从经院哲学传统到实证科学方法的转变<br/>——科学发展的人文历程漫话之八

从经院哲学传统到实证科学方法的转变
——科学发展的人文历程漫话之八

2011-08-17钱时惕

物理通报 2011年10期

钱时惕

（河北大学河北保定 071002）

1 经院哲学及其特征

所谓“经院哲学”（scholasticism）最初是在欧洲的宫廷学校、基督教的大修道院和主教管区的附属学校发展起来的基督教哲学.它运用理性形式，用烦琐的抽象方法为基督教信仰和宗教神学论证服务.它的形成和发展大体经历了三个阶段：9～11世纪是其准备和逐渐形成阶段；12～13世纪是其发展和繁荣阶段；14世纪以后，经院哲学日趋没落.

在经院哲学中，上帝是最高的超验的实体，而整个体系则是高度抽象的和形式化的，从而造就了从概念到概念的抽象、烦琐的研究方法.

经院哲学的特征是：以《圣经》作为研究的对象和真理的标准，轻视对世俗生活和自然的研究，片面地运用形式逻辑的三段论，沉溺于空洞无聊的文字论辩.因而经院哲学又被称为“烦琐哲学”.这个时期，所谓的探索真理，就是引经据典地复述和阐发圣经中的有关论述、教会制定的信条以及“圣人”（如亚里士多德、柏拉图、奥古斯丁、托马斯等）的说教.检验真理的标准不是实践，而是权威和经典.学者们争论的主要课题，是诸如在一个针尖上能站多少个天使跳舞这样一些问题.为了争论田鼠有没有眼睛，双方都从亚里士多德的著作和圣经中寻找论据，作无休止的“论证”，但就是从来不肯从田野里捉一只田鼠来鉴别一下.经院哲学的这种传统，不利于科学的发展.

不过，经院哲学也有其积极的影响，主要表现为：（1）客观上促进了古典学术和文化的传播；（2）在宗教的形式下孕育着理性的精神；（3）提出了理性训练的教育目标和方法；（4）经院哲学内部不同派别的争论，促进了大学的自由探讨.

2 实验科学思潮的兴起

2.1 罗·培根引入“实验科学”概念

到13～14世纪，随着城市的发展，市民阶层的力量日渐强大.市民阶层为了发展经济、发展生产，对于科学与技术有着日益增长的要求.在这种情况下，不少人对经院哲学那些空洞、繁琐的论证与争辩表示不满，开始了对经院哲学思想方法的批判.这方面最主要的代表人物是罗·培根（R·Bacon，约1214～1294年）.

罗·培根出生于英格兰，曾在牛津大学和巴黎大学受教育，后来在巴黎大学教书.罗·培根坚决反对经院哲学空洞、烦琐的思想方法.他认为，要获得真正的知识，必须排除四种障碍：一是对毫无价值的权威的崇拜；二是习惯的影响；三是流行的偏见；四是由认识的虚夸而造成的无知.

如何才能获得真正的知识呢？罗·培根强调依靠经验和实验.培根这方面的知识，从工匠活动中受到启发.从古代希腊罗马开始，在科学技术的发展中，就存在着两种传统：学者传统与工匠传统.这两个传统一直是分离着的.因为从事学问研究的都是奴隶主、贵族、封建主、神父、主教等上层人士，而从事工匠活动的则主要是奴隶、平民、小手工业者等下层人士.在那个时代，学问研究被视为“高尚的”，而工匠活动被视为“下贱的”.不过，学者传统与工匠传统的这种分离，由于10～12世纪欧洲的生产技术进步而发生了接近与结合的趋势.罗·培根看到工匠活动的作用与意义，从而提倡科学研究中的实验方法.他说：“凡是希望对于在现象背后的真理得到毫不怀疑的欢乐的人，就必须知道如何使自己献身于实验.”［1］罗·培根说到做到.他本人曾根据10世纪时阿拉伯学者哈金的著作做过光学实验，研究过平凸透镜的放大效果，并且建议用这些镜片制成望远镜.罗·培根曾预言人类可能制造出自动舟船和自动车辆，还可以制造出像鱼一样在水下游，像鸟一样在天上飞的船舶和器械，表现出他具有把科学理论与实际应用相结合的愿望与智慧.据称，他是首先引用“实验科学”一词的学者.应该承认，罗·培根的思想与行动对于突破经院哲学脱离实际的旧传统，使学者传统与工匠传统结合起来起了重要作用.

2.2 弗·培根创立实验归纳法

弗·培根（F·Bacon，1561～1626年）是资产阶级上升时期的思想代表，主张探索自然、重视知识与发展科学.在人类文化史上，首次提出“知识就是力量”的名言.他认为经院哲学空洞、繁琐的论证与争辩阻碍了科学的发展，因此，他极力批判经院哲学和神学权威.他还揭露了人类认识产生谬误的根源，提出了著名的“四假相说”.

弗·培根创立的实验归纳法集中体现在他的《新工具》一书中.在此书中，他尖锐地批判了亚里士多德以及后来经院哲学对演绎法的过分依赖，认为三段论不能给人以新知识，新的科学工具是实验和归纳.弗·培根认为，科学中原始的概念和命题是依靠经验得出来的，从经验上升到理论是一个逐步上升的过程.弗·培根重视感觉经验和归纳逻辑在认识过程中的作用，对近代实证科学方法论的建立起了积极的推动作用.为此，罗素尊称培根为“给科学研究程序进行逻辑组织化的先驱”；马克思则称他是“英国唯物主义和整个现代实验科学的真正始祖.”［2］

2.3 格罗塞特提倡实验与数学的结合

在科学领域，牛津大学第一任校长格罗塞特（Grosseteste，1168～1253年）是一位潜心研究亚里士多德著作的著名学者，他撰写过亚里士多德《分析后篇》和《物理学》二书的注释.

格罗塞特的特点在于，不仅推崇亚里士多德学说，而且，也注意从柏拉图主义中吸取营养.格罗塞特在柏拉图主义（把光看成神的恩典）的思想影响下，提出了一种“光的形而上学”，并强调运用数学（重视数学是柏拉图思想的一个特色）来研究光的活动.

由于格罗塞特一方面从柏拉图方面吸取了数学是了解物质世界的基本锁钥的观点；另一方面从亚里士多德方面认识到经验的重要性（亚里士多德远比柏拉图重视经验）.就这样，格罗塞特在两种学术传统中架起了桥梁，在13世纪，提倡数学与实验相结合的科学方法.

2.4 伽利略对实证科学方法建立的贡献

伽利略（Galileo，1564～1642年）研制出浮力天平、温度计、天文望远镜等实验仪器，利用自己创制的天文望远镜观测天体，先后发现了月球表面的凹凸不平、木星的四颗卫星、土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏等现象.伽利略通过对斜面运动的实验研究与理论分析，初步得出惯性定律；伽利略还对运动基本概念（速度、加速度等）进行了研究并给出数学表示，为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础.

伽利略继承并发扬了格罗塞特提倡的实验与数学相结合的科学方法.他强调从观察和实验得到的客观事物出发，通过数学分析和逻辑推演得出正确的结论.他反对中世纪盛行的纯理性推演；也反对古代科学中对直觉的过分依赖.伽利略认为，前者脱离了感觉和经验，使科学陷入纯思辩；后者可能使我们的感觉受到蒙蔽，不能正确地认识和把握对象和事物.

伽利略倡导的数学与实验相结合的研究方法，要点在于：

（1）先从观察和实验中提取获得的认识的主要部分，用最简单的数学形式表示出来，建立数量的概念.

（2）再由此数学公式为基础，导出另一些易被实验验证的数量关系.

（3）然后通过实验验证这种数量关系.

由于伽利略最早自觉地把数学与实验相结合的方法应用于自然科学研究，所以，爱因斯坦称伽利略为“近代物理学之父——事实上也是整个近代科学之父.”［3］

2.5 牛顿创建经典力学的公理化体系

所谓公理化方法，就是指从尽可能少的原始概念和不加证明的原始命题（即公理、公设）出发，按照逻辑规则推导出其他命题，建立起一个演绎系统的方法.牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中，从力学的基本概念（质量、动量、惯性、力）和基本定律（运动三定律）出发，运用数学工具（包括他所发明的微积分），推导出万有引力定律及各种不同情况下物体运动的结果，用公理化方法把经典力学确立为完整而严密的体系，把天体的运动和地面上物体的运动统一起来，实现了科学史上一次伟大的综合.牛顿的《自然哲学的数学原理》，继科学史上第一个公理化体系——欧几里得几何体系，成为又一个公理化体系典范.此外，牛顿在实证科学方法建立方面，还有其他贡献；例如，牛顿提倡综合分析方法：在研究困难问题时，总是应当先用分析的方法，然后才用综合的方法.

3 实证科学方法的核心内容

经过13～20世纪众多科学家的努力，实证科学方法传统基本形成，其核心内容包括以下几个方面［4］.

3.1受控实验

所谓受控实验指的是实验应在严格控制的条件下进行.严格控制包括：

（1）实验必须与理论（可以是假说）相结合，按理论的逻辑来选择或设计实验装置、方法及程序.按这样的要求去做，才能保证实验结果可与理论的最终结论进行比较.

（2）实验过程必须能够排除各种偶然的、次要的、外来的因素干扰，保证实验是在一种简化的、纯化的条件下进行.按这种要求去做，才能使被研究对象的属性、联系、关系以纯粹的形式显示出来.

（3）用仪器设备来控制实验过程，并用能保证精度的仪器仪表对实验过程中的各种自变量、因变量、参数之间的关系进行定量测定，找出被研究对象运动或变化的规律性.由于保证了实验的受控性，因此，某个科学家做出的某种实验结果，其他科学家用相同方法，在相同条件下可以重复，即得出相同的结果；至少是相近（考虑到不同实验在方法及测量精度上存在某种差异）的结果.

也就是说，受控实验是可以广泛重复的，以取得科学共同体的“共识”.不能被广泛重复的实验结果，其可靠性、科学性将受到质疑.