溯因≠溯因推理

溯因≠溯因推理

金立

作者簡介：金立(1972- )，女，浙江杭州人，博士，浙江大學語言與認知研究中心教授，博士生導師，主要從事非形式邏輯、語言邏輯與論辯研究；孫健，浙江大學語言與認知研究中心。浙江 杭州 310028

人大複印：《邏輯》2019 年 01 期

原發期刊：《湖南科技大學學報：社會科學版》2018 年第 20186 期 第 31-37 頁

關鍵詞：溯因/ 溯因推理/ 創新性/ 邏輯性/ abduction/ abductive inference/ innovative attribute/ logical attribute/

摘要：溯因被認為兼具創新性和邏輯性，但因兩大特性難以兼容而成為爭論焦點。通行的解決方案無法根本解決問題並招致了其它困難：將創新思維形式化以便將其納入邏輯範疇，或徹底否認溯因的邏輯屬性，只是從認識論角度對待溯因。若從以下觀點出發，便可在充分尊重皮爾斯的前提之下，合理解決不兼容問題：溯因與溯因推理分別來自不同的概念領域，後者是前者的子集；屬於溯因卻不屬於溯因推理的部分被稱作溯因洞見。洞見具有創新性，而推理具有邏輯性。

一百多年前，皮爾斯稱溯因(abduction)是「唯一一種可以引入新觀念的邏輯操作」，這賦予溯因兩大屬性：第一，創新性，即溯因可導向新知識；第二，邏輯性，即溯因是一種推理。然而，上述兩大屬性卻因其難以兼容而成為學界的一大爭論焦點：一方面，包括皮爾斯在內的多數學者均同意導向新知識的過程是混沌而不可捉摸的；另一方面，大量學者認為作為邏輯的推理活動即使不是可形式化的，至少也應當是可以規範化的或可控制的。我們將溯因過程的混沌性與可控性之間的矛盾稱作不兼容問題。本文通過明確提出溯因與溯因推理是兩個不同的概念，試圖為不兼容問題提供一個有效的解決路徑。

一、路徑一：溯因的形式化

推理是從前提到結論的一系列有意識的思維操作過程，思維能否得到形式刻畫被視為能否將其視為推理的一個標準。從皮爾斯提出溯因推理以來，學者們不斷嘗試將其形式化，以納入推理範疇。然而，所有嘗試均因無法刻畫溯因推理的創造性特徵而宣告失敗：

1903年，皮爾斯從實用主義視角提出以下溯因形式：

觀察到了驚異的事實C；

如果A是真的，則C是理所當然的；

所以，有理由相信A是真的。

此後的學者各自嘗試不斷完善溯因推理的邏輯形式，期待能更加本質地揭示溯因推理的特徵，然而，所有嘗試均沒有超出皮爾斯設定的肯定後件形式。例如，王彥將有無新謂詞作為溯因和歸納的根本區別，得出以下推理形式：

其中，A和B分別表示兩個不同的謂詞，「||-」表示或然地推出。

再如，考慮到假設不可能是孤立的命題，以及強調背景原則對於溯因推理的不可或缺性，黃閃閃提出以下溯因推理形式：

最後，加貝(Gabbay)和伍茲(Woods)提出的GW模型進一步考慮到背景知識、認知目標及其動態更新過程對於溯因的影響。在GW模型中，令目標T是給一個未知命題尋求解釋，但是在已有的知識背景K或可由K衍生而來的知識K*中，均無法找到足以解釋T的信息。然而，如果假設H成立，則在H存在之下的新的知識背景K(H)就可以解釋目標T。所以有理由認為猜想H是值得考慮的。具體形式如下：

上述形式未能脫離肯定後件式的框架，而肯定後件式推理本身無法形成新解釋，具體而言有以下兩點理由：首先，由於結論命題已經存在於前提當中，因為在推理髮生之前它就已經存在了，所以，即便它是新的，也並非來自推理本身；其次，肯定後件式推理對已有假設H的真實性亦無任何貢獻：由於條件命題的前件為假時命題必然為真，所以，就算命題HP為真，H依然可能為假。換句話說，如果H本身只是猜想，那麼，無論這一猜想可以演繹出多麼可信的結論，它依然只能是猜想。

二、路徑二：對「推理」的再定義

傳統上，「推理」是有意識地建立和確認事實，運用邏輯，基於新信息對行為、直覺和信念進行改變或調整的過程。基於這一定義，推理可表現出以下兩方面特徵：第一，它是邏輯的，第二，它是有意識的。若嚴格遵此定義，則溯因的創新過程難以躋身推理範疇，所以，將溯因稱作推理是不適當的。一些學者嘗試通過賦予推理以更加寬廣的外延來解決上述問題。然而，我們認為這種努力非但不能解決問題，反而會導致其它的不良影響，下面，我們將分別論述兩個代表性的觀點及其不良影響：

第一，安德森認為推理就是自我控制下的思維。在安德森看來，皮爾斯將推理視為人類(尤其是科學家)的思維活動，而邏輯學就是研究思維規則的科學，於是，溯因作為推理的合法性得到確立。然而，如此定義推理，則知覺作為一種自動化的閾下過程就不可能屬於推理，因而更不可能是溯因。但是，皮爾斯卻明確表示知覺是一種溯因，他舉例說，自己看到杜鵑花並認出它是杜鵑花的過程作為一種知覺，其中勢必牽涉到溯因，若缺少溯因，人類就無法從茫然的注視當中獲取任何微小的知識。可見，來自安德森觀點的推論與皮爾斯的觀點相矛盾，因此，安德森的做法不能很好地解決這裡的不兼容問題。

第二，馬格納尼認為推理就是一切形式的符號操作。馬格納尼稱，皮爾斯的推理只是一種符號活動，符號的範圍很廣，可包括「感覺、表象、概念及其它」。這一界定固然可以解決安德森方案無法將知覺判斷納入考慮的困境，但是，推理外延的過分擴大會導致我們難以區分它與認知(cognition)的區別。認知是對錶征的操作，而推理是對符號的操作，又由於表徵就等同於馬格納尼對符號一詞的廣義的界定，所以，想要區分認知與推理是不可能的。可見，馬格納尼的方案也不能很好地解決不兼容問題。

到這裡，上述圍繞如何拓寬推理外延來融合創新屬性的努力都以不理想告終。鑒於上述困難，不少學者提出溯因根本不是推理的觀點，如此一來，通過否定溯因的邏輯性，人們就從根本上規避了不兼容問題。例如，亨佩爾(Hempel)認為，假設的形成不需要藉助推理，因為「從數據到理論的過程是一種創造性想像，科學假設不是從觀測事實而來，相反，它們是被發明出來以解釋數據的。科學家只是做出關於現象之間存有某種聯繫的猜想」(11)。波普爾認為溯因不是推理，只是一種猜想，「我們心智自由創造出的結論幾乎像是一個詩意的直覺」(12)。阿欽斯坦明確反對將溯因視為推理，並提出以下三點理由：第一，從事實到假設的過程中沒有一套固定流程；第二，假設的提出需憑藉想像手段；第三，假設的形成過程包含了大量觀察事實之外的無關因素，例如背景理論，科學家的人格特質、受訓經歷甚至他的學術理想(13)。此外，雷申巴克(Reichenbach)寫道：「任何邏輯規則都無法解釋天才的創造能力，科學發現也並不是邏輯學家的研究內容。」(14)麥考利夫認為，科學家即使不嚴格遵照溯因推理的指導，也完全不會有任何邏輯錯誤(15)。

但是，我們不同意上述學者的做法，我們認為，即便溯因中包含了不可捉摸的天才創造性，也不代表它完全不體現任何邏輯性。也就是說，即便溯因無法全部規範化，也至少存在部分規範化的可能。為深入了解溯因的創造性和邏輯性，我們認為有必要對溯因進行解構，並結合認知和邏輯視角對其進行剖析。

三、我們的嘗試：溯因≠溯因推理

為解決上述矛盾，我們嘗試從皮爾斯的文本入手進行分析，提出以下觀點：溯因(abduction)與溯因推理(abductive inference)是兩個不同的對象。我們將溯因置於實用主義哲學的視域，而將溯因推理置於邏輯學視域。前者強調溯因是一種獲取合理解釋的過程，後者則強調溯因推理的形式化或規範化。從概念外延上講，後者是前者的真子集，在綜合考慮皮爾斯觀點的基礎上，我們將屬於前者但不屬於後者的部分叫作「溯因洞見(abductive insight)」。其中，溯因洞見體現溯因的創造性，而溯因推理體現溯因的邏輯性。以下是對這一觀點的詳細分析。

溯因洞見和溯因推理作為溯因的兩個方面，具有性質和步驟的雙重含義。首先，就性質而言，一方面，溯因是一種基於心理認知的洞見過程；另一方面，也是一種基於邏輯的推理過程。前者反映了推理者的內部主觀狀態，後者則反映了溯因活動本身所具有的外在客觀規律。其次，就步驟而言，一次完整的溯因推理可分為兩步：第一步是體現認知創造性的洞見過程，第二步則是體現邏輯嚴密性的推理過程。二者的具體關係如圖1所示。

圖1、溯因洞見與溯因推理及其與溯因的關係

在此，我們將創新性和邏輯性分別歸為溯因洞見和溯因推理的屬性，就能夠在承認創新性和邏輯性不兼容的同時，有效克服前文提到的困難。以下從兩個方面對我們提出該假設的理據進行陳述。

第一，在皮爾斯及其繼承者的文本中，存在支持將溯因與溯因推理視為不同術語的間接證據：皮爾斯在討論數學推理時，提到一種定理推理(theorematic reasoning)的演繹推理形式(16)。這種演繹推理的獨特之處在於，其結論信息不直接蘊含於前提，個體需要首先將前提信息表象化，再對其進行實驗操作(manipulate)，從而產生一個全新的圖解(diagram)，再對該圖解進行推理，才能進一步得出結論。

皮爾斯認為，定理推理是數學領域常用的推理形式，它一方面可以保證結論的有效性，因而也被稱作定理演繹，但另一方面卻不同於一般意義的演繹，因為它可以產生很多出乎意料的全新的結論(17)。考慮到皮爾斯一貫強調溯因是唯一產生新觀念的過程，所以，在皮爾斯的理論框架下，定理演繹中必然包含了溯因的成分。

在此，若我們假定溯因就是溯因推理，則定理演繹中包含了溯因推理。然而，皮爾斯提出溯因推理、演繹推理和歸納推理是三種分別獨立的推理形式，因此，將溯因推理歸屬於一種特殊的演繹推理形式是不可思議的。但是，如果將溯因與溯因推理的內涵做出區分，就可以有效解決上述問題：在定理演繹中，結論的創造性來自溯因，而結論的有效性則來自演繹推理。

斯特瑞福爾特對定理演繹的分析更進一步印證了我們的觀點。他指出，定理演繹的結論是演繹的，因為具有必然性，但其中包含了溯因成分，因為在實驗操作環節，個體必須確定開展怎樣的實驗流程以及引入怎樣的新異觀念，該過程勢必涉及重複的、不斷試錯的溯因式的猜測(18)。由此可見，溯因過程包含了具有猜測性質的試錯(trial-and-error)過程，且與推理者的知識背景密切相關，基於背景知識的試錯過程顯然不可能是邏輯的。

第二，通過對皮爾斯文本的分析，我們有充分理由相信溯因洞見和溯因推理是溯因的兩個組成部分。其中一個重要理由是，皮爾斯在其文本中多處提及溯因的洞見和推理性質。一方面，皮爾斯認為「溯因是一閃念(flash)，是一種極易出錯的洞察行為」(19)。也就是說，溯因是猜想，而猜想的正確率之所以高於隨機水平，是因為「在所有溯因的背後都藏著一條基本假設，即人類的心智在本質上是親近真理的，所以人們常常可以經過短短几次猜想就能達到正確的結論」(20)。另一方面，皮爾斯也強調「我們必須記住的是，溯因推理雖然很少依賴邏輯規則(logical rules)，但它顯然是一種邏輯推理，溯因推理的結論雖然是有問題的或推測的，但儘管如此，它仍然是一種完全確定的邏輯形式」(21)。在皮爾斯文本中，一些論述強調溯因推理作為洞見或直覺的屬性，而另一些論述則強調溯因推理的邏輯性。若靜態來看，則容易得出皮爾斯認定溯因推理兼具洞見和邏輯的雙重性質。但若動態來看，我們有理由認為洞見的溯因推理和推理的溯因推理是溯因推理的兩個步驟。

皮爾斯之後也有其他一些學者提出了類似觀點。例如，阿里斯達的觀點更加直截了當，他說，溯因推理是推理和搜索策略的綜合(22)。其中，推理是邏輯的，而搜索策略是心理的。顯然，搜索策略與溯因洞見一致，而推理與溯因推理一致。總而言之，將溯因視為溯因洞見和溯因推理的結合，並且將創新性與邏輯性分別歸為二者的屬性，有較為充分的合理性和必要性。

四、溯因洞見與溯因推理

我們將溯因視為為事實尋求合理解釋的整個的心智過程，並將其分為溯因洞見和溯因推理兩個步驟。那麼，溯因洞見和溯因推理是如何在溯因活動中發揮各自的作用呢？

首先，個體通過溯因洞見提出假設。假設的提出是一種基於經驗的啟發式的猜想，並非盲目試錯，因此表現為高於隨機水平的正確率。溯因洞見是一種深受背景知識影響的思維活動，譬如，專家比新手解決專業問題的效率更高，合理的解釋是專家擁有更豐富的知識而加高明的推理能力。來自溯因洞見的假設並不一定具有創新性，然而，無論如何，溯因洞見中都包含著大量無法納入邏輯視域的認知現象或心理現象。以下我們嘗試從心理學的角度論述溯因洞見的認知加工過程。

人類記憶中包含三個序列結構，分別是瞬時記憶、短時記憶和長時記憶(23)。其中，短時記憶居於意識中央，具有可操作性，長時記憶則遊離於意識之外，用於存儲經短時記憶加工處理過的信息。埃里克森(Erricsson)等人認為，一旦長時記憶當中的內隱信息與短時記憶當中的外顯信息發生某種意義關聯，位於短時記憶中的信息就可以作為提取線索(RC，retrieval cues)將長時記憶的相關信息提取出來(24)。結合上述認知科學理論，根據假設的創新性，我們將溯因洞見分為創新性溯因洞見和回憶性溯因洞見：當一個假設是直接來自長時記憶的信息時，溯因洞見沒有創新性，我們將其稱作回憶性溯因洞見；而當一個假設來自長時記憶中的信息以及與被觀測信息的某種重新組合時，溯因洞見展現出創新性，我們將其稱作創造性溯因洞見。結合上述觀點，我們將兩類溯因洞見的認知流程分別作出如下描述(參見圖2)。

圖2、回憶性和創新性溯因洞見

回憶性溯因洞見在本質上是無創造性的假設提取。其基本流程是：一個事實以感覺刺激的形式進入短時記憶，並在其中得到某種編碼，信息編碼的過程勢必有長時記憶信息的參與，於是，不可避免地，觀測事實和原有的背景知識之間出現了語義層面的聯結。這種複雜的語義聯結導致組塊的產生。此時，封裝於同一組塊，且位於短時記憶當中的刺激本身可作為線索，將長時記憶中與之有關的所有信息牽引出來，而這些被牽引的信息可作為解釋項，對事實刺激給以解釋。

創新性溯因洞見在本質上是有創造性的假設生成。其基本流程是：一個事實以感覺刺激的形式進入短時記憶，卻無法在其中得到有效編碼，這表現為事實的驚異性。此時，認知主體需要藉助各種手段重新編排長時記憶當中的信息，以確保它可以與事實刺激之間建立有效關聯，信息的重新編排體現為創造性。重組的信息可以有效解釋事實刺激，繼而降低事實刺激的驚異性。

據此，有必要就溯因洞見補充以下兩點推論：(1)一切知識都不是憑空產生的，任何人都不可能以一個自己都不知道的知識為前提生成其它知識。即使一個知識只暫時作為假設而存在，它也必定與已有知識之間存在一定的語義關聯。因此，來自溯因洞見的溯因假設即使是創新的，我們所創新的也只能是要素之間的關係而非要素本身。將溯因視為要素關係重組的觀點也得到了「雖然假設中的不同要素已經存在於我們的頭腦中，但此前我們沒考慮過將其放在一起，而正是將這些要素放在一起的想法，為我們提出了某種全新的暗示」(25)。(2)所謂只有驚異事實才能引發溯因推理的說法只是錯覺，事實上，所有的事實都可引發溯因推理，只不過，其中不具驚異性的事實所引發的回憶性溯因洞見——例如常識判斷——難以被認知主體察覺而已。

其次，溯因推理是假設的篩選器。具體說來，溯因推理具有以下雙重篩選作用：

第一重篩選器為皮爾斯溯因推理，其功能在於選出值得進一步追問的(pursuitful)的假設。一方面，結合前文分析可知，單就皮爾斯1903年提出的溯因形式而言，它既無法生成假設，也無法檢驗假設。這使溯因推理的實用價值陷入尷尬。另一方面，我們同意麥考漢的觀點，認為雖然該推理形式無法生成或檢驗假設，卻可以從所有可能的假設當中選取那些值得進一步追問的假設(26)，這也是該形式在認識論層面的意義所在。也就是說，只有那些被視為有價值的解釋，才有可能從前提中的假言命題變成結論中的陳述命題。事實上，從皮爾斯的文本中我們也可以找到支持這一觀點的依據，皮爾斯說：「溯因推理無法將我們置於任何事物。它只能將一個假設置於事件之上以備檢驗。」(27)並且，「溯因推理就是為我們提供一個選擇假設的原則，根據該原則我們選擇一個值得在溯因推理之外繼續深入了解的假設，無論該假設的現有證據是多麼貧乏」(28)。故此，我們認為有必要對皮爾斯的溯因形式做如下修正：

觀察到了驚異的事實C；

如果A是真的，則C是理所當然的；

所以，A是值得進一步追問的。

第二重篩選器為哈曼(Harman)和利普頓(Lipton)提出的最佳說明推理(IBE，inference to the best explanation)，其功能在於從所有通過第一層篩選器的假設當中選擇最佳假設，並將其暫時接受為真。哈曼對IBE的定義是，人們根據某個假設可以解釋事實出發，推斷該假設為真。通常情況下，可以同時存在幾個可以解釋事實的假設，人們必須在作出推理之前首先排除其它假設(29)。在利普頓看來，IBE是指如果在已知數據和背景信念的基礎之上推出一個命題，若該命題為真，則可以為這些已知數據提供在所有競爭解釋中最好的解釋，那麼，有理由相信並接受該解釋(30)。哈曼和利普頓的觀點稍有差異，前者主張提供最多理解力的解釋就是可被接受為真的解釋，而後者則主張解釋的可理解性與其真值屬性並無直接關聯，並且提出了確定提供最多解釋力的解釋與確定可接受為真的解釋是IBE的兩重步驟。然而，即便存在差異，總體來看二者的本質卻是高度一致的，因此，我們有充分理由在不違背哈曼及利普頓原意的基礎之上提出如下觀點：IBE是對所有通過第一層篩選器的被視為值得追問的假設進行進一步比較驗證，選出最佳假設，並將其暫時接受的過程。

綜上，我們認為：溯因推理是將假設最終確定為真命題的過程，整個過程包含兩重篩選：首先，它需要判斷哪些假設是值得進一步追問的，其次，它還需要從所有被視為值得追問的假設當中選取最佳假設，並且將其暫時接受為真(參見圖3)。作為一種可廢止推理，溯因推理無法得出永真的結論，究其原因，就在於上述兩重篩選作用都會受到個體認知經驗的制約，隨著認知水平的發展，結論的真實性隨時有可能遭到棄絕。

圖3、溯因推理對假設的雙重篩選作用

結合上述分析，皮爾斯溯因推理與哈曼等人的IBE既不同一也不互斥，而是時間序列上的兩個步驟，通過對二者的簡單改造及組合，上述綜合的溯因推理形式可作出如下刻畫：

觀察到事實P；

如果S1是真的，則P是理所當然的；

如果S2是真的，則P是理所當然的；

如果Sn是真的，則P是理所當然的；

所以，有理由認為S1，S2，……，Sn都是值得進一步追問的。

(Si的解釋力優於S1，S2，S3，……，Sn。)

所以，有理由認為Si是真的或有理由接受Si。

五、結語

廣義上講，溯因是一種普遍而重要的人類認知行為，它包含了為事實確定解釋的全部認知過程。溯因包含洞見和推理兩個組成部分，二者分屬不同的認知範疇。洞見更多地涉及心理學範疇，它負責從長時記憶中提取或創生假設，假設的結構是否新穎，決定了溯因洞見是否體現出創新性。而推理則屬於邏輯學範疇，它負責對來自溯因洞見的假設進行雙重篩選，通過第一輪篩選的假設被視為值得進一步追問的，通過第二輪篩選的唯一假設則被暫時合理地接受，此時，溯因具備了明確的邏輯性。我們可以由此認知：溯因是創新性和邏輯性的統一。

注釋：

Peirce C S.Collected papers of Charles Sanders Peirce(vol 1-6),edited by Charles Hartshorne and Paul Weiss,Cambridge,Massachusetts,1931-1935; vol 7-8,edited by arthur Burks,Cambridge,Massachusetts,1958,p.5,p.106.(以下《皮爾斯文集》作同理標記)

Peirce C S.Collected papers of Charles Sanders Peirce(vol 1-6),edited by Charles Hartshorne and Paul Weiss,Cambridge,Massachusetts,1931-1935; vol 7-8,edited by arthur Burks,Cambridge,Massachusetts,1958,p.5,p.189.

王彥：《論溯因推理及其在科學中的運用形式》，《吉林大學社會科學學報》1986年第3期。

黃閃閃：《科學辯護的辯護：從人工智慧中的溯因推理看》，《自然辯證法研究》2016年第1期。

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轉引自Hoffmann M.Problems with Peirce"s concept of abduction.Foundations of science,1999,4(3):271-305.

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(16)Peirce C S.Collected papers of Charles Sanders Peirce(vol 1-6),edited by Charles Hartshorne and Paul Weiss,Cambridge,Massachusetts,1931-1935,vol 7-8,edited by arthur Burks,Cambridge,Massachusetts,1958,p.4,p.223.

(17)Peirce C S.Collected papers of Charles Sanders Peirce(vol 1-6),edited by Charles Hartshorne and Paul Weiss,Cambridge,Massachusetts,1931-1935,vol 7-8,edited by arthur Burks,Cambridge,Massachusetts,1958,p.4,p.223.

(18)Stjernfelt F.Natural propositions:The actuality of Peirce"s doctrine of dicisigns.Boston:Docent Press,2014,p.276.

(19)Peirce C S.Collected papers of Charles Sanders Peirce(vol 1-6),edited by Charles Hartshorne and Paul Weiss,Cambridge,Massachusetts,1931-1935,vol 7-8,edited by arthur Burks,Cambridge,Massachusetts,1958,p.5,p.181.

(20)Peirce C S.Collected papers of Charles Sanders Peirce(vol 1-6),edited by Charles Hartshorne and Paul Weiss,Cambridge,Massachusetts,1931-1935,vol 7-8,edited by arthur Burks,Cambridge,Massachusetts,1958,p.7,p.220.

(21)Peirce C S.Collected papers of Charles Sanders Peirce(vol 1-6),edited by Charles Hartshorne and Paul Weiss,Cambridge,Massachusetts,1931-1935,vol 7-8,edited by arthur Burks,Cambridge,Massachusetts,1958,p.5,p.188.

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(25)Peirce C S.Collected papers of Charles Sanders Peirce(vol 1-6),edited by Charles Hartshorne and Paul Weiss,Cambridge,Massachusetts,1931-1935,vol 7-8,edited by arthur Burks,Cambridge,Massachusetts,1958,p.5,p.113.

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(27)Peirce C S.Collected papers of Charles Sanders Peirce(vol 1-6),edited by Charles Hartshorne and Paul Weiss,Cambridge,Massachusetts,1931-1935,vol 7-8,edited by arthur Burks,Cambridge,Massachusetts,1958,p.5,p.602.

(28)Peirce C S.Collected papers of Charles Sanders Peirce(vol 1-6),edited by Charles Hartshorne and Paul Weiss,Cambridge,Massachusetts,1931-1935,vol 7-8,edited by arthur Burks,Cambridge,Massachusetts,1958,p.7,p.219.

(29)Harman G.Inference to the Best Explanation.Philosophical Review,1965(74):88-95.

(30)Lipton P.Inference to the Best Explanation(2nd Edition).2004,p.58.

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