科學思想或科學精神的重演是人類精神重演的一個方麵。作為兒童心理學家、發生認識論者，皮亞傑具體探討了兒童認知發展與人類科學思想之間的平行關係。[11]正如他本人所說：“在我們看來，我們並不相信，在兒童的思維和原始人的思維之間可能的相似之處是由於任何遺傳，心理發展規律的持久性就是解釋這兩方麵吻合的道理，而且既然一切人（包括原始人在內）都是從兒童開始的，那麽兒童時期的思維正像出現在我們自己的思維之前一樣，也是出現於我們最遠的祖先的思維之前的。”[12]在這種思想和方法的指導下，皮亞傑第一個全麵、係統地就兒童認知發展（或兒童思維、兒童概念）與人類科學思想發展（或科學思維、科學概念）的平行性和相似性進行了深入的研究。他在這方麵的研究分別體現在自然觀、天文學、物理學、數學以及科學思維方法（數理邏輯）等各方麵，其研究成果已經成為我們認識和掌握人類科學認知發展規律的必不可少的思想資源。下麵試從五個方麵做一簡要概述。

第一，兒童心靈世界中的“泛靈論”傾向與原始思維中“萬物有靈論”對自然現象的最初解釋。在皮亞傑看來，由於兒童不能區分有生命的東西和無生命的東西，因而他們不但常常認為許多沒有生命的東西有生命，而且認為那些有生命的東西與人一樣，是有感覺、有意識的。是“把死板的物體生命化”，又把“心靈世界物質化”。為了說明兒童思維與原始思維的相似性問題，皮亞傑充分利用了早期人類學對原始文化和原始思維的研究資料。他指出，原始人的思維大致經曆了互滲—巫術—萬物有靈論這樣三個階段，而這三個階段是與兒童的早期觀念相對應的。例如，幼兒混沌的知覺狀態和主客、物我不分，正是人類學家列維-布留爾所說的原始人“互滲”的前提和基礎；在互滲的基礎上，兒童最早產生的“人工製造論”又十分類似於巫術。再進一步地，兒童“泛靈論”也與原始人的萬物有靈論相對應。例如，兒童把太陽和月亮描述為一種人的力量或神賜的力量；或者把這種萬物的起源看作一半是自然的，一半是人為的。在這裏，皮亞傑的工作似乎也是在通過兒童對自然現象的解釋來追尋巫術信仰和萬物有靈論起源的原因。

第二，兒童“天文”概念與天文學上的“哥白尼革命”及人類早期宇宙結構理論。有關兒童認知圖式的改變與天文學曆史發展在某些方麵的平行性或對應性，最突出的例子就是有關兒童認知圖式改變中的“哥白尼革命”。在皮亞傑看來，嬰兒把每一事物都與自己的身體關聯起來，使一切事物或活動看起來像是以他的“自我”為中心的那樣。在幼兒18～24個月時，主客體的分化開始出現，所謂的第一次“哥白尼革命”開始出現。這時，“活動不再以主體的身體為中心了。主體的身體開始被看作是處於一個空間中的諸多客體中的一個；由於主體開始意識到自身是活動的來源、從而也是認識的來源，於是主體的活動也得到協調而彼此關聯起來”[13]。當然，兒童這種擺脫自我中心狀態的過程並不是一次性完成的。正如皮亞傑指出的，從嬰兒到青年依次地出現有三個不同水平的自我中心狀態和脫離自我中心狀態的過程。而這個過程與天文學發展的曆程非常相似。即所謂“地心說”—“日心說”—“宇宙中心說”的不斷更替過程，就是突出的一例。[14]此外，皮亞傑還具體探討了兒童“天文”領域裏的知識結構及其理解程度。他認為兒童的“天文”知識與人類早期的宇宙結構論有相似之處。例如，對2歲到6歲的兒童來說，天空總是處在山的頂部或最高的地方，是一種類似立體弓形的結構，而且天與地是連接在一起的。這些看法在原始人的神話中是可以經常看到的。

第三，兒童對物理世界的最初探索與前牛頓物理學範式的演進。在兒童對物理世界的最初探索和解釋當中，存在一種所謂“幼兒原子論”（infantile atomism）。如實驗表明，7～8歲的兒童已經認識到溶液中的砂糖是在很小和看不見的粒子中保存它的物質，雖然後者既無重量，也無體積。對此，皮亞傑認為，這個時期兒童的解釋能夠與曆史上的原子論學說有著相似之處。不僅如此，皮亞傑還注意到從亞裏士多德物理學到牛頓物理學之前的這段曆史的演進與兒童心理發生之間的對應性。他認為，前牛頓時期的物理學可以劃分為四個主要時期：第一個時期，以亞裏士多德的兩種推動理論為特征（運動的外部原因和內在的力）；第二個時期，把一種整體的動力看作運動的唯一原因，但沒有把後來成為力的東西和動量區分開來；第三個時期，認為動量或“衝力”是由力產生的，衝力是運動產生的不可缺少的中間原因；第四個時期，動量是由力引起的運動的結果，並表現為加速度。這四個時期可以在兒童的心理發生過程中找到大致的對應。[15]其中，七八歲的兒童已經能夠自發地使用“衝力”概念。如他們能夠把實驗中的“衝力”理解為在主動球的推力和最後一個不動球的運動之間的中介。這一點與中世紀物理學家布裏丹（John Buridan）的“衝力說”（impetus theory）極為相似。後者認為動量是外部推動者的力和起因於這種推力的移動之間必不可少的中介。另外，在愛因斯坦的提議下，皮亞傑還就運動與時間—空間的關係從發生心理學的角度進行過研究。認為在兒童那裏，速度（還有運動）的概念是先於時間概念的，而把速度視為空間距離與時間延續之間的關係這個古典概念，在兒童發展中的很晚的階段上才出現，在9～10歲時才發現。這樣，兒童時空認知與由古典物理學發展到相對論的概念變化過程之間存在某種對應性。

第四，兒童空間概念的發展與數學公理化進程的一致性。在《兒童的空間觀念》等著作中，皮亞傑及其主要合作者、心理學家英海爾德（B.Inhelder）發現，年齡小的兒童拓撲空間概念的形成要早於歐幾裏得幾何概念。即兒童對拓撲幾何中的接近、閉合、分離、秩序、包圍或環繞等概念的形成，要早於角度、距離和圖形這些平麵幾何概念。而且，“兒童在發展過程中最初使用的一些運算，也就是從他加在客體上的動作的普遍協調中直接取得的運算，正好可以分為三大範疇”[16]。如果將這一情形與數學史上的情形加以對照，便會發現一個有趣的現象：“從曆史的發展來看，科學幾何學先從歐幾裏得度量幾何學開始，繼而產生投影幾何學，最後發展成拓撲學。但是從理論上看，拓撲學乃是投影空間和普遍度量學賴以形成的共同基礎，而歐幾裏得度量幾何便是從投影空間和普通度量學發展而成。”[17]這也就是說，雖然兒童空間概念發展與數學史發展的序列正相反對的，卻與數學的公理化進程相一致！為了解釋公理順序與曆史發展順序之間的“互逆”現象，皮亞傑等人強調，他們並沒有僅僅在曆史的連續性和心理發生分析揭示的連續性之間建立對應關係，而是證明從一個曆史時期到下一個曆史時期的轉變機製類似於從一個心理發生階段到下一個心理發生階段的轉變機製。例如，在幾何學中，普遍地存在著基於圖形內、圖形間和圖形外這三個階段。而根據這種轉變機製，幾何中的這樣三個階段在兒童從感知運動階段到形式運演階段，是普遍存在的，並且它們的數學概念變化機製是一樣的。這種解釋有一定的道理。

第五，兒童心理邏輯的構造與科學邏輯和科學方法的某種同步性。在皮亞傑看來，“發生認識論的根本假設是：在知識的邏輯的、理性的組織和相應的心理形成過程之間有一種平行狀態”[18]，“心理學上的平衡化的結構同時也是邏輯上的可公式化的結構：分類、係列化和對應關係在具體運算領域中是這樣，而演繹的係統在命題運算領域中也是如此”[19]。具體到兒童心理發展方麵，表現為兒童心理發生特別是其心理運算結構的形成與發展（在一定意義上）重演了人類的邏輯構造和邏輯推演係統。例如，在兒童“思想”的第一階段，兒童們相信思想是“用嘴的”，思想被等同於聲音；在第二階段，兒童已經知道了思想是用腦來進行的，但把思想物質化了；第三階段（從11～12歲開始），兒童不再把思想物質化，而是認為思想是內心的一種說話。[20]有趣的是，認為思想是內心的一種說話的看法，可以在柏拉圖的《泰阿泰德篇》中找到對應。由於兒童七八歲以後所進行的推理過程仍然沒有擺脫具體的對象，因而其推理是一種從特殊到特殊、隻是處理命題內部關係的推理；隻有到形式運算階段，兒童才可能進行假設-演繹推理以及包括命題間推理的邏輯推理。就這種情形而言，它十分類似於古典邏輯發展的順序：先有亞裏士多德的命題內部的詞項邏輯，而後才有麥加拉-斯多葛學派等的命題邏輯。此外，皮亞傑還注意到，11～12歲的兒童大多開始依照假設—演繹方法進行推理，而到14～15歲時則能夠成功地提出證據。這一點恰與曆史上古希臘人熱衷於純粹的演繹，直到近代才把演繹法與歸納法結合在一起的做法，頗為相似。

皮亞傑科學重演論對科學認知的啟示主要有以下四點。

第一，展示了人類個體認知與種係認知的關聯性。由於人類精神現象的複雜性，特別是由於人們對兒童心理發生機製知之不多，過去有關個體精神（心理）與種係精神（心理）之間關聯性的研究較多的還隻是停留在思辨和猜測的層麵上。相比之下，皮亞傑建立在實驗基礎上的研究更為具體、翔實。在當代，相關的研究越來越多，證據越來越充分。如心理學家S.沃斯尼亞杜（Stella Vosniadou）運用繪畫、手工等多種方法研究兒童對地球的認識，發現兒童對地球的認識經曆著一個比較長的過程。其中包括對相互衝突的觀念不斷地進行調整、修正，以便逐漸地接近科學的解釋。而這個認識過程同曆史上人們對地球的認識，有許多相似性。[21]當代兒童“樸素理論”（naive theory）中有關運動概念的認知研究也表明，兒童與人類早期包括亞裏士多德在內的關於運動的定義和分類，在某些方麵驚人地相似。[22]

第二，開辟了科學曆史說明的認知路徑。為避免單純語言邏輯分析或單純社會曆史分析研究的片麵性，當代研究強調了在自然主義原則指導下的認知路徑。這一路徑能夠很好地將種係發生與個體發生聯結在一起。但由於認知研究側重神經—心理方麵而排斥邏輯與曆史方麵，且多屬於靜態分析，因而也不能很好地解釋一些科學曆史現象，尤其不能解釋那些已經發生過了的科學曆史現象。為解決這些問題，依據人類精神的重演原理，從兒童心理發展的實證研究出發，來探討一些相關問題，不失為一種有益的嚐試。正是基於這種想法，皮亞傑指出：“關於史前人類概念形成的文獻是完全缺乏的，因為我們對史前人類的技術水平雖然有一些知識，我們卻沒有關於史前人類認識功能的充分補充資料。所以擺在我們麵前的唯一出路，是向生物學家學習，向他們求教於胚胎發生學以補充其貧乏的種族發生學知識的不足，在心理學方麵，這就意味著去研究每一年齡兒童心理的個體發生情況。”[23]例如，嬰幼兒最初的感知活動實驗研究間接地表明：人類科學起源經曆了一種非語言化、非邏輯化的“動作”時期。又如，困擾科學史家的“衝力”概念形成的解釋獲得了兒童認知實驗的支撐。關於這一點，兒童心理學家、科學史家邁克爾·麥克羅斯基（Michael McCloskey）在一項有大學生參與的有關運動概念的研究中進一步證明，即使修過高中物理的學生，對於物體的運動仍持有一種樸素的想法，即認為使物體運動需施加一種內力或“衝力”，以便物體能維持運動狀態。而這種樸素想法顯著地相似於產生於六世紀、並在十四世紀由布裏丹在細節上加以完善的“衝力說”。[24]再如，鑒於生物組織與認識組織之間的明顯的“結構同型性”，皮亞傑將生物學中的“表現型複製”理論推廣到認知領域，不僅說明了認知主體的內源性重構過程，而且說明了從動作之內部的和必然的協調中導出的“內源性知識”的形成過程。[25]由於皮亞傑的科學認知研究是與他的發生認識論研究聯係在一起的，因而他的研究具有鮮明的曆時性特征，具有較強的解釋力。心理學家哥尼克給予他的研究以高度的評價。她說：“強調認知發展與科學理論發展之間的平行關係，不僅能夠幫助我們更進一步地理解認知發展，也能夠幫助我們更好地理解科學本身。”[26]

第三，揭示了科學認知發展的內在動力機製。在皮亞傑的整個認識論方案中，其核心部分正是生物有機體在與環境相互作用基礎上的心理發生過程。在這個過程中，來自外部方麵的適應性構成了主體對客體的順應，來自內部方麵的組織構造則構成了客體被主體的同化，而順應與同化兩個方麵的動態平衡則促成了智慧的形成與發展。基於這種發生認識論分析，皮亞傑將科學認知與科學知識的形成和發展看作是基於“動作”的建構過程，並且是由一個相對低級的水平向一個更高級的水平的、連續性的轉換過程。很明顯，這種對科學認知動力係統的描述非常類似於黑格爾揭示的關於事物自身發展的所謂“正”“反”“合”的辯證運動過程，也與庫恩在“常規科學”與“科學革命”以及“收斂式思維”與“發散式思維”之間保持張力機製的論點相一致。在後者看來，“科學發現和發明本質上通常是革命的。所以，它們確實思想活躍、思想開放，這是發散式思想家的特點”。另一方麵，“常規研究，即使是最好的常規研究，也是一種高度收斂的活動”[27]。它要求嚴格遵守範式，通過“定向聚焦”來研究範式所提出的那些疑點和深奧問題。從認知的角度來看，庫恩的這些觀點非常接近於皮亞傑的“同化”與“順應”論述。也許正是基於這一相似性，科學哲學家G.波斯納（G.T.Posner）等人主張將皮亞傑的同化—順應概念與庫恩的“常規科學”與“科學革命”範式聯係起來，以便在認知的層麵上更進一步地揭示科學發展的內部動力機製。[28]受此啟發，我們還可以從經驗的積累與理論的概括、科學發現與科學辯護等方麵來探尋科學認知的辯證關係以及由此形成的動力機製。此外，新皮亞傑主義學派認為，兒童也像成人一樣，他們是根據他們自己的“理論”來對周圍世界進行“探究”“推理”“解釋”和“預測”的。[29]“兒童創造和修正理論的方法與科學家們創造和修正理論的方法是相同的。”[30]

第四，提供了科學認知發展階段的說明。依據不同的標準，對包括科學史在內的人類曆史發展階段曆來有不同的劃分。皮亞傑將兒童心理發展分為感知—運動、前運算和運算三個階段，並運用不同的邏輯符號和知識概念分別加以概括和指稱，實際上也提供了另一種科學史分期的依據。依據這一分期標準，他將科學史特別是物理學史、數學史分為若幹個階段。現在看來，他的劃分盡管存在這樣或那樣的局限性，但仍不失為一種有益的探索。至少啟發人們在劃分科學史階段時，應當考慮科學家的智力發展狀況（不論是個體還是群體）。

當然，由於皮亞傑機械的邏輯圖式及片麵曆史文化觀，他的科學思想重演論還存在一定的局限性。詳細的分析，可參閱我的相關論文。[31]限於篇幅，這裏不展開討論。