范畴或倾向——自然规律与性质分析.pdf
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1、科学哲学范畴或倾向?自然规律与性质分析刘摇 辰*摇 摇 摘要:基于范畴性质还是倾向性质刻画自然规律是分析自然规律的难点,这不仅是范畴性质与倾向性质之间的二分,还意味着我们对自然的两种截然不同的认识。在现有的自然规律诸进路中,系统性进路与必然性进路均持范畴主义观点,而倾向性进路认为自然规律是对性质的倾向实质的刻画。该文认为对自然规律的理解需基于倾向性进路,自然规律的必然性在于倾向性质。但不同于倾向一元论,该文认为无论是作为倾向性质中的显现还是二阶倾向性质的关系承载者,都能接受在倾向性质之外存在范畴性质,只是范畴性质不参与到自然规律的必然性中。关键词:自然规律;性质;范畴性质;倾向性质现代物理学诞
2、生后,人们对自然界的规律性信念逐步加强,科学解释、因果说明、实验测量和理论预测也与自然规律密切相关。随着自然规律在科学和哲学中扮演越来越重要的角色,对“自然规律冶 这一问题的形而上学分析显得尤为关键,但是我们往往接受了“自然界是有规律的冶 这一符合直观的看法,却无法清楚说明什么是自然规律。哲学家们对自然规律的分析一般基于两种立场,即基于休谟传统的经验主义立场和基于性质分析的实在论立场,其中实在论立场的前沿方向倾向性进路(disposition approach)*作者简介:刘辰,北京体育大学马克思主义学院讲师,主要研究方向为科学哲学、科学思想史,电子邮箱:liuchen bsu郾 edu郾 c
3、n。范畴或倾向?自然规律与性质分析81摇 摇 摇认为其前理论诸立场将性质视为范畴性质(categorical properties)是不合理的。他们认为基于当代科学的发现,自然规律中的性质是倾向性质(dispositional properties)而非范畴性质。但在性质的分析中,我们又会发现无论是对裸倾向(bare disposition)还是非基础层面的倾向性质的理解都需要考虑范畴性质,特别是对倾向性质显现(manifestation)的理解也要借助范畴性质。本文力图对自然规律中的性质是倾向性质还是范畴性质进行辨析,以证明自然规律中范畴性质和倾向性质是共存的,但自然规律是对倾向性质的刻画,
4、自然规律的必然性体现在倾向性中。一、自然规律的前倾向性进路科学取得的巨大成就暗示着在科学定律背后有必然性,且这种必然性是非逻辑必然的,由此产生了对自然规律的理解困惑:我们在科学中称之为自然规律的内容到底是什么?我们要怎么理解自然规律?从概念史看自然哲学家们将人间法则延伸至自然界并称之为自然法(natural law)开始,到毕达哥拉斯-柏拉图传统中的“自然这本大书是用数学语言写成的冶,再到基督教的唯理智论神学将自然的法则称为上帝的设计,最后到如今的自然规律,我们对自然的律则性认识一直不能将什么是自然规律讲清楚。“科学哲学家和形而上学家们对自然规律提出过诸多问题,但基本的问题是:什么是自然规律。
5、冶 1 当代哲学家对这一问题的讨论主要有基于经验论立场的系统性进路(systems approach)和基于实在论立场的必然性进路(necessitarian approach)、倾向性进路。本节就前两个理论进行说明。系统性进路的思想基础是传统经验论立场,认为自然规律是规则。即Fs 是 Gs 是自然规律,当且仅当,所有的 Fs 都是 Gs。但这一观点是不必要的,存在着不是规则的规律,比如量子力学的概率定律。同时这一观点也是不充分的,存在不是规律的规则,比如提丢斯-波得定则(Titius-Bode 1 John W郾 Carroll,“Laws of Nature,冶 Stanford Ency
6、clopedia of Philosophy,October 7,2019,https:/plato郾 stanford郾 edu/entries/laws-of-nature/郾82摇 摇 摇哲学评论第 31 辑law)在被否证前就是经验规则 1。由此,经验论者认为不能将自然规律视为简单的规则,需要添加约束条件进行限制。德雷兹克(Fred Dretske)将之描述为“自然规律=全称定律+X冶 2,其中 X 指某些功用。刘易斯(David Lewis)等人认为认识自然规律不是依靠发现单个真理并将之简单叠加就能得到,而是需要在规则之外将之建立联系使之成为一个系统。系统性进路者认为自然规律就是所有
7、真的最佳演绎系统,最佳是指简单性(simplicity)与有力性(strength)的最佳组合。3 最佳系统理论的理论优势在于能够有效地区分诸如“所有金块的直径不超过一英里冶 这种偶适定律与“所有铀块的直径不超过一英里冶 这种自然规律。即二者虽均为规则,但后者存在临界质量,因此量子力学的规律认为铀块的直径不能超过一公里,这是最佳系统理论中的一条定理。前者是一种偶然事件,不能增加系统的简单性和有效性。但系统理论存在这样的问题,在区分偶适定律和自然规律时,其区分标准仍旧存在问题,简单性本身就是主观的概念,并且简单性与有力性二者也具有张力,“我们完全可以设想一个系统性定律,它自身相当复杂且没有强度,
8、但把它加到公理系统可能只是增加了系统的强度,但却没有将之变得简单冶 4。我们便可以基于简单性的目的构 1 2 3 4 提丢斯-波得定则:推论行星轨道半径的定则,这一理论假设地球与太阳的距离为 1,则行星轨道离太阳的距离服从 0郾 4+0郾 3伊2n(天文单位),即金星 n=0、火星 n=2 等等,1781 年发现的天王星证实了这一规则。但地球与火星之间的小行星的发现,以及海王星的发现,否证了这一“规律冶。Fred Dretske,“Laws of Nature,冶 Philosophy of Science 44,no郾 2(1977):248268郾David Lewis,Counterfa
9、ctuals(Cambridge:Harvard University Press,1973),p郾 73郾Alexander Bird,“The Dispositionalist Conception of Laws,冶 Foundations of Science 10,no郾 4(2005):353370郾范畴或倾向?自然规律与性质分析83摇 摇 摇建出很多类似于“绿蓝宝石冶 一样的非自然类概念 1,因此系统性进路也无法解决识别问题。基于此,德雷兹克、图莱(Michael Tooley)、阿姆斯特朗(DavidArmstrong)等必然主义者认为,自然规律是共相之间的必然联系,即所有F
10、都是 G 是自然规律当且仅当所有 F-ness 都能带来 G-ness。其中 F-ness和 G-ness 是共相。共相可分为一阶共相和二阶共相,一阶共相指事物的性质,比如镁的性质,二阶共相指一阶共相的性质或者关系,比如镁在空气中易燃烧,自然规律就是这种二阶共相。与上述两种经验主义进路相比必然性进路具有这样的优势:首先自然规律能够解释其实例,比如在亨普尔的演绎-律则模型中自然规律可以作为前提条件来解释实例;其次特殊事实能够看作对自然规律存在的证实,能够解决上述进路中的识别问题,比如对诸如绿蓝、绿蓝宝石等非自然的性质而言,因其不是自然界中存在的真实共相故不具有自然的必然性。但必然性进路也存在自身
11、的识别问题,必然性进路不能说明什么是必然性,无法从各种属性之间的关系中识别出什么才是必然的联系。除此之外从还原论角度看,必然性进路不能解释基础层面的共相,比如在物理学中我们很难说波函数的共相是什么,在生物学中不能说 DNA 的共相是什么。从非还原论角度看,当一个系统的复杂性增加对称性破缺时,必然性进路不能解释概率论的内容。综上所述,前倾向性的两种进路都存在着识别问题,无法辨别自然规律的必然性与偶适定律,因此我们对自然规律的认识仍旧不合理。倾向主义者认为,上述诸理论存在的理论问题在于对性质的认识上。“倾向主义背后的主要推动力是哲学家们对范畴主义教条认为的性质的本质与其在各 1 我们可以假定一个公
12、理系统 S 中有公理“所有的绿宝石都是绿的冶 和公理“所有蓝宝石都是蓝的冶。基于系统理论的主张,我们可以基于简单性原则构建一个新的最佳公理系统 S爷,在 S爷 中我们可以将上述两个公理改写成“所有的绿宝石或者蓝宝石都是绿色的或者蓝色的冶,并引入概念“绿蓝宝石冶 将之定义为“绿宝石或者蓝宝石冶,引入概念“绿蓝冶 将之定义为“绿色的或者蓝色的冶,这一新系统比旧系统要更简单,但会造成非自然类概念的问题。84摇 摇 摇哲学评论第 31 辑种环境中倾向的实例无关表示出的不满。冶 1 倾向性者认为起码最基本的、具有本体论地位的性质是倾向的,而非上述诸理论认为的范畴的。那么为何上述理论为范畴性质?其存在的理
13、论难题是什么?下节就此进行辨析。二、范畴性质与自然规律前倾向性的理论进路被认为是范畴主义的,那么什么是范畴主义?“范畴性质,也被称为范畴一元论,认为所有的性质或者至少所有的稀有性质都是范畴性质,这也成为了传统的休谟主义形而上学所认为的世界不过是范畴性质实例化的全部历史的理论基础。冶 2 因此似乎比较明确的是,范畴主义者认为世界不过是由类似于“红色冶“圆的冶 等确定的或者绝对的范畴性质组成。“一切都是范畴的,因为它就是它的本质!这就是现在的样子!冶 3 但“范畴性质冶 这一概念本身又模糊不清 4,甚至相互矛盾,古德曼(Goodman Paradox)认为范畴性质是可观察的,刘易斯认为范畴性质经常
14、被描述为本质不可知,埃利斯(Brian Ellis)则认为我们需要用范畴性质去理解倾向 5,等等。6 这些对范畴性质的模糊看法直接 1 2 3 4 5 6 Sungho Choi and Michael Fara,“Dispositions,冶 Stanford Encyclopedia of Philosophy,October 7,2019,https:/plato郾 stanford郾 edu/entries/dispositions/郾同上。Galen Strawson,“The Identity of the Categorical and the Dispositional,冶 A
15、nalysis 68,no郾 4(2008):271282郾Henry Taylor,“Powerful Qualities and Pure Powers,冶 Philosophisal Studies 175,no郾 6(2018):14231440郾在原文中作者将范畴性质称之为纯的性质(pure qualities),将倾向性称之为能力(power),在这里需要说明的是泰勒(H郾 Taylor)认为“术语 范畴爷 和 特性爷都是含混的,我们一般认为它们在使用中可以通用冶。(Taylor 2018,1433)而倾向性中我们也一般将倾向、能力、潜能等通用,虽然伯德认为能力和倾向有轻微差别(B
16、ird 2016),但我们一般还是当作二者也可以通用。下文中为使用的方便,我们将表示绝对性质的概念“定性冶“范畴冶 等都以范畴来表示,把表示倾向的概念如“能力冶“潜能冶 等都以倾向来表示。Rognvaldur Ingthorsson,“Properties:Qualities,Powers,or Both?冶 Dialectica 67,no郾 1(2013):5580郾范畴或倾向?自然规律与性质分析85摇 摇 摇影响着我们对自然规律中范畴主义的认识。但有一个我们能接受的对范畴性质的定义:“我们所谓的 范畴的爷 应该从否定的观点来理解说一个性质是范畴的也就是指否认它本质上是倾向性的。冶 1 因
17、此我们可以说范畴性质就是指那些非倾向的性质。既然范畴性质是这样的非倾向的性质,我们为什么说经验论传统与必然性进路的性质是范畴性质呢?首先,对系统性进路而言,刘易斯认为自然界中最根本的东西是最基本性质在时空点的分布,这些局域性的事实构成了一个巨大的马赛克,所有其他的一切包括自然规律都随附于这个马赛克之上。而对于这些最基本的性质,刘易斯说“(时空点)或许是纯粹的时空点本身,或许是点状的物质或以太场。在这些时空点上有定域的性质(local qualities):完全自然的内禀性质(perfectly natural intrinsic properties)所需要的不会比要实例化的时空点更大冶。2
18、这便是刘易斯的休谟随附性(humean supervenience)观点,也就是说包括自然规律在内的其他东西都是随附在时空点上的。对性质的范畴论理解正是对休谟随附性的辩护,每个可能世界都不过是范畴性质实例化的全部历史。“刘易斯提出的 休谟随附性爷 学说是迄今为止被广泛接受的范畴主义观点,这一理论认为最基本的或者说 稀疏的爷 性质都是范畴性质,因此缺乏模态的或者因果的特征,因果的或者模态的事实之所以如此是因为它们随附于范畴性质与自然规律构成的巨大的马赛克上。因此如果范畴主义是错误的,那么休谟随附性也是错误的。冶 3 基于此,随附于时空点上的自然规律也是在形而上学上偶然的,即一个时空点上同时出现的
19、性质是随机的,在其他可能世界时空点上出现的性质便可能与现实世界不同,因此随附于性质上的自然规律是偶然的。对必然性进路而言,必然主义者认为事物的性质是共相并拒斥倾向性质的真实存在,阿姆斯特朗认为倾向性(如易碎的)不是真实的性质,只 1 2 3 Alexander Bird,“Laws and Essences,冶 Ratio 18,no郾 4(2005):437461郾David Lewis,Philosophical Papers:Volume II(New York:Oxford University Press,1986),p郾 X郾Neil E郾 Williams,“Dispositio
20、ns and the Argument from Science,冶 Australasian Journalof Philosophy 89,no郾 1(2011):7190郾86摇 摇 摇哲学评论第 31 辑是谈论范畴性质时的方便使用。1 当我们谈论物体 x 是易碎的,其实是说,给定自然规律当 x 被撞击时,我们就能推断出它会破碎。2 那么倾向性质是根据范畴性质与自然规律一同作用得到的,但这一自然规律也是形而上学偶然的,即接受阿姆斯特朗等必然主义者的范畴理论则不得不接受一个观点:必然主义者们所说的必然性是非逻辑的、偶然的必然性。这里的偶然指的是在形而上学上偶然,也就是在不同的可能世界,这种
21、必然联系可能不同。存在这样的形而上学的偶然性是因为阿姆斯特朗支持内禀主义(quidditism)3,即认为性质的实质是自我包含的、内在的,性质是否相同只与其内禀性质是否相同有关,与性质之间的关系无关。内禀性质与其所承担的理论角色之间的关联是随机的,性质 F 和性质 G 之间的必然联系只是其在某个具体的可能世界中例示的一种模式。“我所宣称的像 N(F,G)这样的事态是偶适的,在不同的可能世界爷 中将不再是 N(F,G)这种情形。冶 4 综上所述,无论是系统性进路还是必然性进路,其理论均认为性质是范畴性质,持范畴主义一元论的观点。对此可提出两点疑问,首先在自然界存在着的倾向性质比如易碎性,无论是将
22、之视为自然界本身具有的还是将之称为范畴性质的简便用法,都需要对之提供合理的解释,这两种自然规律观点都支持内在倾向论(the intrinsic dispositions thesis,简称 IDT),“一个倾向性质 D 是一个普遍的内在倾向,当且仅当,对每一对具有普遍可复制(nomic duplicates)关系的 x 和 y,x 具有 D 当且仅当 y 具有 1 2 3 4 David Armstrong,A World of States of Affairs(Cambridge:Cambridge University Press,1997),p郾 237郾Sungho Choi and
23、 Michael Fara,“Dispositions,冶 Stanford Encyclopedia of Philosophy,October 7,2019,https:/plato郾 stanford郾 edu/entries/dispositions/郾范畴主义对性质的讨论又会有内禀性质(quiddity)和个性(hacceity)的区别,其中内禀性质类似于类型之间的性质,个性类似于殊型。但我们在讨论自然规律中的性质时,更多的是关于内禀性质的讨论。David Armstrong,What ls a Law of Nature?(Cambridge:Cambridge Universit
24、y Press,1983),p郾 80郾范畴或倾向?自然规律与性质分析87摇 摇 摇D冶。1 这一观点认为倾向性质是事物的内在性质,内在性质可以精确复制,刘易斯对此认为“如果两个事物(实际的或仅仅可能的)是精确的内在复制(并且如果它们服从相同的自然规律)那么它们的倾向相同冶。2 因此在具有相同的自然规律的可能世界中,有相同内在性质的对象具有相同的倾向性。但是又有很多哲学家比如麦基(Jennifer McKitrick)就认为也存在着一些倾向性质是非内在的外在倾向,比如不改变物体的结构,物体在地球和月球的重量不一样,而质量则相同。因此重量便是外在性质而质量是内在性质。3 那么即便是自然规律相同,
25、也存在着外在倾向不能被内在性质解释。除此之外,范畴论者对性质的认识很大程度上在于其理论基础是传统物理学,比如刘易斯对性质、休谟随附性与自然律有如此认识是因为经典物理学中物质都是分布在时空点上的,即无论是牛顿的物质还是麦克斯韦电磁场都是附着在时空点上的。但是基于经典物理学对性质的认识与量子力学对性质的认识并不一致,量子力学认为在基础层面物质的性质如电子的质量、自旋和电荷等都是倾向性质。因此范畴性质很难合理地解释基础层面的倾向性质。也就是说科学理论证明本体论层面的基本性质就是倾向性质,那么范畴主义在自然规律的讨论中就站不住脚了,所以我们要么接受倾向主义一元论,要么接受范畴与倾向共存的混合论观点,下
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