科學抽象

“抽象”一詞來自拉丁文，意思是“抽取”或“抽引”。抽象與感性直觀是對立的，一切日常的和科學的概念或範疇都是抽象的結果。因此，人們也常常把科學抽象當作科學概念、科學範疇的同義語來使用。科學抽象的結果不僅表現為科學的概念和範疇，而且可能表現為感性的形象，如各種幾何圖形和某些理想化了的模型等等。

抽象既與感性直觀相區別，又是感性直觀的發展。在認識的感性直觀階段，客體的各種屬性及其外部 聯繫紛然雜陳，它們雖然已經被人的感官即眼、耳、鼻、舌、身所分解，但客體的本質屬性還沒有從各種屬性的總和中區分析取出來，而這一客體與其他客體的本質聯繫還隱藏在它們之間的各種外部聯繫之中。抽象過程的作用正在於從客體的各種屬性中區分並提取出它的一般屬性；而科學抽象的作用更在於把關於對象的渾沌表象“剖開”、“割斷”、“切碎”，發現並析取其某一或某些本質的屬性、關係和聯繫，即對它的內在矛盾的諸方面及其關係和聯繫進行分別的考察，並以概念、範疇和規律的形式使之確定化。可見，抽象，包括科學的抽象，是以感性直觀為基礎的，因而歸根結柢是以感性直觀為中介的對客觀對象的間接反映。另一方面，抽象過程又不是對感性直觀所給予的東西進行簡單的整理或加工的過程，而是從生動的直觀出發，逐漸深入到對象內在本質的一個能動的飛躍過程。科學抽象是在感性具體的基礎上進行的，就此而言，它所提供的東西早已包含在感性直觀所給予的東西中；但科學抽象的過程在內容上又不限於感性直觀，它所提供的關於對象本質的知識是感性直觀不能達到的，就此而言，它又是一種創造性的思維過程。科學抽象以感性直觀為中介，它似乎比感性直觀更遠離現實。但實際上，科學抽象是更深刻更全面地認識客體的方法。因為只有藉助於思維的抽象力，人們才能揭示和把握感性直觀所不可能發現的客觀對象的本質及它的運動規律。所以列寧說：“當思維從具體的東西上升到抽象的東西時，它不是離開──如果它是正確的……──真理，而是接近真理。物質的抽象，自然規律的抽象，價值的抽象以及其他等等，一句話，那一切科學的（正確的、鄭重的、不是荒唐的）抽象，都更深刻、更正確、更完全地反映著自然”（《列寧全集》第38卷，第 181頁）。

科學抽象是達到思維具體，即在思維中從整體上再現客體的必經階段。任何科學認識過程，都是以獲得對客體的這種具體認識為目標的。然而這裡所說的具體與感性具體不同，它表現為關於客體的多種規定的綜合，而這些規定都是在科學抽象中獲得，並以概念、範疇、規律等邏輯形式確定下來的。正是在這個意義上，科學抽象是科學認識過程中的必然環節，是獲得關於對象的具體知識的一種必要手段（見從抽象上升到具體）。

通過抽象，客體在思維中受到分析，客體的某一或者某些方面從其各種規定的統一中被離解出來。如果把這些被離解出來的方面即認識過程的某些片斷加以絕對化，把它們看作凝固不動和獨立自在的東西，那就不可避免地要使抽象本身脫離客觀對象，脫離在社會實踐的基礎上不斷發展著的整個認識過程，成為空洞僵死的抽象，從而滑向唯心主義和形而上學。抽象本身即包含著導致唯心主義和形而上學的可能。把認識過程中的某一環節絕對化，片面誇大抽象及作為其結果的概念、範疇的作用，正是形而上學和唯心主義的認識論根源。科學抽象與這種空洞僵死的抽象根本不同，任何科學抽象都不過是關於對象的某一或某些方面的反映，因而只是關於對象的全面而完整的認識過程的環節，它始終處於關於對象的永無止境的認識運動過程中。科學抽象的生命力及其科學價值也正在於此。

科學抽象是理性思維方法的一種形式。所謂抽象就是人仍對獲得的感性材料和感性經驗，運用理性思維進行一番老粗取梢、去偽存真、由此及彼、由表及裡的改造製作工夫，去掉事物非本質的、表面的、偶然的東西，抽取出事物本質的、內在的、必然的東西，揭示客觀對象的本質和規律。簡單地說，抽象就是透過現象抽取本質的思維過程。在科學研究中，對觀察和實驗中獲得的感性材料進行科學的抽象，是一種必不

可少的研究方法。列寧說；“物質的抽象，自然規律的抽象，價值的抽象及其他等等，一句話，那一切科學的(正確的、鄭重的、不是荒唐的)抽象，都更深刻、更正確、更完全地反映著自然。”從自然的本質、內在聯繫、運動過程的深度反映自然，是對感性材料進行科學抽象、提煉加工的結果。如果科學停留在自然界外部現象的羅列和描述，那就不成其為科學，也不能深刻地、正確地、完全地反映自然。因此，科學抽象是形成科學體系的決定性環節，是人類科學理論思維獲得高度發展的產物。歷史上曾經有一些自然科學家認為，經驗的方法是自然科學唯一正確的方法。這種思想作為自然科學從神學束縛下解放出來的武器，在歷史上起過積極作用。但是，當自然科學進一步發展，一旦需要對這些材料進行整理財，經驗的方法就不中用了，使得不少科學家停留在感性直觀階段而無法體出重大的理論貢獻。例如，在行星運動三定律發現以前，丹麥天文學家第谷花了三十年助工夫，長期觀察行星運動，積累了大量的感性材料，具有豐富的感性經驗。但是，他長於感性觀察而短於理性思維，並受到地心說的束縛，因而未能概括出行星運動的規律。他的學生開普勒則沒有停留在感性材料上，而且對第谷已取得的感性材料進行科學抽象和理論分析，衝破了地心說的框框，找出了行星運動的內在聯繫和客觀規律，把感性認識深化、發展為理性認識，從而發現了行星運動三定律。這一事實說明了這樣一條真理，知識不能單從經驗中得出，只能依靠理性思維的幫助，才能揭示自然的本質。雖然觀察和實驗是科學發觀的重要條件，但科學家的成果決非與他取得感性材料的多少成正比例。有一些科學工作者，可以從極簡單的事實中發現重大問題．作出重大貢獻；而另一些科學工作者，雖然積累了許多材料，促在他們那裡卻成了一堆死的東西，不能從理智的發明同觀實到的事實中，通過科學抽象作出理論概括。大量事實證明，只有那些認真實踐而又善於思索的人，才有可能在科學探索中，捷足先登，摘取新的科學之果。

現代科學飛躍發展，利學抽象的意義尤為明顯，建立各個知識領域相互之間的正確聯繫，幾乎一刻也不能離開理性思維：例如，現代天文學不僅要了解各種天體運動的規律，而且還要綜合各種天體以至整個宇宙的起源和發展的規律。在這裡，如果只有各種高倍的光學望記鏡或射電望遠鏡，而沒有“高倍”的理性風紹，無論如何也不能揭示它們的規律。1977年3月，我國和美國等國家，在觀測天王星掩星現象時，光度計上記錄了光度讀數開始下降然後回升先後若干次和下降持續的時間不等等現象。這些現象說明了什麼問題呢？儀器和記錄無法回答。於是，人們運用理性思維的能力，進行了分析和推算，發揮科學抽象的作用，在對偶然現象進行大雖概括曲基礎上，發現了天王星環，成為近幾十年來在太陽系天文現象中的重大的發現。又如，在微觀領域，當人類的認識還只達到分子和原於的時候，恩格斯曾指出；“原子和分子等等是不能用顯微銳來觀察的，而只能用思維來把握。”①如今人類的認識已經從分子和原子深入到原於核、基本粒子和層子等更深層次的時候，要建立正砌的物理模型，了解它們的內部結構，更加需要用理性思維去把坦。達說明，在觀察實驗中發現的新現象，如果沒有理性思維，不經過科學抽象，即使真理碰到鼻子尖也不會得到真理。

現代的觀察實驗，無論是從觀察實驗的方法、手段和過程看，還是從參加觀察實驗的科技人員來看，本身往往是一個龐大的工程。在這個工程個，從觀察實驗題目的選擇到觀察實驗的構思和段計，從觀察實驗方法和技術的確定到觀察實驗數據的處理；從數理分析觀察實驗中所獲取的大量材料到由觀察實驗結果而作出的科學結論，理性思維就象一根紅線，貫串於觀察實驗的始終。它使人們對自然界的認識，從現象到本質，從外部到內部，從偶然聯繫到必然聯繫，從而揭示自然界的本質和規律。

科學的抽象不同於荒唐的幻想，它必須以實踐作為基礎。科學抽象和實踐基礎是統一認識過程中相輔相成的兩個方面：一方面，沒有實踐；既不能獲得科學抽象賴以進行曲感性材料和科學前提，也不可能產生科學抽象的思維過程，另一方面，科學抽象又是與實踐活動不同的思維活動，是一個概念、判斷、推理、假說等等產生和形成的過程。沒有這兩個過程的統一，人們的認識就不能飛躍，實踐之樹就不能結出理論之果。因此，我們既不能無限誇大科學抽象的作用，使它脫離實踐或凌駕於實踐之上；同時，我們也不能否認科學抽象的重要作用，把實踐基礎和科學抽象對立起來。只有把二者有機地統一起來，才能使建立在實踐基礎上的科學抽象發揮它巨大的作用。

人們對客觀事物的認識過程，仕往是從個別到一般，即由具體到抽象；然後再從一般到個別即由抽象到具體的辯證過程，換句話說，就是由感性的具體到抽象的規定，再由抽象的規定上升到思維中的具體，這就是科學抽象亦即理性思維的基本過程。

感性的具體，是人在實踐中得到的對於客觀對象、具體事物的感性直觀，直接呈現於我們感官面前，將其作為一個整體而加以統攝，形成一個“完整的表象”。這是整個認識過程的起點，可以說是人類認識的一

種樸素的辯證功能。但是，這種生動具體的表象，只是一種渾沌的整體，還無法對事物的本質及其關係作出清晰的、深刻的、全面的說明。因此，這種“感性的具體”，本身又很不“具體”。例如，人們在日常生活中，直覺感知到的晝夜交替、太陽升落，這是很具體的現象，但這種直覺是的、籠統的，相對於天體運動規律的認識來說，這種直覺又是很不具體的。所以，“感性的具體”雖然是認識的起點，但要認識率物的本質，獲得真正的知識，還必須由“感性的具體”上升到“抽象的規定”，實現由具體向抽象的過渡，使“完整的表象”經過思維的“蒸發”，揭示事物整體內部各方面之間的聯繫和關係。由“感性的具體”到“抽象的規定”的過程主要是通過思維的分折活動，把整體分解成各個部分、從中去抹那些偶然的、非本質的東西，抽出那些必然的、本質的東西，對具體事物各方面的本質加以規定，形成概念。例如，從白石頭的完整表象中抽象出“堅”、‘白”這兩個規定，從人曲指頭、動物群、果實的集合等等無數現實事物的表象中抽象出“數”的概念。數學中的點、線、面的概念就是通過抽象方法規定下來的。人們為了研究客觀事物的空間形式和數量關係，就撇開了事物其他方面的特徵、特性，於是得到了沒有體積的“點”、沒有寬度和高度“線”，以及沒有厚度的“面”。從表面上看，這些抽象出來的東西，比起生動的感性具體來說，似乎遠離客觀實在的事物，看不見，聽不到，嗅不出，嘗不了，摸不著，但它卻使人們的認識從事物的表面深入到內部，從現象深入到本質。可是，這種抽象是以純粹的形式出現的，每個抽象的規定，只是反映事物本質的某一方面。要真正達到對事物的全面而具體的認識，還必須運用綜合的方法，把對事物各方面的本質的認識聯結成一個統一的整體，從“抽象的規定”上升到“思維中的具體”’把事物的各種聯繫，在思維中完整地複製出來，即把事物作為整體在思維中再現出來。

“思維中的具體”是許多規定的綜合，因而是多樣性的統一。當自然科學進入理論的領域以後，單純依靠從具體到抽象，即從‘感性的具體”到“抽象的規定”是不夠的，必須藉助於從抽象上升到具體、即從“抽象的規定”上升到“思維中的具體”，才能逐步形成對於自然界的具體的系統認識。這一過程是科學抽象發展的必然產物。

“思維中的具體”同現實的具體事物不同，它不是向“感性的具體”的簡單回復，而是思維掌握具體，把它當作一個“精神的具體”複製出來l是具體和抽象的統一，是客觀現實內容和主觀思維形式的統一，。能夠使我們狂思想中掌握客觀事物自身的各方面的本質以及它們的相互聯繫，對事物的各種現象作出統一而全面的說明。例如，人們對光的認識，在“感性的具體”階段，被感官所統攝的是五顏六色的光的具體表象；在“抽象的規定”階段，人們通過分析，從整體上把光分解為各個部分，對光的波動性、量子性等等各種屆性作了抽象的規定；而在“思維中的具體”階段，人們則把光在各種質上和量上的規定性，按照其內部聯繫，全面地進行了綜合，從整體上揭示了光具有波粒二象性的特性，深刻地反映了光的本質，從而形成了關於光的相對完整的理論體系。通過這個體系把光的運動形態作為具體的總體在思維中再現出來，使人們對光的現象達到真理性的認識。

由具體到抽象，再由抽象到具體，這是一個否定之否定的過程。與之相適應的科學方法是：從感性的具體出發，通過分析由感性的具體達到抽象的規定，然後通過綜合由抽象的規定達到思維中的具體。在這個過程中，抽象是對感性具體的否定，它離開了具體，但又是走向思維中具體的一個步驟，因而它又包含著自身的否定。思維中的具體是彷彿復歸於感性具體而又高於感性具體，是一種寓抽象於其中的具體，它是具體與抽象的統一。它不僅沒有因其辯證的前進運動而喪失了什麼，而是使人們對客觀事物的認識內容不斷得到豐富和充實。在這個過程中，“具體”既是認識的起點，又是認識的終點，終點彷彿是向起點回復，而實際上是在更高基礎上的前進，從而構成人類認識的螺旋式上升運動。

科學抽象的方法由來已久，形式多樣。自然科學研究中的理想模型就是理想化方法的表現形式。

所謂理想化方法，就是人們在觀察與實驗的基礎上，通過理性思維的能力把研究對象置於比較純粹的理想狀態之中，簡化複雜因素，純化主要因素，忽略偶然因素，撇開次要因素，理想化客體代替實際的客體進行科學研究的一種方法。

在科學研究中，人們不僅在實驗室內創造各種人工條件，使研究對象簡化、純化，而且通常運用思維的抽象力，對事物的各種因素和現象進行去粗取精、去偽存真的取捨工作，把自然過程進一步加以簡化、純化，讓研究對象表現為理想純化狀態，以利於研究。這些理想形態，是現實隊界中找不到的東西，而是某種抽象力的產物。例如：數學中點、線、面，力學中的理想剛體、流體、質點；光學中的絕對黑體；化學中的理想溶液；生物學中的模式細胞等等，都是經過高度抽象的理想客體。它們是不能為感覺所直接感知，在實驗空中最多也只能近似地接近這種理想情況。但它不是不可捉摸的東西，它的“模型”以客體存在為原型的。作為抽象思維的結果，這些理想客體都是對客觀事物的反映。

在自然科學研究中，通過建立理想模型與設計理想實驗來揭示自然界的本質和規律，從事物的純粹狀態創造思維的理想過程。

自然界的現象十分複雜，各種因素交織在一起，往往使人不容易發現其中起作用的是哪接因素，誰起主導作用，各種因素之詞是怎樣互相影響的。對於這種複雜現象，單憑觀察是不能完全弄清楚的。雖然在觀察中可以用選擇典型的方法，在較少干擾的地方去觀察自然，在實驗r6可以採取實驗手段將自然過程加以簡化和純化。但在觀察和實驗中不可能完全排除次要因素和外來干擾，物質的形態還不夠純粹。因此，人們通過建立理想模型來代替實在的客體，在抽象過程中，發揮邏輯思維的力量，把研究對象的主要矛盾或主要特徵，以純粹的理想化形式呈現出來，就可以揭示自然過程的客觀規律性。

理想模型是現實原型的近似反映。在現實世界中，有許多實際事物同理想模型十分接近，因而可以把實際事物當作理想模型來處理，把理想模型的研究結果直接用於實際事物。例如，在研究一股氣體時，當溫度與室犯比較不太低、壓力與大氣壓比較不太大的情況下，可以把它當作“理想氣體”，從而直接運用“理想氣體”的狀態方程來處理。因此，對於理想模型的研究，可以作為實際問題研究的基礎，對於複雜的對象和過程．可以先建大理想模型，然後對它的研究結果加以修正，使它同實際的研究對象不斷趨於一致。例如，質量為1克分子的理想氣體的狀態方程(PV=RT)與實際的氣體並不符合，但經過加以修正而建立的范鎔瓦爾斯方程，能更好地報述了實際氣體的狀況。

由此可見，科學抽象的理想化方法是人類思維在認識客觀世界中能動性的表現形式之一，在自然科學的研究中，具有十分顯著的作用。

簡化實際過程，揭示運動規律

在一定場合、一定條件下，作為一種近似，人們可以把實際事物當作理想形態來處理，把複雜的研究對象經過抽象加以簡化，捨去次要因素，袖取主要因素；排除偶然因素，揭示必然因素；忽略次要矛盾，抓住主要矛盾，從而揭示事物運動的客觀規律。

例如，人們在研究物體運動時，由於物體具有形狀和大小的不同，在運動過程中，物體上的各點的位置變化，在一般情況下是各不相同的，因而在實際研究中要詳細描述物體的運動，是一件十分複雜而困難的工作。為了使問題簡化，我們可以在一定條件下，根據研究對象的需要和事物的性質，把物體的大小和形狀可以忽略不計，而把各種物體看作是沒有大小形狀的質點，研究質點的運動規律。例如，在研究地球繞日運動規律時，對地球的形狀和大小可以忽略不計，直接把地球當作一個“質點”來處理；在研究炮彈飛行規律時，對炮彈飛行過程中的空氣阻力和它的轉動性能可以忽略不計，直接把炮彈作為只具有質量而無幾何大小的一個“質點”，研究它的飛行軌道。這種把研究對象抽象簡化為質點的方法，忽略那些不影響實際對象的性質，能夠正確地揭示物體運動的規律，但這種處理不是隨意的，而完全是出在我們研究現象的過程中，對它起重要作用的那些性和我們所要解決的理論問題的內容所決定的。

超越現有條件，指示研究方向

由於在建立理想形態的過程中，捨棄了大量的具體材料，突出了事物的主要特徵，因而使人們更便於發揮科學抽象的作用，使理想形態的研究結果能超越現有的條件，指示研究的方向，形成對新事物的科學預言。

例如，在太陽系的起源問題上，若干世紀以來一直是縈繞在天文學家頭腦中的一個謎，在觀察手段無法達到的情況下，人們藉助於思維的力量作了種種退想，超越現有條件，提出了不少科學預見。1749年布豐生動地描繪了這樣的情景：一顆拖著明亮尾巴的“司命琶星”從當購孤零零的太陽邊緣擦過，從它的巨大形體上控了一些“小團兒”，它們在衝擊力作用下進入太空，並開始自轉起來。布豐的這一想象顯然沒有科學地說明太陽系的起源，但它卻提出了要研究太陽系起源的思想，這就為人們研究天文學指明了方向。1755年．德國哲學家康鎔，發表《自然通史和天體論》，提出關於太陽系起源的星雲假說，它區別於布豐的災變說。康德的星雲說是從太陽系自身尋求原因，為太陽系起源的研究建立了一種高度抽象的理想形態，為歷來者探索太陽系的奧秘，進一步指明了方向，預言了新的事實。

正如人類不可能看到太陽系、銀河系起源的真實過程一樣，在人類出現前，地球上地質的、氣象的、化學的、生物的真實演化過程，也是我們不可能親身經歷的；而且，即使是對現存事物過程包括微觀和宏觀的研究，也仍有大量無法達到的領域，科學所能提供的觀察、實驗手段總是比它的前沿陣地落後很大一段距離。在這種情況下，人們運用抽象思維的能力，把對象純粹化，在思維中塑造理想模型和理想實驗，就可以加快探索大自然奧秘的步伐。

透過事物現象，抓住事物本質

在科學研究中，理以化方法作為科學袖象的一種形式，然科學方法論角度考察，足以唯物辯證法的原則為依據的。科學理論是對自然界率物的木質及其規律的抽象。事物的本質苟現象，必然與偶然，共性與個性，總是辯證的統一的。這就為科學抽象不僅提供了一種可能性，而且實際上提供了一種必然性，使我們有可能甚至是必然地能夠透過現象抓住本質，通過偶然發現必然，分析個性抽取共性，使我們對熟悉的一切具體事物進行類比，運用已掌握的科學知識，在觀察和實驗的基礎上，把看來互無聯繫的表象或通常邏輯上尚未考慮的設想聯繫起來加以思考，從而構成關於對象的狀態、內部過程以及各種相互關係的自然圖景。們在上面所談到的設計等，大都經歷了這樣的過程。可以說，建立理想模型或理想實驗的過程，也就是進行辯證思維的過程。科學史上任何有成果的那想形態的思維活動，都是白覺不自覺地運用或接近辯證的思維方法。

隨著自然科學的深入發展，導致科學認識對自然界的抽象化程度越來超高，直觀性程度越來越少，從而使理想化方法在自然科學研究中的地位越來越顯老。這種方法需要的不是什麼儀器設備，而是高度抽象的理論思維。從形式上看，這種理想形態是一種純粹的思維活動，似乎是“脫離實踐”，“從理論到理論”，實際上恰恰相反，它以抽象的形式，更深刻、更正確、更完全地反映了客觀實際。