類比方法
要提高類比推理強度,前提就是确定類比關系的性質和特征。所有的類比都隻涉及兩類關系:第一類稱為水平關系,水平關系主要是指類比物之間的同一性和差異性或相似性;第二類稱為垂直關系,垂直關系則是指各類比物内部各屬性之間的關系通常是因果關系。在以上關系的基礎上,可将類比方法分為以下類型。
一、屬性類比
屬性類比是水平關系上的。屬性類比亦稱性質類比、質料類比,是根據兩個或兩類對象在某些性質上的相同或相似,又知其中一個或一類對象還具有另外一種性質,從而推知另一個或一類對象也具有這另外一種性質的類比推理。即通過考察被研究對象和類比物之間的相似性,從而在正類比關系的基礎上,得出類比物具有的某一屬性,被研究對象也有。
屬性類比的推理形式如下:
A對象具有性質a、b、c、d;
B對象具有性質a、b、c;
所以,B對象也具有性質d。
屬性類比又可分為正類比、負類比和中性類比。
1.正類比推理
正類比也稱肯定類比,是根據兩個或兩類事物若幹屬性的相同,又知其中某個或某類事物還有其他某種屬性,從而推知另一個或一類事物也具有某種屬性的類比推理。
正類比的推理形式如下:
對象A具有屬性a、b、c、d;
對象B具有屬性a、b、c;
所以,對象B具有屬性d。
例如:據科學史上的記載,光波概念的提出者,荷蘭物理學家、數學家赫爾斯坦·惠更斯曾将光和聲這兩類現象進行比較,發現它們具有一系列相同的性質,如直線傳播、有反射和幹擾等。又已知聲是由一種周期運動所引起的、呈波動的狀态,由此,惠更斯作出推理,光也可能呈波動的狀态(見表1-1)。
表1-1 光和聲相同的性質

2.負類比推理
負類比亦稱反類比、否定類比,是根據兩個或兩類事物若幹屬性都不相同,又知其中某個或某類事物還具有某種屬性,從而推知另一個或一類事物也沒有某種屬性的類比推理。即通過考察被研究對象和類比物之間的差異性,得出類比物有的某一屬性,被研究對象則不具有。
負類比推理形式如下:
對象A具有屬性a、b、c、d;
對象B不具有屬性a、b、c;
所以,對象B不具有屬性d。
例如:牛頓提出光的微粒說,采用的就是負類比。牛頓時代,人們對光和聲知識所作的比較,基本上是差異性的(見表1-2)。
表1-2 光和聲的差異

根據以上負類比關系,推出結論:光不是波,而是粒子。
3.中性類比推理
中性類比推理則是通過考察被研究對象和類比物之間的差異性和相似性,得出類比物有或沒有的屬性,被研究對象也有或沒有。
就以上以光與聲作類比的例子,我們既要考慮正類比又要考慮負類比的情形,這就需要在二者之間平衡考慮:如果正類比的推理強度高于負類比推理的,那麼就支持波動說;如果負類比的推理強度高于正類比的,則支持微粒說。如果二者難分強弱,我們則綜合考慮二者的觀點,即光既是波又是粒子,這就是中性類比的過程。
二、結構類比
結構類比主要是指垂直關系上的。結構類比亦稱關系類比、形式類比,它是根據兩個或兩類對象之間存在某些因果關系或者規律性的相同或相似而進行的類比推理。
關系類比可用公式表示如下:
A系統具有關系R1、R2、R3、R4;
B系統具有關系R1、R2、R3;
所以B系統具有關系R4。
例如,人們根據光與聲在許多性質上的相似,推出光和聲一樣具有波動性,這屬于屬性類比推理。但人們通過将光與聲在反射定律、折射定律以及強度随距離成平方反比等等方面類比,發現了它們的相似性,從而使光的定律借助于聲的定律得到解釋,這就是關系類比。
根據結構或關系的種類不同,又可将結構類比分為因果類比、并存類比、協變類比和對稱類比。
1.因果類比
以垂直關系為因果關系作基礎而作出的結構類比,稱為因果類比。
推理形式如下:
對象A:a、b、c與d有因果關系
對象B:a'、b'、c';
所以,對象B也有d'
(a、b、c、d表示對象A的屬性,a'、b'、c’表示對象B中與對象A相似的屬性)
當然,因果類比不是必然性的推理,因為某類對象内部屬性間的因果關系,并不一定适用于另一類對象。
2.并存類比
以垂直關系為并存關系作依據的類比推理,稱為并存類比。它的推理形式是:
對象A:a、b、c和d有并存關系
對象B:a'、b'、c'
所以,對象B也有屬性d'
例如:人們提出地球上有“氦”元素的假說,就是通過并存類比得到的。太陽中,氦元素能與近60種元素并存着,而在地球上有與太陽上相同的近60種元素,所以,地球上也可能并存着氦元素。27年後,拉姆賽在用憶鈾礦和硫酸反應生成的氣體光譜中發現了一條陌生的譜線,後來被鑒定是氦的譜線。
未經因果解釋的并存關系往往是非常偶然的。因而要提高并存類比推理的可靠性,一方面要增加觀察事例,另一方面,則須考察并存關系是否存在因果機制。
3.協變類比
以垂直關系為協變關系的類比推理為協變類比。
它的一般推理形式如下:
對象A:存在z、x、y,且有Z=f(x,y)
對象B:存在z'、x'、y'
所以,對象B也有z'=f(x',y')
例如,庫侖定律的發現就是通過靜電力系統和引力系統的協變類比而得到的。
萬有引力定律的形式為F=Gm1m2/r2,所以庫侖定律的形式為F=kQ1Q2/r2。
4.對稱類比
以垂直關系為對稱關系作依據的類比為對稱類比。
它的推理形式如下:
對象A:p和q有對稱關系
對象B:有p'
所以,對象B可能有q'(與p’對稱)
例如,物理學家根據粒子與反粒子的對稱性,提出自然界也是由物質與反物質對稱而構成的,從而就有了“反物質世界”存在的假說。著名的物理學家狄垃克曾說:“如果我們承認正、負電荷之間的完全對稱是宇宙的基本規律,那麼,地球上(很可能是整個太陽系)負電子和正質子在數量上占優勢應當看作是一種偶然現象,對于某些星球來說,情況可能完全是另一個樣子,這些星球可能主要是由正電子和負質子構成的。事實上,有可能是每種星球各占一樣,這兩種星球的光譜完全相同,以至于目前的天文學無法區分它們。”
這裡包含的類比推理如下:
粒子:負電子與正電子有對稱關系
正質子與負質子有對稱關系
自然世界:正物質世界主要由負電子和正質子構成
所以,對稱地存在主要由正電子和負質子構成的反物質世界。
三、實質類比
實質類比是指建立在屬性類比基礎之上的結構類比,并且若屬性類比關系項都為可以觀察的,導出的假設也應是可觀察的。
實質類比關系的特征如下:
①水平關系是相似性關系,相似性關系的分析,可以還原為類比物與被研究對象之間的同一性和差異性分析。這些同一性和差異性都是可觀察的。
②對于類比物内部屬性之間的垂直關系,如因果關系等,并沒有先在的理由認為類比物與被研究對象之間不能擁有共同的垂直關系。
案例
月球和火星上是否有生命
1.月球和地球之間的類比
正類比是:都是大型的固體;都是球體;光線和熱量都來自太陽;都有自身轉動所環繞的軸;都有重力。這實際上是二者共同屬性的類比。負類比是:地球上有水和空氣、晝夜溫差很小,而月球上沒有水和空氣、晝夜溫差很大。這是對二者的差異性進行類比。
地球上有生命現象,根據正類比,應該推出,月球有生命現象;根據負類比,應該推出,月球沒有生命現象。而對生命的出現來說,目前所知水、空氣和生命是因果相幹的,因此,負類比的強度要高于正類比,“月球沒有生命現象”這一結論就十分可靠。
2.火星上是否有生命
火星與地球的相似性更多,比如自轉相似、地貌相似、有相同礦石、有躲避輻射的地下坑洞,甚至火星上可能有含鹽水、有氧氣,因而根據地球上有生命來推出火星上有生命的可靠性就要比論證月球上有生命的可靠性要高。當然,需要科學發現進一步證明。
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