近日，尼日利亚“每日直播”有一则很有意思的报道1，引发了关于象征、寓言与科学2的讨论。报道称，该国拉格斯大学一位名叫阿玛拉哈的研究生分别从物理、化学、生物学及数学的角度证明了“同性恋是错误的”。阿玛拉哈的“研究成果”轰动了尼日利亚全国，他所在的拉格斯大学认为他应该“赢得世界科学界的尊重”，甚至认为他可能获得诺贝尔奖。但是，阿玛拉哈的证明是可笑的、含混不清的、低级错误的。虽然这是个可笑的故事，但他在证明过程中所用的思维模式却是普遍存在的，那就是类比思维。
类比思维，也称为类比推理，在认知心理学上，它指的是我们使用一个领域的知识（类比的来源）来辅助解决另一个领域的问题（类比的目标）。同时，类比与联想、比喻、象征及寓言一样，也是一种文学修辞手法。本文我们只讨论作为一种思维模式的类比。
在展开讨论类比之前，大家先考虑一下这个问题（它由邓克于1945年提出，史称邓克辐射难题）：
有位患有恶性肿瘤的病人，他不能直接做手术，但可以用某种射线来摧毁肿瘤。不过，射线不仅能杀死恶性肿瘤，也会杀死健康的身体组织。若降低了射线强度，它就不会杀死健康组织，但这样一来，它也杀死不了恶性肿瘤。假如你是医生，你会如何解决这个难题？
针对邓克辐射难题，心理学家吉克和霍约克设计了不同的条件让受试者来解决它：①完全没有提示；②答题前先听一个故事，但不给任何提示；③听故事后，提醒该故事对解答有帮助，但不直接给出答案。吉克和霍约克所讲的故事是这样的：
某个小国由独裁者统治，他住的城堡在国家的中央，环绕着许多村庄，每个村子都有路通往城堡。叛军司令集结军队想攻下城堡，但是每条路上都被独裁者埋下了地雷——如果人数够少，就可以安全通过；但如果大部队通过，则铁定会触发地雷，也会夷平周围的村庄。如果叛军分成小股进攻，铁定会被城堡军队吃掉。最后，叛军司令仍然决定分兵，不过，每股小队要听从信号从通往城堡的多条路上同时发起进攻。最终，叛军司令胜利了。
他们获得的实验结果如下：
- 完全不给提示，让受试者直接答题，大概只有10%的人能够解答。
- 在解答之前，先给受试者讲一下故事，这时，能够找到答案的人提高到了30%.
- 讲完故事之后又提醒该故事对解决问题有帮助，这样，就有92%的人找到了答案。
这是实验心理学中吉克和霍约克（参见文献1980及1983）的思维系列实验3之一，其研究主题是认知心理学上类比思维对解决问题的作用。
认知心理学上的类比包括两部分：类比源——通常是已经熟悉的并知道答案的对象；与类比目标——通常是不太熟悉的对象。在吉克和霍约克的实验中，通过故事，我们很容易找到邓克难题的解决办法：将多束低剂量的射线汇聚在肿瘤区域，这样，射线不会杀死经过的健康组织，但肿瘤区由于汇聚了足够的能量，则可以把肿瘤杀死。这是通过类比找到的答案，类比源就是叛军司令的故事，类比的目标就是待解决的邓克辐射难题，类比过程如下：
- “低剂量射线可以不损伤健康组织”可与“分兵可以通过埋有地雷的道路”相类比；
- “汇聚的射线能杀死肿瘤”可与“多路同时发兵能攻克城堡”相类比。
不同事物之间通常在三个方面有相似性：①属性相似，比如盘子与批萨都是圆形；②概念相似，如化学中的替代反应与核物理中的替代反应都使用了中间过程；③系统性或结构方面的相似，如原子的内部结构与太阳系的模型。作为一种思维模式，类比主要关注的是系统上的相似性，即一种解决问题的方式能否应用于结构类似的问题上。吉克和霍约克的实验表明，如果类比源与类比目标在系统结构上相似程度较高，类比思维对寻找问题的答案有显著的帮助。
类比也有好有坏。让我们看看下面三组类比：
| A | B | ||
| ① | 张三推了他爸， | 类比 | 王二捧李四， |
| 张三爸撞了树。 | 李四碰了壁。 | ||
| ② | 张三推了他爸， | 类比 | 王二捧李四， |
| 导致 | 导致 | ||
| 张三爸撞了树。 | 李四碰了壁。 | ||
| ③ | 张三推了他爸， | 所以 | 王二捧李四， |
| 张三爸撞了树。 | 李四碰了壁。 |
三组类比中，第②个比第①个要好，因为“张三推了他爸导致张三爸撞了树”在因果上可以与“王二捧李四导致李四碰了壁”相似，而第①个仅仅是事实相似，类比略勉强。但第③个就是胡扯了，“王二捧李四，李四碰了壁”与“张三推他爸，他爸撞了树”，这之间没有因果关系。第③个是类比推理中的典型错误，是典型的坏类比，因为类比的源与目标之间没有因果关系，仅仅是相似。
现在，我们再回到开头的新闻上，阿玛拉哈对同性恋问题的证明如下：
- 在物理上——当两块磁铁的南极与北极相遇时，它们会彼此吸引；但两个南极或北极相遇时，则会相互排斥；女性与磁铁的南极一样，男性则相当于北极；因为磁铁同极是相斥的，所以，同性恋是错误的。
- 在化学上——阿玛拉哈通过实验发现，酸碱会发生中和反应，而单纯的酸或者碱之间却不会发生反应；男人或女人与酸或碱一样，因此，同性恋是错误的。
- 在生物上——阿玛拉哈发现，鸡和狮子都没有同性交配现象，连低等生物都没有同性恋，因此，在高级的人类中，同性恋也是错误的。
- 在数学上——阿玛拉哈发现, A+B=B+A, 这等式两边有变化，而A+A=2A, 从符号A出发仍然回到了符号A, 没有变化发生；男人相当于符号A, 同性恋相当于A+A, 因为没有变化，所以同性恋是错误的。
阿玛拉哈的“证明”有四个类比源——物理上的磁极相吸，化学上的酸碱中和，生物上某些物种未发现同性交配，以及数学上的交换律；其类比目标只有一个，即“同性恋现象”，或者宽泛一些，是人类的性取向。不管“博学”的阿玛拉哈再找多少个类比源，他的“证明”都是错误的。他的“证明”所犯的恰恰是前面所述的典型类比错误，即类比源与类比目标之间没有因果关系。
完整的科学研究流程，一般包括提出或发现问题、分析问题、猜测解答、通过实验或逻辑推理来证明答案。整个科研流程中，类比思维只是一种辅助手段，可帮助猜测解答，猜测结果的可能形式，但所猜测的答案或结果是否正确，必须通过实验、严格的逻辑推理来验证。类比思维不属于科学研究的思维模式，它不可以用在科学结论的证明上。
虽然类比思维不能用于科学结论的证明，但它是一种重要的辅助思维模式。在日常生活中，类比思维对于辅助理解、触发灵感，很有帮助。在科学发现上，类比思维也起过不少的作用，比较出名的有——玻尔利用太阳系模型做类比，提出了玻尔原子结构理论；库勒根据咬尾巴的蛇提出了苯环的结构理论；等等。
好的类比是一种重要的教学手段，它能够辅助学生通过已熟悉的知识（类比源）建立起新的概念（类比目标）。比较著名的是格莱因提出来的“类比模型教学法”4，它包括六个步骤：
1. 引入目标概念，
2. 回顾类比概念（类比的源），
3. 辨别目标与类比源的相关特征，
4. 映射相似性，
5. 提示类比失效的地方，以及
6. 给出结论。
这个“类比模型教学法”的出色应用实例就是基因组学的类比教学5，其英文简称恰好为 G.A.M.E, 也就是“游戏”——它帮助那些高中老师向没有分子生物学背景的学生传授基 因组学的知识。
类比在科学发现与教学中很重要，这也引起了认知学者与人工智能学者的兴趣。在认知领域，类比理论经历了一个从分析到综合的过程。在人工智能领域，类比模型的发展也经历了类似的过程：早期的类比理论将类比过程视为若干独立心理过程的集合，主要着重于对比、检索的机制；最近的一些类比模型，如霍夫施塔特 (Douglas R. Hofstadter) 的“模仿猫” (Copycat) 和科基诺夫 (Boicho N. Kokinov) 的关联记忆推理模型 (AMBR)，则尝试用更加系统的方式来构造可计算的类比模型。
虽然类比思维在日常生活、科学发现或教学中都很重要，但它只是一种辅助思考的方式。类比可以触发灵感，辅助认知新的东西，但它不是科学证明的思维模式。用类比来证明科学结论，是可笑的。虽然类比不属于科学思维，但对其思维过程的本质揭示也是认知科学的主要任务之一，这将深化我们对思维本质的认知。
初稿: [2013-10-13]
1. http://www.thisdaylive.com/articles/science-of-gay-marriage/158265/
2. 象征和寓言不是科学: http://www.scipark.net/archives/11124
3. http://cognitivepsychology.wikidot.com/problem-solving:analogy
4. http://www.coe.uga.edu/twa/
5. http://www.four-h.purdue.edu/game/default.html
