科学交响曲乐章8:科学方法之曲
科学方法,
是指人类认识自然和社会,
为获得科学知识体系,
所遵循或运用的规则,
手段和途径;
也是人类在创新实践活动中,
所采用的思路、程序和过程;
以及所采用的技巧和模式等。
科学方法种类繁多:
既有普适方法,
适合科学所有学科;
又有特殊方法,
适合于科学中各自的学科;
甚至还有一些专门性的技巧,
适合于专门的学科。
因此,
科学方法,
可分为三个层次:
单学科方法,
即专门的科学方法;
多学科方法,
即一般科学方法;
适用于自然科学,
与人文社会学的
全学科方法,
即最普遍的方法论,
具有普遍意义的哲学方法。
科学方法,
又可分为三大部类:
第一类为经验方法,
包括观察、测量、实验的方法;
第二类为理性方法,
包括逻辑、数学、统计方的法;
第三类为臻美方法,
包括直觉、对称、类比方法。
然而科学方法,
不是机械的程式或程序,
也不是僵化的教条方法,
这蕴含三层意义:
一是科学方法是多元的方法:
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;
它甚至宽容或欢迎,
创造性的心理活动:
诸如无序的猜测、想象,
以及灵感、顿悟、幻想等等,
尤其是做假设或假说的情形。
二是科学方法具有创新性:
一般伟大的科学发现或发明,
都没有固有的方式,
也都没有现成的方法可循。
科学大师们,
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。
三是科学方法是开放的方法:
它向各种后来的
合理性的方法,
都敞开大门而欢迎。
诸如系统方法,
计算机模拟方法,
以及非理性的方法,
诸如拟人化方法,
目的论方法,
宇宙宗教思维方法等。
如像直觉、灵感、顿悟
以及洞察力,
甚至运气一类的因素,
也常常起作用。
这样的例子,
充满在整部科学史中。
有不少科学家仅仅根据,
很不充分的数据,
很少一点实验结果,
有时甚至没有实验结果,
便突然灵机一动,
得出判断或论断,
它既合乎事实,
也特别的有用。
如果按部就班,
通过上述科学方法进行,
就可能要用,
几年的时间才能完成。
例如:
凯库勒[1]就是在邮车中,
打瞌睡的时候,
突然领悟到苯的化学结构。
洛维由于一觉醒于夜半,
突然得到,
神经刺激的化学传导问题的答案。
格拉泽[2]无聊地凝视着一杯啤酒,
才得到了气泡室的想法。
然而这绝对不是说,
一切都可以凭好运气,
得到想要的结果。
这样的“好运气”,
仅只属于特定的人们,
他们必须具有最好领悟力。
换句话说,
有些人之所以会碰上“好运气”,
只是因为他们,
具有十分敏锐的直觉和洞察力,
而这种敏锐的直觉和洞察力,
则是依靠他们丰富的经验;
深刻的理解力;
以及平时爱动脑筋思考;
所换来的“好运气”。
在科学发展过程中,
所运用的正确方法,
具有以下特点和特征:
一是鲜明的认识主体性,
即主动性、创造性和目的性;
二是充分的合乎规律性,
是以合乎理论规律,
为主干的程序性;
三是高度的保真性,
具有观察、实验,
以及数学方法有机结合的特征。
对研究对象进行量的考察,
保证所获得的实验事实,
具有客观性和可靠性。
在科学方法的形成和演化中,
划时代科学理论的诞生;
或出现杰出科学家群体时期;
或出现集科学家与哲学家,
于一身的哲人科学家。
这些对于科学和科学方法进程,
起着举足轻重的独特作用。
[1] 弗里德里希·奥古斯特·凯库勒·冯·斯特拉多尼茨(Friedrich August Kekulé von Stradonitz,
凯库勒出生于达姆施塔特一个旧式波希米亚贵族家庭。1847年进入吉森大学就读,在李比希的影响下选择攻读化学,1856年起在海德堡大学担任私讲师,1858年赴根特大学担任全职教授,1867年起在波恩大学任教授,广泛研究含碳化合物,尤其是苯,并提出了苯的环状结构。1857年,凯库勒提出,碳原子为四价原子。
据凯库勒本人的著作称,他在梦见一条蛇首尾相接的时候,发现了苯环结构。而这个传奇的梦则是源于他经年累月的对碳碳键的研究。凯库勒声称他解决了碳原子何以能同时跟四个原子结合的原因。在他的说法通过出版得到广泛接受之后,20世纪20年代早期出版的凯库勒传记却得出结论,他对于碳原子的四价学说,事实上得益于库伯(1831年—1892年)先前的研究。此外,德国化学家劳施密特(1821年—1895年)也早在1862年就先于凯库勒描述了苯的环状结构,尽管他并没有给出证明。
1895年凯库勒由德皇威廉二世封为贵族,授权在其名字之后加上“冯·斯特拉多尼茨”的名号,意指在波希米亚名为斯特拉多尼茨的古代封邑。最初的五届诺贝尔奖化学奖得主中,他的学生占了三届。
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