郭贵春 李欢 | 科学建模中虚构表征的内涵及意义
科学建模中虚构表征的内涵及意义
摘要：科学表征研究的现有表征方法并未完成对不可观察对象的模型表征，科学家对不可观察对象的研究依赖于想象力的创造性应用，这为研究非物质形态模型的虚构表征留有余地。虚构表征研究存在三条进路：间接虚构表征、直接虚构表征与DEKI表征说明。在研究进程中间接虚构表征与直接虚构表征进路逐渐显示出各自具有的实在论困境与认知困境。DEKI表征则通过对模型载体的限制，回应了直接虚构表征的认知问题，同时搁置本体论承诺，从而使虚构表征在方法论上强调从实践中对科学假设的验证。科学建模中的虚构表征研究在科学建模的语形学、语义学及语用学三者结合的基础上，彰显了语用学观点研究，这对推动科学建模研究具有非常重要的意义。
关键词：虚构表征；间接虚构表征；直接虚构表征；DEKI表征说明
作者：郭贵春，山西大学科学技术哲学研究中心教授；李欢，山西大学科学技术哲学研究中心博士研究生。
一、虚构表征提出的背景及其内涵
二、虚构表征的三条进路
三、虚构表征的哲学意义
四、结语
科学建模是科学家在探索世界时所运用的手段与方法，当科学家提出一个模型时，他们实际上在执行两个行动：先引入一个假设的系统作为研究的客体，然后声称这个系统是所研究的目标系统的一个表征，这样一来，表征就是一个模型系统与它的目标系统之间的关系，理解科学表征就是理解作为中介的科学模型。但科学家发现，建模过程中所存在的问题是，在科学研究中模型的目标系统并不总是可观察对象，同时还充斥着大量的不可观察对象，尽管我们可以将可观察对象建构为物质形态模型从而展开研究，但对于不可观察对象的建构则依赖于科学家想象力的应用，以非物质形态模型来进行建构与研究，如在科学史上对燃素、以太、四体液等研究正是如此。物质形态的模型常以近似化与理想化的物质形态对目标系统进行建构与表征，而如何表征科学研究中的不可观察对象进而构建模型系统就成了一个亟需解决的问题。科学哲学家发现，科学理论的语义学进路似乎无法完成对不可观察对象的表征，以及对非物质形态模型的进一步解释。注重实践的语用学进路则为“虚构”（fiction）概念在科学建模研究中大展身手提供了理论基础。随着虚构主义思潮的兴起，科学哲学家将“虚构”概念引入科学建模的过程中，将虚构观点视作为科学建模提供了一个全面的表征理论。这种虚构表征的方法力证科学建模的模型系统对目标系统的表征是一种基于载体的间接虚构表征方法。可以确定的是，虚构表征的出现并不是形而上学或本体论新发展的结果，而是源于对科学实践的新理解，是一种关于科学模型研究的本质方法。
虚构表征提出的背景及其内涵
科学模型的研究起源于20世纪60至80年代间的理论语义观，该理论试图取代20世纪20至60年代的理论句法观，理论句法观是逻辑经验主义所发展的关于科学理论观点的“公认观点”（the received view），该观点基于一阶逻辑和集合论等数理逻辑，将理论认定为完全用句法术语进行的纯逻辑演算，并对其提供操作定义以赋予经验内容。而语义理论观则是对理论句法观的重审与改进，理论的语义观主张，模型与经验目标之间呈映射关系，科学理论则是理论模型的集合论实体。实际上，随着大量数学结构的应用，理论的语义观已经把科学问题同化为数学问题，科学哲学家们发现从语义、指称的维度不足以阐明科学模型的构建以及理论的表征，因而转向了语用学研究进路。理论的语用观主要关注科学表征活动的主体在具体的科学实践中如何构造表征、表征什么以及如何进行表征等问题。随着科学实践的不断深入，科学家们日渐发现，将目标系统按照实物比例缩小从而构建模型系统来进行科学研究的实物表征是容易的，但在未知的科学领域，科学家需要根据已有的研究，去实物化和构建诸多不可观察的对象，这样的模型系统大多以非物质形态的理论实体出现，那么这样的目标系统该如何进行表征呢？在这种局面下，科学虚构主义（scientific fictionalism）的表征理论，将虚构和科学想象（scientific imagination）纳入到科学表征的研究中，致力于通过“虚构表征”来解决对不可观察对象的表征问题。
尽管将虚构与科学表征问题联系起来，可能会引起理论模型研究界的轩然大波，因为在大多数研究者看来，这等于将模型打上不真实的烙印，从而在研究过程中引起诸多麻烦。然而，科学虚构主义者对“虚构”的概念加以区分并保证：对模型的虚构表征研究从未承诺过任何一种后现代虚无主义（postmodern nihilism）。从语义上来讲，虚构具有两种意义：不忠的虚构（fiction as infidelity）和作为想象的虚构（fiction as imagination）。在第一种意义中，如果某种物体偏离了现实生活，它就被称为“虚构”；第二种意义中，虚构的目的是让读者去想象特定的事物，从本质上无关于想象内容的真伪。虚构表征所涉及的正是虚构概念的第二种意义，作为想象的虚构渐渐成为探寻模型建构的想象力方法，走进了科学哲学家的视野。一些科学哲学文献中出现的“虚构主义”（fictionalism）、“虚构化”（fictionalising）、“虚构制造”（fiction making）等类似于“虚构”的术语，实际上都被用来指向建模实践中关于科学想象这个突出的和有争论的普遍特征。在这个意义的语境中，“虚构”并不涉及形而上学的观点，它甚至不是一种本体论的观点，而是一种方法论的观点。具体地说，“是一种关于建立科学模型的方法论的观点”。事实上，抽象、理想化甚至不一致性等方法在建模实践中极其普遍，已经成为了过去二十年间科学建模的一个基本趋向。因此，科学虚构主义者致力于虚构在科学表征中的不可或缺性，主张将科学建模过程中的“抽象”或“理想化”称为“虚构的假设”，或者更简单地说，“虚构”。
科学活动中不乏对想象力的运用，而哲学也从未停止过对这个问题的反思。早在逻辑系统还未发展成熟的古希腊时期，柏拉图经常借助想象的力量来表达其哲学思想，如“洞穴比喻”。德国古典哲学家康德也并未否认想象力的作用，他认为对想象力的应用应该受到“范畴”和经验的制约，这样的想象力活动才不至于是虚无缥缈、毫无根据的。而最早使用虚构元素处理科学建构问题的理论则源自汉斯·费英格（Hans Vaihinger）的“仿佛”（as if）哲学。费英格的出发点是倾向于在所有的科学理论中看到这样或那样的虚构，目的是说明虚构在知识论中所起到的核心作用。同时他认为，虚构只是认知活动中的一种辅助，是一种事后要被遗弃的工具，“当它的目的已经实现时，我们就可以把虚构扔掉”。费英格非常强调虚构的实用性和便捷性，他告诫我们不要把虚构当作真实，他只是引用虚构来作为一种权宜之计，来帮助明确科学思维在科学活动中的地位。
肯德尔·沃尔顿（Kendall Walton）将虚构的方法加以处理，提出假装方法（pretense approach）以带领研究者进入虚构哲学的概念。在沃尔顿看来，虚构可以被看作一种“佯装游戏”（the game of make-believe），这些游戏由“载体”（props）和各种“生成规则”（rules of generation）组成，玩家需要结合这些“生成规则”而将某些命题想象成真实的。佯装游戏最简单的表述是儿童游戏，设想孩子们在家里玩熔岩游戏，其中桌子和地板则是游戏中的道具，根据游戏规则，地板代表着“熔岩”区域，而桌子则是安全的地方。根据这个规则，在“小明不小心掉进了熔岩里，他受了很严重的伤”的说法中，尽管在现实中小明只是摔倒在地板上，但参与这个佯装游戏中的人仍然认可此说法的真实性，这就是沃尔顿的“佯装游戏”说。虽然沃尔顿的假装方法在某些情况下为模型在虚构的语境中如何表征这一语义问题提供了令人信服的答案，但对于模型与世界如何相关联的模型—世界问题并没有作出充分的回答，这也是其理论的不完善之处。
事实上，罗曼·弗里嘉（Roman Frigg）和亚当·图恩（Adam Toon）都全盘采用了沃尔顿的理论，认为假装方法为科学建模提供了良好的解释基础。弗里嘉在对已有科学建模研究的成果中，发现大多数的科学模型都不是物理实体，便提出了模型是什么样的实体，模型中的真理是什么，以及如何了解模型等重要的问题。同时他认为，沃尔顿所提出的假装方法有足够强大的理论资源来回答这些重要的问题，在此基础上，弗里嘉和詹姆斯·阮（James Nguyen）提出了虚构表征的DEKI说明，根据这种说明，模型表征它们的目标并举例说明某些属性，这些属性通过密钥转换后赋予目标属性。图恩与阿诺·列维（Arnon Levy）亦基于沃尔顿的假装理论，认为模型的虚构表征中并没有载体，只有对目标系统的想象性的描述。
在审视了虚构表征诞生的科学以及哲学背景之后，基本可以对虚构表征形成这样的认识：虚构表征是一种基于沃尔顿的假装理论发展出的一种科学表征方法，其中着重强调模型作为虚构载体来对目标系统加以表征说明，从而构建出对可观察对象与不可观察对象的模型表征系统，以便在科学实践过程中更好地阐释模型—世界关系问题。从虚构表征的形成背景中不难发现，虚构表征具有以下基本的特质：规范作用、实用性和交互性，这些特质有助于更好地理解和把握虚构表征方法。
第一，虚构表征对“科学想象”具有规范作用。虚构表征主张，在科学建模中假设（assumptions）在其中充当想象的载体。科学虚构和科学假设都是在科学研究过程中对想象力的运用，二者在本质上都是对“科学想象”的阐释，但分别而论，科学假设是在科学虚构的基础上提出的假定性条件与理想化的环境状态，科学虚构则是科学假设在基于模型的科学研究中既普遍又必要的前提。科学虚构主义对建模过程中的科学假设持非常中立的主张，代表了当代虚构方法的共同特征，即明确想象在模型构建方面的重要性。尽管虚构的普遍性早已存在于科学建模的过程中，但仍然有需要面对的问题。科学想象之所以在研究过程中具有如此重要的地位，其原因在于想象的丰富性可以弥补科学活动中未知的领域，为科学家提供一个合理化的场景来解释并预测事实，但是研究主体对于创造性想象的运用并不是完全无限制的。虚构表征的规范作用倡导，科学虚构对想象力的应用必须受到科学语境下必要的规范和制约，来形成科学假设并参与到现实的推论中。
第二，虚构表征方法基于科学实践，强调建模过程所具有的实用性。模型是关涉目标系统并充当代理的，模型面向世界的用途是为了构建进一步的模型与认识目标系统本身，这强调了虚构表征方法基于科学实践的实用性。
具体来说，模型在实践过程中有三种作用：其一，初步模型（preliminary models）。在实物的选择构造中，模型是分阶段构建的，初步模型作为支架使模型更详细以及更具有针对性，通常是用来帮助建模者去想象最终产品的。其二，虚构模型（fictional models）。在这一步，模型扮演着载体的角色推动佯装游戏的进行，模型通过佯装游戏展示了所表征对象的真实情况。其三，程序模型（procedural models）。这是建模的最后一步，是选择所表征对象的最佳实物输出，在这里建模者只关心其输出，并按照程序模型所提供的最终结果来进行这一步。在科学实践中，模型的内容取决于它的用途，虚构表征的处理方法并不执着于模型系统与目标系统的相似性，而是在实践过程中以实用性的方式建立与实物之间的相关联系，给予模型建构成功一个更好的解释。
第三，虚构表征是一个动态建模过程，这决定了其内在的交互性。关注模型研究的科学哲学家经常强调在实践中捕捉动态建模的重要性，因此建模者通常以虚构的方式就其模型进行交互、讨论和构想，“毫无疑问，科学家们以一种使虚构主义具有吸引力的方式讨论和与模型互动”。
模型的初步作用是提供一个基础，以便在与目标系统的动态交互中进一步构建模型，因此，它们在涉及对象如何实现方面发挥着关键作用。在设计环境中，模型系统和目标系统之间存在动态关系，建模者在建模过程中选择怎样的实物、进行怎样的虚构、提出怎样的假设，以及最终具有怎样的特性，并不仅仅是由最终的模型系统决定的，而是在模型与实物的物理特性随着语境的变化中不断更新的。其中建模者与各种各样的假说相互作用——比如，方程式运算、计算机软件或者模型本身，都鼓励了想象的行为，从而产生内在的真理。在使用载体来识别模型是否适合表征特定任务的目标时，模型扮演着类似于工具的角色。这种动态建模交互性形成的关键优势在于，它使得建模者有能力灵活地核算模型的虚构和非虚构，从而为科学实践提供一个整体图景。
虚构表征的三条进路
根据对虚构表征的模型系统持有的实在论态度，虚构表征存在两条进路，间接虚构表征进路和直接虚构表征进路。间接虚构表征进路将模型系统视作一种虚构实体，充当着表征目标系统的载体。直接虚构表征进路则将模型系统视作虚构的想象描述，认为根本不存在模型系统。弗里嘉等人在批判直接虚构表征进路与辩护间接虚构表征进路的基础上提出了虚构表征的第三条进路——虚构表征的DEKI说明方法。弗里嘉认为虚构表征的DEKI说明实质上是一种间接虚构表征方法，并且可以弥补原本的间接虚构表征具有的不足之处，成为当前虚构表征的最佳解释。
（一）间接虚构表征进路
基于沃尔顿的佯装理论，弗里嘉将模型系统与目标系统之间的类比发展为一种虚构的游戏，提出了虚构表征的间接虚构表征进路。在间接虚构表征进路中，模型描述是规定想象某些系统是某某的工具，它可以是句子、图表和数学公式等，模型系统是表征目标的载体，弗里嘉称之为t-表征。对于间接虚构表征进路，弗里嘉给出如下的一般图示：
Xt-表征Y当且仅当：
（R1）X指代Y；
（R2）X带有一个密钥K，指定说明如何将关于X的事实翻译为Y的命题。
图1 间接虚构表征示意图
简单地说，第一个条件建立了X的关涉性，第二个条件保证了X关于Y的认知相关性。弗里嘉举出地图表征的例子来提供解释。地图一般通过特殊的图形和不同颜色的线条来代表关于某个区域的地点标志，如蓝线代表河流，黑线代表公路，方形代表村落。虽然观察地图的人从未去过那个地方，但是仍然可以通过观察地图来推断出这一地方的相关面貌。在这里，地图上的相关例示，就是弗里嘉所谓的“密钥”。因此，在虚构表征的间接虚构表征进路中，弗里嘉主张模型系统是t-表征，它们与地图的表征方式是一样的，它们指代目标系统和包含在它们中的某些事实，这些事实就是通过“密钥”翻译的。
在表述其虚构表征观点的过程中，弗里嘉没有作出任何本体论的承诺，这引发了一些关于虚构实体性质的争议，因此间接虚构表征进路也面临着以下几点困难：首先，如果模型系统不存在，那么模型系统就不能表征任何物体，这就引发了对同一性问题（identity problem）的质疑。其次，如果模型系统是不存在的，那它就无法实例化任何属性，因此也没有办法将关于模型系统的任何事实转化为关于目标系统的说明。第三，如果弗里嘉对不可观察的对象和真实的世界之间的比较保持怀疑的态度，那么他就更加有理由去怀疑没有实例化的属性和真实的属性之间的比较。
这些问题实际上来自弗里嘉对模型系统的反实在论假设。艾米·托马森（Amie L. Thomasson）则提出了虚构表征的模型系统的实在论观点，她认为，研究者可以将模型系统解释为通过科学家的想象活动创造出来的抽象人工制品（abstract artefacts）。这种方法通过假定模型系统是抽象的对象，代表超越它们自身的事物来回应等同问题，不失为一种对虚构表征的模型本体论问题的解决方案。然而，托马森认识到，实际上抽象的物体不可能真正具有实体目标系统所拥有的属性，或者用沃尔顿的话来说，它们只有在虚构的环境（如佯装游戏）中才能拥有这些属性。托马森在察觉到这种威胁后补充解释道，物质实体这样的目标系统的属性可以通过作出多种多样的推论来论证。例如，从“魔杖没有魔法”到“魔杖没有魔法属性”来推出，实际上包括魔杖在内的所有东西都是不具有魔法属性的。但是这样的补充并没有解决根本问题，因为即使存在相关的属性，抽象对象也无法将它们实例化，最多只是这些属性虚构的实例化，或者是在虚构的语境中将其实例化。
（二）直接虚构表征进路
为了避免围绕虚构实体性质的争议，图恩和列维采用了一种比间接虚构表征进路更加节约成本的方法——虚构表征的直接虚构表征进路。图恩主张，模型描述规定了对具体目标的想象，非物质形态的模型描述则规定了对虚构系统的想象。列维比图恩更为激进，他认为根本不存在非物质形态的模型，因为不存在相应的目标，所以实验室合成分子的模型、可能的替代系统和错误的科学假设纯粹是虚构的。简单来讲，直接虚构表征进路的支持者们认为，虚构表征过程中并不存在载体和模型，有的只是一种“对真实事物的想象性描述”，并且对直接虚构表征进路给出了这样的图示：
图2 直接虚构表征示意图
与间接虚构表征进路相似，直接虚构表征进路也是基于沃尔顿的佯装游戏所阐述的。图恩认为沃尔顿的佯装游戏观点比现有的科学表征方法的优势在于，它可以用来解释关于不可观察对象的非物质实体的模型构建。在佯装游戏中，“载体”和“生成原则”共同规定了什么是可以想象的。如果一个命题被规定在一个虚构的佯装游戏中被想象出来，那么它在相关游戏中就是真实的。虚构表征的关键问题在于，模型被看作佯装游戏中的载体，物质模型以实体的状态呈现，而非物质模型则类似于虚构文本，相当于一种要求读者想象目标系统的相关事情的描述。直接虚构表征进路将模型理解为次要系统的载体来解决关于模型虚构的任何形而上学问题，但这使得模型本身变得毫无用处。
直观地看，直接虚构表征方法的不足在于，它没有充分考虑模型的“替代推理功能（surrogative reasoning）”便把表征过程中模型系统这一重要载体省略，这涉及直接虚构表征进路是如何解决模型的认知问题的。科学建模的一个重要特征便是“替代推理”——我们可以通过使用一个模型系统来尝试了解它所表征的目标系统。对于如何解释直接虚构表征进路的认知问题，图恩使用佯装游戏的生成原则来解决，他认为：“生成原则通常以非常直接的方式把模型系统的属性和它们所表征的目标系统的属性联系起来。如果模型系统具有某种属性，那么我们就可以想象这个目标系统也具有此种属性。”但是沃尔顿在他的虚构框架中并不是如此阐释的，在沃尔顿看来，虽然生成原则产生了一系列虚构的命题，但没有说明它们是否也应该被视为对目标的真实性表征。一个模型或者是模型描述要求读者去想象的东西很少，这与一个合格的建模者对目标本身的要求是完全一致的。牛顿并不认为真正的太阳是一个完美的球体，斐波那契也不相信兔子种群是会长生不老的。模型的属性只有在经历翻译解释之后才被赋予目标属性，这通常涉及去理想化和近似化。弗里嘉在间接虚构表征进路中引入一个密钥K来键控翻译解释这些转换，而直接虚构表征则没有指明模型和目标的转换机制。列维指出这是图恩的直接虚构表征方法中的一个缺口，他选择诉诸史蒂芬·亚布罗（Stephen Yablo）的“部分真理理论”（theory of partial truth）来弥补这一缺口。部分真理理论的核心思想是：“如果一个命题仅相对于构成其主题的环境子集（对应于相关内容部分的子集）进行评估时是正确的”，那么此命题部分正确。根据这个观点，列维认为，如果模型描述中关于真实系统的某些内容是真实的，那么模型描述的部分则是真实的。例如，考虑一下理想气体模型，在评估模型关于真实气体部分内容的真实性时，我们发现关于粒子运动的这一部分内容是真实的，而关于粒子键碰撞的作用这一部分内容则是不真实的。但是在事实中，真实的气体粒子一直在碰撞，而理想气体粒子则从不碰撞。
在对虚构表征的进路分析中，直接虚构表征进路以其本体论问题的简约性，看似解决了虚构表征的实在论问题，但它对替代推理功能与模型的工作原理方面的问题至今无法解释；它在处理非物质形态模型的方式上与其本体论动机不符；而且，直接虚构表征进路中的目标系统在想象中是无效的。因此，直接虚构表征进路并不可取。间接虚构表征进路在其支持者的修正下，更为细致地介绍了科学建模的虚构表征方法，逐渐成为了虚构表征的代表性观点：目标系统是由现实世界所确定的，并遵从于现实世界的经典逻辑法则，研究者对目标系统进行虚构表征时可以自由地设想模型系统，这些设想最终要经过适当的检验来认识到关于现实世界对象的任何属性，这为更好地认识世界提供了一种方法。
（三）DEKI表征方法
鉴于已有的虚构表征进路所存在的实在论问题与认知问题，弗里嘉和詹姆斯·阮在进行构建与修正的基础上，提出了虚构表征研究的第三条进路：虚构表征的DEKI表征说明。DEKI表征说明以其关键元素命名，分别是：“指代”（denotation）、“例示”（exemplification）、“键控”（keyingup）和“转嫁”（imputation）。在这个说明中，模型指代它们的目标，举例说明某些属性，这些属性通过一个密钥K键被翻译，从而可以转嫁到它们的目标的属性上。为了更加清晰的介绍虚构表征的DEKI说明，弗里嘉与阮给出了如下定义与图示：
假设M=<X，I>，M是一个模型，其中X是一个O-客体，I是一个解释或说明。再假设T是目标系统或客体，M将T表征为Z当且仅当满足以下所有条件：
（1）M指代T；
（2）M例示Z-属性P1，…，Pn；
（3）M携带K将集合{P1，…，Pn}与集合{Q1，…，Qn}联系起来（两个集合可能同一）；
（4）M至少将{Q1，…，Qn}中的一个属性转嫁给T。
图3 DEKI表征说明图示
DEKI表征说明命名的四个元素不但是其表征过程中的重要环节，更是其主要特征。指代明晰了模型系统与表征系统之间呈单向指向关系，即模型指向目标。例示作为一个指称模式发生在可以指称它例示化的一个属性时。在这里，例示是相对于一个语境确立的，例示的定义为：X在一个确定语境C中例示P，当且仅当X例示化P，而且语境突出P，在这个语境中一个属性被突出来，如果它在这个语境中被辨识为相关的并对于使用者X是认识上可理解的。键控便是翻译，就是将Z-表征的属性转化为目标系统的属性，这是DEKI表征说明的最突出的环节。转嫁就是将Z-属性嫁接到目标系统上。
立足于虚构表征，弗里嘉与阮以约翰·肯德鲁（John Kendrew）与马克斯·佩鲁茨（Max Perutz）成功建构的肌红蛋白模型为例，介绍了虚构表征的DEKI表征说明。肌红蛋白是一种比血红蛋白更小的球状蛋白质。肯德鲁首先通过X射线衍射的过程和对结果的复杂计算，与研究团队确定了整个分子的电子密度；其后，利用塑料绳和支撑杆为载体成功构建了肌红蛋白的物理模型。肌红蛋白物理模型由一系列竖直的支撑杆和一根塑料绳组成，塑料绳粘在杆子上扭曲、转动然后自行折回，支撑杆将塑料绳固定在原地，塑料绳的空间排列就代表了肌红蛋白的三级结构。对照DEKI名称的关键成分，理解这些条件是如何被肌红蛋白塑料绳模型满足的情况下，虚构表征的方法说明了DEKI表征说明的工作机制。在肌红蛋白模型中，对于M=<X，I>模型，X是一个粘在棍子上的由塑料绳充当的物体O，它被赋予了一种将塑料绳特性与蛋白质特性联系起来的解释I，X和I一起形成了一个蛋白质模型。这个模型M代表肌红蛋白，这使其成为了肌红蛋白的一种表征。借助于突出的研究语境，这个模型的解释还例证了蛋白质的特性。例如，由两层链条组成（P1），形成一个尺寸约为43Å*35Å*23Å的扁平圆盘（P2），并且在整个过程中具有统一的结构（P3）。这些特性在K键的翻译下与模型系统的其他属性相关：首先与P1是相同的，对于P2，公差阈值大约为10%；对于P3，仅适用于多肽链的直链长度。因此，该模型据推断是由两层链组成的（Q1）；为尺寸为43ű10%×35ű10%×23ű10%的扁平圆盘（Q2）；并且只有在70%的链到目标T中具有统一的结构（Q3）。这些条件的满足确立了塑料绳模型M如何将肌红蛋白T表征为具有这样或那样性质的三级结构的蛋白质Z。
DEKI表征方法利用了载体X的物质构成属性，为如何构建一个物质对象的模型系统以及如何表征一个目标系统提供了一种解释。这样看来，如果一个模型是物质实体，那么DEKI表征说明是没有问题的，但是科学研究的案例中充斥着太多的对不可观察对象的理论建构，许多科学模型并不都是物质形态模型。如在研究商品交换时，经济学家考虑的只是两种商品，两个完全理性的行动者，却没有考虑交易成本、货币和即时交易等不是实物的实际情况。针对这一问题，弗里嘉对DEKI表征说明中的载体提出了8条限制，以使人们清楚理解DEKI表征说明的需要，这8条限制分别为：
同一性条件（identity conditions）。两个模型系统在什么时候是同一的呢？不同的建模者通常在不同的文章中以不同的方式来谈论同一个模型系统，在什么环境下它们描述的是同一个模型或载体？或者说，这些模型系统如何被不同的描述详细指明？
属性的归属（property attribution）。DEKI的表述基于“载体”实例化属性的概念之上。这并不需要从字面上来理解，实际上，载体不一定要实例化属性，然而有必要将这些特性归因于载体，使得“载体具有属性P”这样的陈述有意义，所面临的挑战是如何对这些言论进行与其他承诺相一致的分析。
载体的真理问题（truth about vehicles）。在物质模型状况下，对目标系统的陈诉有对有错，就像关于普通实物的说法是真的还是假的一样。对于DEKI表征方法来说，关于一个载体的真假问题这一点非常重要，但是如果关于载体的主张涉及非物质形态的载体，那么如何在模型系统陈述的真与假之间划界呢？划界的标准是什么？我们如何了解到模型系统中的真理呢？
认识论（epistemology）。在科学实践中，我们的确研究模型系统，关于模型系统的真相对我们来说是不可能无法获取的，我们需要一种认识论来解释我们如何发现这些真理，以及如何证明我们关于模型系统的主张。
突出显示（highlighting）。模型必须能够例证属性，这不仅要求它们实例化属性，还要求它们以一种与研究背景相关的，在认识上易于理解的方式来实现。但模型如何让我们以这种方式获得它们的属性？
指代（denotation）。为了使一个模型系统能够表征一个目标系统，它必须指代这个目标系统。标准的表征方法被理解为一个符号和一个对象之间的关系，其中符号是一个物质物体（例如，纸上或画上的一个标记）。非物质形态的模型如何表征具体的目标系统？
比较陈述（comparative statements）。将一个模型与它的目标系统进行比较在建模过程中是至关重要的。比如我们习惯性地说“真实太阳的表面不同于模型太阳的表面”，并且表征的关键是将实例化属性与要归属到真实目标系统上的属性进行比较。但是，我们如何将非具体的东西与具体的目标进行比较呢？同样，模型与其他模型之间的比较也是一个重要的问题。
数学的适用性（applicability of mathematics）。现今许多科学建模呈现出数学化的趋势，数学在许多建模项目中扮演着突出的角色，那么数学对科学表征的贡献应当如何理解呢？
针对于DEKI的这8条限制，弗里嘉与阮基于沃尔顿的佯装游戏理论来进行说明。关于同一性条件，弗里嘉认为当两个模型虚构了相同的命题时，那么这两个模型就是同一的。模型的属性归属就是依托于佯装游戏的假装归属，即想象中的物体扮演着具有属性P的角色X，当且仅当X具有属性P在模型中是虚构的。在解释非物质形态模型的过程中，想象中的物体已然替代了目标系统，因此可以将属性归属到想象的物体上。对于载体的真理问题，佯装游戏的本质是从虚构性中对虚构的真实进行分析，基于佯装游戏的虚构表征也是继承这一点来解释载体中的真实。佯装游戏从载体的事实和对生成原则的坚持出发，有力地解释了对想象力的限制，这涉及在与实际真假的结合下通过假设和推理得到的目标系统的真假。在模型的性质被“挖掘”得差不多之后，建模者就会寻求如何把虚构表征的模型与现实世界相联系。虚构表征所追求的“真”是一种宽泛意义上的符合论式的“真”，是一种满足经验适当性的“弱符合”，它给为不可观察实体构建的模型系统留下了一定的解释空间。并且，佯装游戏为模型系统提供了这样一种认识论：对一个模型的探索，就是弄清楚在基本假设和生成原则的作用下会带来怎样的认识。突出显示的解释方式则与具体模型的解释方式相同，即这一属性与目标系统的匹配程度导致其在认识上是可识别的。比较模型系统和目标系统的关系则提出了一个问题：如何比较想象的对象和真实的东西？弗里嘉认为，DEKI表征方法的第4个条件是属性归属于目标，因此DEKI表征方法根本不需要比较说明。关于虚构表征中的数学应用，弗里嘉等人认为，通常可以在两个地方将数学引入模型建构中，即模型描述与生成规则。如建模者通常使用公式化语言和数学术语来描述一个模型，生成规则也包含了可以在模型中进行操作的由数学公式表现的自然法则。最后，指代问题本身就是一个令人生畏的问题，虽然指代通常被解释为符号与对象之间的关系，但在这里被解释为模型系统与目标系统之间的关系。这导致了选择模型的实在论者将不得不说出它们到底是什么，并解释虚构实体的指代是如何建立的；而对模型持反实在论立场的人将不得不提供一种涉及各种方式和不同地方的想象的解释。
在对这8个问题的讨论中，DEKI表征主要回应了直接虚构表征的认知问题，但对间接虚构表征的本体论问题仍然持不承诺的态度。研究表明，对于虚构实体，沃尔顿理论与实在论和反实在论都是兼容的，这使得科学建模的虚构表征的实体问题有了大量的讨论的空间。但是在方法论意义上，DEKI表征说明的进路在三个方面发展了科学建模的虚构表征说明：第一，DEKI说明使如何解释不可观察对象的非物质形态模型更加清晰化。第二，DEKI模型使模型例示化的属性不需要被准确地转嫁到目标系统上来，而是强调对密钥K的研究，来详细说明模型中的属性与模型实际转嫁给其目标系统的属性之间的关系。第三，DEKI表征说明对于科学模型如何进行虚构表征的解释机制更加明晰，因而成为当前虚构表征的最佳进路。
虚构表征的哲学意义
在科学建模的研究中，虚构表征这一方法虽然没有被系统地提出，但其以建模者未曾意识到的形式普遍存在于模型建构的方法应用中，例如抽象、理想化，甚至是思想实验等研究方法，都是在基于想象力的创造性应用的基础上展开的。因此，从科学哲学研究的角度来看，对科学建模中虚构表征的研究具有以下几点意义：
首先，虚构表征弱化了对本体论问题的无限追问，突出其方法论意义。在虚构表征的本体论立场中，虚构中的模型系统是与目标系统完全相异的另外一个集合，但存在的问题是，研究者将不得不提供相当复杂的本体论预设来解释，虚构模型系统这种特殊的抽象实体是怎样做到与现实世界目标系统之间虽有紧密联系但又明确分离，这就提出了科学建模研究中的关键问题——本体论问题。虚构表征在模型的构建过程中选择了弱化对本体论问题的无限追问，使得科学家在实践过程中更加注重对科学活动本身的研究，突出虚构表征所具有的方法论意义。
虚构表征作为一种解释目标系统的方法，而模型系统作为虚构实体，弗里嘉担忧“虚构实体被哲学问题严重困扰，以至于完全避免虚构实体似乎是一种更好的策略”。因此，间接虚构表征方法路径的倡导者明确表达其没有对虚构表征产生本体论的承诺，而直接虚构表征方法路径的拥护者则认为根本并不存在模型系统。虚构表征的这种节约本体论观点吸引了更多科学哲学家的研究，或者批评，或者改良，例如艾米·托马森提出的抽象的人工制品理论。而在科学建模研究中，模型系统被习惯性地看作一个对象，皮特·高德菲—史密斯（Peter Godfrey-Smith）这样谈论：“当科学家使用模型来了解世界即所说的目标系统时，该领域的科学家们已经习惯于把虚构的模型系统本身当作一个对象。”
另一方面，在经历了20世纪哲学运动后，“科学实在论走向的具体特征呈现出了科学实在论与非实在论在研究方法上不断弱化了它们在本体论性上的传统对立，出现了二者之间相互渗透与融合的趋势”。而虚构表征的方法从根本上来讲与实在论、反实在论都是兼容的，弱化对科学模型的本体论追问使得对虚构表征的研究重点放在富有创造性的科学实践中，科学家与科学哲学家是如何在对物质模型与非物质模型的研究中实现对目标系统的替代推理研究，这是至关重要的。因此，纠结于虚构表征的形而上学问题，对于科学模型表征的研究没有任何意义，虚构表征研究的重点是在科学哲学的发展中，尤其是在科学理论建模的研究中，注重理解以科学表征为主的实践活动，进一步明确其所具有的方法论意义。
其次，虚构表征对科学想象进行重审，将对想象力的思考纳入科学建模研究中。科学模型的虚构观源于模型是科学家想象力活动与反应的产物，虚构表征的提出，使得人们在探索世界的过程中将对想象力的思考纳入科学实践中，强调了想象的创造性运用对于构思新的理论思想、探索新的解释资源，以及解决如何将理论与经验约束联系起来的重要性。在科学研究中，有些主题也许只是间接地与想象联系在一起，而虚构表征有益于理解科学家如何在想象中表征事物以及相关的类别。虚构表征的方法贯穿于模型和科学想象的案例中，这一点可以从关于科学建模的一系列方法中来反思想象力存在的价值，如抽象、理想化、思想实验等方法。
抽象在科学建模的过程中被视为一种工具，建模者使用抽象的方法去除或者忽略那些被认为是无关的或对某一对象来说过于复杂的因素，然后将其希望研究的结构分离出来。“抽象是将自然现象转化为科学研究'合适’对象的一种众所周知的工具。”理想化方法则是一种意向性的简化表征过程，使研究者“至少实现了对某个事物的部分上的理解”。科学理论只有在某种理想化模型中才具有真理性，大部分的预测性推导或解释性推导在经验事实上都需要使用理想化假设。如果没有理想化，那我们就不可能对理论陈述进行确证，也不可能对现象学陈述或者更低层级的理论陈述进行解释。思想实验与科学模型，都是在科学探索领域下科学家对想象力的应用，但两者中想象的本质因想象本身的意象性而被否定。在这里既不能认为想象不适合科学推理，也不能将其视为思想实验和科学建模的关键，摆脱这种困境的方法是对想象的性质加以考察。针对这一问题，菲奥拉在其研究中试图通过分析想象的多样性并提出“命题想象”（propositional imagination）来解答。抽象、理想化以及思想实验等方法正是通过对模型表征的想象加工从而完善模型建构的过程。虚构表征强调科学建模中想象的作用，正确看到了科学家在建模时对不可观察对象的理论建构，这对于探讨科学建模的方法论以及科学表征问题的争论具有重大贡献。
最后，虚构表征在科学模型表征研究的语形学、语义学、语用学统一的基础上，彰显了语用学研究进路。虚构表征方法在建模过程中弱化对本体论的无限追问以及注重对科学想象的创造性运用，使其在科学模型表征研究的语形学、语义学、语用学三者统一的基础上，彰显语用学进路，突出语用实践意义。
在科学模型表征研究中，语形学拒绝对科学活动进行哲学分析，语义学本身并不涉及对科学实践的关注，而语用学涉及科学家表征活动的目的以及模型在科学中的实际运用，它将科学活动中的更多元素纳入表征问题当中，为科学模型研究的展开提供了更加全面的视角。虚构概念本身就属于一个广泛的语用学范畴，它把模型看作以某种方式使用时获得表征功能的对象，虚构表征自然也秉承了这一语用学特征。人们在实际科学活动中经常会注意到这样的事实：科学家也会认为对研究对象的描述只是对模型系统的描述，而不是目标系统，他们往往将自己所关心的关于世界的部分用模型系统代替而进行研究。因此，在模型—世界关系问题上，科学哲学家发现相似与同构等表征方法无法胜任表征的充分必要条件，也无法说明模型的本体论地位，这提出了寻求新的表征条件的要求，虚构表征方法恰好提供了一种新的路径。在科学实践中，虚构表征的重要性逐渐彰显，该方法并未将建模的最终理想放在对虚构模型系统的实在证明之中，而是强调在表征过程中，如何成功地用模型系统来表征目标系统，达成模型替代推理的功能，即利用模型M与对象O的表征关系，通过基于模型A的推理来推知目标B的功能属性。
科学语用学进路是当前科学模型表征研究最有前途的一条进路，虚构表征的方法也是作为理论语义观的替代形式而兴起的。尽管不能单纯地将语用学进路理解为强调表征的手段，但虚构表征的方法切实在语形学、语义学及语用学三者统一的基础上，彰显了科学哲学研究的语用学进路。
结 语
虚构表征的研究源于对科学实践中想象力创造性应用的思考，在其研究的三条进路中，间接虚构表征进路逐渐显现出实在论困境，直接虚构表征进路也因忽视模型载体而走向认知困境。DEKI表征说明通过对模型载体的限制，回应了直接虚构表征的认知困境，阐释了虚构表征的解释机制与模型载体的真理问题。但对于间接虚构表征的实在论困境，DEKI也没有作出本体论承诺，虚构实体问题依然存在并为虚构表征带来了形而上学的难题，这对于促进科学实在论与反实在论之争而言呈现出了新的生命力，也是科学建模的虚构表征需要进一步探究的问题。同时，虚构表征并不是建构科学模型在科学表征实践中的新的表征方法，在以往科学模型的建构研究中，抽象、理想化方法等对想象力的应用无不是虚构方法的内在呈现，因此，虚构表征的出现并不会带来新的挑战，而是从一个新的角度对科学哲学中建模研究进行审视，是对科学实践的新理解。科学研究活动的目的永远是探索世界、追寻真理，这一点毋庸置疑，虚构表征之所以展现出其蓬勃的生命力，是因为它发挥了想象力在科学建模研究中的重要作用，也看到了科学家在建模时会有意引入部分与现实不相符的内容，来思考关于科学模型建构的更多可能性，但这最终仍需要通过与现实世界的比较与验证来达到认识世界的目的。
本文系国家社会科学基金重大项目“爱思唯尔《科学哲学手册》翻译与研究”（项目编号：18ZDA030）；山西省研究生教育创新项目“当代语言学哲学的计算化分析”（项目编号：2020BY030）。