自然辯證法-第5講 科學發(fā)現的基本方法

2023/2/41第5講科學發(fā)現的基本方法劉金玉04二月20232023/2/42科學發(fā)現的基本方法邏輯方法演繹法和約定論歸納法及歸納問題科學發(fā)現的其他方法2023/2/43第一節(jié)邏輯思維一、關于邏輯思維1）什么是思維？思維是對世界的間接和概括的反映，屬于理性認識。思維有形象思維和抽象思維兩種。2023/2/442）思維和語言的關系？抽象思維是借助于語言間接地概括地反映客觀對象。語言有自然語言和人工語言兩種。自然語言是人們日常生活中運用的語言。自然語言有多義性，一詞多義。人工語言又稱符號語言。是人們創(chuàng)造出來用以表示某種特定意義的符號。2023/2/45什么是邏輯思維？邏輯思維，就是抽象思維。是在感性認識基礎上，運用概念、判斷、推理等方式對客觀對象所做的一種間接的、概括的反映過程，是科學認識中一種最普遍、最基本的形式。2023/2/46什么是邏輯？Logic~Logos邏輯是研究抽象思維的形式結構方面的規(guī)律。E.g.1.所有的分子都是由原子構成的。2.如果水溫降到冰點以下，那么水將結冰。2023/2/47分別可以表示為：所有的S都是P。如果S，那么P。其中S和P是變項，“所有的”、“都是”、“如果”和“那么”是常項。邏輯形式的不同是由變項決定的還是由常項決定的？2023/2/48邏輯常項是邏輯形式中表示不變的部分,也是區(qū)分不同類型的邏輯形式的顯著標志。它不但決定著邏輯形式的性質,而且還規(guī)定和制約著邏輯變項的變化幅度。正是由于邏輯形式中的邏輯常項的不同,所以,才形成了不同種類的邏輯形式。2023/2/49而邏輯變項則是邏輯形式中可以變化的部分,它在邏輯常項規(guī)定的變化范圍內,可以表示任何一種有具體內容的詞項或命題。在這個特定的變化范圍內,無論在邏輯變項中代入什么樣的具體內容,都不會改變其邏輯形式的性質。當然，這并不意味著在具體思維過程中,可以把任何一種具體的思維內容絕對的、無條件的代入邏輯變項中。因為邏輯變項進行的任何變化都不得超越邏輯常項規(guī)定的特定范圍。2023/2/410邏輯有狹義和廣義之分。狹義邏輯只研究必然性推理，也叫演繹邏輯。廣義邏輯不僅研究必然性推理，也研究或然性推理，其中主要是歸納推理。2023/2/411第二節(jié)演繹法與約定論一、演繹法所謂演繹推理，就是從一般性的前提出發(fā)，通過推導即“演繹”，得出具體陳述或個別結論的過程.演繹推理的作用在于把特殊情況明晰化，把蘊涵的性質揭露出來，有助于科學的理論化和體系化。演繹推理的最典型，同時也是最重要的應用，通常存在于邏輯和數學證明中.2023/2/412演繹推理的邏輯形式對于理性的重要意義在于，它對人的思維保持嚴密性、一貫性有著不可替代的校正作用.這是因為，演繹推理保證推理有效的根據，并不在于它的內容，而在于它的形式。故而，演繹法的基本作用在于:邏輯證明。2023/2/413伽利略的“歸謬法”M1M2V1V2V3M1+M2V3>V2V3<V22023/2/414愛因斯坦說：理論家的工作可分成兩步，首先是發(fā)現公理，其次是從公理推出結論.哪一步更難些呢?如果科研人員在學生時代已經得到很好的基本理論、邏輯推理和數學的訓練，那么，他走第二步時，只要有“相當勤奮和聰明，就一定能夠成功”.至于第一步，如何找出演繹出發(fā)點的公理，則具有完全不同的性質。這里沒有一般的方法，“科學家必須在龐雜的經驗事實中間抓住某些可用精密公式來表示的普遍特性，由此探求自然界的普遍原理”，2023/2/415請注意“經驗事實”這幾個字，它們表明了公理必須來自客觀實際，而不能主觀臆造，否則就有陷進唯心主義泥潭的危險.愛因斯坦的方法既然主要是演繹的，所以他特別強調思維的作用，尤其是想象力的作用.數學才能.這是演繹法所必不可少的.2023/2/416例：苯的環(huán)形結構

化學史上的一個著名的例子是苯的結構式。19世紀上半葉，人們從煤焦油中分離出苯、萘、甲苯等。接著開始用這些芳香族化合物合成香料，迫切需要弄清其結構。當時人們提出了鏈狀結構模型，但是不能解釋一些實驗事實。經化學分析，苯分子由6個碳原子組成。按照傳統(tǒng)的觀點，這些碳原子構成鏈狀結構。由此可以推出存在多種不同的二氯苯。但是實驗表明，只有3種不同性質的二氯苯。為什么？2023/2/417在直鏈的假設下，至少存在如下9種不同的二氯苯：2023/2/418

經過長期的探索，1865年德國化學家凱庫萊突發(fā)奇想，提出一個環(huán)形結構假說：認為苯分子具有六角形的形狀，由此可以推出恰好應當有3種二氯苯?；瘜W實驗證實了上述推論，確立了苯的環(huán)形結構學說。

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ClCl2023/2/419演繹推理是嚴格的邏輯推理，一般表現為大前提、小前提、結論的三段論模式:即從兩個反映客觀世界對象的聯(lián)系和關系的判斷中得出新的判斷的推理形式.演繹推理的基本要求是：一是大、小前提的判斷必須是真實的；二是推理過程必須符合正確的邏輯形式和規(guī)則.演繹推理的正確與否首先取決于大前提的正確與否.如果大前提錯了，結論自然不會正確.

2023/2/420演繹推理方法是一種必然推理，只要前提為真，結論就必然為真。局限性：演繹推理結論的可靠性受前提制約，前提的可靠性在演繹邏輯的范圍無法解決；演繹方法是一種創(chuàng)造性較小的方法，結論包含的前提中，結論所提供的知識不會超出前提的范圍。2023/2/421二約定論“經驗約定論”(empirio-conventionalism)，這是彭加勒的主導哲學思想。經驗約定論認為，數學中的公理與物理學中的一些基本概念和基本原理既非先驗綜合判斷，亦非經驗事實，它們原來都是約定；約定是我們精神自由活動的產物，它貫穿在整個科學創(chuàng)造活動中，但自由并非完全任意，而是充分發(fā)揮我們的能動性；約定無所謂真假，只是出于方便而已，約定的提出要受到實驗事實的引導和避免一切矛盾的限制，約定的選擇要出于方便或簡單性的考慮，因為有些實驗的確向我們保證了這一點；約定具有巨大的方法論功能，在從事實過渡到實驗定律，尤其是從實驗定律上升到原理時，其方法論功能更為顯著。

2023/2/4221、經驗約定論的具體內涵

彭加勒約定論哲學最初是在1887年發(fā)表的《論幾何學的基本假設》一文中公諸于世的，它是以簡短的認識論評論的形式出現的。在這篇論文中，他首次指出度規(guī)幾何學的選擇類似于坐標系的選擇，后來他把幾何學公理稱為“偽定義”或約定。在19世紀最后10年和20世紀初，彭加勒把他的約定論思想擴展到時間測量的分析中，擴展到物理學原理中，從而為約定論適應他的整個科學認識論和科學哲學奠定了堅實的基礎。2023/2/423彭加勒的約定論滲透在他的下述幾何學哲學中：A．歐幾里得幾何學的公理雖然起源于經驗推廣，但它們是該系統(tǒng)原始術語的隱定義(例如，“點”、“處于……之間”、“是等距離的”)；它們是術語的約定，既不為真，也不為假，而是方便的；同樣的結論也適合于其他幾何學公理。B．度量幾何學的可供選擇的系統(tǒng)是不同的度規(guī)系統(tǒng)或度規(guī)語言，它們可以基于合適的詞典從一種翻譯成另一種。2023/2/424C．在物理理論中，物理現象所歸屬的空間本質上是無定形的數學連續(xù)統(tǒng)(我們感覺到的物理連續(xù)統(tǒng)的理想化)。只有當我們就“同余”(Congruence，也可譯為全等或疊合)或“距離”擬定專門的約定時，它才能夠被度量；這可以用不同的方式來完成，或者產生出歐幾里得幾何學，從而產生出度規(guī)和度量幾何學的約定性。2023/2/425D．從群論的觀點來看，幾何學(度量幾何學和非度量幾何學)是研究各種變換群下的不變量的。就度量幾何學而論，兩個圖形同余意味著一個圖形能夠通過空間中某種點變換轉換為另一圖形；而且，同余的一致性取決于圖形的位移是由變換群給出的這一事實。2023/2/426E．什么是先驗的，這是群的普遍概念；無論如何，它不是感性的先驗形式，而是知性(在康德的意義上)的先驗形式；在群的普遍概念內，我們能夠選擇一個特殊的變換群，這個群將決定我們的幾何學。2023/2/4272、經驗約定論辨正彭加勒的經驗約定論的以下兩點常常遭到一些人的指責：第一，彭加勒說約定是我們精神的自由活動；有人認為“自由”就是任意，就是隨心所欲、放蕩不羈。第二，彭加勒說約定是出于方便，無所謂真假，既不能被實驗證實，又不能被實驗否證；有人認為這是否認客觀真理。2023/2/428對此彭加勒作了一些說明彭加勒所說的“精神的自由活動”，其意是指“充分發(fā)揮我們的能動性”。他明確指出，這種“自由”“并非放蕩不羈、完全任意”，“并非出自我們的胡思亂想”；學者所思考，所發(fā)現的世界，并不是他本人的“任性所創(chuàng)造”例如：歐幾里得幾何學的原理是約定，但這些約定卻不是任意的，如果我們遷移到非歐世界，我們便會采納其他約定了。至于從實驗事實或經驗定律推廣、提升而得到的物理學原理就更不能是任意的了，在這里“毫無自由意志干預的余地”。2023/2/429對于第二點彭加勒解釋說：作為約定的公理或原理不再受實驗檢驗，它們無所謂真假；這種說法并不是否認客觀真理。在彭加勒看來，問歐幾里得幾何學為真還是為假是毫無意義的?！斑@好比問米制是否為真，舊制是否為假；笛卡兒坐標是否為真，極坐標是否為假。一種幾何學并不比另一種幾何學更真；它只是更為方便而已。”2023/2/430彭加勒的這些看法是合理的。他多次強調，幾何學原理不是經驗的事實，歐幾里得幾何學公設是不能用實驗證明的，在可供選擇的度量幾何學之間不可能做出孰真孰假的判決性實驗。他以恒星視差為例來說明這個問題；如果羅巴契夫斯基幾何學為真，那么十分遙遠的恒星的視差將是有限的；如果黎曼幾何學是真實的，視差將是負的。2023/2/431從以下例子看約定論一個系統(tǒng)相對于某一初始狀態(tài)（I）的能量（E），除了用該系統(tǒng)由狀態(tài)（I）轉變到狀態(tài)（II）時所做的功（w）及所放出的熱（H）二者之總量來度量以外，沒有任何其他方法可以加以度量。方程E=W＋H似乎顯得只不過是量E的一個定義。但事實完全不是如此。相反，上述方程表達了這樣一個經驗事實：給出的功與熱二者之和唯一地依賴于條件I與II，而與轉變的方式無關。這一事實說明了永動機的不可能性。而這就是我們用能量這一專門名稱來區(qū)別出上述那個和的唯一原因。2023/2/432這個例子表明，約定論者犯錯誤的心理原因是在于他們不了解物理學公式本身并不表示自然規(guī)律，只有當這些公式與對公式中出現的量的意義所作出的解釋結合起來時它們才能表達自然律。的確，在約定的幫助下，人們能夠以一種純粹形式的方式宣稱某個句子為真。但如果去假定這類句子代表自然律那就錯了。2023/2/433正好相反，真實的定律，關于自然的真正的命題，只有在下述情況下才會出現：即只有同時陳述必須首先增加哪些附加句子或輔助假設方能使該命題符合于觀察到的事實。單是句子或單是公式，就象一切符號一樣，都是約定性的；但它們都不是自然律。自然律僅僅被包含在命題中，命題的意義由語句加約定給出；它們在任何意義上都不再是任意的了。2023/2/434彭加勒的約定論對認識論的形成和發(fā)展有不可低估的影響。比如愛因斯坦曾多次坦率地表示，科學中的基本概念和基本原理既不是先驗的，也不是經驗的，而是約定的。約定主義既要求擺脫狹隘的經驗論，又要求擺脫先驗論，它反映了當時科學界自由創(chuàng)造、大膽假設的要求，在科學和哲學上都有其積極意義。2023/2/435第三節(jié)歸納法與歸納問題一歸納法歸納方法：是從個別事物概括出一般原理的方法。它是在考察某類事物部分對象的基礎上，抽取其共性并推廣到該類的全體，從而形成關于該類對象的一般性認識。2023/2/436關于歸納，實際上可以區(qū)分出三個不同類型的問題：（1）心理學問題，著重探討歸納推理的起源，發(fā)現或得到歸納結論的心理過程和心理機制，以及對某個歸納結論所持的相信或拒斥的心理態(tài)度及其理由等。（2）邏輯問題，著重探討歸納結論與觀察證據之間的邏輯聯(lián)系，或者說歸納過程的推理機制。這里要具體探討歸納推理的形式和種類，各種歸納推理形式的可靠性程度，提高歸納結論可靠性的一般原則和方法，以及與求初始概率和概率演算相關的原則和方法。（3）哲學問題，主要探討歸納推理是否能得必然性結論，如果不能得必然真的結論，那么它的合理性何在？如何為其合理性進行辯護？2023/2/437歸納法的分類歸納邏輯有古典歸納邏輯和現代歸納邏輯。古典歸納邏輯主要指培根和穆勒所創(chuàng)立的邏輯?，F代歸納邏輯是在古典歸納邏輯的基礎上引入了概率論的方法、邏輯演算的方法建立起來的。2023/2/438依據歸納的結論方式，可將歸納分為全稱性歸納法和統(tǒng)計性歸納法。依據歸納對象的范圍，可將歸納分為完全歸納法和不完全歸納法。依據歸納的方法，可將歸納法分為簡單枚舉法和科學歸納法。2023/2/439（a）全稱性歸納法是以全稱性命題表述其歸納結果。Case1：所有的零族元素都是惰性元素。Case2：所有的天鵝都是白的。（b）統(tǒng)計歸納法：是以概率命題的形式表述歸納結果的一種方法。其模式為：“樣本中百分之幾的S是P，所以總體中的百分之幾的S是P?！?023/2/440如孟德爾的遺傳分離定律的發(fā)現。孟德爾對豌豆進行雜交實驗，觀察豌豆的7個相對性狀的遺傳現象，如種子形狀（圓或皺）、子葉顏色（黃或綠）、花的顏色（紅或白）等。通過對數據的統(tǒng)計得出顯隱性之比為3：1。統(tǒng)計歸納法是一個或然性的方法，前提為真而結論不一定為真。2023/2/441穆勒五法

求同法場合條件研究對象ⅠA、B、CaⅡA、D、EaⅢA、F、Ga

所以，A是a的原因求異法場合條件被研究對象ⅠA、B、CaⅡB、C無a

所以，A是a的原因2023/2/442穆勒五法

求同共異并用法場合條件被研究對象ⅠA、B、CaⅡA、D、EaⅢF、G無a

所以，A是a的原因共變法場合條件被研究對象ⅠA1、B、Ca1ⅡA2、B、Ca2ⅢA3、B、Ca3

所以，A是a的原因2023/2/443穆勒五法剩余法場合條件被研究對象ⅠA、B、Ca、b、cⅡBbⅢCc

所以，A是a的原因2023/2/444穆勒五法：a、求同法：18世紀俄國科學家羅蒙諾索夫曾作過這樣一種推理：摩擦凍僵的手，手便暖和起來；敲擊冰冷的石塊，石塊能發(fā)出火花；用錘子不斷錘擊鐵塊，鐵塊也可以熱到發(fā)紅。由此可知，運動能夠產生熱。2023/2/445b、差異法（求異法）：德國醫(yī)生梅林和俄國醫(yī)生明可夫斯基合作研究消化系統(tǒng)功能，他們切除了一條狗的胰臟，發(fā)現狗尿總招來大量的蒼蠅，化驗表明其中含有大量的糖分，由此找到了胰臟功能和糖尿病的聯(lián)系，并導致了用胰島素控制糖尿病的發(fā)明。2023/2/446c、求同差異并用法：科學家研究了太陽對椋鳥的作用，他們發(fā)現：在天晴出太陽的天氣里，椋鳥總能隨陽光的方向飛行，即使陽光可能是從鏡子里折射而來的，它們也能隨著鏡子里的陽光的方向飛行；而在不見太陽的陰雨天氣里，椋鳥就會迷失方向。由此科學家們得出結論：椋鳥是一太陽作為定向標的。2023/2/447d、共變法：因船舶遇難而落水的人在水中最多能堅持多久？有人對此研究發(fā)現：會水的人在0度時可以堅持15分鐘，2.5度時30分鐘,5度時是1小時,10度時是3小時,25度時是一晝夜?？梢姟Ｈ嗽谒袌猿謺r間的長短與水溫高低有因果關系。2023/2/448e、剩余法。居里夫人對鐳的發(fā)現就是運用這一方法的典型例子。居里夫人在對瀝青鈾礦的實驗研究中，發(fā)現它所放出的射線比純鈾放出的強得多，純鈾不足以說明這種復雜現象，還有一個剩余部分，這剩余部分必然還有另外的原因(這原因必然存在于瀝青鈾礦中)。據此，她再反復研究，后來果然發(fā)現在瀝青鈾礦中還有一種新的放射性元素--鐳。2023/2/449由于“穆勒五法”是建立在事物因果決定論的本體論思想之上的，所以對于那些一因多果等復雜系統(tǒng)顯然難以適應，同時由于觀察中可能有未知因素的參與，故不能像演繹法那樣具有必然性。2023/2/450歸納法在認識中有重要作用歸納法是從經驗事實中找出普遍特征的認識方法。-----“科學發(fā)現的邏輯”達爾文：“科學就是整理事實，以便從中得出普遍的規(guī)律或結掄?！睈垡蛩固拐f：“科學家必須在龐雜的經驗事實中間抓住某些可用精密公式來表示的普遍特征，由此探求自然界的普遍真理?！?023/2/451二、歸納的合理性問題歸納合理性問題即歸納的哲學問題主要探討歸納推理是否能得必然性結論，如果不能得必然真的結論，那么它的合理性何在？2023/2/452歸納法合理性問題的提出這個問題最早是由休謨（18世紀英國著名的哲學家）提出來的，因此亦稱“休謨問題”。休謨從經驗論立場出發(fā)，對因果關系的客觀性提出了根本性質疑，其中隱含著對歸納合理性的根本性質疑。他的這個懷疑主義論證，在哲學史上產生了巨大而又深遠的影響。2023/2/453

哲學家波普爾是否定歸納法的，理由很簡單，這就是足夠數量的單稱斷定，不能代表全稱斷定。足夠數量的具體的現象不能代表抽象的規(guī)律。用系統(tǒng)科學的話來講就是元素的總和不能代表系統(tǒng)整體。2023/2/454“歸納法是科學家的勝利，卻是哲學家的恥辱?！毙葜儐栴}：我們能夠從已觀察到的事例推知我們所沒有經驗的東西嗎？我們能夠從觀察到過去太陽每天升起就斷定明天太陽一定會升起嗎？2023/2/455休謨關于歸納法合理性問題的提出休謨提出的歸納法觀點，即無論支持結論的例證的數量和種類有多少，都不可能證明該結論必然成立，它最多只能獲得相對的確證和滿意度。因此，通過歸納而獲得的結論未必是可靠的，在運用該結論時必須保持謹慎的懷疑態(tài)度。2023/2/456歸納法合理性的三派觀點－歷史進入20世紀休謨問題成為科學哲學家關注的焦點問題之一一派承認經驗歸納法不能得到合理證明，由此得出反經驗主義的結論。這一派贊成休謨的分析，認為休謨的因果關系理論揭露以歸納法為基礎的經驗主義的致命缺陷。認為，既然歸納法是無效的，就應該放棄經驗主義立場，轉而尋求某種先驗的原則來說明日常經驗與經驗科學的事實。羅素就持這種觀點。2023/2/457歸納法合理性的三派觀點第二派認為，從偶然性理論中尋找非完全解決途徑，用不完全確實性代替完全確實性。這派的觀點就是用概率統(tǒng)計方法，避免從特稱過渡到全稱的麻煩，可以用或然性的假說命題評價理論的真實性。這就是概率邏輯論。最后一派把“歸納問題”視為假問題。這一派建議放棄對歸納推理的合理性要求，認為歸納推理根本就不是一個真問題。石里克把“歸納問題”視為怎樣為關于自然規(guī)律的普遍性問題提供邏輯辯護的問題。2023/2/458這三派的觀點各有差異，表現在他們對“歸納問題”的合理性做了不同的解釋。但是邏輯實證主義也不能解決歸納論缺乏邏輯必然性的問題。2023/2/459歸納法合理性的辯護休謨的觀點細分說來如下幾個方面：（1）歸納推理不能得到演繹主義的辯護。因為在歸納推理中，存在著兩個邏輯的跳躍：一是從實際觀察到的有限事例跳到了涉及潛無窮對象的全稱結論；二是從過去、現在的經驗跳到了對未來的預測。而這兩者都沒有演繹邏輯的保證，因為適用于有限的不一定適用于無限，并且將來可能與過去和現在不同。2023/2/460而演繹主義辯護，指通過給歸納推理增加一個被認為是普遍必然的大前提，把它與歸納例證相結合，以此確保歸納結論的必然真實性。這種歸納辯護方案實際上暗中承認了歸納推理本身不能得必然結論，其主張者首推穆勒，此后著名的有羅素以及中國的金岳霖。2023/2/461（2）歸納推理的有效性也不能歸納地證明。歸納主義辯護，指通過列舉使用歸納法在實踐中所獲得的成功來為歸納法辯護。例如根據歸納法在實踐中的成功去證明歸納，這就要用到歸納推理，因此導致無窮倒退或循環(huán)論證。2023/2/462（3）歸納推理要以自然齊一律和普遍因果律為基礎，而這兩者并不具有客觀真理性。因為感官最多告訴我們過去一直如此，并沒有告訴我們將來仍然如此；并且，感官告訴我們的只是現象間的先后關系，而不是因果關系；因果律和自然齊一律沒有經驗的證據，只不過出于人們的習慣性心理聯(lián)想。

2023/2/463（4）先驗論和約定論辯護，其代表人物是康德、彭加勒等人，例如約定論通過把歸納推理的大前提歸諸于某類主觀約定或社會約定來為歸納辯護。2023/2/464（5）概率主義辯護，主要是由邏輯實證主義者所提出的一種歸納辯護方案。由于上述各種辯護方案在總體上都不太成功，波普爾堅持一種反歸納主義的立場。2023/2/465休謨理論的分析和總結休謨問題其實不是邏輯學方面的一個小問題，而是與哲學基本問題還與有限無限緊密相連的，如休謨問題不僅是原因與結果的關系問題，而且休謨問題還與有限與無限、相對與絕對等哲學基本問題密切相關，因此休謨問題的徹底解決要依賴于哲學基本問題的解決。而哲學問題的解決又依賴于整個社會的發(fā)展與科學的進步，因此休謨問題也將隨著人類的不斷發(fā)展而得到逐步的解決。2023/2/466結論

關于歸納問題的態(tài)度包括否定的方面和肯定的方面，其否定的方面是：歸納問題在邏輯上無解，即對于“是否存在既具有保真性又能夠擴展知識的歸納推理？”這個問題，邏輯既不能提供絕對肯定的答案，也不能提供絕對否定的答案，歸納問題在邏輯上無解。2023/2/467歸納是我們用來預測事件進程的一種策略，盡管這種策略不能保證人們一定獲得真理，但它的合理性在于：它是人們?yōu)楂@得真理所能采取的諸多策略中的最佳策略；并且，歸納是一個自我修正的過程，它讓過去的經驗決定對未來的預測，并且讓新的經驗修正、否定虛假的信念。如果我們始終一貫地堅持歸納策略，我們最終總會達到真實的歸納結論。2023/2/468如何對待歸納法(1)歸納推理是一種或然推理。因此，對歸納結論一定要小心，必須要對它進行嚴格的檢驗，尤其是要經實踐檢驗。(2)歸納推理能為我們提供一種可能性的結論。雖然歸納結論不是必然性結論，但畢竟為我們提供了一種選擇，一種可供參考的意見，大大減少了工作的盲目性。(3)在科學認識中，科學工作者不是單獨地使用歸納方法，他們往往把歸納法和其他科學方法結合起來使用，這樣可克服單獨運用歸納法帶來的局限。2023/2/469第四節(jié)科學發(fā)現的其他方法回溯推理類比科學隱喻科學直覺2023/2/470一、回溯推理回溯推理是一種從有待解釋的觀察出發(fā)，利用背景知識和試探性的構想，溯本求原地解釋的一種方法。即：從結果推測原因或者從推斷推論理由的推理?；厮莶粌H沒有確定的概率與其結論相聯(lián)系，而且甚至沒有確定的概率與其推理模式相聯(lián)系，屬或然性推理。2023/2/471“回溯”具有了如下的推理形式： 觀察到了令人驚異的事實B；如果A是真的，B理所當然是真的；因此，有理由猜想A是真的。2023/2/472回溯推理的邏輯結構是由一個（或一組后件相同的）充分條件假言判斷為前提，而另一個前提則肯定充分條件假言判斷的后件，從而結論或然地肯定充分條件假言判斷的前件。整個推理過程具有從結果推測原因的性質。

2023/2/4731、簡單回溯推理：是一個前提為充分條件假言判斷，另一個前提肯定充分條件假言判斷的后件，結論通過性質判斷的形式或然地肯定充分條件假言判斷的前件的回溯推理。如果用“q”表示已知的事實判斷，用“p→q”表示一般規(guī)律性知識，用“p”表示結論，則其邏輯形式是：

q

P→q

所以，p2023/2/474例如大爆炸的宇宙膨脹學說的提出就是一種簡單的回溯推理。首先令人驚奇現象“星系紅移”被發(fā)現了，為什么會發(fā)生“紅移”呢？根據我們的知識，我們聯(lián)想到多普勒效應，當聲源離我們而去時，頻率變低。用多普勒效應來解釋“紅移”，“紅移”就好解釋了，所以宇宙爆炸是一個很有希望的假說。因為爆炸引起膨脹是一個可能的解釋。假說就這樣通過溯本求源有結論的觀察事實，當作已知條件，一步一步向回探索，摸清能導出這個結論的種種假說，加以選擇。2023/2/4752、復雜回溯推理：是一組前提為后件相同的充分條件假言判斷，另一前提肯定充分條件假言判斷的后件，結論通過選言判斷的形式肯定充分條件假言判斷的前件的回溯推理。

邏輯形式：

q

P1→q

P2→q

P3→q

：

Pn→q

所以，P1∨P2∨P3…∨Pn.2023/2/476例如：某地發(fā)生一起19歲女孩被殺害的案件。偵察員對死者情況進行分析，

認為：女孩被殺害；

如果兇手為謀財害命，那么女孩被殺害；

如果兇手為情、色害命，那么女孩被殺害；如果兇手為妒忌害命，那么女孩被殺害；所以，兇手或為謀財害命、或為情色害命、或為妒忌害命。

2023/2/477從上例可以看出，溯因推理推導力過強，任何與已知數據有潛在因果關系的論據都可能被作為結論推出。所以，關鍵不在于知道哪些是可能的解釋，而在于限制眾多的可溯之因(abducibles)以選出最佳解釋作為結論。2023/2/478二、類比方法根據兩個或兩類對象之間具有某些方面的相似或相同，而推出它們在其他方面也可能相似或相同的一種邏輯思維方法?？梢员硎緸椋篈有a、b、c……g、hB有a、b、c……g則B有h這種推理可以是從特殊到特殊，也可以從一般到一般，其推理的客觀基礎是事物之間的普遍聯(lián)系。其基本環(huán)節(jié)是聯(lián)想和比較。2023/2/47917世紀荷蘭物理學家和數學家惠更斯比較了聲現象和光現象,發(fā)現它們有許多系統(tǒng)的屬性：服從直線傳播規(guī)律、反射規(guī)律、折射規(guī)律和干涉規(guī)律，通過實驗又證明，聲是由一種周期性運動引起的，呈波動狀態(tài)（即聲波），由此推出，光也可能由周期性運動引起，也呈波動狀態(tài)（即光波）。類比推理在現代科學中的應用，有兩種比較突出的類型：相關類比和模擬類比。2023/2/480三、科學隱喻隱喻，源自希臘詞metaphora，意指“轉換”、“變化”，它是一種修辭格或文字組合法，用于指某種與其字面意思不符的表達式。比如，“嬰兒是朵花”是個隱喻，因為“花”從字面意思上看并非是描寫嬰兒的。科學隱喻是超邏輯思維的研究方法在自然科學中的滲透，也是超邏輯形式的科學語言在自然科學中的補充。它在自然科學中有節(jié)制地被使用，有著深刻的歷史淵源、方法論價值和語言學特征。

2023/2/481第一，自然科學（主要是物理學）曾經是隱喻發(fā)展的重要理論根源。韓禮德（Harlliday）和馬丁（Martin）曾把語義關系和語法關系合乎“自然的”稱為一致式，把“不自然的”稱為隱喻式。認為他們的觀點以牛頓力學為基石，但牛頓力學的許多方面已被科學理論的新發(fā)現否定了，因此傳統(tǒng)的語言學理論也應該被否定。2023/2/482第二，科學隱喻是科學發(fā)展的必然要求?？茖W隱喻是科學發(fā)展的必然結果，也是現代科學發(fā)展的必然趨勢?？茖W的發(fā)展可分為三個階段：古典科學階段、現代科學階段和伴