谈谈我对科学认识过程的看法

谈谈我对科学认识过程的看法宋永强 北京232信箱中海石油技术服务公司邮编 电话 010-8164-1科学认识过程是自然辩证法的内容之一。自然辩证法是辩证唯物主义关于自然界以及人类认识与改造自然界的根本观点和根本方法，辩证唯物主义的科学技术方法论是马克思主义关于人类认识自然和改造自然的一般方法的理论，辩证唯物主义科学技术观是马克思主义关于科学技术的本质及其发展规律的根本观点，是人类认识和改造自然必须遵循的规律，也是发展科学技术必须遵循的规律。就其学科性质而言，属于哲学门类。自然辩证法所要研究的，是自然界、人类认识与改造自然以及科学技术发展的一般规律，在科学和哲学认识的层次上，它研究的只是存在于自然界中、人类认识与改造自然的科学技术研究活动中以及科学技术发展中的一般规律，是马克思主义关于人类认识和改造自然的成果，是自然科学和技术的理论成果的概括和总结。科学技术认识过程是人类对自然界的认识过程，列宁的物质定义揭示了自然界的物质是客观存在的，从而指明了物质对于意识的根源性，意识对于物质的依赖性，彻底坚持了物质第一性、意识第二性的唯物主义基本原则。也是自然科学的基础。爱因斯坦说过：“相信有一个离开知觉主体而独立的外在世界，是一切自然科学的基础。”月亮无论有人无人去观察它，都是客观存在着的；微观粒子在人们未测量它们之前也是客观存在着的。因为月亮和微观粒子都是早在人类出现以前至少已经分别存在40亿年或上百亿年了。这就有力地驳斥了“月亮在无人看它时确实不存在”和“客观性只是一个古老的幻梦”的唯心主义观点。自然界物质形态具有多样性，可分为非生命世界和生命世界两大类。非生命物质的最简单的物质形态是基本粒子。目前实验上已发现的基本粒子有400多种。在生命世界里，众多的物质形态五彩缤纷，有种类纷繁的花草树木、形态千奇百怪的虫鱼鸟兽和形体纤细难辨的细菌病毒等。科学认识过程受客观世界的发展所影响，认识过程是一个随客观世界变化而变化的过程，世界上没有一成不变的事情。自然界有其历史性和演化过程，自然界的演化是不可逆的，无论是星系、天体、地球的演化或生命的进化，都是以要素方面或结构、功能方面的新旧交替为标志的。这种新旧交替有不可完全逆转的性质。刻划这种性质的概念就是不可逆性。科学认识是相对于日常生活中的常识性认识以及高度抽象的哲理性认识而言的。科学认识具有实证性，它能提供具体确定的知识，其结论比较明确，可以验证科学认识具有深刻性，它不是停留在表面现象上，而是力求揭示现象背后的本质，阐明其内部机理；科学认识具有创造性，即在实践的基础上进行抽象思维，创建科学理论并指导实践创造出天然自然中未曾有过的人工客体。科学认识的成果是精神生产的产品，进行这种精神生产的各要素有机地结合起来，即构成科学认识系统。这些要素是科学认识的主体、科学认识的客体和实现主体与客体相互作用的中介。科学认识主体是人类社会成员的一部分，他们既具有人类社会成员的一般规定，又具有知识经验、方法技能、价值准则和从事科学实践活动方面的特殊规定。科学认识客体是客观事物中一个特殊部分，是进入主体认识和实践范围的客观事物。科学认识中介是指科学研究中所用的仪器和工具，符号、语言等。在构成现实的科学认识关系中，主体是认识者，处于主动一方，而客体则是作为主体的认识对象而存在的，是被认识者。科学认识主体和客体构成认识与被认识的关系，是互相联系、互相作用的。科学认识就是科学认识主体在科学实践中运用科学认识中介与客体相互作用从而能动地反映客体的过程。在科学认识系统中，主体是通过有目的地改造客观世界的活动去认识客体的，因此处于主动地位，具有能动性。但客体就其物质属性而言，是不以主体的主观意志为转移的客观实在，科学认识主体能动作用的发挥，不能不受到科学认识客体的制约。科学认识过程是在科学实践的基础上展开的。科学实践主要是指科学实验（包括科学观察和技术试验），它是科学认识的源泉，科学认识发展的动力和检验科学认识真理性的标准。科学实践是从生产实践中分化出来，又以生产实践为基础的相对独立的实践活动。忽视生产实践对科学实践的重大影响，在理论上是错误的，实践上是有害的。科学技术方法是通过科学认识主体的活动而表现出来的，它是主体把握客体的主观手段。列宁曾提醒人们注意黑格尔的如下论断：“在探索的认识中，方法也就是工具，是主观方面的某个手段，主观方面通过这个手段和客体发生关系。”在科学认识系统中，科学技术方法处于实现主体与客体相互作用的中介地位。从而在科学认识中起着重大作用。科学技术方法种类繁多。按其适用范围的大小可以区分为三类：1、适用于某些学科的特殊研究方法，如光谱分析方法、条件反射方法，同位素示踪方法等；2、适用于各门自然科学或技术科学的一般研究方法，如观察实验方法，假说方法，技术预测和评估方法，系统方法，数学方法等；3、适用于自然科学社会科学、思维科学的普遍研究方法，如归纳方法、演绎方法、矛盾分析方法等。这三类方法之间的关系属于个别与一般的关系。其中，第一类方法是各门具体科学研究的内容，第三类方法是哲学认识论和方法论研究的内容，自辩证法学科主要研究第二类方法。第二类方法也有许多种。严格说来，这些方法在科学技术研究的全过程中都发挥着作用。但是，在过程的各个环节上，不同方法所起的作用是有区别的。可分为科学研究方法和技术研究与开发方法。可以按科学研究的大致程序从总体上勾划出科学研究方法的框架。科学研究当然没有刻板的固定程序。但在多数情况下，会包括几个相互衔接的环节。以基础科学的研究程序为例，它大体包括以下五个环节；1、选题。这一环节是从发现或接触各种科学问题开始的。经过广泛收集有关背景资料，全面估价自己的研究能力和条件，并对课题做出论证之后，才能把课题确立下来。在整个科学研究过程中，选课是有战略意义的一步。在这个环节上，发现和确认问题的方法起着重要作用。2、获取科学事实。这个环节的主要工作是按课题的需要收集和整理事实材料。既需通过文献检索获得间接经验，更需通过观察、实验取得直接经验。当然，获得科学事实是不能完全脱离理性思维的，特别是在实验的设计以及观察、实验结果的处理中，理性思维更起着重要的作用。3、进行思维加工。这个环节的主工作是，基于已有的材料，运用逻辑思维，形象思维，直觉思维的方法，进行科学抽象，形成科学假说。在这个环节上，科学研究的创造性表现得特别明显，因而创造性的思维方法起着最重要的作用。4、验证。这个环节的主要工作是对已形成的假说进行实践检验。通过将假说演绎出的新预言与实验结果相比较，对假说的完善程序做出评价，再进而决定是提出新假说还是完善充实原有假说。验证主要通过实验和观察进行，但也常常辅之以逻辑判定。5、建立理论体系。这一环节的主要工作是把已确证的假说和先前的理论尽可能统一起来，形成比较严密的有内在逻辑关系的体系。在这一环节上、公理方法、从抽象上升到具体的方法，逻辑与历史相统一的方法起着明显的作用。需要明确的是：第一，上述程序主要是基础研究的一般程序。第二，即使用在基础研究中，情况也相当复杂，很难用这个框架概括无遗。技术方法是各类技术研究和技术开发中所使用的普遍的共同方法。技术方法与科学方法具有许多共同性。这是因为人们变革自然的活动建立在对自然规律认识的基础上，科学认识是技术手段的前提。因此从事自然科学基础研究的方法对技术研究同样是适用的，但技术方法具有更强的实践性，社会性和综合性。技术方法主要包括技术决策和技术创造方法等，它们是从事技术研究与开发中的普遍的方法。当一定时代的科学认识主体在当时的知识背景下需要解决而又未解决时就变成科学问题，它包含着一定的求解目标和应答域，但尚无确定的答案。科学问题是一定历史时代的产物。只有从当时的科学认识和科学实践的水平出发，才能提出有价值的科学问题。例如，德国数学家希尔伯特之所以能于1900年提出作为数学研究目标的23个问题，对当代数学的发展产生了重大影响，就是因为他的研究领域几乎启蒙及当时数学的各个重要分支且造诣很深，能够总揽全局，把握数学发展的动向。如果脱离当时的科学认识和科学实践水平，提出的问题则可能是虚幻性的或无知性的。科学问题主要来源是：1、从科学实践与科学理论的矛盾中产生问题。当原有的科学理论不能解释新的现象、新的事实时，便产生了矛盾，也产生了需要探讨的问题。如水星近日点摄动与牛顿理论的矛盾;电子的发现与传统的原子不可再分的理论产生的矛盾等。当对同一事物进行多方面的观察和实验，其实验结果从理论上无法做出统一的解释时，也会产生需要研究的科学问题。例如20世纪初，根据传统的光的波动理论无法对光的干涉、衍射现象与光电效应做出统一的解释等。2、从科学理论内部的矛盾中产生问题。一种理论或一个概念，如果能从中推出逻辑矛盾，那就表明其中存在着需要进一步探讨的问题。数学中的悖论（如伽利略悖论，无穷小悖论、康托尔悖论、罗素悖论等）以及物理学、天文学中的佯谬.等）都是如此。一个科学认识问题首先要作好科研选题，科研选题就是形成、选择和确定所要研究和解决的课题。课题是为了实现某个特定目标所需要研究的一个或一组科学问题。无数事实表明：无论是国家、集体或个人的科学研究活动，若想取得重大的研究成果，除了人员素质和必要的物质条件外，选题是一个关键因素。科学奠定人贝尔纳强调：“课题的形成和选择，无论作为外部的经济要求，抑或作为科学本身的要求，都是研究工作中最复杂的一个阶段，一般来说，提出课题比解决课题更困难，所以评价和选择课题，便成了研究战略的起点。”因此，在科学研究中，最困难的最需要具有远见卓识的，就是能够选好课题。选好课题后就要获取科学事实，基本方法是观察和实验。要清楚：1、科学事实应该是个别存在的陈述。2、科学事实应该可复核。3、科学事实应该比较精确、系统。通过有目的、有计划地感知描述客观事物，获取感性材料。为了获得更精确可靠的科学事实，要运用一定的物质手段（科学仪器和设备）、在人为控制或变革客观事物的条件下获得科学事实，主动地从自然现象中索取人们所期望的东西。通过实践获得的科学事实只是科学认识的基础，它有待于上升到理性认识。科学抽象就是科学认识由感性阶段向理性阶段飞跃的决定性环节。科学思维则是运用科学抽象的成果-概念，符号和思想模型所进行的深入的认识活动，是主体把握客体本质的认识活动和认识形式。逻辑思维、形象思维和直觉思维是科学思维的三种基本类型，科学思维的各种方法则是这三种基本思维类型的应用。科学抽象的成果有科学概念、科学符号、思想模型等形态，广义的还包括科学判断、科学假说和理论等。谈到科学概念，它主要的特征是：可确定性、可检验性及可变动性。而科学概念的制作则主要通过抽象法。概念的抽象过程或抽象方法的要点是：抽取共同点、限制思路，深入抽取本质、理想地复现对象。纯概念是一种无定型的精神性的东西，它还必须借助于符号使其得以完善的显示。不然，人类既无法使自己的思想清晰化，更无法做到互相交流和沟通。从认识论观点看，符号是一定的可感知的物质对象，它在贮存、传递另一对象的信息方面充当另一对象的代替物。符号不但必须具有物质性和可感知性，而且还必须具备含义。符号的含义是人的历史性的社会实践活动所赋予的。任何符号都是物质形式和含义（或授义）的统一。对科学研究进一步的抽象，就可以从原型中抽象出思想模型，它是抽象化了的思想客体或思想事物，如原子模型、层子模型、DNA双螺旋结构模型、弯曲时空模型、板块构造模型、大气环流模型等。广义地说，思想模型也包括数学模型。理想模型是思想模型的特殊类型，它是既具有高度抽象性，又具有某种极限特征的理想客体或理想事物。与科学抽象紧密联系的是科学思维，主要方法有科学思维的逻辑方法、科学思维的非逻辑方法及数学方法。逻辑思维方法是在感性认识的基础上，运用概念、判断、推理等形式对客观世界的间接的、概括的反映过程，是科学思维的一种最普通、最基本的类型。它包括形式逻辑思维和辩证逻辑思维两种形态。形式逻辑和辩证逻辑在科学认识中各有其不可取代的作用。数学方法则是以数学为工具进行科学研究的方法，用数学语言表达事物的状态、关系和过程，经推导、演算和分析，以形成解释、判断和预言的方法。它具有高度的抽象性、精确性及应用的普通性。它在科学认识中的作用主要表现在：1、为科学技术研究提供简洁精确的形式文化语言。2、为科学技术研究提供数量分析和计算方法。3、为科学技术研究提供逻辑推理工具。科学认识的过程可以不断地升华到理论，从理论可以演变成科学假说，利用已知的科学事实和科学原理，对所研究的自然现象及其规律性提出一种假定的性的推测和说明，假说是自然科学理论思维的一种重要形式。假说的构成特点是：1、科学性。2、假定性。3、易变性。另外，科学理论也是科学认识过程所使用的重要方法。科学理论是经过实践检验的系统化了的科学知识体系，它是由科学概念，科学原理以及对这些概念、原理的理论论证所组成的体系。科学理论有其自身的特点和结构。1、科学理论的基本特征主要表现为客观真理性、普通性、系统性和逻辑性。客观真理性。科学理论正确地反映了客观事物的本质及其规律性，因而具有客观真理性。这是科学理论的基本特征。也是它和假说的根本区别。科学理论的客观真理性要求任何一个科学理论需具备三个基本条件：建立这一理论所凭借的事实材料必须是经过实践复核且证明是真实的；根据这些事实材料所提出的假定性规定已经得到实践确认，并经得起实践的进一步检验;根据这种理论所做出的科学预见已在实践中得到证明。但实践是历史的活动，受到历史条件的制约，因而科学理论也是一定历史条件下的产物，并在一定的实践条件下经受检验，它只能从一定的侧面，在一定的深度和程度上反映客观世界的规律性。所以，任何科学理论既有客观性、绝对性的一面，又有条件性、相对性的一面。普遍性。科学理论通过揭示某一领域的共同本质而普遍适用于这个领域，能对这个领域的复杂多样的现象做出解释，能预言出现在这个领域内的新现象。科学理论的普遍性不是通过形式上“去异存同”的抽象来达到的，而是通过对深刻本质的揭示而实现的。比如，经典电磁场论通过揭示电磁波的规律而普遍适用于电、磁、光等现象，量子理论通过揭示波粒二象性而普遍适用于各种微观客体。系统性。科学理论不是各种孤立的概念、原理的简单堆砌，也不是互不相关的各种论点，论据的机械组合，而是根据自然界的有机联系，由它的知识单元（概念、原理、定律等）按系统性原则组成的有内在联系的知识体系。逻辑性。科学理论必须概念明确、判断恰当、推理正确、论证严密，理论中的范畴和规律是一个个依次推导出来的，有着前后一贯的内在联系。科学理论一般具有演绎的逻辑结构，逻辑上的无矛盾性和完备性等特点。2、科学理论是由基本概念、基本原理和逻辑结论组成的。科学理论是由三个基本的知识元素组成的；基本概念；联系这些概念的判断即基本原理或定律；由这些概念与原理推演出来的逻辑结论，即各种具体的规律和预见。基本概念是思维的基本单位，是反映自然事物本质属性的思维形式。基本原理或定律是科学对所研究对象的基本关系的反映，是科学理论赖以建立的基础。人在科学认识的过程需要使用各种不同的手段、途径和行为方式。其中之一便是技术方法。人类在长期的技术实践中，创造了众多的技术方法。但这些技术方法多是适合于某种特定技术的特殊方法，它们分属于各个技术学科，并且构成了这些技术学科的内容。科学技术方法论所要研究的是一般技术方法。它反映了各种特殊方法的共性，因而比特殊方法具有更大的普遍性。一般技术方法也有很多，大致说来，可以分为技术决策方法和技术创造方法两大类。前都包括技术预测方法、技术评估方法等；后都包括技术选题方法、技术原理构思方法、技术方案设计方法、技术研制方法、技术试验方法等。本世纪40年代以后，系统论、信息论、控制论等系统理论逐步形成和完善。随后耗散结构理论、协同学、突变论、超循环理论、生命系统论等非平衡自组织理论，也逐步产生和发展起来。这些理论，为科学技术的发展提供了新思想、新观点、新方法，同时，也给科学技术方法论的研究带来了革命性的变化。因此，作为科学和技术研究工具的方法论。利用系统科学方法不仅能够加强对科学的认识，还可以有力地解决科学认识过程中的问题，它必须按下述原则进行：1、整体性原则系统科学方法的整体性原则，是基于要素对系统的非加和性关系。当要素之间存在相干性、协同性的条件下，会有新质的突现。这种新质不是单个要素所具有的，而是系统整体才具有的，因此，在研究这类系统时，必须从整体出发，立足于整体来分析其部分以及部分之间的关系，再通过对部分的分析而达到对整体的深刻理解。整体性原则是系统方法的首要原则。它把研究对象视为有机整体，探索其组成、结构、功能及运动变化的规律性。它要求我们，无论是认识、研究、控制自然对象，还是设计制造人工系统，都必须从系统的整体出发，探索系统内外环境中和内外环境间的辩证关系。2、动态原则这是指系统方法的历时性原则。系统方法不能把系统看成是静态的“死系统”或“死结构”，而应看成是动态的“活系统”。虽然在科学研究中，人们经常采用理想的“孤立系统”或“闭合系统”的抽象，但是实际存在的系统，无论在其内环境的各要素（或子系统）之间，还是在其内环境与外环境之间，都有物质、能量、信息的交换与流通。从原则上说，实际系统都是活系统。热力学第三定律指出：绝对零度是永远达不到的。其实，即使在绝对零度，量子力学也已证