（末篇）
四、科学思维的艺术——自然科学方法论
（一）科学事实与客观事实和经验事实、科学观察与科学实验的区分
为了更好地理解科学事实，我们有必要首先区分一下科学事实与客观事实和经验事实、科学观察与科学实验的区别
客观事实：客观存在的不以人的意志为转移的事物、现象本身，是第一性的东西，属于本体论范畴，本身不存在正确与错误之分；
经验事实：客观事实过程观察进入科学工作者的主观世界，并用语言符号表达出来，就成为经验事实。属于认识论范畴，具有主观性和可错性。
科学事实：对经验事实进行筛选和甄别，淘汰那些无法核实和无法重现的主观错觉，剩下的便是经得起检验的具有客观性的经验事实，这就是科学事实。其具有如下特点：
1、科学事实是单称陈述（与全称陈述相对，概念见上篇文章）。强调科学事实的个别性，是为了突出它主要来自感性活动，以便把它与来自理性活动的科学理论区分开来。
2、科学事实具有可重复性。科学事实不应只有一个观察者能观察到，其他观察者在相同条件下也应能重复这个观察或实验。
3、科学事实受理论影响。当我们用某些特定的概念或符号去描述和记录观察实验结果而产生某个科学事实时，这个科学事实就已经落入了该理论的框架之内。不存在与理论毫无关联的、纯碎的科学事实。
科学事实可通过可通过以下两个途径获得：通过文献调研获得（间接方法）；通过科学实践获得（直接方法，又包括科学观察和科学实验）。
科学观察：人们通过自身感官（直接观察）或借助科学仪器（间接观察），对客观对象进行有目的、有计划的考察和感知，以获取科学事实的一种感性认知活动。它拥有以下特点：它是一种感性活动；它是一种有目的有计划的活动。在科学观察时，需遵循客观、全面、典型的原则。
不同的观察者对同一对象形成不同的观察结果。下面是针对“观察渗透理论”或“理论负荷说”的解读：
观察为什么会渗透理论呢？汉森的解释是，观察作为一种认识活动，并不单纯是一个物理过程，而是物理过程和心理过程的统一。眼睛从观察对象得到光刺激而形成视网膜上的图像，这是物理过程，这时还不是真正的“看到”；真正的看到是一种视觉经验，属于心理过程，它需要通过大脑对外来刺激即感觉材料进行筛选和整理，并按一定的样式组织成某种有序状态。
大脑组织材料的过程必须借助于已有的知识经验，用已有的知识经验去“框”眼前所获得的感觉材料，符合“框架”的感觉材料被“录用”，不符合被淘汰。因此，观察不是中性的。
科学实验：科学工作者根据一定的科研目的，运用科学仪器等物质手段，在人为控制或模拟自然过程的情况下考察对象，从而获取科学事实的一种实践活动。物理模拟和数学模拟是模拟实验的两种基本类型。
（二）演绎、归纳与批判性思维；类比、溯因与创造性思维
在对感性材料进行加工改造过程中，思维活动就其功能，可分为批判性思维和创造性思维，前者指向于考察对象的现实情况，辨明问题；后者偏重于构建新观念、创造新思想。在批判性思维中，演绎和归纳是其基本的工具手段；在创造性思维中，类比和溯因是主要的逻辑形式。
1、演绎推理：前提与结论之间有必然性联系的推理，演绎推理的结论早已包含在前提之中了，实际上是已知的，推理过程只不过是把前提中隐含的信息明朗化，是对前提中已有内容的某种重复。
公理化方法：从几个为数不多的、不证自明的命题（称为公理）出发，根据推理规则推导出一系列的结论（称为定理），从而建立起一个完整严密的知识体系——公理系统。
哥德尔不完全性定理：数学公理系统的无矛盾性和完全性是相斥的。
没有了完全性梦想，人类只有一条路可走：不断地创造新的公理系统以求得更大的完全性。人类对世界的探求是一个永无止境的过程。
2、归纳推理：我们运用归纳推理从经验中获得一般性知识，然后以此为前提演绎出纷繁复杂的个别性知识。
简单枚举归纳推理（不完全归纳推理）：根据一类事物中部分对象具有（或不具有）某种属性，推出该类事物所有对象都具有（或不具有）这种属性。
简单枚举法的结论不是必然的，它有可能真也可能假。我们仅能尽量提高它的可靠性程度。比如尽量增加被考察对象的数量；尽量扩大被考察对象的范围；尽量兼顾被考察对象之间的差异。
休谟问题：我们能从逻辑的角度来证明归纳法是合理的吗？
不能，我们既不能从演绎的角度来证明归纳法的合理性，也不能从归纳的角度来证明归纳法的合理性，因为，演绎推理不涉及经验事实，只涉及命题之间的关系，它的禁律只有一条，就是命题之间不可相互矛盾；同时因为归纳的合理性正在我们的怀疑之列，用归纳推理来证明归纳的合理性无疑是一种无穷倒退，必将陷入循环论证。
针对休谟问题的解决方法有以下五种，其实质和核心就是“排除”，所以又称“排除归纳法”：
求同法：被研究的现象在不同场合出现，而在这些场合中，只有一种情况是共同的，那么这个唯一共同的情况就与被研究现象之间有因果关系。使用求同法要特别注意有无隐蔽的共同情况。
求异法：考察被研究现象出现和不出现的两个场合，发现只有一个情况是不同的，其他情况完全相同，而两个场合唯一不同的这个情况，在被研究现象出现的场合中是存在的，在被研究现象不出现的场合中是不存在的，那么这个唯一不同的情况就与被研究现象之间有因果关系。使用求异法必须保证那个“不同的情况”是唯一的。
求同求异法：有两组事例，一组是由被研究现象出现的若干场合组合，成为正事例组；另一组由被研究现象不出现的若干场合组成，成为负事例组。如果再正事例组的各个场合中只有一个共同的情况，而且这个情况在负事例组的各个场合中都不存在，那么这个情况就与被研究现象之间有因果关系。正事例组与负事例组场合越多，结论的可靠程度就越高；对于负事例组的各个场合，应选择与正事例组较为相似的来进行比较。
共变法：在被研究现象发生变化的各个场合，如果其中只有一个情况是变化着的，其他情况都保持不变，那么这个唯一变化着的情况就与被研究现象之间有因果关系。它是科学研究中最常用的方法之一。
剩余法：如果已知某一复合现象是另一复合现象的原因，同时又知道前一复合现象中的某一部分是后一复合现象中某一部分的原因，那么前一复合现象的其余部分与后一复合现象的其余部分之间有因果关系。
概率归纳逻辑理论：如凯恩斯的归纳逻辑理论、赖欣巴哈的归纳逻辑理论、卡尔纳普的归纳逻辑理论。这些理论一个共同点就是以0~1之间的小数即概率来刻画归纳结论的或然性程度，即“归纳强度”。
美国科学哲学家古德曼的“新归纳之谜”：如何区分有效的归纳推理和无效的归纳推理？
运用归纳，我们需要确认我们是针对自然规律的归纳总结还是偶然事件的归纳总结，以区分归纳推理的有效和无效性。
3、批判性思维：
创造性思维是所谓的多谋，那么批判性思维就是所谓的善断。
日常思维中的论证并不总是那样严格和规范，他们难免会有缺陷，这种缺陷就是逻辑学所说的“谬误”。
以诉诸无知举例：他不是名人，因为我从未听说过。
怀疑精神：在理性和逻辑面前，任何人及其思想都没有被质疑和批判的豁免权（上篇文章已经提过一次）。但怀疑精神不能理解为单纯地否定，它的实质是“延迟判断”，即对某个主张或断言不立即赞成也不立即反对，而是“想想在说”。
批判性思维的精神本质：不草率、不盲从，不为感性和无事实根据的传闻所左右，尽量理解那些价值观和我们想左的分析推理方式，克服偏见对判断的影响，力争得出更合理更正确的结论。
批判思维的具体展开表现为对已有论证的识别（把论证的各要素从复杂的背景材料中分离出来并整理成规范形式的思维过程）和评估（对论证的各要素进行分析评价以确定论证者的主张是否值得接受的思维过程）。
很多学者认为，善于发现论证中隐含的前提并讨论它们的合理性，是思想家的一门绝技，这时导致他们思想睿智、深刻的一个重要原因。
论证过程包含以下环节：微观层面的概念、中观层面的命题（理由）和宏观层面的推理等。
批判性思维的目的不是为了发现谬误，而是收获真理。
好论证和坏论证并没有绝对的界限，它们是相对的，评估论证需要一个比较的视角——已有的论证和潜在的论证的比较。于是，一个具有辩证意味的问题出现了：这个已有的论证是不是最好的或是最可接受的？
苏格拉底“精神助产术”即对话辩证法：通过不断发问将论题层层推进从而逼出真理的一种认识方法。
4、类比推理（广义的归纳推理）：
A对象具有属性a、b、c、d
B对象具有属性a、b、c
所以，B对象也具有属性d
特点：类比推理不是必然性推理；使用范围极广；结论受前提制约程度较低（类比推理的前提大多是为结论提供线索）。
注意：前提中确认的相同属性越多，结论的可靠性程度就越高；前提中确认的相同属性越是本质的，相同属性与类推属性之间越是相关的，那么结论的可靠性就越大。
很多人强调直觉和灵感的作用。其实直觉和灵感的出现，往往是靠类比推理触发的。阿基米德经过苦思冥想之后，在洗澡时看到从浴盆溢出的水触发灵感，终于想到了鉴定皇冠的办法并发现浮体定律，就是通过人体与皇冠之间的类比而领悟到的。
5、溯因推理（广义的演绎推理）：指从一直的事实即结果出发，借助相关知识去追溯导致结果的原因的推理方法。
E
如果H，那么E
所以，H
从结果回溯原因，很大程度上是一种猜想，它与个体的知识、经验等主观因素联系在一起，不可避免地带有主观性和可错性。
提高可靠性：尽可能多地猜测引起结果的各种可能的原因；要善于利用背景信息来筛选和淘汰不合理的备选假说。
推理的合理性就在于它的最佳说明性（“没有其他假说像H一样好地说明E”）。
6、创造性思维：
批判性思维侧重于对已有信念的审查和评估，以“破”为主导；创造性思维则偏重于对未知现象的探求和认知，以“立”为目的。
创造性思维一般三阶段：准备阶段，问题的提出；酝酿阶段，问题的求解；豁朗阶段，问题的突破。
非逻辑思维方法：直觉、灵感和顿悟等。
直接思维：并非不讲逻辑， 它是对逻辑过程的压缩，分两类：在经验的基础上借助现象直接提出公理、定理和假说的过程；在苦思冥想中以瞬间的方式在大脑中闪现出新思想的过程（即灵感或顿悟过程）。
灵感的触发条件：1、前提条件：对所研究的问题做了长期艰苦的探索，对问题的一切方面反复考虑过并了如指掌；2、行为条件：为解决问题而穷思竭虑以致达到“忘我”的境界；3、行为心理条件：必须在紧张之余稍有松弛。暂时的休闲状态往往成为激发灵感的一个触机。
科学发现主要是理性的、逻辑的，非理性因素是科学发现逻辑的一个环节。科学发现是理性的逻辑推理和非理性的思想跳跃交替的过程。
科学的本质在于根据事实、规律，合乎逻辑地运用非理性因素，同时其具体的发现过程是各种相关条件组成的复杂的统一体。
五、科学技术与社会发展
科学的发展促进了人们道德观念的更新和新的道德规范的形成。
即使在被认为最遵循决定论规则的自然界，现代科学已证明，偶然性在其中所起的作用也远比我们过去所承认的要大得多。有时，偶然性并不是以往所认为的那样仅仅起次要、辅助的作用，而是扮演着一个决定性的角色。
越来越多的普通民众成为文化的参与者和创造者，而不再是纯碎的欣赏者和消费者。这样就逐渐填平了过去那道横亘在文化精英和普通民众之间的难以逾越的鸿沟，极大地促进了文化的世俗化，为人类文化事业的更大发展奠定了广泛的群众基础。
最后讨论环节：科学技术究竟是天使还是魔鬼？
科学是天使还是魔鬼，不单纯与科学应用是否产生了巨大的正负效应有关，还与人类能否解决这样的负效应以及解决这个负效应的代价相关。
个人观点：如果科学带来的不可控哪怕是0.01%，也可能会延伸的无限不可控，无限可怕。所以，人工智能、智能学习等领域的推进需要谨慎小心，因为人类科学的发展都是在前人基础上推进的，如果我们不能将前人基础中的不可控因素掌握和控制，可能会影响到我们的成果和导致我们成果的不可控。对人工智能、智能学习的不可控因素的把握程度提高到再高的程度也都是应该的。毕竟，一个蚊子也可能叮死一头大象。
（完结）