方法与精神

方法与精神_自然科学概论

第二节　科学的思想、方法与精神

一、科学思想

科学思想是使我们的头脑更加有效地思考问题的工具。同样的原材料，用不同的机器，可以加工出不同的产品;即使同一种产品，用不同的机器，加工出来的质量也不一样。思想对信息的加工一同此理，科学思想是人类建立起来的最好的信息加工机器。

(一)狭义的科学思想

在科学研究领域，科学思想指在科学认识和研究方法的基础上提炼出来的、能够发现和解释其他同类或更多事物的合理观念和推断法则，它对进一步的、更广泛的科学研究和社会实践具有导向作用。简言之，科学思想是科学知识和方法的概括和提升，有助于知识的扩展和方法的推广。探寻近代以来的自然科学发展历程，从哥白尼的太阳中心说到布鲁诺的宇宙无限思想，从伽利略、牛顿的力学思想到法拉第、麦克斯韦的电磁学理论，从达尔文的物种进化论到摩尔根的基因理论，从爱因斯坦的相对论到霍金的量子宇宙学……以历史上一批大科学家的科学理论和学说为代表，科学思想在自然科学的进步中产生发展，又在产生发展中引领自然科学的进步。它们互为因果，互相促进。

(二)广义的科学思想

在社会生活领域，科学思想泛指一切崇尚科学、追求真理，正确反映客观事物，按照客观规律办事的正确思想、观念或意识。它不仅存在于自然科学领域，也存在于社会科学领域;既是伟大思想家、理论家所创立的科学理论的同义语，也是社会大众了解科学、理解科学所树立的科学意识的近义词;既是领导人治党、治国的重要思想武器，也是百姓生产、生活的重要思想向导。显然，广义的科学思想包含了两个层面。一是信奉科学、讲求科学的科学观念和科学意识。二是更高层次上的科学思想体系，即马克思主义;随着经济、社会和科学技术的发展，科学观念和科学意识的内涵日益丰富，要求日益提高，以历史唯物主义和辩证唯物主义为基础，以哲学、政治经济学和科学社会主义为组成部分的马克思主义，同样也在社会实践中不断吸取自然科学和社会科学的新成果，在丰富发展中不断开辟理论的新境界。

(三)典型的科学思想

1.整体和综合思想

整体和综合思想，就是从事物的整体特点出发，突出对问题整体角度的分析，通过科学的概括和总结，将关于事物各个部分、方面、因素和层次的已有认识联结起来，发现事物的整体结构特征，形成对事物的统一的整体的认识，把握和揭示事物本质特性和发展变化的根本规律。

综合，是在分析的基础上进行的，它的基本特点就是探求事物的各个部分、方面、因素和层次之间相互联系的方式，即结构的机理与功能，由此形成一种新的整体性的认识。所以，综合不是关于事物各个构成要素的认识的简单相加，综合后的整体性认识具有关于事物的机理和功能的新的知识。综合的成果往往导致科学上的新发现。

科学知识的发展过程是一种从低级到高级、螺旋上升的“综合——分析——再综合……”的周期性运动。人们是在原有综合知识的指导下，对研究对象的各个方面、部分、环节和因素作出分析，在此基础上，人们又从事新的综合。当人们由前一次综合进入到后一次综合的时候，人们的科学知识就由不甚深刻的认识发展到更深刻的认识。人们对现实的认识是不可穷尽的，因此，“综合——分析——再综合……”的周期运动也是没有止境的。

2.层次结构思想

层次结构思想在人类的认知过程中起着重要作用。大到宇宙，小到原子，自然界物质系统的结构具有一定的层次;物质结构的层次还表现为从量变到质变的过程。因此，对自然现象和自然规律的探索需要分清层次。在研究问题时首先要分清层次，要按照层次进行分析，对不同层次的问题，只能在它所属的层次中寻找答案，不能把不同层次的问题混为一谈。

3.渗透移植思想

渗透移植思想是指将某一学科领域的科学概念、科学原理、研究方法或技术用于同一学科其他分支或相近学科、技术领域，并发展为其他分支或学科的理论或方法。他山之石，可以攻玉，正是渗透移植思想的真谛。

渗透移植带有显著的创新性。移植不是照搬，是创造，它是从一个领域向另一个领域的渗透，这种移植需要通过类比、概括、想象和假设，才能把其他领域的概念、原理、方法和技术应用到新的领域，而且必然要经历艰难困苦复杂、充满创造智慧的改造过程，才能适应新领域的需要。

当今时代，学科交叉日益增多，学科渗透愈加深入，只有深入了解和深刻领悟多个学科的知识体系及其发展动态，才能得心应手地运用渗透移植思想，把其他学科或分支的先进概念、先进原理、先进方法和先进技术移植过来，为本学科、本分支所用，从而取得创新研究成果。

二、科学方法

科学方法是认识主体在科学研究活动中，为了探索未知事物的属性和规律，为了有所发现和知识创造而采取的实践方式和思维方式，是为了解决科学问题而采取的途径、程序和手段。作为手段，科学方法本身就是科学性的，是科学知识和科学认识的应用。任何知识，当它被运用于研究或解决问题时，这种知识就具有方法的意义。我们需要的是科学知识和科学方法的统一，或者把科学知识运用为科学方法。科学方法作为认识主体与认识客体的中介，既要符合主体的目的性，又要符合客体的规律性，同时也要与主体的知识背景和认识能力相适应。研究对象的性质、研究目的和研究者所处的主客观条件，共同决定了科学方法的选择和应用。

(一)科学方法的重要性

科学方法在科学认识活动中有重要的作用，关系到科学研究的成功与否、成就的大小、进程快慢和效率的高低。方法得当，可能事半功倍;方法不当，则事倍功半，甚至一事无成。

科学史上的一些重大的发现，往往归功于新方法的创立。例如，伽利略对落体定律和惯性定律的发现，就应当归功于他运用了把实验和教学分析相结合的方法;爱因斯坦运用和发展了思想实验的方法，在相对论的创立和论证中居关键性的地位;再如孟德尔创立遗传学，也归功于他把实验结果进行了数学分析，从而发现了遗传定律。

因此，从一定意义上讲，科学方法与科学发现有同等程度的价值。

(二)科学方法的层次性

根据应用的普遍性程度和适用范围的不同，科学方法可以分为三个层次。

1.自然科学各门学科所特有的专门研究方法

如天文学用光谱仪测定天体运动速度的方法;生物遗传学杂交育种的方法;化学用催化剂加快反应速度的方法等。

2.适用于自然科学所有学科的一般研究方法

如实验方法，观察方法，模型方法，假说方法，数学方法，系统科学方法，控制论方法，复杂性科学研究方法等。

3.适用于自然科学、社会科学和思维科学的普遍方法

如矛盾分析法，从抽象到具象的方法，历史和逻辑统一的方法等。

自然科学方法论主要研究上述第二层次的方法，但要联系到各门自然科学的特殊方法，重视对各种特殊方法的总结和概括。

科学史上许多学者都重视哲学对自然科学的认识论意义和方法论功能。爱因斯坦说过:“认识论要是不同科学接触，就会成为一个空架子。科学要是没有认识论——只要这点是可以设想的——就是原始的混乱的东西。”

(三)科学方法的发展性

在古代，自然科学与哲学还没有分化开来，人们对自然事物的认识主要还是总体性的直观和思辩猜测。由于数学有了一定的发展，开始有了简单的逻辑方法，形成了早期的逻辑方法论。在希腊，数学特别是几何学有较高的发展，产生了具有相当代表性的数学演绎方法论。如毕达哥拉斯学派的数学和谐性思想和欧几里德的公理化方法体系。其中毕达哥拉斯倡导的追求数学上的和谐性和简单性的方法，对后来的科学发展如哥白尼和开普勒的伟大发现都有重要的影响。亚里士多德创立形式逻辑是古代方法论上最突出的贡献。他系统地阐述了探究自然现象的归纳法和论证科学理论的演绎法，特别是推出了演绎推理的三段论式，为后人严密的思维能力的培养提供了基本的规则和依据。欧几里德的《几何原本》是历史上第一个严格地按照演绎逻辑建构起来的公理化系统。它以定义、公设和公理为前提推演出数学命题，是对亚里士多德的演绎逻辑的重大发展。阿基米德在建构其静力学理论时，也采用了公理化方法。古希腊的演绎逻辑对近现代的科学也有重要的影响。爱因斯坦说:“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础的，那就是:希腊哲学家发明形式逻辑体系(欧几里德几何学)，以及通过实验发现有可能找出因果关系(文艺复兴时期)。”

在近代，自然科学对各种自然现象进行分门别类的研究，实验方法、分析方法成为主要方法，并逐步和数学方法结合起来。一些科学家、哲学家对科学方法进行了专门的研究，形成了两种有代表性的方法论思想。一种是培根的经验归纳方法论。弗·培根是近代实验科学和唯物主义的始祖。他系统地论述了科学认识来源于实验和观察，来源于广泛收集材料，认识到只有归纳法才能加工整理科学事实，提出了处理经验材料并从个别、特殊上升到一般原理的程序。他在强调经验归纳法时虽然也看到了理论性的作用，却低估和忽视演绎和假说的意义。经验归纳法在实验自然科学中有相当大的影响，并成为经验论哲学的重要依据。经验论哲学认为，只有观察到的经验事实才是可靠的，揭示事物本质和原因的理性思维则是缺乏根据的，无意义的。另一种是以笛卡儿为代表的近代逻辑演绎方法论。他主张科学知识是一个由逻辑和数学手段而推举出来的知识体系，甚至认为演绎是科学认识包括发现和证明的唯一方法。这种方法强调了假说和数学的作用，却低估和否定了感性经验和归纳法的意义。逻辑演绎方法论在数学家和物理学家中有较大的影响，并成为唯理论哲学的重要依据。

到现代，由于相对论和量子力学的建立，产生了同逻辑演绎方法有一定联系的概念创造方法论，爱因斯坦就是这种方法论的代表。概念创造方法论认为科学研究要有经验背景，要与经验相呼应，但科学认识不是从经验事实中按归纳法引出的，不存在从经验向理论过渡的必然性的逻辑通道，而是要通过自由思考来创造或发明新的概念，并以它为中心来建立新的理论体系，再从理论推演出与经验相符的结论来。这种方法论对现代的自然科学家和科学哲学有深刻的影响。当今时代各种边缘科学、综合科学和横断科学的出现，为科学方法和科学方法论的研究提供了新的内容。19世纪后期由马克思和恩格斯所创立的自然辨证法，使科学方法论得到了进一步的充实和完善，归纳与演绎统一、分析与综合统一、由抽象上升到具体等方法得到进一步的发展。在现代的科学方法论体系中，实验方法与数学密切结合，科学方法的移植和综合运用日益显著，并出现了探索复杂性的方法、形式多样的激励创造性思维的方法和工程技术设计方法。科学方法论的研究在现代更被人们所重视，西方科学哲学就是以方法论为基本内容的，其代表性观点有逻辑实证主义、判断理性主义(又称证伪主义)、历史主义和科学实在论。

三、科学精神

(一)科学精神的内涵

作为人类文明的崇高精神，以及人类文明中最宝贵的精神财富，科学精神表达的是一种敢于坚持科学真理的勇气和不断探求真理的意识，是科学本性所要求的各种价值观念、思想观念、行为准则以及道德意志品质的总和。

科学精神源于近代科学的求知、求真精神和理性、实证传统，随着科学实践的不断发展，其内涵和特征不断丰富。科学精神的集中体现，是尊重实践，弘扬理性，崇尚创新，追求真理。科学精神坚持不懈追求真理的信念，倡导宁死捍卫真理的勇气。科学精神提倡真理面前人人平等，尊重和弘扬学术自由，以继承与批判的态度，不断丰富和发展科学的知识体系。科学精神激励新的发现和新的创造，鼓励知识的创造性应用，尊重理性认识，崇尚理性质疑。科学精神否认存在任何亘古不变的教条，笃信科学永远直面没有止境的前沿。科学精神高举实践是检验真理标准的旗帜，对任何研究、陈述、见解和论断，都要求进行实证和逻辑的检验。科学精神强调客观验证和逻辑论证相结合的科学传统，要求任何理论都必须接受实验、实践和社会、历史的检验。

(二)科学精神的特征

科学精神的本质特征，是倡导追求真理，鼓励创新，崇尚理性质疑，恪守严谨缜密的方法，坚持平等自由探索的原则，强调科学技术要服务于国家民族和全人类的福祉。

1.探索精神

科学的最基本态度就是探索。探索精神是由作为科学研究对象的客观世界的无限性和复杂性所决定的。研究对象永无止境，科学亦永无止境;科学探索永无止境，思想解放亦永无止境。科学的探索精神就是顽强执著、锲而不舍的科学精神。古往今来，任何一项科学发现和发明，都不是突兀出现的，都经历了实践——认识——再实践——再认识的反复探索过程;都不是一帆风顺的，都经历了不断探索真理、不断追求真理、不断坚持真理这样的艰难过程。马克思指出:“在科学的入口处，正像在地狱的入口处一样，必须提出这样的要求:‘这里必须根绝一切犹豫;这里任何怯懦都无济于事。’”正是凭着这种不畏艰险的精神，非凡的勇气和毅力，锲而不舍的探索，科学家们在科学王国作出了杰出贡献。

2.创新精神

创新精神是科学的生命，是科学活动的灵魂，科学精神的本质就是要开拓创新。科学领域之所以不断有新发明、新发现、新创意、新开拓，之所以充满着生机和活力，就在于不断更新观念，大胆改革创新。科学史上重大的发现无一不是创造思维的结果。实践证明，思维的转变、，思想的解放，观念的更新，往往会打开一条新的通道，进入一个新的境界。一部科学史，就是一部在实践和认识上不断开拓创新的历史。创新精神充分体现了人类特有的主观能动性。

3.继承精神

科学活动有如阶梯式递进的攀登，科学成就在本质上是积累的结果，科学是继承性最强的文化形态之一。

4.理性精神

理性精神把自然界视为人的认识和改造对象，它坚信客观世界是可以认识的，人可以凭借智慧和知识把握自然对象，甚至控制自然过程。科学认识的过程和对象十分复杂，单凭直观、感觉不能把握事物的本质和发展规律，人们必须借助理性思维才能超越此岸世界并成功抵达彼岸，最终认清事物的本质和发展规律。倡导科学的理性，就必须反对盲从和迷信。崇尚理性思考，绝非简单拒绝或全盘否认人的非理性的精神世界。人都具有丰富的精神世界，不仅追求理性和真理，而且追求情感和信仰，追求美和善、意义和价值。但是如果失去了健全理性的导引或调节，人就容易迷失方向，就会陷入迷茫，就会产生思想和行动的盲目性、自发性。人的能力有大小，但做事只要坚持理性，遵从逻辑，超越情绪，就会取得成功。

5.求实精神

求实精神要求科学客观唯实，实事求是，杜绝主观臆断，这是科学精神的首要要求。科学精神是彻底的唯物主义精神，也就是实事求是精神。“解放思想，客观唯实，追求真理”，是科学精神的实质。世界的发展、变化是无穷尽的，认识的任务也是无穷尽的，科学要追求真理，不盲从潮流，不迷信权威，不把偶然性当必然性，不把局部看作全体。科学是发现规律，揭示事物最本质、最普遍的原理。科学不仅要回答是什么，还要回答为什么。同时，普遍性是规律的基本特征，不具有普遍性的不是规律。科学就是根据事物的普遍性去处理事物的特殊性。最基本、最本质的，就是最普遍、最共同的。求实精神深刻反映了人们对客观规律的尊重。

6.求真精神

科学的目的是求真，科学精神的核心是求真精神。求真精神意味着相信科学，尊重科学，探求未知，追求真理。在严格确定的科学事实面前，科学家必须勇于维护真理，反对独断、虚伪和谬误，不唯信，不盲从。

7.实证精神

实证精神，就是尊重事实、诚实正直，并进行符合逻辑的思维，这是科学的重要品质。科学的实践活动是检验科学理论真理性的唯一标准。实证精神要求一切科学认识必须建立在充分可靠的经验基础上，以可检验的科学事实为出发点，运用公认为正确的研究方法完成科学理论的构建。实证精神是一种客观的态度，在思考和研究中要尽力排除主观因素的影响，尽可能精确地揭示出事物的本来面目。同时，这种客观性又必须满足普遍性的要求，即客观知识必须是能够重复检验的公共知识，而非某个个体的体验。

8.分析精神

科学不能仅仅停留在定性描述层面上，确定性、精确性是科学的显著特征之一。

9.协作精神

现代科学研究项目规模日益扩大，必须依靠多学科和多方面的协作与支持，才能有效地完成研究任务。

10.独立精神

科学从不迷信权威，并敢于向权威挑战。独立精神是对从事科学活动的主体必备的基本要求。科学产生和发展在一定的社会环境中，要受到社会舆论、社会道德、社会政治等因素的影响。而科学作为一种理性活动，以追求真理为目标，只能实事求是，不能屈服于任何外界的压力，所以，对于科学家而言，必须具备独立精神;对于社会而言，则必须具备民主精神。民主是科学发育不可缺少的社会环境，民主是科学发展的必要条件;随声附和，或为了迎合某种需要而随意编织自己的见解，是与科学精神绝不相容的。

11.开放精神

科学无国界，科学是开放的体系，它不承认终极真理。

12.功利精神

科学是第一生产力，科学的社会功能应得到充分体现，应当用来为人类社会谋福利。

13.实践精神

离开实践，科学毫无意义和真实性。

14.怀疑精神

怀疑精神是由求实精神引申而来，它要求人们凡事都要问一个“为什么”，追问它“究竟有什么根据”，而决不轻易相信一切结论，不盲信权威。合理怀疑是科学理性的天性。在科学探索的道路上，没有不可以怀疑的对象。要勇于质疑传统、权威，坚持真理，敢于向其挑战。科学方法论学者卡尔·波普尔说:“正是怀疑，提出问题激发我们去学习，去发展知识，去实践，去观察。”在这个意义上可以说，科学的历史就是通过怀疑，提出问题并解答问题的历史。在科学理性面前，不存在终极真理，不存在认识上的独断和绝对“权威”。怀疑精神是破除轻信和迷信，冲破旧传统观念束缚的一把利剑。缺乏怀疑精神，容易导致盲目轻信。

15.批判精神

科学的最基本精神就是批判。卡尔·波普尔指出:“批判正是科学的生命。”批判精神首先源于怀疑的勇气。怀疑精神是批判精神的前导，批判精神是怀疑精神的延伸。没有合理的怀疑，就没有科学的批判;而没有科学的批判，就没有科学的建树。新思想是在对旧思想的否定中诞生的，真理是在同谬误的斗争中发展的。当然，科学的批判精神并不是形而上学的绝对否定，而是辩证的扬弃。科学精神应当体现科学性和革命性、建设性和批判性的统一。其实知识并不是中立的，知识是与我们的生命攸关的，只有深入而持久的知识批判才能使我们认识到知识的性质以及知识体系之中所隐匿着的生存的信息，并在此基础之上构建适合于当代人生存的知识体系。

(三)科学精神的价值

科学精神贯穿于科学活动之中，体现在科学知识之中。它一方面约束科学家的行为，是科学家在科学领域内取得成功的保证;另一方面，又逐渐地渗入大众的意识深层，要求以科学的态度看待、评价社会问题，忌用非科学、伪科学的手段蛊惑人心。

在人类发展历史上，科学精神曾经引导人类摆脱愚昧、迷信和教条。倡导摆脱神权、迷信和专制的欧洲启蒙运动，其主要思想即源于科学的理性精神。科学精神所倡导的崇尚理性、注重实证和唯物主义，在推动欧洲国家由封建社会向宪政社会过渡中发挥了重要的作用。

在科学技术的物质成就日益彰显的今天，科学精神更具有广泛的社会文化价值。注重创新已经成为最具时代特征的价值取向，崇尚理性已成为广泛认同的文化理念，追求社会和谐以及人与自然的协调发展成为人类的共同追求。正如胡锦涛所指出:“科学精神是一个国家繁荣富强、一个民族进步兴盛必不可少的精神。”在当代中国，富含科学精神的解放思想、实事求是、与时俱进，已经成为党的思想路线，成为我国人民不断改革创新，开拓进取的强大思想武器。科学精神是科学发展观的一个灵魂，她将长时间指导我们的工作，带领我们一步步走向胜利。

对个人而言，科学精神体现在科学地认识自然，了解世界，尊重科学规律，把握科学的方法，在此基础上树立正确的世界观、人生观和价值观。你怎么样对待你的工作，是不是运用科学的方法，勤于探索你工作中的客观规律;是不是追求人生和客观世界的真理，从而实现高质量、高品质的人生——就像科学精神能够推动人类社会的前进，这种孜孜以求、求真唯实的科学精神可以促进个人在思想上的提高，事业上的进步。作为大学生的我们，要努力学习培养自己，使自己真正具备科学精神。无论是现阶段的学习，还是将来的工作，科学精神都是我们走向成功的保障。