05第五章-獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法

第五章獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法

授課教師政法學(xué)院劉國建第一節(jié)科學(xué)事實(shí)及其性質(zhì)

科學(xué)認(rèn)識的目的是揭示事物的本質(zhì)和規(guī)律，而科學(xué)認(rèn)識首先是獲取科學(xué)事實(shí)，并在此基礎(chǔ)上整理加工成科學(xué)理論。恩格斯指出：“不論在自然科學(xué)或歷史科學(xué)的領(lǐng)域中，都必須從既有的事實(shí)出發(fā)”。獲取科學(xué)事實(shí)是科學(xué)研究出發(fā)點(diǎn)，正如巴甫洛夫指出的：“不管鳥翼是多么完美，但如果不憑借空氣，它是永遠(yuǎn)不會飛翔高空的，事實(shí)就是科學(xué)家的空氣，你們?nèi)绻粦{借事實(shí)，就永遠(yuǎn)也不能飛騰起來?！币?、科學(xué)事實(shí)的含義

我們在日常生活中所接觸到的客觀事物及其現(xiàn)象，通常叫做事實(shí)，但不都是科學(xué)事實(shí)。所謂科學(xué)事實(shí)，一般是指人們對所觀察到的事件、現(xiàn)象和過程所作的真實(shí)描述。

科學(xué)事實(shí)一般分為兩類：事實(shí)Ⅰ：指客體與儀器相互作用結(jié)果的表征，如觀測儀器上所記錄和顯示的數(shù)字、圖像等。它既與客體有關(guān)，也與人所設(shè)置的認(rèn)識條件有關(guān)。事實(shí)Ⅱ：指對觀察實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果的陳述和判斷。它既與客體的本性、儀器的性能有關(guān)，也與人用以描述事實(shí)的概念系統(tǒng)有關(guān)。（一）科學(xué)事實(shí)與其它事實(shí)1．客觀事實(shí)與科學(xué)事實(shí)客觀事實(shí)是指尚未進(jìn)入科學(xué)研究領(lǐng)域，獨(dú)立于科學(xué)認(rèn)識主體之處的，實(shí)際存在著的事件、現(xiàn)象和過程。它沒有正確和錯誤之分，是純客觀的，不包含任何主觀因素的。但它可以被人們所感知，可以成為觀察、實(shí)驗(yàn)的對象，它本身不是知識。如：2000年11月由中國、美國、英國等幾個國家參加的對人類基因譜草圖的繪制完成，這里的基因及其遺傳密碼在還未進(jìn)入科學(xué)研究主體的視野時，是客觀存在的自然現(xiàn)象，是客觀事實(shí)?？茖W(xué)事實(shí)作為科學(xué)研究主體的初步成果，是已進(jìn)入科學(xué)研究領(lǐng)域，被科學(xué)勞動者掌握和確證的事實(shí)。如哈雷慧星76年回地球上空一次，就是科學(xué)事實(shí)。2．經(jīng)驗(yàn)事實(shí)與科學(xué)事實(shí)

所謂經(jīng)驗(yàn)事實(shí)是指人們用專業(yè)語言或文字對通過觀察、實(shí)驗(yàn)而被感知的客觀事實(shí)所作的描述和判斷。由于科學(xué)認(rèn)識的復(fù)雜性，人們在觀察過程中難免產(chǎn)生偏差，所得到的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)常會摻雜著虛假的描述。因此經(jīng)驗(yàn)事實(shí)與科學(xué)事實(shí)的顯著的不同點(diǎn)是：經(jīng)驗(yàn)事實(shí)具有可錯性和不確定性的特點(diǎn)。因?yàn)?，?jīng)驗(yàn)事實(shí)的獲取與人所沒置的認(rèn)識條件（比如儀器設(shè)備的性能）有關(guān)，與人用來描述觀察結(jié)果的概念系統(tǒng)有關(guān)，還與認(rèn)識主體的認(rèn)識能力有關(guān)，只有那些經(jīng)過價值尺度的選擇，有關(guān)手段鑒定的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)才能稱得上科學(xué)事實(shí)。并非所有的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)都屬科學(xué)事實(shí)。3．理論事實(shí)與科學(xué)事實(shí)

理論事實(shí)是指按照某種理論的設(shè)想或根據(jù)某一科學(xué)理論斷定其存在，但尚未觀察到的某種實(shí)體和過程。例如，愛因斯坦依據(jù)廣義相對論預(yù)言光線在強(qiáng)引力場中會發(fā)生彎曲就是理論事實(shí)。為了證實(shí)該理論事實(shí)是科學(xué)事實(shí)，愛因斯坦建議利用日蝕時觀測，從太陽邊緣通過的星光將沿著非直線的短程線傳播。1919年5月恰好要發(fā)生一次日蝕，英國皇家科學(xué)院派出以大科學(xué)家愛丁頓為首的兩支觀測隊(duì)赴西非和巴西，這次觀測成功地證實(shí)了愛因斯坦關(guān)于光線經(jīng)過強(qiáng)引力場要發(fā)生偏轉(zhuǎn)的預(yù)言。從而該理論事實(shí)就轉(zhuǎn)化為科學(xué)事實(shí)。理論事實(shí)能否被后來的觀察實(shí)驗(yàn)所證實(shí)而轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)事實(shí)，關(guān)鍵在于理論本身的科學(xué)性、可靠性。（二）科學(xué)事實(shí)的特點(diǎn)

第一，具有個別性，即關(guān)于某一單獨(dú)對象有或沒有某種屬性的描述。而如果是反映某一類中每個對象有或沒有某種屬性的陳述，叫全稱描述。如“哈雷慧星76年回地球上空一次”、“水分子由氫原子和氧原子組成”，是個別性的描述。而“所有的行星都繞著自己的軸旋轉(zhuǎn)”和“分子都是由原子組成”則是全稱描述，這是關(guān)于某類事物全體的認(rèn)識。我們強(qiáng)調(diào)科學(xué)事實(shí)的個別性，是為了突出它主要是來自于感性活動，而不是主要來自于理性的抽象活動。

第二，具有可重復(fù)性。是指對于同一種科學(xué)事實(shí)，不同的人在同樣的環(huán)境和條件下，可獲取同樣的結(jié)果。如果別人根本做不到，那么它的真實(shí)性就值得懷疑。1959年美國物理學(xué)家韋伯曾宣布，他的實(shí)驗(yàn)裝置已直接收到了從銀河系一天體發(fā)出的引力輻射，但他的觀察事實(shí)在世界上許多國家實(shí)驗(yàn)室都未能被重復(fù)，因而他公布的觀察結(jié)果就未被科學(xué)界承認(rèn)為科學(xué)事實(shí)。科學(xué)事實(shí)的可重復(fù)性特征又是判斷某個觀察事實(shí)是否是科學(xué)事實(shí)的重要標(biāo)準(zhǔn)。第三，具有理論影響性。即指科學(xué)事實(shí)是受理論影響的。

第四，具有客觀的獨(dú)立性?？茖W(xué)事實(shí)的內(nèi)容是客觀的，盡管它的確定與科學(xué)理論的指導(dǎo)相關(guān)，然而科學(xué)事實(shí)一旦被發(fā)現(xiàn)和承認(rèn)，就具有相對獨(dú)立性和確定性。該特征還突出表現(xiàn)在某一假說未能經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)而被否決，但支持這一假說的科學(xué)事實(shí)仍然存在，其科學(xué)價值仍得到人們的承認(rèn)，具有獨(dú)立性。關(guān)于這一特點(diǎn)恩格斯特別指出：“在任何一門科學(xué)中，不正確的觀念，如果拋開觀察的錯誤不講，歸根到底都是對于正確事實(shí)的不正確的觀念。事實(shí)終歸是事實(shí)盡管關(guān)于它的現(xiàn)有的觀念是錯誤的。如果說我們已經(jīng)拋棄了陳舊的接觸說，那么，這種理論企圖加以解釋的那些確定的事實(shí)仍然存在”。（三）科學(xué)事實(shí)的作用

科學(xué)事實(shí)的上述特點(diǎn)，決定了它在科學(xué)研究中具有重要的地位和作用，表現(xiàn)在這樣幾個方面：其一是形成新概念、建立新理論的基礎(chǔ)?？茖W(xué)概念的產(chǎn)生和科學(xué)理論的建立都是人們對科學(xué)事實(shí)加工抽象的結(jié)果，即使是深奧的理論，也都源于一定的科學(xué)事實(shí)。正如愛因斯坦指出的：“一個希望受到應(yīng)有的信任的理論，必須建立在有普遍意義的事實(shí)之上”。其二是檢驗(yàn)科學(xué)假說和評價科學(xué)理論的依據(jù)?？茖W(xué)假說和科學(xué)理論正確與否，是通過科學(xué)事實(shí)的驗(yàn)證作出評價的?？茖W(xué)事實(shí)還能純化、修正和補(bǔ)充科學(xué)假說和科學(xué)理論。（四）獲取科學(xué)事實(shí)的基本途徑

科學(xué)研究的首要任務(wù)就是充分獲取科學(xué)事實(shí)，占有第一手材料。獲取科學(xué)事實(shí)的渠道或方式有哪些呢？一般有直接和間接兩種途徑。獲取科學(xué)事實(shí)的直接途徑是生產(chǎn)實(shí)踐、科學(xué)觀察和科學(xué)實(shí)驗(yàn)。被馬克思稱之為“英國唯物主義和整個現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的真正始祖”。的弗朗西斯·培根認(rèn)為，人的認(rèn)識不僅是對外部自然界直接觀察的結(jié)果，還可以通過人的實(shí)踐活動（實(shí)驗(yàn)）來獲得，而通過后一種方式得到的認(rèn)識會更加深刻，更加接近事物本質(zhì)。培根大體上正確地解決了人的認(rèn)識以及科學(xué)事實(shí)的直接來源和認(rèn)識過程問題。當(dāng)然，培根的認(rèn)識也有局限，并沒有完全解決認(rèn)識論的基本問題。

科學(xué)發(fā)展史表明，要深入探索自然奧秘，獲得新的、大量的和準(zhǔn)確可靠的科學(xué)事實(shí)，歸根到底還有賴于觀察、實(shí)驗(yàn)等手段從自然界中直接獲取。要正確地獲取科學(xué)事實(shí)，需要求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。自然界是誠實(shí)的，它不偏愛任何人，但科學(xué)事實(shí)卻只有那些具有科學(xué)意識、科學(xué)精神的人才能獲取。否則，即使面對重要的客觀事實(shí)，也可能失之交臂。獲取科學(xué)事實(shí)的間接途徑是文獻(xiàn)調(diào)研。初期科學(xué)研究工作的重要障礙之一常常是資料不足，也就是說缺乏研究所需要的起碼的科學(xué)事實(shí)。解決的辦法，一是靠觀察、實(shí)驗(yàn)、實(shí)地調(diào)查考察等直接渠道去搜集歸納；另一種辦法便是做大量艱苦細(xì)致的文獻(xiàn)調(diào)研工作，從已有的科學(xué)文獻(xiàn)中找出我們所需要的科學(xué)事實(shí)。第二節(jié)觀察方法

獲取科學(xué)事實(shí)的方法很多，其中最常見的，也是最基本的方法，就是觀察方法。

一、觀察方法的含義及其分類所謂觀察方法，又稱科學(xué)觀察，是指人們在一定的理論指導(dǎo)下，通過感官或借助于科學(xué)儀器，有目的、有計劃、有選擇地感知和描述研究對象，獲得科學(xué)事實(shí)或感性材料的一種研究方法。觀察方法是最早運(yùn)到科學(xué)研究中的方法，所以觀察方法隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展而得到多方面、多層次的發(fā)展。從不同的角度、不同的方面可將觀察方法區(qū)分為不同的類型。

1．從觀察的方式和手段分，有直接觀察和間接觀察。

2．從觀察的性質(zhì)和內(nèi)容分，有定性觀察和定量觀察。二、觀察方法的特點(diǎn)盡管有各種各樣的觀察方法，但都有共同的特點(diǎn)：一是觀察的目的性，科學(xué)勞動者在運(yùn)用觀察方法進(jìn)行觀察時，總是圍繞著為什么要觀察，即觀察總是和解決一定的科學(xué)問題聯(lián)系在一起的。科學(xué)觀察不同于日常生活中的觀察。日常生活中的觀察是一種消極的，被動的觀察，具有很大的隨意性和偶然性，而科學(xué)觀察是有計劃、有步驟、有目的的科學(xué)實(shí)踐。二是觀察的自然性。科學(xué)觀察是將觀察對象置于自然狀態(tài)下，整個觀察過程不進(jìn)行人為干擾，在保持事物本來的狀態(tài)和面貌情況下進(jìn)行的。這也是觀察方法與實(shí)驗(yàn)方法重要區(qū)別之一。在動物學(xué)、物侯學(xué)、地質(zhì)學(xué)、天文學(xué)、心理學(xué)、礦物學(xué)、古生物學(xué)等領(lǐng)域運(yùn)用觀察方法充分體現(xiàn)出觀察的自然性。

三是觀察的可重復(fù)性。科學(xué)觀察的過程和結(jié)果，在相同的條件下，可以為不同觀察者所重現(xiàn)。這也是該觀察是否具有科學(xué)價值的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，否則即使積累了許多經(jīng)驗(yàn)材料而無法驗(yàn)證其可靠性，仍然是沒有科學(xué)價值的。例如，1969年美國科學(xué)家韋伯聲稱，在1968年12月30日到1969年2月21日這段時間中，他用自制的引力波天線兩次接收到了銀河系一星系的引力波信號。這一觀察結(jié)果立即引起物理學(xué)界的關(guān)注。但因后來人們使用他的觀察技術(shù)沒有觀察到類似現(xiàn)象，這一結(jié)果的可靠性受到懷疑。所以觀察的可重復(fù)性也是檢驗(yàn)觀察的可靠性的標(biāo)準(zhǔn)。三、觀察方法的作用

科學(xué)認(rèn)識離不開觀察，通過觀察可以導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)科學(xué)研究的問題。法拉弟曾經(jīng)說過：沒有觀察，就沒有科學(xué)，科學(xué)發(fā)現(xiàn)誕生于仔細(xì)的觀察中。這是強(qiáng)調(diào)科學(xué)觀察在科學(xué)認(rèn)識中的重要作用。觀察方法在科學(xué)認(rèn)識中的重要作用，有以下幾個方面：第一，科學(xué)觀察是獲取第一手科學(xué)事實(shí)的重要手段。觀察是科學(xué)實(shí)踐活動中的重要形式。前蘇聯(lián)的病理學(xué)家明柯夫斯基在研究胰臟的消化功能時切除了狗的胰臟，觀察到它的尿引來成群的蒼蠅，為什么呢？經(jīng)分析是由于尿水中含有糖，并在此基礎(chǔ)上揭示了糖尿病與胰島素的關(guān)系。

第二，科學(xué)觀察可以擴(kuò)大研究領(lǐng)域。英國物理學(xué)家斯科特·羅素（1808~1882）發(fā)現(xiàn)“孤立波”就是典型的一例。人們從孤立波的發(fā)現(xiàn)而得到啟示，不但引起科學(xué)工作者對它進(jìn)行了定性和定量的研究，而且還引起人們對“孤立子”（又說孤粒子）的研究，進(jìn)而擴(kuò)大到對“孤立子通信”的研究。

第三，觀察方法可以為科學(xué)研究開辟新道路，比如，以前人們研究人類起源的傳統(tǒng)方法，是在古人類化石和古人類遺址上下功夫。這種研究方法是需要的，但有一定局限性，就是難以較具體了解遠(yuǎn)古人類社會的生活狀況，對類人猿的群體生活情況以及怎樣一步一步地由古猿轉(zhuǎn)變成人的，沒有感性上的了解。現(xiàn)代人類學(xué)家古道爾，在非洲原始密林里建立觀察哨，用十年時間堅(jiān)持觀察黑猩猩群體內(nèi)部的生活狀況，作出詳細(xì)觀察記錄。對這些觀察資料進(jìn)行分析與綜合，最后寫出了《人類的近親》、《我在黑猩猩中的生活》等極為重要的科學(xué)著作，從而為古人類學(xué)的研究工作開辟了新的道路。

第四，科學(xué)觀察可以鍛煉思維和增強(qiáng)記憶力。通過科學(xué)觀察，能夠發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，可以抓住事物或現(xiàn)象的外部特征，可以對事物或現(xiàn)象作出一定的科學(xué)判斷，開動腦筋發(fā)揮思維能力的作用。另外，一個人的記憶力強(qiáng)與弱，如果他的腦素質(zhì)正常，無先天不足，那么，主要是與后天的學(xué)習(xí)和鍛煉有關(guān)，要增強(qiáng)記憶力，有多種途徑，其中之一就是要善于運(yùn)用觀察。據(jù)統(tǒng)計資料顯示：“人的記憶力百分之八十五靠眼睛，百分之十靠耳朵，百分之三或百分之四靠觸覺和嗅覺。”第五，科學(xué)觀察是檢驗(yàn)假說和理論的標(biāo)準(zhǔn)。在科學(xué)研究中，有些結(jié)論的對與錯，只有通過觀察才能得到驗(yàn)證。四、科學(xué)觀察的基本原則

科學(xué)觀察不同于日常生活中的觀察，是因?yàn)橛^察者要具備良好的觀察素質(zhì)以及遵循和堅(jiān)持起碼的基本原則。

1．科學(xué)觀察的客觀性原則

2．科學(xué)觀察的全面性和系統(tǒng)性原則

3．科學(xué)觀察的典型性原則

4．科學(xué)觀察的持久性和反復(fù)性原則

5．科學(xué)觀察的計劃性原則五、關(guān)于觀察的有關(guān)問題討論

1．觀察與理論的關(guān)系問題

對觀察是否需要理論的指導(dǎo)，存在兩種不同的觀點(diǎn)。一種是“純觀察說”，認(rèn)為觀察和理論必須嚴(yán)格區(qū)別開來，觀察要絕對客觀，不允許有任何主觀想法的干擾。其代表人物是英國的弗蘭斯·培根和洛克,認(rèn)為觀察應(yīng)不受任何理論因素的影響,應(yīng)該是純粹客觀的,法國生理學(xué)家伯納德更是認(rèn)為,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前,要把所有想法象帽子和大衣一樣脫下來,換上潔白的大褂。到達(dá)20世紀(jì)30年代,現(xiàn)代邏輯經(jīng)驗(yàn)主義在“純”觀察說的基礎(chǔ)上提出了“中性觀察說”，認(rèn)為觀察者的理論框架，以往的經(jīng)驗(yàn)和文化環(huán)境等對觀察過程都沒有影響，觀察過程和觀察語言是純粹客觀的，對任何理論都保持中立。

另一種是“理論負(fù)荷說”，即“觀察滲透理論”。這種觀點(diǎn)是在20世紀(jì)50年代首先由美國哲學(xué)家漢森提出來的。漢森認(rèn)為，觀察是受觀察者的理論影響和支配的，觀察并非只是感官對觀察對象“刺激”的消極的機(jī)械反應(yīng)。他認(rèn)為不同理論觀點(diǎn)的人對同一對象可能會形成不同的觀察結(jié)果。他在《發(fā)現(xiàn)的模式》一書中指出：如果設(shè)想開普勒和弟谷一起在山上看日出，“弟谷看見的是太陽從固定的地平線上冉冉升起，而開普勒看見的卻是靜止的太陽底下滾動著的地平線”。開普勒和弟谷所獲得的視覺圖像應(yīng)該是相同的，觀察的結(jié)論不同，是由于兩人的觀察滲透著不同的理論，一個是日心說，一個是地心說。愛因斯坦也贊同“觀察滲透理論”，他認(rèn)為“是理論決定我們能夠觀察的東西……只有理論，即只有關(guān)于自然規(guī)律的知識，才能使我們從感覺印象中推論出基本現(xiàn)象來”。實(shí)際上，觀察與理論很難截然分開，沒有理論指導(dǎo)的觀察容易使觀察陷入盲目性，我們之所以認(rèn)為觀察與理論有密切關(guān)系，這是因?yàn)樵诳茖W(xué)觀察的各個環(huán)節(jié)都滲透著理論。首先，觀察主體滲透著理論。其次，觀察操作滲透著理論。再次，“觀察語言”滲透著理論?？傊环矫妫碚撝笇?dǎo)觀察，使觀察逐步深入。觀察什么怎樣觀察？觀察結(jié)果如何分析？都有賴于一定理論的指導(dǎo)。對同一觀察對象，觀察者由于各自背景知識與經(jīng)驗(yàn)的差異而作出不同的觀察陳述的情況是常有的。這里還必須注意到，我們肯定“觀察滲透著理論”這個命題，并不可以隨意夸大理論對觀察的影響。要特別強(qiáng)調(diào)的是被觀察對象是客觀存在的，是第一性的。

2．觀察的客觀性問題

我們提出觀察的客觀性問題，那是因?yàn)檠垡姙閷?shí)，不一定就能據(jù)實(shí)。我們在進(jìn)行觀察時，由于主客觀的種種原因，往往會出現(xiàn)錯誤或偏差，影響了觀察的客觀性。為了說明觀察容易產(chǎn)生謬誤，在《科學(xué)研究的藝術(shù)》一書中，英國劍橋大學(xué)教授貝弗里奇講述了這樣一個例子：在德國戈廷根的一次心理學(xué)會議上，大會正在熱烈的進(jìn)行，會議室的門突然被打開，沖進(jìn)兩個人，后面的人拿著槍追逐前面的一個。兩人在會場里混戰(zhàn)了一陣，突然一聲槍響，兩人又一起沖出去。事情發(fā)生后，會議主席請與會者馬上寫下現(xiàn)場目擊情況，共收到40份觀察報告。事后拿報告與現(xiàn)場拍下的照片進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在主要的事實(shí)上，只有1篇的錯誤少于20%，錯誤占20%~40%的有14篇，其余的25篇的錯誤在40%以上，特別值得一提的是，超過半數(shù)的報告都有10%以上的情節(jié)是無中生有，純屬臆造的。這個事例說明，觀察很容易產(chǎn)生錯覺，出現(xiàn)誤差的。第三節(jié)實(shí)驗(yàn)方法

觀察作為古老的方法，在科學(xué)研究中至今仍發(fā)揮著重要的作用。但由于此方法在很大程度上依賴于人的感官，因此容易造成錯覺。還由于觀察對象，有的過于復(fù)雜，觀察者難以把握；有的轉(zhuǎn)瞬即逝，觀察者難以捕捉；有的過程演化太慢，需要經(jīng)歷上百年甚至上千年，在觀察者有限的生命中難以完成觀察過程；這些都會影響科學(xué)研究的進(jìn)程。因此，在科學(xué)研究中，還需借助實(shí)驗(yàn)方法。恩格斯指出：“單憑觀察所得的經(jīng)驗(yàn)，是決不能充分證明必然性的……但是必然性的證明在人類活動中，在實(shí)驗(yàn)中，在勞動中。”

一、實(shí)驗(yàn)方法的含義

所謂實(shí)驗(yàn)方法，是指人們根據(jù)一定的研究任務(wù)和目的，利用一定的儀器、設(shè)備及其它物質(zhì)手段，在典型的環(huán)境中或特定的條件下，主動控制或干涉研究對象，舍棄或排除次要因素和無關(guān)因素的影響，選取或突出主要因素，去探索事物或現(xiàn)象的性質(zhì)和規(guī)律的一種特殊的研究手段，稱為實(shí)驗(yàn)方法?；蛘哒f，實(shí)驗(yàn)方法是指人們根據(jù)研究課題的需要，利用科學(xué)儀器和設(shè)備，人為干預(yù)、控制或模擬研究對象，獲取科學(xué)事實(shí)的一種研究方法。實(shí)驗(yàn)方法和觀察方法一樣，都屬于感性認(rèn)識活動，不過與單純的自然觀察相比，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種更充分體現(xiàn)人的主觀能動性、積極性和主動性的實(shí)踐活動。

著名科學(xué)家巴甫洛夫所說：“觀察是搜集自然現(xiàn)象所提供的東西，而實(shí)驗(yàn)則是從自然現(xiàn)象中提取它所愿望的東西”。

例：巴甫洛夫關(guān)于條件作用研究的實(shí)驗(yàn)

科學(xué)實(shí)驗(yàn)與科學(xué)觀察相比，能獲得更豐富更深層的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)。近代以來，對實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行系統(tǒng)概括和總結(jié)的是英國的弗.培根。在他的名著《新工具》（以此區(qū)別于亞里士多得德的《工具篇》）里，他指出：獲取知識的方法主要靠實(shí)驗(yàn)；整理經(jīng)驗(yàn)材料發(fā)展知識靠歸納。他把只知搜集材料不會作加工的經(jīng)驗(yàn)主義者比作螞蟻，把只靠空洞思辨來羅織神秘哲學(xué)之網(wǎng)的唯理主義者比作只從肚子里吐絲織網(wǎng)的蜘蛛，兩者都不可取，主張要像蜜蜂一樣先采花后釀蜜，對搜集到經(jīng)驗(yàn)材料加以消化制作，導(dǎo)出一般規(guī)律性的知識來。這無疑是對的。馬克思、恩格斯在評價培根的實(shí)驗(yàn)——?dú)w納的方法論時指出：“英國唯物主義和整個現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的真正始祖是培根……科學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，科學(xué)就在于用理性方法去整理感性材料”。不過培根不恰當(dāng)?shù)靥Ц吡藲w納法的地位，陷入了片面性。二、科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本類型

1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果性質(zhì)不同，有定性實(shí)驗(yàn)、定量實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)。定性實(shí)驗(yàn)是指為了確定事物的性質(zhì)，測定其組成部分的實(shí)驗(yàn)。即判定事物“是不是”或“有沒有”的實(shí)驗(yàn)。如著名物理學(xué)家吳健雄為了驗(yàn)證楊振寧和李政道1956年提出的弱相互作用下宇稱不守恒的假說，設(shè)計了把鈷—60冷卻到0.01開后，消除了由于鈷核的熱運(yùn)動帶來的干擾，揭示了在弱相互作用下，宇稱不守恒的現(xiàn)象，從而該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了假說的正確性。李政道和楊振寧也因此榮獲1957年諾貝爾物理學(xué)獎金。

定量實(shí)驗(yàn)是指在測定研究對象的組成元素的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步尋找各元素之間數(shù)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。即判定研究對象有怎樣的量的規(guī)定性的實(shí)驗(yàn)。結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)是指測定和分析研究對象的空間結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)，即判定研究對象諸要素聯(lián)結(jié)方式。比如，1953年美國科學(xué)家沃森和英國科學(xué)家克里克根椐查伽夫?qū)NA化學(xué)成分的測定結(jié)果和維爾金斯等對DNA結(jié)晶的X射線衍射分析結(jié)果，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)DNA分子空間雙螺旋結(jié)構(gòu)，標(biāo)志著分子遺傳學(xué)的誕生。

2．根據(jù)實(shí)驗(yàn)功能的不同，有析因?qū)嶒?yàn)、對照實(shí)驗(yàn)和判決實(shí)驗(yàn)

析因?qū)嶒?yàn)是指由已知的結(jié)果去尋找這一結(jié)果的原因的實(shí)驗(yàn)，即判明原因的實(shí)驗(yàn)。對照實(shí)驗(yàn)也稱比較實(shí)驗(yàn)，是指把設(shè)立的兩個或兩個以上的相似組群進(jìn)行比較，其中一個是對照組，作為比較的標(biāo)準(zhǔn)，另一個是試驗(yàn)組，即研究對象組。在實(shí)驗(yàn)中，以相同的施加因素分別作用于兩組，產(chǎn)生不同效果，將收集到的數(shù)據(jù)作統(tǒng)計學(xué)處理后，進(jìn)行判斷、分析、最后得出結(jié)論，這種實(shí)驗(yàn)方法在醫(yī)學(xué)科研中常見，如新藥品的療效試驗(yàn)。判決實(shí)驗(yàn)是指人們?yōu)榱嗽陉P(guān)于同一問題的兩個或多個競爭假說之間作出決擇而設(shè)計的實(shí)驗(yàn)。科學(xué)史上的倫德福實(shí)驗(yàn)，就是一個著名的判決實(shí)驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)方法的特點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)方法盡管有著以上諸多類型，但它們有著共同特點(diǎn)。

第一，具有主觀能動性。實(shí)驗(yàn)方法的展開，是在對實(shí)驗(yàn)對象的干預(yù)、變革、控制、模擬條件下，通過排除干擾、突出主要因素、強(qiáng)化重點(diǎn)因素、使研究對象以純粹的、典型的形式暴露出來供人們研究。巴甫洛夫說得好：“實(shí)驗(yàn)好象是把各種現(xiàn)象拿在自己手中，并時而把這一現(xiàn)象納入實(shí)驗(yàn)過程，時而把那一現(xiàn)象納入實(shí)驗(yàn)過程，從而在人為的簡化和組合中確定現(xiàn)象間的真正關(guān)系?！钡诙哂锌芍貜?fù)性。第三，具有理論的滲透性。四、實(shí)驗(yàn)方法的作用

實(shí)驗(yàn)方法上述的這些特點(diǎn)，同時也顯示了該方法在科學(xué)認(rèn)識過程中具有重要作用。正如達(dá)·芬奇概括地：“科學(xué)如果不是從實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生并以一種清晰實(shí)驗(yàn)結(jié)束，便是毫無用處的，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)?zāi)舜_實(shí)性之母”。

1．實(shí)驗(yàn)方法可以簡化和純化自然現(xiàn)象。

2．實(shí)驗(yàn)方法可以強(qiáng)化和再現(xiàn)自然過程。

3．實(shí)驗(yàn)方法是確立新假說、形成新理論的重要手段。

4．實(shí)驗(yàn)方法是檢驗(yàn)假說和理論真理性的標(biāo)準(zhǔn)。五、實(shí)驗(yàn)過程的基本步驟

科學(xué)實(shí)驗(yàn)的展開，一般地有三個階段：實(shí)驗(yàn)設(shè)計階段、實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施階段、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析階段。六、科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的機(jī)遇問題

在科學(xué)研究中，由于意外的、偶然的機(jī)會導(dǎo)致了原來研究目的以外的新發(fā)現(xiàn)。這種在實(shí)驗(yàn)中或?qū)嶒?yàn)觀察中由于偶然事件而提供的有可能導(dǎo)致新發(fā)現(xiàn)的機(jī)會稱為機(jī)遇。機(jī)遇在科學(xué)發(fā)展史和現(xiàn)實(shí)中都有重要的意義。

1．機(jī)遇的特點(diǎn)和類型機(jī)遇最顯著的特點(diǎn)是意外性。它的發(fā)生是人們在事前不曾想到的。由于不同的機(jī)遇發(fā)生的條件，具體情況是不同的，按照意外程度不同，可將機(jī)遇分為：完全意外型機(jī)遇和部分意外型機(jī)遇。（1）完全意外型機(jī)遇。它是指在實(shí)驗(yàn)或觀察中發(fā)現(xiàn)了與原有計劃或預(yù)測目標(biāo)完全不同的新現(xiàn)象。有這樣兩種情形：

一是異向機(jī)遇。它是指機(jī)遇的發(fā)生與原定的研究計劃的進(jìn)展毫不相干，但其本身的性質(zhì)與原定的研究領(lǐng)域卻是相關(guān)的。例如：1865年歐洲瘧疾流行，當(dāng)時醫(yī)治此病的特效藥奎寧來源短缺，價格昂貴。國學(xué)生柏琴在德國科學(xué)家霍夫曼的指導(dǎo)下，想從煤焦油中提取奎寧，但失敗了。不過柏琴在實(shí)驗(yàn)中獲得了一種棕色粘液，這使他產(chǎn)生了濃厚的興趣。于是他往此粘液中加入不同的試劑作試驗(yàn)，最后獲得了一種呈現(xiàn)美麗的紫色的液體。用這種液體來染布，顏色鮮艷且不褪色，這種物質(zhì)就是日后用途廣泛的人工合成染料“苯胺紫”。

二是背向機(jī)遇，是指意外現(xiàn)象出現(xiàn)之后，科學(xué)家一時難以置信，一旦加以重視，就能獲得重大成果。例如，法國軍醫(yī)巴累，因治療外傷所需要的洗傷口的煮沸的油用完了，一天晚上，他只好用身邊僅有的雞蛋黃、薔薇油和松節(jié)油的混合物組成的軟膏合劑來代替。事后因怕傷員會感染而十分不安，結(jié)果卻大出意料，傷員不僅沒感染跡象，傷口愈合得也較好，而且也沒有以前用沸油燒灼那樣的痛苦。正是這一背向機(jī)遇，使人類對外科創(chuàng)傷療法產(chǎn)生了革命性的變革。（2）部分意外型機(jī)遇。這是指機(jī)遇發(fā)現(xiàn)的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)觀察原定計劃或方案的結(jié)果基本相同，但發(fā)現(xiàn)的場合或方式卻是意外的。它有兩種情形：

一是同向機(jī)遇。即指機(jī)遇的結(jié)果與科研方向基本上一致，在具體的進(jìn)展過程中偶然出現(xiàn)突破。例如，橡膠加工業(yè)的硫化技術(shù)的誕生就說明了這一點(diǎn)。19世紀(jì)初，歐洲移民把天然橡膠夾在兩層布中間制成雨衣。天然橡膠有個缺點(diǎn)：天氣熱時很粘，天氣冷時變得很硬，使用起來很不方便。對此美國人古德依爾進(jìn)行了長時間的研究，試圖克服此