摘要：科学认识不对称性是人类认识活动中的一个突出现象。它呈现于认识的各个层面和全过程当中，是科学认识主体的某种结构一功能状态。对于认识过程中由并置、相反、对立的两个方面构成的二分性、两极性、不对称性、互补性等特性，不能作简单的“二元论”式的处理。必须结合数学、物理学、时间一空间表征、科学思维等方面的例子，运用辩证思维和辩证方法来加以论证与说明。分析表明，科学认识不对称性反映了客观世界的某些辩证性质，揭示出人类认识活动的某些环节、条件、范围与界限，展示了特定阶段人类科学认识所固有的“必要的张力”，以及通过互补而形成的科学发展的内在认识动力。
关键词：科学认识；二分性；不对称性；辩证思维
中图分类号：B815.3 文献标识码：A 文章编号：1003-854X（2013）11-0036-05
科学认识不对称性，指的是科学认识活动作为一个统一体，由并置、相反、对立的两个方面（条件、范围、要素、能力、效果等）所构成，具有二分性、两极性、不对称性、互补性等特性。作为一种结构一功能状态，科学认识不对称性既存在于科学认识活动的个体层面和共同体层面，也存在于科学认识发生、发展的过程中，是客观世界到处盛行的不对称性在科学认识领域中的具体表现。通常的科学历史研究虽然注意到这一现象，但是它们往往缺乏对这一现象的概念性说明；有关的认知研究虽然涉足认知的主体和心智方面，并用认知科学的成果加以阐述，但这些阐述至多止于认知分析的层面，尚未达到认识论和辩证理性思维的高度。进一步的研究并不是要给予这种现象以简单的“二元论”式的处理，而是从“不对称性”人手。在引证科学史和科学认识活动中大量不对称性案例的同时，将科学认识不对称性置于辩证法关于统一之物分为两个方面的首要性质以及认识发展的辩证过程之中。通过具体的分析给出一般性的论证与说明。分析表明，科学认识不对称反映了客观世界的某些辩证性质，揭示了人类认识过程中所必经的某些环节、条件、范围与界限。展示了特定阶段人类科学认识所固有的“必要的张力”，以及通过互补而形成的科学发展的内在认识动力。
一、有关“科学认识不对称性”的论述
对于“对称”和“不对称”，人们有各种不同的理解。通常，人们将“对称”直白而浅显地理解为“双边（左右）对称”或“镜像对称”——物体的一半是其另一半的镜面反射；如果做不到这一点，就是不对称。在现代物理学中，不对称被理解为对称破缺（symmetry breaking）。虽然物理学用来描述自然界相互作用的理论都是以对称为基础的，但实验表明，几乎所有的守恒定律都受到破坏。这也许就印证了法国物理学家居里的那句名言：“非对称创造了世界。”或者说，不对称性是我们这个世界更为基本的方面，它就像差异、变化、斗争、不均衡性等是矛盾着的事物的更为基本的方面一样，是客观世界运动变化的“活水源头”。
在深入分析讨论科学认识不对称性之前，先引用若干关于科学认识（认知）不对称性的论述和观点是有必要的。兹列举如下（以年代为顺序）：
1 17世纪法国杰出的数学家、哲学家帕斯卡（1623-1662）在他的《思想录》一书中向我们揭示了科学家中存在的两种思想风格或精神气质，即几何学精神与直觉的精神。他认为这两种精神是相对立的。因为，具有直觉精神的人，有着敏锐的洞察力，能够感觉到事物的细致而繁多的方面；而具有几何精神的人往往从简洁的原则出发进行推论，能够有耐心深入到思辨与想象当中去。他形容说：“一种是精神的力量与正确性，另一种则是精神的广博。而其中一种却很有可能没有另一种；精神可以是强劲而又狭隘的，也可以是广博而脆弱的。”
2 德国伟大的科学家、哲学家莱布尼茨（1646-1716）曾说过一段为人广泛引用的话：“在思考的缜密和理性的思辨方面，显然我们（指欧洲——引者注）要略胜一筹，因为不论是逻辑学、形而上学还是对非物质事物的认识，即在那些有充分理由视之为属于我们自己的科学方面，我们通过知性从质料中抽象出来的思维形式，即数学方面，显然比他们（指中国——引者注）出色得多。同时，我们的确应当承认，中国人的天文学可以与我们相媲美。看来他们对于人的知性的伟大悟解力和进行证明的艺术至今还一窍不通，而只满足于那种靠实际经验而获得的数学，如同我们这里的工匠所精通的那种数学。”还说：“如果说我们在手工艺技能上与之相比不分上下，而在思辨科学方面要略胜一筹的话，那么在实践哲学方面，即在生活与人类实际方面的伦理以及治国学说方面，我们实在是相形见绌了。”
3 恩格斯曾经谈到思想史和科学史上的一个重要现象：“在希腊人那里——正因为他们还没有进步到对自然界的解剖、分析——自然界还被当作一个整体而从总的方面来观察。自然现象的总联系还没有在细节方面得到证明。这种联系对希腊人来说是直接的和直观的结果。这里就存在着希腊哲学的缺陷，由于这些缺陷，它在以后就必须屈服于另一种观点。但是在这里，也存在着它胜过它的以后的一切形而上学敌手的优点。如果说，对于希腊人而言，形而上学在细节上是正确的，那末，对于形而上学而言，希腊人在总的方面，就是正确的。”
4 19世纪法国著名物理学家、科学家皮埃尔·迪昂（1861-1916）在《物理理论的目的和结构》一书中提出了两种科学思维模式：宽阔的思维与深刻的思维。他认为，“那些能够在视觉想象中展现出大量物体运动时的清晰、确切而又细致图像的人，都用的是宽阔思维”。例如，英国物理学家创立一个关于抽象定律的可见的和感知的映象。如果没有这个模型的帮助，他们的思维就无法掌握这些定律。而法国人、德国人往往在抽象的理论中寻求某些现象的规律性的统一，并用纯逻辑的和数学的方法来加以表述。在迪昂看来，英国式的宽阔思维和机械模型的应用会妨碍他们抽象的和逻辑有序理论的探索。
5 美国著名科学史家、科学计量学的创始人普赖斯（1922-1983）通过对古希腊科学与巴比伦科学的比较，探讨了科学文明的特异性（peeuliarity）问题。他认为，古希腊科学与巴比伦科学是两种差异性极大的科学体系，“我们的文明独一无二地包含着高度的科学内容这个事实，主要归因于两种差别极大的科学技艺（scientific tech-niques）较高水平上的混合：一个是逻辑的几何的和图形的，另一个是数量和数字式的”。他并且用生物学上的“雌雄同体”来比喻两类科学通过互补而形成的极优品质。
6 作为20世纪最伟大的物理学家。爱因斯坦一向认为，知觉（或材料）与概念（或公理）之间的界线“是形而上学的‘原罪’（original sin）”。在《自述》中，爱因斯坦指出。感觉印象或形象本身并不是“思维”；只有当某一形象反复出现并起支配作用时，概念性的活动才由此产生。但是，概念决不是一定要同通过感觉可以知觉的和可以再现的符号（词）联系起来的。“在思维中，一边是基本概念和定律，另一边则是必须与我们的经验相关的结论，这两者之间的距离越拉越大，逻辑结构越简单，用以支持逻辑结构而在逻辑上独立的概念成分也就越少”。
7 著名心理学家、发生认识论的提出者皮亚杰在《儿童心理学》一书中指出：“我们如果把空间运算与儿童的关系加以全面考虑的话，我们将看到空间运算具有相当普遍的和理论上的价值。从历史的发展来看，科学几何学先从欧几里得度量几何学，继而产生投影几何学，最后发展成拓扑学。但是从理论上看，拓扑学乃是投影空间和普通度量学赖以形成的共同基础，而欧几里得度量几何学便是从投影空间和普通度量学发展而成。值得注意的是，儿童由前运算的直觉通过空间运算的发展道路，比起历史上的系统发展更接近于理论上的顺序。”也就是说，儿童空间概念的发展是与几何学的发展成反向或互逆关系的。
8 科学哲学家M·W·瓦托夫斯基注意到，“如果一种理论对发现和发明的解释是成功的，那么，它就能把科学上创造性的思维还原为可演算的程序，或者还原为一种解释性的演绎推论，这样，创造性这一概念也就随之消失。如果一种理论未能给出这种解释，那么，当然是一种失败的理论。这种两难推理在于：或者理论是成功的，于是发现的概念得以解释，亦即被还原地消除掉；或者理论是失败的，则发现仍然未得到解释”。
从上述例子可以看出，历史上的哲学家、科学家和历史学家注意到科学认识活动中的不对称性现象并有所陈述。我们可以从中作出如下概括：所谓科学认识不对性，是指科学认识主体（呈现于科学认识主体的不同层面）的一种结构一功能状态，它由并置、相反、对立的两个方面（条件、范围、要素、能力、效果等）构成；通常一个方面占据主导性，另一个方面为非主导性。这种不对称性同时具有二分性、排斥性、两极性、非均衡性、互补性等特性。是客观世界到处盛行的不对称性在科学认识领域中的具体表现。
二、科学认识中不对称性的表现及其作用
科学认识不对称性表现形式多种多样，且具有独特的作用。下面试列举数学、物理学、时间一空间表征、科学思维四个方面的例子加以说明。
1 几何与代数。数学史家普遍认为，数学发展的早期阶段涉及比较单纯的“形”与“数”两个方面，这两个方面分别形成了以形为中心的几何学和以数（量）为中心的算术和代数学这样两大学科。十分有意味的是，这样两大学科在东、西方数学史上是极为不均衡的：东方人长于算术（算法）、代数而拙于几何；西方人优于几何而疏于算术和代数。这两种数学传统，一种是希腊人所确立的依靠逻辑演绎的几何知识，另一种是源于埃及人和巴比伦人，后又为印度人和阿拉伯人进一步推广的算术与代数。正如我国著名数学家吴文俊先生指出的，世界数学有两条发展路线，一条是从希腊欧几里得系统下来的，另一条是发源于中国，影响到印度，然后影响到世界的数学。前者是公理化的体系，是证明的数学；后者是机械化的体系。是计算的数学。从历史上看，这种不对称性不仅不是什么缺憾，反而促进了数学的向前发展。在古希腊方面，善于抽象思维的一个好处在于能够把实际的经验事物与思维的抽象物分离开来，以便使思维的构造性作用得以充分发挥，这也就是古希腊人利用埃及的测量技术而创立几何学的原因。同时，沿着纯粹思辨的方向前行，能够最大限度地构造几何空间关系，并有效回避算术和代数所遇到的连续性、形态变化以及不可公度和无理数等难题。同样地，逻辑思维、几何证明的不发达使东方人在处理各种数量关系时不去或很少考虑概念的定义和逻辑结构的合理性等问题，这十分有助于将几何问题转化为算法和代数问题（包括使用无理数等）而获得“解”。
2 “波粒”二象性。所谓波粒二象性，是指在不同条件下，微观粒子分别表现出的波动状态和粒子状态两种性质。人们发现在微观领域，微观粒子或亚原子粒子的这两种状态分别与人们所使用的观测仪器有关。在微观领域要想同时获得某些成对的物理量（如位置与动量、时间与能量），是不可能精确地做到的。例如，要对一个粒子的位置与动量分别进行测量，可获得精确的数值；但是要想把这种测量在同一个实验中同时进行时，则不可能得到精确的数值。因为“如果谁想要阐明‘一个物体的位置’，例如一个电子的位置这个短语的意义，那么他就得描述一个能够测量‘电子的位置’的实验，否则这个短语就根本没有意义”。这就是德国著名物理学家海森伯提出的著名的“测不准原理”。对于这种测不准现象，人们发现其情形都可归结为微观世界中粒子的波粒二象基本属性。换言之，测不准关系正是波粒二象性的必然结果，是一种数学形式体系。用丹麦著名物理学家玻尔的话来说。波粒二象性“那才是整个事情的核心”。在他看来，测不准性并不标志着粒子物理学的语言或者波动物理学的语言已经不适用，而只是标志不能同时使用两种表示方式，因为，“这种关系式指示着在量子力学中确定一些运动学变量和动力学变量时的反比式的活动范围，而这些变量则是在经典力学中定义体系状态所必须用到的”。对于互补性为什么只限于两种属性，而不是三种或多种属性，物理学家冯，威托克的解释是，波粒二象性构成了一个完备的析取（disjunction），物理实在要么呈现点状集中，要么散布在空间中；前者用粒子模型来描述，后者则用场或波的模型来描述。
3 时间本位与空间本位。时间和空间是物质存在的两种基本形式，也是人类认识的两种基本方式。康德曾明确将时间与空间作为人类两类基本的感性直观形式。在他看来，空间作为一切外部直观的基础所构成的先天表象不是由外部经验抽象得来的，它具有主体外感官的一切形式；而时间则是直观我们自己和我们内部状态的形式，因而是内感官的形式。所以，“时间不能在外部被直观到，就像空间不能被直观为我们内部的某物一样”。同样地。东西方科学认识分别具有时间和空间倾向。海森伯指出，空间观念有助于希腊人将系统思想吸引到物理现象的“实体”方面，在一切现象的变化中寻求那种“不变的东西”。例如，原子论中的原子。李约瑟则认为，时间认知有助于中国人形成连续性和波动的观念。现代学者注意到，作为世界存在形式的时间和空间方面虽然在其本体上二者不可分割，但在人的主观认识方面，常常在同一条件下只能集中注意于其中一个方面。由此在历史上形成“时间本位”和“空间本位”的不同认知路径是很自然的。正所谓“不得两起”，“不得俱出”，“鱼和熊掌不可兼得”是也。
4 意象思维与概念思维。庄子曾通过一个恰切的比喻解释“得意而忘言”：“荃者所以在鱼，得鱼而忘荃：蹄者所以在兔，得兔而忘蹄；言者所以在意，得意而忘言。”（《庄子·外物》第26章）魏晋时哲学家王弼在《周易略例》中提出了著名的“得意忘象”说，指出了意象与概念两种成分的某种排斥性。这种相互排斥或不对称的现象在现代物理学（以电磁场理论、相对论和量子力学为代表）中也非常普遍。一方面，物理学家通过意象思维（包括直觉、心理图像构造）突破牛顿力学体系的概念框架，实现心理意象图式的转换。例如，爱因斯坦通过视觉意象和思想实验为人们对光量子（作为粒子的光）提供直觉的理解。另一方面，物理学家们又试图摆脱经典物理学图像和建立在日常经验基础上的直观的束缚，在更高层次上达到新的抽象。因为在亚原子粒子世界中，原有的心理图像和直觉已经失效。例如，海森伯通过他的矩阵力学证明，对新量子力学的表述必须放弃直观性。他主张一种不是通过知觉而是通过数学加以调节的意象方式，取代原有的意象方式。在这里，意象思维与抽象思维原有的不对称性在一定层次上相互交织、相互转换；如果看不到层次的转换，就有可能妨碍科学的认识与思维的创造。
三、认识不对称性的哲学分析
列宁指出：“辩证法内容的这一方面的正确性必须由科学史来检验。”同样地，科学认识不对称性也需要辩证法加以辩护。
1 科学认识不对称性两个方面的并置揭示出人类认识活动的某些过程（环节、片段）。
列宁指出：“人的认识不是直线（也就是说，不是沿着直线进行的），而是无限地近似于一串圆圈、近似于螺旋的曲线。这一曲线的任何一个片段、碎片、小段都能被变成（被片面地变成）独立的完整的直线……”这告诉我们，虽然我们可以在人类认识“总计”的意义上看出人的认识发展的辩证过程，但是具体到一个特定的历史时期、不同的认识主体、不同的实践方式时，认识活动常常是在认识对立的某个方面，近似于一串圆圈的某个小圆圈或大圆圈的片段上呈现出来。例如，一个时期人们可能最先认识到光的粒子性质，以后又强调光的波动性质而否定粒子性质，再以后又将两者的性质统一起来认识。
康德基于纯粹理性的批判性考察认识到人类认识能力的有限性。他发现，理性的二律背反现象，即理性在有关世界整体问题上总是提出两个相互冲突而得不到经验证实的命题，并为此争论不休。其原因在于，理性想“在感性世界里寻找无条件者”。可是感性指向的只是现象，而不是物自体；因此，在经验的基础上建立形而上学只能是理性迷误的一种表现。而要最大限度地扩展人类认识能力就必须判定各种先天知识的来源和限度，以确定形而上学是否可能。应当说，康德在理性面前设置的一道界线，正反映出人类认识能力在特定阶段上的局限性，是对人类认识阶段性状况的一种理论概括。
从科学认识的角度来看，将先天概念或范畴与感性经验分离开来并分别加以考察，有助于准确地说明它们各自的作用与范围。在这个意义上，与其说康德限制了理性的使用范围，不如说他为理性的实践使用留下了余地。这样，凡不是实有的事物或不可能成为现象或经验对象的事物，都是人类理性所不知的，不能进入人的知识范围。就科学知识来说，只有那些感觉经验的东西才能成为科学研究的对象；理性形式也只是对这些经验内容进行整理，而又不逾越于经验之外去讨论那些无法证实或证伪的“形而上学”问题。因此，相对于早期的或前科学观念的形成而言，在统一的认识体中划分出对立的两个方面正是科学认识发展到一定阶段的前提条件。正如法国科学哲学家加斯东·巴什拉指出的，前科学精神渴求一种廉价的统一性原则，否定认识上的二元性，因而常常从统一性原则中提出了一些“伪问题”。
从20世纪前半期逻辑经验主义者为康德二元论思想的辩护来看，同样有些值得总结的经验教训。一方面，逻辑经验主义者在某些方面加深了二元划分的鸿沟；另一方面，那些不赞成逻辑经验主义、企图消弭二分模式的做法，往往也并不成功。例如，人们认识到逻辑学家奎因对分析命题和综合命题的批判过于依赖于一个高度清晰的标准，而这种标准是找不到的；即使有这种标准，也只是意味着划界的困难，而并不意味着不存在界限。有鉴于此。哲学家普特南认为，奎因否定把分析真理的类别与要接受观察验证的真理区分开来的观点等于把婴儿与洗澡水一起倒掉了。而普特南本人的做法也不见得更为高明。研究表明，普特南宣称“事实与价值二分法的崩溃”的最终结果不过是构造了另一个二分模式。例如，他自觉不自觉地使用了内在论和外在论的区分；当他谈论“实在”的时候，他已经预设了“理论”的存在。而他作为示例的物理学与伦理学之间的价值“权重”是不一样的。这从另一个侧面证明，试图一劳永逸地取消认识的二元特征并不符合认识的辩证法。
2 科学认识不对称性两个方面的排斥为特定时期人类认识的深化保持“必要的张力”。
在一定的历史阶段和认识条件下，认识统一体两个方面的对立是以相互排斥的方式表征的。即为了获得某一方的认识往往要以抑制或限制对立的一方为条件和前提，而被限制的一方为获得自身的发展。又要与之相抗衡或竞争。这样，在抑制与抗衡过程中，对立的两个方面各自达到自身极致的状态，形成一种所谓“片面的深刻”。正如黑格尔所指出的，相对于表象，“思维的理性则可以说是使差异物变钝了的区别锋利起来，使表象的简单多样性尖锐化，达到本质的区别，达到对立。多样性的东西，只有相互被推到矛盾的尖端，才是活泼生动的，才会在矛盾中获得否定性，而否定性则是自己运动和生命力的内在脉搏”。例如，力学中的“两极性”范畴在近代科学中就起到了重要的作用。“在这样的方式之下。一种规定性，例如力，它所借以保持其独立性的那种抽象形式。即同一性形式，消逝了；而规定的形式、区别的形式，它同时又作为一个留在同一性中的不可分离者，出现了，并且成了流行的观念。”
与那种思辨性地谈论“普遍联系”、“相互转化”不同，马克思主义经典作家在辩证法的思索中首先注意到的是统一之物两个方面的确立。例如，恩格斯曾经多次谈到所谓世界的“两极性”问题。而这种两极性反映在认识史上，就是“两个哲学派别：具有固定范畴的形而上学派，具有流动范畴的辩证法派（亚里士多德、特别是黑格尔）：下列各点的证明：根据和推断、原因和效果、同一和差异、外观和本质这些固定的对立是站不住脚的，由分析证明了，一极已经作in nuce[在核内]的东西存在于另一极之中，一极在一定点上就转化为另一极，以及整个逻辑正是从前进着的各种对立中发展起来的”。这就是说，将哲学流派和范畴看作固定不变的是不对的，但认识（逻辑）的发展又正是在这样的两极对立中发展起来的：离开了两极就谈不上发展。
美国著名科学哲学家库恩在通过对科学历史的考察后指出，科学的进步实际上处于变革与传统、“发散式思维”与“收敛式思维”统一体之中，只是双方保持着拮抗的状态，形成某种“必要的张力”或“二象性”。以物理学为例，当代物理学正是在两种理论范式、两类研究手段相互间的互斥尤为尖锐、张力更为明显的状况下发展起来的。例如，如果波动概念对于说明光的传播是必须的，那么就不可能存在什么将波动概念简单地换成一种粒子描述的问题，这必然使人们面临着一种奇特的两难推论：同样地，动力学守恒定律在量子物理学中的任何无歧义的应用，都意味着对现象的描述必然涉及对于细致的时空标示的一种原则上的放弃，而实验条件的这种互斥性就意味着，在现象的一种明确定义的描述中，必须把全部的实验装置考虑在内。也许正是这种状态才形成了科学认识发展的必要的张力，也才有了相对论、量子理论产生的内在动力和条件，更进一步地，也才有了后来玻尔的互补论。对此，玻尔说得很明确：“互补的一词的意义是：一些经典概念的任何确定应用，将排除另一些经典概念的同时应用，而这另一些经典概念在另一种条件下却是阐明现象所同样不可缺少的。”这就是说，不可能用任何方式把彼此互补的两个事物结合成无矛盾的统一体。这是从量子理论中得到的诠释。
3 科学认识不对称性两个方面的互补为科学认识的发展提供内在动力。
科学认识不对称性两个方面的并置、排斥并不表明它们双方的性质和状态是固定不变的。实际上它们相互之间是可以转化的。只是这种转化是以互补的方式来实现的。即其中的一方在吸纳对立一方中的否定性因素的同时，呈现出向对立一方过渡和转化的趋势和特征；就双方的状态而言，曾经占主导地位的一方在达到自身极限状态以后，通常会向非主导方转化，出现经由中介和中间状态而实现的主导性与非主导性的位移。
从一般的意义上说，人类科学认识不对称的两个方面的互补性转化集中表现在理性主义与经验主义的不断进行的交互作用过程中。正如巴什拉所说：“科学认识的历史就是经验主义和理性主义不断交替的历史。这种交替不仅仅是事实，它成为了心理活动的必然需要。因此，任何用唯实论或唯名论禁锢文化的哲学，都构成阻碍科学思想演变的最可怕的障碍。”在这里。巴什拉强调了认识的两个方面的“交替”过程。笔者的理解是，这种交替并不是消弭认识的两个方面，也不是在这两个方面之间简单地互换位置，而是在交互作用中实现递进、增长的过程。
必须指出，互补的这一结果并不是简单地消除差异、消弭统一之物的两个方面，使原本不对称性的双方共处于一种无差别的均衡或胶着状态之中；而是不对称性的双方依然存在，只是这种不对称性已经不再是原来的不对称性，或者说它们是在更高层次上重新确立的新的不对称性。这种情形犹如复杂动力系统中的两个不动点或奇异吸引子；不论双方各自从对方中吸纳多少否定因素，相互间依然保持着对立性或不对称性。
笔者主张把不对称性的转化与互补的更替同人类的认识能力的不断提高结合起来加以理解。因为认识的不对称性是主体的结构一功能状态。伴随着认识能力的完善和提高，曾经是界限分明而又不对称的两个方面经过相互转化而改变了原来的界限。在更高的层次上展现新的不对称性。例如，早期的欧几里得公理体系在一些基本概念的定义上是存在问题的。但这并不妨碍早期几何学和逻辑学的发展。直到19世纪以后，随着数理逻辑和形式化语言的发展，公理化的思想获得了新的生命力，最终在形式化的层面上达到新的高度，进入“形式公理学”新阶段。然而。形式化的问题并未最终解决，因为非形式化的问题又出现了。在这里，如果我们把“形式化”与“非形式化”（大致匹配于认识论的唯理论与经验论）看作一对矛盾范畴。那么经过哥德尔不完全定理表述的非形式化已经完全不同于公理化之前的非形式化：它是经过形式化与非形式化的不对称性转化以后的更高层次上的非形式化，是包含了形式化因素的非形式化。这种形式与非形式的不对称性格局及其相互间的转化，展示了人类认识能力的不断提高，显示着认识内在动力的绵延不绝。
（责任编辑 胡静）