第二节 认识论层面：如何还原

一 经典还原论的两大主题：术语还原与理论还原

一般科学哲学中，认识论还原论包含术语还原（reduction of terms）和理论还原（reduction of theory）两大研究主题。其中，理论还原指将一个理论还原为另一相对基础学科的理论，这是实现学科还原的前提。

从还原论的发展来看，术语还原和理论还原的研究一直呈交织状态。奥本海姆和普特南的“微向还原”主要是指学科的还原，内格尔的“桥接原理”主要是指理论还原。术语还原均未被单独考察，但其中关于术语的研究又占了较大比重。

逻辑经验主义后期，物理主义主张将一切学科还原为物理科学，物理学语言是科学的普遍语言，从而达到所谓统一科学的目的。其中，学科还原是以语言的还原为基础。1958年奥本海姆和普特南提出通过微还原的方式实现社会群体、有机体、细胞、分子、原子、基本粒子的逐级还原。这里微向还原的对象并未确指为术语或理论。1961年内格尔在 The structure of science一书中对理论还原进行了细致的分析，其中“桥接原理”指涉术语之间的联系。其中，“理论”被认为是包含科学规律的、由一阶形式语言构成的陈述系统。1966年亨普尔将术语还原单独进行了研究。他认为术语间的还原是通过“描述性定义”（descriptive definition）实现的，其不要求定义项与被定义项一定具有相同的内涵，而只要求其具有相同的外延或应用范围[7]。

例如，用“无毛的两足动物”来定义“人”，只要求两者所指相同，含义可以不同。另外，这种定义是可能的而非绝对的，比如用物理—化学的术语可以表达“氨基酸”是可能的，但用来表达“基因”或者“多肽链”就是不合适的。因为对于某多肽链而言，即使能够用某分子式充分描述其化学构成，或者说多肽链和其分子式的指称一致，其含义也显然不同。他认为一方面术语具有一定的特殊含义，这种特殊的含义和学科特征紧密联系在一起；另一方面这种含义通常可以借助物理或化学术语的形式充分表达出来，即通过“描述性定义”而非“分析性定义”（analytic definition）的方式。对还原论问题展开激烈论战的生物学哲学领域中，其争论的核心问题也是术语还原问题：遗传学中的“基因”概念能否还原为现代分子生物学中的“基因”。可以说，术语还原成为实现理论还原的重要前提。

理论还原方面，奥本海姆和普特南提出通过微向还原的方式实现理论间、学科间的还原，但是对理论还原路径展开具体分析的是内格尔，其所提出的理论还原模型也成为后期反还原者的主要批判对象。

内格尔首先将理论还原分为学科间还原和学科内还原两种，并认为学科间的还原“往往是造成困惑的根源”，是分析的重点。学科间的还原又可以分为同质还原和异质还原两种。

进一步地，内格尔认为同质的还原属于学科理论不同发展阶段的体现，这种还原“没有产生逻辑的难题，虽然在人类看待世界的方式上它的确形成了一次革命”。比如伽利略定律被吸收进牛顿力学和万有引力理论，其仅仅是理论应用的范围扩大了，通过该理论将“类似的现象结合为一个更为广泛的类”。这些不同学科的理论所描述的现象间有一种质的相似性，这种理论还原属于“同质还原”，是指在两组含有同质术语的陈述间建立起来一种演绎关系。

另外，有一些学科间的还原被认为是异质还原，这一还原存在一定难度，例如热力学的术语“温度”如何与力学中的“平均分子动能”联系起来呢？在此基础之上，内格尔将异质还原的条件分为“形式条件”（formal condition）和“非形式条件”（unformal condition）两种。

其中，非形式条件则指向理论的成熟等外部要素。形式条件包含：

（1）一门学科中的四类陈述：①理论公式及相关的协调定义；②实验定律；③观察描述；④借用定律。

（2）观察术语和理论术语。

（3）两类术语：①共同术语，比如逻辑、数学及其他同质术语；②专门术语。

基于“形式条件”的满足，一个理论被还原到另一个基本理论的形式要求被称为“桥接原理”。

（1）可连接条件（the condition of connectability）：初级学科的理论中包含某些理论词项，其与次级学科“新的”理论词项之间存在一定的关系。

（2）可导出条件（the condition of derivability）：初级学科的理论前提及协调定义可以在逻辑上推出次级学科的理论。

“可连接条件”保障了术语的关联，加上“可导出条件”便实现了次级学科理论到初级学科理论的还原。两个条件中，前者是基本前提，即理论语词间的“可连接性”是保证一个理论逻辑导出为另一理论的基本前提。

那么两个理论词项间如何实现连接呢？这是理论还原的关键问题，也涉及术语还原问题。内格尔给出了三种可能：

（1）两者之间存在含义或逻辑关联。对于哪一种逻辑联系，内格尔表述为“可能是通过同义性或某种单向衍推分析”；

（2）两者之间是约定关系，即协调定义，意指理论词项之间没有必然的意义关联；

（3）两者之间的关系是事实的。两个理论词项之间的关系不能通过逻辑分析得出，而只能通过经验证据来支持。

可见，对于桥接原理，内格尔并不认为其完全属于分析性陈述，而是给出了语词间“经验事实”或者“协调定义”等其他连接途径。但是，对此内格尔并未进一步阐明。故此，费耶阿本德、库恩等对内格尔的理论还原可能性提出质疑。费耶阿本德认为在时间维度上，同一理论语词的含义可能发生变化，从而导致不可通约问题的出现，并进而阻碍理论还原的实现。因此，语词的“可连接性”本质上仍然是“可通约性”的问题。当然，科学哲学界对理论语词的“可通约性”仍然是存在争议的。

内格尔的理论还原模型受到的质疑之一是“语词意义的不可通约性”问题，这是针对理论词项或术语的“可连接条件”而言。一方面，不同理论术语虽然指称可能一致，但其意义却不可能完全相同；另一方面，学科的发展将导致理论术语的含义发生变化，进而导致无法实现理论之间的还原。

内格尔所遭到的质疑不仅仅涉及“可连接性”，而且还涉及“可导出性”方面。在“可导出条件”方面，如果将内格尔的理论还原模型简化为T初∧L辅→T次，就可能出现这样的悖论：

（1）如果T初、L辅为真，那么T次为真，但这暗含了一种对理论真值的预设，可能与科学发展的事实不符；

（2）如果T初、L辅为假，那么T次为假，这就意味着还原不

仅是没有意义的，而且这种还原可能与经验事实不符。因为存在T次为假，但是T初或L辅为真的可能。

针对理论还原受到的这些质疑，还原论者纷纷对其进行了修正。沙夫纳认为存在强类似 T次的理论 T次′，理论还原模型因此转换为T初∧L辅→T次′。尼克（T.Nickles）随后将这一类似关系进一步精致化，认为逻辑导出关系发生在T初′和T次′之间（见图1）[8]。

由于这种修正后的还原模型仍然是以理论之间的逻辑导出性为条件，因而其仍没有解决术语“意义不可通约”的难题。Nagel-Schaffer理论还原预设了一个一阶形式语言所构建的公理化体系，并认为这样的一个语言系统可以呈现理论间的结构关系。同时，这种修正也引出其他一些问题，例如理论间的强类似关系该如何界定？对理论的修正又是否会导致理论内核的改变？对此，维姆赛特认为这种强类似关系实际上是不同发展阶段理论间的关系的体现，即理论间的还原实质上是理论的一种演替过程，其中低层次理论对高层次理论起到了解释和说明的作用，是一种还原性解释（reductive explanation）（见图2）[9]。

二 生态学术语还原的研究现状

本体论层面，尽管生态学家并不关注高层实体的属性和低层实体的属性之间究竟是“同一关系”，还是“随附关系”，但大致都认同物理主义的基本还原主张。实际上，分歧主要集中在认识论层面。其中，生态学的理论还原可能性始终是最终的争论主题。此外，还存在对解释性还原的大量争论。

生态学理论术语有观察术语和理论术语两大类。其中，理论术语又包含两类：①共同术语如逻辑、数学及其他同质术语；②专门术语。就生态学理论还原而言，理论术语间的可连接性是重要的考察主题。

生态学的术语还原方面，莱勒认为“多样性”（diversity）和“演替”（succession）是生态学中两个较为成熟的术语，可以以此展开术语还原的研究。

弗雷切特对此提出了质疑，她认为这两个术语不能作为成熟的术语进行还原，一方面演替和多样性的内部机制并不清楚；另一方面这一术语还原无法克服高层次术语和低层次术语由于不同分类系统所导致的还原鸿沟。前者是质疑术语还原的非形式条件，后者是质疑术语还原的形式条件。此争论的焦点之一在于术语的成熟与否，这一点在内格尔关于理论还原的非形式条件中曾有提及。

笔者认为弗雷切特的批判本身也是成问题的：

其一，如果这两个术语的内部机制已经研究得足够透彻，那么这就表明了一种还原的实现的现实，因此至少不能通过理论有无被还原的事实来推断其可还原性；

其二，如果高层次和低层次因为所处不同的分类系统，故而无法实现有效还原的话，显然这是在层次论的框架下进行的论证，但许多的生态学术语例，如演替等呈现的是时间制约性而非空间制约性，其还原已经不能简单地在层次论的框架下展开，即其对术语还原的形式条件的质疑反映了一种预设，这种预设本身就包含了一种逻辑矛盾。弗雷切特对术语还原的质疑主要是从逻辑的合理性出发，而莱勒对术语还原的辩护则是基于生态学术语的发展和演化的事实。对于还原论这一科学哲学的主题，只有将辩护的内容与方式结合起来，争论双方才能进行有效的对话。

路伊金对生态学中的术语还原进行了较为细致的研究，首先他对考塞的术语还原。考塞认为术语还原属于本体还原，两个术语之间的关系是本体同一关系，这种本体同一关系可以分为实体同一关系和属性同一关系[10]。这里的微向还原最初是奥本海姆和普特南所提出的，但并未对术语的微向还原或理论的微向还原做进一步的研究。考塞随后以本体同一关系为基础，结合微向还原的路径，提出通过实体同一或属性同一来实现术语的还原。

路伊金认为术语还原并非本体论问题，并认为本体还原的前提本体同一关系应该从属性同一和类型同一的不同角度来进行界定。对术语还原的路径他也做了深入分析，认为术语还原并非通过微向还原的途径实现。术语还原的核心步骤是实体或属性的相关性而非同一性。可以看出，生态学理论还原研究首先关注对不同术语间通约性的探索。

三 生态学理论还原的研究现状

对生态学理论而言，理论还原是指如何将其还原为个体生物学的相关理论，甚至还原为物理学、化学的理论。对这一主题的研究涉及两个层次的问题。第一，生态学理论能否实现还原？第二，生态学理论如何实现还原？其中，“能否实现还原”是核心问题，也是生态学理论还原的争论主题。对该问题的回答首先需要界定如何还原，即还原路径的问题，进而才能对理论还原的可能性做出判断。

以术语的连接为前提，舒纳（Thomas W.Schoener）等分析了群落生态学理论还原的可能性。他主张通过机制论的方法（mechanistic approach）实现群落生态学理论的还原。该方法主要是通过将群落或种群生态学理论中的变量翻译为有关个体理论的相关变量，这也被认为是一种新的还原论。舒纳将内格尔理论还原的逻辑性要求和生态学案例结合起来，并由此展开对群落生态学理论还原的论证。他一方面考察了群落生态学理论还原的形式条件和非形式条件；另一方面从生态学研究者的角度分析群落生态学研究方法的特征，并最终提出生态学理论还原应遵循解释性还原的原则和机制论的研究策略。

这种研究策略由于强调理论变量之间的逻辑导出性，实质上和沙夫纳一样维护了内格尔理论还原模型的内核。但是舒纳强调通过理论还原实现理论对理论的解释，这实际上是对内格尔理论还原的一种弱化。这种解释还原的主张显然和维姆赛特的解释性还原的主张是一致的。同时舒纳也注意到了生态学中进化问题的特殊性。他认为群落生态学理论可以还原为两种个体生态学理论：进化型的个体生态学理论和非进化型的个体生态学理论，将群落生态学理论还原为非进化型的个体生态学理论是可能的。

机制论得到许多生态学家的支持，例如蒂尔曼（D.Tilman）等在种群、群落结构等方面的研究均用到这种策略。尹乔思迪随后对群落生态学中的还原方法进行了系统的梳理。他对群落生态学中较早的两种研究方法模式分析和干扰试验的特征分别进行了分析，并强调舒纳提出的机制论方法应成为一种重要的还原方法。他对内格尔以来围绕理论还原主题展开的争论，例如沙夫纳、尼克、赫尔、库恩等的观点进行了系统回顾，同时以生态位理论为例，结合该理论各种内涵的发展变化，提出从科学活动理性重建的角度来理解还原，主张维姆赛特的演替还原。在研究框架上，他也遵循一般科学哲学的相关原则，将群落生态学的还原问题分为本体论、认识论和方法论三个层面，提出还原论应成为群落生态学的一种研究策略。

总体而言，生态学术语还原和理论还原问题的研究尚有较大研究空间，一方面由于生态学尚处于不断完善发展之中，生态学还原论相关的研究框架也因此得以不断拓宽和丰富；另一方面，生态学术语还原和理论还原问题目前的研究并不够深入，虽然有研究者遵循一般科学哲学的研究框架进行了初步研究，并进行了系统的梳理，但是真正结合生态学自身特质进行还原论研究的并不多。

除此之外，围绕着理论还原问题，还存在生态学是否存在普遍规律（general law）的争论，劳顿（J.H.Lawton）认为生态学中的普遍规律是预设的结果，生态学仅存在统计定律（statistical law）。伯特伦（L Bertram）对此持怀疑的态度，他认为否认生态学普遍规律是对生态系统复杂性的预设。

那么，生态学是否存在普遍规律？如果生态学不存在普遍规律，那么理论是否就无法实现还原？如果存在普遍规律，那么其理论还原如何实现？对这些问题的解答需要进一步结合生态学的解释特征来分析。但无论存在的是普遍定律还是统计定律，这都不影响通过还原来实现知识增长的目标。正如舒纳所说，即使生态学理论大多是从其他学科“借来的”，但这都不妨碍生态学向前发展。笔者同时认为在学科不断融合的今天，许多的理论已经很难归属为某单一的学科或子学科，在这种情况下也很难明确区分开学科内的理论还原和学科间的理论还原。