科學交響曲樂章8-3：現代科學方法的沿革之曲

科學交響曲樂章8-3：現代科學方法的沿革之曲

20世紀70年代，

澳大利亞學者艾倫·查爾默斯[1]，

出版了《科學究竟是什麼》一書，

從歸納主義到工具主義，

洋洋洒洒，

以15萬字的篇幅做了一遍梳理。

是否就此可以定義「科學」了？

是否可以定義「科學方法」了？

這仍然是一個仁者見仁，

智者見智的問題，

並非是有定論的一大難題。

這裡很有必要強調批判學派，

對科學方法的傑出貢獻。

批判學派的代表人物很多，

其中馬赫[2]、彭加勒[3]、迪昂[4]、

奧斯特瓦爾德[5]，

以及皮爾遜[6]等

活躍在十九世紀末

到二十世紀初的

科學和哲學的舞台之上。

他們是二十世紀

科學革命（物理學革命）

與哲學革命（邏輯經驗論）的先驅。

馬赫的感覺分析；

歷史批判意識；

思維經濟；

諸多方法論原理；

以及探究心理學論綱等；

都異彩紛呈十分絢麗。

彭加勒的約定論的方法論，

以及關於假設、直覺、科學美

乃至數學發明的心理機制論，

也都美不勝收。

迪昂的整體論；

歷史主義的方法；

關於物理學理論的邏輯架構；

他遠見卓識的探究；

以及對人類精神的探險，

都表現得各有千秋。

奧斯特瓦爾德的

能量論的思維方法；

以及在研究中，

主動變換角色的實踐；

真是別開生面。

皮爾遜的懷疑批判風格；

對科學方法的意義和特徵的揭示；

對想像力和審美感的倡導；

以及對統計方法的發明和運用；

都使人拍案叫絕。

值得注意的是，

在批判學派的科學方法中，

還包含著諸多的後現代的意識。

愛因斯坦[7]，

是二十世紀科學革命的主將和先鋒，

他在現代科學哲學與科學方法

兩方面獲得巨大成功；

他還集現代科學哲學

與科學方法於大成。

他從前人那裡，

尤其是從批判學派，

吮吸了豐富的思想營養；

又融匯了，

對自己的科學實踐的

親身體悟與哲學反思。

從而錘鍊出：

展現時代氣質

與科學精神的

別具一格的科學方法。

愛因斯坦的方法論，

蘊含溫和經驗論；

科學理性論；

基礎約定論；

意義整體論

以及綱領實在論。

這些有機要素，

體現了多元互補

與張力平衡的特徵，

顯示出廣博的包容性

與涵蓋性。

他的這些統一性、對稱性、

相對性以及幾何化的科學思維

或科學研究基本宗旨，

既有科學眼力的敏銳，

又有科學智慧的深邃。

可以當之無愧地稱為：

「科學的眼力」

或「科學的智慧」。

他的探索性演繹法；

邏輯簡單性原則；

准美學原則；

以及形象思維；

這些是創立如象相對論

這樣的現代科學理論，

是強大的銳利武器；

也是非凡智慧美奐美輪（倫）。

在科學方法論的發展史上，

愛因斯坦這位科學巨人，

以其背榜鐵肩，

為科學與科學方法，

作出了承前啟後的偉大貢獻；

孕育並催生了

各流派哲學家的湧現

及其方法論的成果與貢獻。

對於科學研究活動而言，

科學方法的地位和意義至關重要。

彭加勒認為;

科學是創新和創造，

「首先需要創造科學方法」。

皮爾遜也強調，

「科學方法是通向絕對知識

或真理的唯一入口」和「唯一道路」，

「整個科學的統一，

僅只在於其方法而不在於其材料」。

懷特海把方法本身視為，

「震撼古老文明基礎的真正新鮮事物」。

薩頓則言之鑿鑿：

「在科學領域，

方法至為重要；

一部科學史，

在很大程度上就是，

一部方法或工具史，

這些工具無論有形或無形，

都是由一系列人物創造出來的，

並用以解決他們遇到的某些問題。

每種工具和方法，

都是人類智慧的結晶。

科學方法的運用，

不僅在自然科學範圍內所向披靡，

而且在社會學

與人文學領域也有重要意義，

乃至在人們的日常思維

與為人處事中也不無裨益。

更為重要的是，

科學方法是科學精神的

重要構成要素和集中體現。

它洋溢著科學的實證精神；

理性精神和審美精神；

充盈著科學的懷疑和批判意識，

無怪乎皮爾遜把科學方法，

看作是訓練公民的

科學心智的有效手段和方法。

關於科學方法的特徵，

皮爾遜將其概述為：

（1）仔細而精確地分類事實，

觀察它們的相關性和秩序；

（2）藉助於創造性的想像，

發現科學定律；

（3）對於自我批判

與所有正常的心智來說，

是同等有效的最後檢驗。

這一概述比較適合於

如象生物學以及運用經驗為主的科學，

達爾文的進化論也許是很好的範例。

迪昂的概括為：

（1）物理量的定義和測量；

（2）假設或假說的選擇；

（3）理論的數學展開；

（4）理論與實驗的比較。

這一概括更為適合於

如象物理學以及數學化的精密科學。

愛因斯坦的相對論，

更是出色的範例。

相對論正是愛因斯坦

運用其獨創的探索性的

演繹法等一類科學方法，

建構起來的，

這符合迪昂模式的理論。

[1] 艾倫·查爾默斯1939年生於英格蘭布里斯托爾，起先是物理學家，後來轉向研究物理學哲學和物理學史。在此論題上，他撰寫了三十幾篇文章，著有《科學究竟是什麼?》。這本著作現已譯成包括中文在內的15種語言出版，使其贏得了國際性的聲譽。查爾默斯1987—1999年任悉尼大學科學史與科學哲學系主任、教授，1997年當選為澳大利亞人文科學院院士，並於2003年因「在科學史和科學哲學領域中人文學科的貢獻」獲得由澳大利亞政府以女王名義頒發的百年獎章。

[2] 恩斯特·馬赫（英語：Ernst Mach，1838年2月18日－1916年2月19日），奧地利-捷克物理學家和哲學家。馬赫數和馬赫帶效應因其得名。

恩斯特·馬赫出生於捷克。14歲之前自學在家，之後直接進入高中，在17歲那年到維也納大學學習。他在維也納大學學習了數學、物理和哲學，並在1860年得到了物理學博士學位。他早期的作品著眼光學和聲學中的多普勒效應。1864年他在格拉茨成為了一名數學教授，1866年又被提名為物理學教授。在此期間里馬赫又開始熱衷起感覺的生理學。1867年馬赫成為了布拉格大學的一名實驗物理學教授。他在那裡待了28年，一直到回到維也納。

[3]彭加勒，法國數學家。1854年4月29日生於南錫，1912年7月17日卒於巴黎。

彭加勒在讀中學時，已顯示出很高的數學才能。1873年10月以第一名考入巴黎綜合工科學校；1875年入國立高等礦業學校學習工程，後任工程師；1879年以數學論文獲博士學位，旋即去卡昂大學理學院任講師；1881年為巴黎大學教授，直到去世；1887年他當選為法國科學院院士；1908年當選為法蘭西學院院士。他還多次獲得法國及其他國家的榮譽和獎勵。彭加勒的研究涉及了數論、代數學、幾何學、拓撲學等許多領域。彭加勒對經典物理學有深入而廣泛的研究，對狹義相對論的創立有一定的貢獻。他從1899年開始研究電子理論，最先認識到洛倫茨變換構成群。

[4]皮埃爾·迪昂：(Pierre Duhem)1861年出生於巴黎，1916年病逝。他的研究興趣十分廣泛，大體分為幾個階段：1884～1900年期間，他的興趣在熱力學和電磁學方面；1900～1906年他集中研究流體力學；1892～1906年他轉向科學哲學；1904～1916年從事科學史的研究。迪昂是19世紀末20世紀初科學界最卓越、最有創見的人物之一。

[5] 威廉·奧斯特瓦爾德是德國物理化學家。1853年9月2日生於俄國拉脫維亞里加，1932年4月4日卒於萊比錫。1872年入愛沙尼亞多爾帕特大學學習，1878年獲化學博士學位。1881年任里加工業大學化學教授。1887年任萊比錫大學物理化學教授，1898年兼物理化學研究所所長，他提出了稀釋定律，對電離理論和質量作用定律進行了驗證。1906年退休。他被認為是物理化學的創立者之一。另外他在顏色學、科學史、哲學方面也有獨到的貢獻。1909年因其在催化劑的作用、化學平衡、化學反應速率方面的研究的突出貢獻，被授予諾貝爾化學獎。

[7]阿爾伯特·愛因斯坦（德語：Albert Einstein，1879年3月14日－1955年4月18日），20世紀猶太裔理論物理學家、思想家及哲學家，也是相對論的創立者。阿爾伯特·愛因斯坦被譽為是現代物理學之父及二十世紀最重要的科學家之一。阿爾伯特·愛因斯坦，世界十大傑出物理學家之一，現代物理學的開創者、集大成者和奠基人。同時也是一位著名的思想家和哲學家。愛因斯坦1900年畢業於蘇黎世聯邦理工學院，入瑞士國籍。1905年獲蘇黎世大學哲學博士學位。曾在伯爾尼專利局任職，在蘇黎世工業大學、布拉格德意志擔任大學教授。1913年返德國，任柏林威廉皇帝物理研究所所長和柏林洪堡大學教授，併當選為普魯士科學院院士。1933年愛因斯坦在英國期間，被格拉斯哥大學授予榮譽法學博士學位（LL.D)。因受納粹政權迫害，遷居美國，任普林斯頓高級研究所教授。從事理論物理研究，1940年入美國國籍。曾經與一位名叫彌馳的中國少年一起探究光電效應。