從經院哲學傳統(tǒng)到實證科學方法的轉變
——科學發(fā)展的人文歷程漫話之八

錢時惕

（河北大學 河北 保定 071002）

1 經院哲學及其特征

所謂“經院哲學”（scholasticism）最初是在歐洲的宮廷學校、基督教的大修道院和主教管區(qū)的附屬學校發(fā)展起來的基督教哲學.它運用理性形式，用煩瑣的抽象方法為基督教信仰和宗教神學論證服務.它的形成和發(fā)展大體經歷了三個階段：9～11世紀是其準備和逐漸形成階段；12～13世紀是其發(fā)展和繁榮階段；14世紀以后，經院哲學日趨沒落.

在經院哲學中，上帝是最高的超驗的實體，而整個體系則是高度抽象的和形式化的，從而造就了從概念到概念的抽象、煩瑣的研究方法.

經院哲學的特征是：以《圣經》作為研究的對象和真理的標準，輕視對世俗生活和自然的研究，片面地運用形式邏輯的三段論，沉溺于空洞無聊的文字論辯.因而經院哲學又被稱為“煩瑣哲學”.這個時期，所謂的探索真理，就是引經據(jù)典地復述和闡發(fā)圣經中的有關論述、教會制定的信條以及“圣人”（如亞里士多德、柏拉圖、奧古斯丁、托馬斯等）的說教.檢驗真理的標準不是實踐，而是權威和經典.學者們爭論的主要課題，是諸如在一個針尖上能站多少個天使跳舞這樣一些問題.為了爭論田鼠有沒有眼睛，雙方都從亞里士多德的著作和圣經中尋找論據(jù)，作無休止的“論證”，但就是從來不肯從田野里捉一只田鼠來鑒別一下.經院哲學的這種傳統(tǒng)，不利于科學的發(fā)展.

不過，經院哲學也有其積極的影響，主要表現(xiàn)為：（1）客觀上促進了古典學術和文化的傳播；（2）在宗教的形式下孕育著理性的精神；（3）提出了理性訓練的教育目標和方法；（4）經院哲學內部不同派別的爭論，促進了大學的自由探討.

2 實驗科學思潮的興起

2.1 羅·培根引入“實驗科學”概念

到13～14世紀，隨著城市的發(fā)展，市民階層的力量日漸強大.市民階層為了發(fā)展經濟、發(fā)展生產，對于科學與技術有著日益增長的要求.在這種情況下，不少人對經院哲學那些空洞、繁瑣的論證與爭辯表示不滿，開始了對經院哲學思想方法的批判.這方面最主要的代表人物是羅·培根（R·Bacon，約1214～1294年）.

羅·培根出生于英格蘭，曾在牛津大學和巴黎大學受教育，后來在巴黎大學教書.羅·培根堅決反對經院哲學空洞、煩瑣的思想方法.他認為，要獲得真正的知識，必須排除四種障礙：一是對毫無價值的權威的崇拜；二是習慣的影響；三是流行的偏見；四是由認識的虛夸而造成的無知.

如何才能獲得真正的知識呢？羅·培根強調依靠經驗和實驗.培根這方面的知識，從工匠活動中受到啟發(fā).從古代希臘羅馬開始，在科學技術的發(fā)展中，就存在著兩種傳統(tǒng)：學者傳統(tǒng)與工匠傳統(tǒng).這兩個傳統(tǒng)一直是分離著的.因為從事學問研究的都是奴隸主、貴族、封建主、神父、主教等上層人士，而從事工匠活動的則主要是奴隸、平民、小手工業(yè)者等下層人士.在那個時代，學問研究被視為“高尚的”，而工匠活動被視為“下賤的”.不過，學者傳統(tǒng)與工匠傳統(tǒng)的這種分離，由于10～12世紀歐洲的生產技術進步而發(fā)生了接近與結合的趨勢.羅·培根看到工匠活動的作用與意義，從而提倡科學研究中的實驗方法.他說：“凡是希望對于在現(xiàn)象背后的真理得到毫不懷疑的歡樂的人，就必須知道如何使自己獻身于實驗.”［1］羅·培根說到做到.他本人曾根據(jù)10世紀時阿拉伯學者哈金的著作做過光學實驗，研究過平凸透鏡的放大效果，并且建議用這些鏡片制成望遠鏡.羅·培根曾預言人類可能制造出自動舟船和自動車輛，還可以制造出像魚一樣在水下游，像鳥一樣在天上飛的船舶和器械，表現(xiàn)出他具有把科學理論與實際應用相結合的愿望與智慧.據(jù)稱，他是首先引用“實驗科學”一詞的學者.應該承認，羅·培根的思想與行動對于突破經院哲學脫離實際的舊傳統(tǒng)，使學者傳統(tǒng)與工匠傳統(tǒng)結合起來起了重要作用.

2.2 弗·培根創(chuàng)立實驗歸納法

弗·培根（F·Bacon，1561～1626年）是資產階級上升時期的思想代表，主張?zhí)剿髯匀弧⒅匾曋R與發(fā)展科學.在人類文化史上，首次提出“知識就是力量”的名言.他認為經院哲學空洞、繁瑣的論證與爭辯阻礙了科學的發(fā)展，因此，他極力批判經院哲學和神學權威.他還揭露了人類認識產生謬誤的根源，提出了著名的“四假相說”.

弗·培根創(chuàng)立的實驗歸納法集中體現(xiàn)在他的《新工具》一書中.在此書中，他尖銳地批判了亞里士多德以及后來經院哲學對演繹法的過分依賴，認為三段論不能給人以新知識，新的科學工具是實驗和歸納.弗·培根認為，科學中原始的概念和命題是依靠經驗得出來的，從經驗上升到理論是一個逐步上升的過程.弗·培根重視感覺經驗和歸納邏輯在認識過程中的作用，對近代實證科學方法論的建立起了積極的推動作用.為此，羅素尊稱培根為“給科學研究程序進行邏輯組織化的先驅”；馬克思則稱他是“英國唯物主義和整個現(xiàn)代實驗科學的真正始祖.”［2］

2.3 格羅塞特提倡實驗與數(shù)學的結合

在科學領域，牛津大學第一任校長格羅塞特（Grosseteste，1168～1253年）是一位潛心研究亞里士多德著作的著名學者，他撰寫過亞里士多德《分析后篇》和《物理學》二書的注釋.

格羅塞特的特點在于，不僅推崇亞里士多德學說，而且，也注意從柏拉圖主義中吸取營養(yǎng).格羅塞特在柏拉圖主義（把光看成神的恩典）的思想影響下，提出了一種“光的形而上學”，并強調運用數(shù)學（重視數(shù)學是柏拉圖思想的一個特色）來研究光的活動.

由于格羅塞特一方面從柏拉圖方面吸取了數(shù)學是了解物質世界的基本鎖鑰的觀點；另一方面從亞里士多德方面認識到經驗的重要性（亞里士多德遠比柏拉圖重視經驗）.就這樣，格羅塞特在兩種學術傳統(tǒng)中架起了橋梁，在13世紀，提倡數(shù)學與實驗相結合的科學方法.

2.4 伽利略對實證科學方法建立的貢獻

伽利略（Galileo，1564～1642年）研制出浮力天平、溫度計、天文望遠鏡等實驗儀器，利用自己創(chuàng)制的天文望遠鏡觀測天體，先后發(fā)現(xiàn)了月球表面的凹凸不平、木星的四顆衛(wèi)星、土星光環(huán)、太陽黑子、太陽的自轉、金星和水星的盈虧等現(xiàn)象.伽利略通過對斜面運動的實驗研究與理論分析，初步得出慣性定律；伽利略還對運動基本概念（速度、加速度等）進行了研究并給出數(shù)學表示，為牛頓正式提出運動第一、第二定律奠定了基礎.

伽利略繼承并發(fā)揚了格羅塞特提倡的實驗與數(shù)學相結合的科學方法.他強調從觀察和實驗得到的客觀事物出發(fā)，通過數(shù)學分析和邏輯推演得出正確的結論.他反對中世紀盛行的純理性推演；也反對古代科學中對直覺的過分依賴.伽利略認為，前者脫離了感覺和經驗，使科學陷入純思辯；后者可能使我們的感覺受到蒙蔽，不能正確地認識和把握對象和事物.

伽利略倡導的數(shù)學與實驗相結合的研究方法，要點在于：

（1）先從觀察和實驗中提取獲得的認識的主要部分，用最簡單的數(shù)學形式表示出來，建立數(shù)量的概念.

（2）再由此數(shù)學公式為基礎，導出另一些易被實驗驗證的數(shù)量關系.

（3）然后通過實驗驗證這種數(shù)量關系.

由于伽利略最早自覺地把數(shù)學與實驗相結合的方法應用于自然科學研究，所以，愛因斯坦稱伽利略為“近代物理學之父——事實上也是整個近代科學之父.”［3］

2.5 牛頓創(chuàng)建經典力學的公理化體系

所謂公理化方法，就是指從盡可能少的原始概念和不加證明的原始命題（即公理、公設）出發(fā)，按照邏輯規(guī)則推導出其他命題，建立起一個演繹系統(tǒng)的方法.牛頓在《自然哲學的數(shù)學原理》一書中，從力學的基本概念（質量、動量、慣性、力）和基本定律（運動三定律）出發(fā)，運用數(shù)學工具（包括他所發(fā)明的微積分），推導出萬有引力定律及各種不同情況下物體運動的結果，用公理化方法把經典力學確立為完整而嚴密的體系，把天體的運動和地面上物體的運動統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了科學史上一次偉大的綜合.牛頓的《自然哲學的數(shù)學原理》，繼科學史上第一個公理化體系——歐幾里得幾何體系，成為又一個公理化體系典范.此外，牛頓在實證科學方法建立方面，還有其他貢獻；例如，牛頓提倡綜合分析方法：在研究困難問題時，總是應當先用分析的方法，然后才用綜合的方法.

3 實證科學方法的核心內容

經過13～20世紀眾多科學家的努力，實證科學方法傳統(tǒng)基本形成，其核心內容包括以下幾個方面［4］.

3.1受控實驗

所謂受控實驗指的是實驗應在嚴格控制的條件下進行.嚴格控制包括：

（1）實驗必須與理論（可以是假說）相結合，按理論的邏輯來選擇或設計實驗裝置、方法及程序.按這樣的要求去做，才能保證實驗結果可與理論的最終結論進行比較.

（2）實驗過程必須能夠排除各種偶然的、次要的、外來的因素干擾，保證實驗是在一種簡化的、純化的條件下進行.按這種要求去做，才能使被研究對象的屬性、聯(lián)系、關系以純粹的形式顯示出來.

（3）用儀器設備來控制實驗過程，并用能保證精度的儀器儀表對實驗過程中的各種自變量、因變量、參數(shù)之間的關系進行定量測定，找出被研究對象運動或變化的規(guī)律性.由于保證了實驗的受控性，因此，某個科學家做出的某種實驗結果，其他科學家用相同方法，在相同條件下可以重復，即得出相同的結果；至少是相近（考慮到不同實驗在方法及測量精度上存在某種差異）的結果.

也就是說，受控實驗是可以廣泛重復的，以取得科學共同體的“共識”.不能被廣泛重復的實驗結果，其可靠性、科學性將受到質疑.

3.2 建構邏輯體系

一門成熟的科學，其體系的基本結構包括：從科學事實中抽象出來的基本概念；聯(lián)系這些基本概念的判斷即基本原理與基本定律；由這些基本原理與基本定律為基礎而推演出的邏輯結論（終端陳述）.

體系結構的邏輯性要求包括：

（1）基本概念賴以提出的科學事實必須準確、無誤.

（2）作為邏輯推理基礎的基本原理與基本定律是相互獨立而不存在邏輯矛盾.

（3）推理（含數(shù)學演繹）應符合邏輯法則.

一門學科，在其建構過程，其邏輯體系可能是不完整的.也可能存在著錯誤（在感性材料中）或邏輯矛盾；但作為實證科學方法來說，它要求積極去建構這種邏輯體系并在建構過程中把錯誤及矛盾不斷排除出去.

3.3 嚴格的實驗檢驗

一個理論體系的建構，它最初一般都只是一種假說，要使這種假說提升到理論，必須經受嚴格的實驗檢驗.

所謂嚴格的實驗檢驗，至少包括兩個方面的要求：

（1）精確性.從邏輯體系推演出的邏輯結論與實驗數(shù)據(jù)在允許的誤差范圍內完全相符.

（2）整體性.由邏輯體系推演出的所有邏輯結論都應與實驗事實相符.也就是說，一個理論正確與否，不能局限于某些結論與實驗事實相符，而要求所有結論都與實驗事實相符.

只有能通過整體性的檢驗的理論才能被確認；否則，將被淘汰.例如，在19世紀末20世紀初圍繞著解決“以太風”的問題提出了多種不同理論，也進行一系列實驗.最后，通過整體性實驗檢驗，狹義相對論才被確認.表1給出了這種整體性實驗檢驗的比較與說明.

表1 狹義相對論與以太理論及發(fā)射理論之比較

3.4 糾錯機制

在經院哲學中，判定是非的標準是看一個學說（或理論）是否與“圣經”、“圣典”相符.在實證科學方法中判定一個學說（或理論）的是非標準是看其與實驗事實是否相符.正是由于這種檢驗標準的不同，使之實證科學方法中包含著一種“糾錯機制”.

這個“糾錯機制”建立在對科學認識過程的分析與認識的基礎（圖1）之上.

圖1 科學認識過程示意

這種“糾錯機制”實施步驟如下：

當發(fā)現(xiàn)理論體系的邏輯結論與實驗事實存在不相符的情況，說明在某些環(huán)節(jié)存在著錯誤.接下來的任務，就是要分析錯誤發(fā)生在什么地方，逐個進行排查.

首先，檢查一下實驗設計有無問題？測量儀表能否提供理論要求的精度？實驗測定或記錄有無錯誤？若這些問題都被排除，則轉入下一步.

其次，檢查邏輯推理過程是否存在錯誤？若這些方面也不存在問題，則要追溯到推理的邏輯基礎.

第三，若實驗及邏輯推理過程都不存在問題，那么，問題就出在邏輯推理的起點，也就是作為假說提出的基本原理或基本定律.因為，這些基本原理或基本定律往往是通過非邏輯過程提出的，出現(xiàn)錯誤的概率較大.

第四，為了消除理論之錯誤，修改或補充假說，并以新的假說為前提推演出一系列新的結論，再與實驗事實去比較；若符合性程度有所改善，說明錯誤得到一定消除.這個過程要一直進行下去，直至從理論前提推出的邏輯結論在精確性與整體性上都與實驗事實完全相符，則表示錯誤已得到完全糾正.

1 北京大學外國哲學史教研室.西方哲學原著選讀（上卷）.北京：商務印書館，1984.288

2 許良英，等.愛因斯坦文集（第一卷）.北京：商務印書館，1976.313

3 中共中央馬克思 恩格斯 列寧 斯大林著作編譯局.馬克思恩格斯選集（第2卷）.北京：人民出版社，1972.163

4 周林.科學家論方法.呼和浩特：內蒙古人民出版社，1984.59～107，215～252