論工程設計中的實踐推理

李秀波,趙 亮

(1.中國科學院大學 人文學院,北京 100049;2.長沙理工大學 哲學研究所,湖南 長沙 410114)

實踐推理是工程設計活動中的主要推理形式。工程設計本質上是一種從工程目的到工程結構的實現過程,其中的推理活動主要是一種目的-手段的決策推理,體現出一種實用主義色彩。換言之,工程設計主要涉及回答 “設計者應該如何行動”的推理活動。然而,解釋推理、類比推理和演繹推理等理論推理形式無法解決其中“應當”的問題,導致“命令性邏輯的悖論”問題[1]。相反,實踐推理是從“應然”非演繹地推出“行動”的一種推理活動,更符合工程設計活動的本質。同時,在現實的工程設計實踐中,設計者通過理論推理建立了工程認知,為行動提供合理性支撐。可以說,設計實踐中既存在涉及工程認知的理論推理,也存在涉及工程行動的實踐推理,理論推理與實踐推理一體化于人類的技術活動中[2]。盡管如此,實踐推理在工程活動中是更基本的推理形式,正如理論推理之于科學活動一樣。

針對工程設計中實踐推理的分析,學界已經有了初步研究。Umeda等指出工程設計中的推理形式是以“功能推理”(Functional reasoning)為特征的,即設計者以“功能”作為原點展開的推理活動[3]。基于此,技術哲學的荷蘭學派建立了“結構-功能”概念框架,嘗試解讀從技術人工物的“功能描述”轉譯為“結構描述”的功能推理過程[4]。還有人嘗試建立功能推理模型,呈現出以“功能”為核心的功能推理全貌[5]。其中,以Stone和 Wood提出的FB功能推理模型(The Functional Basis approach)為代表[6]。該模型用一種動詞——對象(verb-object)語言把功能描述為一項“操作行為”作用于技術人工物運行的動力學機制的過程。該動力學機制可以選擇“流描述”(物質、能量和信息流)作為描述語言建立表征模型[7]。總體來看,以“功能”為核心的設計推理的描述方式離不開結構、行為、功能、行動和目的五個概念[8]。雖然當前研究能夠描述工程設計推理活動的邏輯結構,卻沒有體現出工程設計的地方性、實踐性和創新性特點。本文從實踐推理的一般特點出發,分析了工程設計中實踐推理的有效性與工程知識的關系,并根據工程知識中顯性知識和隱性知識的區分,提出了一個描述工程設計中實踐推理思維的雙知識模型,從另一個角度呈現工程設計中的推理過程。

一、實踐推理及其有效性問題

在人們的行動中,理性主體選擇一種手段去實現特定目的。在行動之前,主體會借助實踐理性來論證手段的合目的性,并建立關于“某行為應該是有效的”信念,該過程即實踐推理的過程。可以看出,實踐推理是從“應然”非演繹地推出“行動”的一種推理,其結論為行動、行動意圖或行動信念[9]。其過程一般包含目的、對象、手段、理由、行動等要素。

G.H.Wright給出了實踐推理的一種典型形式[10]:

大前提：主體S想要達到目標x;

小前提：主體S相信(除非S采取行動y,否定他不會達到x);

結論：S必須采取行動y。

馮·賴特把x稱為目的,而y則是實現目的的一種行動或手段。這種形式的論證涉及了實現目的的必要手段和結論。通過對一個目的的陳述以及基于自然因果關系的條件性陳述,結論陳述了一種行為,指向一種實踐的必要性。可以發現,在這個基本結構中,大前提是對主體的意向目的的陳述,是一種規范性陳述。小前提是對手段/方式的陳述,是一種描述性陳述。結論可能是一種規范性陳述(意向或信念),也可能是一種描述性陳述(行動)。有人認為,實踐推理的大前提也可以是意圖或信念,實踐推理存在目標-行動、意圖-意圖、意圖-信念、信念-信念、信念-意圖五種基本模式,若按照推理結果的類型,則可以概括為行動推理、意圖推理、信念推理三種類型[11]。歸根結底,實踐推理的實質是一種從應然到行動的推理。

根據以上論述,相較于理論推理,實踐推理的特征可以歸結為以下兩點:

一是,與理論推理不同,實踐推理的小前提是實現大前提的理由,而不是原因。主體認為有充足的理由采取相應的手段以實現某個目的,且主體具有對該手段有效性的信心。“理由”是對某一行為的合理性的說明,而“原因”則是對造成某個行為的推動力與該行為之間關系的描述。簡而言之,“理由”是一種理性說明,而“原因”是一種事實描述。只有當主體建立起了采取某個行動的信念,實踐推理才能夠達成。然而,主體的信念并不能保證手段具有事實上的有效性。也就是說,實踐推理的達成并不需要信念與手段的有效性是一致的[12]。甚至,主體會基于錯誤的知識建立起某個行動的信念。因此,行動的實施需要充足的理由。

二是,實踐推理并不能保證推理過程的邏輯必然性。從邏輯學角度看,實踐推理只是一種推理形式,并不能導致一種邏輯學意義上的邏輯必然性。因此,并不存在實踐推理的邏輯必然性,盡管實踐推理的過程本身存在著某種邏輯結構。實踐推理的前提并不邏輯必然的蘊涵著結論,推理過程存在著演繹邏輯的鴻溝。實踐推理的結論不是一種事實性陳述,因此,“實踐推理不似演繹的科學邏輯那樣具有真或假、對或錯這樣的確定真值。實踐推理是三值邏輯,其邏輯真值不是真或假、對或錯,而是有效、無效和不確定三個真值”[13]。即,實踐推理的結論在多大程度上能實現主體的意圖[14]。

實踐推理的兩個特征表明,推理的有效性不能從推理形式和前提中得到保證。在實踐推理中,小前提中含有結論的充分條件,而非必要條件,而結論是實現大前提的必要條件[15]。顯然,前提和結論之間不是充分且必要條件關系。這說明,實踐推理的結論呈現出一種開放性或不確定性。

那么,如何解釋實踐推理的有效性呢?前文已表明,實踐推理是要為目的實現提供有效手段。換言之,主體通過實踐推理能夠獲得充足理由相信某個手段能夠達到特定目的。手段的有效性是有原因的,即目的-手段推理中暗含著一種引起與被引起的關系,隱藏著一種行動的可實現性[16]。正是這種蘊涵著的因果關系使得從表達目的的 “應然”陳述過渡到表達手段的“實是”陳述成為可能。

實踐推理的有效性來源于前提的實踐可能性。Georg Spielthenner認為實踐推理的結論是一種實踐判斷,應從效果上來評判實踐推理的有效性/合理性(valid)。當主體認為結論導致的結果是最具價值的,且不按照推理結論去行動,就不會發生相應的結果,此時實踐推理才是有效的[17]。從邏輯形式上來講,實踐推理的合理形式應該包含道義算子(the deontic operator)和評價算子(the valuation operator)[17]。道義算子是指從道德的意義上某行為應該做的,評價算子是指從主體的角度看某行為是最有價值的。包含兩個算子的實踐推理才能提供實踐意義上的合理性。

具有實踐可能性的前提命題中包含很多知識要素[18]。這些知識要素涉及目標的描述、行動序列、反饋、行為的層次描述、行為條件預測、行為的可塑性、記憶性知識、主體的批判精神等[19]。而且,可靠的知識要素是有效的實踐推理所必需的[20]。一般而言,知識的可靠性來源分為外部根據和內部根據。外部根據是指知識是通過客觀存在的外部因果關系產生的真信念;內部根據是指使得主體有理由相信該信念的本質理由不可以是假的。如果認為可靠的知識為實踐推理提供了某種目的-手段的因果關系,則可以稱外部根據獲得的是事實性因果,而內部根據獲得的是意向性因果。

首先,事實性因果。主體需要具有關于行動發生的客觀過程的因果性知識說明,即主體采取的行動與行動的預期結果之間是有因果必然性的。這種因果關系關涉到行動所引發的一系列現實影響及其評價,從而幫助主體建立行動與實際結果之間的事實性因果關系。這種因果性知識說明為行動提供了一種工具意義上的解釋。

其次,意向性因果。主體需要具有關于自己如何建立行動有效性信念的知識說明,即主體所建立行動有效性信念的方法與信念的真假有一種必然關系。塞爾認為:“我們行動中的身體動作是由我們的意向引起的。意向使事件發生,所以它們是原因;但它們也具有內容,因此能在邏輯推理過程中出現。”[21]這里的意向是指主體基于信念要采取行動的意向。這種知識說明應該包含信念的建立方式、信念建立的理由等信息,幫助主體建立行動結果與目的之間的意向性因果關系。

基于上述兩種因果關系的建立,主體建立起了某一行動的充足信心和有效性解釋,從而為主體的行動提供了辯護。

二、工程設計中的實踐推理

工程設計是介于工程規劃與工程實施之間的關鍵環節,要求工程師為工程問題提供切實可行的、可操作的解決方案。一般而言,工程設計實踐具有以下特點。

一是,工程設計的創新性。工程設計不是簡單的一個計算/演繹的過程,也不是工程學理論的簡單應用。在工程問題界定、概念設計、可行性分析、驗證與評估等階段,工程師都需要創造性的設計具有“獨特個性”的技術人工物。

二是,工程設計的實踐性。工程師對設計目的及其實現方式的認知不是現成的,而是需要在設計過程中逐漸清晰化的。工程設計本身就是一個探索和實踐的過程。

三是,工程設計的社會性。工程設計是一個社會過程,工程設計并不完全基于自然的因果關系,還受到交往、博弈等社會細節的影響,在實踐理性的驅使下走向“滿意”[22]。工程師信念的建立也與該社會過程有關系,即不同領域、專業背景和分工的設計者之間通過交往和博弈,對設計方案的整體的認知判斷和價值判斷,從而獲得信心。在該社會過程中,工程師需要不斷的選擇、決策、權衡和妥協,最終達到一種滿意狀態。

在工程設計中,設計者是如何獲得“事實性因果”和“意向性因果”,以建立對其設計方案的充足信心和有效性解釋?關鍵因素是工程知識的合理應用。工程設計中的工程知識一般來源于科學的移植、發明、工程的理論研究、工程的實驗研究、設計實踐、生產、直接試驗等方面[23]。設計者利用工程知識建立起了對人工物的物理性質、功能屬性以及兩者間關系的認知[24]。基于工程認知,設計者獲得了一種實效主義的設計解釋。如果他們的產品在運行時與他們的設計一致,他們就認為他們的知識是合理的和正確的[22]。設計中所包括的對多種類型的知識的獲取、加工、處理、集成、轉化、交流、融合和傳遞等就發生在一個實踐性和社會化的過程中。該過程也就是“事實性因果”和“意向性因果”的建立過程。

工程設計知識在該社會實踐過程中的流動使得實踐推理變得更加復雜,其有效性的獲得也更加困難。首先,實踐推理中的事實性因果更加難以獲得。一方面,工程學理論提供了一種物理/機械的因果描述。這些描述需要在實踐中具體化和細節化。在這種具體化過程中,工程師之間關于工程問題、解題方案和評估的認知會有所差異。這使得工程師對“行動-效果”的事實性判斷依賴于設計實踐的展開方式;另一方面,由于工程師對工程問題、解題方案和評估方法的認識有所差異,需要在共同協商的社會過程中取得共識,而這些共識提供的知識和判斷是推理活動的基礎。其次,實踐推理中的意向性因果也更難以獲得。一方面,工程師會根據以往的設計經驗去解決一些具有創新性的新問題,并通過相關的平臺、方法、程序和準則去試驗和評估其方案的有效性。因此,意向性因果的建立即與工程師的設計經驗的有效性有關,也與驗證方法的有效性有關,而它們的有效性是在工程設計的具體實踐中獲得的;另一方面,工程師基于以往的設計經驗、對驗證結果的解釋、團隊內的溝通與說服來建立對設計方案的信心,信心的建立過程變得更加復雜和不確定。

總之,工程師在一個社會性的實踐過程中完成了實踐推理,實現了工程設計的創新。實際上,實踐推理的建立過程本身也是一個充滿創新的社會實踐過程。或者說,工程師通過創新性實踐推理的建立實現了工程創新。

三、工程設計中實踐推理描述：雙知識模型

前文將工程設計描述為工程師在社會性的實踐過程中完成了實踐推理的過程。然而,這種概括過于抽象。下面,將從顯性知識和隱性知識兩種工程知識區分,建立一個對工程設計中實踐推理思維的描述模型,同時體現工程設計的社會性實踐特征。

(一)工程設計中的顯性知識和隱性知識

工程設計中的顯性知識包括工程學中的基本概念和原理、技術方法和規則、工藝規范和流程、組織管理的章程等,這些一般是出現在教科書、技術手冊、工程標準和明文規定中。它們可以通過符號或語言在工程師之間流轉和優化集成。顯性知識能夠為工程師提供一種決定論或統計概率意義的規律性因果關系,或者一種經驗性的因果關系,亦或者一種文化傳統的擬因果關系[11]。工程師對顯性知識運用表現為一個可言說的解題過程。通過形式化方法將工程問題變為可訴說的參量關系,進而遵照有關的規則、流程或章程,利用工程原理得到解題方案,并驗證和修改。無疑,顯性知識由于比較容易識別和傳播而在工程設計活動中顯而易見。該類知識的運用已經有大量討論,不多贅述。

工程設計的知識活動中包括那些無法用語言表達、但又意義重大的隱性知識[25]。設計有關的技能具有超出其組成部分——科學認知的新知識,這種新知識使設計技能具有了實用性。新知識主要表現為一種隱性知識(tacit knowledge)。相比于顯性知識,隱性知識是未加編碼或難以編碼的難言知識,由于難以被識別、習得、傳播和形式化才被稱為“隱性”知識。通常表現為技藝、訣竅、直覺等實踐技能。波蘭尼說:“我們知道的東西要多于我們所能訴說的東西。”[26]其中,我們知道且能訴說的東西即顯性知識,而知道卻不能訴說的東西即隱性知識。隱性知識是一種知識的一種經驗性存在方式。在工程設計中,隱性知識發揮著尤為重要的作用,它暗示著工程設計存在更加實質性的東西。它的存在有以下三個特點[27]:一是,涉身性。隱性知識是設計者個人化的程序性知識,依賴于設計者的經驗、感知、直覺和洞察力;二是,實踐性。它隱藏于設計的實踐中,在設計發生之時才能夠顯現出來。設計者通過“去設計”的過程將其轉變為一種設計結果;三是,情境性。隱性知識發揮作用與設計問題的情境有關。在分析設計問題時,設計的問題特征、約束條件、團隊協商語境等都會影響設計者大腦中“隱性知識”的喚醒,從而對設計問題做出情境化認知。在設計方案的探索和評估過程中,隱性知識可能會在權衡、判斷和創新時起作用,幫助設計者明確難點,找到創造性的方案。

(二)工程設計中實踐推理的雙知識模型

既然工程設計中涉及包含顯性知識和隱性知識兩種工程知識,那么,它們是如何在工程設計過程中發揮作用的?本文提出了一種雙知識模型,如圖1所示。

圖1 工程設計中實踐推理的雙知識模型

顯性知識在實踐推理中的應用過程已經比較明確,設計者首先將設計問題形式化,并依據工程原理和設計規范找到可能的設計方案,根據試驗和評估結果獲得決策依據,并進一步修改設計方案。顯性知識的應用過程比較明確,且容易以規則、制度和流程的方式固定下來。

然而,隱性知識的應用過程卻很少有人討論,原因在于該過程的發生本身就很模糊且難以形式化。在實際的工程設計過程中,設計問題并不一定都能夠形式化。起初,設計者并不能清晰地定義設計問題,只能秉持一種開放性的態度,在一個協商的過程中實現對問題的探索和知識的綜合。一個問題成為設計問題是一個逐漸被設計者理解的過程,而這個理解過程又發生在一定的情境中。設計者通過深思實現感知的一致性,并使用隱性知識輔助意識產生隱性推理。一般而言,工程師會基于對情境的判斷,即時喚醒存于大腦中的隱性知識,并根據經驗判斷該類知識適用于當下問題的程度,從而指導當下的判斷和決策。隱性知識的運用允許設計者有創造性的產生新的解決方案。比如文森蒂的飛機設計師對飛行員平衡感的體驗是需要在駕駛室中發生的,而不能簡化為一種資料性信息。在設計的即時決策中,設計者依靠對可選擇設計方案的理解以及其被應用的時機、場景和條件的情境性感知。因此,該選擇過程不能被簡化為一系列明確的技術規則。這樣看來,隱性知識的應用是一個設計者基于情景判斷,利用隱性知識及其提供的經驗信念(即以往經驗中的成功應用得到的信念)做出即時決策的過程。

兩種工程知識在工程設計的社會性實踐過程中以不同的方式發揮作用。隱性知識的實踐性和情境性與工程設計的實踐性特點相吻合,對隱性知識進行感知和解釋需要始終根植于實踐、回到實踐行動的情境。隱性知識的實踐朝向也正體現了工程設計推理不同于其他實踐推理活動的特點。顯性知識在設計團隊中的流轉和集成優化過程也正是工程設計的溝通與協作過程,這與工程設計的社會性特征相吻合。

隱性知識和顯性知識對于實踐推理有效性的建立發揮著互補的作用。顯性知識通過工程學原理的客觀性、技術規則和工藝流程的有效性等為實踐推理的事實性因果的建立提供支撐,通過標準化和程式化的測試檢驗方法為意向性因果提供支撐。這種支撐往往具有普遍性和去情境化特征,很難應對個性化的設計要求。隱性知識則根據以往的設計經驗,借助類比、聯想或者直覺方法為實踐推理提供有效性支持。然而,這種有效性支持是基于難言的創造性思維活動實現的,具有似是而非、難以傳播和檢驗的缺點。而且,由于隱性知識的概念有些寬泛和模糊,且容易讓人僅僅將設計理解成為一個人頭腦中的東西。然而,隱性知識的概念指向了設計的地方性和交往性特點。它有助于說明設計的創造本性以及設計知識的學習、表達和傳授無法自動化實現的現象。總之,顯性知識和隱性知識的特點互補性使得工程設計中實踐推理思維活動得以施展。

這樣來看,設計不是一個像西蒙所說的將設計問題分解開來進行分析再組合起來的“人工科學”,而是設計者依賴于共享思考、隱性模型及類比等方法不斷的再認知、再測試、再修改的反饋循環過程。設計過程本身是無法預先設計的互動過程。知識的隱性性質就包含在創造新的邊界條件以使技術以特定的方式起作用的過程中,該過程顯然不是一個簡單的計算過程。設計也就無法簡化為一種設計科學。

四、結論

鑒于工程設計的創新性、實踐性和社會性特征,其實踐推理思維也有其獨特性。在本文提出的工程設計中實踐推理的雙知識模型中,顯性知識和隱性知識對于建立實踐推理有效性發揮著互補的作用。該模型說明實踐推理的思維在工程設計推理中有其獨特性。

首先,顯性推理和隱性推理往往出現在同一推理中。行動的根據可能既源于顯性知識,也源于隱性知識,兩類知識同時出現在實踐推理的小前提中。這樣,如何兼顧、權衡及調和兩種知識成為一個實踐上的難題。這也說明工程設計需要某種隱性的藝術性創造。

其次,隱性知識的存在使得實踐推理具有了一種難言性。隱性知識是舍身的、個體化的且難以言說的,它在個體的推理思維中發揮著作用。因此,這種推理的運思過程很難給予充分描述和呈現,為非理性、不確定性、甚至風險留下了空間。從方法論的角度看,隱性知識幫助人們發現了設計中暗含的實質性東西,強調了設計活動本身的不可預測性,也預示著還原論方法和強決定論的失敗。

再次,工程設計的實踐性意味著實踐推理也是依賴實踐過程的。工程設計中的認知、決策和行動是在探索中展開的,實踐推理的結論也依賴于設計實踐的展開方式。設計的情境信息是否恰當的呈現出來,是否開啟了隱性推理?顯性知識是否在合理的規則和程序中實現有效的流動和集成?或者說,實踐推理具有一種路徑依賴的意味。

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