科學研究的藝術

W.I.B.貝弗里奇 著

陳捷 譯

W.I.B.Beveridge

THE ART OF SCIENTIFIC INVESTIGATION

William Heinemann Ltd. London, 1961

威廉•伊恩•比爾德莫爾（William Ian Beardmore，WIB）貝弗里奇是澳大利亞動物病理學家，也是劍橋大學動物病理學研究所所長。他於1908年4月23日出生在澳大利亞新南威爾士州朱尼市，並於2006年8月14日去世。他是1957年的《科學研究的藝術》和1977年的《上一次大瘟疫》的作者。

第七章 推理

“新發現的作出應是一種奇遇，而不應是思維邏輯過程的結果。敏銳的、持續的思考之所以有必要，是因為它能使我們始終沿着選定的道路前進，但並不一定會通向新發現。” ——西奧博爾德・史密斯

推理的限度與危險

在論及科學研究中推理的作用之前，先討論一下推理的局限性，可能會有益處。人們對這些問題的嚴重性往往估計不足，因為我們的科學概念得自教師和著作家，他們是按照邏輯上的安排，而很少是根據實際獲得知識的方式來闡述科學的。

日常經驗和歷史都告訴我們，在生物學和醫學中，推理的進展能超越事實而不誤入歧途是極罕見的事。主宰中世紀的經院哲學和權威主義與科學格格不人，全然二致。文藝復興時期，人們的觀點有所變化：按照事物的本來面目去觀察事物的強烈願望取代了那種事物應該並必須按照公認的觀點（大多源於經典著作）而表現的信念，人類的知識再度有所發展。培根對科學的發展有很大的影響，我認為這主要是由於他證明了絕大多數的新發現是憑經驗，而不是通過運用演繹邏輯作出的。1605年，他說：

“人類主要憑藉機遇或其它，而不是邏輯，創造了藝術和科學。”

1620年他又說：

“現時的邏輯方法僅有助於證實並確立那些建立在庸俗觀念基礎上的謬誤，而於探求真理無補，因而弊多利少。”

後來，法國哲學家笛卡兒使人們認識到推理能導致無窮的謬誤。他的金科玉律是：

“除非其真實性顯而易見、毋庸置疑，否則，決不可絕對贊同任何主張。”

所有的兒童，其實我們甚至可以說所有的幼年脊推動物，都發現了萬有引力。然而，現代科學的全部知識竟然無法圓滿地“解釋”這種現象。推理和邏輯作為一種方法，若沒有有關的經驗性知識，不僅不足以發現萬有引力，而且，即使是古代希臘羅馬時期使用的全部推理和邏輯，也未曾使得當時的智者正確地推斷出有關萬有引力的基本事實。

現代哲學家席勒(F.C.S.Schiller)（席勒（1861-1937),英國哲學家。―譯者）對於邏輯在科學中的運用有過精闢的評論，此處我將詳細援引：

“對科學行動步驟進行邏輯分析，實在是科學發展的一大障礙。……邏輯分析沒有去描述科學實際發展所憑藉的方法，並且沒有得出……可用以調整科學發展的規則，而是任意按照自己的偏見重新安排了實際的行動步驟，用求證的規程代替發現的規程。”

寫作科學論文所普遍採用的方法助長了人們對邏輯學家觀點的信賴。通常採用的那種邏輯上必然的提出結果方法，既不是按照時間先後，又不是詳盡地說明實際進行研究的經過，因為這樣做就常常會沉悶費解，而且從常理來看也浪費筆墨。奧爾伯特在他有關科學論文寫作的書中，特別主張不寫研究經過而按推理敘述。

這里我們再次引用席勒的話，他採取激進的見解：

“科學家越推崇邏輯，他們推理的科學價值就越低，這樣說是絕不過分的……然而，使社會感到幸運的是：絕大多數科學偉人幸而對邏輯傳統概念一無所知。”

他接着說：邏輯學是從規導希臘學校、集會以及法庭中的辯論而發展起來的。在那種地方，必須判斷誰勝誰負，邏輯學即服務於此目的。但是，人們不應因邏輯學全然不適用於科學而感到詫異，因為邏輯學的目的本不在北。許多邏輯學家着重指出：邏輯學所關係的是正確性與確實性，與創造性思維完全無關。

席勒進而批評說：傳統邏輯學不僅對作出新發現沒有什麼價值，而且，歷史已經證明，在新發現公布以後，對於認識其確實性並保證其為公眾接受也沒有什麼價值。確實，邏輯推理常常有礙於接受新的真理，偉大的發明家常受迫害的事實就證明了這一點。

“人類作出新發現之艱苦緩慢，以及對於在無准備或不希望它們發生的情況下而發生的那些最明顯的事實視而不見，這種種當足以證明邏輯學家對新發現的解釋有着嚴重的缺陷。”

席勒主要反對的是十九世紀下半葉某些邏輯學家闡述科學方法的觀點。大多數研究科學方法的現代哲學家並不把作出新發現的藝術包括在科學方法內，他們認為這不屬於他們研究的範疇。他們關心的是科學的哲學含義。

關於推理在科學知識發展中所起的不良作用，特羅特也說了幾句逆耳之言。他說：與經驗法比較，不僅運用推理作出的新發現寥寥無幾，而且科學的發展常因以推理為依據的錯誤教條而受阻礙。特別在醫學方面，全憑推理為基礎的習慣做法往往流行了幾十年或幾百年，才有一個敢於獨立思考的人提出疑問，而且在很多情況下他都證明這些做法害多益少。

邏輯學家將歸納推理（即從個別事例到一般原則，從事實到理論）和演繹推理（即從一般到個別，將理論運用於具體事例）區分開來。進行歸納的時侯，人們從觀察得到的資料出發，加以概括，從而解釋觀察到的事物之間的關係。而在運用演繹推理時，人們從某一普遍法則出發，將其運用於具體事例。因而，演繹推理得出的結論是受原始前提制約的，原始前提如正確，結論也就正確。

由於演繹法是將一般原理推廣應用於其它事例，就不可能導出新的概括，因而也不可能在科學上作出較大的進展。另一方面，歸納過程雖然可靠程度不夠，卻較富於創造性。其富於創造性是由於歸納過程是得出新理論的一種方法，而其可靠程度不足則是由於從搜集到的事實出發往往可以引出好幾種可能的理論。由於其中有些是互相矛盾的，所以不可能全部正確，甚而可能全部都不正確。

在生物學中，由於每一種現象、每一個條件都非常復雜，人們對其認識又不夠，所以前提是不明確的，因而使得推理不可靠。就推理而言，大自然往往太難以捉摸了。在數學、物理學和化學方面，基本前提建立得較為牢固，附隨的條件可較嚴格地抑定和控制。因而，推理對於這幾門學科的發展起了更主要的作用。雖則如此，數學家彭加勒說：“邏輯學與發現、發明沒有關係。”普朗克和愛因斯坦也說過一類似的觀點（見58頁和60頁）。這里的問題是：通常，我們是憑直覺而不是憑藉機械地運用邏輯來作出歸納，而且，我們的思路經常受到個人判斷的支配。另一方面，邏輯學家關心的不是思維作用的方式，而是邏輯上的系統闡述。

達爾文發現他的假說總不免要被捨棄或至少要大加修改，從這樣的經驗中他懂得了：在生物科學方面，演繹推理是不能信賴的。他說：

“我必須從大量事實出發，而不是從原理出發，我總懷疑原理中有謬誤。”

由於很難給術語下確切的定義。由於前提很難做到準確而絕對無誤，這就給在科學研究中運用推理造成了一個基本的困難。尤其是在生物學中，前提往往只在一定的條件下才成立。為了推理的審慎和思維的清晰，人們必須首先規定所用的術語。然而在生物學中，經常很難或甚至根本無法規定精確的定義。以“流行性感冒是由病毒引起的”一語為例。流行性感冒原為一種臨床概念，即據根臨床症狀規定的疾病。我們現在知道，由好幾種不同的微生物引起的疾病都包括在醫生所說的流行性感冒之列。而現在，病毒工作者更主張把流行性感冒稱為由具備某些特徵的病毒引起的疾病。但這樣做只不過是把規定流感定義的困難變成了規定流感病毒定義的困難，而對流感病毒也是很難規定準確定義的。

如果我們接受下述原則：即所謂推理僅是就其成立的可能性而言，則這種困難可在一定程度上得到解決。確實，生物學上的很多推理如稱為猜測更為貼切。

我已經指出了科學中運用邏輯作用的某些限度；造成謬誤的另一個常見的原因是不正確的推理，例如犯有某種邏輯上的錯誤。以為推理容易，無需訓練或只要多加小心就行，這是自欺欺人之談。下一節中要略述幾項一般性的注意事項，供在科學研究中運用推理時參考。