第二章 文獻探討
第一節 溯因推理
壹、溯因推理的定義
溯因推理(Abduction)是對最好解釋的推論，是一種假設形成理論的過 程或是解釋推理(Josephson & Josephson, 1996)。溯因推理由美國邏輯學家、
哲學家兼歷史學家 Peirce(1878)創立，在他早期的理論中，稱此方法為「假 設」(Hypothsis)，後期則正式定義名為溯因推理(Abduction)。Peirce 認為，
溯因推理的進行方式不同於傳統推理中的演繹推理和歸納推理，是對已觀 察到的和已知的結果提出一種可能原因，由結果推導至原因，在眾多可追 溯的原因中尋求一個最佳解釋的推理過程的過程，屬於一種由果溯因的反 向邏輯推理方式。
貳、推理的類型
Peirce(1960)將科學推理分成三大類型：演繹推理(Deductive reasoning)，
歸納推理(Inductive reasoning)以及溯因推理(Abduction)。演繹推理的過程，
必須在前提為真的情況下，其結果也必然為真，是一種必然性推理，而所 推得的結論已經蘊含在大前提當中，不會有新的知識產生；歸納推理則是 從各種現象中去推導出普遍的原則，是一種或然性推理，可能會產生新的 知識，但結論不一定為真。針對三種推理方式的定義與推理形式，以下說 明：
一、演繹推理(Deductive Reasoning) (一)演繹推理的定義
演繹推理指的是從公認且客觀的事物或理論中去推論出個別性結論結 果的推理方式。可以代表人們習以為常用已知、已觀察到的事物去推論出 未知部分的一種思維方式(Johnson-Laird & Byrne, 1991)。
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(二)演繹推理的形式
演繹推理的主要形式以「大前提」( P r e m i s e ) 、「小前提」( M i n o r p r e m i s e ) 和「結論」(C o n c l u s i o n ) 為推演的三段論(Syllogism)。「大前提」
指的是一般事物與理論，是一種確定性的普遍原則；「小前提」是論證下 的個別事物，屬於特殊或特別的事例；「結論」指的是推論出的論點。以 下以袋子中的豆子作為演繹法段論法的例子(Magnani, 2001)：
大前提：1.袋子中的豆子都是白色的 小前提：2.這些豆子是從袋子中取出來的 結 論：3.這些豆子都是白色的。
從上述例子可看出，演繹的過程由「大前提」和「小前提」得出結論，
無論大前提或是小前提，都與結論之間存在一種必然的關係；結論其實蘊 含在前提當中，不會有新觀點、新知識的出現。要檢驗演繹法的結論是否 為真，取決於作為推論起點的普遍性知識、事物、想法是否客觀，而前提 與結論之間，也是否如實反映其聯繫的邏輯性。
二、歸納推理(Inductive reasoning) (一)歸納推理的定義
歸納推理指的是透過所觀察到的多個特殊事實，歸結出一個概括性的 結論，可以做為解釋或是預測其他未觀察到的事實的一種推理方式。這種 推理方式在於以特例而推演出通則，換句話說，是「從特殊到普遍」的推 論(Johnson-Laird & Byrne, 1991)。
(二)歸納推理的形式
Peirce(1878)認為歸納是由「小前提」、「結論」得出「大前提」的推理。
以下以袋子中的豆子作為演繹法段論法的例子(Magnani, 2001)：
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小前提：2.這些豆子是從袋子中取出來的.
結 論：3.這些豆子都是白色的.
大前提：1.袋子中的豆子都是白色的。
歸納推理的前提是先觀察個別事物的現象，再聚焦在這些特別事物或 現象中的概括性解釋，最後得出的結論。推論而得的結論，但歸納推理出 的結論卻不一定為真，但卻可能獲得到新的知識與理論，是一種或然性的 推理方式
三、溯因推理(Abductive Reasoning) (一)溯因推理的定義
Peirce(1878)認為溯因推理不同於從特殊到普遍的歸納推理，亦不同於 從普遍到個別的演繹推理，是一種從規則和結果推導出可能性原因的過程。
Lawson(1995)認為溯因推理是心智運作過程中，所提出假設後能有效的解 釋，並能符合應用到新的情境脈絡，是一種探究式解釋的過程。Thagard 和 Shelley (1997)認為溯因推理是一種從結論發現前提的過程。另外，以觀 察現象的角度切入，多位學者認為溯因推理是解釋已知事物的過程，可以 說是對一組觀察，產生最佳解釋的過程(Harman, 1965; Josephsons, 1996;
Magnani, 2001, 2009)。
溯因推理亦可分為廣義和狹義兩種解釋。廣義的溯因推理，乃依據事 物發展進行所形成的結果，推導出可能造成結果的原因，以及整個思維過 程的邏輯方式；狹義的溯因推理，依造事物的結果來推論原因的一種思維 方式（于祺明、汪馥郁，2006）。總之，溯因推理可以說是一種由客觀事 實為起點，透過探究性的構思，溯本求源，由結果去推論原因，找尋和選 擇最有可能解釋假說的一種推理方式。
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（二）溯因推理的形式
Peirce(1878)認為溯因推理包含了演繹推理與歸納推理，是一種綜合性 的推理方式，能夠透過設定可能假設，能拓展新的知識、理論或是思想，
以此他提出了溯因推理的三段論(Syllogistic)，其內包含了溯因的選擇假設、
演繹的理論推導，最後再以歸納的經驗檢驗。舉例如下：若在一般普遍的 客觀事物中觀察到一個驚人的事實 C，第一階段：提出一個可能的假設 A 來解釋為什麼事實 C 會發生；第二階段：透過演繹推理的方式檢視假設 A 是否為真；第三階段：以歸納推理驗證新的結論是否合乎。
Lycan (1988)依據 Peirce 的溯因推理模式，整理出溯因推理的形式。假 設 C 為所有客觀事實，所觀察到的事物的總和，A 為真，並且可以解釋 C，
也沒有更多更合適的假設能比 B 更好地解釋 C，那麼 A 或許就為真。
舉例來說，早晨醒來後從窗戶發現院子裡的地板是濕的(驚人的事實 C)，
提出一個或多個的假設來解釋為什麼院子裡的地板是濕的。A1：媽媽用灑 水器在院子裡灑水(A1→C)；A2：昨夜下了傾盆大雨(A2→C)；A3：院子 水龍頭壞掉(A3→C)；因此透過檢驗 A1、A2、A3，證實昨夜下了傾盆大 雨(A1 為真)。
由上述可知，我們可以整理出在進行溯因推理時，應有個基本的步驟：
1.觀察：當人們觀察到一個驚訝的事實時，會擷取記憶中所儲存的經 驗，對五官所感知到的事物進行來源的推測。
2.假設：在這個過程形成解釋性假說，換句話說就是猜測。當所認知 到的事實與預先期待不相符時，我們通常需要作出解釋，這個解釋非得是 一個能在特定環境下針對觀察事實的可能性假設。
3.解釋：從假設中推論出結論，是對已知事實的解釋，其推論中的結
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(Deduction)
歸納推理 (Induction)
溯因推理 (Abduction) 理 論
Magnani (2001, 2009)將溯因推理分為理論性知識的實施以及操作性知 識的實施，其內容說明如下：
一、理論性知識的實施
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理論性知識的溯因推理包含「模型基礎推理」和「語句推理」，都是一 種透過推論，找出確實的事實或原理及假設的過程。「模型基礎推理」是 一種創造性的方式，多以圖表、圖像為工具，以一個或多個前提推導出結 論，常用在解釋知覺意象、因果關係或是類比推理。另外一種「語句推理」
是一種選擇性的推理方式，常用在邏輯語言的句子、組織架構，神經網絡。
圖 2-1-1 模型為基礎的溯因推理
二、操作性知識的實施
以感官進行操作的同時，其實就有了操作性知識的溯因推理。這是一 種從做中學，從做中思考的過程。在自然科學領域中，操作也是一種建構 的過程，不同於語句的推理方式，行為動作先於認知層面，但也常需要藉 助於指導語句、指標性指令來操作。
操作性知識溯因推理不同於理論性知識溯因推理，行為本身先於理論，
強調透過手、眼、思考以及對話的互動，主要目的在於創造並詮釋新的經 驗，將這些經驗統整到一個已知的系統脈絡之中。
綜合上述，本研究所使用的溯因推理符合理論性知識溯因推理中「模 型基礎推理」。在科學聯想遊戲 App 以及文史解題活動中根據已知的一個
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或是幾個前提，推論出結論的思維。此外在文史出題活動中，限定了已知 的答案，請學生追溯其可能的幾個線索，而已知答案可蘊含這些線索，作 為溯因推理的應用。
肆、溯因推理在各領域的應用
Peirce (1878)主張溯因推理這種獨特的推理模式，以解釋性假設的形成 方式，在科學和日常生活中隨處可見。Charniak 和 McDermott (1985）在人 工智能(AI)的領域中，提及溯因推理的形式，是在各種為真的前提下去反 推出事物的起因，解釋我們周遭的事物，並推斷出一個最佳的解釋方法。
這樣推理的形式，涵蓋了日常生活中的醫學診斷、故事理解、視覺以及理 解自然語言的過程。
Harman (1965)將溯因推理視為一種推論到最佳解釋的過程。Lycan (1988)認為溯因推理為一種解釋性推理。心理學家們發現這種「以解釋為 基礎」的證據評估方法也在法庭中的陪審團決策過程中出現(Pennington &
Hastie, 1988)。
溯因推理也可視為一種無意識的推理方式，對日常生活周遭的理解、
詮釋和感知，在科學理論的發現也常以此為依據。醫師、機械師、科學家 或是偵探等以這種明確形成的假設來評估它們的發現，找出最適宜的解釋 (Josephson & Josephson, 1996)。以下就溯因推理在與教育相關的各領域應 用相關研究做說明與討論：
一、科學原理發現
溯因推理在大小規模的科學推理中很常見。牛頓萬有引力理論的說服 力在於能解釋行星的運動，也能夠解釋潮汐的發生。提出物種起源論的達 爾文，也以作為自然選擇擴展的這個最佳假設解釋目前看到的生物以及化
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石證據(Josephson & Josephson, 1996)。
溯因推理對於科學理論的提出有其重要性，而今溯因推理也漸漸被應 用到認知科學中，成為新的研究主題(Magnani, Nersessian, & Thagard, 1999)。
二、語言學方面
溯因推理這種「由果溯因」的逆向性邏輯推理方式，是人們在語言認 知過程中所採用的基本方法。隨著語用學和認知語言學研究的不斷深入，
溯因推理的研究和運用受到越來越多的語言學研究者的重視。學者們不但 用溯因推理來分析論證日常生活中的語言現象和語言材料，而且還應用溯 因推理作為語言學研究的認識論和方法論（韓曉方，2010）。賀川生(2004) 研究 Chomsky 的語言天賦論與溯因推理中的猜測本能和溯因邏輯之間的 關聯做了探討，嬰兒本能上利用溯因推理來學習語言。王湘玲、徐冰林(2009)
溯因推理的研究和運用受到越來越多的語言學研究者的重視。學者們不但 用溯因推理來分析論證日常生活中的語言現象和語言材料，而且還應用溯 因推理作為語言學研究的認識論和方法論（韓曉方，2010）。賀川生(2004) 研究 Chomsky 的語言天賦論與溯因推理中的猜測本能和溯因邏輯之間的 關聯做了探討，嬰兒本能上利用溯因推理來學習語言。王湘玲、徐冰林(2009)