从因果性看还原方法论的困境与出路

大学学报》（哲学社会科学版）2002年第6期。而当系统被分解为组分时，组分在单一状态下的特性又能显现出来。例如，当氢和氧化合生成水后，氢的易燃特性和氧的助燃特性都消失了，而当水被电解时，氢的易燃特性和氧的助燃特性又会显现出来。第二种情况为，组分之间的非线性相互作用并未涌现出系统，没有产生整体构型，但是组分之间的相互作用，导致组分的行为和性质与它们在独立状态下所表现出来的行为和性质不同。例如，个体行为在其独立状态下所表现出的行为，不同于与其他个体在一起时所表现出来的行为，这些个体在一起也许并不组成某个组织，人的行为就是这样的。

另一方面，系统整体性的涌现是组分之间非线性相互作用的结果。首先，组分之间的黏性是系统结构形成的前提，组分间的黏性决定了系统的形成。因此，对于系统来说，组分间的黏性作用必须达到一定的强度，使之能够克服内部的瓦解和外部的阻力，当组分之间的黏合力大于内部分离力和外部阻力时，这个黏合体或聚集体就形成了整体构型。其次，组分之间非线性的相互作用导致系统涌现，这种作用关系是不能通过线性叠加原理简化的。只有当组分之间以一定方式通过一些合适的规则来协调它们的行为时，才能形成系统。霍兰通过大量的研究发现，主体之间通过几条简单规则的约束，便能涌现出令人惊奇的复杂现象，他把这种涌现现象称之为受约束生成过程。第三，组分之间具有功能耦合的信息回环与反馈机制。通过正反馈，即使微小的不均匀性或涨落都能引起整体结构的急剧改变，组分之间非线性相互作用对于扰动的敏感，能够引起系统结构从一种状态跃迁至另一种状态。通过负反馈，这种非线性相互作用能够阻止和克服局域的扰动，维持和强化组分间不同类型的耦合，从而保持系统结构的稳定。特定系统结构的形成和维持对组分之间非线性耦合关系，具有强烈而严格的路径依赖，这种依赖实现关系是唯一的，具有律则必然性。多重实现问题在这里根本不存在，它不是指某一事物的性质和状态可以由其他不同事物的性质和状态来加以实现的问题，而是指在同一事物内的性质和状态的依赖实现问题。

如果只对各个部分进行孤立研究，那么存在于组分之间的大量非线性关系，就会被忽略，造成系统整体“结构在分解中被破坏，并在微观考察中被忽略。”[英]欧阳莹之：《复杂系统理论基础》，田宝国、周亚、樊瑛译，上海科技教育出版社，2002年，第49页。即使能够在“关节”处恰当地切割系统，孤立的部分也往往会失去一些它们作为系统组分时的行为和性质。大量组分的自身状况是极其复杂的，组分的变异造成了系统的多样性，而系统的多样性更多地依赖于组分之间相互缠结的复杂关系的变化。例如，金刚石和石墨是碳元素的同素异形体，晶体中碳原子的排列方式、作用关系的不同，形成了两种完全不同的物质。

2.系统外部因素作用下的还原困境

系统总是处在一定的环境条件下，并受环境因素的作用。外部环境能够与系统及其组分耦合，环境的变化将使某种确定的系统模式变得不稳定，一旦到达临界状态，轻微的扰动便经过分叉、涨落，使系统从一种状态向另一种状态跃迁，这时系统将达到一种新的稳定模式，系统组分也被迫进入新的状态。

图1表示自然状态下的事物，即还原分析前的事物；图2表示处于还原分析状态中的事物。事物即系统S由三个子系统——组分A、B、C——构成，组分A、B、C则分别由更低一层次的组分A1、A2、A3，B1、B2、B3，C1、C2、C3组成；当组分A、B、C分别作为更低一层次的组分A1、A2、A3，B1、B2、B3，C1、C2、C3的系统时，组分A、B、C分别表示为S（A）、S（B）、S（C）。外部因素对事物的作用主要通过三种方式实现，即从“整体到部分”“部分到整体”的单向作用方式，或者从“整体到部分”与从“部分到整体”并行的双向作用方式。若考虑环境对事物的影响，则还原前后的事实是不一样的。

（1）从“整体到部分”的单向作用方式

环境因素对事物的作用方式，是自上而下单向地从整体到部分。这种从“整体到部分”的单向作用方式，表明环境对事物的影响，首先是作用于整体，然后通过整体再作用于部分。环境对整体的作用是直接的，对部分的作用则是通过整体而间接达到的。这种情况类似于，在一个封闭的寄宿学校中，学生作为学校（系统）的构成部分，并不直接受到来自社会环境因素的影响，而是通过学校受到间接影响。社会环境的变化，首先影响的是学校，进而再从学校层面自上而下地影响每一位学生。

在图1中，环境E以整体形式作用于系统S，并产生下向因果关系。即自然状态下的系统S，受到环境E的约束；进一步，环境E通过渗透到系统S对低一层次的组分A、B、C的下向因果关系中，而对组分A、B、C进行约束，作用于组分A、B、C的因果力部分来自环境E。在图2中，经过将系统S还原至组分A、B、C后，组分A、B、C便作为有别于系统S的新系统S（A）、S（B）、S（C）而直接暴露于环境E中。此刻，新系统S（A）、S（B）、S（C）是自然状态下的，受到来自环境E的直接约束；而环境E通过渗透到系统S（A）、S（B）、S（C）对低一层次的组分A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3的下向因果关系中，对这些组分进行间接约束。

可以看出，在分析前后，环境对部分的作用结构并不相同。在分析前，环境对部分的作用是间接的，通过整体而传导；而在分析后，部分受到环境的直接作用。在因果性方面，前者，部分受来自高层次系统整体的下向因果关系的制约，环境正是通过这个下向因果关系而影响部分；后者，由于部分之上的结构被分解，因而不存在高层次系统整体对它的下向因果关系。

（2）从“部分到整体”的单向作用方式

从“部分到整体”的单向作用方式，是环境经过自下而上的顺序，单向地从部分到整体对事物产生影响。环境因素通过这种方式先作用于部分，然后再通过部分自下而上地作用于整体。环境对部分的影响是直接的，对整体的影响则是经过部分而间接实现。如在股市中，宏观经济因素的变动，影响个体股民对预期收益的担忧，进而个体股民看空股市，个体股民的这种心理变化又会进一步演变成群体行为，导致集体抛售股票，最终股市崩盘。环境因素的变化，导致个体股民率先做出反应，个体行为又迅速扩展至整个群体，最终改变股市走向。

在图1中，环境E直接作用于组分A、B、C。环境E的压力指向系统S的下一层次构造（组分A、B、C），通过对组分A、B、C的影响，由低一层次组分A、B、C产生上向因果力，进而影响系统S的整体状态。在图2中，被分解为部分的组分A、B、C作为新的系统S（A）、S（B）、S（C）而存在，组成新系统S（A）、S（B）、S（C）的组分A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3受到环境E的直接作用，低层次组分A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3对高层次系统S（A）、S（B）、S（C）具有上向因果关系，环境E便经过这个上向因果关系作用于系统S（A）、S（B）、S（C）。

尽管在还原前后，都存在着一种在方向上同一的因果关系，但是这两个因果关系却根本不同。这两个上向因果关系的作用主体与受用主体都不一样，前者是受环境E作用的组分A、B、C对上一层次系统S的因果力，后者则是受环境E作用的组分A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3对它的上一层次系统S（A）、S（B）、S（C）的因果力。还原分析将各个部分的天然联系、自然作用切割掉，导致系统整体被消解。整体模式的瓦解使各个部分递进为新系统，这些新系统相对于原来将这些新系统作为组分的系统来说，在数量上减少了一个层次。新系统之上没有系统模式，它不再扮演作为系统组分的角色。从某个方面来说，这些新系统已然成为自然状态下——这种自然状态是还原之前的系统S存在的状态，处于环境E的作用下——的系统，新系统的上向因果作用只反映在环境中，它的改变引起环境的变化，环境受到它的因果力的影响。

（3）从“整体到部分”与从“部分到整体”的双向作用方式

如果环境对事物的影响，是一种从“整体到部分”与从“部分到整体”并行的双向作用方式。这种假设意味着，环境对事物的影响，既有环境先作用于整体而再作用于部分的情况，又有环境先作用于部分而再作用于整体的事实，两种作用方式交织在一起。对于一个公司来说，社会环境的变化，可能通过公司组织结构影响员工的行为，也可能通过基层员工而影响整个公司发展。

在图1中，环境E同时作用于系统S和组分A、B、C。在环境E的作用下，系统S对组分A、B、C产生下向因果作用，从而约束或激发组分A、B、C某些行为与性质；同时，在环境E的作用下，组分A、B、C对系统S施加一种上向因果力，从而涌现出具有特定行为状态的系统S。在图2中，环境E并行作用于新系统S（A）、S（B）、S（C）和组分A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3。由整体还原至部分之后，在环境E的作用下，新系统S（A）、S（B）、S（C）对组分A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3产生下向因果作用，从而约束或激发部分A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3某些行为与性质；同样地，在环境E的作用下，组分A1、A2、A3、B1、B2、B3、C1、C2、C3对新系S（A）、S（B）、S（C）也施加一种上向因果力，从而限定了新系统S（A）、S（B）、S（C）的行为状态。根据以上对比，不难看出，环境E作用于组分A、B、C的因果关系也有实质性差异。

综上三种情况，自然状态下存在的系统，经过还原分析后，除了因果结构的改变外，环境因素也渗透到这些因果关系中，环境与系统及其组分的耦合，导致还原后的事实完全不同于还原之前的事实。还原方法论很大的一个弊端也源于它对系统整体的消解，还原的过程就是整个系统结构被破坏的过程，每还原一次便意味着系统层次的减少和破坏。层次的减少便意味着存在于层次间和层次内的因果结构的破坏。牵一发而动全身，层次的缺省和改变，经过反馈机制、因果机制等的作用，导致系统行为、状态、功能以及结构发生急剧改变。

三、还原方法论的出路

还原方法论思维的典型形式是“分析-综合”。它的分析不是在整体论指导下的分析，而是脱离系统的关于孤立组分的分析；它的综合也不是面向整体框架的综合，而是建立在“整体等于各部分之和”的假定之上的综合，是简单的线性归纳。还原方法论的问题在于：在分析之前，未能从整体框架上给出事物的系统描述；将整体分解为各个孤立部分加以精细研究之后，又只是简单地将各个部分作线性加和，以获得对事物的整体认识。

但是，科学发展的历程表明，还原方法论又是必要的。鉴于此，有必要分三个步骤对还原方法论进行补充和超越。首先，分析前，要从整体框架上给出事物的（宏观）系统描述。因为“科学史上的事实常常是，较高层次的概念和理论先有一定程度的自主性发展之后，在这些概念和理论的指导下，低层次的理论才逐步发展起来，比如，遗传学从经典阶段到分子阶段的发展就是如此。”李建会：《还原论、突现论与世界的统一性》，《科学技术与辩证法》1995年第5期。宏观描述为微观研究提供了概念工具与逻辑框架，没有系统概念体系的支持，微观理论的发展是盲目的。宏观描述所提出的问题，将微观研究推向新的维度，为微观探索指明了方向。其次，在分析之前，还要通过构建宏观特征体系，确定系统的类型和状态。在宏观特征体系中，存在一系列不同的宏观特征，宏观特征的类型确定了系统的类型，宏观特征的量值则确定了系统的状态。例如，天气状况可以通过温度、湿度、风速、气压、风向以及AQI等宏观特征类型来描述，这些宏观特征的确定取值则描述了唯一的天气状况。最后，也是最重要的，在分析完成后，不能只是对组分进行简单的综合。而是要根据在分析前所确定的系统类型及状态，对被分解的部分进行重组，重构存在于层次内与层次间的因果关系，使重构后的系统类型及状态完全合乎于分析前的系统类型及状态。

因此，还原方法论的出路，就是在分析之前，从整体框架上给出事物的系统描述，并通过构建宏观特征体系，确定系统的类型和状态；在分析完成后，根据分析前所确定的系统类型及状态，重构系统类型及状态。由于系统重构要求在分析前对事物进行系统描述，确定其系统类型和状态，为还原分析后的系统重构确定目标和参照，所以，后一过程逻辑包含了前一过程。而关于系统重构的方式，主要有三种：

1.自下而上的系统重构

自下而上的系统重构方法，是一种反复试验的方法。它是根据各种经验与直觉判断，将分离的组分重新组合起来，使它们产生交互作用，从而形成新的整体构型的重构方式。这种重构方法，通过设计低层次组分的因果结构，由低层次组分向高层次整体施加上向因果力，涌现出系统整体结构，然后在实际运行或仿真模拟中，观察系统整体行为和状态的变化情况，经过不断修正低层次组分之间的作用方式，最后直到系统的整体行为和状态达到还原前系统的整体行为和状态时，重构才算成功。在这个过程中，我们可以观察到系统的整个涌现过程。

这种自下而上的重构方式，要达到目标系统状态，通常要经过大量的实验探索、修正。由于缺乏对组分之间相互作用关系的了解，实验的计算方法变得十分复杂。重构的过程，便是一个试错的过程，许多可能都被尝试了，但是有些方向很快就被否定掉，而被保留的方面则提示着前进的方向。这种反复试验的方法并不是完全随机的、盲目的，直觉经验能够提示哪些方向是明显错误的，哪些路径成功的几率比较大。特别是在反复实验的过程中，大量不断的实验已经积累了许多已经试探过的路径的信息，这些信息能够指导进一步的设计。

2.自上而下的系统重构

自上而下的系统重构方法，是根据系统的宏观特征类型及量值，直接将还原前的系统状态设定为目标系统状态，然后让系统组分进行自组织，自发形成系统结构的重构方式。这种重构方式，操作起来相对比较简单，更容易达到系统重构的目的。它通过精确限定目标系统的宏观特征类型及其量值，从而确定目标系统状态。目标系统状态一经设定，低层次的组分就要对这个系统状态进行适应，组分开始自组织，并产生稳定的系统结构。这个稳定的系统结构与目标系统状态的对应关系是唯一的，是律则的必然。一些复杂的人造系统，就是通过定义系统的行为、功能以及状态等来设计的，使系统组分进行自组织，自行适应系统整体状态。

对于这种“黑箱”设计方法，我们清楚地知道组分进行了自组织，并形成了稳定的系统结构，但并不了解组分具体的自适应、自组织过程。对于这些组分是怎样经历和完成这种自组织，并形成稳定的系统结构，我们知之甚少。所以，这种方式只能观测到系统涌现的结果，而无法观察到系统涌现的过程。

3.始于中间状态的重构

自下而上的重构方式要达到目标系统状态通常要经过大量的修正实验，而自上而下的重构方式又无法观察到组分之间、组分行为与系统状态之间的因果机制。作为对前两种方法的改进，这里开辟了第三种重构方式，即发现一个稳定的中间层次，这个中间层次是由“集聚体”占据的。集聚体是由若干组分按照一定规则相互作用而形成的稳定结构，它由相同类型的组分构成，不同类型的组分构成了差异化的集聚体，通过特定的集聚体能够获得相应的组分结构。

集聚体使得低层次组分向上能够比较容易地达到中间状态，而且高层次系统也能够轻易由中间结构加以实现。一方面，集聚体在结构上处于中间状态，通过控制组分之间的耦合方式，能够自下而上地产生中间稳定形态，形成局部稳定模式。另一方面，通过调整集聚体之间的因果结构，能够涌现出目标系统。但是，由集聚体到系统的涌现，可能出现不同的稳定模式。在吸引子理论看来，“系统最终达到哪个吸引子是不确定的。一些微小的涨落都会导致系统走向某个吸引子而不走向另一个吸引子，但一旦达到某个吸引子，系统就将被限定在那个吸引子里而丧失一定的自由度”，范冬萍：《论突现性质的下向因果关系——回应Jaegwon Kim对下向因果关系的反驳》，《哲学研究》2005年第7期。从而形成稳定的模式。因此，为实现预期的系统模式，可以给系统注入一个“噪声”或随机扰动，使系统模式朝着目标方向跃迁。

从中间稳定状态的形成到目标系统的实现，中间状态可以为低层次组分解释和说明高层次系统的性质和行为提供模式支持。从组分到局部稳定形态，再从局部稳定形态扩展至系统全局模式，集聚体起到了桥梁、中介的作用，连接了组分层次与系统层次。进化过程表明，“简单元素进化成复杂形态所需要的时间，关键取决于潜在的中间稳定形态的数目与分布”，司马贺：《人工科学——复杂性面面观》，武夷山译，上海科技教育出版社，2004年，第176页。处于中间状态的集聚体大大减少了组分的数量和规模，缩减了系统进化的时间，它能够加速整个重构过程，提高成功的几率。多细胞作为中间结构状态，它的出现大大加速了生物进化进程。从单细胞到多细胞的进化是缓慢的，单细胞群体的聚集形成具有一定组织和结构的多细胞，经历了漫长时期。作为稳定的中间形态的多细胞一旦出现，便带来了有机体的组织、器官、系统的迅速形成，导致了生物体整体结构的出现。历史同样演绎了这一过程，封建王朝的大一统，无不建立在局部统一的基础上，经历了稳定的中间形态。秦的统一建立在六国统一的基础上，西晋的统一建立在三国统一的基础上，元的统一则是建立在宋、金、西夏统一的基础上。大一统不是在极度混乱中的重建，秦、西晋、元的统一分别经历了六国、魏蜀吴、宋金夏这样一个局部的中间稳定形态（结构），局部统一形态为大一统提供了条件，大大加速了统一的进程。

走出还原方法论的困境，关键就在于在分析后将组分以一定的规则进行耦合，实现对系统的重构。因此，在一定意义上看，还原分析之后的系统重构才是走出还原方法论困境的最终选择。

作者单位：上海大学社会科学学院

责任编辑：无 语

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