摘要 归纳法是一种重要的科学方法，但是人们对归纳推理的有效性一直争论不休。对于归纳法在科学发现中作用，古典归纳主义者和现代归纳主义者各自走向极端。科学发现的历史表明，归纳是人们从经验中获得知识和发现低层次经验定律的重要方法，对于推动科学的发展具有十分重要的意义。
关键词 归纳法 经验 知识 科学发现
中图分类号：G304文献标识码：A
Induction and Scientific Discovery
WANG Taizhong[1],ZHANG Ge[2]
([1]Chinese Department,Zhaotong Teacher`s College, Zhaotong,Yunnan657000;
[2]Art Department,Zhaotong Teacher"s College, Zhaotong, Yunnan657000)
AbstractInduction is one of important scientific methods, But people have been debating the validity of inductive inference.As to the role of induction in scientific discovery, classical and modern inductive logic both reached their extreme.The history of scientific discovery told us that induction is important,it could help us to find empirical knowledge and low-level experience laws,and it is of great significance to promote scientific development.
Key wordsinduction; experience; knowledge; scientific discovery
1 古典归纳主义者和现代归纳主义者对归纳法在科学发现中的作用的不同见解
在西方哲学、科学哲学和逻辑学中，科学发现的逻辑问题是一个传统课题，什么是科学发现的逻辑？科学发现的逻辑是否存在？归纳法是不是一种可靠的科学发现的方法？在这些问题上，人们争论不休，各持己见。
亚里士多德是历史上第一个系统地研究逻辑学的人，也是第一个研究科学发现的逻辑的人，他提出的科学发现的逻辑的模式是“归纳——演绎”，并且他把直觉归纳与演绎溯因结合起来，建立了最早的科学模式。亚里士多德把归纳法看作是从特殊事物中揭示普遍规律的一般方法，认为没有归纳就不可能有一般知识。由此可见，归纳法在亚里士多德看来是科学发现的方法。
演绎推理的结论没有超出前提的范围，因此演绎被弗兰西斯·培根认为对于科学发现毫无帮助。以弗兰西斯·培根为代表的古典归纳主义者认为，科学原理是人们运用归纳法从反复发生的事实经验和对材料的分析整理中推导出来的。在培根看来，科学知识结构是一种命题的金字塔，经验事实的命题构成了金字塔的底层，科学研究的过程就是通过特定的归纳程序从金字塔底层的经验命题逐步地归纳上升到顶部，最终发现最一般原理，抽象出分析命题的过程。亚里士多德认为演绎和归纳都是必不可少的科学方法，但是培根持有不同的观点。培根认为科学发现必须突破旧知识的范围，把人类的知识延伸到未知领域。演绎的结论包含在前提之中，对于新知识的发现没有帮助，而归纳法从特殊到一般的思维进程使得它成为唯一的科学发现方法。
归纳虽然把人类的触角伸向了更为广阔的未知领域，但是归纳的前提和结论之间的或然性关系使得归纳结论的可靠性受到人们的质疑，这种质疑到了休谟时代终于形成一股强劲的力量，对归纳理论造成了巨大的影响，迫使归纳研究和归纳理论急剧蜕变。质疑虽然不无道理，但是“归纳问题”在哲学上是无解的，妥协的办法是现代归纳主义者不再像古典归纳主义者那样理直气壮地认为归纳法是科学发现的方法。现代归纳逻辑与概率论相结合，求得前提对于结论的支持度，这种推理的结论不再是一个全称命题，而是一个用百分比表示的数据，这种数据只在一定程度上反映前提和结论之间的逻辑关系。
古典归纳主义者的强归纳主义的观点太僵硬了。科学发现是多种逻辑方法共同参与的过程，演绎、归纳、分析、综合等缺一不可。科学发现的过程还存在着许多想象、联想、灵感爆发等非逻辑思维因素，并且这些非逻辑思维因素，科学史上还造就了无数伟大的发现。牛顿从苹果落地发现了万有引力，瓦特从壶盖沸动发明了蒸汽机，凯库勒受梦的启发而发现苯分子的结构，这些科学发现或者科技发明都是在想象、联想、灵感爆发等非逻辑因素参与的情况下进行思维的结果。想象、联想、灵感爆发等非逻辑思维因素可以使人们超越现实的时空限制去预测未来，科学发现便具有了一定程度的随机性质和假设性质。古典归纳主义者的一个偏激之处是没有意识到归纳前提和结论之间的概然性关系，把归纳推理的结论作为科学真理；另一个偏激之处是没有认识到其他逻辑方法和非逻辑思维在科学发现中的作用，过分夸大了归纳在科学发现中的作用。
现代归纳主义者否认科学发现的逻辑，这种观点也是偏激的。他们把科学发现的机遇性与合理性对立起来，认为科学发现充满着不确定因素，非逻辑思维或者非理性思维在科学发现中占据主导地位，这种科学观给科学发现蒙上了神秘色彩，成为个别人的幸运猜测，而大多数人只能在科学的城堡外悲观地叹息。我们认为，科学发现固然需要思维的自由创造，需要许多非逻辑因素的作用，但并不能因此否认科学发现需要以逻辑上的合理性为条件。透过科学发现的随机性质和自由创造过程，我们可以看到其中必然有着一些确定的方法程序。科学发现始终是一个连续的过程，始终要在某种逻辑框架中进行，是重要经过逻辑的缜密的严肃的思考与检验。在科学发现的过程中，逻辑框架以及归纳方法必不可少。
2 归纳法是科学发现必不可少的方法
古典归纳主义者的归纳是科学发现唯一可靠的方法的观点以及现代归纳主义者的归纳与科学发现无关的观点，都是不可取的。虽然，从个别到一般的结论并不一定是真的，但是从历史上看，归纳法确实在科学发现中起过重要作用。
2.1 归纳是人们从经验中获得知识的有效方法
从经验中获得有关知识，就是说在过去的经验的基础上做出概括，得出一般性的结论。这种经验知识很重要，能够帮助我们预见某种现象，解释现在的经验并指导我们的行为。例如，“蚂蚁搬家蛇过道，明日必有大雨到”、“下雪不寒化雪寒”，“ 庄稼一枝花，全靠粪当家”、“清明前后，种瓜种豆”、“今冬麦盖三层被，来年枕着馒头睡”、“朝霞不出门，晚霞行千里”等，这些谚语都是人们对过去经验的概括，是人们在无数次的经验中总结出来的一般结论。科学因解释世界的现象知道人们的行动而产生，人们把日积月累的经验归纳概括起来，便发现了事物现象间的因果关系，从而获得了某些经验知识。没有归纳，经验再多，也不能发现知识。
人们总是在自觉或不自觉地在运用归纳法来总结经验，发现问题，获得知识。我国现存最早的一部医学巨著《内经》中记载的关于大敦穴的发现的故事，是人们不自觉地运用归纳法来总结经验推动科学发展的一个鲜明的例子。一般来说，非科学研究工作者在日常生活和工作中不自觉地运用归纳法来总结经验，而专业的科学工作者则自觉地运用归纳法来总结经验。医药研究者要想知道某种新药品所引起的不良反应，他必须观察这一药品在不同条件下对不同的人的作用，这一药品所引起不良反应的症状是他经过多次的观察试验总结归纳出来的。自觉地运用归纳法，为我们获得知识提供了有力的工具。
在科学史上，有许多知识都是人们从经验中归纳出来的。意大利的博物学家、生理学家和实验生理学家斯帕拉捷自觉地运用了契合差异并用法，从而揭开了蝙蝠依靠耳朵回收超声波遇到障碍物的情况来控制飞行方向和捕食活动的这一科学之谜。英国的化学家、物理学家道尔顿发现色盲症的存在运用了简单枚举法。波兰裔法国籍物理学家、放射化学家居里夫人发现镭和钋，德国化学家文克勒发现新元素“锗”，英国化学家拉姆塞发现隋性气体，德国物理学家伦琴发现x射线运用了剩余法。
2.2 归纳法是人们发现低层次经验定律的重要方法
“经验定律在理论知识体系中处于低层次的地位，它们揭示了事物现象之间的某种联系的普遍性，证明了某种事物或现象中存在的共同特征。”①经验定律呈现出不同的类型，最主要的是性质描述型经验定律和关系描述型经验定律。性质描述型经验定律是对已有经验知识的概括与扩展，它对某种事物现象具有的共同性质或特征作出描述。关系描述型经验定律对两类事物现象之间存在的关系作出描述。
近代科学实验科学的兴起之后，人们从事科学研究，需要对分散的、凌乱的单一事物现象进行观察和实验。但是，要想发现事物的普遍特征和事物之间的普遍联系，把经验知识上升到理论知识，形成经验定律，人们往往运用归纳法。
“英国化学家波义耳和法国物理学家马略特各自从实验中发现：一定质量的气体在温度不变的情况下，如果气体的体积越大，那么它的压力就越小；如果气体的体积越小，那么它的压力就越大，这就是关于气体压强和体积关系的波义耳定律。法国化学家盖·吕萨克根据多次实验发现：一定量的气体，在压力不变的情况下，气体的绝对温度与它的体积成正比，如果气体的温度越高，那么它的体积就越大；如果气体的温度越低，那么它的体积就越小，这就是盖·吕萨克第一定律。”②波义耳定律和盖·吕萨克第一定律都属于经验定律，这两个经验定律的发现运用了共变法。
经验定律是在对个别事实的观察和实验中总结出来的，其中的思维进程是从个别事实到一般原理，这是一种归纳程序，没有归纳，观察和实验中所积累的经验材料就难以条理化、系统化，经验就不能有一个飞跃，理论的形成就缺乏方法的支持。德国物理学家普朗克曾经说过：“物理定理的性质和内容，都不可能单纯依靠思维来获得，唯一可能的途径是致力于对自然的观察，尽可能收集最大量的各种经验事实，并把这些事实加以比较，然后以最简单最全面的命题总结起来，换句话说，我们必须采用归纳法。”③
通过归纳法建立起具有假说性质的经验定律是人们在科学研究的过程中常用的方法。俄国化学家门捷列夫发现化学元素周期律，英国博物学家、发明家胡克发现弹性定律运用了共变法。法国化学家普鲁斯特提出关于元素化合的定比定律，德国的约翰·丹尼尔·提丢斯提出波德定律运用了完全归纳法。
理论和众多的科学发现的事实表明，归纳法是科学发现的重要方法之一，它不仅是人类获得经验知识的有效方法，也是获得经验定律的重要手段。不管人们承认还是不承认归纳法的作用，但是人们总是自觉或者不知觉地在运用归纳法总结经验；尽管归纳的结论不是绝对可靠的，但是归纳法确实给科学发现带来很多成果，对人类获得知识，推动科学的发展具有十分重要的意义。因此，我们虽然不能过分夸大归纳法在科学发现中的作用，但也不能否认它的功能。我们应该正确地评价归纳法在科学发现中的作用，合理地利用归纳法使之为科学发现服务。
注释
①卢明森.创新思维学引论[M].北京:高等教育出版社,2005:256.
②王太忠.关于归纳逻辑与科学方法论的几点探讨[D].昆明:云南师范大学,2007:25.
③黄菊丽.归纳法在逻辑中的地位和作用[C].北京逻辑学会.归纳逻辑.北京：中国人民大学出版社,1986:105.
