第四节 本书的研究内容及其概览
生态学还原论研究的核心问题是还原论的界限和范围问题。如果要对生态学还原论的有效范围和界限进行清晰界定，首先需要对生态学还原论进行语义分析。一般科学哲学和生态学哲学中，还原论并没有形成统一的定义，而只是根据不同的分类标准呈现为不同形式的还原论。在这种情况下研究还原论的界限和范围，首先需要明确的一个问题是生态学还原论是何种意义上的还原论？结合目前生态学的研究趋势，笔者认为采取一种强还原和弱还原的区分是有必要的。这一方面是因为反对还原论者更多质疑强还原而非弱还原；另一方面还原论自身的研究也明显呈弱化趋势。
在对生态学中的强还原和弱还原做出界定前，首先对传统科学哲学中还原论的强弱关系进行一番梳理和相应的论证。在此基础之上，再进一步考察生态学中的强还原和弱还原。实际上在传统科学哲学的框架之下，还原论已经有了强弱之分。
例如，罗斯曼（Stephen Rothman）曾将还原论分为强微观还原和弱微观还原，强微观还原指的是将高层实体或理论还原为基本粒子或其相关理论，而弱微观还原则不要求还原至基本粒子，而是根据解释的需要而还原至相关的层面[25]。
仔细分析发现，这里的强弱微观还原体现在两个层面：一个是本体论层面，强调实体能否被还原为基本粒子；另一个是认识论层面，强调是否有必要通过基本粒子层面的理论来解释高层的理论。从逻辑推导的严格性来考察认识论层面的各种还原方案，内格尔的桥接原理本质上是一种强还原论，强调术语与术语之间、理论和理论之间的一种强的逻辑推导关系。沙夫纳和维姆赛特等人对桥接原理的各种修正，如解释还原（explantional reduction）、演替还原（successional reduction）等，不再要求理论间的严格逻辑导出关系，属于弱还原。因此，对生态学还原论相应也可以做出强还原和弱还原的区分。但这并非是一种二元对立的划分，而只是希望通过论证和剖析使还原论本身的含义更加明晰，从而避免一些歧义的产生，同时也无意由此对还原论所面临的诸多难题一一提出解决方案，例如当物质是否无限可分这一问题仍未解决时便贸然拒斥强还原或者弱还原显然是不恰当的。通过对强还原和弱还原的区分，生态学还原论的含义将更加明晰和丰富。只有对还原论本身有了更清晰的认识之后，回过头来审视还原论所受到的相关质疑，才可以对生态学还原论是否有效，以及如何有效进行还原等问题做出更好的解答。
实际上在生态学中，本体论、认识论和方法论三个层面是相互关联的。不同的解释情境，三个层面呈现出的还原样态也不尽相同。实际的研究不可能单独呈现某个层面的单一还原样态，而是呈现出一种综合还原的样态，对生态学还原论的深入理解需要将三个层面综合起来进行分析。路伊金认为生态学还原论三个层面存在不同程度的综合还原，他本人更倾向于本体论整体论、认识论还原论、方法论整体论这样的一种温和还原论策略。贝甘迪等也给出了不同的综合还原的方案，其原因需要进一步分析。本部分的研究在导师肖显静教授的指导下，将这种综合的还原样态分为激进的还原和温和的还原两大类。
那么，强—弱还原与激进—温和还原之间是什么关系呢？笔者认为前者关注的是单一层面的还原，后者关注的是多层面的综合还原。两个部分的侧重点有所不同，强—弱还原关注某单一层面内部的还原有效性问题，激进—温和还原关注的是如何将不同层面有效综合进行还原的问题。可以说，强还原论是一种狭义上的激进还原论，弱还原论是一种狭义上的温和还原论。
因此，在对单一层面还原论的样态分析的基础之上，对生态学研究中所呈现出的复杂多样的还原样态需要处理好三个层面的关系问题，并从中寻找为什么有些研究呈现出激进还原的综合样态，有些研究呈现较为温和的综合样态。可以说，无论是从“单一层面”还是“综合样态”来讨论生态学中的还原论样态，均是对生态学还原论是什么的解读，这个可以视为本文研究的第一大部分。
在对还原论的含义进行剖析之后，笔者试着从不同的层面来考察生态学还原论的可能。在传统科学哲学和生物学哲学中，对认识论层面的还原论讨论最为深入。生态学哲学中还原论的相关争论和研究也主要集中在认识论层面，相应地本研究将首先对认识论层面的还原论问题进行分析。由于本体论层面和认识论层面往往交织在一起，本体论还原论是讨论的另一主题。最后，希望基于生态学的实际研究情境进行方法论层面的探析。由于各个层面并非截然分明，例如术语还原虽然被视为是认识论还原论的问题，但术语的还原必然涉及术语背后所指涉的对象问题，因此该问题也反映了本体论层面还原的样态。
笔者一方面试图通过语言分析的方法来对强还原面临的质疑进行解答；另一方面对各种弱化形式进行分析。但是经典还原论是以物理学为基础，其还原模式是否适用于生态学尚有待论证。也许可以对生态学中一些经典术语和理论进行还原分析。生态学还原论往往以“生态系统”“群落”“种群”等为讨论对象，但由于生态学是一门研究有机体和环境相互作用的学科，能通过对各种“相互作用”的分析来进行还原有效性的论证。最终通过对认识论层面还原论的分析，以期得出“解释的还原”，而非“演绎的还原”的结论。也就是说，解释的有效性成为还原论的应用准则。这部分同样需要对生态学的解释特征进行分析，并在此基础上确定还原论的有效性及有效范围。这一部分可能出现的质疑是，将生态学还原置于一定的解释情境中是否会构成一定程度的“相对主义”，进而无法保证知识的客观性基础。
生态学的研究对象不仅仅是个体、种群、群落及生态系统等，更重要的是有机体和环境的相互作用。实际上，个体、种群、群落等生态学实体的背后也正是这种相互作用。
从本体论的角度上来说，生态学还原论的核心问题是有机体和环境的相互作用能否被最终还原，这里的环境既包含有机环境，也包括无机环境。对此问题的有效研究将直接对生态学的研究方法和理论发展产生影响。如果有机体和环境之间的相互作用被认为是不能最终还原为某基本粒子或关系的话，那么生态学的理论和研究均大可不必坚持下向因果的追溯。反之，如果这种相互作用最终是可还原的，那么生态学的发展方向显然和物理、化学等学科是一致的。另外，形而上还原论关注的是应该还原为什么的问题，生态学还原论研究主要讨论的是生态学的实体、理论、方法能够还原为什么的问题，前者为后者提供辩护的基础，后者是前者的进一步体现。因此，无论从生态学还原论的研究还是生态学实际的研究发展考虑，生态学中的形而上问题都具有较高的研究价值。
一般科学哲学中，形而上还原论的讨论以心灵哲学领域最为深入。以普特南提出多重可实现性论题为开端，许多学者对身—心关系能否被还原展开了激烈的争论。相对而言，生态学还原论框架下有机体—环境的关系问题尚未得到足够的关注。在对有机体和环境的关系进行分析之后，笔者希望从因果还原（causual reduction）和功能还原（fuctional reduction）两个角度来进行研究。其中的因果还原一方面主要追溯上向因果关系，也对进化、适应、自然选择等现象中的上向因果作用给予关注；另一方面可能从功能主义还原、先验还原论、本体还原论等不同角度分析。最后，考察生态学中有机体—环境的属性之间是否也存在“多重可实现性”问题（the multiple realization argument），并借鉴心灵哲学中的相关理论成果：物理因果闭合论证，解释排他性论证，物理构成论证和神秘关联论证，结合生态学的实际进行可还原性论证的探讨。由于生态学哲学领域中生态学形而上问题尚未引起足够关注，相关文献资料并不够翔实，相关的研究也仅仅处于一种初步探讨阶段，这是本研究的一个局限，相信也是一个创新点。
方法论层面，通常人们会认为生态学应该持一种整体论的研究立场，这一观点实则包含了许多的经验判断：
（1）对有机体和环境的复杂的、多样的相互作用应该通过整体论的方式来解释；
（2）对于宏观尺度如生态系统生态学的研究应采取整体论路径，对于微观层面如基因生物学的研究应采取还原论路径；
（3）有机体和环境的相互作用是无法还原的。
仔细分析，这些判断又相应地引出一些问题：
（1）复杂、多样的生态现象无法被还原，是现实的困难，还是逻辑上的困难？
（2）生态学研究尺度的大小和还原与否存在必然关系吗？
（3）假如对各部分进行足够彻底的研究，最终能否实现对环境和有机体相互作用的认识？
这样一些问题的存在说明尺度问题和还原论问题的紧密关联，因此在方法论层面的还原应重点考察尺度问题，这也正是生态学家的一个热点研究问题。在科学哲学中，还原一般和“层次”联系在一起。但在生态学中，路伊金等人对层次的合理性提出了质疑。因此在分析尺度问题之前，有必要对层次和还原，以及层次和尺度二者关系进行分析，进而探讨尺度和还原的关系问题。这部分可通过对象尺度、空间尺度和时间尺度三个角度来对各学科的还原问题进行分析。
根据已有文献，不同的子学科并不一定采取不同的还原策略。例如，研究尺度较小的学科，如微观生态学、动物生理生态学等并非一定采取还原论的策略，而景观生态学和生态系统生态学等大尺度生态学研究也多采取还原论的研究策略。从对象尺度来看，生态学可以分为个体生态学、种群生态学、群落生态学和生态系统生态学等子学科，相应地这些不同对象尺度学科的还原策略可能存在不同，进而需要分析这些不同的还原策略和尺度之间的关系。例如，这些不同对象尺度的生态学研究之间存在哪些共性，这些统一的还原策略是由哪些要素所决定的。从空间尺度来看，生态学可以分为海洋生态学、陆地生态学、森林生态学等，这些学科研究方法的还原也同样面临上述问题。对于时间尺度而言，主要考虑进化生态学和其他生态学之间的差异，从而来考察时间参量对学科研究方法的影响。其中，对象尺度实际上可以划归为空间尺度，但由于作为被研究主体的重要性因此单独列出讨论。最终，通过对空间尺度和时间尺度的同质性与异质性等的分析，抽提出其中不同的还原要素。
结合之前所进行的文献梳理和分析工作，希望能通过研究阐明以下两点。
第一点，解释的还原，而非演绎的还原。还原论在后期遭遇到了不少的质疑，这些质疑大多来自于还原中的逻辑困境。要摆脱这种逻辑困境，首先需要将还原论从“统一的科学”（unity of science）或者“终极理论之梦”（dreams of a final theory）的工具角色中释放出来[26]。还原的最终目的是为了有效沟通不同的学科和理论，是在不同的理论和术语之间起到翻译和解释的功能。这一种学科和理论间的沟通并非逻辑演绎的结果，而是学科自然而然的发展结果，或者说逻辑演绎并不能很好地起到沟通和解释的作用。当这种逻辑的还原并不能有效地实现学科和理论沟通的目的时，就表明应该从其他途径寻找还原的可能。
第二点，描述的还原，而非建构的还原。还原本身不是目的，还原是为了更有效地沟通不同的学科和理论。对于已经呈现融合状态的学科和理论，我们可以通过对其中沟通细节的研究和描述来理解还原的途径。但是，从来没有哪一门学科是通过建构性还原来实现与另一门学科的沟通的。对还原论的争论和辩护，使得研究者易于从对还原的描述沦为对还原的建构。
本书的研究基于两个方面，一方面是传统科学哲学中还原论的相关理论成果；另一方面是生态学的实际研究及理论发展。通过研究，希望最终形成一个较为严密的生态学还原论的哲学论题体系；对生态学形而上还原论进行初步界定，对其中可能遇到的问题进行论证。
[5]Loehle C.,“Philosophical Tools: Potential Contributions to Ecology”,Oikos,Vol.51,1988,pp.97-104.
[7]Patrick W.Flanagan,“Holism and Reductionism in Microbial Ecology”,Oikos,Vol.53,1988,pp.274-275.
[8]Wilson D.S.,“Holism and Reductionism in Evolutionary Ecology”,Oikos,Vol.53,1988,pp.269-273.
[10]Redfield G.W.,“Holism and Reductionism in Community Ecology”,Oikos,Vol.53,1988,pp.276-278.
[16]参见洪谦《论逻辑经验主义》，商务印书馆1999年版，第345页。
[18]Nagel E.,The Structure of Science,Indianapolis: Hackett Publishing Company,1979,p.345.
[20]Schaffner K.,“Approaches to Reduction”,Philosophy of Science,Vol.34,No.2,1967,pp.137-147.
[21]Kim J.,“The Myth of Nonreductive Materialism”,Contemporary Materialism,Vol.63,No.3,1989,p.138.
[23]转引自［美］大卫·福特《生态学研究的科学方法》，肖显静等译，中国环境科学出版社2012年版，第218页。