麦克斯米利安 吉纳斯:现代科学思维方法之一——模型化和理想化方法（转）

　　一、模型化方法

　　模型，英文中叫model，源出于拉丁文的“modulus”，即尺度、样本的意思。中国古代也有模型一词，指的是铸造器物的模子，“以木曰模，以金曰熔 ，以土曰型 ，以竹曰范”，以后引申为规范、样式。在现代科学中，模型就是原型的样本，是对现实系统的描述和模仿。模型方法就是预先设计一个与原型相似的模型，然后通过对模型的研究来揭示系统的特征和规律。

　　模型方法由来已久，我们的祖先在长期的社会实践中，逐步认识了不同的客观事物之间存在某些方面的相似关系，因而逐渐地摸索出运用模型方法来研究复杂事物的丰富经验。古代运用模型方法的事例很多，比如模拟生物的某些结构与功能，制造一种与生物原型相似的技术模型，作为劳动工具直接运用于人类改造自然的实践活动。由于古代生产实践水平较低，科学技术不发达，人们所应用的模型方法比较简单、有限，一般只是建立在几何相似基础上的缩尺模型和一些简单的抽象模型（如欧氏几何的点、线、面、体之类）。随着资本主义生产方式的产生，科学技术从宗教神学的桎梏下解放出来大踏步前进以后，模型方法也有了很大的发展。最早对模型方法进行理论上研究的要算伽利略和牛顿，伽利略在1636年就已经注意到建立模型时模型与原型关系中存在着的“尺度效应”，缩尺模型虽然是实际系统的缩影，但只是系统各部分一一对应按比例的放大或缩小，还不能确知实际系统的功能。同时，随着近代科学实验从生产活动中分离出来，作为特殊的社会实践形式，模型方法与实践方法相互渗透交融在一起，其结果不仅使模型方法由于运用了科学实验的方法，利用仪器、设备进行精密的测量而更加精确，科学实验也由于引进了模型方法，也使得实验方法产生了变革，即由直接实验扩展到间接实验，在研究某个客体、现象和过程时，先设计和建立一个相似的模型，在模型上进行实验研究，然后将结果转移到原型上去。

　　20世纪以来 ，随着科学技术的发展 ，人类认识和实践范围的扩大，模型方法的内容愈来愈丰富，形式也更加多样，特别是电子计算机被运用于模型方法，使得模型方法应用的领域更加广阔，地位和作用就显得更为重要，不仅在科学技术领域，而且在经济、政治、军事等社会领域中都得到了运用。

　　模型方法在现代系统分析中所占有的重要地位，是由模型方法本身的功能和特点所确定的。

　　1.简化与强化作用

　　由于在系统分析中模型既是实验的对象，又是分析研究的方法和工具，因此它具有一般实验方法的简化、强化等功能。对于一些多层次、多变量的复杂系统，可以利用模型在一个完全可控的条件下，对系统进行简化和纯化，以研究原型特征和可能出现的各种情况。在模型实验中可以造成在自然界中无法直接控制，而在生产过程中又难以实现的特殊条件，使系统变化过程按指定方向强化，发现前所未知的新现象、新规律 。并能缩短真实过程的时间 ，在较短时间内（如几天、几个月）重演在较长时间内（如几年甚至几十万年）才能重复出现的现象，从而加深对被研究客体系统本质的认识。

　　2.间接性

　　由于模型方法是运用各种模型代替现实系统进行间接的实验，因此它又具有一般实验方法（直接实验）所不具备的功能。有些自然和社会系统，它的空间范围很大，过程延续的时间又很长，以至几代人的生命延续所不能及，很难或者根本不可能在较短时间里对它们进行直接的试验 ，只有通过模型方法 ，建立起各种模型来进行间接的实验。

　　3.安全、经济

　　有一种系统，虽然可以对它直接进行试验，但由于经济代价太高或不安全而需要首先在模型上进行试验，如医学上人体系统的生理、病理的试验，由于直接影响健康，危及生命，因而往往采用动物作为生理模型、病理模型，以代替人进行试验。

　　4.预测性

　　由于模型是对现实系统动态过程的规律性描述，依据它所反映的规律，就能揭示出系统未来的行为与状态的变化。所以一般都用它作为预测的工具。

　　其他如未来人口的预测 ，市场预测 ，新技术、新产品的发展预测，等等，各种社会模型、经济模型、技术模型，都为预测提供了极其有效的工具。

　　由于实际系统是一个复杂的 、动态的系统 ，因此不仅不同类型的系统，需要选择与其相适应的模型，而且即使对同一个系统，也具有不同的分析方法，从而建立不同的模型。因此，建立模型的过程，本身就是一个创造性劳动，所以有人称它是一门“艺术”。

　　在模化过程中，必须遵循三个原则：相似性原则、简化原则、客观性原则。

　　第一，相似性原则它各种自然的或人工制作的技术模型，总是与原型有某种程度的相似性，或者几何形式，或者数量关系，或者结构功能，或是其他属性、特征相似，这正是客观世界的物质统一性的表现，是建立模型的客观基础。

　　第二，简化性原则它必须借助于模型对实际的系统进行简化，以简化的形式来再现原型。这里讲的简化的含义，既包括模型对原型的简化，也包含模型自身的简化。

　　第三，客观性原则它需要根据实际系统的情况对模型进行核实、修正，使模型简化而不失实。这就要求我们在建立和使用模型时必须遵循辩证唯物主义的认识路线，坚持客观性的原则，把真实系统作为检验模型真实性的客观根据。

　　最后还必须指出，模型方法虽是系统方法中的一种基本方法，但它也不是惟一的方法，它和其他方法一样，不是万能的，而是必须与其他各种方法紧密结合才能充分发挥模型方法的作用，这是要特别注意的。我们只能在适用的范围内运用模型方法，才是有效的。

　　模型方法不仅对工程技术系统行之有效，而且对于社会系统也有着普遍的方法论意义。马克思在《资本论》中，在对社会经济各要素分析的基础上，建立了科学的社会生产方式的模型，通过对它的研究揭示了资本主义这一社会形态的性质和矛盾，并且对未来社会的基本特征作了科学的预见。我们党和广大干部在长期的社会实践中总结出来的“ 解剖麻雀 ”、“ 抓典型 ”等方法就是一种模型方法，“麻雀”、“典型”就是属于实物模型。

　　二、理想化方法

　　理想化是现实中不存在和不可能实现、但在现实世界中有其原型的客体概念的思维构想。理想化过程的特点是：使实际的现实中各物体所必须固有的性质和关系抽象化，并把原则上不可能属于其现实原型的许多特征引用于各被构成概念的内涵之中 。此外 ，“直线”、“圆”、“绝对黑体”、“惯性”等概念也具有类似的性质。成为理想化结果的这些概念（它们常被直接称为理想化），是指在概念中思考理想化的（或理想的）客体。借用理想化方法来构成某一客体概念之后，进一步即可把它作为现实存在的物体用来论断。理想化可以严格地形成各种规律，编制各现实过程的抽象图表表示加深对过程的理解。

　　理想化方法是科学抽象的一种手段，它在抽象思维中，抓住主要因素，完全排除次要因素的干扰，使研究对象和研究条件达到超越于现实的理想境界。在研究中，运用理想化方法，建立理想化的客体用来代替客观对象或所进行的真的实验 ，可使复杂的研究对象 变得简单，使复杂的和难以进行的实验变得可行，使研究对象的本质及其运用规律得到充分暴露。理想化方法在科研中的运用，主要是建立理想模型和设计理想实验。

　　理想模型是人们为便于对客观事物进行研究而在思维中建立起来的一种高度抽象的理想化研究客体。“理想模型”与现实存在的事物不同：客观存在的事物包含多种多样的因素和复杂的联系，因而具有多方面的特征和关系，而“ 理想模型 ”通过对研究对象进行简化处理，突出了反映事物的主要特征或因素。对理想模型的研究，可作为对实际对象研究的基础。对于一个真实的复杂的研究对象和过程，通过研究其理想模型然后将结果 做适当修正后 ，便可与实际对象相符合。这是科研中广泛应用且行之有效的方法。建立理想模型并对其进行研究，有助于发挥人的想象力和逻辑思维能力，而获得的结果能够超越现有条件，出现新的研究方向，形成新的科学预见。

　　设计理想实验。在科研中，科学抽象正以“理想实验”的形式表现出来。理想实验 ，是人们在思维中运用理想模型 、塑造理想化过程 ，进行逻辑推理的思维活动过程 。理想实验与科学实验的不同在于：前者是一种思维活动，是运用严格的逻辑规则和丰富想象力，在抽象思维中进行的过程；后者是一种实践活动，是通过物化的过程而实现的。理想实验作为真实的科学实验的补充手段，可以超越客观条件许可的范围，达到绝对纯化、简化和理想化程度，可以揭示一般实验难以发现的客观现实和过程的内在规律，并由此得出重要结论。设计理想实验是提出科学假说的重要途径，进行理想实验可以导致新的科学定律，创立新的理论。

　　理想化方法在科研中得到广泛的应用，正确又巧妙地将理想化方法运用科研，可以导致科学上的重大突破 ，并获得开拓性成果 。但是，由于理想化方法在科研中采取了纯粹理想化的形式，所以它得出的任何推论都必须由科学实践的结果来检验。同时，它作为一种逻辑推理过程，又必须正确地运用逻辑方法。

　　科学的理想化与徒劳无益的幻想迥然不同，其特点是：在理想化过程中所产生的各种理想化的客体，在一定的条件下都可以从非理想化的（现实）客体的术语中找到解释。正是实践（包括各种系统的科学观察和试验的实践），证实了那些引起理想化了的抽象客体概念的抽象的合理性，并在认识中成为理想化实有成效的标准。

　　理想化除了具有从复杂现实中只强调属性的一般抽象性一面外，它还是可靠的非常富有成果的认识事物的形式。在理想化中，对于任何一种认识方法来说──表象和结构的典型一致性非常清楚地表达出来。理想化表明，认识的对象不完全是由主观发现的，而至少部分是由主观积极影响客观现实（对象结构）而形成的。这样，理想化也表达了主观和客观在认识过程的辩证关系。理想概念以及借助于理想概念而创立的理论的实用性，是建立在理想的客观事物的态度与以科学的方式设想的理想的客观事物相近似的基础之上的。而两者间始终存在的差别是因为存在内部和外部决定客观事物的状态的现实条件。