《科学发现与科学方法》——假说和理论

  绝不是巧合

    1910年的一天,年青的德国气象学家魏格纳(A·L·Wegener)正躺在病床上,目光转向墙上挂的一幅世界地图,无意中发现:非洲西海岸线同南美东海岸线如此吻合,以致像一张撕碎了的纸,可以把它们重新拼合起来。这难道是偶然的巧合吗?不!魏格纳脑海里闪现出一个念头:两块大陆原是一整块,从前它们之间并没有大西洋,只是到后来才破裂、漂移而分开,形成现在的位置。

  问题在于把这种朴素、粗略的观念变成严密的理论系统。为此,魏格纳毅然决然地把自己的专业与兴趣从天文学、气象学领域转到地学方面来,并开始穷搜博览,决心揭开大陆漂移的奥秘。经过紧张的探究,1912年,他发表了第一篇关于大陆漂移的论文——《大陆漂移说》,从此以后,研究工作向纵深为展,虽因第一次世界大战的扰乱而始终没有中断。到1915年,他终于搜集到了地层构造、古生物地理、古气候等方面的证据,从而写成一度风靡全球的代表作——《海陆的起源》。此书的发表,标志着完整的大陆漂移假说的正式诞生。

  大陆漂移说认为,地壳的硅铝层是漂浮在硅镁层之上,二、三亿年以前,地球上的大陆是一个统一的整体,叫泛大陆,它周围全是海洋,叫泛大洋。中生代以来,由于地球的自转及在自转过程中受到日、月的吸引力(潮汐力),泛大陆发生分裂,最后它的碎片发生水平运动,漂移到目前所在的位置,这就是现在世界上的各大洲。由于泛大陆分裂、漂移,产生了大西洋和印度洋,同时,泛大洋缩小而形成现在的太平洋。这是一次多么壮观的沧桑巨变!

  大陆漂移说的问世,不仅给“上帝创世说”以沉重的打击,而且打破了当时地质学界居统治地位的“海陆固定论”和地壳“唯垂直运动论”的形而上学传统观念,为地学研究开出了新生面,因而引起了世界学者的极大关注和剧烈论争。尽管褒贬兼有、贬斥居多,但魏格纳对自己的主张深信不疑,并且百折不回,勇往直前,直至生命之最后一息。1920年,随着研究的深入,他把《海陆的起源》专著修订再版,1922年修订三版,1929年修订四版。为了从大地测量方面获得精确的佐证,1930年,他不畏严寒险阻,第三次踏上冰天雪地的格陵兰岛进行实地考察。可是,皇天负人,该年10月30巳,正值他五十诞辰,年富力强,大有作为之时,由于心脏病碎发,在狗拖的雪橇上以身殉职了。此地此时的气温是零下650C!

  因为当时魏格纳掌握的证明资料尚不足,特别是大陆漂移的驱动力问题没有得到满意的解答——如此偌大的陆地一漂数千里,经验算,光凭地球自转的离心力和日月的潮汐力是不足以实现的;由于魏格纳本人中年早丧;更由于传统的保守势力还甚嚣尘上,大陆漂移说被斥责为“大诗人的梦”而消沉了。

  但是,“凡是合理的都是现实的”。到了本世纪六十年代初期,沉默了近三十年之久的大陆漂移说又焕发了青春,重新活跃在科坛上。第二次世界大战以后,由于海洋科学和地球物理探测手段的发展,相继出现了“海底扩张说”和“板块构造说”。它们继承了大陆漂移说的思路和成果,又是建立在更加科学的基础上,较之大陆漂移说更加丰满和完善。尤其是1968年美国学着伊萨克斯等把大陆漂移说、海底扩张说、板块构造说三者结合起来。建立了“新全球构造论”,宣布了一场新的地学革命的到来。许多科学史家认为,这场革命同哥白尼建立太阳中心说、达尔文建立生物进化论同样重要。1974年,国际大陆测量地球物理协会莫斯科年会接受了以板块构造为基础的大陆漂移说。时至今天,固守旧论,反对新说者有亦无多了。进入七十年代以来,这一地学革命的新理论又不断经受住实践的考验并得到进一步的发展。

  这是有关假说和理论问题的一个典型事例。它具体而生动地说明:所谓假说究竟是怎么一回事?它是怎样建立起来,又如何发展成科学理论的?在人们认识真理的征途中,假说居于何种地位、起着什么样的作用?弄清这些问题,无疑是大有裨益的。

  “我用不着那个假设”

    据说法国伟大的数学家十天文学家拉普拉斯曾把他论述星云说的著作《宇宙体系论》奉献给拿破仑。拿破仑阅后问他:你写了这样一部大著作,为什么从不提到宇宙体系的创造者(上帝)?拉普拉斯立刻豪迈地回答说:“我用不着那个假设”。

  历史上最大的胡说莫过于假设“上帝创造世界”。的确,任何一个正直的科学家都是“用不着那个假设”的。尽管有的人在科学范围以外是虔诚的宗教徒,但在科学研究中,他们决不会让上帝插手,否则,他所搞的就不成其为科学。

  科学假说同胡说风马牛不相及。科学假说是根据已知的客观事实和科学知识,对未知的客观对象及其规律作出的假定性说明。它的第一个显著特点是以一定的事实为根据,它产生的最深厚的根源是社会实践。没有事实作根据,随心所欲地瞎编一气,则是地地道道的胡说八道。

  人们在实践中发现了新的事实,而这些事实却是已有理论或假说所无法解释的,这时,新的假说就会应运而生,这是形成假说的最通常情况。如上面提到的“海底扩张说”就是如此。近几十年来,社会实践向深海远洋进军,人们在浩翰的海洋里进行地质、地貌等方面的考察,发现了一些前所未知的新事实。如世界大洋洋底岩石的年龄都很年青,最老者不超过二亿二千万年(而地球的原始地壳年龄却达四十亿年)!在全世界各大洋的中部有一条连绵六万多公里、宽数百公里的海脊!海脊顶部被一条很深的裂谷劈开,有的裂谷宽达三十至五十公里,构成海脊的,主要是火成岩,而岩石的年龄,海脊中央最年青,由中央向东西两侧延伸,距离越远年代越老,东西两侧是对称的,等等。这些事实,不仅过去见所未见,闻所未闻,而且靠“地壳均衡论”、“唯垂直运动论”、“海陆固定论”等传统理论也显然解释不了。根据这些新的事实,美国普林斯顿大学地质系主任赫斯、美国海岸和大地测量局学者迪茨几乎同时于六十年代初提出了“海底扩张假说”。他们认为,海脊是新地壳的诞生地,地幔中的熔岩物质不断从海脊中部的裂谷中溢出,形成海洋地壳。由于这一过程不断进行,新的海洋地壳不断产生,不断向外扩张。海底扩张说补充了大陆漂移说,进一步说明地壳是以水平运动为主。再如,我国著名的地质学家李四光所以能创立别具一格的新学科--地质力学,在于他运用力学和地质学的理论,特别是魏格纳的大陆漂移说中地壳水平运动的思想,又细心地考察了国内外地质实践的经验,特别是我国地质构造发育的生动材料。总之,新事实与旧理论的矛盾,是假说构成的前提。因此,勤奋搜集资料,特别是以敏锐的眼光善于捕捉新事实或抓住有意义的材料,是提出科学假说的必要条件。

  烈火炼真金

    假说同科学理论亦不可同日而语。它的另一个显著特点是具有假定性或猜测性。假说通常是应用归纳、类比的方法建立起来,或是在灵感、直觉中闪现出来,除完全归纳外,靠这些方法得出的结论,都是或然的,不一定为真。我们讲话、写文章,可以拿科学理论作论据,但不可以假说为之,因为假说是否具有真理性还有待证明。假说要发展成科学理论,必须经过社会实践的验证。

  经过实践验证的假说,有三种可能的前途:其一,设想与实践结果不符合,经不起实践的考验。在科学史上,绝大多数假说都落得这种下场。突出的如“燃素说”、“热素说”、“以太说”、“地心说”、“灾变说”、“物活说”等等。此时此刻,就要勇于割爱,即使是自己多年潜心培育出来的心爱的假说,也要毅然抛弃,切莫抱残守闕,否则就会误入迷途,因为“偏见比无知离真理更远”(列宁语)。其二,经受住实践的考验,即设想与实践结果一致,从而上升为科学理论。科学史上,这种情况出现的概率很小。法拉第说:“就是最有成就的科学家,他们得以实现的建议、希望、愿望以及初步结论。也只不到十分之一。”其三,实践证明其基本正确或部分正确。其中包含有错误,尚需修改、纯化和补充。如上面说过的“大陆漂移说”,它说明地壳作水平运动,这是对的。他选用海岸形状、地质、古生物和古气候等方面的证据,也颇为有力,但对大陆漂移的方式和动力所作的解释,却难以自圆其说。魏格纳认为驱动大陆漂移来自地球自转的离心力和潮汐摩擦力。这两种力无疑存在着,但太小了。有人计算,地球自转离心力所引起的离极漂移力,最大值(在45。纬度处)不过是重力大小的三百万分之一,潮汐力也甚微,而一块较小的澳大利亚大陆也约有七十亿吨重。如此微不足道的力竟然把如此偌大的大陆漂泊到数千公里以外,实在令人难以置信。事实上,大陆漂移说的致命弱点正是在力学方面,这点连魏格纳求人也直言不讳,他曾说过:“漂移理论中的牛顿,还没有出现。”面对这种情况,一般是采取“逐步逼近法”或“接力赛”方法,使正确的内容逐步充实起来,后来出现的“海底扩张说”、“板块构造说”和“新全球构造论”,就是大陆漂移说之后一个又一个接力站。

  假说的真伪必须由实践来判明,并且要在实践中求得发展。但是须知,实践验证是一个复杂曲折的过程。一般说来,对于个别事物或现象的猜测或预言,通过实验或观察直接检验,就能定论。如“火星上可能有高级生物”的假定,过去众说纷红,莫衷一是,但在科学技术发达的今天,发射一颗人造卫星或一艘宇宙飞船到火星上面去就弄明白了。1976年7月20日,海盗1号飞船第一次安全降落在火星表面。发回清晰的照片和全面的探测数据,发现火星表面气压太低,只相当于地球上三十公里高空的大气密度,主要成分是CO2,几乎没有氧气,温度低达零下130。C,也没有高级生物存在。至此,“火星上可能有高级生物”这个长期争议的问题,算是“盖棺定论”了。然而,多数假说,说明的是客观事物内在的本质和规律,而本质和规律看不见、摸不着,不可能直接验证。对于这种假说,只能验证由它推导出来的个别结论,即通常所说的推论、预言或效应。也就是将这种假说的基本思想、基本原则当作前提,然后通过演绎推理,导出个别性的实际结论。预言与实验或观察结果相樟,说明假说错误,应当抛弃,另立新的假说;所有预言都得到证实,并且断定这些预言只能由这个假说导出,不能由相反的假说导出,则这个假说就是真的,从而上升为科学理论。例如,1869年门捷列夫提出化学元素周期律,指出元素的化学性质是原子量的周期性函数(后来科学证明是原子序数的周期性函数)。这是无法直接验证的。次年。他根据周期律预言了三种未知元素的存在,并具体指明它们各自的性质和在周期表中的位置。随后二十多年内,这三种元素均由别国科学家相继发现,这就是现在所称的“镓”、“钪’、“锗”。实践证实了预言,也就等于证实了周期律本身,因为,在此场合,正如门捷列夫所说:“当还没有这定律时,这些结论是不可能有的和不可设想的。”总之,一种假说的价值及其真理性,在于其不仅能完满解释已知事实,而且能预见未来和预见为实践所证实。如果为实践所证伪或否证,则假说即被推翻或严格限定其适用范围。因此,假说提出后,就得在验证预言上狠下功夫,巧妙她设计新实验或新观察,并且审慎地分析预言与基本原则之间是否存在着必然的联系。

  验证假说的复杂性,还在于实践标准的辩证本性。实践标准是绝对的,又是相对的。假说正确与否,归根到底,只能由实践来判明。但是一定历史时期内的实践又有局限性,不可能完全证实或推翻一种思想体系。“点石成金”,即把贱金属变为贵金属,过去认为是梦呓。鉴于封建时代“炼金术”、“炼丹术”长期失败的教训,使人认为是痴心妄想,办不到的。但是,实践和科技的发展,却使梦想变成了现实。另一方面,为数众多的假说,直到“原子时代”的今天,他仍然不可能完全证实或驳倒。太阳系内,除了地球之外,没有高级生物,算是证实了,但难道只有地球得天独厚?在茫茫的宇宙中,难道就没有我们的宇宙兄弟吗?这个问题,虽然“飞蝶”之类的传说纷纭,但时至今日,实践还无可奉告。再如,爱因斯坦的狭义相对论,迄今已为许多事实所印证。作为一种科学理论,持异议者大概寥寥无几了。但能否说已完全证实了呢?事情并非如此。比如光速不变原理,目前实验证实的是在闭合回路上平均光速不变,因而有人认为并非光速不变原理本身,这个原理仍然包含着假说的成分,只有在今后的实践中找到新的对钟手段时,这个原理才能验证。至于广义相对论,假定的因素就更多些。此外,由于实践的证实或证伪,理论适用范围时而扩大,时而缩小的情形,在科学史上更是屡见不鲜。经典力学曾被认为处处适用,后来只能限制在宏观低速运动的范围之内。同样,在更大的宇观尺度范围内,狭义相对论的相对性原理是否仍然适用,在更强的引力范围内(如“黑洞”,假如它果真存在的话),广义相对论是否依然有效,至今犹是末解之谜。真金不怕火炼。所以,一种科学假说或理论,必须不断倾听实践的呼声,长期接受实践的考验,在社会实践这座大熔炉中,求得纯化与发展,百炼成钢。把一定历史时期内的实践验证绝对化、固定化,以为到此就可万事大吉、高枕无忧,对科学发展只会有百害而无一利。

  李森科覆车之鉴

    同我的女朋友轻快地拉起手风琴,让我们来唱一唱李森科院士的永恒光荣,他以坚定的步伐走着米丘林的道路,他保护我们免受孟德尔一一摩尔根主义的愚弄。

  这是1948年以后苏联国家合唱队为李森科演唱的一支赞歌。李森科的形象被捧到吓人的高度。

  李森科何许人也?    

    他曾是苏联科学界的“两朝霸主”、“三重院士”(苏联、科学院、列宁全苏农业科学院和乌克兰科学院的院士),并享受过社会主义劳动英雄和九次列宁勋章获得者的荣誉,曾是一位声名赫赫、不可一世的“大人物”。然而,在科学的历史上,他不过是一个唐吉诃德式的骑士而已。他蛮横地嘲弄了科学,嘲弄了历史,到头来,反遭科学和历史的无情嘲弄,成了一个来去匆匆的过客。

  在几十年飞黄腾达的生涯中,李森科精心炮制过不少生物学理论,什么“春化作用”啦,“植物阶段发育”啦,“生物界没有种内斗争”啦……。而其最得意的发现在于:基因=燃素(或热质);基因学说=不可知论+唯心论+反动的美帝国主义的工具+……,以致夸下海口,要“把孟德尔、摩尔根、魏斯曼主义从我们的科学中消灭掉”。他的学术观点。虽经实践做了失败性判决,但仍可继续讨论。他覆车原因并不在这里。把自然科学理论上不同学派之争轻率地贴上政治斗争或阶级斗争的标签,用行政手段强制推崇一派,打击另一派,给科学设禁区、下禁令,甚至不择手段从政治上迫害持不同学术观点的科学家,从而,既窒息了科学,也毁灭了自己,这才是李森科之症结所在,是我们从中所应吸取的历史教训。

  在科学历史上,由于人们观察问题的立场。观点,方法不同,或是研究问题的角度不同,所掌握的资料不同,往往出现两种或多种假说同时并存的局面。有的是针锋相对,水火不容,有的似乎互不相容,实则彼此补充,相辅相成。例如,在生物学上,达尔文、米丘林学派和孟德尔、摩尔根学派,就是可以并行不悖的东西。前者侧重从生物体与自然环境的关系上研究问题,后者则把注意力放在生物体内的遗传物质上。两者各有所长,相得益彰,本是好事。但由于李森科等人的胡作非为,却使苏联在这个领域内远远落后了。再如。在天体演化论方面,曾出现过数十种假说,真可谓众说纷纭,莫衷一是。其中有的大同小异,也有的相去甚远。如琼斯等人的“灾变说”、施米特等人的“俘获说”和康德、拉普拉斯等人的“星云说”,彼此分野如此之大,以致怎么也捏不拢来。但即使如此。也决非坏事。正如毛泽东同志所说:“正确的东西总是在同错误的东西作斗争的过程中发展起来的。真的、善的、美的东西总是在同假的、恶的、丑的东西相比较而存在,相斗争而发展的。” (《关于正确处理人民内部矛盾的间题》)既然有了对立面,就迫使人们去为自己学说的生存权利而斗争,想方设法、千方百计去印证与完善自己的主张。这样一来,就促进科学研究。两派相争,结局无非是,要嘛双方皆错,从而同归于尽,让更新的假说出来取而代之;要嘛一方克服另一方,并在论争中丰富自己;要嘛各有片面的真理性,经过比较稠斗争,在更高的基础上统一起来。无论何种结局,都意味着认识更加接近客观真理,形成一种更加完整、更少弊病的科学理论。如果把自己那一套自诩为“唯一正确”,而又拿不出有力的佐证证实自己,驳倒对方,那么这个“唯一正确”就值得怀疑,就缺乏生命力,难于为群众普遍接受。苏联过去吃亏,也在于如对待生物学上的基因学说那样,乱贴标签,乱打棍子,把别人统统污蔑为坏“主义”,认为只有俄罗斯的“国产货”施米特的“俘获说”(认为原始太阳通过俘获星云中的物质而形成自己的行星系)才是“辩证唯物主义”,企图用简单粗暴的方法解决科学上的是非问题,不必依靠科学界的自由争论,不必诉诸科学的实践,结果呢,也同李森科一样,“机关算尽太聪明,反误了卿卿性命”煊赫一时的“俘获说”却在科学舞台上消声匿迹了。

  总之,不同假说试翼比飞,新旧主张迭相交替,这是科学发展过程中正常的、健康的现象,是假说上升到科学理论所不可或缺的,假说从实践中来,又回到实践中去接受检验,求得丰富与发展,不同假说相比较而存在,相斗争而发展,这就是假说发展的规律。

  然而,缺乏唯物辩证法修养的人,总是不能正确地看待这个问提。在科学舞台上,各种假说纷至沓来,交相更替,本是科学繁荣的标志,是科学前进的铮铮脚步声,但在他们看来,简直是漆黑一团,像《红楼梦》里描写的那样:“乱烘烘,你方唱罢我登场”,“正叹他人命不长,那知自己归来丧”——一切皆“空”,一切皆“了”,因此作出唯心主义、不可知论的结论,认为科学只是从假说到假说,从一个错误走向另一个新的错误,客观真理是得不到的,或者认为真理原不过权宜之计的作业假设而已。另一种人对于各种假说并存的局面,横看不顺眼,竖看不称心,总以为一家独鸣比百家争鸣好,于是乎他们的拿手好戏就是拉一派,打一派,非把万马奔腾的局面搞成万马齐暗不可,这是形而上学在作祟。两种倾向,殊途同归,都是扼杀科学。一切立志发展科学的智者,都应防止和反对这两种错误倾向,乐于并善于在百花齐放、百家争鸣的气氛中把科学推向前进。

  通向真理的桥梁

    放眼科学世界,郁郁苍苍的假说之林,立刻会映入我们的眼帘。在相对成熟的古老学科中,留下为数众多的假说;在新兴学科里,更是假说纵横驰骋的天地。这一现实,固然说明人类认识的历史局限性,但更为重要的,是表明假说在认识中的地位与作用不容忽视,否则就无法解释人们为什么如此乐于运用假说这一形式。

  对假说的评价跟如何解决认识论的基本问题密切相关。一个人对假说的看法,归根结底,由他对实践与认识的关系、感性认识与理性认识的关系、相对真理与绝对真理的关系,以及错误与真理的关系等问题的理解来决定。狭隘经验论者重视经验而轻视理论,因而总是对假说的创造性认识不足。否认科学能够揭示现象本质的实证论者,认为科学的任务仅仅在于描绘现象、记录事实,因此,把假说污蔑为“哲学和科学的毒药”、“理智的瘟疫”。

  同这些奇谈怪论相反,马克思主义坚持认识论的辩证法,把从实践到理论,从感性认识到理性认识,从相对真理到绝对真理,以及从错误走向真理。看作是一个历史发展的过程,而在这个过程中,假说就是理论思维的一种重要形式,是认识通向真理的桥梁。这正如恩格斯所指出的:“只要自然科学在思维着,它的发展形式就是假说。”①我们知道,认识始于经验,但又不停留在经验水平上。认识的任务在于通过感觉而达到思维,揭示事物的本质及其规律,建立起科学的理论系统。然而,认识规律是一个长期艰苦的曲折过程,不可能一蹴而就。这是由主客观条件决定的。客观事物的本质不是一下子暴露出来,建立科学理论所必须的丰富而可靠的经验材料,由于一定历史时期内实践水平的限制,也不可能一下子提供,这就决定了科学理论不可能迅速建立。在此情况下,怎么办呢?人们只能也应当从已有的为数不多的材料和知识出发,通过一定的逻辑推理,对客观事物作出某种假定性的说明,然后,以此为指事,提出新实验或进行新观察。才有可能导致新发现,建立新理论。这就是人们揭示真理的实际道路,除此之外,岂有他哉。如果一定要等待材料充分之后,才去进行理论加工,试图“毕其功于一役”,那么,在此之前(少则几月、几年,多则几十、几百年,乃至更长时间),就意味着停止理论思维,这无异于取消科学研究,从而科学理论只能是空中楼阁、海市蜃楼。

  ①《马克恩恩格斯选集》第3卷,人民出版社1972年版,第561页。

  假说的作用,首先是使研究工作有目的、有计划地进行,避免盲目摸索。自然科学研究,特别是基础理论研究,建立在实验和观察基础之上,否则就成为无本之木,无源之水。但是,对于实验或观察,不应自然主义地理解,以为它可以盲目地、漫无目标地进行。在现代,科学实验的技术复杂、设备庞大、费用昂贵,除非是傻瓜或科学的门外汉,不会有人用实验去乱碰乱撞,梦想从中得到意外的猎物。实际上,几乎所有创科学实验或观察,都是为了验证假说这一明确目的而设计出来、装备起来。只有依据一定的假说作指导。人们才知道设计什么样的实验,进行什么样的观察。并能在实验与观察过程中始终保持清醒的头脑,及时地抓住那些主要的、有意义的事实,而把次要的、意义不大的撇开。“只有理解了的东西才更深刻地感觉它”,毛泽东同志这句名言深刻地说明了理论和假说的意义。

  其次,假说的作用还在于可以把科学研究工作引向深入,引向四面八方,开拓出新的研究领域。假说来自事实,又高于已有事实。它带有猜测的性质,可以对未知的对象和尚未达到的领域提出大胆的设想,从而激发、推动着人们去探索、去突破。比如,过去地质学和地理学的研究工作,几乎完全集中在大陆部分,对于占地球面积百分之七十的海洋却极少注意。大陆漂移说问世以后,情况大为改观。它把人们的研究工作引入深海,伸向远洋,极大地推动了海洋地质学、岩石学、古地理学、地球物理学、地球化学、大地构造学等等学科的发展以及它们之间的相互渗透。而且还把地球科学进一步同现代数学、现代物理学、现代化学、现代生物学等相互结合起来。如果说我们过去对地球的了解是一知半解的话,那么,今天却全面得多、深入得多了。过去哥白尼提出的太阳中心说,康德的星云说,达尔文的生物进化论,孟德尔、摩尔根的基因说,爱因斯坦的相对论,等,异曲同工,也都起了同样的作用。

  在科学发展的长河中,如上所述,多数假说没有为尔后的实践所证实。它们被无情地淘汰了。但并不能因此而否定假说的意义。须知即使被推翻了的假说,也曾为科学的发展立过汗马功劳。失败是成功之母,错误是正确的先导,对于以探索未知为己任的科学研究来说,事情不能不是这样。“以太说”是荒诞的,因为普天之下根本没有这种虚无缥缈的东西。然而,众所周知,著名的迈克耳逊—莫雷实验就是为了验证“以太说”而设计出来的。实验的结果,否定了“以太说”,由此而推动物理学的大踏步前进。其他如地心说、燃素说、热质说等等,也情同此理。

  假说是科学发展的一种极其重要的形式和手段,是认识通向真理的必由之路。没有假说,科学研究就没有方向与目标,就不可能达到光辉灿烂的理论高峰。但是,我们也必须清醒地认识到,假说毕竟是假说,并不是为实践证实了的科学理论,因此,不能对它迷信、过分热衷。实验和观察要以假说为指导,但不能先入为主,要保持观察的客观性。如果实践结果与原来设想相反,就要重起炉灶,另立新说。真理愈辩愈明。在多种假说的论争中,要胸怀若谷,善于取人之长,补己之短,莫存门户之见而拒正确意见于千里之外,划地为牢,作茧自缚。这是一个科学工作者应有的品格,顺此办理,我们就一定能够借助假说这把金钥匙,不断打开科学的新宫殿。

  历史和逻辑的统一

    经过社会实践的验证与推动,假说逐步地转变成科学理论。一种科学理论,作为人的思维成果,通常都包含着一系列的概念、判断和推理,也就是由一系列概念、定义、范畴、原理、定理、定律、公式所构成。这些东西当然不是彼此孤立存在,也不是杂乱无章的机械堆砌,在撰写论文或教科书时,人们不应当随心所欲地想先写什么就先写什么,后写什么就后写什么。那么,怎么样才能正确地表述出来,使理论成为一个有序化的严整的科学体系呢?让我们光说说生物进化的一点情况。

  两千五百多年以前,古希腊米利都学派的哲学家阿那克西曼德说:“人是由鱼变成,是从水中到陆地上来的”。这是一种天才的猜测,但并没有多少科学根据。到了十九世纪,德国著名生物学家海克尔深入研究了生物系统发育与个体发育的关系问题,提出了“生物发生律”。他认为,生物个体胚胎发育过程反映了物种的发育过程,个体发育是系统发育的简要重演,从胚胎发育各阶段可以看出生物进化的历史。例如,人的胚胎的早期有腮裂、尾椎和颚间骨等。“经十月怀胎”,最后才完全成人形。这就是简要地重演了从鱼类—两栖类—爬虫类—哺乳类—人类的历史发展过程。

  科学理论的表述也与此相仿佛。所以,恩格斯指出:“在思维的历史中,某种概念或概念关系(肯定和否定,原因和结果,实体和变体)的发展和它在个别辩证论者头脑中的发展的关系,正如某一有机体在古生物学中的发展和它在胚胎学中(或者不如说在历史中和个别胚胎中)的发展的关系一样。”①这就是辩证逻辑中关于历史和逻辑相统一的原理,这是辩证的思维方法,也是理论的科学叙述方法。

  ①恩格斯:《自然辩证法》,人民出版社1971年版,第200页。

  在这里,所谓历史,主要指的是人类认识的历史发展顺序(科学史、哲学史、语言发展史等),而逻辑则指科学理论体系的逻辑叙述顺序。这两种顺序的关系是辩证的统一。历史是逻辑的基础,而逻辑则是历史的概括和总结。因此,恩格斯说:“历史从哪里开始,思想进程也应当从哪里开始,而思想进程的进一步发展不过是历史过程在抽象的、理论上前后一贯的形式上的反映;这种反映是经过修正的,然而是按照现实的历史过程本身的规律修正的”。

  ①①《马克思恩格斯选集》第2卷,人民出版社1972年版,第122页。

  例如力学。大家知道,在普通物理学的力学部分中,首先叙述的是以研究物体平衡条件的静力学,进而到运动学,最后到动力学。这种逻辑顺序,不是别的,正是经典力学发展历史的缩影或再现。早在古希腊时代,阿基米德从杠杆的多种形式中,概括出杠杆的一般原理,标志着静力学已经成为一间科学。十六世纪,意大利的伽利略进行了有名的“斜面实验”的研究,以后又提出惯性定律,从而开创了运动学。到了十七世纪,英国的牛顿提出F=ma定律,奠定了动力学的基础。同样,在历史上,相对论力学和量子力学是在经典力学之后出现的,因此,在理论教科书中,也只能先叙述经典力学,后叙述相对论和量子力学,而不能反过来。如果一位物理学教师教学,学生连牛顿力学都未学过,就大讲特讲相对论或量子力学,这除了把人搞得头晕眼胀、胡里胡涂之外,便什么也不会得到。

  当然,逻辑与历史的一致并非雷同,并不是如照像机那样机械、刻板。一致是差别的一致,统一是矛盾的统一。这也正如恩格斯所指出的那样:“在历史的发展中,偶然性起着自己的作用,而它在辩证的思维中,就象在胚胎的发展中一样包括在必然性中。”①这句话说的是,在人类认识的历史中,有许多偶然因素在起作用,因此造成发展迸程时而前进,时而后退,时而快,时而慢,走着迂回曲折的道路,而逻辑的叙述顺序则应撇开这些偶然因素的扰乱作用,仅仅把历史发展中主要的,带有必然性的、本质的东西(或阶段)反映出来。如果凡是历史上出现过的,不管三七二十一。统统地写出来,那就不成其为理论著作,而是记流水账了。

  ①恩格斯:《自然辩证法》,人民出版社1972年版,第200页。

  根据逻辑和历史相统一的原理,要求每一个科技工作者具备必要的科技史知识。因为只有遵循历史的线索,才能把握或创立合乎逻辑的理论体系。同样,在从事具体课题的研究时,也应当进行系统的历史考察,了解这问题的来龙去脉和发展方向。爱因斯坦说:“根据原始论文来追踪理论的形成过程却始终具有一种特殊的魁力;而且这样一种研究,比起通过许多同时代人的工作对已完成的题目作出一种流畅的系统的叙述来,往往对于实质提供一种更深刻的理解。”②如果一个从事物理学研究的人,对于自己专业的历史漆黑一团,一问三不知,就不可能成为一位物理学家。

  ②《爱因斯坦文集》第1卷,商务印书馆1976年版,第177页。