科学方法论的发展

科学史上最早具有科学方法论原则意义的思想是毕达哥拉斯的数学和谐假说和德谟克利特的原子论假说。这些都是人类理性研究自然的原则。数学和谐假说提供了一个和谐、有序、简单、规则和数学相关的自然，这是一个基于自然整体性的假说。原子论假说为人们提供了一种从较低层次结构中寻找原因的研究方法，并描绘了一种由最小材料构建的等级性质。这个假设是从结构的本质出发的。这两种方法论思想从诞生之日起就一直是科学认识活动中的深层潜流，从未停止过。从古希腊时代到现代科学家的科学活动，他们有意识和无意识地影响着他们。这两种方法已经成为科学理解的起点。

亚里士多德提出了科学研究的归纳演绎程序。当时，亚里士多德创立的科学方法体系被认为是理解真理和获取知识的普遍工具。对亚里士多德演绎逻辑及其实际应用的强调形成了一种科学研究的公理化方法。欧几里德几何体系的建立是公理化方法最早、最成功的应用。欧几里德把以往实践中积累的几何知识和公认的事实列为公理，用演绎的方法层层演绎，建立起初等几何的演绎体系。公理化方法已经成功地应用于力学研究和数学。例如，阿基米德静力学系统和牛顿力学系统都是公理系统。公理化方法的发展强化了亚里士多德方法的理性成分，形成了科学方法论的理性方法。

中世纪晚期的哲学家，如格罗斯和罗杰·培根，通过在亚里士多德的科学研究程序中强调经验事实和发展归纳逻辑，逐渐形成了科学研究中的经验方法。培根的实验归纳科学研究程序标志着经验方法的成熟。实验归纳过程也成为科学方法论中的一种经验方法。英国经验主义哲学家洛克进一步发展了培根的经验方法。洛克提出了著名的白板理论。他认为人类在没有经验和感觉之前的心理状态就像一张白纸，上面没有文字也没有概念。他认为人类的知识来源于经验，来源于经验。科学只能实现事物现象之间的联系。理性思考毫无意义。科学的理解过程是从经验到概念，然后知识由概念形成。洛克的研究采取了极端的经验方法。在同一时期，科学方法论的另一个极端倾向是理性主义。这是公理化方法发展到极端的产物。理性主义的代表人物是笛卡尔、莱布尼茨和斯宾诺莎。他们试图形成人类知识的公理系统。自然科学的公理系统只形成了一个小层次。理性主义方法认为科学研究从最普遍的原则开始，并一步一步地推导出来。最普遍的原则是先验的，没有经验基础。经验归纳法在原则的形成中毫无意义。康德试图调和经验主义和理性主义的两种极端倾向。他既不拒绝感官经验，也不强调非经验数学公理的先验本质。他提出了知识系统形成的三阶段理论。

19世纪下半叶，自然科学的发展使物理学家越来越怀疑牛顿的机械合成。他们从自然科学的角度出发，不信任地重新审视了欧几里得系统和牛顿系统。马赫是推翻牛顿体系的自然科学运动的先锋。此外，他还从康德哲学中形式理论的建设性课程中吸取了经验教训，重点在于如何更好地重述康德的思想。马赫的哲学始于康德，但回归到贝克勒的实证主义。然而，在马赫的哲学中，一个重要的科学方法论思想是他的简明思维原则。他认为科学是用最少的思考以最全面的方式描述事实。为了使描述简洁，一个特别有效的方法是从某个原则中推导出经验法则。因此，在科学理论的建设中，一般原则具有特殊的意义。从科学方法论的角度来看，一般原则的提出应该受到什么样的限制？爱因斯坦提出的逻辑简单性原则规定，一般原则应服从逻辑简单性的需要，爱因斯坦也根据这一原则构建了相对论的理论体系。

科学技术的发展进入20世纪后，由于自然科学领域的一系列新成就，特别是量子理论和相对论，一些自然科学家试图进行哲学总结，于是逻辑实证主义诞生于20世纪30年代。相关科学家的代表包括奥地利的施里克和卡尔纳普、德国的赖兴巴赫和亨佩尔。在早期，他们强调通过经验来证实理论。他们认为唯物主义和唯心主义的出发点是不能确定的，所以科学研究的出发点不能是物质世界或精神世界，而只能是语言。科学方法是对科学语言进行句法分析的方法。从语言分析的角度来看，他们把科学理解的过程分为两个不同的阶段:经验积累的过程和理论形成的过程。后期开始发生变化。20世纪60年代，亨佩尔吸收了观察和渗透理论的观点，批判了理论与经验分离的方法，对科学方法进行了合理的重组，保留了严谨论证和清晰表达逻辑主义的优良传统。

英国的波普尔批判了逻辑实证主义的主要观点。他提出了观察渗透论、经验证伪论、从问题出发研究等观点，成为逻辑方法论与历史主义之间的桥梁。从20世纪60年代开始，以美国库恩为代表的科学家提出了一种历史科学方法论，把科学的动态发展作为整体思维的对象，从科学史中提炼出科学方法论思想。库恩认为，科学发展的过程是从以前的科学到传统科学，通过科学革命到新的传统科学。与此同时，这些科学家意识到任何科学方法都是有限的，或者不可能试图制定一个普遍适用于所有科学领域的科学方法体系。[1，2]

20世纪中叶以来，信息科学的兴起导致了科学方法论的新发展。随着科学研究的对象和领域发生了重大的新变化，传统的物质和能量领域已经进入了一个全新的领域——信息领域，这就导致了科学研究方法论新的质变要求和条件的形成。因此，现代科学研究方法论应运而生。现代科学研究方法论最重要的进展是发现了“还原论”科学概念和“分而治之”研究方法的严重缺陷。面对信息主导的开放复杂系统，人们研究的焦点是整个系统的“能力”，而信息系统的整体能力当然远远大于各部分能力的总和，这本身就意味着“还原论”不再成立。特别是当“分而治之”的方法应用于开放复杂信息系统的分析和分解时，在分解部分之间链接和交互的“信息”通常会丢失，而这些信息正是开放复杂信息系统的灵魂和生命线。由于系统的灵魂和生命线被抛弃，当然不可能通过机械地“合并”各个部分来恢复原始的开放和复杂的信息系统。换句话说，“还原论”的科学概念确实失败了！

钱学森先生在1992年提出了大成智慧工程和大成智慧科学的思想。他认为，我们现在从事的从定性到定量的综合集成技术，就是将人类的思维、思维的结果、人类的知识、智慧以及各种智力、数据和信息进行集成，这可以称之为大成智慧工程。为了进一步发展这个项目，并从理论上将其提炼为一门学科，大成智慧，这是一门如何使人们获得智慧和知识，提高他们理解和改造世界的能力的学科。钱学森系统科学思想的形成和发展大致可分为三个阶段:第一阶段是20世纪50年代至70年代末，这一阶段的思想内涵体现在工程控制论和组织管理技术——系统工程中。创新与发展的第二阶段浓缩成一个新的科学领域——开放的复杂巨系统及其方法论，发表于1990年。深化研究的第三阶段以2001年发表的“以人为本的发展大成智慧工程”为标志。钱学森先生在2001年曾说过:“系统工程和系统科学已经取得了很大的进步。我们从工程系统走向社会系统，进一步细化了开放复杂巨系统理论和处理这一系统的方法论，即以人为本、人与机结合、从定性到定量的综合集成方法，逐步实现工程中的综合集成系统。未来，我们将从系统工程和系统科学发展到大成智慧工程。我们将整合信息和知识来解决现实生活中的复杂问题。”钱学森的系统科学思想是全球化、信息化、网络化时代的复杂系统思想，融合了中西文化。它是当代系统思想的新范式和智慧结晶。[3，4].中国学者在如何处理辩证矛盾和不确定性以及如何推进系统科学思想方面也取得了阶段性成果。例如，钟义新教授在研究系统科学的基础上，在长期的智能科学研究中，总结并提出了“以信息观、系统观、机制观为主导理念，以信息转化为主导方法的开放复杂信息系统科学方法论”。

参考

[1]孙世雄。科学方法论的理论和历史\[M\]。北京:科学出版社，1989。

[2]爱因斯坦。爱因斯坦文集第一卷\[·M \]。北京:商务印书馆，2009。

[3]钱学森。系统工程论\[医学\]。上海:上海交通大学出版社，2007。

[4]钱学森。创建系统学\[医学\]。上海:上海交通大学出版社，2007。

摘自清华出版社授权的《科学技术史与方法论》

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