生态学还原论分类及内涵研究

一、生态学认识论层面的还原论

认识论还原和本体论还原不同，本体论还原重点关注还原的对象是什么的问题，但认识论还原论关注如何实现还原的问题。一般科学哲学中，认识论还原论包含术语还原和理论还原两大研究主题。从还原论的发展来看，对术语还原和理论还原两大主题的研究一直呈交织状态。逻辑经验主义后期，物理主义所主张的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的“微向还原”虽然主要是指学科的还原，但其中较大篇幅提到了术语间的沟通。1961年内格尔的“桥接原理”主要是指理论的还原，尽管其只是指涉了术语之间的连接，但这种连接和术语还原也并非没有关联。内格尔关于这种连接是如何实现的，给出了三种可能：

1.两者之间存在逻辑关联，对于这一逻辑关联内格尔表述为“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，但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，即两者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。其中，通过“可能的同义性或某种单向衍推分析”是对术语间逻辑关联的要求，通过这种逻辑关联起来的术语可以视为是实现了术语间的还原。由此可见，该阶段学科或理论还原的研究中术语的研究占了较大比重。这种不同理论或学科的术语之间的连接成为术语还原的前提。1966年，亨普尔对术语还原进行了单独的研究。他认为术语间的还原是通过“描述性定义”实现的，即不要求定义项与被定义项一定具有相同的内涵，而只要求两者具有相同的外延或应用范围。例如，用“无毛的两足动物”来定义“人”，两者指称相同，含义可以不同。另外，他认为这种两个术语间的协调定义是通过科学发现而实现的。这种通过协调定义而实现的术语还原也存在一些问题。首先，这种协调定义的前提是理论术语具有一定的指称，或者说具有一定的实在论地位，否则便无法实现指称一致的还原。但是目前对理论术语的实在性尚存在颇多争议，简单通过协调定义的方式实现术语的还原也存在进一步探讨的可能。进一步地，如果理论术语具有一定的实在性，那么术语还原的问题便转换为术语的指称间的关联。实际上，指称间的关联并非简单通过科学发现而实现的。生态学术语还原包括实体、过程及属性术语的还原。生态学领域，术语还原也存在一些争论。例如，勒莱（Loehle）认为“多样性”和“演替”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。谢瑞德-弗瑞切特（K.S.Shrader-Frechette）对此提出了质疑，她认为一方面演替和多样性的内部机制并不清楚，在这种情况下这两个术语不能作为成熟的术语进行还原，另一方面她认为术语还原无法克服高层次和低层次背后不同的分类系统所导致的还原鸿沟。前一点是质疑术语还原的非形式条件，后一点是质疑术语还原的形式条件。但是，谢瑞德-弗瑞切特的质疑也将导致两个问题：如果这两个术语的内部机制已经研究得足够透彻，可能其本身就表明了一种还原的实现，但至少不能通过术语有无被还原的事实来证明其可还原性。另外，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，这显然是在层次论的框架下进行的论证，但是许多的生态学术语例如演替等呈现出的是时间而非空间的制约性，其还原已经不能简单地在层次论的框架下展开，即她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。理论还原主题方面，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。内格尔对理论还原做了较深入的分析，他重点关注学科间的异质还原，内格尔提出需要具备“形式条件”和“非形式条件”两类条件，这被称为是理论还原的“桥接原理”。“可连接条件”保障了术语的关联，结合“可导出条件”便实现了由次级学科理论到初级学科理论的还原。进一步地，“可连接条件”中两个理论词项间如何实现连接是理论还原的首要问题，这也涉及术语还原的问题。对于“可连接条件”，内格尔解释为“同义的或某种单向衍推分析”、“协调定义”、“经验事实”等可能的连接途径。如果通过“同义性”获得理论词项或术语间的沟通，那么可能会面临这样一些问题：一方面，不同理论术语指称可能一致，但其意义却不可能完全相同。另一方面，学科的发展将导致术语的含义发生变化，从而导致理论间无法通约。如果通过协调定义的方式实现理论词项间的沟通，这种协调定义和术语的连接显然是一种同语反复，而如果通过“经验事实”来说明理论词项间的沟通，却又无法保证这种经验事实的可靠性。对于“可导出条件”，如果将内格尔的理论还原模型可以简化为T1∧L辅→T2，就可能出现多重悖论：

1.如果T1、L辅为真，那么T2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T1、L辅为假，那么T2为假，即还原是没有意义的，而且这种还原可能与经验事实不符；

3.如果T2为假，那么T1或L辅为假，这也可能与科学研究的经验事实不符。面对理论还原受到的种种质疑，还原论者纷纷对其进行了修正。沙夫纳（Schaffner）认为存在与理论T2强类似的理论T2′，理论还原模型也因此转换为T1∧L辅→T2′。尼克（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T1′和T2′之间。对理论还原模型的修正不仅未能就“可连接条件”和“可导出条件”给出合理的解释，反而引起了更多的疑问。一方面各修正模型均忽略了理论术语间的“可连接条件”，另一方面修正后的模型仍然是以理论的逻辑导出关系为前提，原来“可导出条件”所引起的逻辑质疑仍然存在，另外理论间的强类似关系也似乎很难去界定。可以说，内格尔理论还原所引起的种种质疑丝毫没有通过修正得以避免。维姆赛特（Wimsatt）认为这种强类似关系实际上是理论各不同发展阶段的关系体现，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，是一种解释还原。舒纳尔认为群落生态学的理论可以还原为与种群或个体相关的理论，通过这种理论间的还原最终发挥理论对理论的解释功能，这一点和维姆赛特的观点是一致的。但是，舒纳尔主张通过机制论的方法实现群落生态学理论的还原，该方法主要将群落或种群生态学理论中的变量翻译为相关的个体理论的变量。由于这一还原方法强调理论变量之间的逻辑导出关系，实质上和沙夫纳一样维护了内格尔理论还原模型的内核。罗杰主张通过“协调定义”的方式实现理论间的还原，例如为了将Lotka-Volterra理论模型还原为生态位理论，可以将Lotka-Volterra模型中的关键变量环境容纳量进行重新定义，即通过资源供应量和个体的多度或增长速率对资源影响的比值来定义环境容纳量，然后对此进行微向聚合并最终还原为现代生态位理论。这一理论间的还原和内格尔的桥接原理一样，实际上是通过“协调定义”的方式获得不同理论术语间的“可连接性”，进一步通过微向聚合的步骤实现理论间的沟通。由此可见，生态学哲学视域下术语还原和理论还原仍面临许多的问题。目前，生态学哲学中的还原论思想正呈现一种逐渐弱化的趋势。认识论层面，这种弱化正体现为不再要求术语间、理论间的“可连接性”、“可导出性”，而只强调通过还原实现理论的解释功能，这无疑是对“科学的统一”目标的彻底放弃。

二、生态学方法论层面的还原论

方法论层面的还原论涉及两个方面的问题，其一是作为研究策略的方法论，其二是作为研究方法的方法论。例如，植物群落的初级生产力与它们所吸收的辐射成正比，因此可以通过对植物辐射能分数的测定来计算群落的生物量，这反映了一种还原论的研究策略。另外，研究中对光合作用进行测定所采用的研究方法往往体现了一定的还原论思想。这两种方法论既有不同也存在一定关联。一方面，作为研究策略的方法论更倾向于从微观世界中找寻原因，提出假说，并以此展开研究，这就涉及研究方法的选择。另一方面，研究方法是研究策略的具体体现。生态学方法论层面的还原论研究不仅要关注作为研究策略的方法论，也应关注作为研究方法的方法论。作为研究策略的方法论而言，主要体现为“分析”或者“综合”两种策略。自上而下进行“分析”的研究策略蕴含了一定的还原论思想，自下而上的“综合”研究策略则体现了一定的整体论思想。生态学研究中渐进式分析的研究策略体现了方法论层面的还原论思想。这种分析的研究策略重视对现象进行逐步分解，从而发现其中的内在机制，进而对系统行为进行解释。但是，这种下向的研究策略和认识论层面下向的认识策略是不同的。认识论层面，还原论主要体现为下向溯因的认识策略，而方法论层面主要体现为下向分析的研究策略。认识论层面认识策略的选择对方法论层面的研究策略提供指导，方法论层面的研究策略是认识策略的具体体现。从研究方法的角度看，例如生态学实验也经常采取设置对照等方法来进行比对研究。例如，潘尼（Paine）在岩底潮间带群落中去除海星的实验，该实验证明了顶级食肉动物成为取决群落结构的关键种。这些实验方法均体现出一定的还原论思想。生态学方法论层面的还原论可以结合生态学相关研究进一步分析。以克莱门茨（Clements）为代表的机体论学派认为群落类似于一个客观存在的有机体，群落的演替过程类似于个体生物的发育过程。机体论学派还认为群落具有明显的边界，群落的分布通常呈间断分布的状态。格里森对机体论观点提出了质疑。他认为群落并非独立存在的实体，而是研究者为了研究方便而人为确定的一组物种的集合。这种集合并没有明显的边界，且呈连续分布的状态。个体论的这种观点是还原论思想在生态学本体论层面的体现。方法论层面，个体论学派也同样采取了一种还原论的立场。首先，个体论学派持有两个基本观点：1.构成群落的种群是独立的；2.群落没有明显边界，且处于一种连续分布的状态。这两种观点得到了惠特克（R.H.Whittaker）等生态学家的研究支持。惠特克的研究证明了群落并非一个具有明显边界的实体，该研究主要采取了一种梯度分析的方法。梯度分析方法是将一定区域内物种的组成情况和环境梯度联系起来的一种研究方法。具体而言，以植物物种的相对密度作为物种组成情况的主要指标，同时测定各个地点的海拔和干湿度作为表征环境梯度的两个指标。根据两方面的指标最终寻找环境要素的变化与群落的物种组成变化之间的关系。研究结果表明物种组成和环境要素的变化之间具有密切关联，这说明每个物种都具有各自独特的生存方式，没有任何两个物种的分布是相同的。每个物种或种群都是独立的，根据物种属性的不同各自与周围环境发生相互作用。群落往往是根据环境梯度连续地依次排列，从而无法分辨出明确的边界。可以看出，环境梯度分析的研究方法侧重从物种层面进行群落属性的研究，这是一种下向分析的研究策略，也是还原论思想在实际研究中的体现。由于个体论学派认为群落仅仅是物种或种群的一组集合，构成群落的各个物种具有一定的独立性。这也将促使生态学家更为关注物种或种群的属性及特征，希望从物种的角度对群落构成进行解释。这一方面会促使相关理论的发展，另一方面也将促使研究者对一些适用于物种水平，观测尺度相对较小的研究方法的运用。

三、余论

自奎因在对逻辑经验主义的两个教条的批判中首次提出“还原论”一词以来，还原论便成为许多学科领域质疑的对象。这一方面是由于物理主义希望通过逻辑构建来实现“科学的统一”，却忽略了各学科领域特质的不同及学科发展的变化。这导致了作为其工具的还原论无法有效实现学科间的逻辑沟通，进而陷入“为了还原而还原”的哲学泥沼。另一方面，各个学科领域对还原论的辩护或质疑中，包含了对还原论的多种解读，争论也因此更加含糊不清。因此，对该主题的有效讨论一方面需要对其工具角色进行反思：还原为了什么？或者为了什么而还原？另一方面需要对还原论做出清晰的界定。生态学作为一门研究生物和环境相互作用的学科，研究尺度较大，研究对象复杂多样。对这样一门学科中还原论思想的研究，无疑将对科学统一目标这一哲学论题的合理性进行验证。对生态学还原论思想及其内涵的分析，首先从本体论、认识论和方法论三个层面进行初步界定。其次，目前本体论、认识论和方法论三个层面均呈现出了不同强度的还原。例如，本体论层面种群可以被视为是同种生物个体的集合，也可以被视为由单体生物和构件生物构成的集合，其中单体生物和构件生物是以相同的基因构成为依据；认识论层面，成土作用的研究表明该研究不仅运用到物理学、化学、地理学、生态学等多种理论，而且对这些理论的运用并不要求逻辑的可导出性和可连通性；方法论层面，捕捞业中对年捕捞量的估算经常通过年龄结构或体型大小来进行，而通过鱼类生活史等方法可以使相关推测更接近实际情况。因此，有必要对生态学还原论在本体论、认识论和方法论框架之下做出强还原和弱还原的进一步区分。实际的生态学研究中，还原论思想往往体现在多个层面，从而呈现出一种综合还原的态势。对这种综合还原思想的研究可以更真实反映还原论思想对生态学研究的影响。

作者：王翠平 单位：中国科学院大学