科学思维——比较思维

人类认识事物一般是从区分事物开始的，而要区分事物，首先就要比较。爱因斯坦曾说：“知识不能单从经验中得出来，而是从理智的发明同观察到的事实二者的比较中得出。”科学上的许多重大发现就是运用比较思维的成果。

一、比较思维及其特征

1.概念

比较是确定事物同异关系的思维过程和方法。所谓比较思维方法，是确定研究对象之间共同点和不同点的一种逻辑方法。它可以在异类对象之间进行，也可以在同类的对象之间进行，还可以在同一对象的不同方面、不同部分之间进行。教育家乌申斯基曾说过：比较是一切理解与思维的基础，我们正是通过比较来了解世界上的一切的。

任何客观事物都有其时间上和空间上的存在。因而，事物之间的差异性和同一性，既表现在空间上，同时又表现在时间上。因此，比较方法包括空间上的比较和时间上的比较。空间上的比较即在既定形态上的比较，能够使我们区分或认识各种不同的事物；时间上的比较即在历史形态上的比较，能够使我们进一步发现同一事物随时间的变化，它有助于认识和发现某一事物发展变化的特点和规律性。空间上的比较又称为横向比较，时间上的比较称为纵向比较。在生物学研究中，瑞典科学家林奈通过横向比较，确立了生物学分类系统。达尔文利用纵向比较揭示了生物进化的规律，而德国胚胎学家赫克尔通过纵向比较发现了生物重演律（即生物个体发育是生物系统发展简短而迅速的重演）。

2.特征

第一，认识较为全面。在科学认识中，我们通过运用比较思维把空间上和时间上跨度很大的事物进行相互比较，还可以对事物进行多方面、多角度比较。运用比较思维方法还可以从不同层次思考问题，甚至进行立体思维。而且，通过比较思维既可以做到同中求异，又可以做到异中求同。所以，通过比较思维可以使分析更为全面。

第二，操作灵活。比较思维方法具有操作的灵活性。运用这种方法不仅可以把自然界中不同位置、不同时期的事物进行相互比较，而且还可以在同一事物不同方面、不同部分之间进行相互比较。因此，比较思维方法受影响和制约的因素较少，在运用过程中还可根据情况的变化随时做出适当的调整。无论是在科学认识还是技术革新中，此种方法的这种操作的灵活性可以保证在复杂的科学活动中操作自如，保证创造活动的顺利进行。

第三，适用面广泛。比较思维方法是人类认识事物的基本方法。一般地说人类认识事物都是从区分开始的，要区分事物，首先就要进行比较。人们在日常生活中都会不由自主地运用比较思维。比较思维方法作为一种相对简单的思维方法，它不受时间、空间、学科和内容等限制，它的应用面极为广泛，已渗透到各个领域、各个学科。比较思维方法是科学研究的基本方法，可以说，没有比较思维方法，许多科学研究就无法进行。

二、比较思维的基本方法

1.相同点比较法

相同点比较法是指比较两个或两个以上对象的相同点而认识这些对象的思维方法。这种比较方法使我们认识到表面相异的对象之间有其共同性，即异中有同。例如，沃森和克里克在提出DNA双螺旋结构的过程中，就是将理论模型与观察事实反复比较、反复修改，最后才提出的。

意大利医学家马尔切诺·马尔比基用显微镜研究了蚕，他发现这种小动物有一个十分复杂的呼吸系统，用来呼吸的小管遍布全身，后来他发现植物茎干内也有这样的小管。这使他发明了比较解剖学方法。马尔比基正是运用了相同点比较方法，认识到动物和植物虽然表面相异，但是异中有同，由此做出了科学发现。

2.相异点比较法

相异点比较方法是指比较两个或两个以上对象的相异点而认识这些对象的思维方法。这种比较方法使我们认识到，表面上相似的对象之间有其差异点，即同中有异。例如，1932年，约里奥·居里夫妇用α射线轰击铍、锂等元素，发现了一种穿透性很强的射线。这种射线是不带电的，他们把它误认为是γ射线。英国物理学家查德威克读了居里的论文后，立即重复了这个实验，并做了相异点的比较，发现这种新射线与γ射线不同，用它轰击原子核能打出质子来。于是，他意识到这种新射线不是γ射线，而是他的老师卢瑟福十多年前就预言存在的中子。他指出，γ射线没有质量，根本不可能将质子从原子核里撞出来，只有那些与质子质量大体相当的粒子才有这种可能。查德威克将这种新射线与γ射线做的相异点比较，使他获得了诺贝尔奖。由此可见，对表面相似的事物进行相异点的比较，有时可以导致新的科学发现。

3.同异综合比较法

同异综合比较方法是指比较两个或两个以上的对象，而认识其间的相同点与相异点的思维方法。同异综合比较同时具有前两种比较的特点，能提供较为全面的认识，因而它在科学发现中具有重要意义。例如，英国的格里菲斯医生发现“转化因子”，就是从同异综合比较开始研究的。他将两种有毒和无毒的肺炎球菌，分别注入小白鼠体内，结果出现了死与活的差异。然后他再将消毒后的有毒肺炎球菌与无毒的肺炎球菌混合后注入小白鼠体内，结果小白鼠全部感染了有毒的肺炎球菌而且全部死亡。上例中，小白鼠死与活的实验结果是相异点比较，其前提是无毒的肺炎球菌和消毒后无毒的肺炎球菌；小白鼠全部死亡的实验结果则是两个相同点比较，其前提是有毒的肺炎球菌和消毒后有毒的肺炎球菌的混合。同异综合比较的结果使他认识到：有毒的肺炎球菌已经消毒，但其中有某种“转化因子”使无毒的肺炎球菌“转化”为有毒的肺炎球菌，从而使小白鼠致死。据此，他提出了著名的“转化因子”假说，推动了后来的“DNA是遗传信息载体”的重大发现。

三、比较思维方法的作用

比较思维有助于对事物进行分类考察和深入探究，因此在科学研究中具有重要的方法论意义。

第一，比较思维有助于对事物的分类考察，以利发现同类事物及其特征。比较是初步整理经验材料所不可缺少的逻辑方法。初步整理经验材料，少不了要通过比较各种各样对象的相同点与相异点，并由此给予分类。相同点多而相异点少的对象归属于同类，相同点少而相异点多的对象归属于不同的类。这样，人们对被研究对象的认识就不再是孤立的、零碎的，而是全面的、系统的。这一步工作很重要，分类是认识事物的基本工具和手段，通过分类人们能把头脑中混乱繁杂的情况梳理清楚，以便对事物做出更明确、更深刻的认识，进而把握事物的内部联系和本质。例如，俄国化学家门捷列夫做了63个卡片，把已经发现的63种元素的名称、物理性质、化学性质和原子量等分别写在卡片上，他对这些卡片进行长期反复比较后做出系统分类，发现元素性质随着原子量的增加成周期性变化，这就是门捷列夫发现的元素周期律。

第二，比较思维有助于对事物进行全面分析，以利于完整地认识事物的特性。比较思维可使人们不仅可以对事物进行静态的比较，还可以从事物的动态过程进行比较；既可以比较事物自身的各个方面，还可以比较事物之间的联系；既能够比较相同点又可以比较相异点。所以，运用比较思维方法有助于我们对事物做出较为全面的分析，有利于我们完整认识事物的特性。例如，达尔文和和赫胥黎为运用历史比较方法分别从解剖学、胚胎学感觉表情等多方面比较人与哺乳动物的相似之处，进行全面分析后，得出了人类是哺乳动物进化而来的结论。

第三，比较思维有助于对事物进行深入分析，以利深入探究事物的内在规律。人们在占有大量感性材料的基础上运用比较思维，就能对感性材料进行深入地加工、分析，逐步了解客观事物的内部矛盾，了解它的规律性，进而达到理性的认识。所以，比较思维有助于深入分析事物的特征及因果关系，有利于深入探究事物的内在规律。

四、比较思维方法的应用原则

比较思维方法虽然在抽象思维中有着广泛的作用，然而也有其局限性。所以，在运用比较方法进行思维时，要力求全面，切忌片面化、绝对化，以求形成较为全面和深刻的认识。

第一，应在同一关系上进行比较。在应用比较思维方法时，被比较的两类事物必具有可比性，比较必须在同一关系下进行。例如：1820年，丹麦物理学家奥斯特在实验中发现电能产生磁。1831年，英国物理学家和化学家法拉第在实验中发现磁能产生电，由此概括出电磁感应定律。1845年，法拉第又发现“磁光效应”，磁与光又联系了起来。1873年，英国物理学家麦克斯韦建立了麦克斯韦方程组，将电与磁统一为电磁场。他还预言电磁波的存在，并预言光也是一种电磁波。1888年，德国物理学家赫兹终于在实验室中发现了电磁波，测得电磁波传播速度同光速是同一数量级，光波也具有电磁波反射、折射、偏振等性质。这样，电、磁、光从波动性这同一关系下是可以比较的。

第二，必须坚持在同一标准条件下进行比较。在进行比较思维时必须保证被比较对象有精确的、稳定的比较标准，因为这是做出定量比较和定性比较的基础。

第三，应力求对事物进行全面比较。对事物进行全面比较是一条非常重要的原则，这是由客观事物本身的复杂性所决定的。一般的研究对象往往是一个复杂的统一体，其表现是多方面的。例如：科学史上的“光的波动说”、“光的微粒说”到“光的波粒二象性”，从认识光的本质的一个侧面到全面认识光的本质就是一个很好的例证。比较的全面性原则为我们准确把事物的本质提供了可能。此外，还应注意抓住被研究对象的本质属性。

参考文献：

1.张大松.《科学思维的艺术——科学思维方法论导论》[M].北京：科学出版社

2.王小燕.《科学思维与科学思维方法论》[M].广州：华南理工大学出版社

3.金岳霖.《形式逻辑》[M].北京：人民出版社