论述半球认知风格理论和东西方科学思维差异,自然辩证法论文

论述半球认知风格理论和东西方科学思维差异,自然辩证法论文在历史上，有关科学心理和科学思维风格、类型、样式一类的问题，曾经为一些哲学家和科学家所讨论。在现代，随着认知科学、认知风格〔Cogni-tiveStyle〕理论的发展，人们越来越清楚地看到，过去常见之于文学艺术和个性心理测评当中的风格，也同样见之于理性化的科学思维活动和系统化的知识体系当中。而且，随着一种基于人类大脑半球机能一侧化的半球认知风格〔Hemisphericcognitivestyle；亦称半球风格，Hemisphericstyle〕观点及其测量方式方法的提出，人们进一步发现，人类认知活动中还广泛存在着半球风格现象。为讨论这一现象能否也存在于以民族和区域为单元的东西方科学思维领域，本文从科学历史史料出发，运用认知风格理论的基本观点和方式方法，对科学思维十分是东西方科学思维活动中的风格现象，进行分析和讨论。笔者的基本结论是，半球风格出如今认知主体的各个层面上，是科学认知与思维中的普遍现象；东西方科学思维风格分别呈现出右半球风格和左半球风格特征。同时以为，为了更好地讲明东西方科学思维的不同风格，客观化的测评和适当的定量化处理手段，是必不可少的。还需要指出的是，本文中的思维一词更多地是在认知科学的意义上来使用的；类型〔type〕、方式〔fashion〕、样式〔pattern、form〕、偏好〔preferences〕及风格〔style〕等术语，也取它们相近或共有的意义。一、从勾股定理的发现与证明谈起在科学史上，勾股定理的发现与证明是一个饶有兴致的话题。这不仅仅是由于古希腊和中国古代的数学家都分别作出了发现与证明〔在古希腊称为毕达哥拉斯定理，在中国称为商高定理或勾股玄定理〕，而且他们各自发现与证明的方式和方式方法迥然有别。先看中国。中国上古时期勾股定理源于对直角三角形问题的讨论，最早出如今(周髀算经〕中。(周髀算经〕记载：昔者，周公问于商高曰：窃闻乎大夫善数也，请问古者包犠立周天历度。夫天不可阶而升，地不可得尺寸而度，请问数安从出？商高曰：数之法出于圆方，圆出于方，方出于矩。矩出于九九八十一。故折矩以为勾广三，股修四，径隅五。既方之外，半其一矩，环而共盘。得成三四五，两矩共长二十有五，是谓积矩。在这里，商高的回答就是对勾股定理的一种表述，也是一种证明。到公元3、4世纪，数学家赵爽在(周髀算经〕注中作勾股方圆图给予上述证明更为直观的表示出。其特点是将两个全等的直角三角形〔三角形涂上朱色，它的面积叫做朱实〕合起来成为一个矩形。四个这样的矩形围成一个大正方形，中间留出一个小正方形的空格〔涂上黄色，其面积叫做中黄实，也叫差实〕，进而构成弦图构造。从这当中可看出，商高及赵爽对勾股定理的证明是通过数值计算的方式方法给出的〔李约瑟已认识到这一点〕，而这个计算又是通过设置一个背景图形，并将这个背景图形与弦实进行比拟而给出的。〔如此图1所示〕其证明〔计算〕经过首先是从四个同等的矩形构成的大正方形入手，即从整体出发，逐步分解小的图形。其计算经过也是从大的数值〔49〕减去小的数值〔24〕，最后得到所求的数值〔25〕。再来看古希腊。据传，南意大利学派创始人毕达哥拉斯〔约公元前580～500〕最早发现了勾股定理。固然毕达哥拉斯主张万物皆数，但没有证据表示清楚他所发现的勾股定理是数的勾股定理。而且其证明经过也没有保存下来。后人看到的最完好的证明是古希腊大数学家欧几里得在(几何本来〕第1卷的第47个命题中给出的。其命题是：在直角三角形中，直角所对的边上的正方形等于夹直角两边上正方形的和。证明重点如下：设□AD，□AE，□BF分别是直角△ABC三边上的正方形。连BE，AF，作AGBC。易知：△BCE≌△FCA，但□AE是△BCE的2倍〔同底等高〕。同样，GC是△FCA的2倍，故GC=□AE。同理可证BG=□AD，于是□BF=BG+GC=□AD+□AE。〔如此图2所示〕在这里，欧几里德用的是面积证明方式方法，即根据图形之间的相等或大小以及互相之间的蕴含关系，根据给定的公设和公理以及规则进行推理，以求得上述命题的证明。其规则的典型表述是；假如那么。固然中国古代和古希腊对勾股定理的证明都引入了很直观的几何图形，但仔细分析，两种图形的信息表征方式及其功用是各不一样的。在中国所配图形一开场就是为了便于计算，即将要证明的定理置于画有方格〔以便计数〕的图上；整个经过中与其讲是在推演证明，不如讲是在进行直观的数值计算。到后来，为了强化这种直观的计算效果，古人甚至将原来的图形添上鲜艳的色彩，以便从不同的正方形小方块中做到一眼看出结果来。这就是后人所讲的数形结合方式方法的来源。与之相反，欧几里得几何证明的图形固然也是直观的，但它在证明经过中只起一种辅助的作用。准确地讲，它只是起一种图示作用，而实际的证明经过依靠的是推理。正如德国大哲学家康德所指出的，固然几何命题证明中要用到个别画出的图形，并且这些图形是经历体验性的和直观的，但这些图形的表示出无损于概念的普遍性。由于这个经历体验性的直观中被注意到的永远只是构造这个概念的行动。换句话讲，几何图形和辅助线充其量只是协助心灵专注于概念的定义和命题之间的关系。很多时候，几何图形和辅助线甚至是可有可无的；即便离开了它们，根据抽象的空间关系和逻辑规则，是能够给出相应的证明的。二、半球认知风格理论及其启示从认知风格理论的角度来看，中西方数学家对勾股定理的发现与证明显示出两种不同的认知风格。早在20世纪60年代，美国心理学家H威特金〔HA．Witkin，1964〕发现人们加工信息经过存在着场依存和场独立两种方式。所谓场依存，是指人们在加工信息经过中，倾向于依靠参照物或以外部环境线索为指导；所谓场独立则是指人们倾向于凭借内部感悟线索加工信息。其后，研究者们先后提出了几十种不同的认知风格模型和理论。1991年，心理学家RichardJ．Riding等人在概括前人研究成果的基础上以为，以前的各种认知风格模型都能够归结在信息的组织和信息的表征两个维度上，即整体分析认知维度和言语形象认知维度。在Riding等人看来，在整体分析信息加工当中，整体型的人倾向于领会情境的全部，能看到整体的图景；其缺乏是，由于对部分之间的区分是模糊的或者是不加区分的，他们在将信息划分成有逻辑的部分时存在困难。与之相反，分析型的人则经常集中注意于情境的一两个部分而无视于其他方面，擅长找出对象之间的差异性，并倾向于把信息组织成轮廊清楚明晰的概念集；其缺乏是，经常难以构成整体的平衡观念。在言语形象信息表征当中，那些言语型的人，倾向于以词的形式进行思维，且在言语作业方面做得更好；而形象型的人则倾向于以视觉表象进行思维，且在详细的、描绘叙述性的和形象性的作业上做得更好。很明显，根据认知风格学者的观点和方式方法来看待勾股定理问题就能够发现，中国古代数学家经常是从整体关系入手的。整个大正方形可看作是证明的背景，而弦实本身就是一个隐蔽图形或镶嵌图形；弦实是离不开这个背景的。在计算经过中，也是大数值制约小数值，至少最后的数值计算是离不开大数值的。无疑，这是场依存认知形式或偏向于整体的信息加工方式。相反，欧几里得作出的证明首先是根据假设和命题之间的蕴涵关系，通过逻辑推理给出证明结果。这当中，固然也辅之以几何图形并通过连线将图形的各个部分互相连接，但图形的各个部分是根据命题所蕴涵的内在关系而连接在一起的；它们互相之间构成的是一种逻辑推导关系。也就是讲，各个图形和各个命题陈述本身不再需要借助于外部信息〔如数值计算、直观的图形比拟〕即可根据内部的定义和逻辑关系通过推理进行信息加工。就图形本身而言，主图与背景、显性图与隐蔽图之间的层次关系较弱，因此是场独立型的或偏向于分析的信息加工方式。在信息表征方式上，中国古代数学家在相关命题的证明上具有更多的图像表征风格，古希腊数学家则具有明显的语言偏向。在进一步的研究中，人们注意到认知风格的二分二维形式与人类大脑两半球活动差异有着内在的关联性。早在20世纪六、七十年代，美国着名神经生理学家斯佩里〔R．Sperry〕等人开展的裂脑研究为人们认识大脑两半球机能的不对称性以及两半球信息加工方式的差异，提供了丰富的实验心理学材料。在这里基础上，神经科学家I利维〔I．Levy〕等人对大脑半球的不同认知特征进行了比拟全面的概括，为确立半球专门化〔或脑侧化〕(Hemi-sphericspecificity，或cerebrallateralization)的认知风格研究范式提供了理论支撑。随后，从大脑两半球机能差异的角度研究认知风格问题的成果不断增加。例如，Riding等人发现，在信息加工时脑电图〔EEG〕中的波抑制将发生在言语型的左半球、表象型的右半球〔波的抑制表示清楚大脑生理活动的加强〕。类似的成果为认知风格二分二维形式提供了脑科学和认知神经科学的坚实基础。当前，一种半球认知风格研究进路已经构成。认知风格理论对科学思维研究的重要启示，首先在于它强调了科学认知主体间的异质性以及科学研究方式方法、科学知识表征形态的多样性。科学主体好像一个透镜，具有不同的状态〔包括风格在内〕，即便面对一样或相近的研究对象，也会折射出不同的结果。其次，风格对认知与思维的影响是与一定的情境化因素相联络的；人们不能轻易地对不同的科学思维风格类型作出孰高孰低的简单判定，更不能以一种判定标准来衡量其他一切风格类型。再次，尽管科学思维风格类型有很多详细的表现形态，但是我们能够根据一些基本的原则和类别对其进行划分。这些基本的原则和类别就是大多数认知风格研究所遵循的二分二维形式。华而不实，用大脑两半球的神经构造及其机能来讲明半球认知风格，进而刻画人类主要的科学思维风格和类型，具有重要的理论价值。三、有关东西方科学思维差异的阐述既然在个体和群体层面广泛存在着认知的二分二维形式或半球风格，既然古希腊和中国古代的数学家在数学思维方面存在不同的风格，那么我们能否能作出更一般的概括，以为东西方科学思维之间的差异和风格也有类似情况呢？非常有意味的是，对东西方科学思维差异的认识，自古以来就呈现出二分形式。在历史上，大多数历史学家、哲学家、科学家以为，东方人的思维大多强调整体性和综合性，而西方人则具有较明显的分析倾向；东方人的思维是直观性、体验性和形象性，而西方人的则是抽象性、逻辑性和形式化。例如，早在古希腊时期，大哲学家柏拉图就声称，东方人的思维是直观的和功利的。德国古典哲学的集大成者黑格尔同意这种观点。他指出，我们能够把东方式的思想叫做直观，而欧洲人思想里占主导地位的则是反思的主观性。德国伟大的自然科学家、哲学家莱布尼茨曾讲过一段广为人们引用的话：在考虑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，由于不管是逻辑学、形而上学还是对非物质事物的认识，即在那些有充足理由视之为属于我们自个的科学方面，我们通过知性从质料中抽象出来的思维形式，即数学方面，显然比他们出色得多。同时，我们确实应当成认，中国人的天文学能够与我们的相媲美。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，而只知足于那种靠实际经历体验而获得的数学，好像我们这里的工匠所精通的那种数学。在现代一些着名的学者中也多有类似的观点。例如，英国科学史家李约瑟将中国人的思维称为通体相关的思维，并将其与欧洲科学所特有的附属的思维作比照。美国数学史家M克莱因指出：一种是希腊人所树立的那套逻辑演绎知识，其更大的目的是了解自然；另一种是源于经历体验为务实用的数学，它由埃及人和巴比伦人打下基础，为一些亚历山大里亚的希腊数学家所重新拣起而为印度人和阿拉伯人所进一步推广。前者重视几何，后者重视算术与代数。这两种传统和两种目的此后继续起作用。爱因斯坦在1953年写给JE斯威策的信中指出：西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础，那就是：希腊哲学家发明形式逻辑体系〔在欧几里得几何学中〕，以及通过系统的实验发现有可能找出因果关系〔在文艺复兴时期〕。英国哲学家、数理逻辑学家怀特海指出：希腊的天才人物是富于哲学性的，思路也是明晰的，并且长于逻辑。(物理学之道〕一书的作者、美国物理学家F卡普拉指出：固然东方神秘主义的各个学派在很多细节上有所不同，但是他们全都强调宇宙的基本统一，这是他们的教义的主要特点。东方人还将实在看作是超语言的。而西方人的特点是分析和理性的。事实上，这类定论或评语还能够举出很多。当然，不尽一样甚至互相对立的观点和结论可以以找出；但就总体而言，上述二分形式的基本观点是占多数的。而且由于所列举观点的人物在历史上的重要地位和重大影响，其所下判定和结论具有很高的权威性，一般是可信的。更重要的还在于，进入20世纪中后期，随着神经生物学、神经心理学、脑科学、人工智能等的发展，随着人们对大脑两半球机能的认识不断加深，早期关于东西方科学思维差异的二分形式逐步与人们对大脑两半球的认知功能的理解联络起来。正如科学哲学家J.H.吉尔所讲：裂脑现象已被看作是理解不同的观念倾向〔比方西方文明中的科学家和艺术家〕以及理解成为所谓西方和非西方文明特征的不同思想形式的基础。这华而不实比拟有代表性的有：美国神经科学家JE.Bogen〔1969〕根据斯佩里的裂脑研究成果，把左脑机能同西方科学史上的原子论联络了起来。美国科学史家、科学计量学的创始人D普赖斯在他的(巴比伦以来的科学〕一书的1974年修订本中补记道：这种风格差异非常好地对应于人脑左、右半球的活动。似乎控制人体右半边活动的左脑是巴比伦人，控制人体左半边活动的右脑是希腊人。整个文明当真显示出了这种纯粹的单侧性优势形式？差不多同一时期，美国文化心理学家A帕雷德斯和J赫伯恩〔1976〕在(分裂的大脑和文化认知悖论〕一文中，把比拟简化了的大脑研究成果与哲学、文化以及科学问题的研究联络了起来，以为人类存在着多元认识经过的神经学基础；在特定经过和特定问题之间存在跨文化的不同匹配；对两种基本的认识形式或策略应根据文化的不同作出不同的评价等。对此，美国科学社会学家沙尔雷斯蒂沃〔1976〕以为，循着帕雷德斯等人的思路，能够为解决中国科学与近代科学比拟研究以及科学发展或进化中的问题提供一些线索。日本学者岸根卓郎结合日本本土心理学家角田忠信〔着有(日本人的脑〕〕等研究成果，解释东西方科学的差异。以为西方科学是逻辑的、二元的；东方科学是直观的、一元的，并且更合适于卡普拉所讲的当代物理学的发展方向。笔者在(大脑两半球机能的非对称性与东西方思维差异的比拟研究〕〔1993〕一文中，从脑科学、神经心理学等学科角度分析了东西方科学发展形式和途径的不同以及近代科学为什么没有在中国或东方发生的原因。根据其他学者的一些思想，笔者在原来工作的基础上列出东西方科学思维半球风格一览表。〔见表1〕四、科学思维风格的测评及其考虑总的来看，东西方科学思维的不同风格、样式、偏好、倾向等是客观存在的；不管是站在不同的历史时期，还是从不同研究角度出发，我们都不可能忽视这种差异性的存在。而且这种差异同样具有二分〔二维〕的特征。对于这种特征的刻画，除了上述既有历史定论的评定和文本分析外，借鉴和运用人类学、实验心理学、认知科学的原理和方式方法，对东西方不同文化区域内人群的心理活动和心理特征进行分析、测评和比拟，也是一条颇为有效的途径。在这点上，我很赞成美国物理学家、认知科学家A米勒〔AI．Miller〕的一个观点：科学史是认知心理学的思维理论的实验室。即是讲，能够把科学史当做测量不同认知和思维风格的实验室来看待。而在这个实验室中，人们既不仅仅依靠于科学研究者的自我报告，也不单凭科学史、认知风格研究者的主观判定〔阐述〕，而是更多地求助于科学思维活动的表征物。在这里，表征物是指科学史中已经凝固化或结晶化的科学认知〔思维〕外在形式的总体。它们主要包括科学术语、命题〔陈述〕、公式、符号、定理、图表、插图〔草图〕、原理以及实验记录、考察报告〔笔记、游记〕、书信、日记、着作、实物模型〔手稿复制件〕、传记〔对历史人物及其奉献的评价〕等。为了使这种测评便于操作与客观化，适当的定量化处理也是必不可少的。所谓定量化处理，是将科学认知和思维的表征物进行分解，并配列相应的分解值，构成指标分解体系〔其目的是为量化处理提供基本的数量单元〕。在这里基础上，根据相关因素分析方式方法，从所确立的基本维度出发对这些分解的单元或因素进行归类与组合，并计算出各种组合的偏好强度值。最后，根据风格偏好评判标准，对数值进行统计分析，得出基本结论，并诉诸于可视化的表格与图示之中。鉴于东西方科学思维风格研究牵涉的范围极为广泛、构成的因素极为复杂：既有神经心理方面的，又有社会文化方面的；既有宏观的，又有微观的，等等。在进一步的研究中，需要注意下面若干方面：首先，对东西方科学思维差异的二元划分及半球风格的测评，应当从大的、主导性方面入手，而不可拘泥于小的、非主导性的方面。应当成认，有表1东西方科学思维半球风格一览表东西方科学思维的半球风格关东西方科学思维差异能否如此之大，能否有这样一个二分二维特征，一直以来并不是没有争论的。例如，日本着名东方学家中村元就以为，并不存在单一的东方特征，也不存在单一的西方特征。他举例讲，不只是东方人是综合的，西方人也有综合。例如，古希腊的语法学在词语的综合方面是极为出色的；另一方面，不只是西方人是分析的，东方人也有分析。例如，印度的文法学最擅于词汇与短语分析。但是从大的方面来看，在东方人中综合是主要的，而西方人则以分析性为主，这是毋庸置疑的。而且，同样是综合与分析，东西方民族的认识和理解是有质的差异性的。以综合为例，源于古希腊人的综合是建立在分析的基础之上的，而东方人十分是中国人一开场就将自个的认知取向建立在综合之上，尽管这是一种笼统而模糊的整体直观的把握。因而，对这些方面的认识必须详细问题详细分析。也许正是基于这样一些考虑，中村元还是指出了东方诸民族之间在思维方式上有很多类似性，并用东方民族的思维方式方法作为他四卷本着作的书名。其次，在进行半球风格形式与科学思维风格匹配与评估时，必须注意个体认知层面与科学家共同体、以文化体为单元的民族区域在认知层面上的质的区别。例如，风格理论中形象言语认知维度表示清楚的是个体能否倾向于将信息表征为视觉的、图片的，还是字词的、言语的。但是在科学思维中，当我们讲到超越语言时，这里的语言更多地是指一种概念化的、形式化的语言系统；而并不是讲具有这种认知风格的民族没有一般意义上的语言，更不是讲他们没有言语行为。因而，我们既要看到大脑机能与思维特征和知识类型之间的某种类似性，又要看到两者的差异。否则在进行比照、匹配时就会出现错误过失。前述普赖斯将右半球对应于希腊人、左半球对应于巴比伦人，显然将两两相对的匹配搞颠倒了。由于，图形并不等于图像，更不等于形象，相对讲来，它是一种简约化、类型化了的空间形式构造；而数量和数字也并不等于整个数学，尤其不等于数学中需要逻辑推理和证明的那部分数学。根据斯佩里、Bogen等人的讲法，逻辑的、分析的、抽象等的机能当是在左半球，而希腊科学又是典型的以演绎推理与几何证明为特征的，所以它明显应当是与左半球而不是右半球相对应。再次，应辩证地把握科学思维风格的变与不变的关系。没有一种风格是一成不变的；即便是同一种风格类型，其内部也有不同的风格变体。在历史上，东方和西方的地域范围和其指称对象是在不断变化的，并且两者之间一直存在着沟通与互动，经常是你中有我、我中有你。如印度人在历史上虽划为东方范围，但受地缘因素的影响，它又与西方文化有较多的接触，因此其思维特征在一定的时期呈现较多的中间性。尽管如此，从不断扩大的范围和对立的两端入手，我们仍然能够从中比拟出鲜明的差异性，仍然能够在相对的、层次不断转换的标准下找到具有显着差异性的二分二维形式。这讲明民族文化层面上的科学思维风格总是相对稳定的，这种稳定性正是在这种风格类型下进行科学研究的个体从事科学研究的前提，也是一种特定的科学文化类型得以延续的原因。以下为参考文献〔1〕[英]李约瑟．中国科学技术史〔第三卷〕[M]．北京：科学出版社，1978：49．〔2〕梁宗巨．数学历史典故[M]．沈阳：辽宁教育出版社，1995：259～261．〔3〕[古希腊]欧几里得．几何本来[M]．兰纪正，朱恩宽，译．西安：陕西科学技术出版社，2003：41．〔4〕[美]斯图尔特夏皮罗．数学哲学[M]．郝兆宽，杨睿之，译．上海：复旦大学出版社，2018：78～79．〔5〕Riding,R.J.Caine,T.CognitivestyleandGCSEperfor-manceinmathematics.EnglishLanguageandFrench[J].Edu-cationalPsychology,1993,13(11):59～67.〔6〕R赖丁，S雷纳．认知风格与学习策略[M]．庞维国，译．上海：华东师范大学出版社，2003:92～94．〔7〕张晓文，余嘉元．半