侯雨晴 張藝馨 吳 桐 馮 杰

(上海師范大學(xué)數(shù)理學(xué)院 上海 200234)

正確把握“種差+屬”的下定義方法
——僅以物理中的若干概念為例

侯雨晴 張藝馨 吳 桐 馮 杰

(上海師范大學(xué)數(shù)理學(xué)院 上海 200234)

基本物理概念的定性定義必須借助于形式邏輯方法．形式邏輯方法最有代表性的是所謂的“種差+屬”定義方法，主要介紹了這種定義方法的內(nèi)容、分類(lèi)、需要滿(mǎn)足的規(guī)則及其局限性，并在此基礎(chǔ)上研討了一些物理概念定義的不妥之處．

種差+屬 局限性 熱量定義 能量定義

定義是對(duì)于一種事物的本質(zhì)特征或一個(gè)概念的內(nèi)涵和外延所作的確切表述．下定義的要求是對(duì)認(rèn)識(shí)主體使用判斷或命題的語(yǔ)言邏輯形式，確定一個(gè)認(rèn)識(shí)對(duì)象或事物在有關(guān)事物的綜合分類(lèi)系統(tǒng)中的位置和界限．形式邏輯定義法最具代表性的是所謂的“種差+屬”定義方法，即把某一概念包含在它的屬概念中，并揭示它與同一個(gè)屬概念下其他種概念之間的差別(即種差)．物理學(xué)的許多概念是可以運(yùn)用“種差+屬”的方法下定義的．下面首先介紹邏輯學(xué)關(guān)于“分類(lèi)”的幾個(gè)概念．

1 種差加屬定義的相關(guān)概念

1.1 關(guān)于“種”和“屬”的規(guī)定

按照分類(lèi)方法，其大類(lèi)稱(chēng)之為“屬”，該“屬”包含的幾個(gè)小類(lèi)稱(chēng)之為“種”，屬概念又叫上位概念，種概念又叫下位概念，上一級(jí)種是下一級(jí)屬．如勢(shì)能這一概念，對(duì)于能來(lái)說(shuō)屬于種概念，對(duì)于重力勢(shì)能便是屬概念了．

1.2 關(guān)于“種差”的規(guī)定

在屬概念之下的與其他并列(注意，一定是要并列，屬種關(guān)系是不能構(gòu)成并列的)的種概念所反映的對(duì)象之間的差別，即種差．

1.3 “臨近屬”的規(guī)定

即與這一概念最靠近的“屬概念”．比如“力”是“各種力”的臨近屬；具體的說(shuō)，“力”是彈力、摩擦力的最臨近屬．

1.4 “種”之和應(yīng)當(dāng)是“屬”的全部(外延)[1]

“屬”與“種”、“種差”之間的關(guān)系如圖1所示.

圖1 屬、種與種差關(guān)系圖

其中A是屬概念，B和C是種概念．B和C都在屬概念的范圍之下．

而在屬種關(guān)系圖中，概念C具有而概念B不具有的本質(zhì)屬性D則是種差．

2 種差加屬的定義規(guī)則

種差加臨近屬定義又稱(chēng)真實(shí)定義．它的定義項(xiàng)是由被定義概念的臨近的屬和種差所組成．它的公式是:被定義項(xiàng)=種差+臨近的屬．運(yùn)用該方法下定義時(shí)，首先應(yīng)找出被定義項(xiàng)鄰近的屬概念，即確定它屬于哪一個(gè)大類(lèi)，然后，把被定義項(xiàng)所反映的對(duì)象同該屬概念下的其他并列的種概念進(jìn)行比較，找出被定義項(xiàng)所反映的對(duì)象不同于其他種概念所反映的對(duì)象的特有屬性，即種差，然后將屬和種差有機(jī)地結(jié)合起來(lái).比如，“反應(yīng)過(guò)程中有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)稱(chēng)為氧化還原反應(yīng)”．這里的“反應(yīng)”是“氧化還原反應(yīng)”相對(duì)于其他“反應(yīng)”的種差．找到了臨近屬和確定了種差，定義也就輕易得出了[1]．但要注意的是，種差加臨近屬定義法應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足以下4條規(guī)則.

(1)屬概念和種概念的外延要相應(yīng)相稱(chēng)

即“外延不能太寬或太窄”．例如“熱量是在熱傳遞中，物體吸收或放出熱能的多少”，在熱傳遞中，傳遞的是內(nèi)能，不僅僅是熱能．由熱力學(xué)第一定律對(duì)僅為熱傳遞過(guò)程，對(duì)外做功A=0，則Q=U2-U1．由于熱量等于內(nèi)能的變化，不是熱能的變化．故這樣定義“外延”過(guò)窄．由于熱能實(shí)際上沒(méi)有定量定義，故其變化無(wú)法度量，于是“熱能變化量”就不是一個(gè)已知的明確概念，因此以“熱能變化量”去定義熱量也就失去意義了．在一個(gè)定義中，被定義的概念本身是不明確的，正因?yàn)槿绱宋覀儾庞妹鞔_的定義概念去闡述被定義的概念．如果定義概念中包含不能確定的概念，這就等于用一個(gè)不明確的概念去說(shuō)明另一個(gè)不明確的概念，這樣當(dāng)然不能達(dá)到明確概念的目的．

有的定義外延過(guò)寬，例如“物理學(xué)中，把垂直作用在物體表面上的力叫做壓力．”垂直作用在物體表面上的力分為兩種，一種是壓力，一種是拉力，很顯然，上面對(duì)壓力概念定義項(xiàng)的外延大于被定義項(xiàng)的外延．犯了定義過(guò)寬的錯(cuò)誤．

(2)并列的概念一般不應(yīng)是否定判斷

給概念下定義就是要揭示概念的內(nèi)涵，說(shuō)明它具有什么本質(zhì)屬性．如果定義是否定的只能說(shuō)明被定義的概念不具有什么屬性，這樣就達(dá)不到下定義的目的．比如，“摩擦力不是重力”，這樣表述毫無(wú)意義．再比如說(shuō)，雖然“熱量不是物體內(nèi)分子熱運(yùn)動(dòng)的能量”表述正確，卻不能作為定義．但是給否定概念下定義，可以用否定形式．例如，“把沒(méi)有達(dá)到飽和狀態(tài)的氣叫做未飽和氣”、“無(wú)機(jī)物是不含碳的化合物”等等．

(3)構(gòu)成屬種關(guān)系的概念不能倒置(有時(shí)可以順置，比如，可以說(shuō)“摩擦力是力”，但是不能說(shuō)“力是摩擦力”)．

(4)“種差”應(yīng)盡可能詳細(xì)確切．

3 種差加屬定義法的分類(lèi)

由于事物的屬性是多方面的，種差的類(lèi)別又各不相同，因而屬加種差的定義方法可以根椐種差的不同而區(qū)分為性質(zhì)定義、發(fā)生定義、關(guān)系定義、功用定義等.

3.1 性質(zhì)定義法

性質(zhì)定義是以被定義項(xiàng)所反映的對(duì)象的性質(zhì)作為種差的定義形式．如標(biāo)量的定義，“只用數(shù)值就能完全確定的物理量稱(chēng)為標(biāo)量”．這里的“只用數(shù)值就能完全確定”是種差，它反映了標(biāo)量的性質(zhì)．像矢量、勢(shì)能等都是性質(zhì)定義[2]．但對(duì)于矢量的定義“一種既有大小又有方向的量”，要注意到，這一定義它減少了一部分內(nèi)涵(其合成要遵循三角形定則)，同時(shí)也就增加了一部分外延．如電流強(qiáng)度雖然既有大小又有方向，但其合成不遵循三角形定則，因此電流強(qiáng)度不是矢量．而有的學(xué)生會(huì)根據(jù)矢量的定義將電流錯(cuò)誤地認(rèn)為是矢量．

3.2 發(fā)生定義法

發(fā)生定義是從被定義的概念所反映、代表、指稱(chēng)事物發(fā)生、來(lái)源方面揭示“種差”的定義形式．比如，“靜電場(chǎng)是由靜止電荷激發(fā)的電場(chǎng)”，“電場(chǎng)”是臨近屬，“由靜止電荷激發(fā)的”是種差(窄的外延)；“感應(yīng)電場(chǎng)是變化磁場(chǎng)激發(fā)的電場(chǎng)”，感應(yīng)電場(chǎng)是被定義項(xiàng)，“電場(chǎng)”是臨近屬，“變化的磁場(chǎng)激發(fā)的”是種差(窄的外延)．再比如彈力的定義，“物體由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的力叫做彈力”，是發(fā)生定義法，反映了彈力產(chǎn)生的原因．

3.3 功用定義法

功用定義是以某事物的特殊用途作為“種差”的定義形式．比如，“用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)”，是功用定義，是為了研究問(wèn)題時(shí)用來(lái)代替物體的，不考慮物體上各點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的差別的抽象概念，是一個(gè)理想模型．再比如一些電學(xué)裝置的定義，也屬于功用定義，像“電容器是能儲(chǔ)存電荷和電能的裝置”、“電源是能把正電荷從負(fù)極搬到正極的裝置”、“計(jì)算機(jī)是具有自動(dòng)和快速進(jìn)行大量計(jì)算和數(shù)據(jù)處理功能的電子設(shè)備”等等．

3.4 關(guān)系定義法

關(guān)系定義是以某事物的特殊用途作為“種差”的定義形式．比如，“速度是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量”．“速度是位移對(duì)時(shí)間的變化率”；另外關(guān)于“能量是描述物體做功的本領(lǐng)”這一定義，能量差以一等效機(jī)械功去計(jì)算可以作為經(jīng)典理論的一個(gè)定量定義，但將此擴(kuò)展為定性定義是值得研究的，而且這一定義違反了熱力學(xué)第一、二定律．熱力學(xué)第一定律中，孤立系統(tǒng)的“能量”在不斷轉(zhuǎn)化的過(guò)程中其大小是不變的，即是“守恒”的；熱力學(xué)第二定律中，“功”變“熱”是不可逆的，系統(tǒng)某時(shí)刻所處狀態(tài)做功的本領(lǐng)的大小，取決于此時(shí)刻系統(tǒng)能量所對(duì)應(yīng)于運(yùn)動(dòng)形式的“有序程度”．因此筆者認(rèn)為此定義存在不妥之處．

4 局限性

“種差+屬”定義是一種最常用的定義方法，但它也有局限性．

4.1 無(wú)“屬”的情況

“種差+屬”這種方法不能給哲學(xué)范疇下的事物下定義，因?yàn)橛械母拍罘从车囊呀?jīng)是最大的類(lèi)了，因此也就找不到能包含它的屬．如運(yùn)動(dòng)與靜止．現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典對(duì)宇宙的描述：包括地球及其他一切天體的無(wú)限空間．宇宙是萬(wàn)物最上位的概念，沒(méi)有能包含它的屬了[3]．

4.2 無(wú)“種差”的情況

這種方法不能給單獨(dú)的概念下定義，因?yàn)閱为?dú)概念所反映的是獨(dú)一無(wú)二的個(gè)體事物．由于單獨(dú)概念的外延只有一個(gè)對(duì)象，因此無(wú)法再對(duì)單獨(dú)概念進(jìn)行劃分，單獨(dú)概念的外延就是自身．例如位移、路程、重力、重心、第一宇宙速度、第二宇宙速度等等，都是單獨(dú)概念，無(wú)法對(duì)它們進(jìn)行劃分，它們沒(méi)有種概念，因而不能找出它的種差[4]．

4.3 種差和屬的限定條件．

不能忽略種差和屬的限定條件，比如說(shuō)，定義中的種差不能是一個(gè)比喻，就像對(duì)電容的描述，“電容是導(dǎo)體容納電荷的能力”．

還有很多概念的定義描述，可能只是被描述物的一種狀態(tài)．如“風(fēng)是跟地面大致平行的流動(dòng)著的空氣”．“空氣”是屬，“跟地面大致平行的流動(dòng)著的”是種差．我們完全可以說(shuō)風(fēng)是空氣的一種狀態(tài)而不是一個(gè)獨(dú)立的“物種”[3]．所以，可知風(fēng)是空氣的一種形態(tài)．由此可見(jiàn)，屬加種差的定義方法是有一定限定條件的．

5 結(jié)語(yǔ)

“種差+屬”邏輯定義方法能夠反映被定義項(xiàng)的區(qū)別性特征而且是一種操作性很強(qiáng)的釋義方法．物理學(xué)是一門(mén)邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科，很多基本物理概念的定性定義須借助于這種形式邏輯方法，但它也有一定的局限性，不能把一切釋義方式都?xì)w結(jié)為這種方法，我們應(yīng)正確把握物理概念的邏輯定義方法．

1 馮杰,葉翔,張悅,等.新課程背景下建立物理概念科學(xué)思維方法的研討.物理通報(bào),2016(03):4～9

3 李松嶺.用邏輯學(xué)理論研究物理概念定義的科學(xué)性.教育實(shí)踐與研究,2003(06):45～47

4 趙彥春,黃建華.邏輯定義“屬+種差”的適用度——《現(xiàn)代辭典學(xué)導(dǎo)論》評(píng)論之三.辭書(shū)研究,2003(06):106～115

5 蔣麗艷.形式邏輯在中學(xué)物理教材和物理教學(xué)中的應(yīng)用研究：[碩士學(xué)位論文].蘇州：蘇州大學(xué),2006

2017-04-05)