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科学方法概览(1)-科技哲学
来源:  作者:李醒民  点击:次  时间:2002-02-02 00:00于哲学网发表

 关于科学方法的程序步骤,我们先介绍一下皮尔逊的经验归纳理论和迪昂的假设-演绎理论的形成步骤或操作程序。皮尔逊正确地描绘了经验归纳法这种科学方法的特征:(1)仔细而精确地分类事实,观察它们的相关和顺序;(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。 迪昂则以物理学理论为例,详细地陈述了建构它的四个相继操作的特征,其中前两个操作是构筑理论的公理即基本概念和基本假设的操作。(1)我们选择自认为简单的性质描述我们所要描述的物理性质,其他性质可视为这些简单性质的组合。我们通过合适的测量方法使它们与数学符号、数和量的某个群对应。这些数学符号与它们描述的性质没有固有本性的联系,它们与后者仅具有记号与所标示的事物的关系。通过测量方法,我们能够使物理性质的每一个状态对应于表示符号的值,反之亦然。(2)我们选择少量的原理或假设,作为将要建立的理论的基础或演绎的逻辑前提。它们仅仅是根据方便的需要和逻辑上的一致,把不同种类的符号和数量联系起来的命题,它们并不以任何方式宣称陈述了物体真实性质之间的真实关系。(3)根据数学分析法则把原理或假设结合在一起。理论家计算所依据的数量并非是物理实在,他们所使用的原理也并未陈述这些实在之间的真实关系。对他们的要求是:他们的符号系统是可靠的,他们的计算是准确的。(4)这样从假设推出的各种推论,可以翻译为同样多的与物体的物理性质有关的判断。对于定义和测量这些物理性质来说是合适的方法,就像容许人们进行这种翻译的词汇表和图例一样。把这些判断与理论打算描述的实验定律加以比较。如果它们与这些定律在相应于所使用的测量程序的近似程度上一致,那么理论便达到了它的目标,就说它是好理论;如果不一致,它就是坏理论,就必须修正或拒斥它。简而言之,建构物理学理论的四个基本操作是:物理量的定义和测量;选择假设;理论的数学展开;理论与实验的比较。
在这里,我们拟再扼要介绍一些有代表性的阐述。辛普森把科学方法形式化为六个相继的操作:陈述问题,收集与问题有关的资料,详细阐明与观察一致的问题假设的解答,从假设推导出其他可观察的现象的预言,观察所预言的现象出现或不出现,按照与预言符合的程度接受、修正或拒斥假设。 珀尔曼认为,科学发现或发明的程序即科学方法的程序一般地是:事件(自然的事实)、来自事件的信号,通过接收机制的感知(资料),摹写图式(感知的和概念的),把图式投射到自然,对未来观察的预言,反馈和不断地再组织,观念的检验。这个过程主要是在概念模型和相关的实践的关系中,科学人和自然之间相互作用的过程。 邦格概述了科学研究方式的主要阶段,也就是科学方法应用中的主要步骤。
(1)询问充分阐述的和可能有成果的问题。(2)发明有根据的和可检验的假设以回答问题。(3)导出假定的逻辑结果。(4)设计检验假定的技巧。(5)检验有关相关和可靠性的技巧。(6)进行检验和诠释它们的结果。(7)评价假定的真理主张和技巧的精确。(8)决定假定和技巧在其中成立的领域,陈述研究提出的新问题。
也有一些科学家结合自己的切身体验,谈及科学方法的程序和步骤 。
其实,科学方法的内涵比上面所讲的三个方面还要宽泛一些。贾丁把大致差不多的科学方法范畴划分为生产(production)方法、描述(presentation)方法和评价方法。所谓生产方法,意指导致科学发现和假设的书写的、口头的或戏剧性地呈现或展示的所有各种各样的程序。这里有仪器使用的草案,区分信号与噪声的分析草案,有支配理论家的范畴的启发性方法,有支配劳动分工和在实验室、研究机构工作的日常惯例和规则。描述方法包括流派和描述的约定,论证和讲述的技巧,以及修辞的和审美的诉求的战略。在这里也包含在听众面前陈述实验发现的程序。评价方法包括“证据负荷”的鉴定、判决、批判、陈述理由和进行争论的所有各种程序和约定。这三种方法往往是互动的,罕有地形成一个整齐的序列。 而且,科学方法有普遍与特殊之分——普遍方法大体上适用于所有科学分支,特殊方法仅仅适用于某些学科、领域、对象和问题。邦格在谈到特殊的科学方法时说:“方法是处理问题集合的工具。每一类型的问题要求特殊的方法或技巧的集合。与语言或行为问题比较,知识问题要求发明或应用对准问题处理的各个阶段的特殊程序,从问题的真正陈述一直到所提出的答案的审查。这样的特殊的科学方法的例子是三角测量(就大距离的测量而言)以及大脑波的记录和分析(就大脑状态的客观化而言)。”
依我之见。科学方法虽然形形色色,有普遍的,也有特殊的,但是大体看来不外三大部类——经验方法、理性方法、审美方法。关于它们的要义、重要元素和特质,则是另外的论文讨论的主题。

参考文献
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萨顿的原话在这样的:“在科学领域内,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,每种工具或方法仿佛都是人类智慧的结晶。”参见萨顿:《科学的生命》,刘珺珺译,北京:商务印书馆,1987年第1版,第23页。
怀特海在谈到19世纪的科学方法时说:“19世纪最大的发明就是找到了发明的方法。一种新方法进入人类的生活中来了。如果要理解我们这个时代,有许多变化的细节,如铁路、电报、无线电、纺织机、合成染料等等,都可以不必谈,我们的注意力必须集中在方法本身。这才是震撼古老文明基础的真正新鲜的事物。”参见怀特海:《科学与近代世界》,何钦译,北京:商务印书馆,1959年第1版,第94页。
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海德格尔的原话是这样的:“我们今天称之为科学的东西本质乃是研究,而研究的本质又何在呢?研究的本质在于,认识把自身建立为在某个存在者领域(自然或历史)中的程式。‘程式’在这里不单单指方法和程序,因为任何程式事先都需要一个它借以活动的敞开区域。对这样一个区域的开启,恰恰就是研究的基本过程。由于在某个存在者领域中,譬如在自然中,自然事件的某种基本轮廓被筹划出来了,研究的基本过程也就完成了。筹划预先描画出,认识的程式必须以何种方式维系于被开启的区域。这种维系乃是研究的严格性。凭借对基本轮廓的筹划和对严格性的规定,程式就在存在领域内为自己确保了对象区域。……通过筹划,通过对这种在程式之严格性中的筹划的保证,科学成了研究。但是筹划和严格性惟有在方法中才展开为它们所是的东西。这种方法标志着对研究来说是本质性的第二个特征。”参见海德格尔:《海德格尔选集》,孙周兴选编,上海:三联书店,1996年第1版,第887、889页。
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皮尔逊还说:“今日在众多领域,人类还是未知的,对我们来说最诚实的方针就是强调我们的无知。这种无知可能是由于缺乏任何恰当的事实分类引起的,或者因为所设想的事实本身是人的未受训练的心智之不一致的、非实在的创造。但是,因为科学坦率地承认这种无知,所以有人企图把这些领域禁闭起来,作为科学没有权利侵犯、科学方法在那里没有用处的场所。按照我们提及的学派的观点,科学无论在哪里成功地弄清真理,哪里就有‘合法的科学问题’。”参见皮尔逊:《科学的规范》,李醒民译,北京:华夏出版社,1999年1月第1版,第12、15、20页。
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比如,钱德拉塞卡说:“我的工作方法一直是:首先了解一个课题的已知情况,然后检查这些情况是否符合一般人会关心的严谨性、逻辑条理和完备性的标准;如果不符合这些标准,就着手使之符合。在已有的学术成就上系统化,一直就是我的动机。无论如何,在我看来,只有这样才能正常地进行科学研究,才能获得真正的科学价值。”钱德拉塞卡:《莎士比亚、牛顿和贝多芬》,杨建邺译,长沙:湖南科学技术出版社,1995年第1版,第15页。
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