo)出所有化學(xué)制品的性質(zhì)。1927年，沃納·海森堡提出不確定性原理，對(duì)一個(gè)原子系統(tǒng)的測(cè)量會(huì)改變系統(tǒng)的狀態(tài)，所以，我們永遠(yuǎn)不能同時(shí)知道單個(gè)電子的位置和速度。這一原理也是薛定諤波動(dòng)方程的一個(gè)直接推論，它表明我們永遠(yuǎn)不能準(zhǔn)確地預(yù)言單個(gè)原子的行為，更不能準(zhǔn)確地預(yù)言宇宙的行為。這當(dāng)然不是說(shuō)量子理論沒(méi)有精確性協(xié)調(diào)力，實(shí)際上，它能夠準(zhǔn)確預(yù)言大量原子以某種方式運(yùn)動(dòng)的概率，能夠以驚人的準(zhǔn)確度計(jì)算在億萬(wàn)個(gè)鈾原子中將要衰變的原子的比例。

相對(duì)論和量子理論似乎是對(duì)立的，前者關(guān)心星系和宇宙的宏觀運(yùn)動(dòng)，后者關(guān)注亞原子世界的微觀運(yùn)動(dòng)。相對(duì)論的力場(chǎng)連續(xù)地充滿整個(gè)空間，而量子世界的力場(chǎng)則是不連續(xù)的單位，被量子化了。相對(duì)論和量子理論都有成功之處，但都不適合作為統(tǒng)一場(chǎng)論的基礎(chǔ)。相對(duì)論不能計(jì)算原子的行為，量子理論不能描述星系的運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在，物理學(xué)家們認(rèn)識(shí)到，統(tǒng)一場(chǎng)論的關(guān)鍵是把相對(duì)論和量子理論結(jié)合起來(lái)。在過(guò)去半個(gè)多世紀(jì)里，理論物理學(xué)家們?yōu)檫@一理想付出了巨大的努力，迄今為止，弦理論可以說(shuō)是這一努力的最佳方案。有些物理學(xué)家將引力理論和量子理論糅合起來(lái)，得到量子引力的表達(dá)式，但從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)看這樣的表達(dá)式?jīng)]有意義，因?yàn)槠渲锌偘瑹o(wú)窮大。例如，把電子當(dāng)做點(diǎn)粒子計(jì)算它的電場(chǎng)和引力場(chǎng)時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)在電場(chǎng)和引力場(chǎng)中均存在無(wú)窮大能量。但是，在弦理論中，電子不再是點(diǎn)粒子，而是一根只有10－33厘米大小的振動(dòng)的小弦。振動(dòng)的弦這一額外自由度使得我們能夠解釋它的引力場(chǎng)。實(shí)際上，弦理論能夠很好地處理所有基本粒子和相互作用的無(wú)窮大問(wèn)題。如同提琴的不同泛音是同一根琴弦的不同諧音一樣，電子、引力子、光子、中微子以及所有其他粒子都是同一根基本弦的不同振動(dòng)方式。物理學(xué)家希望為弦理論找到一個(gè)更為基本的框架，得到一組方程，它們的近似解就是我們目前所擁有的不同理論。這樣，我們就得到統(tǒng)一自然界中基本相互作用的理論，它把行星繞日旋轉(zhuǎn)的引力、電子繞原子核旋轉(zhuǎn)的電磁力、保持原子核完整的強(qiáng)相互作用或核力、與許多輻射衰變相關(guān)的弱相互作用都統(tǒng)一起來(lái)。目前，這一目標(biāo)已經(jīng)部分實(shí)現(xiàn)。

弦理論的科學(xué)價(jià)值不容忽視。弦理論追求直接的概念統(tǒng)一性，不僅有明顯的成效，還帶動(dòng)了該理論的其他協(xié)調(diào)力的上升。由于消除了當(dāng)代物理學(xué)的兩大基石相對(duì)論與量子論的相反解子①相反解子指構(gòu)成邏輯上的反對(duì)關(guān)系或矛盾關(guān)系的概念或判斷。具有反對(duì)關(guān)系的概念或判斷在邏輯上不能同真，但可以同假，例如，在“黑”與“白”之間，在“所有S是P”和“所有S不是P”之間，在“有S是P”和“有S不是P”之間，就具有反對(duì)關(guān)系。具有矛盾關(guān)系的概念或判斷在邏輯上不能同真，也不能同假，例如，在“黑”與“非黑”之間，在“所有S是P”和“有S不是P”之間，在“所有S不是P”和“有S是P”之間就具有矛盾關(guān)系。，弦理論的概念明晰性增強(qiáng)。僅僅從作為一種優(yōu)勢(shì)解悖方案的角度，也可以確立弦理論作為一種科學(xué)假說(shuō)的地位。從歷史上看，減少頑固的相反解子，調(diào)和那些不協(xié)調(diào)的物理理論很可能導(dǎo)致理論探索的重大進(jìn)展。20世紀(jì)物理學(xué)的某些進(jìn)展正是這樣取得的。狹義相對(duì)論源于對(duì)麥克斯韋和牛頓力學(xué)的調(diào)和，廣義相對(duì)論源于對(duì)狹義相對(duì)論和牛頓引力理論的調(diào)和，量子場(chǎng)論是對(duì)非相對(duì)論量子力學(xué)與狹義相對(duì)論的調(diào)和。弦理論可以給出一種邏輯上自恰的框架以容納引力和量子力學(xué)，也即弦理論可以同時(shí)推出相對(duì)論與量子論，具有直接的概念一致性協(xié)調(diào)力②我將概念一致性定義為：在理論T與T′的τ時(shí)刻的比較中，T面臨概念一致性沖突且T′呈現(xiàn)概念一致性協(xié)調(diào)，或者說(shuō)，T的概念一致性協(xié)調(diào)力下降（記為iTτ↓）且T′的概念一致性協(xié)調(diào)力上升（記為iT′τ↑），當(dāng)且僅當(dāng)，在τ時(shí)刻，T的解子j能導(dǎo)出m種不同的解子（記為Tτ（j→j m），T′的解子j能導(dǎo)出n種不同的解子（記為T′τ（j→j n），且n＞m≥0。該定義以符號(hào)表示為：iTτ↓∧iT′τ↑←→Tτ（j→j m）∧T′τ（j→j n）∧（n＞m≥0），因而也具有間接的背景實(shí)驗(yàn)協(xié)調(diào)力和某些間接的經(jīng)驗(yàn)協(xié)調(diào)力，因?yàn)榉彩菍?duì)相對(duì)論與量子論的實(shí)驗(yàn)支持，從邏輯上說(shuō)也是對(duì)弦理論本身的支持。［4］357－358弦理論試圖最終給出一種關(guān)于自然界所有粒子以及相互作用的定量描述，這是對(duì)理論的和諧性和精確性追求，并取得了積極的進(jìn)展。弦理論也具有一定的概念新奇性協(xié)調(diào)力③我將概念新奇性定義為：在理論T和理論T′的τ時(shí)刻的比較中，T面臨概念新奇性沖突，T′呈現(xiàn)概念新奇性協(xié)調(diào)，或者說(shuō)，T的概念新奇性協(xié)調(diào)力下降（記為eTτ↓）且T′的概念新奇性協(xié)調(diào)力上升（記為eT′τ↑），當(dāng)且僅當(dāng)，在τ時(shí)刻，T的解子j能導(dǎo)出m種不同的新奇（“新奇”記為?）解子（記為Tτ（j→?j m），T′的解子j能導(dǎo)出n種不同的新奇解子（記為T′τ（j→?j n），且n＞m≥0。該定義以符號(hào)表示為：eTτ↓∧eT′τ↑←→Tτ（j→?j m）∧T′τ（j→?j n）∧（n＞m≥0），許多弦理論模型都預(yù)言存在具有分?jǐn)?shù)電荷的非囚禁粒子，它們的質(zhì)量幾乎落在普朗克能區(qū)，有可能在宇宙射線中發(fā)現(xiàn)它們。弦理論的概念確定性④確定性包括概念確定性和經(jīng)驗(yàn)確定性。我將概念確定性定義為：在理論T和理論T′的τ時(shí)刻的比較中，T面臨概念確定性沖突且T′呈現(xiàn)概念確定性協(xié)調(diào)，或者說(shuō)，T的概念確定性協(xié)調(diào)力下降（記為fTτ↓）且T′的概念確定性協(xié)調(diào)力上升（記為fT′τ↑），當(dāng)且僅當(dāng)，在τ時(shí)刻，在T試圖解決某概念問(wèn)子j之后，仍有其他u種不同理論試圖解決它（記為Tτ（Yu→j）），且在T′試圖解決某概念問(wèn)子j之后，仍有其他v種不同理論試圖解決它（記為T′τ（Yv→j）），且u＞v≥0。該定義可用符號(hào)記為：fTτ↓fT′τ↑←→Tτ（Yu→j）∧T′τ（Yv→j）∧（u＞v≥0）關(guān)于經(jīng)驗(yàn)確定性的探討，參見(jiàn)馬雷《論理論創(chuàng)新的經(jīng)驗(yàn)確定性標(biāo)準(zhǔn)》，《自然辯證法研究》2005年第8期，第38－40頁(yè)、第65頁(yè)。也讓一些科學(xué)家感到振奮。在傳統(tǒng)的量子場(chǎng)論中有無(wú)窮多種可能的理論，相比之下，目前弦理論的情況要好得多。按照某種特定的算法，科學(xué)家已經(jīng)把無(wú)窮多弦理論裁減到目前的4種或5種或6種弦理論。在確定性方面，這不能不說(shuō)是一個(gè)重大進(jìn)展。

當(dāng)然，弦理論目前沒(méi)有完全被接受，甚至遭到強(qiáng)烈的批評(píng)，這是由該理論的另一些協(xié)調(diào)力狀況造成的。弦理論的強(qiáng)項(xiàng)在概念協(xié)調(diào)力方面，但在經(jīng)驗(yàn)協(xié)調(diào)力和背景協(xié)調(diào)力方面很弱。弦理論所預(yù)言的新奇結(jié)論無(wú)法直接觀察，也很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。雖然原則上我們可以發(fā)明一種足夠先進(jìn)的儀器，直接探測(cè)由弦構(gòu)成的小環(huán)，但是，實(shí)際上做到這點(diǎn)是極其困難的。要真正看到粒子內(nèi)部的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，必須用實(shí)驗(yàn)探測(cè)普朗克能量（1019Gev）以下的能區(qū)，這大約是現(xiàn)在的粒子加速器所能達(dá)到的能量的一億億倍。建造這樣一個(gè)高速加速器，不僅在費(fèi)用上難以想像，也不具備必須的時(shí)間和技術(shù)條件。有的科學(xué)家認(rèn)為，要設(shè)計(jì)和建造這樣的加速器，至少需要10光年的時(shí)間！所以，直接檢驗(yàn)任何比如107Gev以上的弦理論是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的奢望。固然，從邏輯上說(shuō)，對(duì)相對(duì)論與量子論的實(shí)驗(yàn)支持，也是對(duì)弦理論本身的支持，但是，迄今為止，弦理論畢竟沒(méi)有增加新的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)，因此不能體現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)上的進(jìn)步。弦理論無(wú)法與經(jīng)驗(yàn)建立直接的聯(lián)系，這導(dǎo)致它在背景協(xié)調(diào)力方面難以上升。弦理論在實(shí)驗(yàn)上無(wú)法直接驗(yàn)證，在技術(shù)上更談不上應(yīng)用。對(duì)弦理論的理解更多地靠數(shù)學(xué)上的自恰性，對(duì)于它的10維或26維圖像在人類直覺(jué)上還難以把握，在心理上難以接受。弦理論也不能帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)它的經(jīng)費(fèi)投入相當(dāng)有限。在今天看來(lái)，弦理論的綜合協(xié)調(diào)力尚不足以使大多數(shù)人接受，但它畢竟具有某些較強(qiáng)的局部協(xié)調(diào)力，因而是可以追求的理論。

三、還原與整合

中國(guó)魔術(shù)師的箱子層層相套，小箱外面套大箱，大箱外面還有箱。人們用中國(guó)套箱比喻累積式的科學(xué)發(fā)展觀。小理論被較大的理論完全吸收，較大的理論又被更大的理論完全吸收，理論的箱子也是層層相套，越來(lái)越大。所謂“T1吸收T2”或“T2被T1吸收”也可以表達(dá)為“T2被化歸為T1”或“T2被還原為T1”。例如，說(shuō)統(tǒng)計(jì)力學(xué)吸收了熱力學(xué)，牛頓力學(xué)吸收了伽利略定律和開(kāi)普勒定律，與說(shuō)熱力學(xué)被化歸為或被還原為統(tǒng)計(jì)力學(xué)，伽利略定律和開(kāi)普勒定律被化歸為或被還原為牛頓力學(xué)是一樣的。理論的中國(guó)套箱式的還原如果可能的話，它就意味著科學(xué)理論的異質(zhì)性概念范圍的擴(kuò)大，意味著科學(xué)的概念統(tǒng)一性理想的實(shí)現(xiàn)。然而，中國(guó)套箱式的還原是否可能？在多大程度上是可能的？它是純粹的概念問(wèn)題嗎？尤其是，它是純粹的概念統(tǒng)一性問(wèn)題嗎？另外，概念統(tǒng)一性非得通過(guò)中國(guó)套箱式的還原才能實(shí)現(xiàn)嗎？

內(nèi)格爾（E.Nagel，1901－1985）對(duì)理論還原條件的研究部分地回答了這些問(wèn)題［5］403－438。讓我們先看看內(nèi)格爾提出的理論還原的非形式條件。首先，從基本科學(xué)（還原理論或大理論）中推出的實(shí)驗(yàn)定律越多越好，這些實(shí)驗(yàn)定律之間的關(guān)系越密切越好，其經(jīng)驗(yàn)證據(jù)越多越好。如果氣體運(yùn)動(dòng)理論僅僅推出波義耳－查爾斯定律，那么該實(shí)驗(yàn)定律對(duì)氣體運(yùn)動(dòng)理論的支持的分量是不夠的。但是，如果氣體運(yùn)動(dòng)理論還推出從屬科學(xué)（被還原理論或小理論）的其他定律，如范德瓦爾斯定律，那么氣體運(yùn)動(dòng)理論就得到真正強(qiáng)有力的支持。另外，如果從氣體運(yùn)動(dòng)理論中推出的幾個(gè)定律之間不是互不相干，而是包含某個(gè)共同的不變成分，這個(gè)成分由一個(gè)理論參量來(lái)表達(dá)，這個(gè)參量與幾種實(shí)驗(yàn)資料相聯(lián)系，那么，熱力學(xué)向氣體運(yùn)動(dòng)理論的還原就不僅為熱力學(xué)定律提供了統(tǒng)一的說(shuō)明，還使得這些定律之間互為證據(jù)，并共同支持氣體運(yùn)動(dòng)理論。氣體運(yùn)動(dòng)理論的一個(gè)公設(shè)是：在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓強(qiáng)條件下，同等體積的氣體含有相等數(shù)目的分子。因此，在標(biāo)準(zhǔn)條件下，一升氣體的分子的數(shù)目對(duì)一切氣體都相同，這就是阿伏加德羅常數(shù)。可以表明，幾個(gè)氣體定律（如，波義耳－查爾斯定律和比熱定律）中出現(xiàn)的某一常數(shù)是阿伏加德羅常數(shù)和其他理論參量的函數(shù)。而阿伏加德羅常數(shù)也可以從熱現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)或晶體結(jié)構(gòu)等不同類型的實(shí)驗(yàn)資料中測(cè)算出來(lái)。這一分析表明，內(nèi)格爾把基本科學(xué)的概念一致性、從屬科學(xué)的概念貫通性①我將概念貫通性定義為：在理論T和理論T′的τ時(shí)刻的比較中，T面臨概念貫通性沖突，T′呈現(xiàn)概念貫通性協(xié)調(diào)，或者說(shuō)，T的概念貫通性協(xié)調(diào)力下降（記為pTτ↓）且T′的概念貫通性協(xié)調(diào)力上升（記為pT′τ↑），當(dāng)且僅當(dāng)，在τ時(shí)刻，T中的貫通解子在m種理論中出現(xiàn)（記為Tτjm），而T′中的貫通解子在n種理論中出現(xiàn)（記為T′τjn），且n＞m≥0。該定義可以記為pTτ↓∧pT′τ↑←→（Tτjm）∧（T′τjn）∧（n＞m≥0）當(dāng)m＝0時(shí)，表明理論T中沒(méi)有貫通解子。和經(jīng)驗(yàn)多樣性②我將經(jīng)驗(yàn)多樣性定義為：在理論T與T′的τ時(shí)刻的比較中，T面臨經(jīng)驗(yàn)多樣性沖突，且T′呈現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)多樣性協(xié)調(diào)，或者說(shuō)，T的經(jīng)驗(yàn)多樣性協(xié)調(diào)力下降（記為VTτ↓）且T′的經(jīng)驗(yàn)多樣性協(xié)調(diào)力上升（記為VT′τ↑），當(dāng)且僅當(dāng)，在τ時(shí)刻，理論T有m種不同的經(jīng)驗(yàn)解子（記為j m，m＞0）并獲得u種不同的觀測(cè)型經(jīng)驗(yàn)問(wèn)子（“觀測(cè)型經(jīng)驗(yàn)問(wèn)子”記為w′）的歸納支持（記為w′u，u≥0），且理論T′有n種不同的經(jīng)驗(yàn)解子（記為j n，n＞0）并獲得v種不同的觀測(cè)型經(jīng)驗(yàn)問(wèn)子的歸納支持（記為w′v，v≥0），并且u與m的比值小于v與n的比值。該定義可用符號(hào)記為VTτ↓∧VT′τ↑←→Tτ（w′u→j m）∧T′τ（w′v→j n）∧（u／m＜v／n）看成理論有意義的還原的部分非形式條件?；究茖W(xué)的概念一致性要求推出更多的實(shí)驗(yàn)定律，擴(kuò)大知識(shí)的范圍，從而使得概念統(tǒng)一性的上升增加了可能性；從屬科學(xué)的概念貫通性使得不同的實(shí)驗(yàn)定律由集合理論變成復(fù)合理論，導(dǎo)致知識(shí)的系統(tǒng)化程度上升；從屬科學(xué)的經(jīng)驗(yàn)多樣性不僅直接地提高了它本身的經(jīng)驗(yàn)協(xié)調(diào)力，也間接地提高了基本科學(xué)的經(jīng)驗(yàn)協(xié)調(diào)力。總之，基本科學(xué)以及它推出的從屬科學(xué)的協(xié)調(diào)力越強(qiáng)，理論的還原就越有意義。

其次，有意義地談?wù)撘婚T科學(xué)的可還原或不可還原必須考慮時(shí)間因素，考慮科學(xué)在不同發(fā)展階段上的成熟程度。熱力學(xué)無(wú)疑可以還原到1866年之后的統(tǒng)計(jì)力學(xué)，這一年，玻爾茲曼借助于某些統(tǒng)計(jì)假說(shuō)，成功地給出熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)解釋，但是，熱力學(xué)顯然還原不到1700年的力學(xué)。19世紀(jì)的化學(xué)的某些成分（或許整個(gè)化學(xué)）可以還原到1925年之后的物理學(xué)，但不能還原到1861年之前的物理學(xué)。還原論者主張，在目前物理學(xué)的框架內(nèi)處理生物學(xué)問(wèn)題，顯然比借助于單純的生物學(xué)理論來(lái)處理這些問(wèn)題更有效。反還原論者相信，在物理理論和生物理論的目前狀態(tài)下，強(qiáng)調(diào)生物科學(xué)的“自主性”，按照獨(dú)具特色的生物學(xué)范疇進(jìn)行研究，可能比放棄這些范疇而采用現(xiàn)代物理學(xué)典型的分析方式更為有益。正確的態(tài)度是，置身于這一爭(zhēng)論之外，歷史地、具體地看待一門科學(xué)的可還原或不可還原的問(wèn)題。內(nèi)格爾正確地看到理論還原的時(shí)機(jī)問(wèn)題，即一門科學(xué)并不是在任何情況下都可以還原為另一門較為成熟的科學(xué)，其本身的自主發(fā)展階段是很重要的。在從屬科學(xué)發(fā)展的初期，要把它還原為某一成熟科學(xué)可能是不現(xiàn)實(shí)的。如前所述，還原不僅對(duì)基本科學(xué)的成熟程度或協(xié)調(diào)力水平提出要求，也對(duì)從屬科學(xué)的自主發(fā)展提出要求。但是，內(nèi)格爾的這一觀點(diǎn)與他的另一觀點(diǎn)并不矛盾，即通過(guò)一個(gè)基本學(xué)科的某個(gè)具有包容性的理論來(lái)獲得一個(gè)統(tǒng)一的說(shuō)明體系是一個(gè)最終可能實(shí)現(xiàn)的知識(shí)理想。實(shí)際的情形是，在科學(xué)發(fā)展的一定階段上，其首要任務(wù)往往只是對(duì)某個(gè)或某些單一協(xié)調(diào)力的重點(diǎn)追求。理論各單一協(xié)調(diào)力的增強(qiáng)并不是齊頭并進(jìn)的，在科學(xué)發(fā)展的某一時(shí)刻或時(shí)段，對(duì)某一或某些單一協(xié)調(diào)力的追求可能因?yàn)榕既坏脑蚓邆淞酥饔^或客觀的條件，而另外的單一協(xié)調(diào)力則暫時(shí)不具備必要的條件，但這并不意味著這些暫時(shí)不能超常增強(qiáng)的單一協(xié)調(diào)力喪失了追求的價(jià)值。

第三，還原不是題材的“性質(zhì)”或“本質(zhì)”之間的推演，而是在經(jīng)驗(yàn)上可確認(rèn)的陳述之間的推演。事物的“本質(zhì)”不能從簡(jiǎn)單的觀察中得到，“本質(zhì)”實(shí)際上是由理論陳述決定的。電的“本質(zhì)”通常是由麥克斯韋方程來(lái)陳述的，分子和原子的“本質(zhì)”必須由關(guān)于它們的結(jié)構(gòu)的理論陳述來(lái)表達(dá)，而且還隨著這些理論的變化而變化。還原必須先構(gòu)造以這些元素的確定特征為假設(shè)的理論，然后把從這些理論的推論與合適實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相比較。如果按照經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)的理論基元來(lái)規(guī)定分子的“本質(zhì)”，那么，只有引入把溫度和動(dòng)能聯(lián)系起來(lái)的附加假設(shè)，熱力學(xué)的還原才有可能，正是這個(gè)附加假設(shè)填補(bǔ)了力學(xué)和熱力學(xué)之間的本體論脫節(jié)。因此，還原是一個(gè)實(shí)在的邏輯問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題，而不是沒(méi)有解決希望的思辨問(wèn)題。內(nèi)格爾的這一分析批駁了一些反還原論者，認(rèn)為他們是從對(duì)還原的錯(cuò)誤理解出發(fā)而得出還原不可能的結(jié)論。因?yàn)檫€原是一個(gè)邏輯問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題，所以還原與理論的概念協(xié)調(diào)力和經(jīng)驗(yàn)協(xié)調(diào)力直接相關(guān)。這一相關(guān)性從內(nèi)格爾對(duì)理論還原的形式條件的分析中更為清楚地表達(dá)出來(lái)。

在內(nèi)格爾看來(lái)，當(dāng)從屬科學(xué)的定律的確含有基本科學(xué)的理論假定所缺乏的詞項(xiàng)A時(shí)，前者到后者的還原就需要兩個(gè)必要的形式條件，即“可連接性條件”和“可推導(dǎo)性條件”?？蛇B接性條件要求引入附加假定，在從屬科學(xué)的特有詞項(xiàng)A和基本科學(xué)的詞項(xiàng)之間建立起恰當(dāng)?shù)年P(guān)系?？赏茖?dǎo)性條件要求基本科學(xué)的理論前提與這些附加假定和與之相聯(lián)系的協(xié)調(diào)定義一道推出從屬科學(xué)，包括含有特有詞項(xiàng)A的定律。這些附加假定所設(shè)定的聯(lián)系似乎有三種可能性：邏輯的聯(lián)系，約定的聯(lián)系和事實(shí)的聯(lián)系。邏輯的聯(lián)系就是按照基本科學(xué)的理論基元的既定意義來(lái)闡明從屬科學(xué)中的A的意義，使A與基本科學(xué)中的一個(gè)理論表達(dá)式B相聯(lián)系；約定的聯(lián)系形成協(xié)調(diào)定義，它們構(gòu)成A與基本科學(xué)的某一理論基元（或從理論基元中形成的某個(gè)構(gòu)造）之間的一個(gè)對(duì)應(yīng)；事實(shí)的聯(lián)系形成物理假說(shuō)，斷言基本科學(xué)中的某一理論表達(dá)式B所指示的事態(tài)的發(fā)生是“A”所指示的事態(tài)的充分（或必要且充分）條件。在第三種情況下，A的意義與B的意義不是分析地聯(lián)系的。要完成理論的還原，單靠邏輯的和約定的聯(lián)系是不行的，事實(shí)的聯(lián)系不可缺少?？疾煲幌虏x耳－查爾斯定律是如何從氣體運(yùn)動(dòng)理論中推導(dǎo)出來(lái)的。假定“溫度”一詞是這個(gè)定律的不出現(xiàn)在氣體運(yùn)動(dòng)理論中的惟一詞項(xiàng)，推導(dǎo)要求引入一個(gè)附加公設(shè)：一個(gè)氣體的溫度正比于其他分子的平均動(dòng)能。這一附加公設(shè)既可以理解為不能受實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的協(xié)調(diào)定義，也可以理解為可以受實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的物理假說(shuō)。因?yàn)橥ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)概念在溫度與動(dòng)能之間建立起間接的聯(lián)系是可能的。但是，除了某些特殊情形，一般地判定一個(gè)公設(shè)是協(xié)調(diào)定義還是物理假說(shuō)是不可能的。不論哪種理解，這種附加的假定都不能通過(guò)簡(jiǎn)單地說(shuō)明它所包含的表達(dá)式的意義而得到保證，經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的支持是必要的。這就是說(shuō)，即便從還原的形式條件來(lái)看，中國(guó)套箱式的還原也不是純粹的概念問(wèn)題，在每一次還原中都介入了經(jīng)驗(yàn)研究。林定夷的工作進(jìn)一步強(qiáng)化了這一結(jié)論。他給“理論還原”以一般意義上的精確表達(dá)：

理論T2在理論T1上得到還原，當(dāng)且僅當(dāng)：（1）T2上的術(shù)語(yǔ)能通過(guò)T1上的術(shù)語(yǔ)來(lái)定義，而且，（2）T2上的規(guī)律可以從T1上的規(guī)律導(dǎo)出。［6］350

這一刻畫(huà)似乎一般地表達(dá)了人們對(duì)中國(guó)套箱的理解。似乎中國(guó)套箱是一個(gè)與經(jīng)驗(yàn)無(wú)關(guān)的概念問(wèn)題，通過(guò)純粹邏輯的研究就可以達(dá)到擴(kuò)展知識(shí)的異質(zhì)性范圍的目的。但是，林定夷的分析與內(nèi)格爾一樣破除了關(guān)于中國(guó)套箱的神話。條件（1）中的定義不是嚴(yán)格的描述性定義（真實(shí)定義），也不是規(guī)定性定義（語(yǔ)詞定義），而是外延性定義。例如，生物化學(xué)試圖把生物學(xué)術(shù)語(yǔ)還原為某種化學(xué)術(shù)語(yǔ)，用化學(xué)分子結(jié)構(gòu)式從外延上“定義”青霉素、睪丸素、黃體酮、膽固醇等生物學(xué)術(shù)語(yǔ)，而不顧及這些術(shù)語(yǔ)的生物學(xué)含義。“青霉素”的生物學(xué)含義是由一種叫青霉菌的真菌所產(chǎn)生的抗菌物質(zhì)；“睪丸素”的生物學(xué)含義是由睪丸所產(chǎn)生的雄性激素?，F(xiàn)在，這些術(shù)語(yǔ)都對(duì)應(yīng)于特殊的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)式，它們本來(lái)的內(nèi)涵和外延多少都會(huì)有一些變化。人工合成的某種特殊的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)式也叫“青霉素”或“睪丸素”。外延性定義不能僅僅通過(guò)思考術(shù)語(yǔ)的意義或其他非經(jīng)驗(yàn)的程序來(lái)解決，它的建立是具體科學(xué)研究即經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的結(jié)果。條件（2）中所說(shuō)的“導(dǎo)出”必須引入適當(dāng)附加條件。如果這些附加條件是橋接原理的集合，則由此實(shí)現(xiàn)的還原是強(qiáng)還原；如果這些附加條件不僅包括橋接原理集，還包括另外的與還原理論聯(lián)合作為內(nèi)在原理的附加原理集，那么，由此實(shí)現(xiàn)的還原是弱還原?？茖W(xué)史上大多數(shù)還原的例子是弱還原。例如，在氣體分子運(yùn)動(dòng)論中，還原推導(dǎo)的作為內(nèi)在原理的附加條件不只是牛頓力學(xué)中的既有原理，還包括這樣一些用力學(xué)術(shù)語(yǔ)表達(dá)的假說(shuō)或原理：“氣體均由分子所構(gòu)成，每一分子可以看作體積可以忽略不計(jì)的彈性小球”，“同類氣體的分子質(zhì)量均相等”，“氣體分子沿著各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等，沒(méi)有任何方向上氣體分子的運(yùn)動(dòng)會(huì)比其他方向上更為顯著”，等等。這些內(nèi)在原理加上適當(dāng)?shù)臉蚪釉砑ㄟ@些橋接原理把力學(xué)量與熱力學(xué)參量連接起來(lái)）就能導(dǎo)出氣體定律和熱力學(xué)定律。不論是強(qiáng)還原還是弱還原，這些附加條件本身都不存在于理論T1中，是需要通過(guò)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。

因此，林定夷所理解的理論還原的一般形式實(shí)際上是這樣的：

理論T2在理論T1上得到還原，當(dāng)且僅當(dāng)：（1）T2上的術(shù)語(yǔ)能通過(guò)T1上的術(shù)語(yǔ)獲得外延性定義，而且，（2）T2上的規(guī)律只能從T1上的規(guī)律和引入的附加條件共同導(dǎo)出。

外延性定義和附加條件都必須通過(guò)經(jīng)驗(yàn)研究獲得，所以理論還原不僅是邏輯推導(dǎo)的問(wèn)題，還是經(jīng)驗(yàn)研究的問(wèn)題。這樣，把表現(xiàn)為純粹概念推演的中國(guó)套箱稱為“中國(guó)抽屜”更為恰當(dāng)。還原理論或大理論是一個(gè)大框架，被還原理論或小理論是這個(gè)框架里的抽屜。抽屜不完全為框架所包容，可以進(jìn)出自由，有很大的“自主性”，它不僅與框架中的邏輯和經(jīng)驗(yàn)因素相關(guān)聯(lián)，也與框架外面的邏輯和經(jīng)驗(yàn)因素相關(guān)聯(lián)。外延性定義和附加條件就是框架外面的因素，沒(méi)有這樣的因素，理論還原就不能實(shí)現(xiàn)。

歷來(lái)有還原論和反還原論之爭(zhēng)。過(guò)于嚴(yán)格的還原論不但不能實(shí)現(xiàn)，還為反還原論者提供一個(gè)死靶子。牛頓的機(jī)械還原論要求把力學(xué)作為大箱子，吸收物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)的全部理論，這是不現(xiàn)實(shí)的；貝爾納（C.Bernard，1813－1878）的非嚴(yán)格的還原論要求把物理化學(xué)理論作為大箱子，部分吸收關(guān)于生命的理論，這是可能的。還原論的合理性在于，弱小的理論可以通過(guò)還原到一個(gè)綜合協(xié)調(diào)力很強(qiáng)的理論而得到保護(hù)和發(fā)展，同時(shí)避免一個(gè)與強(qiáng)大理論不同的發(fā)展路徑所可能帶來(lái)的時(shí)間和精力上的損失；強(qiáng)大的理論通過(guò)吸收來(lái)自不同異質(zhì)性范圍的小理論增強(qiáng)了它的統(tǒng)一性；還原的非形式條件還會(huì)在其他方面提高理論的綜合協(xié)調(diào)力。但是，反還原論也不是毫無(wú)道理。17、18世紀(jì)的生物學(xué)家用活力論對(duì)抗機(jī)械還原論。19世紀(jì)的彌勒（Johanne Peter Müller，1801－1858）用非嚴(yán)格的活力論反對(duì)非嚴(yán)格的還原論，為生物體保留特有的物理化學(xué)所不能解釋的東西。反還原論的一般觀念是，存在著從低級(jí)到高級(jí)的不同的運(yùn)動(dòng)形式，它們各有其特殊本質(zhì)，不能相互化歸或還原。在下述意義上，我們給反還原論者以必要的同情：不存在一個(gè)包羅萬(wàn)象的大一統(tǒng)的理論，對(duì)于任何單一協(xié)調(diào)力的追求都不可能走向極端；我們追求理論的統(tǒng)一性，但這是有條件的，在科學(xué)發(fā)展的一定階段上，在不具備條件的情況下，我們應(yīng)當(dāng)暫時(shí)轉(zhuǎn)移我們的直接目標(biāo)，選擇最容易實(shí)現(xiàn)的單一協(xié)調(diào)力作為首要的任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)理論發(fā)展上的突破。當(dāng)然，我們說(shuō)不存在一個(gè)包羅萬(wàn)象的大一統(tǒng)的理論，并不意味著我們不能追求這樣的理論，因?yàn)楹甏蟮哪繕?biāo)雖然難以實(shí)現(xiàn)，但在這樣的追求過(guò)程中，我們可能獲得意外的收益。只要我們把提升理論的綜合協(xié)調(diào)力作為最后的目標(biāo)，而把提升理論的單一的或局部的協(xié)調(diào)力作為實(shí)現(xiàn)這最后目標(biāo)的策略或步驟，我們就不會(huì)在具體的研究中過(guò)深地陷入對(duì)某個(gè)具體的單一協(xié)調(diào)力的追求中而不能自拔，從而失去在協(xié)調(diào)力的其他方面可能大有作為的良機(jī)。

值得注意的是，反還原論未必與科學(xué)的統(tǒng)一性理想相沖突，因?yàn)檫€原不是實(shí)現(xiàn)理論統(tǒng)一的惟一方式，實(shí)現(xiàn)理論統(tǒng)一的另一方式是整合。整合與還原不同。還原是通過(guò)小理論在實(shí)體上的概念貫通性和經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的輔助假定達(dá)到統(tǒng)一的大理論，大理論則通過(guò)推演出小理論而增強(qiáng)其概念一致性，小理論由于歸附于大理論而采用與大理論相同的解決問(wèn)題的方式或思路。整合是通過(guò)發(fā)現(xiàn)小理論在關(guān)系上的概念貫通性來(lái)重構(gòu)一個(gè)大理論，小理論之間的那些似乎不相關(guān)的現(xiàn)象和問(wèn)題在大理論中相關(guān)起來(lái)，大理論以不同于小理論的方式或思路分析小理論涉及的現(xiàn)象，解決小理論希望解決的問(wèn)題。還原是眾多小理論歸向一個(gè)已經(jīng)成熟的大理論，使其擴(kuò)大了異質(zhì)性經(jīng)驗(yàn)范圍或概念范圍而獲得統(tǒng)一性；整合是在眾多小理論基礎(chǔ)上產(chǎn)生一個(gè)全新的綜合性大理論，使之?dāng)U大了異質(zhì)性經(jīng)驗(yàn)范圍或概念范圍而獲得統(tǒng)一性。整合的結(jié)果，往往是產(chǎn)生理論的融合、合并乃至產(chǎn)生綜合性的新學(xué)科。［7］如果說(shuō)還原導(dǎo)致的統(tǒng)一像“中國(guó)抽屜”的話，那么，整合導(dǎo)致的統(tǒng)一就像“中國(guó)拼板”。中國(guó)兒童玩的圖畫(huà)拼板游戲把不同的拼板拼合起來(lái)，正好組成一幅完整的圖畫(huà)。整合也是在許多看起來(lái)孤立的事實(shí)中發(fā)現(xiàn)非實(shí)體的貫通性解子，在此基礎(chǔ)上構(gòu)造統(tǒng)一的理論。在達(dá)爾文進(jìn)化論問(wèn)世之前，比較解剖學(xué)、胚胎學(xué)、古生物學(xué)、生物地理學(xué)、分類學(xué)都遵循各自的解題思路和方法，其中的許多現(xiàn)象和問(wèn)題都是互不相關(guān)的。但是，達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)了其中的相關(guān)性，即貫通性的關(guān)系解子，從而建立了以自然選擇理論為核心的進(jìn)化論理論，使得那些本來(lái)不相干的問(wèn)題在新的層面上得到統(tǒng)一的理解和解決。物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、社會(huì)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等不同學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的不相干現(xiàn)象在協(xié)同論的基礎(chǔ)上被整合起來(lái)。協(xié)同論研究事物的有序的、自組織的集體行為，探尋其普遍規(guī)律。協(xié)同論發(fā)現(xiàn)，從混沌創(chuàng)建有序的必然性與所發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)本身無(wú)關(guān)，結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程遵循某種內(nèi)在的自動(dòng)機(jī)制和統(tǒng)一的規(guī)律。在物質(zhì)領(lǐng)域，激光的性態(tài)、云霧的形成和細(xì)胞的聚合如出一轍；在非物質(zhì)領(lǐng)域，生命的演化、物種的延續(xù)、群體行為的突然轉(zhuǎn)向都遵循支配原理。

在理論的統(tǒng)一性追求中，還原與整合不是互相排斥、互不相容的，是有可能協(xié)調(diào)發(fā)展的。分子生物學(xué)從一些角度看是整合，從另一些角度看卻是還原。將生物學(xué)還原為物理學(xué)和化學(xué)是一種可能的方向，而發(fā)現(xiàn)新的綜合性術(shù)語(yǔ)同時(shí)說(shuō)明生物學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)現(xiàn)象也是一種可能的方向。兩者具有相同的作用，沒(méi)有邏輯上的理由表明哪一種方法具有先驗(yàn)的優(yōu)先性或可行性。還原需要經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，整合同樣需要經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。［6］364還原和整合都是依靠貫通解子來(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的，而貫通解子的發(fā)現(xiàn)，不論是實(shí)體還是性質(zhì)、關(guān)系、結(jié)構(gòu)，都離不開(kāi)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。這也表明，概念統(tǒng)一性與經(jīng)驗(yàn)協(xié)調(diào)力有著不可分割的關(guān)系。沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，就沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)協(xié)調(diào)力；沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)協(xié)調(diào)力的上升，概念協(xié)調(diào)力的上升也難以為繼。還原和整合各有優(yōu)缺點(diǎn)。還原對(duì)局部的實(shí)體做充分的研究，但忽視了事物的整體，事物之間的一般性質(zhì)、關(guān)系和結(jié)構(gòu)；整合重視事物的整體和系統(tǒng)的特征，但對(duì)事物局部的特殊層面難以把握。還原和整合都試圖最大限度地統(tǒng)一科學(xué)，但都不可能實(shí)現(xiàn)完全的大一統(tǒng)的科學(xué)。它們以統(tǒng)一性為目標(biāo)，以經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的貫通性為手段，帶動(dòng)了理論的一致性、深刻性等協(xié)調(diào)力的上升，在科學(xué)創(chuàng)新中起著同樣重要的意義。它們所得出的具體科學(xué)的結(jié)論可能是矛盾的，但從協(xié)調(diào)力的增強(qiáng)的角度看不是相互沖突的，可以相互補(bǔ)充，相互滲透，相互交叉。從科學(xué)哲學(xué)或科學(xué)邏輯的角度看，我們對(duì)還原的討論是比較充分的，但對(duì)整合的研究尚處在起步階段。整合的一般邏輯結(jié)構(gòu)和邏輯程序是什么？整合與還原有什么相同或不同之處？整合的哲學(xué)意蘊(yùn)何在？這些都是需要繼續(xù)深入研究的。

［1］ 馬雷.進(jìn)步、合理性與真理［M］.北京：人民出版社，2005.

［2］ 馬雷.沖突與協(xié)調(diào)——科學(xué)合理性新論［M］.北京：商務(wù)印書(shū)館，2006.

［3］ 馬雷.理論創(chuàng)新的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)一性標(biāo)準(zhǔn)探討［J］.東南大學(xué)學(xué)報(bào)：哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版，2005（4）：22－25.

［4］ 張建軍.邏輯悖論研究引論［M］.南京：南京大學(xué)出版社，2002.

［5］ 內(nèi)格爾.科學(xué)的結(jié)構(gòu)——科學(xué)說(shuō)明的邏輯問(wèn)題［M］.徐向東 譯.上海：上海譯文出版社，2002.

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［7］ 張華夏.解釋·還原·整合［J］.自然辯證法研究，1987（2）.

N02

A

1671－511X（2012）02－0011－07

2011－12－10

東南大學(xué)重大科技基金引導(dǎo)項(xiàng)目“高科技前沿的哲學(xué)問(wèn)題和哲學(xué)理論研究”（3213000101），2010年江蘇省青藍(lán)工程中青年學(xué)術(shù)帶頭人基金項(xiàng)目成果之一。

馬雷（1965－），男，安徽舒城市人，博士，東南大學(xué)哲學(xué)與科學(xué)系教授，博士生導(dǎo)師。研究方向：科學(xué)哲學(xué)。