任莉莉

（浙江省寧波市同濟(jì)中學(xué) 浙江寧波 315175）

1 回溯推理及其例證

回溯推理又稱溯因推理、溯原推理，是根據(jù)因果聯(lián)系和充分條件假言命題的邏輯性質(zhì)，從已知后件（結(jié)果）推溯其前件（原因）的非演繹推理。作為一種推理形式，它早就存在于人類的思維之中，在偵破案件方面、科學(xué)發(fā)現(xiàn)方面和地球、天體的觀察以及考古發(fā)掘方面等都有極為廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)美國邏輯學(xué)家、實(shí)用主義創(chuàng)始人、回溯推理的奠基人皮爾斯的理論，回溯推理是除了演繹和歸納以外的第三種推理類型，是科學(xué)研究中的一種重要的思維方法?；厮莓a(chǎn)生假說、演繹預(yù)言假說、歸納評(píng)價(jià)假說，這三個(gè)邏輯推理共同完成了知識(shí)的創(chuàng)新與積累。之后的漢森、哈曼、洛倫佐·瑪格納尼等人都是在皮爾斯研究的基礎(chǔ)上分別從不同視域?qū)厮萃评磉M(jìn)行了探析研究。皮爾斯對(duì)于回溯推理的經(jīng)典論述是:某一令人驚異的現(xiàn)象C被觀察到；若A是真的，C當(dāng)然也是真的；因此，有理由懷疑A是真的。

現(xiàn)以肺炎雙球菌活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為例進(jìn)行說明。實(shí)驗(yàn)中，無論是活的R型菌還是加熱殺死的S型菌，分別注射到小鼠體內(nèi)都不能使小鼠患敗血癥；但是把死的S型菌和活的R型菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，小鼠卻患敗血癥死亡，從患病致死的小鼠血液中竟然分離出活的S型菌。這就是“令人驚奇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象C”。那么，活的S型菌到底是怎么來的呢？根據(jù)皮爾斯的論述:

①若加熱殺死的S型菌復(fù)活，則現(xiàn)象C發(fā)生；

②若活的R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，則現(xiàn)象C也發(fā)生。

因此，有理由懷疑上述兩種原因都是真的。皮爾斯認(rèn)為，回溯推理是一種非必然性、試錯(cuò)性的推理，其結(jié)論可以是假的。為進(jìn)一步確認(rèn)兩種原因的真實(shí)性，將混合注射組與單獨(dú)注射組對(duì)照分析:原因①不可能發(fā)生，原因②不能單獨(dú)發(fā)生，進(jìn)而成功推斷出:在加熱殺死的S型菌中，一定有一種物質(zhì)能把R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌。

2 回溯推理與演繹推理、歸納推理的“邏輯”關(guān)系

皮爾斯認(rèn)為回溯推理、演繹推理、歸納推理三者缺一不可，其邏輯關(guān)系可以進(jìn)一步描述為:通過觀察獲得某一資料——對(duì)該資料運(yùn)用回溯法提出假說進(jìn)行解釋——根據(jù)該解釋假說進(jìn)行演繹推理——最后歸納評(píng)價(jià)該解釋假說。孟德爾定律的發(fā)現(xiàn)就完美地闡釋了三者之間的關(guān)系。在孟德爾時(shí)代，盛行的達(dá)爾文的融合遺傳理論（即子代的性狀是由雙親的性狀混合或融合而成，其表現(xiàn)的是雙親的中間類型；且雜合子后代中沒有一定的分離比例）無法解釋雜合子自交后代性狀分離的現(xiàn)象，由此認(rèn)為該假說是錯(cuò)誤的，如圖1所示。

圖1 利用回溯推理否定融合遺傳假說

孟德爾根據(jù)豌豆雜種后代出現(xiàn)的性狀分離和自由組合等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過回溯法得出顆粒遺傳假說（即遺傳因子互不融合，互不干擾，獨(dú)立分離，自由組合，具有顆粒性，通過配子遺傳給后代；雜交后代自交或測交，會(huì)出現(xiàn)性狀分離且有一定的分離比），通過演繹（讓F1雜合子進(jìn)行測交）證明假說的正確性，最后通過歸納（多對(duì)性狀多次實(shí)驗(yàn)）提出分離定律和自由組合定律，如圖2所示。

圖2 利用回溯推理證明顆粒遺傳假說

整個(gè)過程可以概括為:從初始信息出發(fā)，通過回溯產(chǎn)生假說，然后依此假說為前提進(jìn)行演繹推理:如果演繹的結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果相符合，則強(qiáng)化了原假設(shè)，進(jìn)入了歸納階段；如果演繹的結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果不相符，則必定產(chǎn)生了新的信息，則進(jìn)入新一輪的回溯階段。

3 在回溯推理中培養(yǎng)科學(xué)思維

3.1 批判性思維

回溯推理是基于一系列并不完整的信息作為推理基礎(chǔ)的，很大程度上也依據(jù)推理人的背景知識(shí)和生活常識(shí)，這就決定了其不會(huì)成為如同演繹推理那樣的保真推理，而只能是一個(gè)不斷的選擇性試錯(cuò)過程。那么，其前提是回溯者需要具備批判性思維，即基于充分的理性和客觀事實(shí)而進(jìn)行理論評(píng)估與客觀評(píng)價(jià)的能力與意愿，不為感性和無事實(shí)根據(jù)的傳聞所左右?；厮菡呤紫纫獙?duì)已有的推理成果產(chǎn)生質(zhì)疑，然后根據(jù)客觀事實(shí)提出更可靠的解釋。流動(dòng)鑲嵌模型的提出就是一個(gè)不斷被修正和廢止的過程。由戈特和格倫德爾的脂質(zhì)雙分子層模型、J.Danielli&H.Davson的三明治模型到羅伯特森的單位膜模型、桑格和尼克森的流動(dòng)鑲嵌模型（被大多數(shù)人所接受），再到Wallach的晶格鑲嵌模型、Jain和懷特的板塊鑲嵌模型，這就是依據(jù)多樣性的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，在批判性思維與創(chuàng)新性思維的無限循環(huán)中，逐步將片段式的信息完整化，形成愈加成熟的理論的過程。

3.2 創(chuàng)造性思維

回溯推理大多是解釋性的回溯，即對(duì)某一現(xiàn)象和規(guī)律進(jìn)行解釋的推理，因此其一般情形是基于初始材料產(chǎn)生合理、適當(dāng)?shù)慕忉屝约僬f。但是，當(dāng)這些解釋性假說無法解釋某一現(xiàn)象或規(guī)律時(shí)，則需超越原來的解釋性假說而追求更高層次的創(chuàng)造性假說，如用回溯推理發(fā)現(xiàn)生長素的創(chuàng)造性思維（圖3）。

圖3 利用回溯推理發(fā)現(xiàn)生長素的創(chuàng)造性思維

生長素的發(fā)現(xiàn)并不是結(jié)束，而是又一個(gè)全新的開始。生長素作用機(jī)制的逐步研究和光感受器的發(fā)現(xiàn)能夠更加深入地解釋植物的向光性。由此可見，作為創(chuàng)造性假說并不意味著這一假說永遠(yuǎn)都是最合理的解釋，而是需要被不斷拓展、補(bǔ)充、更新的。在創(chuàng)造性假說提出與完善的過程中，創(chuàng)造性思維發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在解釋植物向光性的原因中，不管是之前的“太陽的活動(dòng)”“避免有毒氣體”，還是后來的“化學(xué)物質(zhì)假說”，它們之間都沒有相關(guān)性，科學(xué)家們是依靠著創(chuàng)造性思維從多角度、多側(cè)面、多結(jié)構(gòu)去思考，既不受他人觀點(diǎn)的限制，也不受現(xiàn)有知識(shí)的束縛，根據(jù)自身的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不斷提出前無古人的新見解，這才有了一項(xiàng)項(xiàng)全新的成果。

3.3 逆向思維

從已知事實(shí)、現(xiàn)象或結(jié)果逆向深入地進(jìn)行探究的邏輯方式，是回溯理論的最本質(zhì)體現(xiàn)，也是回溯推理之所以能夠與演繹、歸納獨(dú)立存在的重要因素。在使用回溯法的過程中，回溯者也能不斷提升逆向思維能力，獨(dú)辟蹊徑，解決常規(guī)思維難以解決的問題，或者在眾多解決問題的方法中尋得最佳方法和途徑。20世紀(jì)初，美國著名的遺傳學(xué)家摩爾根用灰身長翅的雄果蠅（GGLL）與黑身殘翅的雌果蠅（ggll）交配，將得到的F1雌果蠅與雙隱性雄果蠅進(jìn)行測交，結(jié)果驚奇地發(fā)現(xiàn)，大部分是灰身長翅和黑身殘翅兩種親本型，且比例是1∶1。這一結(jié)果不符合孟德爾的自由組合定律。由此，摩爾根推斷，灰身基因（G）與長翅基因（L）在染色體上連鎖在一起，黑身基因（g）與殘翅基因（l）連鎖在一起。那么對(duì)于占少數(shù)的重組類型（黑身長翅和灰身殘翅）又該如何解釋呢？摩爾根又提出了染色體上的連鎖基因還可以發(fā)生交換的假設(shè)。這些都體現(xiàn)出對(duì)現(xiàn)象產(chǎn)生之原因認(rèn)識(shí)的逆推特征，即“理論把現(xiàn)象納入體系中，而理論則‘以相反的方式’——‘逆推地’建立起來”。

4 運(yùn)用回溯法指導(dǎo)解題

回溯推理不僅是一種重要的科學(xué)思維方式，也可作為一種巧妙的解題方法。

【例1】（2017年11月選考加試題）在黑暗條件下，將分離得到的類囊體放在pH=4的緩沖液中，使類囊體內(nèi)外的pH相等，然后迅速轉(zhuǎn)移到含有ADP和Pi的pH=8的緩沖溶液中，結(jié)果檢測到有ATP的生成。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，下列敘述正確的是 （ ）

A.實(shí)驗(yàn)中溶液的H+均來自于水的裂解

B.黑暗條件下植物葉肉細(xì)胞中的葉綠體可產(chǎn)生ATP

C.光照條件下植物細(xì)胞葉綠體中類囊體的腔內(nèi)的H+濃度較高

D.若使類囊體的脂雙層對(duì)H+的通透性增大，ATP生成量不變

解題步驟為:

①找出令人驚異的現(xiàn)象，即生成ATP。

②根據(jù)現(xiàn)象，通過回溯推理得到產(chǎn)生ATP的原因——類囊體內(nèi)外存在H+濃度差，且內(nèi)側(cè)高于外側(cè)。

③將此推理結(jié)果應(yīng)用于選項(xiàng)C、D的判斷。光照條件下，葉綠體中類囊體產(chǎn)生ATP與類囊體腔內(nèi)H+濃度高有關(guān)；若使類囊體的脂雙層對(duì)H+的通透性增大，ATP生成量改變，即C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

由此可見，對(duì)于很多信息題而言，回溯法能夠挖掘隱藏信息，同時(shí)找到現(xiàn)象發(fā)生的可能原因，再將這些可能原因逐一應(yīng)用于其他選項(xiàng)的判斷，就題論題，不做其他沒有根據(jù)的臆想，這樣可以大大提高正確率。