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抽象(科学学概念)

从具体事物抽出、概括出它们共同的方面、本质属性与关系等,而将个别的、非本质的方面、属性与关系舍弃,这种思维过程,称为抽象。 [1]

抽象是通过分析与综合的途径,运用概念在人脑中再现对象的质和本质的方法,分为质的抽象和本质的抽象。分析形成质的抽象,综合形成本质的抽象(也叫具体的抽象)。作为科学体系出发点和人对事物完整的认识,只能是本质的抽象(具体的抽象)。质的抽象只能是本质的抽象中的一个环节,不能作为完整的认识,更不能作为科学体系的出发点。 [2-5]

“抽象”这个词拉丁文为abstractio,它的原意是排除、抽出。在自然语言中,很多人把凡是不能被人们的感官所直接把握的东西,也就是通常所说的“看不见,摸不着”的东西,叫做“抽象”;有的则把“抽象”作为孤立、片面、思想内容贫乏空洞的同义词。这些是“抽象”的引伸和转义。

在科学研究中,我们把科学抽象理解为单纯提取某一特性加以认识的思维活动,科学抽象的直接起点是经验事实,抽象的过程大体是这样的:从解答问题出发,通过对各种经验事实的比较,分析,排除那些无关紧要的因素,提取研究对象的重要特性 (普遍规律与因果关系)加以认识,从而为解答问题提供某种科学定律或一般原理。

在科学研究中,科学抽象的具体程序是千差万别的,决没有千篇一律的模式,但是一切科学抽象过程都具有以下的环节。我们把它概括为:分离提纯简略。

抽象作为一种科学方法,在古代、近代和现代被人们广泛应用。诚然,严格意义的经验科学在古代尚未形成,那时人们关于自然界的知识包溶在浑然一体的自然哲学之中,并且带有朴素、直观的特点,但是,这决不意味着当时的自然哲学家们是不应用抽象方法的。例如,古希腊米利都的留基伯和阿不地拉的德谟克利特,他们相信宇宙间万物都是原子组成的,而原子是不可分的物质。宇宙间有无数的原子,并在一个无限的虚空中永远运动着。它们既不能创造出来,又不能毁灭掉。应当肯定,留基伯和德谟克利特关于原子的认识,在二千多年前,确是了不起的抽象成果。

随着科学的发展,抽象方法的应用也越来越深入,科学抽象的层次则越来越高。如果说与直观、常识相一致的抽象为初级的科学抽象,那么与直观、常识相背离的抽象可以称之为高层次的科学抽象。日本物理学家汤川秀树根据对物理学史的考察,指出了物理学的抽象化发展这一规律性。

“如果我们考察物理学史,我们都知道在近三、四百年内曾发生过两次大革命。第一次革命当然是由伽利略发起的和由牛顿完成的十七世纪革命。第二次革命则在将近十九世纪末发端于这样一些伟大的事件X射线、放射性和电子的发现。这第二次革命有两次高潮:一次是在二十世纪初导致了普朗克和波尔的量子理论以及爱因斯坦的相对论,第二次是发生在本世纪二十年代量子力学建立之时。……”;结果就是导致了物理学的理论概念背离直觉(直观)和常识。换言之,在从二十世纪初开始的物理学发展过程中,一种抽象化的倾向已经变得引人注目了。当抽象的数学概念是逻辑一致的,而且它们的结论符合于实验时,即使它们与我们的直观世界图象相矛盾,物理学家们也不得不接受它们。”(汤川秀树《科学思维中的直觉和抽象》,译文载《哲学译丛》1982年第2期第1718页)

在科学发现过程中,抽象方法起着什么样的作用,对于这个问题,历史上存在过两种对立的意见,一种意见认为科学发现靠的就是抽象法,科学发现的过程就是从经验事实中抽出最初的基本概念,然后一层一层地往上抽象,构成金字塔形的科学体系。这是古典归纳主义者的观点。如弗兰西斯培根就持这种观点。他说:“寻求和发现真理的道路只有两条,也只能有两条。……感觉与特殊事物把公理引伸出来,然后不断地逐渐上升,最后达到最普遍的公理。这是真正的道路”。(《十六十八世纪西欧各国哲学》,商务印书馆,1962年版;第10页)

与此相反,另一种意见认为抽象法并非科学发现的方法。如爱因斯坦就持这种观点。他在论述科学体系的层次问题时指出,“抽象法或者归纳法理论的信徒也许会把我们的各个层次叫做‘抽象的程度’,但是我不认为这是合理的,因为它掩盖了概念对于感觉经验的逻辑独立性”。(《爱因斯坦文集》,第1卷,商务印书馆,1977年版,第34页)在爱因斯坦看来,与经验层次最接近的理论命题不是从经验层次抽象得来,而是从更高层次的理论命题中推导出来的;最高层次的理论命题则是思维自由创造的产物。

科学活动的事实告诉我们,科学发现的过程是多种方法综合运用的过程。因此不能把抽象法的作用和其他方法的作用,包括直觉的作用在内,互相对立起来。抽象法离开其他各种方法,是不可能孤立地作出科学发现的。

古典归纳主义者认为依靠抽象法就能从经验事实中找出事物的规律性,形成科学理论,这种观点是不符合科学发现过程的实际情况的。那么,是不是说抽象法在科学发现过程中是毫无用处的呢?完全抹煞抽象法的作用,也是不妥当的。

抽象法在科学发现中是一种不可少的方法。人们之所以需要应用抽象法,其客观的依据就在于自然界现象的复杂性和事物规律的隐蔽性。假如说自然界的现象十分单纯,事物的规律是一目了然的,那倒是不必要应用抽象法,不仅抽象法成为不必要,就是整个科学也是多余的了。但是,实际情祝并非如此。科学的任务就在于透过错综复杂的现象,排除假象的迷雾,揭开大自然的奥秘,科学地解释各种事实。为此就需要撇开和排除那些偶然的因素,把普遍的联系抽取出来。这就是抽象的过程。不管是什么样的规律,什么样的因果联系,人们要发现它们,总是需要应用抽象法的。抽象法也同其他的各种科学思维的方法一样,对于科 学发现来说,起着一种助发现的作用。

在科学研究中,抽象的具体形式是多种多样的。如果以抽象的内容是事物所表现的特征还是普遍性的定律作为标准加以区分,那么,抽象大致可分为表征性抽象和原理性抽象两大类。

所谓表征性抽象是以可观察的事物现象为直接起点的一种初始抽象,它是对物体所表现出来的特征的抽象。例如,物体的“形状”、“重量”、“颜色”、“温度”、“波长”等等,这些关于物体的物理性质的抽象,所概括的就是物体的一些表面特征。这种抽象就属于表征性的抽象。

所谓原理性抽象,是在表征性抽象基础上形成的一种深层抽象,它所把握的是事物的因果性和规律性的联系。这种抽象的成果就是定律、原理。例如,杠杆原理、落体定律、牛顿的运动定律和万有引力定律,光的反射和折射定律、化学元素周期律、生物体遗传因子的分离定律、能的转化和守恒定律、爱因斯坦的相对性运动原理等等,都属于这种原理性抽象。

上面我们一般地考察了科学抽象的类型问题,那么,怎样才能合理地、有效地进行科学抽象呢?科学抽象应当注意以下的原则:

必须是普遍性的东西

个别的、表面的东西是偶然的东西,要进行抽象,当然不能完全脱离这些个别的、表面的、偶然的东西,但是抽象的目的并不是去抽取那些个别的、偶然的东西,抽象的目的是在于从个别的经验事实中抽出普遍性的东西,只有这样才有意义,才能进一步去认识事物的规律性。当然,普遍性不一定是规律性,但是不普遍的东西不可能是规律性的东西。所以,什么东西需要抽象,什么东西不需要抽象,从定性的观点来看,应当抽象出普遍性的东西。比如从对空气的观察和实验的一系列事实中,抽象地认识存在于体积、温度以及压力之间的普遍关系,并进行定量的描述,这样也就发现了气体定律。

高层抽象的要求

自然界事物及其规律是多层次的系统,与此相应,科学抽象也是一个多层次的系统。在科学抽象的不同层次中,有低层的抽象,也有高层的抽象。在科学发现中,相对于解释性的理论原理来说,描述性的经验定律可以说是低层抽象,而解释性的理论原理就可以说是高层抽象。

必须指出,我们把科学抽象区分为低层抽象和高层抽象,是相对而言的。理论抽象本身也是多层次的。比如说,牛顿的运动定律和万有引力定律相对于开普勒的行星运动三大定律来说,是高层抽象,因为我们通过牛顿三大运动定律和万有引力定律的结合,就能从理论上推导出开普勒由观测总结得到的行星运动三大定律。

如果高层抽象不能演绎出低层抽象,那就表明这种抽象并未真正发现了更普遍的定律和原理。一切普遍性较高的定律和原理,都能演绎出普遍性较低的定律和原理。一切低层的定律和原理都是高层的定律和原理的特例。如果一个研究者从事更高层的抽象,其结果无法演绎出低层抽象,那就意味着他所作的高层抽象是无效的,不合理的,应予纠正。

思维抽象

抽象思维法是指在感性认识基础上运用概念、判断、推理等方式透过现象,抽取研究对象本质的理性思维法。具体地说,科学抽象就是人们在实践的基础上,对于丰富的感性材料通过“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的加工制作,形成概念、判断、推理等思维形式,以反映事物的本质和规律。

科学抽象是由三个阶段和两次飞跃构成的辩证思维过程。第一个阶段是感性的具体,即通过感官把事物的信息在大脑中形成表象。第二阶段是从感性到抽象的规定,也是第一次飞跃。这个阶段是将事物的表象进行分解、加工、分析和研究,最终形成反映事物不同侧面的各种本质属性。第三阶段是从抽象的规定上升到思维的具体,这是科学抽象的第二次飞跃。它是将事物的各种抽象规定在思维中加以综合、完整地重现出来,形成对事物内在本质的综合性的认识。

抽象解读

抽象就是将人们对世界万物的感觉,用特定的图像符号表达出来。因此要理解抽象的东西,就必需从内心感受它们。举例来说,“红色“这个词语本身,在你没有建立世间存在”色彩“这种概念以前,就是一个很抽象的东西,当我们第一次接触”红色“这个词语时,并不清楚,”红色“所表达是物体的”形状“,”大小“,”质地“,还是”颜色“,这是通过我们在生活中不断的从周围的环境中慢慢感知出来的。

简单来说,抽象就是将内心的感受使用一种特定的符号表示出来的”过程“。知道了什么是抽象后,那么”抽象画“就很好理解了,抽象画就是画家将自己的内心感觉通过特定的颜色和形状表现出来。这些”颜色“和”形状“,并不代表任何的某体事物,只是因为我们看到了这些”颜色“和”形状“,就是自然的激发内心的一种”美好的“或”忧伤的“以及某他的各种情绪感觉。


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