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第十一章 拉卡托斯:定义是产物不是起点——一部有材料的反例史

发现与发生 · 约 3,709 汉字

判断卡片:拉卡托斯做到了本编其余五位都没有做到的事——他用一个完整的、有文献可查的历史个案,证明了定义不是推理的起点而是与反例搏斗到最后才勉强稳定下来的产物;这是整场争论里唯一一次不靠立场、只靠材料的胜利。而他仍然输了整体,因为他把这场搏斗完整地留在了数学家共同体内部:他证明了知识在共同体那里有发生史,却没有追问这段发生史被磨平之后,交到一个新人手里会剩下什么。

一、他选了一个可以被核对的战场

前十章的争论都有一个共同的软处:双方举的例子都可以被对方重新解释。 发现派说负数找得慢不等于不存在,发生派说必然感可能只是习惯。谁也拿不出对方无法消化的材料。

拉卡托斯换了打法。他挑了一条具体的定理,把它两百年的档案翻出来,逐年逐人地摆在桌上。

那条定理是欧拉多面体公式:对一个多面体,顶点数减棱数加面数等于二。V − E +F = 2。

他要问的不是这条公式是真是假,而是一件此前没有人认真问过的事:在这两百年里,"多面体"这个词的意思变了几次?

答案是:变了很多次,而且每一次都是被一个反例逼着变的。

二、那场搏斗的实际经过

事情的顺序大致是这样的。

欧拉在十八世纪中叶提出这条关系,试了很多例子都对。然后反例开始出现,而且一个比一个难缠。

一对嵌套的立方体——一个空心立方体,里面挖一个立方体的洞:V − E + F = 4,不是 2。

一个带洞的环面型多面体:得数是 0。

两个只共用一个顶点的四面体:得数是 3。

所谓"刺猬",一个由星形五边形面组成的小星形十二面体:算出来是 −6,而且更麻烦的是,人们对"它的面到底是什么"都吵不出结论。

面对这些反例,数学界的反应被拉卡托斯归成几种,而这几种归类是他全书最锋利的部分:

怪物拒斥:宣布那不是多面体。嵌套立方体?那根本不是一个多面体,那是两个。星形十二面体?那不是十二个面,那是六十个三角形。——这个办法的实质是改定义,而且是事后改,为的是把反例挡在门外。

例外拒斥:承认它是多面体,但宣布定理只对"单纯多面体"成立,把反例划为例外,公式退守到一个更小的地盘。

怪物调整:不改定义,改对反例的看法——星形十二面体不是有十二个星形面,重新看,它有六十个三角形面;这样一算,公式又对了。

引理并入:这是拉卡托斯认为唯一体面的一种。不去挡反例,而是回到证明本身,问这个反例究竟在证明的哪一步把路走断了;把那一步隐含的假设挖出来、写明、变成定理的一个条件。柯西的证明里有一步是"把多面体的一个面去掉后可以摊平成平面图形"——嵌套立方体正是在这一步走不通。于是这个此前完全隐形的假设被写了出来,成了定理陈述的一部分。

三、他证明了什么

把这一部档案摆完之后,一件事变得不可否认:

"多面体"这个定义,不是这场推理的起点,是这场推理的产物。

它是被反例一次次逼着改写,最后勉强稳定下来的东西。而稳定之后,它被写进教科书的第一页,写成"定义:多面体是……",仿佛推理是从它开始的。

这就是本书第十三章那个工序,被一份完整的历史档案当场抓获。

拉 卡 托 斯 还 给 了 一 个 更 精 细 的 名 字 : 证 明 生 成 的 概 念 ( proof-generated concepts)。像"单纯多面体""欧拉型""同胚"这些概念,不是先有概念再去证明,是证明过程中为了堵住某个漏洞而被造出来的;它们的边界形状,是被那个漏洞的形状决定的。

请注意这一条与本书的关系。本书说:光滑化磨掉土壤(逼出它的困境)与路径(走通它的曲折)。拉卡托斯在一个具体案例上,把被磨掉的那两样逐条捡了回来,而且捡回来的东西可以被任何人拿去核对。

这是整场争论里唯一一次不靠立场、只靠材料的胜利。 编一那六位无一能对它做出有效回应——你没法说"多面体的定义一直就在那里等人发现",因为它变了六次,每一次变化都有署名、有日期、有理由。

四、那么他为什么仍然输了整体

三条,逐条说。

第一条,他把这场搏斗完整地留在了共同体内部。

《证明与反驳》的形式是一间教室里的对话:一位教师和一群编了号的学生(甲、乙、丙……)来回辩论。但这间教室是一个文学装置——那些"学生"说的话,全部来自真实数学家的文献,脚注里逐条注明是谁在哪一年说的。那不是一间教室,那是一部被改写成对话体的档案。

于是一个此前没有人问的问题在他那里也没有被问: 一个真的学生 —— 一个还没有"多面体"这个概念的人——在这间教室里会怎么样? 拉卡托斯笔下的每一位发言者,都已经是这场争论的合格参与者;他们已经知道什么算一个反例,已经能看出证明的哪一步可疑。他重建的是专家之间的发生史,不是一个新人身上的发生史。

第二条,他回答的仍然是那个问句。

他的副标题是"数学发现的逻辑"。他要打的是形式主义与欧几里得式的知识观,他要证明的是数学知识实际上是怎样成长的——这仍然是一个关于上游的问题:这个东西是怎么来的。他给出的答案与发现派相反,但问句一模一样。

按本书导论第三节的判断,凡是回答这个问句的人,都站在那道工序的下游指着产物争论上游。拉卡托斯把上游拍得极为清晰——但他仍然在下游。

第三条,编二那条判断在他这里也兑现了。

如果概念是被反驳推着长出来的,那么推动它的是什么?拉卡托斯的回答是理性的批判性对话:猜想、证明、反驳、再猜想。而这套对话的规范本身从哪来?他后来在科学哲学里给出了"研究纲领",纲领有一个硬核——一批被约定不去反驳的命题,反驳的火力被引向外围的保护带。

硬核是他自己的先在。 一个不接受反驳的核,正是他在数学史里所反对的那种东西的一般形式;他把它从概念层挪到了纲领层,并且把它正当化了。这不是他的失误,这是那笔账的必然去处:反驳不能反驳一切,总得有一处站着不动。

五、他与本书最近的一次,和分界

拉卡托斯是编二六位里离本书最近的,所以分界必须划得比别人细。

共同的部分:定义是产物;被磨掉的是与反例搏斗的那一段;教科书的次序是发生次序的倒置。这三条本书完整继承,不作任何修正。

分界在于三处:

其一,他处理的是概念在共同体里的成长,本书处理的是概念在个体那里的重新发生。 一个数学概念在共同体里只长一次,在个体那里要长无数次;两者的机制不能互推。

其二,他要还给读者的是历史的那条路径,本书要还给学习者的是他自己走得通的路径。 这两者往往不是同一条,而且不该是同一条——第三十章会论证,把两百年的争论史原样交给一个十岁的孩子,是另一种形式的递送成品。

其三,也是最要紧的一处:他假定只要把搏斗过程摆出来,读者就接得住。 《证明与反驳》整本书的隐含教学观是"看见这场辩论,你就会明白定义是怎么回事"。第四编要论证的恰恰是这一步不成立——一段被完整呈现的搏斗,对旁观者而言仍然是一件成品,只不过从"光滑的定义"换成了"光滑的过程记录"。

拉卡托斯把土壤和路径捡了回来,然后把它们也磨光了,摆成了一本极其精彩的书。这一句听起来刻薄,但它正是本书第七编第四章那条纪律(还原不等于放录像)的历史来源,而且拉卡托斯是这条纪律最好、也最令人惋惜的例证。

六、原始文本细读:那本书的脚注在做什么

《证明与反驳》正文是一间教室里的对话:教师与编了号的学生来回辩论。而那本书真正的重量在脚注,这一点在复述里几乎总是被丢掉。

脚注在做一件事:把对话里每一句话的出处标出来。 甲提出的那个"怪物",脚注注明是某年某人举出的反例;乙的那个辩护,脚注注明是某年某人写的话;教师的某个提醒,脚注注明来自某封信。

于是那间教室不是一个虚构的场景,是一部被改写成对话体的档案。

这个体例是拉卡托斯最了不起的一手,也是他被误读得最厉害的一处。它了不起,是因为它同时做到了两件通常做不到的事:它有一部真实档案的可核对性(每一句都能查到出处),又有一场现场辩论的推进感(读者跟着走,而不是读一份编年表)。

而它被误读,是因为那个形式太成功了。 很多读者记住的是"那间教室",把它当成一堂理想的探究课的样板,而忘了那些编号的学生全部是成年的、专业的、已经知道什么算一个反例的数学家。

这一处正是本章第四节那条判断的文本证据:他重建的是专家之间的发生史,不是一个新人身上的发生史。而这个证据就在脚注里——脚注恰恰证明了那间教室里没有一个真的学生。

再往下一层。那本书里有一件事从头到尾没有发生:没有任何一个人在对话中改变了他关于"什么算一个数学对象"的看法。 他们改变了对"多面体"的定义,改变了对证明的看法,改变了对反例的处置办法—— 而"数学对象是被反驳推着长出来的"这件事,那间教室里的每一个人从第一页起就已经接受了。

换句话说:那间教室里的每一个人,改写权都是开着的。 这本书因此完全无法回答,一个改写权关着的人在那间教室里会怎么样——而那正是编四第二十三章的题目。

七、一处对本书不利的读法

拉卡托斯的读者会提出一条反驳,而且它直指本章那句最刻薄的话。

本章第五节说:"他把土壤和路径捡了回来,然后把它们也磨光了,摆成了一本极精彩的书。"

反驳是:这句话对任何一本书都成立,因而它什么也没说。 任何把一个过程写下来的努力,产物都是一件成品;按这个标准,本书自己也在做同一件事,而且做得远不如他。用一条普遍适用的批评去打一个具体的人,是不公平的。

本书接受这个指控的前半,不接受后半。

前半是对的:这条批评确实对任何一本书都成立,包括本书——编三第十六章第四节已经写明了这一点,并且承认本书最可能的结局就是被压成一张贴在墙上的表。

不接受后半,理由是这条批评在拉卡托斯身上有一个别处没有的特殊性:他那本书的全部论点,就是"把结果当起点是错的";而那本书本身,是一件被摆到读者面前的结果。

这不是普遍的写作困境,这是一次自指的困境,而且他没有处理它。他没有在书里问过一句:"我这本书被读者接住之后,读者身上会发生什么?"——他假定,只要把搏斗摆出来,读者就接得住。

而本书至少问了这一句,并且给出了本书自己的失败预言与一条识别码(编三第十六章第四节)。这不足以让本书免于同样的命运,但它是两件不同的事:做了同样的事而没有意识到,与做了同样的事并且写下了它会怎样失败。

这一处的分界,也正是本书要求读者用来判自己的那一条。

八、这一章在全书里的位置

拉卡托斯给了这场争论第一份可核对的材料,也第一次把工序的痕迹逐条捡了回来。他停在了共同体的门口。

下一位跨出了那道门,而且跨得比任何人都远:他不看数学家,他看实验室;他不问知识是怎么长出来的,他问一件已经长成的东西,是如何把它长出来的那段过程从自己身上抹掉的。这是本编唯一一次换了问句的人——而他为此换了一个学科。

德麦国际专著第 76 号 · 王德生《发现与发生》