略論歸納在科學發(fā)展與創(chuàng)新中的重要作用論文
1關于科學發(fā)展的不同見解
自古以來，科學知識更新就被人們看作是許許多多確實無誤的陳述的集合，看作是由一個一個的真命題搭建起來的金字塔，其中處于上層的是概括性較大的命題，處于上層的是概括性較小的命題，而科學工作者則是建造這座命題金字塔的工匠，這就是以往人們對于科學知識發(fā)展過程的傳統(tǒng)見解。由于人們的邏輯觀念不同，對科學知識發(fā)展方法論的解釋也不同。理性論認為科學研究及其發(fā)展的唯一可靠的方法是演繹法，把科學命題金字塔看作是依靠演繹法自上而上地建立起來的。經(jīng)驗論在科學研究和發(fā)展的方法論上堅持歸納主義的觀點，認為科學命題金字塔是依靠歸納法自上而上地建立起來的。由于理性論對演繹法深信不疑，經(jīng)驗論對歸納法極力推崇，他們都認為用各自的方法構建起來的科學命題金字塔是堅不可摧的，而用對方的方法或者其他方法建立起來的科學金字塔是不可思議、不堪一擊的。但是，兩個派別有一個共同的認識，那就是科學知識的發(fā)展過程是累進性的，它是一代一代的科學工作者不斷努力的結果，是真命題的堆積和遞加。
以波普爾為代表的證偽主義者認為，科學的發(fā)展源于問題，由于問題的出現(xiàn)，科學家試圖解釋和解決問題，這些對問題的解釋或者解決問題的方案構成了科學假說。由于證偽一個命題的可能性遠比證實一個命題的可能性大得多，并且事實上證實一個命題是不可能的，因此，為解釋和解決問題而提出的科學假說一旦被提出來，就會經(jīng)歷一個廣泛而嚴峻的檢驗過程并終于被例外情況所證偽，于是又會出現(xiàn)與之前的問題不同的新問題，為了解釋和解決新問題，新的科學假說又會被提出來，之后又會接受檢驗而被證偽。只要人類探求知識的工作不停IF，這個過程將會如此繼續(xù)上去。按照證偽主義的觀點，由于全部科學假說不能被證實，只能被證偽，因此，科學發(fā)展的過程是一個新假說不斷取代舊假說、新舊假說不斷更替的過程。
對于累進式科學發(fā)展觀是否如實反映了科學發(fā)展的實際圖景，科學發(fā)展的歷史表明，并非所有的科學理論都是真實可靠、絕對無誤的，科學史上有很多被一時奉為絕對真理的命題，后來被證明是假命題。例如，物體的重量和它做自由落體運動的速度成正比、物體之所以會燃燒是因為它本身含有一種燃素等�？茖W發(fā)展的過程有時是緩慢的、難以覺察的，有時是飛躍式的，驚天動地的。例如，哥白尼的“日心說”對“地心說”的挑戰(zhàn)，造成了科學史翻天覆地的變化。從伽利略到牛頓的近代力學被相對論所取代，把人們帶入全新的物理世界。
每一個假說本身是有條件和適用范圍的，假說檢驗過程的情況也是及其復雜的，否證一個假說并不表示完全拋棄它，也可以對其進行修正完善，使其經(jīng)受檢驗。任何一次否證都不是最后的、絕對的。即使是被淘汰了的理論，有的也能重新“復活”。
科學史的每一個階段都有不同于其他階段的特征，科學家受到他所處那個時代的科學發(fā)展水平和社會發(fā)展程度的限制，因此，任何一個科學理論不能完全擺脫時代與科學家自身的局限性，從而表現(xiàn)出合理性與局限性共存的客觀現(xiàn)象�？茖W的發(fā)展一方面表現(xiàn)為對以往傳統(tǒng)的繼承，體現(xiàn)出科學發(fā)展的累進性。另一方面表現(xiàn)為對不合理因素的拋棄，用新的理論取代舊的理論，體現(xiàn)出科學發(fā)展的革命性，因此，科學發(fā)展的模式是一個開放的體系�？茖W活動的目的是探求真理，科學發(fā)展模式的開放性允許錯誤的出現(xiàn)，這一特點暗示科學發(fā)展的過程并非全是演繹的，以慨然性推理為特征的歸納邏輯對科學知識的發(fā)展與創(chuàng)新也功不可沒。
2歸納是科學發(fā)展與創(chuàng)新的重要方法之一
歸納推理的特征是或然性。在歸納推理中，前提是對一類事物中個體對象的斷定，結論是對該類事物全體的斷定，前提是一個個單稱命題，結論是一個全稱命題，結論的斷定超出了前提斷定的范圍，前提的真實性不能演繹地傳遞到結論上，結論的合理性不能演繹地得到保證。歸納推理的這一特征使得它受到很多哲學家、邏輯學家的責難，認為它不適合作為科學活動的方法。然而，還有很多哲學家、邏輯學家甚至是科學家對它偏愛有加，認為它是適合科學活動的唯一方法。事實上，自培根以來，歸納被看作是發(fā)現(xiàn)和證明普遍命題的活動，歸納邏輯研究的主要目的被設定為如何從經(jīng)驗觀察中發(fā)現(xiàn)普遍必然的一般命題，以及如何用經(jīng)驗證據(jù)證明這些一般命題。歸納的特點使歸納不僅成為科學發(fā)現(xiàn)、科學確證的重要方法，而且也是科學發(fā)展與科學創(chuàng)新的重要方法。
歸納對于科學發(fā)展和科學創(chuàng)新的重要作用突出地表現(xiàn)在歸納推動科學技術進步，促進科學技術發(fā)展方面。歸納推理是一種或然推理，雖然這種推理沒有演繹推理那樣可靠，但是歸納法具有拓展性，而這一點正是科學理論發(fā)展所必須依賴的。如果沒有拓展性，人們只能在已知的世界中徘徊，無法認識新的事物�？梢哉f在人類認識的發(fā)展過程中，歸納法起著極為重要的作用。拓展性使得人類的知識得以不斷積累和擴充，也使得科學的內(nèi)容不斷豐富。很難想象，如果沒有歸納法的使用，人類對自然和社會的認識是如何發(fā)展到如今龐大的科學體系。在科學史上，有很多科學發(fā)現(xiàn)是借助于歸納法的，從而推動了科學的發(fā)展。俄國化學家門捷列夫發(fā)現(xiàn)化學元素周期律，英國博物學家、發(fā)明家胡克發(fā)現(xiàn)彈性定律運用了共變法。德國數(shù)學家歌德巴赫提出著名的“哥德巴赫猜想”運用了簡單枚舉法。法國化學家普魯斯特提出關于元素化合的定比定律，德國的'約翰·丹尼爾·提丟斯提出波德定律運用了完全歸納法。運用歸納法來確證假說性的經(jīng)驗定律是科學研究事業(yè)的一種傳統(tǒng)。當一個理論假說已經(jīng)提出以后，科學家盡可能搜尋迄今為比已有的經(jīng)驗事實來支持這個理論假說，這時科學家們經(jīng)常用到列舉式歸納確證法。列舉式確證是歸納確證的一種常見操作。例如，為了確證“凡金屬都導電”這個理論命題時，列舉鐵導電、銅導電、鉛導電等，以此來確證“凡金屬都導電”。英國生物學家達爾文提出了以自然選擇為基礎的進化論學說之后，許多科學家搜集了大量醫(yī)學、胚胎學等證據(jù)來捍衛(wèi)進化論，采用的也是列舉式歸納確證的方法。
人類認識與科學研究的深化、現(xiàn)代科學技術和社會的發(fā)展、信息化時代的興起，要求科學研究不是完全依靠演繹邏輯的公理化推演，而是要求經(jīng)驗與理性結合，以實際問題為出發(fā)點，因而歸納邏輯的作用顯得更為突出。這在人工智能中表現(xiàn)得更充分。雖然演繹邏輯是計算機科學的理論基礎，但是人工智能研究離不開歸納邏輯�？梢哉f，如果沒有歸納邏輯，特別是如果沒有現(xiàn)代歸納邏輯，就不會有人工智能研究。因為，人工智能的研究目標是對人腦活動的模擬，主要研究如何運用人工的方法、技術、自動機器或者智能機器來模仿人腦的思維活動，以便延伸和擴展人的智能，幫助人們完成在現(xiàn)實條件上不能或者完成速度有限的工作。人腦的思維活動具有創(chuàng)造性，在知識與資源相對不足的條件上尤其表現(xiàn)出靈活性的特點，從而克服演繹邏輯公理化的程序。人工智能中與實踐結合最緊密的就是專家系統(tǒng)，它是智能機研制的技術基礎。專家系統(tǒng)處理的問題往往具有復雜性、不完全性、模糊性或似然性，即不確定性，因此，它是人工智能深入發(fā)展遇到的重大難題，也是必須解決的重大問題。機器學習、知識獲取是實現(xiàn)專家系統(tǒng)的“瓶頸”，都涉及不確定推理，都包含了歸納推理。專家系統(tǒng)之所以具有強大生命力，歸納推理起到了異乎尋常的作用。有了歸納推理，機器才可能完成發(fā)現(xiàn)定律之類的高級智能活動。
科學發(fā)展的歷史表明，歸納法和歸納邏輯對于科學發(fā)展和科學創(chuàng)新功不可沒。科學史上的很多科學發(fā)現(xiàn)是以歸納法和歸納推理為思維工具的，很多科學證明是以歸納法和歸納推理為手段的，很多科學發(fā)展與科學創(chuàng)新是以歸納法和歸納推理為指導的，離開了歸納，科學發(fā)展的圖景就不會如此百花齊放和繁榮昌盛。
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