科学研究方法：深入了解科学推理过程

2023-08-09 理论教育版权反馈

【摘要】：读第二遍的时候要注意作者运用的科学研究方法，第二遍读完时最大的收获应该是对“推理”的过程有了更深刻的认识。我们的目的是让读者对科学方法有一个基本了解，如果想了解科学发现的全过程，就把凯尔文文集中的科学论文精读两遍，便可以对科学方法有一个基本了解。不论结论怎样，我们要掌握更多的科学知识，正如凯尔文的光和潮汐的论文所说，由“推论事实”构成，不单纯是观测事实。

读第二遍的时候要注意作者运用的科学研究方法，第二遍读完时最大的收获应该是对“推理”的过程有了更深刻的认识。自然现象——光和潮汐等直接观察大现象是很显然的“事实”，聪明的人只要动脑就会知道观察所得到的现象只是大现象中的极小部分，还有许多未知的因素决定了我们头上的天是蓝色的。而在日出日落的时候，地平线的天空却是黄色或红色。一些未知的因素也决定了潮汐每天发生的时间和力度都在变化。为什么光的传播速度那么快？月亮是怎样引起地球海平面变化的？只有知道了这些答案，我们才能了解这些观察到的现象的背后不可见的现象。这些不可见的现象被称为“推论事实”，借此来区别“观察事实”。推理是为了发现推论事实，揭示与观察事实的关系，即是说理论是对推理事实和观察事实之间的关系做出的合理结论。如何取得结论？结论取得之后又怎样判断正确与否？单凭一个讲座是做不到的，只有一篇关于科学方法的论文才能回答这个问题。我们的目的是让读者对科学方法有一个基本了解，如果想了解科学发现的全过程，就把凯尔文文集中的科学论文精读两遍，便可以对科学方法有一个基本了解。

思维活跃的人总会产生推理的冲动，那些自称为从不推理的、很现实的人，往往在用并不安全和科学的方式去推理，因为他们想了解多方面的现象。我们不能制止推理的冲动，但是推理能力需要培养。而且推理的结果不能与观察的结果混为一谈。另外，在发现了一些观察事实之后，深入探究的人就会构想这些观察事实后面隐蔽的现象，亦即推论事实，并用逻辑或检验方法来判断是否正确，最后才能确认自己的构想是否正确，是否经受得住检验。光的研究多数是实验性质的，而潮汐研究则多数是靠计算的。一个人要构想出观察事实和背后隐秘的现象之间的联系和那些隐秘现象发生的过程，需要很高的条件：要有敏捷的科学思维，思维的过程不仅是判断观察事实的过程；丰富的想象力，构思出隐秘现象发生的过程；要摆脱固执己见，相信实验和计算的过程。不论结论怎样，我们要掌握更多的科学知识，正如凯尔文的光和潮汐的论文所说，由“推论事实”构成，不单纯是观测事实。

我们可以用一个寓言故事来说明潮汐问题，曾经有一个人住在海边，他缺乏想象力但是很善于观察，他住的地方常年乌云笼罩，遮天蔽日，潮汐会随着周期的变化不断涌现。这个人观察到了这些现象，但是对表面现象之后的推论事实却一无所知。与他同时另有一个哲学家住在一年四季充满阳光的内陆沙漠上，并不了解海洋和潮汐是什么，但是哲学家精通太阳和月亮的转动与天体运动相关的地心引力问题。他就以此为依据做了一系列推理或者演绎，最后得出结论：“这些遥远的天体对地球一定施加了不同的引力，只是地球太硬了，不会对这些引力做出反应。而地球如果大部分地方被水覆盖，太阳和月亮对水面的引力就能产生周期性的变化……”后来，住在海边的观察家去旅行，遇见了在沙漠的哲学家，哲学家问他：“你见过大片水域的水平面产生了周期性的变化吗？”观察家说：“我见过，我正想请您告诉我为什么是这样？您是怎么知道这些的呢？”哲学家说：“我并不知道有大片水域的存在，但是我知道如果有大片水域存在，水面就一定会有周期性的变化。”这个寓言给我们的启示是：一个有智慧的科学家会把故事中的二者结合起来，既是哲学家，也是观察家；他会像这两个人一样独立的观察和思考问题。即通过观察获得事实，通过想象和推理对事实做出正确的解释。

科学研究方法：深入了解科学推理过程

相关推荐