科学论证是什么

科学论证是什么

余姚市实验学校 朱潮海

一、逻辑学对论证认识的发展¹

逻辑是关于推理与论证的科学，可分为形式逻辑和非形式逻辑。形式逻辑是指传统逻辑，狭义指演绎逻辑，广义还包括归纳逻辑。从时间轴来看，形式逻辑分为古典的范畴逻辑和现代符号逻辑。形式逻辑研究的核心问题是推理和论证的有效性，即在前提为真的条件下能够确保结论亦为真的推理模式。非形式逻辑的主要研究对象是普通人在现实生活中所使用的真实的论证。

论证是人们用于交流、传播、表达思想的重要载体，是用以说服并影响他人观点和立场的有力工具，是进行理性探讨深化认识的主要形式。在人们的日常生活中，有效逻辑推理可能发生的条件及适用性十分有限。在大多数情况下，人们并不关心论证和推理是否在逻辑上严格有效，而只是关心在直观上是否合理，即前提能否对结论提供足够的支持。所以，形式逻辑既不足以准确地刻画、涵盖人们在日常生活中大量运用的推理和论证模式，也难以对普通人提高与改善分析、推理和论证的能力提供直接的帮助。

斯蒂芬·图尔敏(Stephen Toulmin)在《论证的使用》一书中对逻辑学研究的数学化、抽象化以及远离现实生活的倾向提出了尖锐的批评。图尔敏主张逻辑学应该摒弃以几何学 为摹本的路线，而应该像法学关注现实生活中的司法程序一样关注人们在日常生活中的推理 与论证实践。逻辑学研究的核心是对论证的合理评估，在图尔敏看来，一个论证不只是前提 、假设与结论之间的形式化模式，而应该更为广义地理解为各种主张、断言、数据、理由、 反例和确证等等之间灵活、丰富的相互作用与关系。澳大利亚哲学家哈姆林(Charles I. Hamblin)于1970年出版的《谬误》一书则为非形式逻辑的兴起更直接地提供了理论和技术上的推动。

20世纪70年代以后，逻辑教科书的视野不再局限于传统逻辑学，比如柯匹(Irving Copi)的《逻辑学导论》所侧重的演绎逻辑和归纳逻辑，强调逻辑要从现实生活中来，并面向现实生活。

1978年在加拿大举行的“首届国际非形式逻辑研讨会”标志着非形式逻辑作为一门哲学学科的正式诞生。论证成为非形式逻辑的核心概念。非形式逻辑学家对逻辑和论证的一些共同立场：（1）关注运用于现实公共生活的、真实的、基于自然语言的论证，这些论证往往具有天然的含混性、歧义性和不完备性。（2）将论证看作是一种辩证过程、交互式文本，而不是命题语句之间静态的形式化关系。（3）对是否仅靠演绎逻辑和标准的归纳逻辑就能充分地刻画所有的(甚至于主要的)合乎逻辑的论证模式持严厉的怀疑态度。（4）一方面，认为评估与分析论证存在着一定的规范、标准，而这些规范和标准是逻辑性的，而不完全是修辞性的；另一方面，认为演绎有效性、归纳强度等形式逻辑的基本概念不足以刻画论证的丰富性和多样性。（6）力求发展一种超越演绎逻辑与归纳逻辑更加全面、完整的关于推理的理论。（7）认为对各种非形式化谬误的研究应该是逻辑研究的一个重要部分，一个关于论证本质的基本理论应该能够对理解各种非形式化的谬误提供合理的框架。（8）不满于形式逻辑作为讲授分析、评估和建构论证的主要载体，认为逻辑学训练应该有助于培养人的批判性思维以及分析与解决问题的能力，能够对人们的社会生活发生更显著、更直接的影响。（9）认为从非形式化方面对逻辑推理与论证进行理论探讨，对哲学的其他分支，如认识论、伦理学以及语言哲学等，具有积极的影响。

柯匹认为，每一个论证都有前提和结论，根据前提对结论的支持，将论证分为两大种类，即演绎和归纳。每一个演绎论证中，前提决定性的支持结论，结论是必然的。相反，归纳论证没有这种断言，结论是或然的。在前提真实、推理有效的情况下，演绎论证可以确定结论为真。归纳论证旨在确定事实，结论可能具有很高的或然性，却永远无法确定。

沃尔顿把论证分为演绎论证、归纳论证和似真论证。诺尔特(J. E. Nolt)把论证分为演绎论证、归纳论证和谬误论证。柯维(David A. Conway)和蒙森(Ronald Munson)把论证分为演绎论证和非演绎论证，其中非演绎论证包括统计论证、归纳论证、因果论证、类比论证和似真论证。吴宏志等认为，从论证的话语展开形式来看，论证可分为叙述式论证和对话式论证；根据论证的论证方式即所运用的推论形式的不同，将论证分为演绎论证、归纳论证和合情论证，其中合情论证包括实践论证、因果论证、依据信息源的论证、类比论证和渐进论证等。

美国的詹姆斯·B.弗里曼²认为，在论辩语境中讨论论证的结构，必须首先强调论证的微观结构与宏观结构的不同。通过论证的微观结构，我们意指演绎或归纳逻辑所研究的论证的逻辑形式。与之相比，论证的宏观结构关注组成论证的陈述怎样组合起来作为一个整体宣称支持某个或某些主张。与论证结构讨论有关的论辩研究的两种主要方法，非形式逻辑和语用辩证法，都关注宏观结构而不是微观结构。

随着非形式逻辑的发展，对于论证，国外很多学者进行研究后提出不同的论证模型³，图尔敏论证模型、吉尔的科学推理模型、劳森的假设演绎有效性模式以及沃尔顿的假定推理模型等。不同学者基于对真理的不同诠释而提出不同的假设，图尔敏模型的主要假设是：真理可以由论证结构的完整呈现与否来判断，论证结构越完整则越接近真理；劳森则认为真理可以由不断假设预测的测试检验而逼近。劳森认同否证主义的科学本质观，认为科学知识是不断假设——演绎的发展过程，图尔敏认同后实证主义的科学本质观，两者都认为科学知识是具有暂时性的，不断发展的，科学知识是可错的，人对科学知识的掌握是一个个体的自主建构过程。

目前，在科学教育研究中，图尔敏论证模型⁴（Toulmin’s Argument Pattern，TAP）（见图1-2）是较为通用和受欢迎的。 图尔敏论证模型有三个最基本的成分：主张、资料和根据，称为基本模式。扩展模式应包括另外三个成分：支援、反驳和限定。主张是根据观察或理论对一个话题提出的观点。资料则是观察到的事实或前期的理论。根据是用思维的方式将资料作为证据，建立起资料与主张的联结。支援是对根据的支持性陈述。反驳是对资料和根据提出异议，阻止从资料或根据得到主张。限定是对主张给出合理的条件，作出修正。

图 1-2 图尔敏论证模型

综上所述，形式逻辑主要是研究推理的科学，而非形式逻辑主要是研究论证的。由于推理与论证具有不可分割性，即只有在论证中的推理才是有目的的，而所有论证都离不开推理，所以，在形式逻辑中尤其是传统逻辑也要研究论证，而在非形式逻辑中也要涉及到推理。形式逻辑研究论证主要是基于语义的研究，即真假命题之间的关系研究；而非形式逻辑研究论证主要是基于语用的研究，即从语境和论证目的角度进行研究。

二、科学教育中的论证   

随着科学史、科学哲学和科学社会学的发展，人们对科学和科学教育的认识也在不断改变。在科学教育的发展过程中，人们对科学本质的认识，影响了科学教育的观念。在科学知识论观念下以传授科学知识，在科学方法论的观念下强调科学是探索和实验的过程和方法，将实验结果作为探究的结论。在当前国际科学教育研究中，运用论证的方式来开展教与学的活动是科学教育的热点问题。进入21世纪以来，科学教育强调科学论证的方式学习科学，“使用证据和策略来发展或修正解释”，“视科学为论证和解释”，以及“应用实验的结果到科学的论证和解释”，以培养有科学素养的公民。

论证是引用论据证明命题真实性的逻辑过程，是由论据推出命题时所使用的推理形式。论证首先建构一个有待证实或证伪的命题（观点），然后搜集相关证据，最后采用一定的推理形式证明观点。科学论证是科学共同体围绕同一命题，收集证据并运用一定的论证方法解释、评价他人或自己的观点，形成双方可接受结论的活动。以液体的热胀现象为例说明科学论证，首先观察到水受热体积膨胀，由此提出一个命题“液体受热时体积会膨胀”，这是一个有待证实的命题，或真或假，然后采用分析的方法观察酒精、白醋等液体受热时体积是否膨胀，收集证据后归纳推理出“液体受热时体积会膨胀”，回应证实命题。这个命题还得不断接受检验，作出限制。

比较推理和论证，两者有相同之处，都是由命题构成，都是由一个或几个已知命题推出新命题的思维过程。但两者也有差异，推理是根据命题做出的演绎或归纳，而论证有一个有待证实或证伪的命题，为了证实命题，采用观察、实验、查阅资料等方式主动地收集资料作为证据。在科学研究上，特别强调证据的重要性，科学假说需要得到证据的证实，才能上升了科学理论，而新证据的出现，又推动科学理论的发展。由此可见，科学的发展是一个不断论证和解释的过程。

科学本质决定了科学论证的特殊性，在科学研究中的实证性、可重复性、预见性，都体现了科学的论证特质。科学教育中的论证研究起源于科学知识建构主义理论和社会文化观点。论证的含义包括个体意义上的个体论证与社会意义上的集体论证两方面。

从个体意义上来说，论证是指学生从已有知识经验或相关资料出发提出主张或假设，在研究中引用论据来证明主张或假设的论述过程，是由论据推出论题时所使用的逻辑思维形式。受波普尔和库恩的影响，人们对科学理解经历了从逻辑实证主义向建构主义的范式转变。在前面讲到，现代科学本质观认为，科学知识是不确定的，不断发展的，是人类建构的；科学理论的建构是从观察到推论的过程，科学科学知识的本质渗透着理论；科学理论不同于科学定律，科学理论解释自然现象，是对自然现象的一种推论，而科学定律描述所观察到的现象之间的关系。因此，个体论证体现个体的知识建构理论，彰显了科学知识的本质。

从社会意义上来说，集体论证是不同个体之间的争论或讨论的过程，在这一过程中不同个体之间的补充、质疑、支援和限定，让论证活动走向深入。查尔默斯认为，科学知识负载科学理论，人的知觉经验在一定程度上受观察者的知识背景和期望的影响，对一个人看来可观察的事实，对另一个人就未必如此；科学知识是可重复检验的；科学知识必须经过科学共同体的确认。因此，集体论证体现了科学社会学，反映了科学事业的本质。

科学论证教学始于问题。在小学科学学习中，问题应该来自儿童的活动，在时间充足的活动过程中，才能产生有趣、有意义的问题。在问题的引发下进行探究，在研究过程中，儿童像科学家一样，用观察、实验或搜集资料等方式获得证据，借助证据来回答问题，作出解释。解释不仅要与观察结果一致，还要预测能观察到什么现象。科学的实质是在证据基础上的有效描述、论证和解释。因此，科学的论证教学是在科学教育过程中融入对话论证学习活动的教与学的方式，通过师生、生生之间的多边互动过程，围绕着核心问题，采用论证的方式建立证据与主张的联系，在补充中做出支持，在质疑中做出限定。