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论科学经验方法
作者：李醒民 社会科学论坛 2009年第3期
[内容摘要] 自然科学的经验科学、经验方法是科学最重要的方法类别之一，其核心是基本的可观察性和实验的可辩护性。本文集中讨论了经验方法的三个组成部分——观察、测量和实验，尤其是就实验提出一些新颖的看法。
[关 键 词] 科学方法；经验方法；观察；测量；实验。
[作者简介] 李醒民，中国科学院研究生院教授、博士生导师，《自然辩证法通讯》杂志社主编，主要从事科学哲学、科学思想史、科学文化研究。
经验方法是科学最重要的方法类别之一（其他两大类是理性方法和臻美方法）。可以说，近代科学是实验科学或经验科学，近代科学哲学围绕实验哲学或经验哲学旋转的。近代科学的最大特色是，系统引入了科学经验方法——这是与古代和中世纪的“科学”的迥然不同之处。顺理成章的是，“科学无非是、并且不能不是实验的”①。于是，“理论的有效性不是通过它的起源衡量，而是通过预言的证实衡量——这个程序是科学方法的本质”②。培根在谈到经验方法时，一针见血地揭示出其精神实质：
真正的经验的方法是首先点起蜡烛，然后借蜡烛为手段来照明道路；这就是说，它首先从适当地整列过和类编过的经验出发，由此抽获原理，然后再由业经确立的原理进至新的实验；这甚至像神谕在其所创造的总体上的动作一样，那可不是没有秩序和方法的。这样看来，人们既经根本误入歧途，不是把经验完全弃置不顾，就是迷失于经验之中而在迷宫里来回乱走，那么科学途径之至今还未得完整地遵行也就不足深怪了。而一个安排妥当的方法呢，那就能够以一条无阻断的路途通过经验的丛林引达到原理的旷地③。
萨顿对实验哲学——他实际上指称或主要指称的是实验方法或经验方法——的本性的阐释可谓鞭辟入里。他说：
实验哲学本身是极其简单明白的，但是，只要一系列理智上的偏见遮盖了人们的[光，它就是无法理解的。概括地说，通过直接的、经常的、仔细的观察来确立事实，并把这些事实一一对照加以反复检验，这些事实就将是你的前提。在许多变量相互关联时，就在只允许一个变量变化而其他变量保持不变的情况下，看看会出现什么情况。要尽你所能地做大量这种实验，并且以你力所能及的精确性去做它们。做出你的结论，而只要可能就用数学语言把这些结论表述出来。使用全部的数学才能去变换方程，而把由此获得的新方程去同实在相对比。这就是说，看看它们意味着什么，看看它们描述了哪一组事实。在这些新的事实的基础上去做新的实验，等等。
他还点明了这种新颖的经验方法的历史地位和现实意义：
实验哲学的最终确立，的确是近代科学的主要特征、它的标准和它的光荣。这种新的方法不仅开辟了通向无数想象不到的发展的道路，它还结束了无用的探索和毫无目的的讨论；它打破了一千多年来哲学家一直顽固地在其中团团转的那些恶性循环……近代科学的成功，都应归于这种方法或多或少地得到有意识的使用④。
尤为引人注目的是，伊利英和卡林金深刻地洞察到经验方法的核心所在：“采纳经验根据作为科学性的中心标准，包括基本的可观察性和实验的可辩护性。”爱因斯坦在他批判性地评价像绝对静止、超距作用——他表明这是纯粹的虚构——这样的基本物理学概念和原理时，隐含地引入了对基本的可观察性的要求。海森伯使之明确化：他系统地阐明了从量子力学中排除没有经验类似物的轨道、轨迹等经典概念的法则。随着时间的流逝，这个要求呈现出方法论原理的地位，即超越可能的经验的概念没有物理意义，应该被消除。伊利英和卡林金就可观察性原理的多重语义，给以如下诠释：（1）直接的可观察性隐含可以找到操作标准和程序，以鉴定（发现）命题的经验意义。（2）原则上的可观察性其内容能够被还原为寻找与排斥观察对象的可能性（例如任何矛盾的对象的可能性）不相容的定律。（3）能够还原为假设-]绎理论的经验证明的实验可证实性。阐明作为方法论命令的可观察原理的本性，必须受两个基本假定的指导：第一，就给定的物理量决定是否原则上可观察，这从来也不能够先验地达到，而总是仅仅从确定的理论的观点来看的。第二，当与操作论的观点相对时，不存在对所有理论相同的普适标准，可以决定一个命题是否具有经验意义。并非理论的所有成分必须回答可观察性的要求。此外，在一个理论中是可观察的东西，在另一个理论中可能是不可观察的。在量子力学中，存在像波函数、希尔伯特相空间这样的不可观察的实体，它们没有明确的操作意义。可观察性原理在它的最精确的意义上，涉及具有操作意义的概念（即使它只是间接的意义）出现在旧概念体系中，而在新概念体系中却丧失了。许多在时间进程中给出较精确公式化的经典概念，都具有这样的本性。比如，在关于原子现象的实验中，量子物理学家继续使用经典概念，但是它们的应用受到不确定性关系的限制。另一方面，对实验的可辩护性的要求意指自然科学知识系统的潜在实验可证实性（或可证伪性），该要求作为它们的科学性的经验标准起作用。在自然科学中，其目标是对实在的恰当反映，科学性的最根本的标准是经验标准，该标准直接证实自然科学的完善。科学的经验性标准对证明自然科学具有根本的意义，这个事实指出，以理论的概念基础和它对应的经验基础的关联的确定性为一方，以科学性概念为一方，二者之间存在密切的联系。
就这些关联而言，一个理论在下述情况之一时是非科学的或在认识论上是不受欢迎的：（1）它被事实上给定的（无所不知的所有存在的事物）整个宇宙确认，这只能在上述理论包含绝对真理时才能达到（由于各种理由这是不可能的）；或者如果它是潜在地驳不倒的（在这种情况下我们有异想天开的自然哲学建造物）。（2）它与经验没有联系，在原则上不能被确认，在这种案例中，我们有人为的假定（例如洛伦兹-斐兹杰惹收缩假定）。（3）它说明但不预言，是一种描述修正，在语义上是琐细的结构（例如德里施的隐德来希概念）。（4）它预言但不说明现存的定律（此时我们处理推测或猜想）。（5）它说明和预言，但是预言并未被实在证实⑤。
现在，我们转而论述经验方法的三个主要元素或细目——观察、测量和实验——的要义和特点，而不把重点放在如何具体地进行观察、测量和实验的操作上。
观察意指有目的地察看事物。在戈什看来，观察在于收集处于观察者直接认识中的事实。观察是有目的的和有条理的感知。在观察中，只有相关的事物引起人们的注意。因此，观察本质上是有选择性的。
观察有三个组成部分：感觉、关注和知觉。感觉是从感官得到的。观察的准确度在很大程度上取决于感觉器官的功能。关注则与集中到研究课题的能力有关。知觉能使精神通过鉴别感觉、利用经验和内省来认识事实。观察的准确性取决于知识和经验。不过，初始知识有时可能造成观察的偏见。但是，这能够通过恰当的训练和观察者无偏见的习惯的培养加以减少。
观察主要有两种类型，例如受控观察和非受控观察。在非受控观察中，不用器械的帮助，不用标准化的方法收集资料⑥。
就观察而言，一个重要的问题是观察与理论的关系问题。我们在讨论科学事实时已经涉及到这个问题，此处有必要再次加以引申和深化。人们往往以为，“观察渗透理论”的命题是科学哲学家汉森提出来的。其实，除了我们前面已经引用过的马赫和惠威尔外，在此之前很久，弗兰西斯·培根就担忧过，理论会损害观察。由此他告诫科学家应当清洗头脑中的一切理论以避免偏见⑦。其后孔德也明确表示：
如果从一方面说，任何实证的理论都一定要建立在一些观察上面，那么另一方面也很明显：人类精神必须要有某种理论，才能进行观察。如果我们在思考各种现象的时候不立刻把它们联系到某些原则上去，我们就不但不可能把这些孤立的观察结合起来，从而得出某种结论，甚至根本无法把它们记住；而且，最常见的情形是面对事实视而不见⑧。
孔德所言不愧是金石之声。20世纪的科学哲学家逐渐认识到，观察与理论的正确关系还有另一面——除了理论基于观察外，观察也渗透理论。波普尔在批评培根关于在观察之前要清除心灵的偏见而摆脱一切先入之见或者理论观念时说，这种要求是天真的和错误的。其原因在于，我们只是通过科学发现才了解某些观念是偏见，在此之前我们没有可以据以辨认偏见的标准；因此，“清除你自己的偏见”只能导致一种危险的结果，即做出一两次尝试之后就认为自己已经成功，从而你会更加固守或未意识到你的偏见和教条；清除心灵的一切理论后，心灵不是纯洁的心灵，而是空虚的心灵；我们总是使用理论，即使未意识到，问题在于应该明确而简洁地陈述所持有的理论，这样才能以批判的[光区分一种理论和另一种理论；没有无理论成分的“纯粹”观察这种东西，一切观察——尤其是一切实验观察——都是按照某种理论对事实进行的解释。他进而指出，就靠一副空空洞洞的头脑并不能达到客观：客观要靠批评，靠批判的讨论，靠批判地审查实验观察。我们特别要注意，感官本身就带有某种意义上的偏见。理论像是感官，感官像是理论。感官都掺有适应性理论。这种理论正是自然选择的结果⑨。马尔凯也从实验心理学以及对自然界的观察的特征的角度深入阐明这一点⑩。尤其是，在微观世界中，观察问题显得更为复杂。我们在讨论科学理论的客观性时已经有所说明，此处仅仅引用一下海森伯的言论以加深印象：
观察日常事物时，观察所涉及的物理过程仅起次要的作用，而在观察构成物质的最小粒子时，每一观察过程产生很大的干扰作用。我们已不能独立于观察过程之外去谈论粒子的行为属性了。其最终结果是，量子论中表述成数学形式的自然定律所涉及的已不是基本粒子本身，而是我们关于这些粒子的知识{11}。
测量在科学中是十分重要的。这是因为，科学仅仅了解事物的质的差异还是不够的，更需要精确把握这些差异的大小。这就要求表述的正确性和精确性，要求发现综合的原理。在科学中，现象的正确测量能够使我们在很大程度上实际控制所研究的论题，使原理和定律的形成成为可能，从而做出毫不含糊的、明确的断言或反驳。对于内涵的质的测量，例如硬度、密度、智商等的测量，由于其具有非加成性，因此质的不同程度可以按级数排列和比较。在这种情况下，与“多少”“多少倍”有关的问题是没有什么意义的。对于诸如面积、角度、电流、长度等外延的质的测量，由于其具有加成性，可以设定合适的标尺进行比较精确的测量和数学运算{12}。
测量或定量方法在科学中的重要意义，简直可以说是不言而喻。开普勒在《宇宙之谜》的第二章指出，实体可通过量而得到理解，定量方面构成使人类思维得以理解上帝杰作的概念决断的起点{13}。卡尔纳普对定量方法的优点心领神会：第一个优点虽然只是小优点，但是它提高了我们的词汇的使用效率。比如说，温度的定量测量，使我们避免记忆大量的冷热形容词词集及其顺序。当然，“最主要的优点在于，定量概念可以表述定量的定律……定量定律的好处并不在于它的简洁，而在于它的应用，即运用]绎逻辑做出预言。这些优点如此巨大，以致今天没有人会提议物理学家放弃定量语言而转向前科学的定性语言”{14}。
尽管如此，并不是说无定量测量就不成其为科学。诚然，长期以来，在许多学科中出现了“科学化”的倾向：例如，定量的经验数据和准数学的理论模型常常比其他“论据”形式和解释框架更为人喜欢，实验的重要性也受到充分的强调，成功预见的可能性也得到考虑。换言之，在物理学中证明如此有效的方法论和验证程序正应用于关于行为和社会的现象，可以相信，这些方法会产生比任何其他理性方法产生的知识体系更为正确。可是，齐曼也同时看到硬币的另一面：“这种信念建立在一般科学哲学基础之上，这种科学哲学把这些方法看做是‘科学方法’的本质部分。但是，正像生物学史所证明的，几乎不用参照数字计量，同样能够发现为数众多的优秀科学。从科学精神上的进步的角度说，定量方法并不是认识论的必需条件，因为这种方法往往排除与复杂现象的理解和解释极为相关的定性资料。再者，直接实验方法在个人和小组的行为研究中可能是行得通的；当研究对象是整个社会体系时，则是完全不可能的了。”{15}持有相同观点的哈耶克，对此也进行过深入的阐释和剖析{16}。
运用测量手段的定量方法可谓得失相半。卡普拉的说法有一定的道理：为了使科学家有可能用数学描述自然，伽利略要求把自己限制于研究物质实体的基本特性——形状、数量和运动，这些均可测量和量化。其他一些特性，如颜色、声音、味道或气味，只是主观精神的映射，应当排除在科学的范畴之外。伽利略指导科学家去注意物质量化特性的战略，在整个现代科学中被证明是极为成功的。但是，它也为此付出了重大代价。正如精神病学家R.D.莱恩特别提醒我们的：“视觉、听觉、味觉、触觉和嗅觉被排除了，再加上已被排除的美感、道德感、价值观、品质、礼貌、一切感情、动机、意向、灵魂、意识和精神，这样，经验本身也就被抛出了科学论述的领域。”{17}不过，需要注意的是，测量或定量化并不是要把所有的质从科学中扫地出门。迪昂讲得不错：尽管物理学处理的属性一般属于量的范畴而非质的范畴，但是同一质的各种强度可以用数表达，即化质为量。因此，对我们来说，下述真理是明显不过的：
为了使物理学成为普通的算术——这正是笛卡尔想要的——根本没有必要仿效这位伟大的哲学家排除所有的质；因为代数语言容许我们满意地就质的各种强度推理，就像就量的各种大小推理一样{18}。
通过测量光的波长和频率研究光和颜色，就是化质为量的成功进路。重要的是要明白，物理学或科学并没有囊括四海之意、并吞八荒之心，它们也不可能包打天下。可是，谁又敢贸然断言，未来科学一点也无法企及莱恩所列举的论题呢？
尚须注意，测量是人们对客观世界的一种数学把握，是科学精确化和深邃化的实际需要，具有相当大的约定性。测量的数字结果并不完全是客体的“本来面目”，更不意味着“万物皆数”。诚如鲍尔登所说：
一般而言，测量结果所得到的数字是人脑的产物，而不是实在世界的客观存在……就大部分来说，实在世界不是由数字组成，而是由不同形状、不同大小的物质组成；与其说它是定量关系，不如说它是拓扑结构{19}。
另外，海森伯就测量语言发表的言论也值得我们关注：
我们用来表述测量的语言同我们表达日常生活经验的语言，基本上应该具有相同的结构，这是科学的基本前提之一。我们已经知道，这种语言是一种不确切的交流和表达工具，但它毕竟是一切科学的前提{20}。
当观察被条理化和被控制时，这就是实验。在实验中，现象是人为地产生出来的；但是，现象所产生的条件则是有选择的，并且业已具备。此时，就可以进行观察了。通过比较实验和观察的区别，无疑可以加深我们对实验的认识。须知，观察是有节制的感知，而实验是有控制的观察。在简单的观察中，被观察的现象是由自然提供的；而在实验中，现象是人为地产生的。观察意味着寻找事实，而实验则意味着制造事实。因此，在观察中现象的境况超出了我们的控制，而在实验中现象的境况在我们的控制之内。不过，观察不完全是自然的，由于我们必须使用人造的技术设备；同样，实验不完全是人为的，因为要观察所创造的现象，我们必须利用自然力。斯托克（Stock）注意到，观察是被动的经验，而实验是主动的经验{21}。用一句形象的话说，观察是被动地“聆听”自然，而实验是主动地“询问”自然。
拉特利尔揭橥，实验的本质在于操作：“科学实验无论从阐发、应用和验证某理论的角度来看，还是从实验程序的角度来看，都可以用操作的概念来定义。”{22}杜博斯（R.J.Dubos）直截了当地点明了实验的目的或意图：
实验服务于两个意图，一个往往独立于另一个。它容许迄今未知的、或还未充分确立的新事实的观察；它决定工作假设是否适合可观察的事实的世界{23}。
关于实验的基本构成要素，它包括实验对象、实验仪器、实验者，其中实验者起核心和能动的作用。有趣的是，哈金还别出心裁地建构了由三个子群组成的实验室科学（laboratory science）：观念、事物和记号（idea，thing and mark）{24}。至于实验的分类，按照实验是在实践中操作还是纯粹在脑海中操作，实验可分为具体实验和思想实验；而具体实验按类型又可分为直接实验、模拟实验（诸如空气动力学的风洞、水力学模型）、计算机虚拟实验等{25}。实验的特点包括主动性、自主性、简化性、重复性、非自然性{26}等。古丁列举了实验实践的四个性质：在观察的完好结构中，手、[和心智的相互作用；人的动因；由观察和检验共同拥有的未曾料到的事件的出现；缺乏线性的、逻辑的结构{27}。在科学共同体中，实验在科学研究中的价值无人不知、无人不晓，无须在此饶舌{28}。
在讨论“科学实验”时，我们已经详细地评介了迪昂关于物理学实验的精湛思想。下面，我们只拟阐述一下与实验有关的几个有理论意义的论题。
其一是知识虽然基于实验{29}，但是思想要超前实验才行：有选择和有计划、有目标和有预期——这与观察渗透理论可谓异曲同工。之所以应该如此，是因为实验具有较强的主动性和自主性{30}，人的因素在其中起主导作用。彭加勒承认，“达到基元现象的最好手段显然是实验了”。不过，他也明白，“这既非总是可能的，亦非总是充分的”。因此，他坚定地主张：“有时心智要超过实验”，而且“心智必须超过实验”{31}。马赫察觉到，“在实验中，理智可以在各种程度上被卷入其中”。“受思想指导的实验处在科学的基础上，并有意识地以扩大经验为目的”{32}。丁肇中这位当代著名的实验物理学家深有体会地说：
实验的过程不是消极的观察，而是积极的、有计划的探测。实验过程不是毫无选择的测量，它需要有小心具体的计划。特别重要的，是要有一个适当的目标，以作为整个探索过程的向导。至于这个目标怎样选定，就要靠实验者的判断力和灵感。一个成功的实验需要的是[光、勇气和毅力{33}。
使我们感兴趣的是，即使是与预期不一致的实验结果，对科学来说也是十分宝贵的。诚如马赫所言：
如果实验没有产生预期的结果，那么对于发明家或工程师来说，它可能是相当大的退却，但是探究者将认为它是他的思想与事实未准确符合的证据。恰恰是这类明确表达出来的不适合，能够导致新的阐明和发现{34}。
其二是思想实验。当今关于思想实验的文献不知凡几，但是最早系统而深入地论述该论题的，恐怕非马赫的“论思想实验”一文{35}莫属。因此，我们在这里只介绍一下马赫关于思想实验的精辟见解。什么是思想实验？马赫的界定是：
除有形实验（physical experiment）外，还有在较高理智水平上使用的其他实验，即思想实验（thought experiment）。计划者、空想家、小说家、社会乌托邦和技术乌托邦的作者都用思想做实验；精明而讲究实际的商人、严肃的发明家和探究者也这样做。他们都想象条件，把他们的期望与条件联系起来，并推测某些结果：他们获得思想实验。不过，前者在幻想中把某些从未在现实（reality）中、从未一起出现的条件结合起来，或者想象这些条件被与它们无关联的结果伴随着。而后者的观念则是事实的可靠表象，它们在其思维中将保持与实在（reality）的十分密切的联系。事实上，正是在我们观念中的事实的或多或少的非任意的表象，才使得思想实验成为可能。因为我们能够在记忆中找到我们在直接观察事实时未注意的细节。正像在记忆中我们可以发现突然揭示一个人的迄今为止看错的个性特征一样，记忆也提供了迄今未注意的物理事实的特征，并帮助我们做出新的发现。
马赫接着提出一个很重要的观点：思想实验在时间往往先于有形实验，且在任何情况下都是有形实验的先决条件。他说，我们的观念比物理事实更容易在手头：思想实验可以说花费较少。正是这样的小小的奇迹，使得思想实验往往在有形实验之先，并为其做好准备。例如，亚里士多德的物理研究，他在思想实验中利用保持在记忆中、尤其是保持在语言中的经验贮藏。思想实验在任何情况下都是有形实验的先决条件。每一个实验者和发明者在把有形实验转化为事实之前，都必须在他的头脑中进行有计划的安排。斯蒂芬森从经验中可能熟悉车厢、铁轨和蒸汽机，但是，正是通过第一次把它们在思想上组合起来，他能够接着进而在实践中建造机车。同样地，伽利略在能够实现研究自由落体的实验安排之前，他必定在他的幻想中看见它被充分地描绘出来。之所以这样，是因为思想实验的结果和我们在心理上与各种各样的条件联系的推测，能够是如此确定和明确，以致作者正确地或错误地感到，能够用有形实验实施任何进一步的检验。不过，他们的结局越不大肯定，思想实验越强烈地敦促探究者进行作为自然的后续的有形实验，从而完成和决定该结果。谈到思想实验的方法，马赫指出：
思想实验的基本方法正如有形实验的情况一样，是变异法。通过改变条件（若可能则连续地改变），与它们联系的观念（预期）的范围被扩大了：通过修正和特化条件，我们修正和特化观念，从而使它们更确定，使两个过程交错进行。
马赫在该文中还提出：“思想实验凭借自己的力量足以化归为荒谬，归谬经审查似乎是起作用的法则。”“思想实验能否达成确定的结论，取决于所同化的经验的种类和范围。”前一句话表明思想实验有揭橥悖论的功能，后一句话则点明了思想实验与存贮的经验的关系。
在此后的其他文章中，马赫也论及思想实验与有形实验的关系。他说：“有形实验是思想实验的自然继续，它出现在后者不能容易地决定结果、或不能完备地决定结果、或根本不能决定结果的地方。”他还说：“通过有形实验和系统的观察审慎地、自主地扩展经验，总是受思想的引导，而不能截然限制和割裂思想实验。这就是有形实验的必不可少的主要特征对于思想实验、一般地对于探究来说也是重要的原因。”{36}在这里，必须注意：
思想实验只降临给那些有准备的头脑——没有什么凭空飞来的灵感。思想实验的前奏是长时期自觉的苦苦思索。心理学研究表明，具有高度创新问题的解答经常要经过意识思维、潜意识思维、启发（但愿！）和确认这样一个循环过程{37}。
其三是对实验的哲学理解。在这个问题上，有三种代表性的观点值得回顾。实验基础主义的基本思想是，科学建立在观察和实验的基础上，实验在科学理论和假设中起主导作用；实验具有可操作性。实验基础主义重视实验在科学中的作用，但是也存在一些潜伏的、不可回避的矛盾，使实验结果的合法性和可靠性大打折扣。例如，实验过程中存在主观性，难以区分真实的观察事实与仪器造成的干扰，对实验结果的理论分析和诠释，还有实验步骤、纰漏以及迪昂-奎因论题引起的问题等。实验过程主义认为，科学是生活形式和实践，而不是逻辑系统和命题结构。科学不是描述和观察世界的方式，而是操作和干预世界的方式。科学家是实践者，而不是纯粹的观察者。科学研究预设了一种实践背景，这些背景包括科学家的技能、技术和筹划，它不可能以一种理论的形式得到说明。科学活动的意义依赖于这些活动所处的对象、设备和技能的领域。实践理性是为科学如何被实践提供模式、范式和策略。科学革命实际上是实践方式的变革。实验过程主义者常常把注意力放在实验室的活动上，将其视为科学实践发生的主要场所。实验诠释学认为，科学不仅是一种理论形式，也是一种实验形式。科学变化不仅是理论和方法的变化，而且也是实验各个环节的变化。科学认识是“公理加实用的”（axiomatic-cum-pragmatic）过程。科学研究不仅预设了理论的概念框架，而且也预设了实验的背景框架。科学实验有多种要素，要素没有真假之分，但却决定什么是真还是假的信念。在某种意义上，科学实验是科学共同体的实验。科学实验结果的可靠性取决于科学共同体的合理的接受性。对实验理解的不同，是由于科学家的认知结构和实验结构不同，即科学研究的背景不同。也就是说，科学信念和科学合理性依赖于科学家的实践智慧{38}。
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论科学经验方法（2）
伊利英和卡林金洞察到，在现代科学中，非经典的多因素实验逐渐代替了经典的单因素实验，在研究的经验水平上活动原则的观念也改变了。在经典科学的单因素实验理论中的基本概念是客体的稳定的形态学的概念，它起作用的性质从构成成分及其环境复合两方面看，被认为处于隔离之中。然而，实验活动的实际发展日益揭示出这种经典理论的非批判特征，即它假定有可能分析独立存在的客体或过程的分离部分。情况变得必须抛弃单因素实验的不恰当的经典概念，用多因素实验的非经典概念代替它，该概念与科学中的实验的新实践一致。在这里，基本的特征是，这个根本的理论把客体解释为构成自我变化的体系的复杂动力学结构。因此，这个概念基于不同客体的本体论观点，它包括下述极其重要的取向，这些取向在客体可能认知的感知中引入了新要素。（1）拒绝客体与环境影响的分离（据说打算保证分析的纯粹性）。（2）承认客体的性质的确定性依赖于它在认知状况中起作用的动力学的和复杂的本性。（3）客体行为的系统完整的评价，它被看做是由内部变化的逻辑和与其他客体相互作用的形式规定的。（4）客体本质的观念的动力学化——从研究平衡结构向分析非平衡、不稳定的作为开放系统的结构转变。这规定研究者把客体作为起因于各种动因和反动因的作用的复杂反馈链环的焦点来研究。（5）反基元论。对在动力学上起作用的开放的非平衡系统的交叉学科研究（学科际间研究），导致拒绝验明基元的构成成分的取向。在现代科学中，基元性的概念被相对化，不再被看做是绝对的{39}。而且，人的主观动因和实验的能动作用不可避免地影响实验的结果。巴斯卡（R. Bhaskar）的分析表明：
在“科学的成功”和经验实在论之间不存在必然的联系，事实上科学的成功可以基于十分不同于预言和说明之间的对称论题的根据来说明。他的“超验实在论”把另一个方面添加到实用主义和怀疑论赋予科学研究的构成作用之中，即实验是所造成的事件之接续的因果动因，事件的结合不是提供给我们的，而是我们创造的。同时，他坚持认为，人向自然提出的问题必须用语言表示，致使自然把科学的仪器“理解”为和看做是“被指定译解自然词汇表的设备”。
诺尔-塞蒂娜在引用了巴斯卡的观点后甚至径直宣称：科学事实不是给定的实体，而是由实验制作出来的{40}。此言不用说包含部分真理。但是，若把客观世界完全撇开，过分夸大实验在制造科学事实中的功能，则有好走极端之嫌，实在不足为训。
其四是作为经验方法骨干的归纳法。归纳是从特殊的事实到达普遍命题的推理过程。奥斯特瓦尔德对该方法的精神实质做了精湛的概括：
这种推理形式——因为它是如此，所以我期望它在未来将继续是如此——是每一门科学由以产生、并赢得它的实在内容即它对未来判断的价值之形式。这种形式被称为归纳推理，在其中以压倒优势应用它的科学被称为归纳科学。这些科学也被称为实验科学或经验科学。{41}
亚里士多德也许是最早系统阐述归纳法的人。在他看来，每个特定的事物都是质料和形式的结合：质料使特殊事物成为独特的个体，形式使这种特殊事物成为相同事物的类的成员。通过归纳，才从感觉经验得出关于形式的概括。他讨论了两类归纳法。第一类归纳法是简单枚举法：把个别物体或事件的陈述看做它们所属的种的概括之基础，或者在更高的层次上把个别的陈述看做属的概括之基础。第二种归纳法是直观归纳法：对那些体现在现象中的一般原理的直接直观，这是一种在感觉经验资料中看到“本质”的能力{42}。奥斯特瓦尔德则概述了亚里士多德另外的二分法——完备归纳和不完备归纳：“第一类归纳具有这种形式：由于某一类型的所有事物都是如此，每一个别事物也是如此。而不完备归纳仅仅说，由于某一类型的许多事物是如此，这种类型的所有事物可能是如此。”{43}马赫在考察三段论的配对物归纳时，也描绘了这两类归纳{44}。
近代科学的思想先驱培根十分推崇归纳法。他认为，围困人的心灵的假象共有四类——种族假象、洞穴假象、市场假象、剧场假象。但是，“以真正的归纳法来形成概念和原理，这无疑是排除和肃清假象的对症良药”{45}。近代科学的开创者和集大成者牛顿不管是怎么做的（他做了诸多假设），但是在他自觉的意识中，他依然坚持：
在实验哲学中，我们必须将由现象所归纳出的命题视为完全正确的或基本正确的，而不管想象所可能得到的与之相反的种种假设，直到出现了其他的或可排除这些命题、或可使之变得更加精确的现象之时{46}。
此后，归纳法在经典科学时期大体上处于优势地位，尽管与其相对的]绎法与之颉颃。关于归纳法的程序或步骤，任鸿隽言简意赅地道出了其大概：（1）由事实的观察而定一假设。（2）由此假设-]绎其结果。（3）以实验考察其结果之现象，是否合于所预期者。（4）假设既经试验，合于事实，乃可定其为代表天然事实之科学律{47}。
尽管归纳法是经验方法的骨干和科学理论化的重要基石，但是自从休谟提出归纳合法性问题——归纳根据不足且无法在逻辑上得到辩护，它只是人的一种心理习惯或惯例——之后，人们对归纳法的质疑就不绝于耳。批判学派几位代表人物对归纳问题有独特的见解，对于我们认识这个问题肯定具有启发意义。奥斯特瓦尔德详细地分析本质上不同的完备归纳和不完备归纳的缺陷，指出不能像要求]绎推理那样的标准要求归纳推理：
第一类拟订了提供绝对确定的结果的要求。但是，它依赖这样的假定：所讨论的类型的所有事物是已知的，并就它们的行为进行了检验。这一假设一般是无法付诸实现的，因为我们从来也不能证明，除了我们已知道的或被我们检验的那些事物之外，不存在同一类型的事物。而且推论是多余的，因为它只不过重复了我们已经直接获得的知识。由于我们检验了一个类型的所有事物，从而也就检验了预言涉及的特定的事物。另一方面，不完备归纳断言还未被检验的某些事物，因为它作为一个条件包含我们知识的扩展，有时包含极其重要的扩展。的确，它必须放弃对无条件的或绝对有效性的要求，但是，为了补偿，它获得了适宜于实际应用的不可替代的优势。事实上，与受到经验辩护的科学实践一致，科学的归纳推论采取这一形式：因为曾经发现它是如此，所以它总是如此。这种方法对于扩大科学的意义由此而来，没有它科学便会不得不以无可比拟地缓慢的步调行进。
在他看来，运用归纳法实际上离不开科学的想象力和直觉：“对普遍的归纳原理来说，足够的例子的范围取决于发现的科学想象力，它也频频依赖于被授予‘科学直觉’称号的有意识的心理操作。”{48}
迪昂明确表示：“两个不可回避的坚硬礁石使纯粹归纳的路线对物理学家来说是行不通的。第一，实验定律在经受把它转化为符号定律的诠释之前，它对理论家是没有用处的，这种诠释隐含着依附整个理论的集合。第二，实验定律不是精密的，而仅仅是近似的，因此它能够容许无限不同的符号翻译；在所有这些翻译中，物理学家必须选择将给他提供多产的假设的翻译，它的选择并非完全受实验的指导。”他清楚地认识到，逻辑不能用纯粹的归纳法构造理论。牛顿和安培在这一点失败了，可是这两位数学家却夸口在他们的体系中不容许不是完全从实验引出的东西。因此，我们将不反对承认，在我们物理学的根本基础中有并非实验提供的公设{49}。显然，迪昂对归纳法的局限性的揭示是立足于他的整体论、科学诠释理论以及经验和基本假设（公设）之间的错综复杂的关系的{50}。
彭加勒承认：“物理科学的方法建立在归纳的基础上，当一种现象初次发生的境况复现时，归纳法使我们预期这种现象会重复。一旦所有这些境况能够同时复现，那就可以毫无顾忌地应用这个原理。”但是，他注意到，这是从来没有发生过的，其中有些境况总是缺少的。因此归纳法虽然重要，但是其结果也许是盖然的，而不会是严格确定的{51}。不过，彭加勒对数学归纳法却青[有加。所谓数学归纳法，彭加勒又称其为“递归证明”“递归推理”“全归纳原理”，他十分欣赏这种方法，并赋予它以特殊的地位和重要性。这种程序可以表述如下：“我们首先针对n＝1规定一个定理；然后我们证明，若该定理对n－l为真，则它对n也为真，从而得出结论：它对所有的整数都为真。”递归推理的主要特征是，它包括着无穷个三段论，它们仿佛像“瀑布”一样直泻下来。它能跨越只局限于形式逻辑方法的分析家的忍耐力永远也无法填满的深渊，是使我们从有穷通向无穷的工具。数学归纳法“不能化归为逻辑”。它不能化归为矛盾律，因为它的判断不是分析判断；这个法则也不能从经验而来，因为经验不能达到无穷系列的数；也不能认为它像几何学的某些公设那样是一种约定，因为约定无所谓真假，而该法则是确实可靠的。显然，这个法则是分析证明和经验难以得到的，在无穷面前，矛盾律会失效，经验会变得软弱无力，所以“它是先验综合判断的真正类型”。
我们只有借助数学归纳法才能攀登，惟有它能够告诉我们新东西。没有在某些方面与物理学归纳法不同的、但却同样有效的数学归纳法的帮助，则构造便无力去创造科学。
关于建立在先验综合判断基础上的数学归纳法与建立在经验事实基础上的普通归纳法（物理学中的归纳法）之异同，彭加勒也做了比较：“毫无疑问，数学中的递归推理和物理学中的归纳推理建立在不同的基础上，但是它们的步调是相同的，即它们在同一方向上前进，也就是说，从特殊到普遍。”“不过，它们也有本质的差异。用于物理科学中的归纳总是不可靠的，因为它建立在宇宙具有普遍秩序的信念上，而这种秩序却是在我们之外的。相反地，数学归纳法即递归证明却必然强加于我们，因为它只不过是心智本身的特性的确认。”{52}
除了前面引述的完备归纳和不完备归纳外，马赫还多处论及归纳法。他一针见血地揭示出不完备归纳的逻辑裂隙，并指出这种推理实际上是心理联想、习惯、期望所致。他说：在这个案例中，推论在逻辑上得不到辩护。不过，由于联想和习惯的功能，我们能够发现我们自己在心理上处在这样的状态中：期望所有C、从而还有B将原来是A。为理智的优势和实践的成功起见，我们能够想望它是如此，并尝试性地假定它是如此，不管在期望可能的或有希望的成功时我们借助本能还是借助审慎的方法论规定的方式。另一方面，不完备的归纳先于知识的拓广，但是由于包含着错误的危险，从一开始就注定要受到检验、矫正甚或拒斥。至于完备的归纳，马赫认为，它与三段论一样，也不提供经验的拓广。通过把个别判断集中在类判断中，我们只不过使我们的知识更简明、更扼要地表达了它们。我们比较容易得到的一般判断，绝大多数都是通过不完备的归纳获得的，通过完备的归纳获得的极少。有趣的是，马赫还提出归纳的“时间考验”的思想：用这种方式形成一般判断不是片刻的事情，也不是仅仅发生在单独的个人身上。所有当代人、所有阶层，事实上整整几代人，都协同起来强固或矫正这样的归纳。经验在空间和时间中传播得越广，对归纳的控制也就变得越敏锐、越综合。他宣明的结论是：
因此，三段论和归纳都不能创造新知识，而只不过保证在我们的各种洞察之间没有矛盾，清楚地表明这些洞察如何关联在一起，并把我们的注意力引向某个特定洞察的不同方面，从而教给我们在不同的形式中辨认它。于是，显而易见，探究者获取知识的真正源泉必然处在其他地方。有鉴于此，下述情况是相当不可思议的：涉及探究方法的大多数探究者仍然认为归纳是主要的探究方法，仿佛自然科学无所事事，只不过是直接分类敞开摆在周围的个别事实而已。并非我们希望否认也是重要的东西，而是它并未穷竭探究者的任务：他尤其必须发现相关的特征及其关联，这比分类已经知道的东西更为艰难。对自然科学来说，“归纳科学”的名称因此是没有正当根据的。
马赫进而查明，科学发现并不是按照归纳方法进行的，而是抽象和想象的产物，用“归纳”描述发现的过程是对其的误读。他说：比较能够使我们意识到迄今未注意的概念，即使它并非显著得足以吸引即时的注意力。如果我们专注于相互依赖的要素，同时把注意力从较少重要的要素分散开，这就是所谓的抽象。于是，我们产生了可以导致发现的激励，但是，如果注意力被误导，也可以产生导致错误的刺激。这种操作与归纳毫不相干。然而，如果我们考虑到，观察或枚举许多一致的例子而不管某些特征的变异，比考察单一的案例更容易导致关于稳定特征的抽象观点，那么我们实际上想起了这一程序与归纳的相似。这也许是该名称如此长期幸存的原因。马赫再次强调：
藉以获得新洞察的心理操作从这一切中浮现出来，通常用不恰当的名字“归纳”称呼的这种心理操作不是一个简单的过程，而是相当复杂的过程。尤其是，它不是逻辑过程，尽管逻辑过程可以作为辅助的中间环节出现。抽象和幻想活动在发现新知识中起主要作用。惠威尔强调过，方法在这里不会有所作为的事实清楚地表明，他认为是神秘的特征依附于所谓的“归纳的”发现。探究者力图厘清思想，但是起初，他既不知道它，也不了解能够保险地在其中找到它的途径。然而，当通向它的目标或道路变得显现出来时，他为他的发现惊奇不已，就像某个人在森林中迷路，突然走出丛林，获得自由的前景，看见一切都清楚地呈现在他面前一样。直到发现原理之后，方法才能以有序化和调整的资格介入{53}。
不管有意识还是无意识，当代的科学哲学家大体上都赞同批判学派的观点。齐曼就是这样看待归纳法的：归纳法是科学理论化的基础，然而这显然在逻辑上是不完全的。而且，自从休谟指出这一点，哲学家已经发现，没有更精确的解释使它坚实。像模式识别一般，它是一种不可能被简化为一种形式算法的自然的认知过程。实际上，归纳法是模式识别在时间维度上的有效外延。归纳推理的过程不是“非理性的”。相反，从自然主义的角度看，它建立在科学理性的主要基石之上。这是一种人类普遍存在的能力，在生物进化的历史中磨砺了几百万年。通过将理论和经验相联系，一种在科学领域的实体和生活世界的表示映像之间直接的认识联系产生了。因而，这是一种特征认知过程，牵涉到大脑对精神模型的调控。它还是主体间性的，因为它可以在个体之间被交流、理解，可能还有争论、同意，最终以档案文本的形式被制成共同资产{54}。至此，我们可以窥见所谓“归纳法”的真谛了：
在有限的经验资料的基础上，通过抽象、想象、直觉、卓识、灵感、顿悟等非逻辑的过程，形成普遍的概念、判断、命题、定律、原理等，它们进而得到经验证据的不断确认，从而大胆地把它们在时间和空间上加以外推，形成系统的科学理论，并且在一代又一代的人的实践中应用起来畅行无阻，从而最终作为可靠的知识，进入人类的思想宝库。
在结束本节时，我愿意把费耶阿本德的“反归纳（counterinduction）”思想{55}附录在这里，以飨读者——这也许并非蛇足之举。
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注释：
①彭加勒：《最后的沉思》第127页，李醒民译，商务印书馆1996年版。
②E. Hubble, The Nature of Science and Other Lectures，Los Angles, U. S. A., 1954, p.12.
③{45}培 根：《新工具》第60、18-19页，许宝骙译，商务印书馆1984年版。
④萨 顿：《科学史和新人文主义》第83-84页，陈恒六等译，华夏出版社1989年版，。
⑤V.Ilyin and A. Kalinkin，The Nature of Science，An Epistemological Analysis，Moscow: Progress Publishers，1988，pp.129-131.
⑥{12}{21}戈 什：《科学方法讲座》第79-82、150-156、84页，李醒民译，陕西科学技术出版社1992年版。
⑦波普尔：《科学知识进化论》第254页，纪树立编译，三联书店1987年版。
⑧孔德：《实证主义》，载洪谦主编：《现代西方哲学论著选集》（上册）第22页，商务印书馆1993年版。
⑨波普尔：《科学知识进化论》第52-55、254页，纪树立编译，三联书店1987年版。
⑩马尔凯：《科学与知识社会学》第57-60、64-65页，林聚任译，东方出版社2001年版。
{11}{13}海森伯：《物理学家的自然观》第5-6、43页，吴 忠译，商务印书馆1990年版。
{14}卡尔纳普：《科学哲学导轮》第104-107页，张华夏译，中山大学出版社1987年版。
{15}齐 曼：《元科学导论》第266~267页，刘珺珺等译，湖南人民出版社1988年版。
{16}哈耶克说：“在自然科学中，数字化的表述和量的计算有重要意义。普遍的印象是，大多数自然科学的这种量化性质，其重要性主要在于它们具有更大的精确性。其实不然，不用数学的表达形式，也可以提高一种方法的精确性——打破我们的直观素材，用对没有属性而只有这些相互关系的要素的描述，来代替对具有感觉性质的要素的描述，才是这个过程的本质。它是摆脱人们既有的自然图景的全部努力的一部分，是用建立在由系统的检验和试验所确定的关系的基础上的分类，代替我们的感官提供的事物分类这一过程的一部分。”参见哈耶克：《科学的反革命——理性滥用之研究》第15页，冯克利译，译林出版社2003年版。
{17}卡普拉：《转折点——科学、社会和正在兴起的文化》第37页，卫飒英等译，四川科学技术出版社1988年版。
{18}迪 昂：《物理学理论的目的和结构》第121-135页，李醒民译，华夏出版社1999年版。
{19}鲍尔登：“科学——人类的共同遗产”，桂济世译，载《科学与哲学》1981年第6、7期。
{20}海森伯还说：“我们一方面确立了那些不同于古典物理学的定律，另一方面我们可以在观察、测量和照相时运用古典物理学的概念。我们之所以要这样做，正是因为我们在进行了一切观测工作之以后，如果我们要把自己的观测结果传达给别人，那就不得不用语言。一种测量仪器必须使它所进行的观测能够帮助我们给观测的现象做出毫无歧义的结论，并且可以假定其中存在某种严格的因果关系，只有做到这样，它才是一种真正的测量仪器。在对于一种原子现象进行理论描述的时候，我们应当区别现象和观测，或区别现象和观测仪器。分界线可以由观察者选取，但是在观察分界线的观察者这一边，我们不得不使用古典物理学的语言，只因为我们没有其他足以表达观测结果的语言。”参见海森伯：“关于科学语言的讨论”，马名驹译，载《自然科学哲学问题》1983年第3期。
{22}拉特利尔：《科学和技术对文化的挑战》第22-23页，吕乃基译，商务印书馆1997年版。他接着说：“然而，重要的是要说明操作这一概念本身，才能得出科学知识的真正本性。操作的一个首要的和非常突出的性质是，它是一种转换。数学或逻辑中所谓的‘算子’的作用模式，给出了操作的最简单的图解。操作的第二个特征在于其形式性。这意味着规定操作的那些性质，与应用这种操作的那些对象的特殊本性无关。重要的是作用的形式而不是其物质性。操作的第三个特征在于它本身是可主题化的，亦即它自身就可以成为对象，因为它可以归于更高层次的操作之下。操作的第四个特征是它可以普遍化。一个操作可由表明它是怎样产生其结果的抽象图式来表达，这样的图式或图示，原则上总可以包含在更一般的图式之中，因而符合具有所说的操作特征的其他一些形式特征。操作的第五个特征是，它决非孤立的实体，而总是一个操作网络的一部分，这个操作网络本身可以随着新的概括而逐渐扩展。”
{23}F. Aicken, The Nature of Science, London: Heinemann Educational Books, 1984, p.38.
{24}在哈金看来，“观念”是各种类别的问题和理论，它们处在实验室的理智组分之中。我们研究的或我们用来研究的物质的实物最好称其为“事物”：仪器、挪威老鼠、偏振的电子、噬菌体等都是事物，它们与观念形成对照。实验的结果是“记号”，记号的后继处理产生更多的记号。这使人联想到拉图尔坚持，实验室的仪器仅仅是“注册的装置”，实验室的直接产物是“注册”（inscription）。Marks不仅是较短的词，而且相对模糊，听任覆盖若干项目：可见的印记、使某一东西突出的标记或符号、某种质的指示以及目标。尽管我们不愿意把理论与器械（观念与事物）混淆起来，也很少发现把仪器与它产生的数据或我们由它们构成的统计分析区别开来是困难的，但是在观念、事物和记号三个子群中，一些要素是相互进入的。其中，观念范畴包括问题、背景知识、系统的理论、主题假设、装置的模型化诸要素；事物范畴包括靶子、修正的源泉、检测器、工具、数据产生者诸要素；记号范畴包括资料、资料评估、资料还原、资料分析、资料解释诸要素。参见I. Hacking, The Self-Vindication of the Laboratoty Science. A. Pickering ed., Science as Practice and Culture, The University of Chicago Press, 1992, pp.29-64.
{25}对实验的分类也是见仁见智。梅多沃提出实验的四分法。其一是培根型实验。培根指出，理解真理，需要各种事实材料，而要得到这些材料不能只靠好运气、只靠“守株待兔”，我们必须制造偶然事件，设法获得经验。其二是亚里士多德型实验。这种实验也是人为设计的，其目的在于表达先入为主的真理或是]示某些预测好的教学计划。有人认为用这样的实验不是来建立自己的理论，而是专横地推销自己的理论，从而会窒息实验。其三是伽利略型实验。这种实验是判决性实验：在诸种可能性之间辨别，或为我们所采取的观点提供证据，或促使我们意识到原先的观点需要修改。其四是以哲学史上最富于突破性的概念的革命者命名的思想实验，称为康德型实验。在康德看来，不能默许那种认为我们的感官直觉决定于“客观”、决定于感觉到的事物的一般观点。相反地，我们应该把经验看做是由自己的感官直觉本领的特征所决定的。“这个实验恰如所预料地取得了成功”，康德自鸣得意地做出评论，这导致他形成先验知识可能存在的著名观点。非欧几何、人口统计、经济预测都是康德型实验的实例。这种实验除了有时使用计算机外，无须任何设备。参见梅多沃：《对年轻科学家的忠告》第76-80页，蒋效东译，南开大学出版社1986年版。
{26}拉特利尔是这样描述实验的非自然性的：“实验是一种行为，但它是一种根本不‘自然的’行为，一种根本不是——至少不是直接地——由生存目的或者由与生俱来的或在孩童时期获得的感觉驱动的构造支配的行为。它是一种构造的行动，与以前的模型构造所提示的型式相一致，并且在每一阶段都是由使人们可以围绕模型进行推理的理论所提出的要求制约的。当然，有时候实验可能并不给出所期待的那种结果，有时甚至实验不能继续下去，因为实在进行了反抗。这是模型不合适的信号。因而必须做部分的或全面的修正，其结果通常使模型变得越来越复杂。”参见拉特利尔：《科学和技术对文化的挑战》第26页，吕乃基译，商务印书馆1997年版。
{27}D. Gooding, Putting Agency back into Experiment. A. Pickering ed., Science as Practice and Culture, The University of Chicago Press, 1992, pp.65-112.
{28}在这里，我们最好还是引用一下马赫的言论以加深印象。马赫这样说过：“人通过观察在他周围的变化收集经验。不过，对他来说最有趣和最有教益的变化，是那些通过它自己的干预和审慎的动作能够影响的变化。关于这样的变化，他不需要依然是纯粹被动的，他能够主动地使它们适应他自己的要求；此外，它们对他来说具有最高的经济的、实践的和理智的重要性。这就是使实验变得如此有价值的东西……人具有天生的实验倾向……”参见马赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》第185页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{29}彭加勒早就提出“实验是真理的唯一源泉”的命题。丁肇中也认为，实验精神在科学上是很重要的。“科学进展的历史告诉我们，新的知识只能通过实地实验而得到，不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。”分别参见彭加勒：《科学与假设》第105页，李醒民译，辽宁教育出版社2001年版，丁肇中：“应有格物致知精神”，载《瞭望》1991年11月。
{30}马赫不是说过“实验能够被描绘为对新反应或它们的关系的自主探求”吗？参见马 赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》第201页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{31}{51}{52}彭加勒：《科学与假设》第116-117、4、9-15页，李醒民译，辽宁教育出版社2001年版。
{32}马赫同时也表明：“在本能的实验和思想指导的实验之间不存在明显的分界线。”“人们必须不要低估本能和习惯在实验结果中的功能。要对介入实验中的所有条件获得即刻的理智概观是不可能的。”参见马 赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》第186、187页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{33}丁肇中：“应有格物致知精神”，载《瞭望》1991年11月。
{34}{35}马 赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》第199、185-200页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{36}马 赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》第201、202页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{37}米 勒：《爱因斯坦·毕加索——空间、时间和动人心魄之美》第233页，方在庆等译，上海科技教育出版社2003年版。
{38}黄小寒：《“自然之书”读解——科学诠释学》第182-186页，上海译文出版社2002年版。
{39}V. Ilyin and A. Kalinkin，The Nature of Science，An Epistemological Analysis，Moscow：Progress Publishers，1988, pp. 82-83.
{40}K.D.Knorr-Cetina，The Manufacture of Knowledge，A Essay on the Constructive and Contextual Nature of Science，Oxford etc.：Pergamon Press，1981，p. 3.
{41}{43}奥斯特瓦尔德：《自然哲学概论》第27、28页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{42}洛 西：《科学哲学历史导论》第6-8页，邱仁宗等译，华中工学院出版社1982年版。
{44}马赫这样写道：“设C1，C2，C3……是其概念为B的类中的成员。我们观察到，每一个都落在A的概念之下。若C1，C2，C3……穷竭了B的外延且一切都归入A之下，则B作为一个整体也同样进行，归纳被称之为完备的。若我们不能证明所有C的成员落在A之下且我们在没有穷竭B的外延情况下还推断B是A，则归纳是不完备的。”参见马 赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》第303页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{46}牛 顿：《自然哲学之数学原理·宇宙体系》第549-554页，王克迪译，武汉出版社1992年版。
{47}任鸿隽：“科学方法讲义”，载《科学》第4卷（1919）第11期。
{48}奥斯特瓦尔德：《自然哲学概论》第28、30页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{49}迪 昂：《物理学理论的目的和结构》第222、245页，李醒民译，华夏出版社1999年版。
{50}关于这方面的资料，可参见李醒民：《迪昂》的有关章节，[台北]三民书局东大图书公司1996年版。
{53}马赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》第303-304、307、308、313页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{54}齐 曼：《真科学：它是什么，它指什么》第267-268页，曾国屏等译，上海科学教育出版社2002年版。
{55}费耶阿本德说：我们可以运用和得到充分确认（confirmation）的理论以及（或者）充分确凿的实验结果相矛盾的假设。我们可以通过反归纳行事来推进科学。经验论的归纳法的本质在于，一个理论和“资料”之间的一致支持该理论（或让情势保持不变），而不一致使该理论处于危机，也许甚至使我们不得不排除它。这个规则是一切确认和验证（corroboration）理论是重要部分。与之对应的反规则劝导我们按反归纳行事。反归纳具有合理性。与公认的且又得到高度确认的理论不一致的假设的反规则的情形表明，可能反驳一个理论的证据往往只能借助一个与之不相容的可取理论来揭示。与充分确凿的事实不一致的假设的反规则表明，这无须专门加以辩护，因为没有一个有意义的理论会和其领域中的一切已知事实都一致。一个理论可能和证据相冲突，并不是因为它不正确，而是因为证据已经被污染。参见费耶阿本德：《反对方法》第15-17页，周昌忠译，[台北]时报文化出版企业股份有限公司1996年版。
作者：李醒民 社会科学论坛 2009年第3期
[内容摘要] 自然科学的经验科学、经验方法是科学最重要的方法类别之一，其核心是基本的可观察性和实验的可辩护性。本文集中讨论了经验方法的三个组成部分——观察、测量和实验，尤其是就实验提出一些新颖的看法。
[关 键 词] 科学方法；经验方法；观察；测量；实验。
[作者简介] 李醒民，中国科学院研究生院教授、博士生导师，《自然辩证法通讯》杂志社主编，主要从事科学哲学、科学思想史、科学文化研究。
经验方法是科学最重要的方法类别之一（其他两大类是理性方法和臻美方法）。可以说，近代科学是实验科学或经验科学，近代科学哲学围绕实验哲学或经验哲学旋转的。近代科学的最大特色是，系统引入了科学经验方法——这是与古代和中世纪的“科学”的迥然不同之处。顺理成章的是，“科学无非是、并且不能不是实验的”①。于是，“理论的有效性不是通过它的起源衡量，而是通过预言的证实衡量——这个程序是科学方法的本质”②。培根在谈到经验方法时，一针见血地揭示出其精神实质：
真正的经验的方法是首先点起蜡烛，然后借蜡烛为手段来照明道路；这就是说，它首先从适当地整列过和类编过的经验出发，由此抽获原理，然后再由业经确立的原理进至新的实验；这甚至像神谕在其所创造的总体上的动作一样，那可不是没有秩序和方法的。这样看来，人们既经根本误入歧途，不是把经验完全弃置不顾，就是迷失于经验之中而在迷宫里来回乱走，那么科学途径之至今还未得完整地遵行也就不足深怪了。而一个安排妥当的方法呢，那就能够以一条无阻断的路途通过经验的丛林引达到原理的旷地③。
萨顿对实验哲学——他实际上指称或主要指称的是实验方法或经验方法——的本性的阐释可谓鞭辟入里。他说：
实验哲学本身是极其简单明白的，但是，只要一系列理智上的偏见遮盖了人们的[光，它就是无法理解的。概括地说，通过直接的、经常的、仔细的观察来确立事实，并把这些事实一一对照加以反复检验，这些事实就将是你的前提。在许多变量相互关联时，就在只允许一个变量变化而其他变量保持不变的情况下，看看会出现什么情况。要尽你所能地做大量这种实验，并且以你力所能及的精确性去做它们。做出你的结论，而只要可能就用数学语言把这些结论表述出来。使用全部的数学才能去变换方程，而把由此获得的新方程去同实在相对比。这就是说，看看它们意味着什么，看看它们描述了哪一组事实。在这些新的事实的基础上去做新的实验，等等。
他还点明了这种新颖的经验方法的历史地位和现实意义：
实验哲学的最终确立，的确是近代科学的主要特征、它的标准和它的光荣。这种新的方法不仅开辟了通向无数想象不到的发展的道路，它还结束了无用的探索和毫无目的的讨论；它打破了一千多年来哲学家一直顽固地在其中团团转的那些恶性循环……近代科学的成功，都应归于这种方法或多或少地得到有意识的使用④。
尤为引人注目的是，伊利英和卡林金深刻地洞察到经验方法的核心所在：“采纳经验根据作为科学性的中心标准，包括基本的可观察性和实验的可辩护性。”爱因斯坦在他批判性地评价像绝对静止、超距作用——他表明这是纯粹的虚构——这样的基本物理学概念和原理时，隐含地引入了对基本的可观察性的要求。海森伯使之明确化：他系统地阐明了从量子力学中排除没有经验类似物的轨道、轨迹等经典概念的法则。随着时间的流逝，这个要求呈现出方法论原理的地位，即超越可能的经验的概念没有物理意义，应该被消除。伊利英和卡林金就可观察性原理的多重语义，给以如下诠释：（1）直接的可观察性隐含可以找到操作标准和程序，以鉴定（发现）命题的经验意义。（2）原则上的可观察性其内容能够被还原为寻找与排斥观察对象的可能性（例如任何矛盾的对象的可能性）不相容的定律。（3）能够还原为假设-]绎理论的经验证明的实验可证实性。阐明作为方法论命令的可观察原理的本性，必须受两个基本假定的指导：第一，就给定的物理量决定是否原则上可观察，这从来也不能够先验地达到，而总是仅仅从确定的理论的观点来看的。第二，当与操作论的观点相对时，不存在对所有理论相同的普适标准，可以决定一个命题是否具有经验意义。并非理论的所有成分必须回答可观察性的要求。此外，在一个理论中是可观察的东西，在另一个理论中可能是不可观察的。在量子力学中，存在像波函数、希尔伯特相空间这样的不可观察的实体，它们没有明确的操作意义。可观察性原理在它的最精确的意义上，涉及具有操作意义的概念（即使它只是间接的意义）出现在旧概念体系中，而在新概念体系中却丧失了。许多在时间进程中给出较精确公式化的经典概念，都具有这样的本性。比如，在关于原子现象的实验中，量子物理学家继续使用经典概念，但是它们的应用受到不确定性关系的限制。另一方面，对实验的可辩护性的要求意指自然科学知识系统的潜在实验可证实性（或可证伪性），该要求作为它们的科学性的经验标准起作用。在自然科学中，其目标是对实在的恰当反映，科学性的最根本的标准是经验标准，该标准直接证实自然科学的完善。科学的经验性标准对证明自然科学具有根本的意义，这个事实指出，以理论的概念基础和它对应的经验基础的关联的确定性为一方，以科学性概念为一方，二者之间存在密切的联系。
就这些关联而言，一个理论在下述情况之一时是非科学的或在认识论上是不受欢迎的：（1）它被事实上给定的（无所不知的所有存在的事物）整个宇宙确认，这只能在上述理论包含绝对真理时才能达到（由于各种理由这是不可能的）；或者如果它是潜在地驳不倒的（在这种情况下我们有异想天开的自然哲学建造物）。（2）它与经验没有联系，在原则上不能被确认，在这种案例中，我们有人为的假定（例如洛伦兹-斐兹杰惹收缩假定）。（3）它说明但不预言，是一种描述修正，在语义上是琐细的结构（例如德里施的隐德来希概念）。（4）它预言但不说明现存的定律（此时我们处理推测或猜想）。（5）它说明和预言，但是预言并未被实在证实⑤。
现在，我们转而论述经验方法的三个主要元素或细目——观察、测量和实验——的要义和特点，而不把重点放在如何具体地进行观察、测量和实验的操作上。
观察意指有目的地察看事物。在戈什看来，观察在于收集处于观察者直接认识中的事实。观察是有目的的和有条理的感知。在观察中，只有相关的事物引起人们的注意。因此，观察本质上是有选择性的。
观察有三个组成部分：感觉、关注和知觉。感觉是从感官得到的。观察的准确度在很大程度上取决于感觉器官的功能。关注则与集中到研究课题的能力有关。知觉能使精神通过鉴别感觉、利用经验和内省来认识事实。观察的准确性取决于知识和经验。不过，初始知识有时可能造成观察的偏见。但是，这能够通过恰当的训练和观察者无偏见的习惯的培养加以减少。
观察主要有两种类型，例如受控观察和非受控观察。在非受控观察中，不用器械的帮助，不用标准化的方法收集资料⑥。
就观察而言，一个重要的问题是观察与理论的关系问题。我们在讨论科学事实时已经涉及到这个问题，此处有必要再次加以引申和深化。人们往往以为，“观察渗透理论”的命题是科学哲学家汉森提出来的。其实，除了我们前面已经引用过的马赫和惠威尔外，在此之前很久，弗兰西斯·培根就担忧过，理论会损害观察。由此他告诫科学家应当清洗头脑中的一切理论以避免偏见⑦。其后孔德也明确表示：
如果从一方面说，任何实证的理论都一定要建立在一些观察上面，那么另一方面也很明显：人类精神必须要有某种理论，才能进行观察。如果我们在思考各种现象的时候不立刻把它们联系到某些原则上去，我们就不但不可能把这些孤立的观察结合起来，从而得出某种结论，甚至根本无法把它们记住；而且，最常见的情形是面对事实视而不见⑧。
孔德所言不愧是金石之声。20世纪的科学哲学家逐渐认识到，观察与理论的正确关系还有另一面——除了理论基于观察外，观察也渗透理论。波普尔在批评培根关于在观察之前要清除心灵的偏见而摆脱一切先入之见或者理论观念时说，这种要求是天真的和错误的。其原因在于，我们只是通过科学发现才了解某些观念是偏见，在此之前我们没有可以据以辨认偏见的标准；因此，“清除你自己的偏见”只能导致一种危险的结果，即做出一两次尝试之后就认为自己已经成功，从而你会更加固守或未意识到你的偏见和教条；清除心灵的一切理论后，心灵不是纯洁的心灵，而是空虚的心灵；我们总是使用理论，即使未意识到，问题在于应该明确而简洁地陈述所持有的理论，这样才能以批判的[光区分一种理论和另一种理论；没有无理论成分的“纯粹”观察这种东西，一切观察——尤其是一切实验观察——都是按照某种理论对事实进行的解释。他进而指出，就靠一副空空洞洞的头脑并不能达到客观：客观要靠批评，靠批判的讨论，靠批判地审查实验观察。我们特别要注意，感官本身就带有某种意义上的偏见。理论像是感官，感官像是理论。感官都掺有适应性理论。这种理论正是自然选择的结果⑨。马尔凯也从实验心理学以及对自然界的观察的特征的角度深入阐明这一点⑩。尤其是，在微观世界中，观察问题显得更为复杂。我们在讨论科学理论的客观性时已经有所说明，此处仅仅引用一下海森伯的言论以加深印象：
观察日常事物时，观察所涉及的物理过程仅起次要的作用，而在观察构成物质的最小粒子时，每一观察过程产生很大的干扰作用。我们已不能独立于观察过程之外去谈论粒子的行为属性了。其最终结果是，量子论中表述成数学形式的自然定律所涉及的已不是基本粒子本身，而是我们关于这些粒子的知识{11}。
测量在科学中是十分重要的。这是因为，科学仅仅了解事物的质的差异还是不够的，更需要精确把握这些差异的大小。这就要求表述的正确性和精确性，要求发现综合的原理。在科学中，现象的正确测量能够使我们在很大程度上实际控制所研究的论题，使原理和定律的形成成为可能，从而做出毫不含糊的、明确的断言或反驳。对于内涵的质的测量，例如硬度、密度、智商等的测量，由于其具有非加成性，因此质的不同程度可以按级数排列和比较。在这种情况下，与“多少”“多少倍”有关的问题是没有什么意义的。对于诸如面积、角度、电流、长度等外延的质的测量，由于其具有加成性，可以设定合适的标尺进行比较精确的测量和数学运算{12}。
测量或定量方法在科学中的重要意义，简直可以说是不言而喻。开普勒在《宇宙之谜》的第二章指出，实体可通过量而得到理解，定量方面构成使人类思维得以理解上帝杰作的概念决断的起点{13}。卡尔纳普对定量方法的优点心领神会：第一个优点虽然只是小优点，但是它提高了我们的词汇的使用效率。比如说，温度的定量测量，使我们避免记忆大量的冷热形容词词集及其顺序。当然，“最主要的优点在于，定量概念可以表述定量的定律……定量定律的好处并不在于它的简洁，而在于它的应用，即运用]绎逻辑做出预言。这些优点如此巨大，以致今天没有人会提议物理学家放弃定量语言而转向前科学的定性语言”{14}。
尽管如此，并不是说无定量测量就不成其为科学。诚然，长期以来，在许多学科中出现了“科学化”的倾向：例如，定量的经验数据和准数学的理论模型常常比其他“论据”形式和解释框架更为人喜欢，实验的重要性也受到充分的强调，成功预见的可能性也得到考虑。换言之，在物理学中证明如此有效的方法论和验证程序正应用于关于行为和社会的现象，可以相信，这些方法会产生比任何其他理性方法产生的知识体系更为正确。可是，齐曼也同时看到硬币的另一面：“这种信念建立在一般科学哲学基础之上，这种科学哲学把这些方法看做是‘科学方法’的本质部分。但是，正像生物学史所证明的，几乎不用参照数字计量，同样能够发现为数众多的优秀科学。从科学精神上的进步的角度说，定量方法并不是认识论的必需条件，因为这种方法往往排除与复杂现象的理解和解释极为相关的定性资料。再者，直接实验方法在个人和小组的行为研究中可能是行得通的；当研究对象是整个社会体系时，则是完全不可能的了。”{15}持有相同观点的哈耶克，对此也进行过深入的阐释和剖析{16}。
运用测量手段的定量方法可谓得失相半。卡普拉的说法有一定的道理：为了使科学家有可能用数学描述自然，伽利略要求把自己限制于研究物质实体的基本特性——形状、数量和运动，这些均可测量和量化。其他一些特性，如颜色、声音、味道或气味，只是主观精神的映射，应当排除在科学的范畴之外。伽利略指导科学家去注意物质量化特性的战略，在整个现代科学中被证明是极为成功的。但是，它也为此付出了重大代价。正如精神病学家R.D.莱恩特别提醒我们的：“视觉、听觉、味觉、触觉和嗅觉被排除了，再加上已被排除的美感、道德感、价值观、品质、礼貌、一切感情、动机、意向、灵魂、意识和精神，这样，经验本身也就被抛出了科学论述的领域。”{17}不过，需要注意的是，测量或定量化并不是要把所有的质从科学中扫地出门。迪昂讲得不错：尽管物理学处理的属性一般属于量的范畴而非质的范畴，但是同一质的各种强度可以用数表达，即化质为量。因此，对我们来说，下述真理是明显不过的：
为了使物理学成为普通的算术——这正是笛卡尔想要的——根本没有必要仿效这位伟大的哲学家排除所有的质；因为代数语言容许我们满意地就质的各种强度推理，就像就量的各种大小推理一样{18}。
通过测量光的波长和频率研究光和颜色，就是化质为量的成功进路。重要的是要明白，物理学或科学并没有囊括四海之意、并吞八荒之心，它们也不可能包打天下。可是，谁又敢贸然断言，未来科学一点也无法企及莱恩所列举的论题呢？
尚须注意，测量是人们对客观世界的一种数学把握，是科学精确化和深邃化的实际需要，具有相当大的约定性。测量的数字结果并不完全是客体的“本来面目”，更不意味着“万物皆数”。诚如鲍尔登所说：
一般而言，测量结果所得到的数字是人脑的产物，而不是实在世界的客观存在……就大部分来说，实在世界不是由数字组成，而是由不同形状、不同大小的物质组成；与其说它是定量关系，不如说它是拓扑结构{19}。
另外，海森伯就测量语言发表的言论也值得我们关注：
我们用来表述测量的语言同我们表达日常生活经验的语言，基本上应该具有相同的结构，这是科学的基本前提之一。我们已经知道，这种语言是一种不确切的交流和表达工具，但它毕竟是一切科学的前提{20}。
当观察被条理化和被控制时，这就是实验。在实验中，现象是人为地产生出来的；但是，现象所产生的条件则是有选择的，并且业已具备。此时，就可以进行观察了。通过比较实验和观察的区别，无疑可以加深我们对实验的认识。须知，观察是有节制的感知，而实验是有控制的观察。在简单的观察中，被观察的现象是由自然提供的；而在实验中，现象是人为地产生的。观察意味着寻找事实，而实验则意味着制造事实。因此，在观察中现象的境况超出了我们的控制，而在实验中现象的境况在我们的控制之内。不过，观察不完全是自然的，由于我们必须使用人造的技术设备；同样，实验不完全是人为的，因为要观察所创造的现象，我们必须利用自然力。斯托克（Stock）注意到，观察是被动的经验，而实验是主动的经验{21}。用一句形象的话说，观察是被动地“聆听”自然，而实验是主动地“询问”自然。
拉特利尔揭橥，实验的本质在于操作：“科学实验无论从阐发、应用和验证某理论的角度来看，还是从实验程序的角度来看，都可以用操作的概念来定义。”{22}杜博斯（R.J.Dubos）直截了当地点明了实验的目的或意图：
实验服务于两个意图，一个往往独立于另一个。它容许迄今未知的、或还未充分确立的新事实的观察；它决定工作假设是否适合可观察的事实的世界{23}。
关于实验的基本构成要素，它包括实验对象、实验仪器、实验者，其中实验者起核心和能动的作用。有趣的是，哈金还别出心裁地建构了由三个子群组成的实验室科学（laboratory science）：观念、事物和记号（idea，thing and mark）{24}。至于实验的分类，按照实验是在实践中操作还是纯粹在脑海中操作，实验可分为具体实验和思想实验；而具体实验按类型又可分为直接实验、模拟实验（诸如空气动力学的风洞、水力学模型）、计算机虚拟实验等{25}。实验的特点包括主动性、自主性、简化性、重复性、非自然性{26}等。古丁列举了实验实践的四个性质：在观察的完好结构中，手、[和心智的相互作用；人的动因；由观察和检验共同拥有的未曾料到的事件的出现；缺乏线性的、逻辑的结构{27}。在科学共同体中，实验在科学研究中的价值无人不知、无人不晓，无须在此饶舌{28}。
在讨论“科学实验”时，我们已经详细地评介了迪昂关于物理学实验的精湛思想。下面，我们只拟阐述一下与实验有关的几个有理论意义的论题。
其一是知识虽然基于实验{29}，但是思想要超前实验才行：有选择和有计划、有目标和有预期——这与观察渗透理论可谓异曲同工。之所以应该如此，是因为实验具有较强的主动性和自主性{30}，人的因素在其中起主导作用。彭加勒承认，“达到基元现象的最好手段显然是实验了”。不过，他也明白，“这既非总是可能的，亦非总是充分的”。因此，他坚定地主张：“有时心智要超过实验”，而且“心智必须超过实验”{31}。马赫察觉到，“在实验中，理智可以在各种程度上被卷入其中”。“受思想指导的实验处在科学的基础上，并有意识地以扩大经验为目的”{32}。丁肇中这位当代著名的实验物理学家深有体会地说：
实验的过程不是消极的观察，而是积极的、有计划的探测。实验过程不是毫无选择的测量，它需要有小心具体的计划。特别重要的，是要有一个适当的目标，以作为整个探索过程的向导。至于这个目标怎样选定，就要靠实验者的判断力和灵感。一个成功的实验需要的是[光、勇气和毅力{33}。
使我们感兴趣的是，即使是与预期不一致的实验结果，对科学来说也是十分宝贵的。诚如马赫所言：
如果实验没有产生预期的结果，那么对于发明家或工程师来说，它可能是相当大的退却，但是探究者将认为它是他的思想与事实未准确符合的证据。恰恰是这类明确表达出来的不适合，能够导致新的阐明和发现{34}。
其二是思想实验。当今关于思想实验的文献不知凡几，但是最早系统而深入地论述该论题的，恐怕非马赫的“论思想实验”一文{35}莫属。因此，我们在这里只介绍一下马赫关于思想实验的精辟见解。什么是思想实验？马赫的界定是：
除有形实验（physical experiment）外，还有在较高理智水平上使用的其他实验，即思想实验（thought experiment）。计划者、空想家、小说家、社会乌托邦和技术乌托邦的作者都用思想做实验；精明而讲究实际的商人、严肃的发明家和探究者也这样做。他们都想象条件，把他们的期望与条件联系起来，并推测某些结果：他们获得思想实验。不过，前者在幻想中把某些从未在现实（reality）中、从未一起出现的条件结合起来，或者想象这些条件被与它们无关联的结果伴随着。而后者的观念则是事实的可靠表象，它们在其思维中将保持与实在（reality）的十分密切的联系。事实上，正是在我们观念中的事实的或多或少的非任意的表象，才使得思想实验成为可能。因为我们能够在记忆中找到我们在直接观察事实时未注意的细节。正像在记忆中我们可以发现突然揭示一个人的迄今为止看错的个性特征一样，记忆也提供了迄今未注意的物理事实的特征，并帮助我们做出新的发现。
马赫接着提出一个很重要的观点：思想实验在时间往往先于有形实验，且在任何情况下都是有形实验的先决条件。他说，我们的观念比物理事实更容易在手头：思想实验可以说花费较少。正是这样的小小的奇迹，使得思想实验往往在有形实验之先，并为其做好准备。例如，亚里士多德的物理研究，他在思想实验中利用保持在记忆中、尤其是保持在语言中的经验贮藏。思想实验在任何情况下都是有形实验的先决条件。每一个实验者和发明者在把有形实验转化为事实之前，都必须在他的头脑中进行有计划的安排。斯蒂芬森从经验中可能熟悉车厢、铁轨和蒸汽机，但是，正是通过第一次把它们在思想上组合起来，他能够接着进而在实践中建造机车。同样地，伽利略在能够实现研究自由落体的实验安排之前，他必定在他的幻想中看见它被充分地描绘出来。之所以这样，是因为思想实验的结果和我们在心理上与各种各样的条件联系的推测，能够是如此确定和明确，以致作者正确地或错误地感到，能够用有形实验实施任何进一步的检验。不过，他们的结局越不大肯定，思想实验越强烈地敦促探究者进行作为自然的后续的有形实验，从而完成和决定该结果。谈到思想实验的方法，马赫指出：
思想实验的基本方法正如有形实验的情况一样，是变异法。通过改变条件（若可能则连续地改变），与它们联系的观念（预期）的范围被扩大了：通过修正和特化条件，我们修正和特化观念，从而使它们更确定，使两个过程交错进行。
马赫在该文中还提出：“思想实验凭借自己的力量足以化归为荒谬，归谬经审查似乎是起作用的法则。”“思想实验能否达成确定的结论，取决于所同化的经验的种类和范围。”前一句话表明思想实验有揭橥悖论的功能，后一句话则点明了思想实验与存贮的经验的关系。
在此后的其他文章中，马赫也论及思想实验与有形实验的关系。他说：“有形实验是思想实验的自然继续，它出现在后者不能容易地决定结果、或不能完备地决定结果、或根本不能决定结果的地方。”他还说：“通过有形实验和系统的观察审慎地、自主地扩展经验，总是受思想的引导，而不能截然限制和割裂思想实验。这就是有形实验的必不可少的主要特征对于思想实验、一般地对于探究来说也是重要的原因。”{36}在这里，必须注意：
思想实验只降临给那些有准备的头脑——没有什么凭空飞来的灵感。思想实验的前奏是长时期自觉的苦苦思索。心理学研究表明，具有高度创新问题的解答经常要经过意识思维、潜意识思维、启发（但愿！）和确认这样一个循环过程{37}。
其三是对实验的哲学理解。在这个问题上，有三种代表性的观点值得回顾。实验基础主义的基本思想是，科学建立在观察和实验的基础上，实验在科学理论和假设中起主导作用；实验具有可操作性。实验基础主义重视实验在科学中的作用，但是也存在一些潜伏的、不可回避的矛盾，使实验结果的合法性和可靠性大打折扣。例如，实验过程中存在主观性，难以区分真实的观察事实与仪器造成的干扰，对实验结果的理论分析和诠释，还有实验步骤、纰漏以及迪昂-奎因论题引起的问题等。实验过程主义认为，科学是生活形式和实践，而不是逻辑系统和命题结构。科学不是描述和观察世界的方式，而是操作和干预世界的方式。科学家是实践者，而不是纯粹的观察者。科学研究预设了一种实践背景，这些背景包括科学家的技能、技术和筹划，它不可能以一种理论的形式得到说明。科学活动的意义依赖于这些活动所处的对象、设备和技能的领域。实践理性是为科学如何被实践提供模式、范式和策略。科学革命实际上是实践方式的变革。实验过程主义者常常把注意力放在实验室的活动上，将其视为科学实践发生的主要场所。实验诠释学认为，科学不仅是一种理论形式，也是一种实验形式。科学变化不仅是理论和方法的变化，而且也是实验各个环节的变化。科学认识是“公理加实用的”（axiomatic-cum-pragmatic）过程。科学研究不仅预设了理论的概念框架，而且也预设了实验的背景框架。科学实验有多种要素，要素没有真假之分，但却决定什么是真还是假的信念。在某种意义上，科学实验是科学共同体的实验。科学实验结果的可靠性取决于科学共同体的合理的接受性。对实验理解的不同，是由于科学家的认知结构和实验结构不同，即科学研究的背景不同。也就是说，科学信念和科学合理性依赖于科学家的实践智慧{38}。
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论科学经验方法（2）
伊利英和卡林金洞察到，在现代科学中，非经典的多因素实验逐渐代替了经典的单因素实验，在研究的经验水平上活动原则的观念也改变了。在经典科学的单因素实验理论中的基本概念是客体的稳定的形态学的概念，它起作用的性质从构成成分及其环境复合两方面看，被认为处于隔离之中。然而，实验活动的实际发展日益揭示出这种经典理论的非批判特征，即它假定有可能分析独立存在的客体或过程的分离部分。情况变得必须抛弃单因素实验的不恰当的经典概念，用多因素实验的非经典概念代替它，该概念与科学中的实验的新实践一致。在这里，基本的特征是，这个根本的理论把客体解释为构成自我变化的体系的复杂动力学结构。因此，这个概念基于不同客体的本体论观点，它包括下述极其重要的取向，这些取向在客体可能认知的感知中引入了新要素。（1）拒绝客体与环境影响的分离（据说打算保证分析的纯粹性）。（2）承认客体的性质的确定性依赖于它在认知状况中起作用的动力学的和复杂的本性。（3）客体行为的系统完整的评价，它被看做是由内部变化的逻辑和与其他客体相互作用的形式规定的。（4）客体本质的观念的动力学化——从研究平衡结构向分析非平衡、不稳定的作为开放系统的结构转变。这规定研究者把客体作为起因于各种动因和反动因的作用的复杂反馈链环的焦点来研究。（5）反基元论。对在动力学上起作用的开放的非平衡系统的交叉学科研究（学科际间研究），导致拒绝验明基元的构成成分的取向。在现代科学中，基元性的概念被相对化，不再被看做是绝对的{39}。而且，人的主观动因和实验的能动作用不可避免地影响实验的结果。巴斯卡（R. Bhaskar）的分析表明：
在“科学的成功”和经验实在论之间不存在必然的联系，事实上科学的成功可以基于十分不同于预言和说明之间的对称论题的根据来说明。他的“超验实在论”把另一个方面添加到实用主义和怀疑论赋予科学研究的构成作用之中，即实验是所造成的事件之接续的因果动因，事件的结合不是提供给我们的，而是我们创造的。同时，他坚持认为，人向自然提出的问题必须用语言表示，致使自然把科学的仪器“理解”为和看做是“被指定译解自然词汇表的设备”。
诺尔-塞蒂娜在引用了巴斯卡的观点后甚至径直宣称：科学事实不是给定的实体，而是由实验制作出来的{40}。此言不用说包含部分真理。但是，若把客观世界完全撇开，过分夸大实验在制造科学事实中的功能，则有好走极端之嫌，实在不足为训。
其四是作为经验方法骨干的归纳法。归纳是从特殊的事实到达普遍命题的推理过程。奥斯特瓦尔德对该方法的精神实质做了精湛的概括：
这种推理形式——因为它是如此，所以我期望它在未来将继续是如此——是每一门科学由以产生、并赢得它的实在内容即它对未来判断的价值之形式。这种形式被称为归纳推理，在其中以压倒优势应用它的科学被称为归纳科学。这些科学也被称为实验科学或经验科学。{41}
亚里士多德也许是最早系统阐述归纳法的人。在他看来，每个特定的事物都是质料和形式的结合：质料使特殊事物成为独特的个体，形式使这种特殊事物成为相同事物的类的成员。通过归纳，才从感觉经验得出关于形式的概括。他讨论了两类归纳法。第一类归纳法是简单枚举法：把个别物体或事件的陈述看做它们所属的种的概括之基础，或者在更高的层次上把个别的陈述看做属的概括之基础。第二种归纳法是直观归纳法：对那些体现在现象中的一般原理的直接直观，这是一种在感觉经验资料中看到“本质”的能力{42}。奥斯特瓦尔德则概述了亚里士多德另外的二分法——完备归纳和不完备归纳：“第一类归纳具有这种形式：由于某一类型的所有事物都是如此，每一个别事物也是如此。而不完备归纳仅仅说，由于某一类型的许多事物是如此，这种类型的所有事物可能是如此。”{43}马赫在考察三段论的配对物归纳时，也描绘了这两类归纳{44}。
近代科学的思想先驱培根十分推崇归纳法。他认为，围困人的心灵的假象共有四类——种族假象、洞穴假象、市场假象、剧场假象。但是，“以真正的归纳法来形成概念和原理，这无疑是排除和肃清假象的对症良药”{45}。近代科学的开创者和集大成者牛顿不管是怎么做的（他做了诸多假设），但是在他自觉的意识中，他依然坚持：
在实验哲学中，我们必须将由现象所归纳出的命题视为完全正确的或基本正确的，而不管想象所可能得到的与之相反的种种假设，直到出现了其他的或可排除这些命题、或可使之变得更加精确的现象之时{46}。
此后，归纳法在经典科学时期大体上处于优势地位，尽管与其相对的]绎法与之颉颃。关于归纳法的程序或步骤，任鸿隽言简意赅地道出了其大概：（1）由事实的观察而定一假设。（2）由此假设-]绎其结果。（3）以实验考察其结果之现象，是否合于所预期者。（4）假设既经试验，合于事实，乃可定其为代表天然事实之科学律{47}。
尽管归纳法是经验方法的骨干和科学理论化的重要基石，但是自从休谟提出归纳合法性问题——归纳根据不足且无法在逻辑上得到辩护，它只是人的一种心理习惯或惯例——之后，人们对归纳法的质疑就不绝于耳。批判学派几位代表人物对归纳问题有独特的见解，对于我们认识这个问题肯定具有启发意义。奥斯特瓦尔德详细地分析本质上不同的完备归纳和不完备归纳的缺陷，指出不能像要求]绎推理那样的标准要求归纳推理：
第一类拟订了提供绝对确定的结果的要求。但是，它依赖这样的假定：所讨论的类型的所有事物是已知的，并就它们的行为进行了检验。这一假设一般是无法付诸实现的，因为我们从来也不能证明，除了我们已知道的或被我们检验的那些事物之外，不存在同一类型的事物。而且推论是多余的，因为它只不过重复了我们已经直接获得的知识。由于我们检验了一个类型的所有事物，从而也就检验了预言涉及的特定的事物。另一方面，不完备归纳断言还未被检验的某些事物，因为它作为一个条件包含我们知识的扩展，有时包含极其重要的扩展。的确，它必须放弃对无条件的或绝对有效性的要求，但是，为了补偿，它获得了适宜于实际应用的不可替代的优势。事实上，与受到经验辩护的科学实践一致，科学的归纳推论采取这一形式：因为曾经发现它是如此，所以它总是如此。这种方法对于扩大科学的意义由此而来，没有它科学便会不得不以无可比拟地缓慢的步调行进。
在他看来，运用归纳法实际上离不开科学的想象力和直觉：“对普遍的归纳原理来说，足够的例子的范围取决于发现的科学想象力，它也频频依赖于被授予‘科学直觉’称号的有意识的心理操作。”{48}
迪昂明确表示：“两个不可回避的坚硬礁石使纯粹归纳的路线对物理学家来说是行不通的。第一，实验定律在经受把它转化为符号定律的诠释之前，它对理论家是没有用处的，这种诠释隐含着依附整个理论的集合。第二，实验定律不是精密的，而仅仅是近似的，因此它能够容许无限不同的符号翻译；在所有这些翻译中，物理学家必须选择将给他提供多产的假设的翻译，它的选择并非完全受实验的指导。”他清楚地认识到，逻辑不能用纯粹的归纳法构造理论。牛顿和安培在这一点失败了，可是这两位数学家却夸口在他们的体系中不容许不是完全从实验引出的东西。因此，我们将不反对承认，在我们物理学的根本基础中有并非实验提供的公设{49}。显然，迪昂对归纳法的局限性的揭示是立足于他的整体论、科学诠释理论以及经验和基本假设（公设）之间的错综复杂的关系的{50}。
彭加勒承认：“物理科学的方法建立在归纳的基础上，当一种现象初次发生的境况复现时，归纳法使我们预期这种现象会重复。一旦所有这些境况能够同时复现，那就可以毫无顾忌地应用这个原理。”但是，他注意到，这是从来没有发生过的，其中有些境况总是缺少的。因此归纳法虽然重要，但是其结果也许是盖然的，而不会是严格确定的{51}。不过，彭加勒对数学归纳法却青[有加。所谓数学归纳法，彭加勒又称其为“递归证明”“递归推理”“全归纳原理”，他十分欣赏这种方法，并赋予它以特殊的地位和重要性。这种程序可以表述如下：“我们首先针对n＝1规定一个定理；然后我们证明，若该定理对n－l为真，则它对n也为真，从而得出结论：它对所有的整数都为真。”递归推理的主要特征是，它包括着无穷个三段论，它们仿佛像“瀑布”一样直泻下来。它能跨越只局限于形式逻辑方法的分析家的忍耐力永远也无法填满的深渊，是使我们从有穷通向无穷的工具。数学归纳法“不能化归为逻辑”。它不能化归为矛盾律，因为它的判断不是分析判断；这个法则也不能从经验而来，因为经验不能达到无穷系列的数；也不能认为它像几何学的某些公设那样是一种约定，因为约定无所谓真假，而该法则是确实可靠的。显然，这个法则是分析证明和经验难以得到的，在无穷面前，矛盾律会失效，经验会变得软弱无力，所以“它是先验综合判断的真正类型”。
我们只有借助数学归纳法才能攀登，惟有它能够告诉我们新东西。没有在某些方面与物理学归纳法不同的、但却同样有效的数学归纳法的帮助，则构造便无力去创造科学。
关于建立在先验综合判断基础上的数学归纳法与建立在经验事实基础上的普通归纳法（物理学中的归纳法）之异同，彭加勒也做了比较：“毫无疑问，数学中的递归推理和物理学中的归纳推理建立在不同的基础上，但是它们的步调是相同的，即它们在同一方向上前进，也就是说，从特殊到普遍。”“不过，它们也有本质的差异。用于物理科学中的归纳总是不可靠的，因为它建立在宇宙具有普遍秩序的信念上，而这种秩序却是在我们之外的。相反地，数学归纳法即递归证明却必然强加于我们，因为它只不过是心智本身的特性的确认。”{52}
除了前面引述的完备归纳和不完备归纳外，马赫还多处论及归纳法。他一针见血地揭示出不完备归纳的逻辑裂隙，并指出这种推理实际上是心理联想、习惯、期望所致。他说：在这个案例中，推论在逻辑上得不到辩护。不过，由于联想和习惯的功能，我们能够发现我们自己在心理上处在这样的状态中：期望所有C、从而还有B将原来是A。为理智的优势和实践的成功起见，我们能够想望它是如此，并尝试性地假定它是如此，不管在期望可能的或有希望的成功时我们借助本能还是借助审慎的方法论规定的方式。另一方面，不完备的归纳先于知识的拓广，但是由于包含着错误的危险，从一开始就注定要受到检验、矫正甚或拒斥。至于完备的归纳，马赫认为，它与三段论一样，也不提供经验的拓广。通过把个别判断集中在类判断中，我们只不过使我们的知识更简明、更扼要地表达了它们。我们比较容易得到的一般判断，绝大多数都是通过不完备的归纳获得的，通过完备的归纳获得的极少。有趣的是，马赫还提出归纳的“时间考验”的思想：用这种方式形成一般判断不是片刻的事情，也不是仅仅发生在单独的个人身上。所有当代人、所有阶层，事实上整整几代人，都协同起来强固或矫正这样的归纳。经验在空间和时间中传播得越广，对归纳的控制也就变得越敏锐、越综合。他宣明的结论是：
因此，三段论和归纳都不能创造新知识，而只不过保证在我们的各种洞察之间没有矛盾，清楚地表明这些洞察如何关联在一起，并把我们的注意力引向某个特定洞察的不同方面，从而教给我们在不同的形式中辨认它。于是，显而易见，探究者获取知识的真正源泉必然处在其他地方。有鉴于此，下述情况是相当不可思议的：涉及探究方法的大多数探究者仍然认为归纳是主要的探究方法，仿佛自然科学无所事事，只不过是直接分类敞开摆在周围的个别事实而已。并非我们希望否认也是重要的东西，而是它并未穷竭探究者的任务：他尤其必须发现相关的特征及其关联，这比分类已经知道的东西更为艰难。对自然科学来说，“归纳科学”的名称因此是没有正当根据的。
马赫进而查明，科学发现并不是按照归纳方法进行的，而是抽象和想象的产物，用“归纳”描述发现的过程是对其的误读。他说：比较能够使我们意识到迄今未注意的概念，即使它并非显著得足以吸引即时的注意力。如果我们专注于相互依赖的要素，同时把注意力从较少重要的要素分散开，这就是所谓的抽象。于是，我们产生了可以导致发现的激励，但是，如果注意力被误导，也可以产生导致错误的刺激。这种操作与归纳毫不相干。然而，如果我们考虑到，观察或枚举许多一致的例子而不管某些特征的变异，比考察单一的案例更容易导致关于稳定特征的抽象观点，那么我们实际上想起了这一程序与归纳的相似。这也许是该名称如此长期幸存的原因。马赫再次强调：
藉以获得新洞察的心理操作从这一切中浮现出来，通常用不恰当的名字“归纳”称呼的这种心理操作不是一个简单的过程，而是相当复杂的过程。尤其是，它不是逻辑过程，尽管逻辑过程可以作为辅助的中间环节出现。抽象和幻想活动在发现新知识中起主要作用。惠威尔强调过，方法在这里不会有所作为的事实清楚地表明，他认为是神秘的特征依附于所谓的“归纳的”发现。探究者力图厘清思想，但是起初，他既不知道它，也不了解能够保险地在其中找到它的途径。然而，当通向它的目标或道路变得显现出来时，他为他的发现惊奇不已，就像某个人在森林中迷路，突然走出丛林，获得自由的前景，看见一切都清楚地呈现在他面前一样。直到发现原理之后，方法才能以有序化和调整的资格介入{53}。
不管有意识还是无意识，当代的科学哲学家大体上都赞同批判学派的观点。齐曼就是这样看待归纳法的：归纳法是科学理论化的基础，然而这显然在逻辑上是不完全的。而且，自从休谟指出这一点，哲学家已经发现，没有更精确的解释使它坚实。像模式识别一般，它是一种不可能被简化为一种形式算法的自然的认知过程。实际上，归纳法是模式识别在时间维度上的有效外延。归纳推理的过程不是“非理性的”。相反，从自然主义的角度看，它建立在科学理性的主要基石之上。这是一种人类普遍存在的能力，在生物进化的历史中磨砺了几百万年。通过将理论和经验相联系，一种在科学领域的实体和生活世界的表示映像之间直接的认识联系产生了。因而，这是一种特征认知过程，牵涉到大脑对精神模型的调控。它还是主体间性的，因为它可以在个体之间被交流、理解，可能还有争论、同意，最终以档案文本的形式被制成共同资产{54}。至此，我们可以窥见所谓“归纳法”的真谛了：
在有限的经验资料的基础上，通过抽象、想象、直觉、卓识、灵感、顿悟等非逻辑的过程，形成普遍的概念、判断、命题、定律、原理等，它们进而得到经验证据的不断确认，从而大胆地把它们在时间和空间上加以外推，形成系统的科学理论，并且在一代又一代的人的实践中应用起来畅行无阻，从而最终作为可靠的知识，进入人类的思想宝库。
在结束本节时，我愿意把费耶阿本德的“反归纳（counterinduction）”思想{55}附录在这里，以飨读者——这也许并非蛇足之举。
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注释：
①彭加勒：《最后的沉思》第127页，李醒民译，商务印书馆1996年版。
②E. Hubble, The Nature of Science and Other Lectures，Los Angles, U. S. A., 1954, p.12.
③{45}培 根：《新工具》第60、18-19页，许宝骙译，商务印书馆1984年版。
④萨 顿：《科学史和新人文主义》第83-84页，陈恒六等译，华夏出版社1989年版，。
⑤V.Ilyin and A. Kalinkin，The Nature of Science，An Epistemological Analysis，Moscow: Progress Publishers，1988，pp.129-131.
⑥{12}{21}戈 什：《科学方法讲座》第79-82、150-156、84页，李醒民译，陕西科学技术出版社1992年版。
⑦波普尔：《科学知识进化论》第254页，纪树立编译，三联书店1987年版。
⑧孔德：《实证主义》，载洪谦主编：《现代西方哲学论著选集》（上册）第22页，商务印书馆1993年版。
⑨波普尔：《科学知识进化论》第52-55、254页，纪树立编译，三联书店1987年版。
⑩马尔凯：《科学与知识社会学》第57-60、64-65页，林聚任译，东方出版社2001年版。
{11}{13}海森伯：《物理学家的自然观》第5-6、43页，吴 忠译，商务印书馆1990年版。
{14}卡尔纳普：《科学哲学导轮》第104-107页，张华夏译，中山大学出版社1987年版。
{15}齐 曼：《元科学导论》第266~267页，刘珺珺等译，湖南人民出版社1988年版。
{16}哈耶克说：“在自然科学中，数字化的表述和量的计算有重要意义。普遍的印象是，大多数自然科学的这种量化性质，其重要性主要在于它们具有更大的精确性。其实不然，不用数学的表达形式，也可以提高一种方法的精确性——打破我们的直观素材，用对没有属性而只有这些相互关系的要素的描述，来代替对具有感觉性质的要素的描述，才是这个过程的本质。它是摆脱人们既有的自然图景的全部努力的一部分，是用建立在由系统的检验和试验所确定的关系的基础上的分类，代替我们的感官提供的事物分类这一过程的一部分。”参见哈耶克：《科学的反革命——理性滥用之研究》第15页，冯克利译，译林出版社2003年版。
{17}卡普拉：《转折点——科学、社会和正在兴起的文化》第37页，卫飒英等译，四川科学技术出版社1988年版。
{18}迪 昂：《物理学理论的目的和结构》第121-135页，李醒民译，华夏出版社1999年版。
{19}鲍尔登：“科学——人类的共同遗产”，桂济世译，载《科学与哲学》1981年第6、7期。
{20}海森伯还说：“我们一方面确立了那些不同于古典物理学的定律，另一方面我们可以在观察、测量和照相时运用古典物理学的概念。我们之所以要这样做，正是因为我们在进行了一切观测工作之以后，如果我们要把自己的观测结果传达给别人，那就不得不用语言。一种测量仪器必须使它所进行的观测能够帮助我们给观测的现象做出毫无歧义的结论，并且可以假定其中存在某种严格的因果关系，只有做到这样，它才是一种真正的测量仪器。在对于一种原子现象进行理论描述的时候，我们应当区别现象和观测，或区别现象和观测仪器。分界线可以由观察者选取，但是在观察分界线的观察者这一边，我们不得不使用古典物理学的语言，只因为我们没有其他足以表达观测结果的语言。”参见海森伯：“关于科学语言的讨论”，马名驹译，载《自然科学哲学问题》1983年第3期。
{22}拉特利尔：《科学和技术对文化的挑战》第22-23页，吕乃基译，商务印书馆1997年版。他接着说：“然而，重要的是要说明操作这一概念本身，才能得出科学知识的真正本性。操作的一个首要的和非常突出的性质是，它是一种转换。数学或逻辑中所谓的‘算子’的作用模式，给出了操作的最简单的图解。操作的第二个特征在于其形式性。这意味着规定操作的那些性质，与应用这种操作的那些对象的特殊本性无关。重要的是作用的形式而不是其物质性。操作的第三个特征在于它本身是可主题化的，亦即它自身就可以成为对象，因为它可以归于更高层次的操作之下。操作的第四个特征是它可以普遍化。一个操作可由表明它是怎样产生其结果的抽象图式来表达，这样的图式或图示，原则上总可以包含在更一般的图式之中，因而符合具有所说的操作特征的其他一些形式特征。操作的第五个特征是，它决非孤立的实体，而总是一个操作网络的一部分，这个操作网络本身可以随着新的概括而逐渐扩展。”
{23}F. Aicken, The Nature of Science, London: Heinemann Educational Books, 1984, p.38.
{24}在哈金看来，“观念”是各种类别的问题和理论，它们处在实验室的理智组分之中。我们研究的或我们用来研究的物质的实物最好称其为“事物”：仪器、挪威老鼠、偏振的电子、噬菌体等都是事物，它们与观念形成对照。实验的结果是“记号”，记号的后继处理产生更多的记号。这使人联想到拉图尔坚持，实验室的仪器仅仅是“注册的装置”，实验室的直接产物是“注册”（inscription）。Marks不仅是较短的词，而且相对模糊，听任覆盖若干项目：可见的印记、使某一东西突出的标记或符号、某种质的指示以及目标。尽管我们不愿意把理论与器械（观念与事物）混淆起来，也很少发现把仪器与它产生的数据或我们由它们构成的统计分析区别开来是困难的，但是在观念、事物和记号三个子群中，一些要素是相互进入的。其中，观念范畴包括问题、背景知识、系统的理论、主题假设、装置的模型化诸要素；事物范畴包括靶子、修正的源泉、检测器、工具、数据产生者诸要素；记号范畴包括资料、资料评估、资料还原、资料分析、资料解释诸要素。参见I. Hacking, The Self-Vindication of the Laboratoty Science. A. Pickering ed., Science as Practice and Culture, The University of Chicago Press, 1992, pp.29-64.
{25}对实验的分类也是见仁见智。梅多沃提出实验的四分法。其一是培根型实验。培根指出，理解真理，需要各种事实材料，而要得到这些材料不能只靠好运气、只靠“守株待兔”，我们必须制造偶然事件，设法获得经验。其二是亚里士多德型实验。这种实验也是人为设计的，其目的在于表达先入为主的真理或是]示某些预测好的教学计划。有人认为用这样的实验不是来建立自己的理论，而是专横地推销自己的理论，从而会窒息实验。其三是伽利略型实验。这种实验是判决性实验：在诸种可能性之间辨别，或为我们所采取的观点提供证据，或促使我们意识到原先的观点需要修改。其四是以哲学史上最富于突破性的概念的革命者命名的思想实验，称为康德型实验。在康德看来，不能默许那种认为我们的感官直觉决定于“客观”、决定于感觉到的事物的一般观点。相反地，我们应该把经验看做是由自己的感官直觉本领的特征所决定的。“这个实验恰如所预料地取得了成功”，康德自鸣得意地做出评论，这导致他形成先验知识可能存在的著名观点。非欧几何、人口统计、经济预测都是康德型实验的实例。这种实验除了有时使用计算机外，无须任何设备。参见梅多沃：《对年轻科学家的忠告》第76-80页，蒋效东译，南开大学出版社1986年版。
{26}拉特利尔是这样描述实验的非自然性的：“实验是一种行为，但它是一种根本不‘自然的’行为，一种根本不是——至少不是直接地——由生存目的或者由与生俱来的或在孩童时期获得的感觉驱动的构造支配的行为。它是一种构造的行动，与以前的模型构造所提示的型式相一致，并且在每一阶段都是由使人们可以围绕模型进行推理的理论所提出的要求制约的。当然，有时候实验可能并不给出所期待的那种结果，有时甚至实验不能继续下去，因为实在进行了反抗。这是模型不合适的信号。因而必须做部分的或全面的修正，其结果通常使模型变得越来越复杂。”参见拉特利尔：《科学和技术对文化的挑战》第26页，吕乃基译，商务印书馆1997年版。
{27}D. Gooding, Putting Agency back into Experiment. A. Pickering ed., Science as Practice and Culture, The University of Chicago Press, 1992, pp.65-112.
{28}在这里，我们最好还是引用一下马赫的言论以加深印象。马赫这样说过：“人通过观察在他周围的变化收集经验。不过，对他来说最有趣和最有教益的变化，是那些通过它自己的干预和审慎的动作能够影响的变化。关于这样的变化，他不需要依然是纯粹被动的，他能够主动地使它们适应他自己的要求；此外，它们对他来说具有最高的经济的、实践的和理智的重要性。这就是使实验变得如此有价值的东西……人具有天生的实验倾向……”参见马赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》第185页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{29}彭加勒早就提出“实验是真理的唯一源泉”的命题。丁肇中也认为，实验精神在科学上是很重要的。“科学进展的历史告诉我们，新的知识只能通过实地实验而得到，不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。”分别参见彭加勒：《科学与假设》第105页，李醒民译，辽宁教育出版社2001年版，丁肇中：“应有格物致知精神”，载《瞭望》1991年11月。
{30}马赫不是说过“实验能够被描绘为对新反应或它们的关系的自主探求”吗？参见马 赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》第201页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{31}{51}{52}彭加勒：《科学与假设》第116-117、4、9-15页，李醒民译，辽宁教育出版社2001年版。
{32}马赫同时也表明：“在本能的实验和思想指导的实验之间不存在明显的分界线。”“人们必须不要低估本能和习惯在实验结果中的功能。要对介入实验中的所有条件获得即刻的理智概观是不可能的。”参见马 赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》第186、187页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{33}丁肇中：“应有格物致知精神”，载《瞭望》1991年11月。
{34}{35}马 赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》第199、185-200页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{36}马 赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》第201、202页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{37}米 勒：《爱因斯坦·毕加索——空间、时间和动人心魄之美》第233页，方在庆等译，上海科技教育出版社2003年版。
{38}黄小寒：《“自然之书”读解——科学诠释学》第182-186页，上海译文出版社2002年版。
{39}V. Ilyin and A. Kalinkin，The Nature of Science，An Epistemological Analysis，Moscow：Progress Publishers，1988, pp. 82-83.
{40}K.D.Knorr-Cetina，The Manufacture of Knowledge，A Essay on the Constructive and Contextual Nature of Science，Oxford etc.：Pergamon Press，1981，p. 3.
{41}{43}奥斯特瓦尔德：《自然哲学概论》第27、28页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{42}洛 西：《科学哲学历史导论》第6-8页，邱仁宗等译，华中工学院出版社1982年版。
{44}马赫这样写道：“设C1，C2，C3……是其概念为B的类中的成员。我们观察到，每一个都落在A的概念之下。若C1，C2，C3……穷竭了B的外延且一切都归入A之下，则B作为一个整体也同样进行，归纳被称之为完备的。若我们不能证明所有C的成员落在A之下且我们在没有穷竭B的外延情况下还推断B是A，则归纳是不完备的。”参见马 赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》第303页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{46}牛 顿：《自然哲学之数学原理·宇宙体系》第549-554页，王克迪译，武汉出版社1992年版。
{47}任鸿隽：“科学方法讲义”，载《科学》第4卷（1919）第11期。
{48}奥斯特瓦尔德：《自然哲学概论》第28、30页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{49}迪 昂：《物理学理论的目的和结构》第222、245页，李醒民译，华夏出版社1999年版。
{50}关于这方面的资料，可参见李醒民：《迪昂》的有关章节，[台北]三民书局东大图书公司1996年版。
{53}马赫：《认识与谬误——探究心理学论纲》第303-304、307、308、313页，李醒民译，华夏出版社2000年版。
{54}齐 曼：《真科学：它是什么，它指什么》第267-268页，曾国屏等译，上海科学教育出版社2002年版。
{55}费耶阿本德说：我们可以运用和得到充分确认（confirmation）的理论以及（或者）充分确凿的实验结果相矛盾的假设。我们可以通过反归纳行事来推进科学。经验论的归纳法的本质在于，一个理论和“资料”之间的一致支持该理论（或让情势保持不变），而不一致使该理论处于危机，也许甚至使我们不得不排除它。这个规则是一切确认和验证（corroboration）理论是重要部分。与之对应的反规则劝导我们按反归纳行事。反归纳具有合理性。与公认的且又得到高度确认的理论不一致的假设的反规则的情形表明，可能反驳一个理论的证据往往只能借助一个与之不相容的可取理论来揭示。与充分确凿的事实不一致的假设的反规则表明，这无须专门加以辩护，因为没有一个有意义的理论会和其领域中的一切已知事实都一致。一个理论可能和证据相冲突，并不是因为它不正确，而是因为证据已经被污染。参见费耶阿本德：《反对方法》第15-17页，周昌忠译，[台北]时报文化出版企业股份有限公司1996年版。