科学技术方法论(导论)

第二篇科学技术方法论

导论科学研究和方法

导论要求

了解科学研究的基本程序，科研和方法的相互关系；理解方法对于科研的重要意义；自觉学习和掌握科学研究的方法。

当我们谈论科学研究之时，我们首先遇到的问题就是：第一，科学研究是什么，第二，如何进行科学研究？对这两个问题的回答，构成了本篇的导论。

一、科学研究

所谓科学研究，有狭义和广义两种理解，狭义的科学研究即指科学工作者对未知问题寻求答案的过程；广义的科学研究则指科学工作者不断发现问题、分析问题和解决问题，建立科学解释，形成科学观念和科学范式，并把它们表述出来的全过程。如果再加上技术研究，则还包括技术试验以及技术成果产生的过程。

从认识角度看，我们可以给科学研究下这样一个定义：

科学研究是人们为着一定目的，有计划、有意识地主动探索和揭示自然界（或社会或人类思维运动）的一种认识活动。

从科学研究的全过程看，科学研究并不是一种混乱无序的活动，而是有序有结构的过程。

从科学活动作为一种社会活动，作为一种文化现象和一种社会建制来看，科学研究又是生产精神产品和物质产品的一种特殊形式的社会生产活动。

二、科学研究的一般程序或一般结构

科学研究大致包括以下几个基本环节或步骤：

（一）科研选题

所谓科学研究，在某种意义上看，就是不断提出问题和解决问题的过程。因此，进行任何一项具体的科学研究，都要首先进行科研选题，这是科学研究的首要环节。

能否正确地选择和确定科研课题，对于研究工作能否顺利开展，以及确定科研工作有无意义，研究意义大小，均具有重要意义，具有关键作用。

一般说来，确定了科学研究的课题，也就确定了科研的主攻方向，同时在某种程度上也等于确定了方法。因此，科学家，特别是较高水平的科学家，都普遍认为，正确地提出问题意味着科学研究的任务已解决了一半。例如，爱因斯坦指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个数学上的技巧或实验上的技能而已。而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步”。1美国科学社会学家H．朱克曼也指出，一流科学家常常把能否抓住重要问题作为重要科学研究和一般科研的区别，“科学修养的主要标准是能否抓住‘重要问题’和是否能想出新的解决方法。…艰深的问题和巧妙的解决方法使杰出的科学区别于仅仅是能干的或普通的科学”。2

（二）搜集资料、积累事实

课题确定之后，下一步的工作就是搜集资料、积累事实。

1爱因斯坦、英费尔德：《物理学的进化》，上海科技出版社，1979年版，第66页。

2H．朱克曼：《科学界的精英》，第176页。

不掌握一定的事实，问题或课题的预设就会变成空中楼阁。解决问题更需要事实的积累，没有事实做为依赖，问题就根本无法解决。

俄国著名生理学家巴甫洛夫（1849－1936）在《给青年们的一封信》中说：“事实是科学家的空气。……如果不凭籍事实，科学家就永远也不能飞起来”。3恩格斯也说过：“不论在自然科学或在历史科学领域中，都必须从既有的事实出发”。4

可以这样说，资料与研究，事实与学问之间，尤如生米与熟饭。俗话说得好，巧妇也难为无米之炊。

搜集资料、积累事实和分析是有一定的方法和原则的（见下章）。当事实资料被占有之后，并在此基础之上对事实资料进行科学分析之后，即对丰富的感性材料加以去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的思维分析与判断后，下一步的工作就是：

（三〕形成假定、假说

科学研究的目的就是要达到对研究对象的本质的、规律的认识，即形成科学理论。而在形成科学理论之前，往往要经过推测和假说阶段。

推测，即一种初始假定。即对课题和所搜集到的事实资料经过初步分析后所做出的一种“设想”，它此时还未被充分地研究，无论从经验上还是从逻辑上，其根据尚不充分，尚未得到充分的说明或证明，带有猜测性的特征。

假说，则是推测的进步，即经过了一定的逻辑加工，并获得了比较充分的科学论据，然而，这种证据还不是千真万确，确定无疑。

假说是科学发展必经之路。假说是科学性和假定性的辩证统一。因此，假说形成的道路往往有两条：

l、从“假定性——科学性”，即先做出假定性较强的“猜想”，然后对它进行一定的科学性论证，形成科学假说；

2、从“科学性——假定性”，即从科学和逻辑较强的理论基础出发，推出未被证明的大胆“猜想”，由于该猜想已具有较强的科学性，因而也就立即被称为科学假说。

（四）建立科学理论

理论是通过假说的检验被确证之后进化而来的。

理论的形成也有两个相继阶段：假说的检验而形成理论阶段；理论的内部的逻辑自洽整理和整个理论体系的系统化过程阶段。理论一旦建立，它的基本概念、原理、和精神就很快会转化为研究的新起点和方法，刺激科学工作者从新的角度看待旧的问题、理论、实验和方法，提出新问题，新方法。

以上即科学研究的基本环节、阶段或基本过程。到此为止，一个科研阶段的全过程就算结束了。而后，又开始了新的循环。

既然科学研究有其过程，那么就要回答“如何进行科学研究”的问题，这就必然涉及方法，于是也就必然有了第三个问题：

三、方法与科学研究

（一）方法

l、方法的词源原义

古希腊：

英文：method．……秩序，整理，途径等意义。

古代中国：“天下之治方术者多矣”《庄子．天下》。成玄英疏：“方，道也。自轩辕以下，3巴甫洛夫：《巴甫洛夫选集》科学出版社1955年版，第31页。

4恩格斯：《自然辩证法》，《全集》第20卷387页。

迄于尧舜，治道艺术，方法甚多”。5

2、方法

方法是为解决某个课题所采用的手段和程序的总和。是对对象的认识及其实践变革的手段、方式。

显然，它包括：认识对象或课题的范围：

所采用的手段（物质的和精神的）；

程序：操作过程、步骤、思维过程及其逻辑。

毛泽东的形象说法：“我们不但要提出任务，而且要解决完成任务的方法问题。我们的任务是过河，但是没有桥和船就不能过。不解决桥或船的问题，过河就是一句空话”。6

3、方法的主观和客观方面

哲学家黑格尔指出：“在探索的认识中，方法也就是工具，是主观方面的某个手段，主观方面通过这个手段和客体发生关系”7

著名苏联生理学家巴甫洛夫说：“方法是被移植在人们头脑中的客观规律性”。

上述观点或见解，都是把方法作为主体为要达到某种主观的目的而借助的手段或途径。这种手段或途径又并非是完全随使用者的主观目的转移的。它带有很强的客观性。

特别是从巴甫洛夫的话中，我们可以悟出，方法首先是认识对象本身具有的客观规律性，其次才是认识者主观方面对这种规律性的把握。

方法的客观方面，即方法的客观内容。它包括：

第一，客观认识对象本身的规律性；

第二，人的思维与外在世界客观规律的统一性的基本假定；

第一点表明，客观对象是有秩序的有规律性的，第二点表明，人与外在世界从起源到反映结构上存在着同源性和一致性，否则就无法认识对象。

方法的客观方面是第一性的，是决定方法主观方面的。假如对象是系统，而你却没有采用系统方法去研究它解决它的问题，那么你就是有天大的本事也无济于事。

方法的主观方面，即主体运用方法解决认识任务的主观能动性。

方法的主观方面与主体的文化有密切关系。例如，不同的习俗、不同的价值观、不同的喜好和不同的思维方式，对待同一问题的处理上，就会有不同的方式，不同的作法。甚至也会喜好不同的方法。

科学文化的熏陶对科研人员也有方法论意义。跟随一流还是二流甚至末流科学家工作，科学家工作风格、思维方式和科学修养的巨大差异，就会培养起不同的方法来。特别是那种科学直觉力、鉴赏力和观察力等能力与此密切相关。

4、方法的层次性

从一般到特殊的顺序排列，方法的层次如下：

（1）哲学方法，它讨论最一般的如何看待世界的方法；

（2）科学研究的一般准则和原理；它讨论科学研究的基本过程和程序中的规律性问题；如我们这个导论的内容：

（3）科学研究的一般方法；如我们下面各章要讨论的基本内容；

（4）各门具体科学中的特殊方法；

（5）各种实用技术、技巧

（二）方法和科学研究

5见《词海》下，第1633页。

6《毛泽东选集》第一卷，第125页。

7转引自列宁《哲学笔记》旧版第98页。

方法是认识客观对象的途径和手段，科学研究就是对未知对象的探索，因此有无正确的方法，对于科学研究有着十分重要的作用。

《淮南子·说林训》中说：“跬步不休，跋鳖千里”。意思是，虽然不很聪明，但方法对头，也能成功。这也正如F·培根所说：“跛足而不迷路能赶过虽健步如飞但误入歧途的人”。

法国生理学家贝尔纳说得更清楚：“良好的方法能使我们更好地发挥运用天赋的才能，而拙劣的方法则可能阻难才能的发挥。因此，科学中难能可贵的创造性才华，由于方法拙劣可能被消弱，甚至可能被扼杀；而良好的方法则会增长、促进这种才华”。8

2、方法的作用随研究者和研究对象以及研究处于什么阶段而变化，所以，要具体问题具体分析。

我们认为，在科学研究的常规阶段，通常使用的一般方法是够用的，然而，在科学革命阶段，常规方法却常常失去作用，为什么？9

再例如，我们要解决一个问题，没有一定的知识储备是不行的。我们学习的目的，就是储备知识，培训能力。但是，有的时候，装满知识的大脑，却会成为解决问题的障碍，而不受已知知识束缚的、轻装上阵的头脑则会解放得多。贝尔纳说：“构成我们学习的最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西”。一般而言，如果研究的是一个仍在发展的学科，这时理论的丰富是有利的；但如果研究的是一个不再发展的学科，问题业已解决，那么就需要一种新的革命性的方法，并且这种方法也往往由外行所提出。

3、方法对初次踏上研究道路的人尤为重要。

还是巴甫洛夭说得好：“初期研究的障碍，乃在于缺乏研究法。……研究法每前进一步，我们就提高一步，随之在我们面前也就开拓了一个充满种种新鲜事物的更辽阔的远景”（《科学家论方法》第1辑，第188页）。

例如所谓创造性是什么呢？其中之一就是看问题的新角度。初学者之所以找不到问题，或课题，也就是缺乏研究法。

4．如何获得方法？

书本没有给我们关于方法的现成答案，弗·培根说：“知识本身并没有告诉人怎样运用它，运用它的方法乃在书本之外”。

我们提出以下途径供参考：

（1）通过与导师及其高水平科学家接触，来亲身体验、学习、获得方法。

与高水平的科研工作者接触，重要的不是学习知识，而是学习思维方式。H·朱克曼通过对美国诺贝尔奖获得者的调查，发现师徒之间的联系对获奖有重要作用。在调查中，一位获奖者在谈学生和导师之间的关系时指出：“彼此的关系是：看看他们怎样活动，怎样思考，怎样对待事物。这是一种思考方式。肯定不是学习具体的知识；而是为了学习那种真正能解决问题的工作方法”。另一位物理学家把学习具体知识和学习一种显然是高质量的思想方式之间的差别总结为科学工作上的技巧与科学传统之间的差别，他说：“我知道研究的技巧。我对物理学懂得很多，我有言语、歌词，但是谱不上曲。换句话说，我没有跟那些深深扎根于物理学传统的人，跟那些高质量的人接触过”《科学界的精英》。

杨振宁谈到费米时，也说过：从费米思考问题的简明性上，他明白了如何把重点放在问题的主要部分和实质部分上。他学会了“那才是物理学”。另一位费米的学生说费米：“如果你跟他一起工作，你就仿佛是一个普通的网球选手正在跟一位冠军打网球。你会抽出一些过去从未梦想过的好球”《科学界的精英》。

（2）通过学习科学史，以及专门的科学方法论，学习科学家的创造方法和研究创造过程。

例如，这门课程，其目的就是提供给人们一些必要的、原则性的研究方法。

8引自贝弗里奇：《科学研究的艺术》。

9参见吴彤：论科学方法的双重作用，《科学、技术与辩证法》1989年第1期。

（3）通过总结自身研究科学的经验和研究艺术，学习方法。

最重要的，是要做个学习方法的有心人。

（三）学习科学方法的意义

1、科学意义

我们知道，精密仪器在现代科学研究中具有重要作用。但比起人的大脑来，我们说，在科学研究中最重要的还是或始终是人的大脑。而适用的、好的方法则有助于培养机敏、冷静而又有素养的、有创造性的大脑，可以提高科研效率。

应该承认，不专门学习方法，也会在科研中形成方法；天赋能力极高的人常常从自己的学习中自组织地获得最佳效益。

此外，由于科学研究具有独创性，所以方法不会有固定的模式，相反，一旦形成固定模式则会阻塞认识的道路。

但是，学与不学，有一个自觉性问题。

未来的研究者绝大多数也不是天才。给绝大多数研究者以苦干科研方法的指导，较之听任其凭借个人经验地探索，要有效率得多。前者可以事半功倍。

不同学科自然有不同方法，但有些方法上的基本原理和思维技巧，是绝大多数类型的科学研究所共有的，通用的。掌握这些方法论的精髓，再与具体的科学研究相结合，将如虎添翼、如鱼得水，搞起研究就会得心应手。

例如，在科学研究中，无论是实验研究，还是理论研究，都少不了选题，资料搜集等环节，在这些环节上如何把握，如何达到较高水平，既要探索也有规律可循。如果我们注意了，方法就会找到你，就会起作用。

2、哲学意义——推动哲学进步和发展

科学方法可以提炼、上升为方法论。而方法论是科学与哲学的一座桥梁。

（1）自觉学习方法，自觉领悟其中蕴涵的逻辑和意义，有助于科研工作者从科学研究中提炼出更深刻的哲学思想，第一它可使科学研究更深刻地研究其认识基础。例如，爱因斯坦、彭加勒、普朗克、玻尔、海森伯、薛丁谔等人不仅从事高水平的科学研究，而且具有很高的哲学素养。爱因斯坦把哲学、一般认识论问题和概念等同于物理内容之“脚”上的“鞋子”，说物理学家不应该把这些问题完全交给哲学家去处理，因为只有物理学家“最晓得、也最确切地感觉到鞋子究竟是在哪里夫脚的”。道理就在这里。

第二，通过创造性方法的运用、提升、丰富，可以推动哲学方法论的新陈代谢。

例如，西方科学哲学中“观察受理论影响”命题的提出，就是受科学方法中的某些思想的影响；操作主义哲学、实证主义的建立，是部分地受了爱因斯坦要求概念可操作的影响。

再例如，当代自组织科学理论和方法的发展，对哲学提出了新思想，因而丰富了哲学，推动了哲学。

哲学的变革，不是一句空话。方法论研究是推动哲学发展演化的道路之一。

（四）学习方法要注意的问题

1、要作学习方法的有心人

学习方法，既同于学习知识，又不同于学习知识。学习方法主要是一种能力培养：如看问题的角度；运用知识解决问题的能力；方法的学习，取无意注意不行。必须作有心人。即平时在学习中，在与人接触过程中，都要有意注意，并善于注意。吸取别人是如何看问题的，如何思考的。

方法的形成，与自己有无课题研究有密切关系。从心理学角度看，有问题要研究，就提供了一个有意注意的角度，一个选择的角度。例如读书，有问题研究，在读书时，你就会注意与该问题相关的正、反观点。即此时客观上容易作有心人。若再勤快些，平时善于搜集资料，写读书笔记、作卡片，积累到一定时候，就会形成你自己看问题的角度或方法。

唐朝著名诗人李贺，《新唐书》说他：“每旦日出，……背古锦囊。遇所得，书投囊中，……及暮归，足成之，……日率如此”。

爱因斯坦从小喜欢思索，别人看见他经常独处一隅，冥思苦想，以为他智力迟缓。然而，这种习惯对他日后形成的“思想实验”方法起了重要作用。

2、要有独立思考、独立判断的能力

注意努力培养此种能力，才能有创造性的方法。爱因斯坦十分推崇这种能力，他认为教育的功能之一，就是培养这种能力。它不仅对科研，而且对社会生活也有重要意义。

清代袁枚在《随园诗话》一书中说：“不取办职，虽师勿师”；“平居有古人，而学力方深；落笔无古人，而精神始出”。

卡达尔说：“谦恭不适合科学家，也许更适合圣贤”。

本部分主要参考书目：

l、贝弗里奇：《科学研究的艺术》科学出版，1979年版；

2．孙小礼主编：《自然辩证法通论》（第二卷方法论）高等教育出版社，1993年版。