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一般研究方法

时间:2023-03-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:一般研究方法是不同学科研究的共性的理性思维方法,如归纳与演绎、分析与综合、抽象与具体、逻辑与历史相统一等。归纳所得出的结论是未经证实的,具有或然性。根据一些化学实验的结果,人们用不完全归纳法概括出“凡是惰性气体都不与其他元素发生化学反应”的一般结论。然而,科学测量结果证实牛顿的推论是正确的。分析方法使科学研究由现象到本质逐步深入,贯穿于科学研究的整个过程,并渗透于其他研究方法中。

(二)一般研究方法

一般研究方法是不同学科研究的共性的理性思维方法,如归纳与演绎、分析与综合、抽象与具体、逻辑与历史相统一等。

1.归纳与演绎法

推理是根据一个或一些判断得到另一个判断的思维形式。归纳与演绎是人类思维从个别到一般,又由一般到个别的最常见的推理形式。

(1)归纳是从个别事实中概括出一般性结论,是一种由个别性前提过渡到一般性结论的推理形式。归纳所得出的结论是未经证实的,具有或然性。根据归纳法的前提是否完全,归纳法又分为完全归纳法和不完全归纳法。

完全归纳法是根据某类事物中的每一个事物都具有某种属性,从而推理出这类事物都有此属性的一般结论的推理方法。这个结论一般是可靠的。不过,在实际学术研究中,完全归纳法的前提(即根据某类事物中的每一个事物都具有某种属性)常常不能被满足。不完全归纳法则是通过简单枚举某类事物的一部分对象都具有某种属性,没有观察到反例,由此推及全体,得出该类事物的所有对象都具有此属性的结论。这种方法被广泛采用,许多学科中的原理、定律和公式都是应用此法得出的,比如能量守恒与转化定律。不过,一旦发现反例后,一般结论也就被否定了。因此,不完全归纳法的缺点就是难以避免以偏概全的错误,不能保证结论完全正确,具有或然性。

【案例】

我们在地球上所见到的一切东西都是由元素化合而成的,而有些元素与其他元素相比,显得不大愿意参与化合反应。最不喜欢结合的一组元素被称作“惰性气体”,共有六种,依次是氦、氖、氩、氪、氙、氡。根据一些化学实验的结果,人们用不完全归纳法概括出“凡是惰性气体都不与其他元素发生化学反应”的一般结论。1962年,英国化学家巴特列特用氙和氟化铂反应,产生出第一个惰性元素化合物,于是持续70年之久的传统观念被推翻了,惰性气体只是不活泼而已。化学家们掀起了一个合成和研究新的稀有气体化合物的热潮,开辟了一个稀有气体化学的新天地。

(2)演绎是从一般原理走向个别结论的思维方法,是由一般性原则推导个别结论的推理形式。为了必然地得到真实的结论,一个演绎推理必须前提真实而且形式正确。这样,演绎法才能为科学知识提供逻辑证明的工具。

【案例】

牛顿根据地球自传的特点用演绎的方法对地球的形状作了推断。他认为,地球是绕通过南北极的地轴旋转的球体,赤道处线速度最大,离心力也最大,两极点线速度为零,离心力为零,所以地球应该是在赤道处鼓出,两极扁平的椭球体。当时,其他科学家认为地球是沿地轴伸长的地球,即地轴长度大于赤道直径,因此对牛顿的推理表示极大怀疑,并展开了争论。然而,科学测量结果证实牛顿的推论是正确的。20世纪50年代后,科学技术发展迅猛,特别是人造卫星上天,为大地测量开辟了多种途径,高精度的微波测距、激光测距,更准确地测量了地球的大小和形状,人们更确切地发现地球是多轴椭球体。

(3)归纳和演绎两种方法处于不可分割的联系之中,两者互为前提和补充。在实际工作中,归纳法和演绎法常常联合使用。

【案例】

门捷列夫在研究前人所得成果的基础上,发现一些元素除有特性之外还有共性。经过归纳,门捷列夫确定了化学元素的性质与原子量之间关系:元素的性质随着原子量的增加呈周期性的变化,但又不是简单的重复。这就是化学元素的周期律。门捷列夫根据周期律纠正了一些有错误的原子量,还进行演绎推理,先后预言了15种以上的未知元素的存在。后来,人们根据周期律理论,把已经发现的100多种元素排列、分类,列出了今天的化学元素周期表。

2.分析与综合法

分析,就是把认识对象分解为各个部分、方面、要素,以便分别加以研究的思维方法。分析是从事物的整体深入到它的各个组成部分,通过认识事物的各个组成部分来认识事物的本质和规律。通常来说,分析的过程有三个环节:首先,把事物从整体“肢解”为各个分离的部分;其次,深入分析各个部分的具体属性和本质;最后,分析各个部分在整体中的地位、作用以及它们之间相互联系、相互作用的情况。分析方法有不同的类型,如定性分析、定量分析、因果分析、可逆分析、比较分析、系统分析等。

【案例】

在物理学的领域中,研究的是宇宙的基本组成要素:物质、能量、空间、时间及它们的相互作用。物理学的基本分支有:经典力学及理论力学(研究物体机械运动的基本规律)、电磁学及电动力学(研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律)、热力学与统计物理学(研究物质热运动的统计规律及其宏观表现)、相对论和时空物理(研究物体的高速运动效应,相关的动力学规律以及关于时空相对性的规律)、量子力学(研究微观物质运动现象以及基本运动规律)。此外,还有:粒子物理学、原子核物理学、原子分子物理学、固体物理学、凝聚态物理学、激光物理学、等离子体物理学、地球物理学、生物物理学、天体物理学、声学、电磁学、光学、无线电物理学、热学、量子场论、低温物理学、半导体物理学、磁学、液晶、医学物理学、非线性物理学、计算物理学等等。从物理学分支就可以看出,科学研究总是用分析的方法,把研究对象即整个世界划分为各个细小的部分。

分析方法使科学研究由现象到本质逐步深入,贯穿于科学研究的整个过程,并渗透于其他研究方法中。但是,分析方法要对事物进行必要的“肢解”,有可能将人们的认识限制在片面、狭窄的领域里。而且,我们认识事物,不仅是认识事物的部分,更是认识事物的整体,这就需要综合的方法。

综合,是与分析相对应的方法。综合是在分析的基础上进行的,它的基本特点就是探求研究对象的各个部分、方面、因素和层次之间相互联系的方式,即结构的机理与功能,由此而形成一种新的整体性的认识。综合决不是把各部分、各组成因素机械地凑合起来或装配在一起,而是在思维中把对象的各个本质的方面按其内在联系有机地结合成一个统一的整体。它把对象的各部分、要素之间看成是一个多变量的关系,把这个结构整体看成是运动的和变化的,从运动和变化中来把握这个结构整体,建立在更高研究水平基础上的理论综合是动态的。综合的成果可能导致科学研究上的新发现,很多科学研究成果是对前人成果加以分析、进行综合的结果。如牛顿的万有引力定律和力学三大定律,麦克斯韦的电磁理论,都是科学综合的结果。

【案例】

1912年,卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出原子核结构模型,其中采用了综合的方法,该实验被评为“物理最美实验”之一。实验用准直的α射线轰击厚度为微米的金箔,发现绝大多数的α粒子都照直穿过薄金箔,偏转很小,但有少数α粒子发生角度比汤姆孙模型所预言的大得多的偏转,大约有1/8000的α粒子偏转角大于90°,甚至观察到偏转角等于150°的散射,称大角散射,更无法用汤姆孙模型说明。卢瑟福对上述事实进行综合。他认为,大多数α粒子可以自由穿过,这说明原子内部非常空,而1/8000的α粒子被撞回,这说明有东西能阻止它前进。是什么东西呢?只能认为原子内部存在着一个带正电荷的体积很小、质量很集中的部分,由于α粒子带正电荷,同性排斥,故α粒子遇到这部分就被撞回。于是,卢瑟福提出原子的有核模型(又称原子的核式结构模型),与正电荷联系的质量集中在中心形成原子核,电子绕着核在核外运动,由此导出α粒子散射公式,说明了α粒子的大角散射。

分析与综合的实质,就是建立在调查研究基础上矛盾分析的方法,是客观事物的辩证联系和过程在思维中的再现。分析与综合的关系也是辩证的,只有把两者结合在一起,才能构成一个完整的、科学的认识。科学认识的发展总是沿着“综合—分析—再综合—再分析”的轨迹不断反复和无限发展的。

【案例】

毛泽东《论持久战》是一个运用分析与综合方法认识事物的著名例子。抗战全面爆发后,出现了“速胜论”和“亡国论”等论调,涉及到战争的前途和指导思想。1938年5月,毛泽东写的《论持久战》首先对中日双方政治、经济、军事等方面情况逐条分析,逐一比较了中日两方面相互矛盾着的基本特点:敌强我弱,敌退我进,敌小我大,敌寡助我多助。在此基础上加以综合,指出中日战争是持久战,而最后胜利属于中国。抗日战争的历史事实雄辩地证明了毛泽东的论断。

3.抽象与具体法

在思维活动中,抽象与具体是同分析与综合密切相关的思维方法。这一思维方法是通过具体到抽象,又从抽象到具体的过程,达到对事物的真理性认识。在认识过程中,有两种完全不同的具体,一种是感性的具体,一种是思维的具体。所谓感性的具体,就是人的感觉器官所得到的生动而具体的知觉表象。感性中的具体是人们认识的起点,为了实现从感性的具体到思维的具体的过渡,必须否定感性中的具体——这就是抽象。抽象是通过分析把整体分解成各个部分,区分开必然的本质的方面和偶然的现象的方面,从中抽取出各个必然的本质的因素,以达到对具体事物的某一本质方面的认识。这一抽象过程大致经历了三个步骤:分离——提纯——简略。

【案例】

丹麦天文学家第谷花费了30年工夫,用许多天文测量仪器精密地观测750颗行星的位置,积累了大量的材料。但遗憾的是,第谷未能从大量观测材料中抽象、发现和概括出行星运动的规律。1600年,第谷请年轻的开普勒做自己的助手。与第谷不同,开普勒对科学观察不太感兴趣,但他能娴熟地运用抽象方法。经过对第谷的大量观测材料进行抽象,开普勒于1609年得出了行星运动的轨道定律、面积定律,于1618年发现了行星运动的周期定律。开普勒所发现的行星运动定律“改变了整个天文学”,为后来牛顿发现万有引力定律奠定了基础。

但是,要真正达到对具体事物的全面的具体的认识,仅仅抽象是不够的,还必须运用综合的方法,把对事物各方面的本质的认识联系起来,形成关于统一的事物整体的认识,使抽象的规定在思维的具体中再现出来。这就是从抽象上升到具体。这时的具体不再是感性的具体而成为认识的具体,它是事物自身各方面的矛盾组成的对立统一的整体在思维中的再现。对辩证思维而言,重要的是从抽象上升到具体。这里的关键是把握好从抽象上升到具体这一思维过程的逻辑出发点——“抽象”。例如,马克思的《资本论》就是以商品——资本主义经济关系的抽象作为逻辑起点,以从抽象到具体作为叙述方法的。这就是从抽象开始,通过逻辑中介展开矛盾,从而走向思维具体的方法。

4.逻辑与历史相统一法

抽象与具体的方法同逻辑与历史相统一的方法又有内在关联。从抽象上升到具体的过程同时也是以逻辑必然性再现对象的历史发展过程,逻辑与历史相统一是从抽象上升到具体的内在要求。辩证法认为,一方面,逻辑与历史是一致的,历史的东西是逻辑的东西的基础,逻辑的东西则是历史的东西在思维中的再现,因此,逻辑的进程和历史的进程具有内在统一性。另一方面,历史与逻辑的统一又包含着差异和对立。历史的东西总是包含有偶然、次要因素以及迂回曲折的细节。逻辑的东西则是“修正过”的历史的东西,抛弃细节、抓住主流,抛弃偶然性、抓住必然性,抛弃偏差、抓住基本方向和线索,把握历史发展的内在规律。

【案例】

人类使用能量的实践经历了从利用天然火到摩擦取火,再到利用自然力如畜力、风力和水力,再到利用蒸汽机作为动力,再到普遍利用如电能与机械能、热能、化学能等能量之间的相互转化。而人类对于能量转化的认识也同样经历了这样一个过程。18世纪末开始,科学实验蓬勃发展,人们的认识扩展到电磁运动、热和化学运动方面,从而出现了一系列能量之间相互转化的实验。这都为能量守恒和转化定律的发现提供了不可缺少的实验基础。有三个人对能量守恒和转化定律的正式问世做出了突出贡献:德国医生迈尔(《论无机界的力》)、英国物理学家焦耳(《论热的机械当量》)、德国物理学家赫尔姆霍茨(《论力的守恒》)。1853年,汤姆孙对能量守恒和转化的思想作了精确的表述。可见,实践的历史进程与理论的历史发展是一致的。

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