青岛雄风实业有限公司:科学方法

科学方法

科学方法是指人类认识自然和社会，为获得科学知识系统，所遵循或运用的规则、手段和途径等；也是人类在创新实践活动中，所采用的思路、程序、过程、技巧和模式等。科学方法种类繁多：既有适合科学各个学科的普适方法，又有各个学科各自的特殊方法，甚至还有一些专门性的技巧。

所以科学方法可分为三个层次：单学科方法，即专门科学方法；多学科方法，即一般科学方法，适用于自然科学和社会学；全学科方法，即最普遍的方法论，具有普遍意义的哲学方法。

科学方法又可分为三大部类：经验方法，包括观察、测量、实验方法等；理性方法，包括逻辑、数学、统计方法等；臻美方法，包括直觉、对称、类比方法等。

然而，科学方法不是机械的程式和/或僵化的教条，这蕴含三层意义：

一是科学方法是多元的：它既包括较为有序的经验方法和理性方法，也包括不很有序或很不有序的臻美方法，它甚至对无序的猜测、想象、灵感、顿悟、幻想等，创造性的心理活动亦持宽容或欢迎的态度，尤其是做假设或假说的情形；

二是科学方法是创新的：一般来说，伟大的科学发现都没有固有的程式和现成的方法可循，科学大师往往能在已有的方法中保持必要的张力，或伴随着创造出新的方法；

其三是科学方法是开放的：它向各种后来的合理性的方法，诸如系统方法、计算机模拟方法等；以及非理性的方法，诸如拟人化方法、目的论方法、宇宙宗教思维方法等都敞开大门。

如像直觉、灵感、顿悟、洞察力甚至运气一类的因素，也常常起作用，在整部科学史中充满了这样的例子。有不少科学家仅仅根据很不充分的数据和很少一点实验结果，有时甚至一点实验结果也没有，便突然灵机一动，得出有用的、合乎事实的论断。这样的论断，如果按部就班地通过上述理想的科学研究方法进行，就可能要用好几年的时间才能完成。例如，凯库勒就是在邮车上打瞌睡的时候，突然领悟到苯的化学结构的。洛维则在半夜醒来的时候，突然得到了关于神经刺激的化学传导问题的答案。格拉泽由于无聊地凝视着一杯啤酒，才得到了气泡室的想法。然而这是不是说，一切都可以凭好运气得来，根本不需要动脑筋去思考呢？绝对不是的。这样的“好运气”只那些具有最好领悟力的人才会碰上，换句话说，有些人之所以会碰上这样的“好运气”，只是因为他们具有十分敏锐的直觉，而这种敏锐的直觉则是依靠他们丰富的经验、深刻的理解力和平时爱动脑筋换来的。

在科学发展过程中，所运用的正确方法，具有以下特点和特征：

一是鲜明的认识主体性，即主动性、创造性和目的性；

二是充分的合乎规律性，是以合乎理论规律为主干的程序化；

三是高度的保真性，具有观察、实验和数学方法有机结合的特征。对研究对象进行量的考察，保证所获得的实验事实的客观性和可靠性。

在科学方法的形成和演化中，划时代科学理论的诞生；或出现杰出科学家群体的时期；出现集科学家和哲学家于一身的哲人科学家等，对于科学和科学方法进程，起着举足轻重的独特作用。

英国的弗兰西斯.培根（F.Bacon,1561-1626）是经验论者，强调归纳法，他认为科学定律是通过归纳得出的。著名的“知识就是力量”的铿锵语句就是由他提出的，征服自然、控制自然在他看来是研究科学的目的和基础。

法国哲学家勒内.笛卡儿（René Descartes，1596-1650年），黑格尔称他为“现代哲学之父”，人们也认为他是“现代科学鼻祖”。他写过一本《方法谈》的书。他是理性论者，强调理性逻辑的演绎方法。他高瞻远瞩的指出，只有通过对自然现象的观察分析，并经过人们的“逻辑推理”，所得出的判断、结论或理论，才是可靠的、普遍的、唯一的、统一的。对于已有知识体系，需要进行不断地质疑，这是从已知到未知的推进动力，从而使知识的探索，逐步逼近未知真理。

从根本上说，培根和笛卡儿两人贯穿着两种科学观，正如爱因斯坦所言，培根是强调外部的证实，笛卡儿强调内部逻辑的完备。

近代科学的奠基者伽利略和牛顿，也是近代科学方法的奠基人。他们对于经典力学的构建，成功地使数学与实验、假设（说）与验证、归纳与演绎以及分析与综合诸方法珠联璧合，相得益彰。

达尔文的生物进化论，是十九世纪的科学成就之一，它所蕴涵的科学思想方法，广泛地渗透到哲学和社会学领域，成为人们观察和处理问题的方法，具有独到的维度、角度或视域。

哥白尼、伽利略、牛顿，一步步确立了西方近代科学的基准。与近代科学形成几乎同时，就有哲学家开始思考“科学是什么？科学的方法是什么？” 18世纪德国哲学家康德（I. Kant，1724-1804）提出了哲学的反思：科学是怎样可能的？在他看来，牛顿力学这么大的成就，科学是怎么可能的？通俗的说，他奇怪牛顿如何想出了这样一套深奥的东西。后来他写了《未来形而上学导论》，这本书是《纯粹理性批判》的通俗本。书里谈到科学怎样是可能的。在这之后的实证主义、经验论、逻辑经验论、证实原则、假说演绎、证伪主义等等，都试图回答“科学是什么？科学的方法是什么？”的问题，也都曾各领风骚。20世纪70年代，澳大利亚学者艾伦•查尔默斯出版了《科学究竟是什么》一书，从归纳主义到工具主义，洋洋洒洒，以15万字的篇幅梳理了一遍。是否就此可以定义“科学”了？可以定义“科学方法”了？这仍然是仁者见仁，智者见智的，并非有定论的难题。

这里很有必要强调一下批判学派对科学方法的杰出贡献。批判学派的代表人物很多，其中马赫、彭加勒、迪昂、奥斯特瓦尔德、皮尔逊等活跃在十九世纪末和二十世纪初的科学和哲学的舞台之上，他们是二十世纪科学革命（物理学革命）和哲学革命（逻辑经验论）的先驱，

马赫的感觉分析、历史批判意识、思维经济等诸多方法论原理以及探究心理学论纲等，都是异彩纷呈；

彭加勒的约定论的方法论以及关于假设、直觉、科学美、数学发明的心理机制的论述，也都美不胜收；

迪昂的整体论和历史主义的方法、关于物理学理论的逻辑架构、对卓识的探究以及对人类精神的探险，都表现得各有千秋；

奥斯特瓦尔德的能量论的思维方法和在研究中主动变换角色的实践。真是别开生面；

皮尔逊的怀疑批判风格、对科学方法的意义和特征的揭示、对想象力和审美感的倡导以及对统计方法的发明和运用，都使人拍案叫绝。值得注意的是，在批判学派的科学方法中，还包含着诸多的后现代的意识或酵素。

爱因斯坦是二十世纪科学革命的主将和先锋，他在现代科学哲学与科学方法两方面获得巨大成功，它也是现代科学哲学和科学方法的集大成者。他从前人、尤其是从批判学派那里吮吸了丰富的思想营养，又融汇了对自己的科学实践的亲身体悟和哲学反思，从而锤炼出展现时代气质和科学精神的、别具一格的科学方法。爱因斯坦的科学方法蕴含温和经验论、科学理性论、基础约定论、意义整体论以及纲领实在论的有机要素，体现了多元互补和张力平衡的特征，显示出广博的包容性和涵盖性。他的统一性、对称性、相对性、几何化等科学思维方法或科学研究基本宗旨，既有科学眼力的敏锐，又有科学智慧的深邃。可以当之无愧地称为“科学的眼力”或“科学的智慧”。他的探索性的演绎法、逻辑简单性原则、准美学原则和形象思维，是创立像相对论这样的现代科学理论的锐利武器。在科学方法论的发展史上，爱因斯坦起到了承前启后的伟大作用，孕育或催生了各个流派的哲学家的方法论的成果。

对于科学研究活动而言，科学方法的地位和意义至关重要。彭加勒认为科学创造“首先需要创造方法”；皮尔逊也强调“科学方法是通向绝对知识或真理的唯一入口”和“唯一道路”，“整个科学的统一只在于其方法而不在于其材料”；怀特海把方法本身视为“震撼古老文明基础的真正新鲜事物”；萨顿则言之凿凿：“在科学领域，方法至为重要。一部科学史，在很大程度上就是一部方法或工具史，这些工具无论有形或无形，都是由一系列人物创造出来的，并用以解决他们遇到的某些问题。

每种工具和方法都是人类智慧的结晶。科学方法的运用不仅在自然科学范围内所向披靡，而且在社会学和人文学领域也有重要意义，乃至在人们的日常思维和为人处事中也不无裨益。更为重要的是，科学方法是科学精神的重要构成要素和集中体现。它洋溢着科学的实证精神、理性精神和审美精神，充盈着科学的怀疑和批判意识，无怪乎皮尔逊把它看作是训练公民的科学心智的有效手段。

关于科学方法的特征，皮尔逊将其概述为：（1）仔细而精确地分类事实，观察它们的相关性和秩序；（2）借助创造性的想象发现科学定律；（3）自我批判和对所有正常的心智来说，是同等有效的最后检验。这一概述比较适合像生物学以及运用经验为主的科学，也许达尔文的进化论是很好的范例。

迪昂的概括为：（1）物理量的定义和测量；（2）假设或假说的选择；（3）理论的数学展开；（4）理论与实验的比较。这一概括更为适合像物理学以及数学化的精密科学。爱因斯坦的相对论是出色的范例。相对论正是爱因斯坦运用其独创的探索性的演绎法等一类科学方法建构起来的，符合迪昂模式的理论。