摘要： C.S.Peirce是美国杰出的科学家和逻辑学家。他以科学家作为职业，却常常又声称科学研究是为了逻辑目的，喜欢把自己塑造为逻辑学家。其次，他把逻辑学视为科学，丰富的科学历程刺激了他在逻辑学范围的很多创造性贡献。事实上，考察他的研究道路为大家从事推理工作的科学家和从事推理研究的逻辑学家都提出了有意义的启示。

关键字： Peirce；科学家；逻辑学家；科学；指号学；化学定义

中图分类号：B81-095 文献标识码：A



Charles Sanders Peirce（1839-1914），其一生曾作为“一个美国人的悲剧”〔1〕，目前已经愈加多地被觉得是他那个年代、也是美国到今天产生的最有创造性、最具才艺双全的伟大思想家。他广博的研究涉及很不一样的常识范围：天文学、物理学、度量衡学、测地学、数学、逻辑学、哲学、科学理论和科学史、指号学、语言学、经济计量学和实验心理学等等。而且这里的很多范围，Peirce在不同程度上被视为主张者、先驱甚至是“鼻祖”。Russell早就做出评价：“毫无疑问，他是十九世纪末叶最有创见的伟人之一，当然是美国前所未有些最伟大的思想家。”〔2〕而当代在世哲学家H.Putnam称他为“所有美国哲学家里高耸的巨人”〔3〕。

虽然Peirce的思想具备极为广阔的视线，但当今学者所公认、Peirce本人也承认的他的两个主要研究范围却是科学和逻辑学。科学和逻辑学是Peirce毕生付出精力最多的两个范围，也是他在大学毕业后决定他一生将干什么时曾优柔寡断的两种选择。但在其学术兴趣上它们是他的孪生子，二者在理论联系上常常是融为一体，成为Peirce最倾心关注的焦点。而且，作为科学家和逻辑学家的经验是Peirce整个哲学系统构建的基础与出发点，是贯穿他一生思想进步变化的要紧影响原因。事实上，科学和逻辑学的一同追求正是Peirce为自己所界定的生活目的。把握他的这一显著特点，大家可考察作为科学家的Peirce与作为逻辑学家的Peirce之间的某些联系。



1 科学家职业、逻辑学家志向



从实质从事职业来看，Peirce是位科学家，包含化学家、大地测量员、物理学家、天文学家、工程师、创造家、实验心理学家等等；同时这也是他谋生的方法，是他最早获得学术名声的范围。

成为一名科学家，Peirce具备很优越的条件；同时这也是他的亲戚朋友特别是爸爸所期望的。Peirce出生于具备好科学环境的家庭，尤其是其爸爸Benjamin Peirce是哈佛大学天文学和数学Perkins教授，也是当时美国最有影响的数学家。Peirce从小由其爸爸教授数学、物理学和天文学等学科；其聪颖智慧深得爸爸赏析。而Peirce本人也深受爸爸影响，特别是在爸爸1880年过世之后，他极想遵照爸爸遗愿而继承爸爸的事业，从此专注于科学研究。

在Peirce十多大岁数时，他已经在家里打造了私人化学实验室，并写出了《化学史》；其叔叔过世后，他又继承了他叔叔的化学和医学图书馆。1859年从哈佛大学毕业后，他爸爸安排他在美国海岸测量局（后来改名为海岸和地质测量局）野地考察队作为临时助手学习训练了一年；而同时他私下跟随哈佛动物学家Louis Agassiz学习分类学办法。1862年进入哈佛的Lawrence科学研究所，并于1863年毕业获得化学理学士。其间于1861年他第三进入海岸测量局，但这次是作为长期助手；1884年十月至1885年2月主管度量衡办公室；1867年爸爸成为海岸地质测量局的第三任主管，Peirce于同年7月1日由助手提为副手（Assistant），职位仅次于主管；他的这一职位上一直持续到1891年12月31日，时间达24年半之久。从1872年11月开始，他又负责钟摆实验；在1873—1886年间他在欧洲、美国与其他地方的站点进行钟摆实验。晚年（1896年直到1902年）主要为圣劳伦斯能量公司做顾问化学工程师。

同时，Peirce在1867年被安排在气象台从事观测工作，并于1869年被任命为副手。他曾是一次日环食和两次日全食现象的观测者，还负责用气象台新获得的天体光度计。1871年其爸爸获得国会授权进行横跨国内的地质测量，Peirce由此又成了职业的大地测量员和度量衡学家。

Peirce 生前虽只出版过一本科学方面的书（《光测研究》），为《the Nation》杂志写作的短评、书评现多采集在由Ketner和Cook编辑出版的《Contributions to the Nation》中；但他在海岸地测局和哈佛气象台的很多贡献已经为他（也为这两机构）在非常年轻时就取得了国际（尤其是在欧洲）声誉（Peirce1870年、1875年、1877年、1880年和1883年先后五次同意测量局任务到欧洲考察，同欧洲的很多科学家打造了联系，并极力倡导扩大科学界的国际联系）。Peirce于1867年成为美国文理学院的常驻会员，1877被选为国家科学院的成员，1880年被选为伦敦数学掌握成员，1881年被选进入美国科学进步协会。而且值得一提的是，目前Peirce已被觉得是使用光波长来测定米制长的先驱。

然而，尽管他原本可以非常不错地专职于科学职业，并有广阔的前景；并且事实上，他也是由化学进入了各种各样的科学部门，并投入了很大的兴趣和精力，成为美国当时杰出的科学家。但与逻辑学相比，它们只不过他生命的第二焦点。

从理想志向来看，Peirce视逻辑学为其天职。早年在爸爸指导下学习《纯粹理性批判》时就觉得康德的失败主要在于其“平庸的逻辑”，要超越康德体系，需要进步一种崭新的逻辑。他声称在12岁时已经除去逻辑别无其他追求；甚至在生活潦倒、疾病缠身的困境中他依旧坚持这一工作。他建有我们的私人逻辑史图书馆，他是近代以来少有些精通古时候和中世纪逻辑的一位逻辑学家。他一个人说，他是自中世纪以来唯一全身心贡献于逻辑学的人，并声称他是终生的逻辑推理学习者。1906年他在美国《WHO’S WHO》中把自己命名为一名逻辑学家，这在当时是绝无仅有些现象。晚年在Milford的Arisbe，他形容自己为田园逻辑学家、逻辑学隐士。与具备美好前程的科学职业相比，Peirce之所以热中于当时不可能成为谋生方法的逻辑学，更多的是出于对自己既定学术目的的追求：要进步一种有前途的逻辑。他对于逻辑的执著和热情，使得他在逻辑学上的贡献并不亚于科学。

年仅二十多大岁数时，Peirce就开始在哈佛和Lowell学院作关于逻辑学的演讲；从1879年直到1884年，在维持海岸地质测量局职位的同时，他作为Johns Hopkins大学（美国历史上第一所研究生学院）的兼职逻辑学讲师（这是他一生唯一一次获得的大学职位），并在这段时间出版了他第二本书（也是最后一本）《逻辑研究》。这本书在当时的美国乃至整个欧洲都有较大影响。在1901年，他为Baldwin的《哲学心理学辞典》写作了大多数的逻辑学词条。

虽然Peirce只有短暂的学院生活来传播他的逻辑理论，但在他那个年代，Peirce已经是一位国际性人物。在五次访问欧洲期间，虽然他是作为科学家去考察，但不只碰到了很多著名科学家，也会见了当时知名的数学家与逻辑学家，包含De Morgan、McColl、Jevons、Clifford、Spencer等，还与Cantor、 Kempe、Jourdain、Victoria夫人等维持着通信关系。1877年英国数学家和哲学家W. K. Clifford评价“Charles Peirce. . .是最伟大的在世逻辑学家，是自Aristotle以来已经为这一学科增加实质内容的第二个人，那另一个是George Boole，《思维规律》的作者。”〔4〕

而在今天，Peirce学者不断挖掘出的Peirce的逻辑特别是现代逻辑贡献更是值得看重。一般觉得，他早期主如果作为一名布尔主义者（Boolean）从事代数逻辑方面的研究，而晚年他的贡献主要集中于图表逻辑方面，主要包含存在图表系统和价剖析法。1870年Peirce的“描述一种关系逻辑记法，来自于对Boole逻辑演算的扩充”是现代逻辑史上非常重要的著作之一，由于它首次试图把Boole逻辑代数扩充到关系逻辑，并在历史上首次引入（比Frege的 Begriffschrift 早两年）多元关系逻辑的句法。在1883年之前他已经进步了量化逻辑的完全的句法，与直到1910年才出现的规范的Russell-Whitehed句法仅仅在特殊符号上有点不同。

在对于数理逻辑贡献的广泛性和独创性方面，Peirce 几乎是独一无二。与逻辑主义学派的Frege相比，Peirce的特殊贡献不在定理证明方面上，而更多的是在新颖的逻辑句法系统和基本逻辑定义的精制化进步上。他创造了十多个包含二维句法系统在内的不同逻辑句法系统。把实质条件句算子（在他那里的形式为“—<”）引入了逻辑学，比Shaffer早40年进步了Shaffer竖并仅仅基于这一算子进步了一完全的逻辑系统。还独立地系统使用了真值表办法和归谬赋值法，过早地意识到Skolem前束范式的技术。在Johns Hopkins 大学教书期间，Peirce开始研究四色图猜想并进步了逻辑和拓扑学尤其是拓扑图论之间的广泛联系。

大家看到，Peirce不止是有着突出贡献的科学家，同时也是著名的逻辑学家。然而在二者关系上，最重要的一点是：他承认自己热爱科学，但坦言对于科学的研究只不过为了他的逻辑；由于逻辑的研究需要从各种特殊科学（还有数学）的实质推理办法中概括出普通的逻辑推理办法，而决不是仅仅从逻辑书本或讲课中背诵、记忆和解题；多元化的科学研究正是为了逻辑之全方位概括，由它们获得的材料形成了逻辑学的基础和工具。事实上，这种前后的“从属关系”最突出地表目前他晚年常常是以作为科学家的收入来保持从事逻辑学研究的时间。



2 逻辑学作为科学



虽然上文表明逻辑学家Peirce与科学家Peirce之间有近乎目的与方法间的主从关系，但事实上并不是这样简单，它们还有更为深刻的一层关系，那就是：逻辑学也是科学。非常显然，这是Peirce长期的实验室历程已经使得他以科学的办法处置所有问题（他有时的确称自己为“实验室哲学家”）包含逻辑学了。

大家第一看，科学在Peirce那里意味着什么？Peirce看到大部分人包含科学界以外的人都习惯于把科学视为特殊类型的（主如果指系统化的）常识，而他更想像古希腊人那样把科学作为认知的办法，但他强调这种办法必须要是科学探究（inquiry）的办法。常识开始于怀疑，为了寻求确定的信念大家需要要解决（settle）怀疑，一般解决怀疑的办法主要有情感办法（求助于我们的感觉倾向）、信忠团体的办法（选择那些比较适合其社会团体的那一信念）和尊重的办法（求助于自己对于某特别个人或机构的尊重之感情）等；但这类办法本质上都是自我中心的非客观的办法，它们总是只通过怀疑者我们的行为、意愿来选择信念，缺少足够的证据。而真的客观的办法只有科学探究的办法，在这种办法引导之下，探究者从经验出发基于科学一同体的合作去寻求真理（TRUTH）或实在（Reality），这也正是科学活动；最后的真理性认识可能并非由某一实质的探究者所发现，但只须是遵循这种办法、运用先前的结果，最后都一定会一致达到真理的。这正是Peirce在《通俗科学月刊》上发表的两篇经典性论文《信念的确定》和《怎么样使大家的观念了解了解》中所讲解的实用主义（与后来James版本的实用主义有非常大不一样）办法相一致的，事实上如Peirce所指出的，实用主义不是什么世界观，本质上是一种办法，一种科学探究的办法。而同时，大家看到，Peirce把逻辑学视为设计研究办法的艺术，是办法之办法，它告诉大家怎么样进行才能形成一个实验计划；逻辑就是对于解决怀疑的客观办法的研究，是对于达到真理之方法的研究，其目的就是要帮助大家成为“科学人”。现代科学之优于古时候之处也正在于一个好的逻辑，完善的逻辑理论在实践上能缩短大家获知真理的等待时间，使得预定结果加速到来。

但大家发现，他在思想更为成熟的阶段是把逻辑学的科学属性放置于指号学（Semiotics或更多的是Semieotics）的语境中来考察的，虽然这种处置与以上把逻辑学视为科学办法之研究存在着根本上的一致性。

Peirce不只一次指出，在最广泛的意义上的逻辑学就是指号学或关于指号的理论，只是指号学的另一个名字。〔5〕它包含三个部门：批判逻辑学（ Critical Logic），或狭义上的逻辑学，是指号指称其对象的一般条件的理论，也即大家一般所谓逻辑学；理论语法（Speculative Grammar），是指号具备有意义特点的一般条件的学说；理论修辞（Speculative Rhetoric），又叫办法论（methodeutic），是指号指称其讲解项的一般条件的学说。〔6〕这种划分可能受中世纪大学三学科：语法、辩证法（或逻辑学）和修辞的课程设置的影响，指号学在某种程度上可视为对于中世纪后期所理解的逻辑的现代化版本。而大家在此需要强调的是，Peirce把指号学视为经验科学、察看科学。推理就是对于指号的操作，察看在其中发挥着要紧用途；指号学同其它经验科学的不同在于它们实验操作对象不同，在于其它科学的目的只是发现“事实上是什么”而逻辑科学要探明“一定是什么”。但既然是经验科学，依据经验学习的科学人进行逻辑推理所得到的结论就是可错的即准势必的（事实上，任何逻辑势必都只不过相对于特定推理首要条件而产生势必的特定结论）。

更进一步，Peirce把狭义上的逻辑学分成假设逻辑（abductive logic）、演绎逻辑和总结逻辑三部分。显然这比传统逻辑上演绎（势必的）、总结（可能的）二分的做法多出了内容。Peirce得出如此的结论是对于Aristotle三段论基本格研究的结果，他觉得Barbara集中表现了演绎推理的本质，而作为特殊的演绎三段论Baroco（把Barbara中结论的否定作首要条件、小首要条件的否定作结论）和Bocardo（把Barbara中的结论的否定作首要条件、大首要条件的否定作结论），假如把它们的结论考虑为或然性的，则分别相应于假设推理和总结推理。但更要紧的是，Peirce在此显示出了逻辑学与科学的最适当的紧密联系。在他看来，演绎逻辑也即数学的逻辑，而假设逻辑和总结逻辑主要就是科学的逻辑。在演绎逻辑已经得到常见承认的状况下，他终生的愿望就是要把总结和假设（Abduction）同演绎一块坚固地和永久地确立在逻辑定义之中。在科学探究过程中，假设、演绎和总结先后组成了三个不同阶段的科学办法，它们的一同用途使得科学探究能自我修正。

Peirce把假设放在第一，作为科学探究程序的第一步，目的在于发现和形成假说。假设是为讲解违反规律（或习惯）的意料之外事实而产生假说的过程，它能产生新信息，Peirce把它视为所有科学研究甚至是所有普通人的活动的中心。但这种假设并没提供安全靠谱的结论，假说需要要经过检验。于是，还需要演绎来讲解（explicate）和演示（demonstrate）假说即得出预言；再后由总结回归到经验，旨在通过察看被演绎出的结果是不是成立来证实或否证那些假说，即决定假说的可信任度。在这连续的三种推理形式中，假设是从意料之外事实（surprising facts）推到对事实的可能性讲解，演绎是从假说首要条件推到相应结论，总结则是从实例到一般化概括。经过如此的科学探究，大家在科学一同体中将能不断接近真理。



3 逻辑学中的化学定义移植



为更具体地论述Peirce的科学研究与逻辑学研究之间的紧密联系，大家在此可谈到Peirce对科学中的很多定义向逻辑学研究的成功应用，这突出表目前化学上。由于化学是Peirce的大学专业，也是他进入整个经验科学的入口。

逻辑学作为一门特殊的学科范围，事实上从近代以来，就从数学（包含代数和几何）理论那里找到了很有力的进步动力和理论技术。大家在此谈到的化学定义应用作为整个自然科学定义推广中的一例其实也是Peirce为进步逻辑学而提出的。

第一，Peirce晚年极为倾心的存在图表逻辑构想正是基于化学图表原理（可能还有拓扑学办法的启发）。存在图表是Peirce在其指号学背景下对Euler图和Venn图的重大进步，具备最强的表现力。其在自然、直观、易操作上要远胜于代数办法（包含标准的Peano-Russell记法），由于大家心灵的思想过程被同构地展示在推理者面前，对于图表的操作代替了在化学（和物理）实验中对于实物的操作。化学家把如此的实验描述为向自然（Nature）的质疑，而目前逻辑学家对于图表的实验就是向所关涉逻辑关系之本性（Nature）的置疑。〔7〕

第二个例子，现代逻辑（可能从《数学原理》开始）中的一对基本定义:命题和命题函项（或有时称为闭语句和开语句）原本就是来自化学中的“饱和”（Saturation或Gesättigkeit）和“未饱和”定义。Peirce用黑点或短线来代替语句中的“指示代词”（即逻辑中的自变元），得到形如“——大于——”、“A大于——”如此的形式，它们分别被叫做关系述位（relative rhema）（不同于像系词一样的关系词项）和非关系述位，也即他那里的谓词（谓词是几元的取决于大家到底怎么样选择去剖析命题）。他指出，述位不是命题，并坦言“述位在某种程度上与带有未饱和键（unsaturated bonds）的化学原子或化学基极为相似。”〔8〕然而不无意料之外，大家发现同时期欧洲国内的Frege也正在独立地从化学定义得到逻辑研究的想法。他把诸如“……的爸爸”的函项记号称为“未饱和的”或“不完全的”表达式，以与专有名词相不同。〔9〕

另外一个例子是Peirce提出的价剖析（Valency Analysis）法。正如名字所显示出的，它同化学中的化合价定义密切有关，Peirce所用的词汇Valency直接来自于化学中的术语Valence即化合价。价剖析是Peirce在图表化逻辑思想引导下于存在图表（Existential Graphs）以外创设的另一种二维表现法。其中，显然他是把思想中定义的组合与“化学离子”的组合相比拟，如他使用类似“●——”如此的结构表示带有“开放端（loose end）”的实体，即谓词；这就是化学中离子结构的简单变形。因为它们的开放端致使的“不稳定”（正像离子本身不稳定一样），开放端之间就可能连接起来形成一同“键”（bond）。如 “●—— ”同“ ——●”可形成“●——●”样式的新结构〔10〕。正是借助如此的离子组键技术，Peirce成功证明了其著名的化归论题，即对于三元以上关系都可化归到三元和三元以下的关系，但一元、二元和三元关系却不可以化归。这一论题是他哲学思想体系中所坚持的三分法原则的逻辑证明。



综观Peirce的科学家历程和逻辑学家志向，Peirce把逻辑学视为对于各种科学推理办法的概括，同时又把逻辑学理论指导、应用于科学研究过程。二者紧密相连，互为用途。而更为突出的，他的逻辑贡献大都可追溯到其多元化的科学研究，他的逻辑独创总是也是其科学研究经验的启发性建议。笔者以为，研究Peirce的这类方面，大家至少可得出以下启示：逻辑学应从数学和科学推理实践中概括推理的一般本质；逻辑学家应尽量学习、学会科学（传统逻辑就由于没如此做而失败，科学家非逻辑学家或逻辑学家非科学家都不可以胜任于对科学推理的剖析工作），由于拓宽我们的科学研究范围势必能加大逻辑学家对于逻辑科学的贡献能力；同时科学家要想更为一般地把握住推理办法也应知道逻辑学，但前者在目前学术界值得特别注意。目前处于被冷落地位的逻辑学要想摆脱这种局面，需要加快进步自己；而经验科学（不再只是数学）必能使得逻辑学进步获得新的生命力，这已经是被现代逻辑的进步史（尤其是初创时期）所证实的。



参考文献：



〔1〕库克. 现代数学史〔M〕.呼和浩特：内蒙古人民出版社，1982年. 61.

〔2〕罗素. 西方的智慧〔M〕.北京：商务印书馆，1999年. 276.

〔3〕Hilary Putnam. Peirce the Logician〔J〕.Historia Mathematica , 9（1982）. 292.

〔4〕Max Fisch. The Decisive Year and Its Early Consequences〔M〕. Writings of Charles S. Peirce: a Chronological Eption. Bloomington, Inpana. Inpana University Press. 1984. Introduction.

〔5〕〔6〕〔7〕〔8〕Charles Sanders Peirce. Collected Papers of C. S. Peirce 〔C〕.Cambridge, Massachusetts. Harvard University Press. 1931-58. 2.227，2.93，4.530，3.421.（根据Peirce文献的一般标注法，这里如“2.227”的记法，小圆点前面的数字为卷数，后面的数字为节数）

〔9〕威廉·涅尔，玛莎·涅尔. 逻辑学的进步〔M〕.北京：商务印书馆，1985年.624.

〔10〕Robert Burch. Valental Aspects of Peircean Algebraic Logic〔J〕, Computers Math. Applic, Vol.23, No.6-9, 1992. 665-677.



Peirce：The Scientist and Logician


Abstract: C.S.Peirce is an outstanpng American scientist and logician. He worked as a scientist. However he claimed that his research into various sciences is for the purpose of logic, and he would like to describe himself as a logician. On the other way, he thought of logic as science, and the long-period scientific experiments stimulate most of his original contributions in logic. Actually, the consideration of Peirce’s approaches in research provided a good suggestion for both the scientists who used extensively the reasoning methods and logicians who investigate specially the reasoning.

Key Words: Peirce; scientist; logician; science; 百度竞价推广iotics; chemical conception