第三章 科學(xué)研究的方法與科學(xué)精神

第三章科學(xué)研究的方法與科學(xué)精神科學(xué)的成功，無(wú)論是活躍智力還是實(shí)際應(yīng)用，都有賴(lài)于科學(xué)的自校正特征。任何正確的事情多的是?！_根《布魯卡的腦—對(duì)科學(xué)傳奇的反思》一個(gè)成熟的科學(xué)理論的形成包括提出問(wèn)題、收集證據(jù)、提出假說(shuō)、檢驗(yàn)假說(shuō)、修正假說(shuō)這些科學(xué)方法和科學(xué)思維的綜合就構(gòu)成了科學(xué)精神的全部?jī)?nèi)涵。1、關(guān)于科學(xué)方法與科學(xué)精神的定義在科學(xué)研究中，人們總要應(yīng)用一定的方法，遵循一定的規(guī)則和布驟，才能獲得一定的認(rèn)識(shí)。廣義的科學(xué)方法大體分三個(gè)層次：一是個(gè)別領(lǐng)域和學(xué)科中所采用的特殊研究方法，如物論，它適用于自然界、社會(huì)和思維領(lǐng)域?？茖W(xué)方法的三個(gè)層次既互相區(qū)別，又緊密聯(lián)系。哲學(xué)方法作為最普遍的方法，無(wú)論是對(duì)而哲學(xué)方法也要從一般科學(xué)方法和各種特殊方法中汲取營(yíng)養(yǎng)。哲學(xué)方法、一般科學(xué)方法和特殊科學(xué)方法的應(yīng)用范圍也不是一成不變的，而是可以相互為哲學(xué)方法。是一件困難的事情，因?yàn)榭茖W(xué)本身就是難以定義的。像人們可以把廣義的科學(xué)定義為一種累積的知識(shí)體系、研究方法、生產(chǎn)力要素或者社會(huì)對(duì)廣義科學(xué)精神的經(jīng)典描述來(lái)自于默頓，他提出了四條基本規(guī)范，即普遍性(Universalism)、共有性(Communalism)、無(wú)偏見(jiàn)性(Disinterestedness)、合理的懷疑性(OrganizedSkepticism)。普遍性是指科學(xué)獨(dú)立于種族、膚色、信仰和國(guó)家；共有性是指科學(xué)知識(shí)為公共知識(shí)，研以對(duì)科學(xué)進(jìn)行自由的質(zhì)疑和批判。(OriginalityCUDOS，以方便記憶。狹義的科學(xué)精神是指在自然科學(xué)的科學(xué)研究活動(dòng)中應(yīng)該遵守的思維方式、行為準(zhǔn)則、價(jià)2、科學(xué)理論的形成過(guò)程及特征提出問(wèn)題與人文因素的影響科學(xué)研究活動(dòng)是一個(gè)解題的過(guò)程，一個(gè)科學(xué)家的真正的科學(xué)生涯都要從提出問(wèn)題開(kāi)始。勞丹把科學(xué)問(wèn)題分為經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題和概念問(wèn)題。自然界中使我們感到驚奇或者需要說(shuō)明的任何和概念問(wèn)題的范圍?？茖W(xué)家的個(gè)人情感在從事科學(xué)研究活動(dòng)開(kāi)始時(shí)就已經(jīng)介入其中。例如，科學(xué)家對(duì)自然感等等。還有很多外部因素也在科學(xué)活動(dòng)開(kāi)始時(shí)發(fā)揮作用。當(dāng)科學(xué)家決定花費(fèi)時(shí)間和精力對(duì)一些還有一些非科學(xué)因素也決定了科學(xué)家走向不同的道路。比如，一個(gè)科學(xué)家會(huì)因?yàn)閷?duì)自然類(lèi)健康的影響問(wèn)題，僅僅是因?yàn)樗軌驈臒煵莨精@得研究職位和薪金?？茖W(xué)家的直覺(jué)、靈感(往往來(lái)自于睡夢(mèng))和機(jī)遇等也可能產(chǎn)生科學(xué)問(wèn)題。也就是說(shuō)，提出問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題本身與科學(xué)思維是可以沒(méi)有關(guān)系的，可以是非邏輯的。盡管科學(xué)理論形成從開(kāi)始到結(jié)束的整個(gè)過(guò)程都受到這些個(gè)人情感因素、外部因素和非科素對(duì)科學(xué)問(wèn)題的影響而把科學(xué)引向客觀與可靠的結(jié)論，當(dāng)然這需要很長(zhǎng)的時(shí)間和艱苦的努力。通過(guò)科學(xué)思維收集經(jīng)驗(yàn)證據(jù)應(yīng)用科學(xué)思維的開(kāi)端?？茖W(xué)研究活動(dòng)需要的是經(jīng)驗(yàn)證據(jù)。經(jīng)驗(yàn)證據(jù)是指?jìng)€(gè)體通過(guò)自身或者借助儀器能夠眼見(jiàn)、啟發(fā)性證據(jù)、神靈證據(jù)、情感證據(jù)。最接近經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的是權(quán)威證據(jù)。權(quán)威證據(jù)是權(quán)威代言者（權(quán)威人物、論文著作、專(zhuān)利公告、媒體廣告等）法。一個(gè)科學(xué)問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)有兩個(gè)來(lái)源，一是科學(xué)家自己進(jìn)行的科學(xué)觀測(cè)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)?？菩?、數(shù)據(jù)等權(quán)威證據(jù)才有可能被認(rèn)為是經(jīng)驗(yàn)證據(jù)?？茖W(xué)家獲得的這些經(jīng)驗(yàn)證據(jù)能否成為這個(gè)科學(xué)問(wèn)題的有效和可靠的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)，還需要用方法進(jìn)行的推理活動(dòng)。這里把理性思維與非理性思維做一個(gè)比較。理性思維是需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)才能短暫的、沖動(dòng)的、容易的；理性思維需要與人的愿望、意志作斗爭(zhēng)，對(duì)很多人來(lái)說(shuō)是痛苦的；非懷疑態(tài)度促使科學(xué)家時(shí)常對(duì)經(jīng)驗(yàn)證據(jù)進(jìn)行先行的檢驗(yàn)，不受經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的自我欺騙和被動(dòng)有多大的誤差等等。形成假說(shuō)與科學(xué)方法檢驗(yàn)的猜想性和嘗試性的解答，這就形成了科學(xué)假說(shuō)。類(lèi)比方法(以一個(gè)事物的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)為基礎(chǔ)向另一個(gè)事物的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)過(guò)渡)、統(tǒng)計(jì)方法(處理具有多等。對(duì)科學(xué)方法的選擇是科學(xué)家的個(gè)人行為，不同的科學(xué)家有不同的思維風(fēng)格，但是不同形海森堡的矩陣力學(xué))。一個(gè)假說(shuō)可能為真、可能為假，必須接受后續(xù)的驗(yàn)證?？茖W(xué)家通過(guò)發(fā)表論文或者撰寫(xiě)著檢驗(yàn)假說(shuō)與科學(xué)假說(shuō)的特征科學(xué)假設(shè)是依據(jù)盡可能多的實(shí)驗(yàn)材料和經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，以及盡可能牢固的科學(xué)基礎(chǔ)上創(chuàng)造出演繹法。波普爾為假說(shuō)—演繹法的科學(xué)方法論貢獻(xiàn)了"可證偽性"、"可檢驗(yàn)性"等基本概念?？茖W(xué)假說(shuō)的基本特征有：①假說(shuō)的自洽性，即假說(shuō)的各個(gè)組成部分都是符合邏輯的，不存在矛盾命題；②假說(shuō)的兼容性，即它與得到確證的科學(xué)原理是向下兼容的；③假說(shuō)的解釋性，考察一個(gè)科學(xué)假說(shuō)是否成立，就是要看它是否具備上述基本特征。例如，只有包含了自被檢驗(yàn)；凡是聲稱(chēng)是絕對(duì)正確的假說(shuō)也不是科學(xué)的假說(shuō)。檢驗(yàn)科學(xué)假說(shuō)的過(guò)程實(shí)際上是重新收集和認(rèn)識(shí)經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的過(guò)程：一是科學(xué)家通過(guò)不斷地可能與新的假說(shuō)預(yù)測(cè)的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)產(chǎn)生矛盾而重新檢驗(yàn)。修正假說(shuō)與科學(xué)爭(zhēng)論如果科學(xué)假說(shuō)被檢驗(yàn)為不能成立，它就必須被修正或者拋棄。在這個(gè)時(shí)候，人文因素又檢驗(yàn)假說(shuō)與修正科學(xué)假說(shuō)的過(guò)程就產(chǎn)生了科學(xué)爭(zhēng)論?？茖W(xué)爭(zhēng)論表現(xiàn)為科學(xué)界在經(jīng)驗(yàn)證據(jù)（實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)、觀察報(bào)告、數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)結(jié)果等）論的應(yīng)用等諸多方面的分歧和論爭(zhēng)。一個(gè)嚴(yán)肅的科學(xué)爭(zhēng)論必須限定在科學(xué)研究探索的范圍內(nèi)進(jìn)只有在經(jīng)過(guò)科學(xué)共同體多次檢驗(yàn)的科學(xué)假說(shuō)才能成為可靠知識(shí)的一部分～科學(xué)事實(shí)?？菩纬衫碚撆c科學(xué)理論的基本功能科學(xué)理論是多個(gè)科學(xué)事實(shí)的整合建構(gòu)。庫(kù)恩概括了一個(gè)好的科學(xué)理論應(yīng)具有的五個(gè)基本特征：精確性，從理論導(dǎo)出的結(jié)論與觀察實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相符；一致性，不僅內(nèi)部自我一致而且與現(xiàn)單性，理論應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單，給現(xiàn)象以秩序；有效性，理論應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生大量新的研究成果?？茖W(xué)理論的基本功能是解釋和預(yù)見(jiàn)功能。科學(xué)理論的解釋功能是指人們能夠利用科學(xué)理論推斷出的結(jié)論，從而來(lái)驗(yàn)證已經(jīng)存在的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)。它不僅包括因果解釋(一個(gè)確定性事物在給定初始條件后,過(guò)去與將來(lái)都是可以決定的)，也包括概率解釋(由于某些事物本身具有的不確定性導(dǎo)合物的突變)。證據(jù)已經(jīng)存在但不為人知、或者暫時(shí)不存在但必將發(fā)生。例如，相對(duì)論、量子力學(xué)、進(jìn)化論、基因工程學(xué)、宇宙大爆炸等科學(xué)理論等就是目前人出最有力的解釋或者預(yù)見(jiàn)。嚴(yán)格意義上講，科學(xué)理論都是科學(xué)假說(shuō)，科學(xué)理論也只是相對(duì)真理。由于科學(xué)是不斷發(fā)此產(chǎn)生了新的科學(xué)問(wèn)題，科學(xué)研究活動(dòng)進(jìn)入到下一個(gè)循環(huán)過(guò)程。3、科學(xué)精神的基本內(nèi)涵從以上科學(xué)理論的形成過(guò)程可以推論出關(guān)于科學(xué)精神的豐富內(nèi)涵，以下幾條是比較重要的。①非科學(xué)與科學(xué)之間存在著不可逾越的界限，但科學(xué)假說(shuō)與科學(xué)理論之間卻不存在不可學(xué)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格，對(duì)待科學(xué)假說(shuō)應(yīng)該寬容。②科學(xué)理論的形成要經(jīng)歷不同的過(guò)程，不同的過(guò)程對(duì)科學(xué)家的思維有不同的要求，因此為“發(fā)現(xiàn)”與“證明(辯護(hù))”兩部分)?？茖W(xué)精神不拒絕個(gè)別科學(xué)家某個(gè)階段思維的突發(fā)奇想，過(guò)程的非理性。③科學(xué)理論需要的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)必須是有效的，因此既要保證通過(guò)自身觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)證證據(jù)失真。④一個(gè)科學(xué)理論的形成需要較長(zhǎng)和復(fù)雜的檢驗(yàn)過(guò)程，任何科學(xué)家不能借助任何非科學(xué)的的權(quán)利，也就是說(shuō)科學(xué)精神要求科學(xué)家堅(jiān)毅執(zhí)著但不固執(zhí)己見(jiàn)。⑤在現(xiàn)代大科學(xué)時(shí)期，一個(gè)科學(xué)家往往只能完成一個(gè)步驟甚至只是一個(gè)步驟的一部分，的或者虛擬的)盡可能地集合起完成各個(gè)步驟所需要的科學(xué)家，這樣才能盡快地完成科學(xué)理論形成的全過(guò)程。4、一個(gè)簡(jiǎn)例：量子力學(xué)的發(fā)展量子力學(xué)是逐步發(fā)現(xiàn)和形成的。1909年德國(guó)人普朗克(1858～1947)首先提出光量子論；1905年德國(guó)人愛(ài)因斯坦(1879～1955)用光量子論解釋了光電現(xiàn)象；1913年丹麥人玻爾(1885～1962)提出電子軌道的量子化，用它解釋了原子結(jié)構(gòu)和原子光譜；1916年德國(guó)人索末菲(1868～1951(1892～19871925(1901～1976(1882～1970(1887～19611927(1902～1982量子力學(xué)發(fā)展的速度雖然很快，卻是在激烈的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論中展開(kāi)的。薛定諤提出薛定諤之EPREPR5、另一個(gè)簡(jiǎn)例：冷聚變是病態(tài)科學(xué)嗎19893(coldfusion)。不久，伯明翰大學(xué)的瓊斯·楊也宣稱(chēng)自己獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)了冷聚變，不過(guò)他只觀測(cè)到了中子而未觀察到過(guò)熱效應(yīng)。很快世界上幾十個(gè)國(guó)家和地區(qū)的數(shù)百個(gè)科研小組加入了研究的行列，不少小組宣布實(shí)現(xiàn)了核聚反對(duì)冷聚變的人把冷聚變看成是病態(tài)科學(xué)。病態(tài)