科学研究的理性方法 科学研究的任务在于透过事物的现象揭示事物的本质 。人们 运用科学研究的感性方法 一一一般方法往 往只能获得关于事物现 象的描述或科学事实 ，要进一步认识事物的本质和规律 ，还必须 29 运用科学研究的理性方法 一一哲学方法 ，完成从感性认识向理性 认识的飞跃 。 2 .4 .1 科学抽象与理想化方法 理论认识的基本形式是科学抽象 。列宁指出 ：“物质的抽象 ， 自然规律的抽象 ，价值的抽象等等 ，一句话 ，那一切科学的 （ 正 确的 、郑重的 、不是荒唐的） 抽象 ，都更深刻 、更正确 、更完全 地反映着自然。” 通过科学抽象 ，人们才能就事物的内部联系对 现象做出统一的科学说明 。如果科学认识只停留在对自然界外部 现象的罗列和描述上 ，停留 在对若干特殊规律的概括和陈述上 ， 就不能说它深刻地 、正确地 、完全地反映了自然 。人们对事物本 质的认识是通过一系列的抽象来完成的 。 (1） 科学抽象的含义及意义 所谓科学抽象是指人们运用理性思维方法对所获得的科学事 实 （感性经验材料） 进行整理 、加工制作 ，从而概括或抽取出事 物的本质和规律的一种科学研究方法 。或者说人们通过科学抽象 抽出和排除事物非本质的次要因素 ，通过思维把握事物的本质特 科学抽象的意义包括下面几个方面 ： 第一 ，科学抽象通过对现象进行分析和鉴别 ，排除假象 、确 定真象 ，撇开事物外部的非本质的联系 ，暴露事物内部的本质联 系 ，使人们的知识本质化 。这符合现象和本质是对立统一的哲学 原理。由于事物存在及事物本身的复杂性 ，人们用经验方法是难 以排除假象的。比如，太阳朝起暮落 ，人们习以为常 ，很容易得 出地球静 ，太阳动 ，太 阳绕着地球旋转的假象 。而哥白尼在人类 长期观察天体运行现象所积累的大量 材料基础上 ，通 过科学抽 象 ，才排除了假象干扰 ，揭示地球绕太阳旋转的本质 。 第二 ，由于客观事物的复杂性 、多样性 ，人们通过科学抽象 区分基础的东西和派生的东西 ，由表及里，把决定事 物性质的 、 隐蔽的基础揭示出来 ，使人们的知识层次化 。比如，在人们了解 原子结构以后 ，又找到了更为 基础的东西 ，即原子核中的质子 数、中子数 ，以及原子核外电子的相互作用方式决定元素的化学 性质。 般地说 ，派生的东西在感性上比较容易把握 ，基础的东 30 西则比较隐蔽 ，如果不进行科学抽象并借助理论思维 ，是无法认 识的 。抽象的过程 ，也就是由表及里的过程 ，这也是形成层次化 知识结构的途径 。 第三 ，科学抽象撇开次要过程 、干扰因素和无关的内容 ，把 事物的自然状态 ，即具体而复杂的表象形态变成纯粹形态 ，让其 主要的发展过程在思想中显现出来 ，予以精细的研究 ，从而把握 事物的基本规律 。使人们的知识真实化 。比如，自由落体或圆周 运动物体的瞬时速度 ，曲线的斜率，电流在时间 T 时的变化率 等。这些问题原分属不同的领域 ，有着不相同的内容 。但是科学 抽象可以撇开它们的具体内容 ，得到纯粹的量的关系 ，即函数 y = f ( x ） 的导数。这样就精确地描述了它们的具体过程 。 (2 ） 科学抽象的一般步骤 科学抽象必须按照一定的步骤进行 。科学抽象的步骤既是一 个复杂的理论思维问题 ，也是一个具体的治学方法问题 。毛泽东 同志曾精辟地把它概括为 “去粗取精 、去伪存真 、由此及彼、由 表及里” 。这 16 个字充分体现出科学思维方法 和科学抽象的步 骤。进行科学抽象具体说来有如下步骤 ： 第一步 ，“去伪存真” ，即核实材料 ，鉴别材料 。不论是从调 查中得来的材料 ，还是从科技文献中搜集来的材料 ，不一定都是 真的 ，在进行科学 抽象时 ，首先要核实材料 。对于来自各个方面 的科研资料 ，都有必要进行认真地核实 、考证 ；否则就有可能出 现以假乱真 ，无法抽象出科学结论 。因此 ，“去伪存真” 就是区 分真象和假象 ，把虚假的材料剔除 ，保留真实的材料 ，为科学抽 象奠定可靠的材料基础 。 第二步 ，“去粗取精” ，即选择材料 。在我们所积累的大量科 学事实和研究资料中 ，有本质的材料和非本质的材料 、典型材料 和非典型材料之分 。对所掌握的材料在经过核实以后 ，紧接着还 要进行选材 。“去粗” ，就是从所掌握的真实材料中 ，把非本质的 和对说明问题不具有典型性的材料剔除 ，这就是排除次要的和无 关的因素 。“取精” ，就是要从大量的真实材料中 ，选取能够反映 研究对象本质和对说明问题具有典型性的材料 ，这就是突出主要 的和关键的因素 。 第三步 ，“由此及彼” ，即揭示事物之间各种复杂的联系 。“由 31 此及彼” 要求我们既从横的方面揭示事物之间的相互联系 ，也从 纵的方面揭示事物发展各个过程之间和各个发展阶段之间的各种 联系 。要求我们在进行科学抽象的过程中 ，不要孤立地 、静止地 和片面地去看问题 ，而要从事物的各种错综复杂的联系中去考 察 、分析 、研究 ，从而抽象出事物发展的规律性 。 第四步 ，“由表及里” ，即透过事物的现象揭示出内在的本质 及其规律 ，不断地提出和回答 “究竟是什么” “究竟为什么” ，把 思维加工引向深入 ，防止浮光掠影 ，不求 甚解 ，停留 于事物表 面。 上述 “16 字诀” 是对科学抽象方法的高度概括 ，也是辩证法 在认识过程中的实际运用 ，对于指导科学研究 ，深化科学认识都 有着重要的方法论意义 。 2 .4 .2 比较与类比 科学抽象的中心环节和基本手段是逻辑方法 。爱因斯坦在整 个科学生涯中十分推崇逻辑方法 ，他说 ：“逻辑之对于他 ，有如 比例和透视规律之对于画家一样。” 所有科学理论体系都是逻辑 体系。深入研究一些重要的逻辑方法 ，对于科学研究都有积极的 指导意义 。 ( 1） 比较方法 比较是确定对象之间差异点和共同点的一种逻辑方法 。人们 认识事物总是从区分事物开始的 。即在比较中把这个事物与那个 事物区分开 ，正如马克思在评价比较方法 时说它是 “理解现象的 钥匙” 。 事物之间的差异性和同一性 ，是比较方法的客观基础 。在现 实世界中无论在空间上同时并存的事物 之间或是时间上先后相随 的事物之间 ，都存在着同一性和差异性 。因此 ，比较方法有空间 上的比较 ，即在既定形态上的比较 ；有时间上的比较，即在历史 形态上的比较 ；也有本质上的比较。现象上的比较常是科学人门 的向导 ，而科学认识中的比较应该是本质上的比较 ，要 能找出 ‘ 异中之同” 或 “同中之异” 。即从表面上差异极大的事物之间看 出它们本质上的共同点 ；从表面上极为相似的事物之间看出它们 本质上的差异点 。比较方法的功能就是在愈同的地方找出异来 ， 32 2 科学研究与学术论文写作 在愈异的地方找出同来 ，只有这样的比较才能更 好地把握事物的 本质。比如，维纳就是通过对 差异极大的动物与机器比较 ，找出 了它们的共同本质一一都有信息的变换和控制 ，具有相似的功能 和行为 ，从而创立了控制论 。 要认识事物的各自本质和内在联系 ，就必须对它们进行深入 的分析比较 ，把不同质的 事物区别开来 ，有比较才有鉴别 ，有鉴 别才能有认识 。爱因斯坦指出 ：“知识不能单从经验中得出 ，只 能从理智的发明同观察的 事实两者的比较中得出 。” 比较方法在 科学认识中的作用主要表现在以下几 点： 第一 ，通过比较追溯事物发展的历史渊源 ，确定事物发展的 历史顺序 。宇宙中的一切事物 ，从基本粒子到天体 ，都有其历史 发展过程 ，对于时间比较短的过程 ，人们可以跟踪研 究 ；对于时 间极长的过程 ，如天体演化 ，地质变化等 ，人们无法跟踪研究 ， 比较方法就成为惟一有效的研 究方法 。这种比较方法称为 “历史 比较法” ，它的特点是通过对 空间上同时并存的事物的比较来认 识时间上先后相随的事物的变化 ；通过能观察到的现象 ，推知无 法观察到的过程 ；根据有共同特征的 事物可能有共同起源的道 理 ，可追溯其历史渊源 ；根据差异程度较 小的事物在时间上相邻 近 ，反之则相隔较远的道理 ，可以确定其历史顺 序 ，从而推知发 展过程的来龙去脉 。应用这种方 法 ，天文学家提出了恒星演化的 学说 ，生物学家将不同生物体中细胞色素 C 的分子结构相比较 ， 发现它们在氨基酸排列顺序上有 差异的位置数目和物种之间的亲 缘关系相联系 ，亲缘关系愈近 ，其分子结构有差 异的位置数目就 愈少 ，反之就愈多 ，这种在分子水平上进 行的比较为生物进化提 供了新的证据 。 第二 ，比较方法是物质分析中进行定性鉴别和定量分析的基 本方法 。比如根据每－－＇－种元素都有其特定的光谱线以及光谱线的 强弱与物质中各元素的百分比含 量有关的事实 ，应用光谱分析方 法 ，通过光谱线的比较确定物质的成分和含 量 。还有各种比色分 析 ，都是比较方法的应用 。还如 ，美国心理学家推孟领导的科研 小组 ，对 1 000 多名智商在 130 以上的聪慧儿童进行了长期跟踪 比较研究 ，发现这些孩子长大后有 20 % 是最成功的 ，他们成了教 授 、学者 、企业家 、科学家 、记者 、法官等 ，有 20 % 是最不成功 33 测绘科研与论文写作 的，平平庸庸 ，没有任何建树 。比较他们的差别 ，是情感差异 。 成功的这一组人 ，自信、乐观、坚强 、不怕失败 ，孜孜不倦地追 求事业的成功 ；不成功的一组人则脆弱、容易灰心 ，一遇 到失 败 ，就认为无论付出多大的努力也是注定要失败的 。比较后我们 不难发现 ，前者智商较高 ，情商亦高 ，促进事业的发展 ；后者智 商虽高 ，情商较低 ，影响了事业的建树 。 比较方法的运用以对象之间的可比性为前提 ，即只有在对象 之间具有同一关系 、同一条件的情况下才能进行比较 。否则 ，就 会出现风马牛不相及的逻辑错误 。比较方法从形式上看是最容易 采用的一种方法 ，从范围上讲是应用最广泛的一种方法 。在科技 迅速发展的今天 ，出现了比较方法研究热 。比如，中西文化价值 观比较 ，中欧建筑风格比较 ，自然科学方法与社会科学方法的特 点 、价值比较等等 。 (2） 类比方法 类比是根据两个或两类对象之间在某些方面的相似和相同 ， 而推出它们在其他方面也可能相似或相同的 一种逻辑思维方法 。 类比的基础是比较 。通过比较两个或两类不同对象的相似点或共 同点，将其中某 一对象的有关知识或结论推移到另一对象 中去。 它以已有知识为出发点 ，但又不受原有知识的限制和束缚 ，想像 力和创造性的联想在这里得到了充分发挥 。现在让我们来看看 ， 人们是如何运用类比方法建 立起宇宙膨胀假说的 。多普勒效应告 诉我们 ，当声源远离观察者运动时 ，声波的频率减小。天文观测 发现的 “红移” 现象也同多普勒效应一样 ，在某些天体的化学元 素的光谱中 ，光谱线同在地球上被观测到的这些元素的光谱线相 比，移到了光谱的红端方面 ，表 明光波的频率减小了。由此可以 推论出天体在远离我们而去 。又由于天文观测发现 ，从四面八方 接收到的光波都有 “ 红移” 现象 ，于是推论出宇宙膨胀的假说 。 这是按照多普勒效应来类比解释 “红移” 现象的 ，其类比的基础 是光和声音在一系列特性上具有同一性 。 推测 B 类对象中可能具有与 d 相似的 d’属性。 类比方法是以两个对象之间的相似为基础的 ，通过对两个不 同的对象进行比较 ，找出它们 之间的相似点 ，然后以此为据 ，把 其中某一对象的有关知识或结论推移到另一对象中去 。即从特殊 过波到特殊的思维方式 。例如 ，著名物理学家汤川秀树在研究高 能粒子强相互作用机制中 ，为解决为什么原子核中的粒子能紧紧 结合在一起 ，将它与原子中的电子与核紧 紧结合在一起相类比 。 己知原子核与电子是以电磁场为媒介 ，通过交换光子而紧紧结合 的 ，汤川秀树运用类比方法 ，提出原子核中的质子和中子一定也 是由某种场为媒介 ，通过交换某种粒子而紧紧结合在一起的 。他 估算了这种产生核力的粒子的质量介于质子与电子之间 ，称为 “介子” 。1935 年 ，他创 立了核子强相互作用的介 子学说。1947 年发现了这种介子一 J I 介子 ，于是他的介子学说得到了证实 。 科学史上运用类比方法建立起理论的还有傅立叶把热传导与水流作类比建立了热传导的傅立叶理论等 。类比还可以是两个不 同系统的层次结构的类比 ，功能行为上的 类比等。 类比方法在科学认识中的适用范围很广 。进行类比的两个对 象可以是同类的 ，也可以是不同类的 。它们的相似点可以是多个 也可以是一个 。因此运用类比方法时可以充分发挥想象力 ，在广 阔的范围内把不同的事物联系起来 ，发挥创造性作用 。具体来 说 ，类比方法有以下几个方面的主要作用 ： 第一 ，类比方法是启发人们提出科学假说 ，作出科学预见的 重要途径 。类比是立足在已有知识基础上向陌生对象探索的方 法 。在科学发展中 ，每当遇到旧理论无法解 释的事实时 ，演绎方 法已无能为力 ，或由于科学事实太少 ，归纳法无从下手时 ，类比 方法在探索中将发挥特殊作用 。 正如康德所说 ：“每当理智 缺乏 可靠论证的思路时 ，类比这个方法往往能指引我们前进 。” 对于 当代一些科学前沿问题 ，远比我们想象的要复杂得多 ，无法直接 感知 ，也远离经验 ，就更需要通过类比提出科学假说 ，作出科学 预测 。
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