何俊鋒

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心理學定律的實效進路分析

何俊鋒

[摘要]人們通常認為，物理學、化學等基礎(chǔ)科學存在科學定律，而生物學、心理學等特殊科學是否存在定律則眾說紛紜。米切爾提出了科學定律的多維度框架和實效進路的觀點，運用實效進路取代了傳統(tǒng)的規(guī)范性進路。我們嘗試將其關(guān)于科學定律的見解應(yīng)用于心理學定律的處理，進而探討心理學定律何以成立的問題。最后，在對心理學歸納定律的分析基礎(chǔ)上初步得出結(jié)論：歸納定律就是心理物理因果作用定律的候選者之一，且可能是支持非還原物理主義的證據(jù)。

[關(guān)鍵詞]科學定律（自然定律）實效進路心理學定律心理物理因果作用

科學哲學對科學定律①科學定律概念比較寬泛，包含科學原理、基本假設(shè)，以及實驗發(fā)現(xiàn)的各種層次的規(guī)則等。本文約定自然定律和科學定律同義，下文統(tǒng)稱科學定律。有很多討論，包括討論科學定律的概念、邏輯特征和本性等。其中，最關(guān)鍵的問題是在于區(qū)分“科學定律”和“偶適概括”（accidental generalization）。因為，一旦獲得劃界標準就可判斷任意命題是否符合科學定律。雖然物理定律作為科學定律的典范易于被學界所接受，但對于像生物學、心理學等特殊科學是否存在定律則一直存在爭議。部分哲學家認為，生物學不存在定律。[1]但匹茲堡大學科學史與科學哲學系主任米切爾（Sandra D. Mitchell）發(fā)現(xiàn)，生物學家不僅沒有放棄談?wù)撋飳W定律，而且關(guān)于各種層次的定律的文獻討論也并不鮮見。[2]

對此，米切爾主張從另一個角度重新表述科學定律：“認識到存在覆蓋知識陳述的多維度框架，而且利用這個更復雜的框架去探索構(gòu)成科學的知識論實踐?！薄皞鹘y(tǒng)的必然——偶然或定律——偶適概括二分法產(chǎn)生了貧乏的概念框架從而掩蓋了科學研究中發(fā)現(xiàn)的多樣化的因果結(jié)構(gòu)和豐富的表征?！盵3]正是基于對生物學概括和物理定律的比較，米切爾建立了多維度概念框架，以期統(tǒng)一描述各種科學的定律。相較于既往討論科學定律的各種進路，實效進路（pragmatic approach）既重視科學定律的產(chǎn)生過程，又著眼于它在科研實踐中的應(yīng)用，故筆者認為值得探討。

一、既往科學定律研究的主要進路和局限

在有關(guān)科學定律的討論中，規(guī)范性進路（normative approach）是最為豐富的一種方法，其主要包括：第一，以休謨?yōu)榇淼?，認為“定律等于規(guī)則”的簡單規(guī)則性進路；第二，以劉易斯（David Lewis）等研究者為代表，認為“自然定律是在實現(xiàn)了簡單性和有力性最佳結(jié)合且為真的演繹系統(tǒng)中的公理或者定理”的系統(tǒng)規(guī)則論進路；第三，以德雷茲克（F. Dretske）為代表，把“定律看成是共相（universals）之間的必然性聯(lián)系”的必然性進路。但需要指出的是，規(guī)范性進路談?wù)摽茖W定律的特征大多都以物理定律為范本。然而，在生物學、心理學等特殊科學中，研究者對“是否存在科學定律”的問題卻頗具爭議。米切爾總結(jié)了規(guī)范性進路下科學定律的共同特征：（1）邏輯偶然性（包含經(jīng)驗內(nèi)容）；（2）普遍性（覆蓋全部時間和空間）；（3）真理性（無例外的）；（4）自然必然性（非偶然的）。[4]

米切爾對第一點的反駁是：一階謂詞演算無法表達科學定律的邏輯偶然性。例如，形如“（x）（Px→Qx）”表達的定律，符號形式的前件到后件的演繹結(jié)果，可代表定律對現(xiàn)象的解釋或預測。布爾代數(shù)只有真和假兩種，表達的是邏輯必然性。而科學實踐發(fā)現(xiàn)了豐富的因果結(jié)構(gòu)，科學定律的成立是有程度之分的邏輯偶然性，依靠觀察和實驗可以不斷檢驗似律陳述的真值，并非簡單的邏輯必然性。關(guān)于第二和第三點，形如“（x）（Px→Qx）”表達的定律的普遍性和真理性在科學實踐中不成立。全稱量詞（x）表達的是“對于任意一個x”，邏輯的論域是全部的時間和空間，但這對于有一定適用范圍的科學定律來說是不合適的。至于對特殊科學來說，如果用“（x）（Px→Qx）”來表達定律，同時要求每一個變量滿足布爾代數(shù)的約束的話，就基本排除它們科學定律的資格了。最后一點，米切爾對“自然必然性”概念的評論是：“自然必然性和邏輯必然性是同構(gòu)（isomorphic）關(guān)系”；[5]“自然必然性同時模擬了邏輯必然性的全或無性質(zhì)作為假設(shè)”。[6]簡單說來就是：必然論者把邏輯必然或偶然的二分法，映射到經(jīng)驗的真和假以及法則上的必然性（nomically necessary）和法則上的偶然性（nomically contingent）二分上來。必然論者認為，既然邏輯必然性擁有從前提到結(jié)論的不可錯性，那么自然必然性也同樣具有該性質(zhì)。即只要科學定律的前提出現(xiàn)，就必然能推導出正確的結(jié)論。那么，特殊科學概括雖然顯示出很強的因果結(jié)構(gòu)，但并不一定得到必然的結(jié)論的時候，就會被拒絕于科學定律的門外。例如，孟德爾概括盡管滿足前提但結(jié)論并不是必然出現(xiàn)的，因此就無法被賦予定律的資格。這些論述啟發(fā)我們，也許科學定律的特征應(yīng)該有更寬廣的概念框架。

二、科學定律偶然性程度的連續(xù)統(tǒng)論證

既然以物理學為樣板和界定科學定律的做法并不恰當，那么我們就需要修正對定律的傳統(tǒng)看法，以容納生物學等特殊科學中的定律。米切爾的觀點是：物理學定律和生物學定律都是偶然的，只是程度不一樣而已。所有的科學定律都在兩種意義上是偶然的：第一，都是邏輯偶然的；第二，它們都是從定律里面描述的且依賴于其他特定條件而獲得的關(guān)系中“演化”出來的。[7]物理定律和生物學定律的差異就在于，使定律成立所依賴的條件的穩(wěn)定性的程度不一樣。因此，需要建立一個包含條件不同穩(wěn)定性程度的連續(xù)統(tǒng)，描述各種層次的定律以及偶適概括的差異。如果把普遍定律（理想化定律）、偶適概括放到兩端，連續(xù)統(tǒng)的中間就按照條件的穩(wěn)定性程度由大到小安放各種定律概括等等，那么定律和偶適概括二分就變成了程度差異了。例如，質(zhì)能守恒定律、質(zhì)量守恒定律、沒有鈾-235的球體直徑大于100米、所有在古德曼衣服袋子里的硬幣都是銅造的。[8]連續(xù)統(tǒng)論證的主要思路是：詳細考察使定律或概括成立的真實背景條件和過程，分析其適用范圍，從而理解條件穩(wěn)定性的差異。

接近理想定律的質(zhì)能守恒定律。在經(jīng)典力學里面質(zhì)量和能量是互相獨立的，但在相對論里面，質(zhì)量和能量滿足質(zhì)能守恒方程從而獲得概念的統(tǒng)一。起初我們以為該定律是普適于全部時空的，但其實在極高能量物體附近并不適用，雖然科學定律有特定的適用范圍，但仍舊不等同邏輯運算適用于全部時空。然而，質(zhì)能守恒接近理想定律，具有很大的必然性。鈾原子特殊的作用方式（每個鈾原子裂變都有多于1個次級中子產(chǎn)生并釋放能量）決定了具有臨界質(zhì)量，大約15公斤就可以引起鏈式反應(yīng)。按照密度計算，無法聚集到直徑100米的球體就會發(fā)生爆炸。鏈式反應(yīng)方式是宇宙賦予鈾元素的一種“內(nèi)在性質(zhì)”，但與質(zhì)能守恒定律成立的條件相比，發(fā)生鏈式反應(yīng)適用的范圍和反應(yīng)條件成立的穩(wěn)定性都要差一些，因此它在偶然性程度的連續(xù)統(tǒng)位置也相對較低。所以，條件越穩(wěn)定，定律適用范圍越廣，有力性越強。定律之間、定律和偶適概括之間的差異在于，保持有效關(guān)系所需要的條件的穩(wěn)定性程度不同。[9]

三、科學定律的實效進路和心理學定律分析

（一）科學定律的多維度框架總結(jié)

米切爾提出了描述科學概括的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用的兩種參量：本體論維度參量和表征維度參量。本體論維度參量包括穩(wěn)定性和有力性。穩(wěn)定性指的是描述定律的因果關(guān)系所依賴的穩(wěn)定性，構(gòu)成了連續(xù)統(tǒng)。有力性（強度）指的是從前提演繹出結(jié)論的必然性程度。類比為謂詞演算形式（x）（Px→Qx）中“→”的不同程度的必然性，以區(qū)別于規(guī)范性進路的定律—偶適概括二分法。連續(xù)統(tǒng)從大到小是決定論定律到概率性定律。其余還有幾個主要的認識論維度參量：抽象性程度（degree of abstraction）、簡單性（simplicity）、認知簡易性（cognitive manageability）。抽象性程度是指當特定細節(jié)忽略時才能呈現(xiàn)的某些模式，包括兩層含義：定律表述的抽象性程度；抽象出研究重點的科學建模活動方式。簡單性同時包括使用簡單性和定律本身具有簡單性。認知簡易性主要指定律的可計算性和認知可接近性。[10]最后米切爾用穩(wěn)定性、抽象性、有力性參量維度建立定律特征立方體。她對于特征種類和數(shù)量仍舊保持開放的態(tài)度。

（二）多維度框架和實效進路下的心理學定律

首先是歸納的普遍定律。生物面對新的事物時，會主動或自動化跟內(nèi)在已習得事物進行對比，看看情況是否類似熟悉的然后才做出反應(yīng)。如一只小鳥看到熟悉的昆蟲會馬上啄食，但發(fā)現(xiàn)新異的蟲子就會形成內(nèi)部的心理表征空間，把新異和熟悉的蟲子進行對比，然后才決定是否啄食或者忽略。人類也經(jīng)常面對新異刺激，也會自動化進行對比再做出反應(yīng)。究竟不同物種表征新異事物和熟悉事物對比的內(nèi)在心理過程度量（metric）是否存在一致性呢？謝巴德（Roger N. Shepard）在學習歸納領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了“嚴格”的量化心理學定律。他在學習的刺激反應(yīng)模式中發(fā)現(xiàn)，在多維度（multidimensional）建構(gòu)的心理空間（psychological space）中，兩個刺激項目被知覺為相似的概率與它們在心理空間中的距離成負指數(shù)函數(shù)關(guān)系。[11]意思是從原刺激學習之后歸納到新刺激，會在兩個刺激距離（distance）之間保持一種單調(diào)函數(shù)關(guān)系。另一個是心理物理學家史蒂文斯（S. S. Stevens）的冪函數(shù)定律：外界物理刺激引起的感覺量和物理量之間是冪函數(shù)關(guān)系。即刺激強度增加時，感覺體驗量能按照刺激量特定的冪函數(shù)增長。[12]兩個定律都是得到大量人類實驗支持的，歸納定律甚至得到跨物種的實驗證據(jù)；并具有簡單有力的數(shù)學形式，能從數(shù)學基本原理出發(fā)建模推導。

多維度框架下的心理學定律跟物理學定律有很多相似的特征，下面重點從本體論維度去分析。其中，本體論穩(wěn)定性又分為核心數(shù)學模型的穩(wěn)定性和實驗范式的穩(wěn)定性。

數(shù)學模型穩(wěn)定性。歸納定律的核心概念“心理空間”的構(gòu)建原理是：直接從心理歸納實驗數(shù)據(jù)開始，尋找不變的單調(diào)函數(shù)，使它的反函數(shù)能夠把它的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)度量空間中的距離。這些數(shù)據(jù)必須滿足三維幾何約束條件[13]和幾何估算近似約定，[14]再運用“非度量多維度測量技術(shù)”[15]就可獲得不變的函數(shù)關(guān)系。數(shù)據(jù)的準確性可以達到小數(shù)點后六位以上，獲得的函數(shù)構(gòu)型可以獨立于不同的空間維度或者不同的度量數(shù)據(jù)，輸入程序后會找到最貼近單調(diào)函數(shù)的構(gòu)型。因為得到的是心理距離和歸納測量值的函數(shù)，是獨立于物理量的數(shù)據(jù)，所以它是心理學函數(shù)而非心理物理學函數(shù)。雖然原始數(shù)據(jù)來自實驗，但不同種類物理量，甚至跨物種的實驗數(shù)據(jù)經(jīng)過嚴格而統(tǒng)一的轉(zhuǎn)換之后，獲得穩(wěn)定的函數(shù)形式，提示內(nèi)在機制存在一致性，很可能是屬于人和動物共有的學習歸納初級階段基本神經(jīng)過程。心理空間需要擬合實際物理刺激對人建立的心理維度做出選擇，如顏色就分別是建構(gòu)亮度、色調(diào)、飽和度三大坐標而選擇歐拉空間作為模擬。這種物理特征的選擇依賴于主體認知或者主體的生理心理特征。如色盲患者就會損失特定維度，歐拉空間也許就不合適了。心理空間建立后，運算結(jié)果區(qū)域需要概率幾何基本假設(shè)輔助，即表達對結(jié)果無優(yōu)先或者無偏向的概率。人類和動物實驗的概率密度函數(shù)和不同的結(jié)果區(qū)域形狀都可以獲得統(tǒng)一的指數(shù)函數(shù)形式，代表了歸納定律跨物種成立?？梢?，心理空間的數(shù)學模型從數(shù)學程序選擇和建立過程、空間維度選擇、計算輔助假設(shè)和結(jié)果分析都顯示出很高的穩(wěn)定性程度。

歸納定律實驗范式的穩(wěn)定性。辨別實驗范式研究設(shè)計邏輯清晰，結(jié)果顯著，并在人類等跨物種被試中獲得了互相佐證，有很高的穩(wěn)定性。實驗過程是在被試面前反復呈現(xiàn)一定數(shù)量的刺激項目，然后要求被試辨別出是否熟悉。最值得關(guān)注的就是“混淆概率”。因為在辨別實驗中每一個特定的刺激都有相應(yīng)的回答，如呈現(xiàn)刺激字母a被試回答也是a，該過程是識別過程。但在特定概率的情況下，被試中表征為a的刺激引起被試的反應(yīng)是b，也就是說在被試的心理中刺激b混淆了刺激a。于是，混淆過程就等價于從a向b的歸納過程。辨別實驗范式得到廣泛應(yīng)用，如語言音素的混淆實驗、環(huán)狀圖形尺寸大小辨別實驗，以及人類顏色視覺辨別實驗、非人類動物中鴿子的學習歸納實驗、蜜蜂的空間視覺歸納實驗等。

史蒂文斯冪定律的數(shù)學模型是來源于對費希納（G. T. Fechner）對數(shù)定律的改進。對數(shù)定律的意思是心理感覺量和物理刺激量的對數(shù)成正比，假設(shè)“最小可覺差”成為辨別力且主觀上是相等的。大量的實驗發(fā)現(xiàn)最小可覺差并不相等，冪定律放棄了這一假設(shè)。冪定律由于采用的是簡單的數(shù)學建模，直接測量得出的是心理量和物理量之間冪關(guān)系的心理物理函數(shù)。但有大量的實驗支持，例如手指電擊實驗得出的指數(shù)值a為3.5，明度是0.33。并且數(shù)百個不同感覺通道甚至跨感覺道的實驗結(jié)果都支持該定律。但冪定律是直接總結(jié)實驗數(shù)據(jù)得來的實驗定律，只適用于知覺的連續(xù)量，或稱為量的連續(xù)體（Prothetie Continua），也就是類似重量大小、明度大小等連續(xù)變量。與歸納定律相比，冪定律適用范圍更窄，條件的穩(wěn)定性程度也更低。冪定律的實驗范式穩(wěn)定性程度也較高，但存在研究前提的爭議，甚至會遇到明顯的困難。冪定律研究方法是數(shù)量估計法，也是制作心理比例量表的直接方法，心理學中應(yīng)用廣泛。數(shù)量估計法得到加和性（Additivity）判決性實驗的檢驗：即證明了數(shù)量估計法單獨測量項目的每一個部分之和等于項目整體測量的結(jié)果。[16]跨感覺道實驗也證明了數(shù)量估計法測量結(jié)果的傳遞性，即聽覺結(jié)果跟視覺的吻合。[17]但問題是，冪定律研究假設(shè)受到質(zhì)疑：原來的模型“物理刺激S—感知覺狀態(tài)R1”應(yīng)該修改為“物理刺激S—感知覺狀態(tài)R1—反應(yīng)回答R2”，史蒂文斯忽略了感覺到反應(yīng)輸出階段的過程。[18]但幸運的是，絕大多數(shù)情況下反應(yīng)函數(shù)都是線性的，因此并沒有因為忽略了該假設(shè)而影響實驗結(jié)果?？傊?，冪定律實驗范式的穩(wěn)定性程度低于歸納定律。

歸納定律的有力性。定律推導利用的是概率幾何基本假設(shè)而非特設(shè)性假設(shè)，數(shù)據(jù)收集和函數(shù)構(gòu)型的獲得等過程是基本數(shù)學過程，只有心理空間的建構(gòu)需要依賴對物理刺激特征的分析，部分依賴于人類的認知。利用更加深入的“信息度量”（information metric）進行推導，那么定律的有力性將會進一步增強。[19]由于信息度量是兩個含有信息的實體之間的普適度量，在此基礎(chǔ)獲得的歸納定律將意味著它并非僅僅適用于歐拉度量和閔科夫斯基度量，而是有著廣泛的數(shù)學邏輯基礎(chǔ)。歸納定律數(shù)學形式簡單，抽象性程度比冪定律更高，更接近基礎(chǔ)定律的特征。

冪定律屬于實驗定律，但實驗假設(shè)存在爭議，盡管從眾多不同物理素材的實驗來看，冪定律的有力性較強，但比歸納定律要低一些。冪定律數(shù)學形式簡單優(yōu)美，使用方便，但適用范圍限于連續(xù)量，且抽象性程度不高。

綜上所述，歸納定律和冪定律都具有科學定律的功效，都屬于心理學定律。由于歸納定律成立的條件穩(wěn)定性程度和有力性更加接近基礎(chǔ)定律的特征，可以認為它屬于基礎(chǔ)心理學定律。

四、歸納定律在心智哲學中的意義

（一）身心問題的功能主義和“心理物理因果作用”

由于人們注意到心理性質(zhì)的多種可實現(xiàn)性，例如“頭痛”在不同物種中由于神經(jīng)系統(tǒng)的差異，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的激活方式并不一致，于是把頭痛固定表述為：“頭痛=神經(jīng)C激活”。這種“心腦同一論”的論證遇到了難以克服的困難并逐漸淡出學界的視野，而普特南（Hilary Putnam）、福多（Jerry Fodor）和布洛克（Ned Block）等引入的功能主義（functionalism）論證在心智哲學中漸成主流。功能主義始于對計算機理論和技術(shù)進步的啟發(fā)，例如兩臺硬件結(jié)構(gòu)原理完全不同的計算機能執(zhí)行同樣的運算并得出相同的結(jié)果。這就表明：功能的實現(xiàn)和物理基礎(chǔ)并非一一對應(yīng)，但功能的實現(xiàn)隨附于物理基礎(chǔ)。功能主義者通常主張：心理功能不能還原為物理性質(zhì)。因此，功能主義被視為“非還原的物理主義”，功能主義者也相信心理性質(zhì)具有實在性。與此同時，還原的物理主義者金在權(quán)（Jaegwon Kim）雖然也相信心理功能的實在性，但堅持心理功能性質(zhì)應(yīng)該還原為物理性質(zhì)。由此，雙方就心理功能是否具有還原性展開激烈的爭論，而交鋒的焦點就是關(guān)于心理功能引起物理結(jié)果的作用是否存在。對于功能主義者來說，如果確定了心理功能對物理基礎(chǔ)的因果作用的話，心理功能的實在性就得到了體現(xiàn)，心理功能就不能被還原為物理基礎(chǔ)性質(zhì)了。因此，心理物理因果關(guān)系是功能主義是否具有說服力的標志，也是堅持非還原物理主義的依據(jù)。

（二）還原物理主義的“物理因果閉合性和物理排除性論證”

金在權(quán)對心理因果問題做出很大貢獻，他列舉了非還原物理主義者普遍接受的三大觀點。（1）心理性質(zhì)強烈地隨附于物理性質(zhì)。如果某一系統(tǒng)S在T時刻例示了心理性質(zhì)M，則必然于T時刻例示物理性質(zhì)P。（2）心理性質(zhì)不等于也不能還原為物理性質(zhì)。（3）心理性質(zhì)具有因果功效。心理性質(zhì)的示例能夠引起心理性質(zhì)或物理性質(zhì)被例示出來，即發(fā)生心理—心理或者心理—物理因果作用。[20]但金在權(quán)堅持認為：依據(jù)物理因果閉合性論證和物理排除性論證拒絕心理物理因果關(guān)系的存在。閉合性論證可以簡述為：若在T時刻發(fā)生了某個物理事件，則必定在T時刻是一個充分的原因。排除性論證可以簡述為：除非是過度決定的情況，沒有物理事件同時擁有多于一個的充分原因。[21]例如，（1）假設(shè)心理性質(zhì)M引起P。根據(jù)隨附性和物理封閉性論證有（2）P1是引起P的原因，即P1是P隨附基礎(chǔ)。此時發(fā)現(xiàn)了P有兩個原因：M 和P1。（3）M和P1不相等。那么為了滿足不存在過度決定的情況，兩個原因M和P1只能選擇一個。金在權(quán)選擇（4）去除M留下是P1，因為物理封閉性論證只能選擇物理原因，如果選擇M，物理閉合性會再次選擇隨附基礎(chǔ)P1成為原因。因此，心理性質(zhì)M和物理性質(zhì)P不存在因果關(guān)系。

（三）歸納定律的實質(zhì)可能是心理物理因果關(guān)系定律的候選者

歸納定律可以表述為：在多維度建構(gòu)的心理空間中，兩個刺激項目被知覺為相似的概率與它們在心理空間中的距離成負指數(shù)函數(shù)關(guān)系。亦即，心理空間的距離（心理性質(zhì)M）和任務(wù)選擇為相似程度的概率（行為結(jié)果P）之間保持相同形式的函數(shù)關(guān)系，是M—P之間的因果關(guān)系定律。心理空間作為心理性質(zhì)可能會有所爭議，但心理空間需要擬合實際物理刺激對人建立的心理維度做出選擇。這種心理空間維度的選擇是依據(jù)主體對不同物理對象的認知特征，而并非數(shù)學構(gòu)造的產(chǎn)物。如果按照功能主義心理功能的實體性定義的話，心理空間的維度就是模擬了特定物理對象形成的心理性質(zhì)的表征結(jié)構(gòu)，即心理功能的結(jié)構(gòu)方面。歸納定律實質(zhì)上表達的是特定物理對象在人或者動物主體所形成的心理性質(zhì)的結(jié)構(gòu)和主體判斷行為之間的因果關(guān)系。因此，歸納定律可能是心理物理定律的候選者之一，成為功能主義堅持心理性質(zhì)不可還原的證據(jù)。本文旨在從米切爾框架中解讀該定律，并初步指出歸納定律可以作為支持功能主義心理實體性的證據(jù)，具體的理論意義將另文再述。

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責任編輯：羅蘋

政法社會學

作者簡介何俊鋒，中山大學哲學系博士生（廣東廣州，510275）。

〔中圖分類號〕N031；B84-05

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1000-7326（2016）04-0047-04