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STEM 教育的深度解读(十九)

2024-04-29向世清

中国科技教育 2024年3期
关键词:规律逻辑概念

向世清,博士,中国科学院上海光学精密机械研究所研究员。长期从事激光物理与工程技术的前沿研发,是参与产业经济战略与决策咨询、基础教育改革咨询、科技创新中心发展战略设计等多领域战略专家,也是上海市最为活跃的科技创新教育专家之一。

前两讲我们简略但完整地解读了基本构成科学思维的8 个方面的关键元素。分开看这些元素,我们其实并不会有什么特别的感觉。但是,当我们将各元素按顺序递进地串在一起,更为整体地思考各元素构成的一个完备组成时,我们可以强烈地感受到其中的一种各元素之间的递进关联性。这样一种关联性正是一种所谓的“科学逻辑”的表象呈现。在这一讲中,我们就阐述有关科学逻辑的概念和特征。事实上,建立这样的逻辑思维正是科学思维最为本质和最为必需的基础要求。

为了认识清楚科学逻辑的概念和内涵,我们首先需要弄清什么叫作逻辑(相信很多人都会有这样的想法,笑)。我们常常听见大家都在讲逻辑,比如说“这个人的讲话有逻辑和层次”;又比如说“这篇文章没有遵循很好的逻辑”;还有,进一步的有“逻辑思维”等。在人们稍许层次高一点儿的对话与交流中,这样的以逻辑描述或评述某一讲话、叙述和论述的方式在生活中还是很普遍的。然而,真要细究什么是逻辑的时候,人们往往又觉得它有许多的模模糊糊、似是而非,有那么一种像是明白却又不是真正明白的“玄妙”感觉,说不清也道不明,更像是藏在背后的“犹抱琵琶半遮面”的“那张美人面孔”。事实上,有这种感觉是因为逻辑是一种抽象的概念,如果没有深入的认知和辨析的学习过程,还真是很不容易真正明白和理解的(不管怎样,为了一生中有更好的认识能力和认知水平,我们还是一定要真正弄明白,特别对一个孩子的未来而言,笑)。

关于常规的逻辑的本义,学术上一般这样界定:逻辑是研究思维形式和规律的科学,它涉及概念、判断、推理和论证,是理解和区分客观世界的思维过程,是思维过程中遵循的规律(如图1 示意)。然而,这样的定义看似足够清晰准确,对许多人而言却似乎仍然没有很好地说明白逻辑的概念,至少多数人仍然难以简单地明白其中的深刻内涵。为了解决这一问题,我们回顾一下相关的3 个名词的本身含义,即“概念”“判断(命题)”和“推理”,因为这3 个名词在其中起到了关键的作用。

首先, 概念是指从一群有着某些相似特性的事物中,通过使用抽象化的方式,提取出来后可以反映该群事物共同特性的思维单位,其结果就是用一个概念概述该群事物的共性特征。例如“人”这个概念是指我们这种能制造工具并能熟练使用工具进行劳动的“高等动物”。因此,建立和理解概念是思维的基本,也是为我们的思维大厦构建“基本砖块单元”的必需过程。

其次,判断是对所思维的对象呈现的情况和状态等给予适当的衡量和判定后,所给出的关于对象是否存在、是否具有某种属性,以及事物之间是否具有某种关系的肯定或否定。例如“这是一只猫”“今天早上天气很适宜”等就分别是一个判断。判断可为真可为假,可为客观可为主观,可为正确可为错误,等等。而命题则是判断中所呈现的用判断句式表达的语义,也就是判断本身实际所表达的概念及其定性说法。事实上,在每一个思维的环节中,人们都会给出各自相应的当前判断,这是思维的根本。有了当前的判断,思维才会进一步向下一个环节迈进(否则,就不能叫作思维);有了判断后,就顺理成章地有了接下来的推理。

推理是从一个或多个已知命题得出一个新命题的思维过程。换句话讲,推理就是一个判断接着一个判断,把这些判断连接起来递进思考所获得新判断的过程,而整体过程就会成为一种循着某种道理或者判断原则,最终达到一种符合思维者自身判断理念或者思想准则的结果。显而易见,推理让达到结果的过程有着某种不断寻理趋理合理的递进方法(迄今为止而言,似乎还只有我们人类有着这样的思考过程。当然,这也是人类尚不知道动物是否也具备这样的能力和过程而已,笑)。

基于以上3 个概念,我们能理解逻辑是什么了呢?逻辑就是推理中所遵循的那样一种思维者自身当下的判断理念或者思想准则所一直不断体现出的“约束”“限定”“原则”“纪律”等意义的呈现。也就是说,按照这样的思维准则,把概念用判断连接起来,得到新的判断结果,就构成了思维,这也就是依据逻辑而形成的思维模型方式;而这样的思维准则及遵循过程就构成了逻辑的概念和意义。

更为通俗易懂的,我们这样进行解析:一般我们的思维都是一步步地向前思考的,这一点没有任何疑问。这其中存在着几个问题:这其中的每一步是如何到达下一步的呢?上一步和下一步之间有什么联系呢?依靠和遵从什么样的递进意义从上一步进到下一步呢?逻辑就是将这几个问题回答清楚的关键。这个时候,我们会意识到,我们的思考递进中总是带有了决定判断下一步结果的某种意图,这种意图将某种思想、理念或者原则、标准、方法等,体现在思维的从上一步进到下一步的决定性选择方式里,彰显了从上一步到下一步要满足的约束、限制或者达到的要求、条件等。这更像是在其中存在着一条思考者自身人为给出的串联线索,或将其叫作“中心线儿”,这条线索是问题递进之间一定要遵循的。

现在,整体的图景是,在逻辑线索的约束下,思维最终形象地呈现为一种“层层递进、步步合理、整体连贯、从一而终”。最终,逻辑实际上就是一种“道理”法则的体现。人们认为有理或者合理的事情、行为、过程、结论等就视为是逻辑的,或者叫作合乎逻辑的,否则就视为非逻辑的。那么,现在我们应该基本弄清楚了逻辑的本义及其定位和作用(如图2 示意)(您了解逻辑了吗?)。

经过深入的研究和发展,人类关于逻辑的学说已经相对成熟。其中,逻辑分为狭义和广义两种理解。狭义上,逻辑指的是思维的规律,主要分为形式逻辑和数理逻辑(符号逻辑),而形式逻辑又包括了归纳逻辑和演绎逻辑;数理逻辑则是用数学方法研究逻辑或形式逻辑的学科,属于形式逻辑从形式上符号化了、数学化了的逻辑。广义上, 逻辑泛指规律,包括思维规律和客观规律。逻辑不仅包括思维的规律, 还包括研究思维规律的学科,即逻辑学。逻辑学又是哲学的一个分支,其更高一层面地研究思维的形式和规律,对人类的许多发展起到了基础作用,迄今为止已经被广泛应用于数学、计算机科学等众多领域及再拓展领域(限于篇幅,这里不再详述)。广泛的发展证明,一个人的思考是否有逻辑,真的特别重要。所以,一定要不断学会具有逻辑和修炼提升逻辑能力。因为有没有逻辑决定了思维的品质基本面。

不过,光有逻辑也仍然是不够的。因为逻辑也有不同、对错和好坏之分。那我们就要更深一层地看一看和区分一下,一个思维中的逻辑,或者那种判断的理念或者原则,是否具有正确的、客观的属性,或者具有理性而不是随意的、感性多变的属性,或者具有某种个性化原因所给定的倾向性理念或者原則的属性。这个属性的特点,决定了逻辑的正确性、客观性、倾向性等(这些也在更广泛的意义上形成了与随意的逻辑、神学的逻辑、宗教的逻辑、各种思想流派的逻辑等的关键区分)。而依据这样的逻辑性质的不同,人类已经区分和定义出了很多种类的逻辑。科学逻辑就是其中最为典型和重要的一种,也是人类思维和逻辑学发展之后最为决定性的一种。

我们简单追寻一下在人类思维发展的研究过程中是如何逐渐凝练和发展出科学逻辑的。最初,在人类已有的历史上的许多思维过程中,首先是慢慢建立了逻辑性的思维方式;不过,最初的逻辑并不是很好很正确,每一步的推理都比较随意和随性,这主要是当时积累的正确知识还不多,很难有一个正确的知识基础形成奠基往下的推理。这也就是说,每一步推理的依据和判据很难具有正确性和可验证性。这时,人类进一步悟出还需要更为正确的逻辑。这从人们开始反思下一步的结果究竟因为什么而有可能不对,然后又逐渐发现,决定思考是否正确的关键正是其中逻辑的正确与否和客观与否。这样就逐渐促动了正确和客观逻辑的诞生,然后也就慢慢形成了科学逻辑的雏形。

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