Peirce：科學(xué)家與邏輯學(xué)家

1、Peirce：科學(xué)家與邏輯學(xué)家     摘要： C.S.Peirce是美國杰出的科學(xué)家和邏輯學(xué)家。他以科學(xué)家作為職業(yè)，卻常常又聲稱科學(xué)研究是為了邏輯目的，喜歡把自己塑造為邏輯學(xué)家。另一方面，他把邏輯學(xué)視為科學(xué)，豐富的科學(xué)經(jīng)歷刺激了他在邏輯學(xué)領(lǐng)域的諸多創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。實(shí)際上，考察他的研究道路為我們從事推理工作的科學(xué)家和從事推理研究的邏輯學(xué)家都提出了有意義的啟示。 關(guān)鍵詞： Peirce；科學(xué)家；邏輯學(xué)家；科學(xué)；指號學(xué)；化學(xué)概念 中圖分類號：B81-095 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A Charles Sanders Peirce（1839-1914），其一生曾作為

2、“一個美國人的悲劇”1，現(xiàn)在已經(jīng)越來越多地被認(rèn)為是他那個時代、也是美國至今產(chǎn)生的最有創(chuàng)造性、最具多才多藝的偉大思想家。他廣博的研究涉及非常不同的知識領(lǐng)域：天文學(xué)、物理學(xué)、度量衡學(xué)、測地學(xué)、數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)、哲學(xué)、科學(xué)理論和科學(xué)史、指號學(xué)、語言學(xué)、經(jīng)濟(jì)計量學(xué)和實(shí)驗(yàn)心理學(xué)等等。而且這里的許多領(lǐng)域，Peirce在不同程度上被視為倡導(dǎo)者、先驅(qū)甚至是“鼻祖”。Russell早就做出評價：“毫無疑問，他是十九世紀(jì)末葉最有創(chuàng)見的偉人之一，當(dāng)然是美國前所未有的最偉大的思想家?！?而當(dāng)代在世哲學(xué)家H.Putnam稱他為“所有美國哲學(xué)家中高聳的巨人”3。 雖然Peirce的思想具有極為廣闊的視野，但當(dāng)今學(xué)者所公認(rèn)、P

3、eirce本人也承認(rèn)的他的兩個主要研究領(lǐng)域卻是科學(xué)和邏輯學(xué)?？茖W(xué)和邏輯學(xué)是Peirce畢生付出精力最多的兩個領(lǐng)域，也是他在大學(xué)畢業(yè)后決定他一生將做什么時曾猶豫不決的兩種選擇。但在其學(xué)術(shù)興趣上它們是他的孿生子，二者在理論聯(lián)系上常常是融為一體，成為Peirce最傾心關(guān)注的焦點(diǎn)。而且，作為科學(xué)家和邏輯學(xué)家的經(jīng)驗(yàn)是Peirce整個哲學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建的基礎(chǔ)與出發(fā)點(diǎn)，是貫穿他一生思想發(fā)展變化的重要影響因素。實(shí)際上，科學(xué)和邏輯學(xué)的共同追求正是Peirce為自己所界定的生活目標(biāo)。把握他的這一顯著特征，我們可考察作為科學(xué)家的Peirce與作為邏輯學(xué)家的Peirce之間的某些聯(lián)系。 1 科學(xué)家職業(yè)、邏輯學(xué)家志向 從實(shí)際

4、從事職業(yè)來看，Peirce是位科學(xué)家，包括化學(xué)家、大地測量員、物理學(xué)家、天文學(xué)家、工程師、發(fā)明家、實(shí)驗(yàn)心理學(xué)家等等；同時這也是他謀生的門路，是他最早獲得學(xué)術(shù)名聲的領(lǐng)域。 成為一名科學(xué)家，Peirce具有非常優(yōu)越的條件；同時這也是他的親戚朋友尤其是父親所期望的。Peirce出生于具有良好科學(xué)氛圍的家庭，特別是其父親Benjamin Peirce是哈佛大學(xué)天文學(xué)和數(shù)學(xué)Perkins教授，也是當(dāng)時美國最有影響的數(shù)學(xué)家。Peirce從小由其父親教授數(shù)學(xué)、物理學(xué)和天文學(xué)等學(xué)科；其聰穎智慧深得父親欣賞。而Peirce本人也深受父親影響，尤其是在父親1880年去世之后，他極想遵照父親遺愿而繼承父親的事業(yè)，從

5、此專注于科學(xué)研究。 在Peirce十幾歲時，他已經(jīng)在家中建立了私人化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，并寫出了化學(xué)史；其叔叔去世后，他又繼承了他叔叔的化學(xué)和醫(yī)學(xué)圖書館。1859年從哈佛大學(xué)畢業(yè)后，他父親安排他在美國海岸測量局（后來改名為海岸和地質(zhì)測量局）野地考察隊(duì)作為臨時助手學(xué)習(xí)鍛煉了一年；而同時他私下跟隨哈佛動物學(xué)家Louis Agassiz學(xué)習(xí)分類學(xué)方法。1862年進(jìn)入哈佛的Lawrence科學(xué)研究所，并于1863年畢業(yè)獲得化學(xué)理學(xué)士。其間于1861年他再次進(jìn)入海岸測量局，但這次是作為長期助手；1884年10月至1885年2月主管度量衡辦公室；1867年父親成為海岸地質(zhì)測量局的第三任主管，Peirce于同年7月1

6、日由助手(Aide)提為副手（Assistant），職位僅次于主管；他的這一職位上一直持續(xù)到1891年12月31日，時間達(dá)24年半之久。從1872年11月開始，他又負(fù)責(zé)鐘擺實(shí)驗(yàn)；在18731886年間他在歐洲、美國以及其他地方的站點(diǎn)進(jìn)行鐘擺實(shí)驗(yàn)。晚年（1896年直到1902年）主要為圣勞倫斯能量公司做顧問化學(xué)工程師。 同時，Peirce在1867年被安排在氣象臺從事觀測工作，并于1869年被任命為副手。他曾是一次日環(huán)食和兩次日全食現(xiàn)象的觀測者，還負(fù)責(zé)使用氣象臺新獲得的天體光度計。1871年其父親獲得國會授權(quán)進(jìn)行橫跨大陸的地質(zhì)測量，Peirce由此又成了職業(yè)的大地測量員和度量衡學(xué)家。 Peirc

7、e 生前雖只出版過一本科學(xué)方面的書（光測研究(1878)），為the Nation雜志撰寫的短評、書評現(xiàn)多收集在由Ketner和Cook編輯出版的Contributions to the Nation中；但他在海岸地測局和哈佛氣象臺的諸多貢獻(xiàn)已經(jīng)為他（也為這兩機(jī)構(gòu)）在很年輕時就贏得了國際（特別是在歐洲）聲譽(yù)（Peirce1870年、1875年、1877年、1880年和1883年先后五次接受測量局任務(wù)到歐洲考察，同歐洲的許多科學(xué)家建立了聯(lián)系，并極力主張擴(kuò)大科學(xué)界的國際聯(lián)系）。Peirce于1867年成為美國文理學(xué)院的常駐會員，1877被選為國家科學(xué)院的成員，1880年被選為倫敦數(shù)學(xué)學(xué)會成員，18

8、81年被選進(jìn)入美國科學(xué)進(jìn)步協(xié)會。而且值得一提的是，現(xiàn)在Peirce已被認(rèn)為是采用光波長來測定米制長的先驅(qū)。 我們看到，Peirce不僅是有著突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家，同時也是著名的邏輯學(xué)家。然而在二者關(guān)系上，首要的一點(diǎn)是：他承認(rèn)自己熱愛科學(xué)，但坦言對于科學(xué)的研究只是為了他的邏輯；因?yàn)檫壿嫷难芯啃枰獜母鞣N特殊科學(xué)（還有數(shù)學(xué)）的實(shí)際推理方法中概括出一般的邏輯推理方法，而決不是僅僅從邏輯書籍或講課中背誦、記憶和解題；多樣化的科學(xué)研究正是為了邏輯之全面概括，由它們獲得的材料形成了邏輯學(xué)的基礎(chǔ)和工具。實(shí)際上，這種前后的“從屬關(guān)系”最突出地表現(xiàn)在他晚年常常是以作為科學(xué)家的收入來維持從事邏輯學(xué)研究的時間。 2 邏輯

9、學(xué)作為科學(xué) 雖然上文表明邏輯學(xué)家Peirce與科學(xué)家Peirce之間有近乎目的與手段間的主從關(guān)系，但事實(shí)上并非如此簡單，它們還有更為深刻的一層關(guān)系，那就是：邏輯學(xué)也是科學(xué)。很顯然，這是Peirce長期的實(shí)驗(yàn)室經(jīng)歷已經(jīng)使得他以科學(xué)的方法處理所有問題（他有時的確稱自己為“實(shí)驗(yàn)室哲學(xué)家”）包括邏輯學(xué)了。 我們首先看，科學(xué)在Peirce那里意味著什么？Peirce看到大多數(shù)人包括科學(xué)界之外的人都習(xí)慣于把科學(xué)視為特殊種類的（主要是指系統(tǒng)化的）知識，而他更愿意像古希臘人那樣把科學(xué)作為認(rèn)知的方法，但他強(qiáng)調(diào)這種方法一定要是科學(xué)探究（inquiry）的方法。知識開始于懷疑，為了尋求確定的信念我們必須要解決（se

10、ttle）懷疑，一般解決懷疑的方法主要有情感方法（求助于自己的感覺傾向）、信忠團(tuán)體的方法（選擇那些最適合其社會團(tuán)體的那一信念）和尊重的方法（求助于自己對于某特別個人或機(jī)構(gòu)的尊重之感情）等；但這些方法本質(zhì)上都是自我中心的非客觀的方法，它們往往只通過懷疑者自己的行為、意愿來選擇信念，缺乏足夠的證據(jù)。而真正客觀的方法只有科學(xué)探究的方法，在這種方法指引之下，探究者從經(jīng)驗(yàn)出發(fā)基于科學(xué)共同體(community)的合作去尋求真理（TRUTH）或?qū)嵲冢≧eality），這也正是科學(xué)活動；最終的真理性認(rèn)識可能并不是由某一實(shí)際的探究者所發(fā)現(xiàn)，但只要是遵循這種方法、運(yùn)用先前的結(jié)果，最后都必定會一致達(dá)到真理的。這正

11、是Peirce在通俗科學(xué)月刊上發(fā)表的兩篇經(jīng)典性論文信念的確定和如何使我們的觀念清楚明白中所闡述的實(shí)用主義（與后來James版本的實(shí)用主義有很大不同）方法相一致的，事實(shí)上如Peirce所指出的，實(shí)用主義不是什么世界觀，本質(zhì)上是一種方法，一種科學(xué)探究的方法。而與此同時，我們看到，Peirce把邏輯學(xué)視為設(shè)計研究方法的藝術(shù)，是方法之方法，它告訴我們?nèi)绾芜M(jìn)行才能形成一個實(shí)驗(yàn)計劃；邏輯就是對于解決懷疑的客觀方法的研究，是對于達(dá)到真理之方式的研究，其目的就是要幫助我們成為“科學(xué)人”?，F(xiàn)代科學(xué)之優(yōu)于古代之處也正在于一個好的邏輯，健全的邏輯理論在實(shí)踐上能縮短我們獲知真理的等待時間，使得預(yù)定結(jié)果加速到來。 但是

12、我們發(fā)現(xiàn)，他在思想更為成熟的階段是把邏輯學(xué)的科學(xué)屬性放置于指號學(xué)（Semiotics或更多的是Semieotics）的語境中來考察的，雖然這種處理與以上把邏輯學(xué)視為科學(xué)方法之研究存在著根本上的一致性。 Peirce不止一次指出，在最廣泛的意義上的邏輯學(xué)就是指號學(xué)或關(guān)于指號的理論，僅僅是指號學(xué)的另一個名字。5它包括三個部門：批判邏輯學(xué)（ Critical Logic），或狹義上的邏輯學(xué)，是指號指稱其對象的一般條件的理論，也即我們一般所謂邏輯學(xué)；理論語法（Speculative Grammar），是指號具有有意義特征的一般條件的學(xué)說；理論修辭（Speculative Rhetoric），又叫方法論

13、（methodeutic），是指號指稱其解釋項(xiàng)的一般條件的學(xué)說。6這種劃分可能受中世紀(jì)大學(xué)三學(xué)科：語法、辯證法（或邏輯學(xué)）和修辭的課程設(shè)置的影響，指號學(xué)在某種程度上可視為對于中世紀(jì)后期所理解的邏輯的現(xiàn)代化版本。而我們在此需要強(qiáng)調(diào)的是，Peirce把指號學(xué)視為經(jīng)驗(yàn)科學(xué)、觀察科學(xué)。推理就是對于指號的操作，觀察在其中發(fā)揮著重要作用；指號學(xué)同其它經(jīng)驗(yàn)科學(xué)的不同在于它們實(shí)驗(yàn)操作對象不一樣，在于其它科學(xué)的目的僅僅是發(fā)現(xiàn)“實(shí)際上是什么”而邏輯科學(xué)要探明“必定是什么”。但既然是經(jīng)驗(yàn)科學(xué)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)的科學(xué)人進(jìn)行邏輯推理所得到的結(jié)論就是可錯的即準(zhǔn)必然的（事實(shí)上，任何邏輯必然都只是相對于特定推理前提而產(chǎn)生必然的特

14、定結(jié)論）。 更進(jìn)一步，Peirce把狹義上的邏輯學(xué)(logic exact)分成假設(shè)邏輯（abductive logic）、演繹邏輯和歸納邏輯三部分。顯然這比傳統(tǒng)邏輯上演繹（必然的）、歸納（可能的）二分的做法多出了內(nèi)容。Peirce得出這樣的結(jié)論是對于Aristotle三段論基本格研究的結(jié)果，他認(rèn)為Barbara集中表現(xiàn)了演繹推理的本質(zhì)，而作為特殊的演繹三段論Baroco（把Barbara中結(jié)論的否定作前提、小前提的否定作結(jié)論）和Bocardo（把Barbara中的結(jié)論的否定作前提、大前提的否定作結(jié)論），如果把它們的結(jié)論考慮為或然性的，則分別相應(yīng)于假設(shè)推理(abductive reasonin

15、g)和歸納推理。但更重要的是，Peirce在此顯示出了邏輯學(xué)與科學(xué)的最合理的緊密聯(lián)系。在他看來，演繹邏輯也即數(shù)學(xué)的邏輯，而假設(shè)邏輯和歸納邏輯主要就是科學(xué)的邏輯。在演繹邏輯已經(jīng)得到普遍承認(rèn)的情況下，他終生的愿望就是要把歸納和假設(shè)（Abduction）同演繹一起堅(jiān)固地和永久地確立在邏輯概念之中。在科學(xué)探究過程中，假設(shè)、演繹和歸納先后組成了三個不同階段的科學(xué)方法，它們的共同作用使得科學(xué)探究能自我修正。 Peirce把假設(shè)放在首位，作為科學(xué)探究程序的第一步，目的在于發(fā)現(xiàn)和形成假說。假設(shè)是為解釋違反規(guī)律（或習(xí)慣）的意外事實(shí)而產(chǎn)生假說的過程，它能產(chǎn)生新信息，Peirce把它視為所有科學(xué)研究甚至是所有普通人

16、的活動的中心。但這種假設(shè)并沒有提供安全可靠的結(jié)論，假說必須要經(jīng)過檢驗(yàn)。于是，還需要演繹來解釋（explicate）和演示（demonstrate）假說即得出預(yù)言；再后由歸納回歸到經(jīng)驗(yàn)，旨在通過觀察被演繹出的結(jié)果是否成立來證實(shí)或否證那些假說，即決定假說的可信賴度。在這連續(xù)的三種推理形式中，假設(shè)是從意外事實(shí)（surprising facts）推到對事實(shí)的可能性解釋，演繹是從假說前提推到相應(yīng)結(jié)論，歸納則是從實(shí)例到一般化概括。經(jīng)過這樣的科學(xué)探究，我們在科學(xué)共同體中將能不斷接近真理。 3 邏輯學(xué)中的化學(xué)概念移植 為更具體地論述Peirce的科學(xué)研究與邏輯學(xué)研究之間的緊密聯(lián)系，我們在此可談到Peirce對

17、科學(xué)中的許多概念向邏輯學(xué)研究的成功應(yīng)用，這突出表現(xiàn)在化學(xué)上。因?yàn)榛瘜W(xué)是Peirce的大學(xué)專業(yè)，也是他進(jìn)入整個經(jīng)驗(yàn)科學(xué)的入口。 邏輯學(xué)作為一門特殊的學(xué)科領(lǐng)域，事實(shí)上從近代以來，就從數(shù)學(xué)（包括代數(shù)和幾何）理論那里找到了非常有力的發(fā)展動力和理論技術(shù)。我們在此談到的化學(xué)概念應(yīng)用作為整個自然科學(xué)概念推廣中的一例其實(shí)也是Peirce為發(fā)展邏輯學(xué)而提出的。 首先，Peirce晚年極為傾心的存在圖表邏輯構(gòu)想正是基于化學(xué)圖表原理（可能還有拓?fù)鋵W(xué)方法的啟發(fā)）。存在圖表是Peirce在其指號學(xué)背景下對Euler圖和Venn圖的重大發(fā)展，具有極強(qiáng)的表現(xiàn)力。其在自然、直觀、易操作上要遠(yuǎn)勝于代數(shù)方法（包括標(biāo)準(zhǔn)的Peano

18、-Russell記法），因?yàn)槲覀冃撵`的思想過程被同構(gòu)地展現(xiàn)在推理者面前，對于圖表的操作代替了在化學(xué)（和物理）實(shí)驗(yàn)中對于實(shí)物的操作?；瘜W(xué)家把這樣的實(shí)驗(yàn)描述為向自然（Nature）的質(zhì)疑，而現(xiàn)在邏輯學(xué)家對于圖表的實(shí)驗(yàn)就是向所關(guān)涉邏輯關(guān)系之本性（Nature）的置疑。7 第二個例子，現(xiàn)代邏輯（可能從數(shù)學(xué)原理開始）中的一對基本概念:命題和命題函項(xiàng)（或有時稱為閉語句和開語句）原本就是來自化學(xué)中的“飽和”（Saturation或Gesättigkeit）和“未飽和”概念。Peirce用黑點(diǎn)或短線來代替語句中的“指示代詞”（即邏輯中的自變元），得到形如“大于”、“A大于”這樣的形式，它們分別被稱為

19、關(guān)系述位（relative rhema）（區(qū)別于像系詞一樣的關(guān)系詞項(xiàng)）和非關(guān)系述位，也即他那里的謂詞（謂詞是幾元的取決于我們到底如何選擇去分析命題）。他指出，述位不是命題，并坦言“述位在某種程度上與帶有未飽和鍵（unsaturated bonds）的化學(xué)原子或化學(xué)基極為相似?！?然而不無意外，我們發(fā)現(xiàn)同時期歐洲大陸的Frege也正在獨(dú)立地從化學(xué)概念得到邏輯研究的靈感。他把諸如“的父親”的函項(xiàng)記號稱為“未飽和的”或“不完全的”表達(dá)式，以與專有名詞相區(qū)別。9 另外一個例子是Peirce提出的價分析（Valency Analysis）法。正如名字所顯示出的，它同化學(xué)中的化合價概念密切相關(guān)，Peirc

20、e所使用的詞語Valency直接源于化學(xué)中的術(shù)語Valence即化合價。價分析是Peirce在圖表化邏輯思想指引下于存在圖表（Existential Graphs）之外創(chuàng)設(shè)的另一種二維表現(xiàn)法。其中，顯然他是把思想中概念的組合與“化學(xué)離子”的組合相比擬，如他采用類似“”這樣的結(jié)構(gòu)表示帶有“開放端（loose end）”(即黑點(diǎn)后面的橫線)的實(shí)體，即謂詞；這就是化學(xué)中離子結(jié)構(gòu)的簡單變形。由于它們的開放端導(dǎo)致的“不穩(wěn)定”（正像離子本身不穩(wěn)定一樣），開放端之間就可能連接起來形成共同“鍵”（bond）。如 “ ”同“ ”可形成“”樣式的新結(jié)構(gòu)10。正是利用這樣的離子組鍵技術(shù)，Peirce成功證明了其著名

21、的化歸論題，即對于三元以上關(guān)系都可化歸到三元和三元以下的關(guān)系，但一元、二元和三元關(guān)系卻不能化歸。這一論題是他哲學(xué)思想體系中所堅(jiān)持的三分法原則的邏輯證明。 綜觀Peirce的科學(xué)家經(jīng)歷和邏輯學(xué)家志向，Peirce把邏輯學(xué)視為對于各種科學(xué)推理方法的概括，同時又把邏輯學(xué)理論指導(dǎo)、應(yīng)用于科學(xué)研究過程。二者緊密相連，互為作用。而更為突出的，他的邏輯貢獻(xiàn)大都可追溯到其多樣化的科學(xué)研究，他的邏輯獨(dú)創(chuàng)往往也是其科學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)的啟發(fā)性建議。筆者以為，研究Peirce的這些方面，我們至少可得出以下啟示：邏輯學(xué)應(yīng)從數(shù)學(xué)和科學(xué)推理實(shí)踐中概括推理的一般本質(zhì)；邏輯學(xué)家應(yīng)盡可能學(xué)習(xí)、掌握科學(xué)（傳統(tǒng)邏輯就因?yàn)闆]有這樣做而失敗，

22、科學(xué)家非邏輯學(xué)家或邏輯學(xué)家非科學(xué)家都不能勝任于對科學(xué)推理的分析工作），因?yàn)橥貙捵约旱目茖W(xué)研究領(lǐng)域必將能加強(qiáng)邏輯學(xué)家對于邏輯科學(xué)的貢獻(xiàn)能力；同時科學(xué)家要想更為一般地把握住推理方法也應(yīng)了解邏輯學(xué)，但是前者在當(dāng)前學(xué)術(shù)界值得特別注意。當(dāng)前處于被冷落地位的邏輯學(xué)要想擺脫這種局面，必須加快發(fā)展自己；而經(jīng)驗(yàn)科學(xué)（不再僅僅是數(shù)學(xué)）必能使得邏輯學(xué)發(fā)展獲得新的生命力，這已經(jīng)是被現(xiàn)代邏輯的發(fā)展史（特別是初創(chuàng)時期）所證實(shí)的。 參考文獻(xiàn)： 1庫克. 現(xiàn)代數(shù)學(xué)史M.呼和浩特：內(nèi)蒙古人民出版社，1982年. 61.2羅素. 西方的智慧M.北京：商務(wù)印書館，1999年. 276. 3Hilary Putnam. Peirce

23、 the LogicianJ.Historia Mathematica , 9（1982）. 292. 4Max Fisch. The Decisive Year and Its Early ConsequencesM. Writings of Charles S. Peirce: a Chronological Edition(Vol.2). Bloomington, Indiana. Indiana University Press. 1984. Introduction.5678Charles Sanders Peirce. Collected Papers of C. S. Peirc

24、e (Vol.1-8)C.Cambridge, Massachusetts. Harvard University Press. 1931-58. 2.227，2.93，4.530，3.421.（按照Peirce文獻(xiàn)的通常標(biāo)注法，這里如“2.227”的記法，小圓點(diǎn)前面的數(shù)字為卷數(shù)，后面的數(shù)字為節(jié)數(shù)） 9威廉·涅爾，瑪莎·涅爾. 邏輯學(xué)的發(fā)展M.北京：商務(wù)印書館，1985年.624. 10Robert Burch. Valental Aspects of Peircean Algebraic LogicJ, Computers Math. Applic, Vol.23, No.6-9, 199