惠威尔对科学发现及科学发展的认识

惠威尔对科学发现及科学发展的认识

惠威尔（William Whewell，1794—1866，又译为“休厄尔”）是19世纪最有才华的英国哲学家之一，也是确立“科学”和“科学家”概念的第一人。他最为人熟悉的两部著作是《归纳科学史》和《归纳科学哲学》，其中专门针对科学进行的哲学讨论奠定了他在科学哲学领域的开创者地位。尽管他的先验哲学由于受当时英国的经验论传统影响在提出之后没过多久就衰落了，但是在20世纪之后，科学哲学领域的学者们重新审视了惠威尔的哲学思想，并给予其非常高的评价，特别是当代科学哲学家如库恩等人纷纷将惠威尔看作他们思想的先驱者，称其为“科学哲学之父”，可见他的思想对后来科学哲学的发展实际上起了非常大的导向作用。我国学者江天骥也对惠威尔做了很高的评价，他指出：“科学哲学发展为一个独立的学科，是19世纪中期前后的事情。休厄尔的《归纳科学的哲学》（1847）可以说是第一本专门的科学哲学著作。”^[54]

惠威尔的科学哲学具有三方面特点：第一，强调科学哲学要建立在科学史全面研究的基础上。以往科学哲学把科学史中的事实只是当作说明科学哲学观点的案例，而惠威尔则强调，科学哲学应该依赖于科学史研究，而不是科学史依赖于科学哲学，他把科学史仅仅当作科学哲学特定论点的案例库。第二，他提出了科学发现的模式。惠威尔认为科学发现模式是包含前奏、归纳期和结局的三拍子进行曲。前奏是一边有事实的收集和分解，另一边有观念的澄清，令部分分别形成基本事实和概念，然后进入事实的综合，形成现象定律，结局直到综合的巩固和扩展。第三，惠威尔将把科学的发展进步过程比作支流汇合成江河。他认为科学是通过以往的成果逐渐归并到目前的理论之中而得以不断发展和进步的，例如牛顿理论就是由开普勒定律、伽利略的自由落体定律、潮汐运动和其他事实归并而成的。惠威尔也注意到有些理论并非是简单的归并，而是革命，例如拉瓦锡的氧化说取代燃素说就不是全部事实的归并，但他认为燃素说把燃烧、酸化和呼吸过程归为一类，这一观念已归入到氧化说之中了，所以燃素说也对化学进步做出过贡献。

（一）科学发现的模式

惠威尔在科学方法论方面的研究是建立在对科学史进行全面考察基础上的。他将科学进步看作事实和观念的结合，指出科学发现的过程包括三个阶段，即前奏阶段、归纳阶段和结局阶段，在前奏阶段我们主要进行事实的收集和分解以及观念的澄清，然后在归纳阶段将事实和观念综合形成定律和理论，在结局阶段对归纳得到的理论进行巩固和扩展。

惠威尔的科学发现模式^[55]

惠威尔的前奏阶段部分类似于赫歇尔所说的对于复杂现象的初步分析阶段，他指出：“我们得把自然界展现在我们面前的复杂现象以及考察这些呈现在我们思想中的现象的各式各样的模式解析成有限的、明确的和易于理解的部分。我们可以给这一过程起名为事实理解。”^[56]另外，惠威尔的前奏阶段还包括对概念的澄清，事实上这是很难确定的，其中一个重要原因是我们可能并不知道将概念澄清到什么程度以及将其限定在多大范围内。惠威尔的理解是概念比基本观念有更窄的外延，如果我们清楚地认识到某个概念与基本观念间的逻辑关系时就意味着我们澄清这个概念了。不过，惠威尔也承认很多时候概念并不是非常容易澄清的，例如惯性的概念就是在伽利略、笛卡尔、牛顿等人的研究过程中不断地逐渐深入地澄清的。除了澄清以外，惠威尔认为有用的科学概念是有其适用范围的，在多数情况下，我们只能通过考察概念所存在其中的定律或理论来确定概念在这个范围内应该具有何种含义。

按照惠威尔的观点，归纳阶段也是事实的综合阶段，他强调定律和理论就是一种综合，综合的过程就是通过将某个概念引入到一组事实中，从而将不同的事实相互联系在一起，事实上，惠威尔对于归纳是有其特殊认识的。惠威尔认为“归纳包括两个步骤：一是对概念进行详细、明确的解释；二是对确定、准确的事实进行综合……休厄尔特别强调，一个真正的归纳必须有新元素的引入。新元素有两个基本作用：一是把经验事实联系和统一起来；二是揭示经验事实的共同规律和本质原因。经验事实好比一个一个的珍珠，新元素好比一根绳子把珍珠穿起来。新元素的引入很好地体现了归纳的一致性”^[57]。正是由于需要引入新元素，因而惠威尔这里所说的归纳是不同于亚里士多德、培根等人的归纳，它不是完全依靠固有的归纳规则来实现的，而是借助于科学家个人的洞察力来达到的，也就是说科学发现过程是不能归结于某些规则的。需要注意的是，惠威尔反对的是不加主观创造性的归纳，但并不反对在综合过程中应用具体的归纳方法，例如他承认在很多科学归纳的案例中最小平方法、剩余法等归纳规则是有意义的。

惠威尔所谓的科学发现的结局阶段就是对由归纳得到的理论进行巩固和扩展，即将该理论推广到更多的事实中，其中也包括未知的事实。“在由可观察的经验事实基础上而得到的结论在推广到未知的现象时，就无法保证推理的有效性，也就是说，在‘综合’其他经验事实、现象的时候怎样保持归纳的一致性呢？这对于科学原理的证实至关重要。”^[58]惠威尔认为：“人类知识的进步建立在对由理性的猜想和假说证实的基础上，在推广之后证实，证实之后继续推广”，因此每一个在原有假说基础上新建立的假说，“并不是对老假说的修修补补，而是引入新的观念重新综合事实”。^[59]为此他提出了“归纳的一致性”作为检验假说的一个标准，他认为如果两个或两个以上的概括能够归并为一个涉及范畴更广的理论的话，那么这样的科学理论就应该是更能让人接受的。这是因为不同概括的证据来自于彼此没有直接联系且不相关联的不同类型事实，如果在不同的事实背后蕴含着共同的原因，那么我们就不仅可以用这些论据来发现现象定律，也可以用其来发现因果定律的“发现者归纳”。惠威尔还强调在具体的一些案例中能否达到归纳的一致，取决于我们能否恰当地找到一个概括性更强的理论来将两个或两个以上的定律结合起来，他认为气体运动论的提出就是一个证明归纳一致性标准的很好的例子。

（二）科学发展的支流—江河机制

除了在科学发现方面的研究成果之外，惠威尔还提出了关于科学发展的支流—江河类比机制，将科学的进步发展比作支流汇成江河的过程。这主要是他从科学史的研究中得出的结论，即随着科学成果的不断增加和归并，理论也逐渐得以进化。其中最典型的例子就是牛顿的万有引力理论，它综合了开普勒行星运动定律、伽利略的自由落体定律、潮汐运动现象以及其他多个科学事实。他认为对科学史的研究揭示了归纳逻辑的线索，这条线索就是支流—江河机制。“他得出结论说，因为科学进步是定律相继归并为理论，在一门特定科学内一组可接受的概括应当显示出一定的结构模式。这个模式是一份具有支流—江河形式的‘归纳表’。这份归纳表是一座倒立的金字塔，其顶部是具体事实，底部则是范围最广的概括。从表顶到表底的过渡反映了循序渐进的归纳概括，其中观察和描述性概括包容在范围不断增加的理论下面。”^[60]

当然，惠威尔也注意到了我们对于某个具体现象在不同历史时期所作出的解释并不会总是一致的，例如在拉瓦锡的氧化说取代燃素说这个科学理论发展过程中，两种理论的解释在很多方面都是不一致的。但惠威尔还是坚持认为科学的发展与其说是一种革命，不如说是一种连续进步的过程。这是因为他将注意力集中到了旧理论被摒弃的那些部分上，认为即使这些部分后来被视为是有问题的，但它们在科学史上曾经是起过积极作用的，例如燃素说曾经将燃烧、发酵、呼吸等不同的化学现象统一了起来，这在化学理论的发展过程中它是非常有意义的。因此，即使这种理论是基于错误的原因将确实有联系的事实相互结合了起来，但它毕竟还是促进了科学的发展，因而对科学进步是有贡献的，正是在这种意义下，我们应该将科学的发展看作是一种持续进步的过程。

参考文献

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12. [瑞士]雅各布·布克哈特：《意大利文艺复兴时期的文化》，何新译，北京：商务印书馆，2010年。

13. [美]约翰·洛西：《科学哲学历史导论》，邱仁宗等译，武汉：华中工学院出版社，1982年。

【注释】

[1]参见[瑞士]雅各布·布克哈特：《意大利文艺复兴时期的文化》，何新译，北京：商务印书馆，2009年。

[2]参见刘晓雪、刘兵：《布鲁诺再认识——耶兹的有关研究及其启示》，载《自然科学史研究》，2005年第3期。

[3]赵敦华：《西方哲学简史》，北京：北京大学出版社，2001年，第167页。

[4]刘晓雪、刘兵：《布鲁诺再认识——耶兹的有关研究及其启示》，第 264页。

[5]安维复：《科学哲学简史：从古希腊到维也纳学派》，载《吉林大学社会科学学报》，2012年第4期，第39页。

[6][美]约翰·洛西：《科学哲学历史导论》，邱仁宗、金吾伦、林夏水等译，武汉：华中工学院出版社，1982年，第66页。

[7]狄国英：《从英国经验论哲学的演化看其局限性》，载《河北师范大学学报（社会科学版)》，1995年第4期，第32页。

[8]《西方哲学原著选读》（上），北京大学哲学系外国哲学史教研室编译，北京：商务印书馆，1982年，第386页。

[9]同上，第397页。

[10]狄国英：《从英国经验论哲学的演化看其局限性》，第32页。

[11]赵敦华：《西方哲学简史》，第184页。

[12]参见《西方哲学原著选读》（上），第 364页。

[13]同上。

[14][英]斯蒂芬·F·梅森：《自然科学史》，周煦良等译，上海：上海译文出版社，1980 年，第272 页。

[15]李凤鸣、姚介厚：《十八世纪法国启蒙运动》，北京：北京出版社，1982 年，第204 页。

[16]张钢：《科学文化与法国启蒙运动》，载《浙江大学学报》，1996年第4期，第24页。

[17]李醒民：《科学与启蒙运动》，载《光明日报》，2005年4月6日。

[18]成素梅：《科学哲学史研究的现状与起点》，载《学习与实践》，2013年第2期，第111页。

[19]莫里斯·菲诺基亚罗（Maurice A．Finocchiaro）：《伽利略与科学哲学》，陈克艰译，载《世界科学》，1985年第4期，第59页。

[20]肖显静：《伽利略物理学数学化哲学思想基础析论》，载《江海学刊》，2012年2期，第59页。

[21][英]E．A．伯特：《近代物理科学的形而上学基础》，徐向东译，成都：四川教育出版社，1994年，第80页。

[22]肖显静：《伽利略物理学数学化哲学思想基础析论》，第60页。

[23][英]迈克尔·霍斯金：《科学家的头脑》，郭贵春等译，北京：华夏出版社，1990年，第13页。

[24][美]理查德·S·韦斯特福尔：《近代科学的建构：机械论与力学》，彭万华译，上海：复旦大学出版社，2000年，第21页。

[25]王贵友：《科学技术哲学导论》，北京：人民出版社，2005年，第295-296页。

[26]莫里斯·菲诺基亚罗（Maurice A．Finocchiaro）：《伽利略与科学哲学》，第62-64页。

[27]周寄中：《从科学哲学历史分期展开的几个问题》，载《自然辩证法通讯》，1985年6期，第11页。

[28]转引自廖士祥、李文耀：《试论牛顿的科学方法论思想》，载《江西会社科学》，1993年第8期，第3页。

[29]王荣江：《牛顿科学的“推理规则”与科学发现的逻辑》，载《自然辩证法研究》，2005年7期，第24页。

[30]廖士祥、李文耀：《试论牛顿的科学方法论思想》，第3页。

[31][澳]奥尔德罗伊德：《知识的拱门——科学哲学和科学方法论历史导论》，顾犇等译，北京：商务印书馆，2008年，第135页。

[32]转引自洪眉、贺安华：《哲学思想对科学家实践的影响》，载《前沿》，2012年21期，第55页。

[33]刘华桂：《牛顿的自然哲学及其宗教信仰的烙印》，载《四川大学学报》，1999年1期，第89页。

[34]洪眉、贺安华：《哲学思想对科学家实践的影响》，第55页。

[35]蒙虎：《十七世纪西方数学的自然哲学背景——沿着笛卡尔的“思”路》，西北大学博士学位论文，2003年，第80-81页。

[36][苏]巴克拉捷：《近代哲学史》，上海：上海译文出版社，1983年版，第109 页。

[37]刘啸霆：《莱布尼茨哲学体系论》，载《河南师范大学学报（哲学社会科学版）》，1995年第2期，第7页。

[38][德]莱布尼茨：《自然和神恩的原则》，《莱布尼茨自然哲学著作选》，祖庆年译，北京：中国社会科学出版社，1985年，第129页。

[39][德]莱布尼茨：《单子论》，《西方哲学原著选读》（上），北京大学哲学系外国哲学史教研室编译，北京：商务印书馆，1981年，第477页。

[40]北京大学哲学系编译：《十六—十八世纪西欧各国哲学》，北京：商务印书馆，1975年，第301页。

[41][德]莱布尼茨：《单子论》，第477页。

[42]朱新春：《莱布尼茨自然有机论研究》，中国科技大学博士学位论文，2010年，第99页。

[43][德]莱布尼茨：《新系统及其说明》，陈修斋译，北京：商务印书馆，1999年，第168-169页。

[44]刘啸霆：《莱布尼茨哲学体系论》，第8页。

[45]《十六—十八世纪西欧各国哲学》，第301页。

[46][德]费尔巴哈：《对莱布尼茨哲学的叙述、分析和批判》，涂纪亮译，北京：商务印书馆，1979年，第82页。

[47]《西方哲学原著选读》（上），第487页。

[48]《十六—十八世纪西欧各国哲学》，第301页。

[49]《十六—十八世纪西欧各国哲学》，第489页。

[50]转引自[澳]奥尔德罗伊德：《知识的拱门——科学哲学和科学方法论历史导论》，第243页。

[51][美]约翰·洛西：《科学哲学历史导论》，第122页。

[52][美]约翰·洛西：《科学哲学历史导论》，第121页。

[53][英]赫歇尔：《试论自然哲学研究》，转引自[美]约翰·洛西：《科学哲学历史导论》，第123页。

[54]江天冀：《逻辑经验主义的认识论 当代西方科学哲学》，武汉： 武汉大学出版社，2006年，第90页。

[55][美]约翰·洛西：《科学哲学历史导论》，第127页。

[56]转引自[澳]奥尔德罗伊德：《知识的拱门——科学哲学和科学方法论历史导论》，第272页。

[57]丁艳平：《休厄尔归纳思想再探》，载《自然辩证法研究》，2004年2期，第22页。

[58]同上，第23页。

[59]William Whewell. Philosophy of the Inductive Science. London: Frank Cass & Co. Ltd, 1967, p37.

[60][美]约翰·洛西：《科学哲学历史导论》，第130页。