蔡海锋:科学视角主义透视研究述评

选择字号:   本文共阅读 348 次 更新时间:2015-12-14 20:52:47

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蔡海锋  

   【内容提要】 往往以客观面貌呈现的科学知识常被认为描绘了独立于认知主体之外的客观实在,而一种新兴的科学观——科学视角主义——则主张科学知识是由客观世界与科学家的感官知觉、仪器设置、理论框架等交互作用的产物,它所刻画的并非客观世界本身,而是在特定视角之中所呈现的世界。科学视角主义的原型是体现在绘画透视法中的认知模式,该模式曾受费耶阿本德关注,后经吉尔和范•弗拉森的阐发而成为弱实在论和反实在论的理论依据。但对于“视角”概念的界定以及科学知识能否超越视角等问题,仍有待深入探讨。

   【关 键 词】视角/透视法/科学知识/实在

  

  

   一、从“上帝之眼”到“视角”

   认识世界,追求真理,力图正确地把握实在,揭示世界的本来面貌,是自古希腊哲学以来一直驱策着西方哲学发展的重要动力之一。特别是在以哥白尼、伽利略、牛顿等人为代表的近代自然科学革命之后,科学理性勃发生机,卓有成就,思想家们受此感染,往往也容易沉浸于乐观的认识论和真理观之中:充分的经验观察与缜密的理性思辨原则上总能够让人类洞悉客观世界的一切真相。人对真理的掌握可以如同上帝对世界的观照一般,全方位、全覆盖、无偏见。

   不过,这种乐观精神似乎在世界图景中忽略了作为认知者的人自身,又或是把人抬高到超然于世界之外的上帝般的地位。康德意识到应当为科学理性的认识限度划定界限,他把世界区分成“物自体”与“现象”两大层面,物自体是事物本身的样态,现象则是事物在人的经验中经概念框架整理过的呈现,科学只能认识到现象而不是物自体。尼采进一步强调认识的相对性,他认为每个生命均有其感知、解释或估价世界的特定视角,且只能在该特定视角中生存,世界就是相对于特定生命的视角而呈现的各个世界,不存在超越于任何视角之外的“真实世界”,不同视角中的世界都是同样真实而平等的,从而主张真理多元和价值多元。①尼采的视角主义思想对20世纪的哲学发展深有影响,尤其是后现代主义思潮中的各种多元主义和相对主义流派,或多或少能从中找到视角主义的影子,有的甚至直接就以视角主义为基础。

   科学哲学在经历了库恩的历史主义转向以后,也越来越关注科学认识的主体性和相对性,视角主义成为潜在的理论资源。费耶阿本德在其晚年就曾提出过一种对于科学表征的视角主义式的理解;到了2006年,罗纳尔德•吉尔首先出版专著,明确打出“科学视角主义”(scientific perspectivism)的旗号;两年后,范•弗拉森也撰写著作,阐发其有关科学表征的视角主义观点。可见,视角主义是当今科学哲学的又一新动向,有必要予以重视。本文拟对视角主义的理论渊源、在当代科学哲学中的发展,及其面对的问题作一综合的述介。

   二、透视法与费耶阿本德的“舞台”

   “视角”(perspective)的本意是指绘画技法中的“透视”,即把二维平面上的图像绘制得如同三维空间中的物体在某个位置和方向上向人眼的呈现;引申为观看物体的角度,即人在观看物体时眼睛所在的位置及朝向。早在古希腊时期就有几何学家对透视法进行过初步研究;文艺复兴时期,写实风格在绘画界逐渐流行,艺术家们力图在作品中展现出栩栩如生的立体感,于是透视法得到广泛的应用,并为日后射影几何学的发展奠定了基础。在伽利略之前,透视技法已有两大进展:一是在绘画中广泛运用单点透视法,二是哥白尼和第谷掌握了对天文学的几何模型进行视角转换的方法。②

   所谓单点透视法,就是画出用一只眼睛注视景物时的透视效果的方法,其特点是在三维空间中平行于视线的所有直线延长线在透视图中都将相交于同一点,该点位于视平线上。用单点透视法绘出的风景图,当把图画置于特定的位置上,再用一只眼睛从特定的位置和方向看过去时,将犹如从窗外透射进来的风景一般,画框就相当于窗框。由于三维空间中的内容被降低到二维空间中呈现,透视图必须舍弃掉眼睛所看不到的那些空间元素,这体现了视角的不全面性;而为了迁就眼睛的视觉效果,透视图必须对实际物体的一些几何特征进行系统性的扭曲,等长的线段不再等长,平行的线段不再平行,这又体现了视角的失真性。不全面性和失真性都是不可避免的,这是由透视图的呈现载体及其所要达到的目标决定的。

   对天文学几何模型进行视角转换的方法,是指已知从某一颗天体上所看到的其他天体的运行状况,通过投影变换推算出从另外一颗天体上看同样这群天体的运行状况的方法。这是从“地心说”向“日心说”转换的关键一步,使得哥白尼能够基于与地心说相同的天体运行观测数据,推断出以太阳作为观察中心所看到的其他天体的运行轨迹,从而在抛弃了“本轮”、“均轮”等复杂假定的情况下,以更简洁的方式解释了在地球上所观察到的行星逆行现象。③这体现了视角的多元性和相对性,同样的现象可以通过不同的视角进行考察,但从不同的视角中所看到的图景是不一样的。

   不管是单点透视法,还是视角转换法,都涉及精密的测量。天文观测的严密性自不待言,即便画家作画,也要用到测量工具。“视窗”就是单点透视法所使用的工具,其主要部分就是一个布有网格的窗框,被画对象放在框后,眼睛处于框前,通过观察被画对象的几何要素投射在窗框网格中的分布,测量出线段间的比例关系,亦即“透视结构”,最后将透视结构转移到图纸上。因此透视图是测量过程的产物,透视法也被称为“测量的艺术”④。

   要判断一幅透视图是否成功地表征了被画对象,并不能够直接将这幅图画与现实对象相比较,而只能将这幅图画在特定位置的呈现与被画对象在某个视角中的呈现相比较。如果透过“视窗”所看到的景象与直接放在“视窗”位置的图画相一致,那就算是表征成功了。这种比较就像戏剧表演一样依赖于特定的布置——在某个位置和方向上呈现的图画,在某个位置和方向上呈现的被表征对象的侧面,以及处于某个位置与朝向的观察者的眼睛。费耶阿本德把这一切布置称之为“舞台”(stage)。⑤图画所表征的只是该对象在特定视角中所呈现的侧面,观察者也只有置于特定的视角中才能判断这幅透视图的表征是否真实,因而图画的真实与否只有相对于这些舞台布置才有意义。

   作为众多表征技法中的一种,透视法不见得就比其他技法优越,一幅图画不会因为运用了何种表征技法而变得更真实,各种技法的真实性各有其评判的“舞台”。对于分属中世纪和文艺复兴时期的两幅圣母画像,现代人通常会倾向于认为文艺复兴时期的那一幅圣母像画得更真实,因为它运用了透视法,能呈现出立体感。然而,在费耶阿本德看来,两幅圣母像无所谓谁比谁更真实,又或者可以说两者同样真实。这无关乎圣母是否真实存在,而在于两幅画像都是基于各自风格的表征技法而绘出的,只不过透视法更为精致复杂而已。⑥

   费耶阿本德认为科学研究也是同理,没有哪一种研究方法就一定更优越,科学理论是否真实地作出了表征都是有条件的。例如欧洲核子研究中心对W[±]粒子和Z[0]粒子的发现,就相当于一方面将自然界投射进正反质子对撞机以得出一系列数据(被表征对象某个侧面在“视窗”中的投影),另一方面应用电弱理论通过巧妙的数学运算得出计算机模型(图画在“视窗”位置上的呈现),然后科学家比较计算机模型与实验数据发现两者相吻合(眼睛在特定位置和方向上进行观察)。声称电弱理论真实地表征了W[±]粒子和Z[0]粒子,只有在如此复杂而精致的舞台布置中才有意义。科学家所观看到的“实在”是由舞台布置创造出来的,科学表征的过程相当于舞台演出的过程,而演出是不能超出舞台进行的。⑦如果把此处的“舞台布置”替换成广义的视角或视角间的组合,费耶阿本德对于科学表征的独特理解可看作科学视角主义的先声。

   三、吉尔的视角实在论

   在科学实在论与反实在论之争中,客观实在论和社会建构论是截然对立的两极,前者主张科学知识能够完全客观地揭示出世界本身的普遍真理,而后者却认为科学知识是在科学家的兴趣、利益、社会地位等主观因素的强烈干预下建构出来的产物。为了调和这两种极端,吉尔提出了一种介于实在论与反实在论之间、但落脚于弱实在论的“科学视角主义”⑧,又称“视角多元主义”(perspectival pluralism)⑨。

   吉尔首先从颜色视觉切入,强调颜色视觉是我们人类观察世界所不可摆脱的视角。⑩人类的视觉系统只对很小频段内的电磁波产生颜色体验,而且颜色体验并不直接反映物体表面反射或发射的电磁波波长,同样的颜色体验可以由不同波长的电磁波经不同方式的混合而产生。大多数人的颜色体验是基于三色视觉的,但也有少数人只具有二色视觉、单色视觉甚至无色视觉,或者具有四色视觉。(11)不能说大多数人的颜色判断是正确的而少数人则是错误的,因为物体本身无所谓真实的颜色,颜色的存在与否仅仅相对于特定的色觉系统才有意义,不同的色觉视角只是不同而已,而并非真假对立、互不兼容。颜色既不是纯粹客观的属性,也不是完全主观建构的属性,它是环境中的物体和电磁波与进化出来的视觉系统之间交互作用的产物。尽管颜色在不同色觉视角之间是相对的,但在同一种色觉视角内部,不同主体所看到的颜色仍是一致的,这种稳定的主体间性就是人们通常所认为的颜色的客观性,其实是一种依赖于特定视角而存在的弱实在性。

   接着,吉尔将其对颜色视觉的视角主义理解延伸到其他一切感官知觉,并进而推广至科学研究所使用到的仪器和理论。科学的观察和实验都不可避免地涉及仪器的使用,就像颜色视觉是一种视角,科学仪器也是一种视角。(12)尽管使用科学仪器比起纯粹依靠肉体感官,会使我们所作观察判断的主观性大大下降,但使用仪器的观察仍在许多方面具有视角性。科学仪器只对它们所在环境中某一类型的输入有反应,而且对于有反应的输入类型也有一个限制的范围,正如人眼只对可见光波段的电磁波有反应,X射线脑成像仪只对波长极短的电磁波有反应,伽马射线望远镜只对波长更短的电磁波有反应。另外,即便在它们有反应的那个限制范围内,仪器对不同输入之间差异的分辨率也是有局限的,不同的输入有可能导致相同的输出。最后,在使用仪器进行观测之后可以记录下一系列数据,科学家通过采用消除背景噪音、校正元件、重复测量、进行统计分析等标准方法,从数据中得出数据的模型。这种生成数据模型的实践仍然内在于所采用仪器的视角,而不会超出这个视角。针对同一对象可以采用不同的仪器进行观察,通过普通光学望远镜、射电望远镜、伽马射线望远镜所获得的银河系图像不管有多么的不同,它们相对于各自的仪器视角而言都是同样真实的,不同仪器视角所生成的数据模型是兼容的。

   科学还需运用理论建构出表征世界的模型。就像仪器一样,理论也是科学家创造出来用于理解世界某些方面的视角。(13)理论中先有高度抽象的原理,然后依据原理和一些特定条件而构建出更为具体的模型。通过进一步增添特殊化条件可以生成越来越具体的模型,直到模型中的每一个要素都可以指向某个真实系统中的某个方面,此时模型即可表征该系统。在这个建构模型的过程中,科学家始终受到最初的抽象原理的约束。另外,特殊化的模型要指涉真实系统,必须在模型与真实系统之间存在相似关系,而任何两个对象之间总会在某些方面存在相似之处,故实际上模型表征世界所依据的相似性是由科学家基于特定的目的而挑选出来的,这种目的也相当于一个视角。由理论生成的模型只能表征世界的特定方面,不同的现实系统可能由同一个模型表征,依据不同的理论也可能对同一个现实系统生成不同的表征模型。总之,模型的生成内在于理论视角,而模型的表征则依赖于目的视角。

模型本身无所谓真假问题,只能说模型是否真实地作出了表征,这需要靠经验检验。对模型的经验检验就是把两种视角——观察视角和理论视角——放到一起,以考察模型是否如预期般相互匹配。(点击此处阅读下一页)

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本文责编:陈冬冬
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文章来源:《哲学动态》(京)2015年5期

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