简论科学方法

内容提示

●科学方法是认识自然或获得科学知识的程序或过程。

●现代科学方法始于二十世纪初的逻辑经验论。逻辑经验论实现了科学方法论从古典到现代的转换，使之成为一门专门的哲学分支学科。

●从总体上看，科学方法不外三大部类：经验方法、理性方法、臻美方法。

科学方法（这里的科学主要指自然科学）是认识自然或获得科学知识的程序或过程。它既意谓特定的科学门类所使用的或对其来说恰当的探究的程序、途径、手段、技巧或模式，通常在步骤上是比较系统的、有序的、合乎逻辑的和有效的排列；又意谓处理科学探究的原则和技巧的学科，大体相当于“科学方法论”。

科学方法源远流长。在前科学时代即科学的童年时期，亚里士多德的《工具论》是古代逻辑方法的集大成著作，欧几里德的几何学和阿基米德的静力学则是其杰出的体现和典范。经过中世纪的漫长跋涉和艰难积淀，借助文艺复兴的东风，终于在近代科学诞生前夜耸起科学方法的两座永恒的纪念碑：经验论者F.培根的《新工具》（1620年）和理性论者笛卡儿的《论方法》（1637年）。这两部宏篇巨制代表着科学方法的两翼──经验归纳法和假设演绎法。它们奠定了科学方法的格局或图式。此后两百多年间的发展大都是对它们的拓展和深化，或是在二者之间追寻必要的张力。其间，休谟的敏锐质疑和康德的庞大建构，赫舍尔、休厄尔、穆勒、孔德、耶方斯等哲人的不懈探究，基于经典科学的科学方法，颇具规模。

现代科学方法无疑始于二十世纪初的逻辑经验论。它是在汲取批判学派对科学的哲学反思、现代数学和逻辑最新进展、物理学革命的硕果（相对论和量子论）的基础上萌生和成长起来的。其科学方法以经验证实或确认为根基，以语言分析为特色，以对科学知识的逻辑重构为旨趣，从而建立起与科学较为密切结合的、现代经验科学的逻辑方法。逻辑经验论实现了科学方法论从古典到现代的转换，使之成为一门专门的哲学分支学科。对它的诘难和批判，构成了二十世纪后半期的科学方法──诸如波普尔的否证主义、库恩的历史主义、拉卡托斯的科学研究纲领方法论这一发展的主线。

一切理论的探索，归根结底是方法的探索。在科学创造过程中，往往伴随着科学方法的创新，尤其是在划时代的科学理论诞生时，集伟大的科学家和伟大的哲学家于一身的哲人科学家，在科学方法的形成和进化中起着举足轻重的独特作用。近代科学的奠基人伽利略和牛顿，是近代科学方法的奠基者。他们在构筑经典力学的巍峨大厦时，成功地使数学与实验、假设与验证、归纳与演绎、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伟大的科学成就之一，其中蕴涵的科学的思想方法广泛地渗透到哲学和社会科学领域，成为人们观察和处理问题的独到的维度或视角。

在这里，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舞台上，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，也是现代科学方法的滥觞。马赫的感觉的分析、历史批判意识、思维经济等诸多方法论原理、探究心理学论纲异彩纷呈；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、对卓识的探究和对人类精神的探险各有千秋；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，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具有温和经验论、科学理性论、基础约定论、意义整体论和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旨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之果。

对于科学研究活动而言，科学方法的地位和意义至关重要。难怪彭加勒认为，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工具史，这些工具──无论有形或无形──由一系列人物创造出来，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，而且在社会科学和人文学科领域，乃至在人们的日常思维和为人处事中，也不无裨益。尤其是，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框架的有效手段。

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构造的心智来说是同等有效的最后检验。迪昂的概括为：（1）物理量的定义和测量；（2）假设的选择；（3）理论的数学展开；（4）理论与实验的比较。如果说前一概述比较适宜像生物学以经验为主的科学的话，那么后一概括则更为符合像物理学数学化的精密科学。也许达尔文的进化论和爱因斯坦的相对论分别是二者的出色范例──相对论正是爱因斯坦运用其独创的探索性的演绎法等科学方法建构起来的符合迪昂模式的理论。

科学方法种类繁多，既有适合科学各个部门的普适方法，各门科学也有各自的特殊方法，甚至还有一些专门性的技巧。但从总体上看，科学方法不外三大部类：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）。

像任何自称为或被称为“科学的”东西一样，科学方法也不是机械的程式和僵化的教条。这有三层意蕴：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态度，尤其是在作假设之时。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（如系统方法、计算机模拟方法等）和非理性的方法（如拟人化方法、目的论方法、宇宙宗教思维方法等）敞开着大门。