论当代科学从发现到发明的方法论转换，本文主要内容关键词为：方法论论文,当代论文,发现论文,科学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
当黑格尔从哲学的高度表明“人的需要和智慧曾发明无数多的运用和征服自然的方式” （黑格尔，第7页）的时候，这实质上是说：人不只是能够进行“发现”的动物，更是能够进行“发明”的生灵。也正是在“发明”的意义上，尼采才说，能够创造新的名称和“事物”的人类“只能当创造者”。（尼采，第92页）。事实也证明，从古至今，科技史上的许多重大的理论创新和技术发明都与人类特有的思维方式、研究方法和先天拥有的发明能力紧密相关。可以说，从古代的原子论、整体论到近代的归纳论、演绎论、分析综合论，再到20世纪流行的直觉论、否证论、试错法、建构论、反归纳论、多元方法论、发散式思维，以及各种非理性主义，人类精神已经历了一系列认识论和方法论革命，而且正是这些思维革命打破了科技活动中那些已变得僵化的研究传统，推动着科学技术不断进步。因此，今天若想加速发展中国的科学技术，除了需要加大资金投入外，还需要转变科技人员的研究理念，提升科学家的发明能力。其中，在方法上将关注点从“科学发现”转向“科学发明”尤为重要。
一、“发现”与“发明”的方法论解析
“科学发现”是一个系统工程和综合性过程，它自身包含着科学实验的设计、科学仪器的发明、科学概念的创造以及科学理论的构成。但是在科学技术领域，人们通常还是习惯于将科学研究活动称作“科学发现”(scientific discover)，而非“科学发明”(scientific invention)；将技术创新称作“技术发明”(technological invention)，而非“技术发现”(technological discover)；而且长期以来认为这两种称谓顺理成章、表达确切，毫不怀疑它们在意义上存在问题。也就是说在概念的本质意义上，科学不等同于技术，发现不等同于发明，而且对科学活动只能讲发现，对技术活动只能讲发明，而不是相反。
那么“发现”和“发明”究竟有怎样的质的区别呢？两者在本质上是一成不变的吗？科学发现中是否也包含着科学发明？两者是否也是同一认识实践领域中不可分割的一对概念？为了解答这类问题，需要首先分析“发现”和“发明”之间的区别与联系。
所谓“发现”，在常识层面就是对某物的探索和寻找。这种“发现”可以普遍地存在于动物行为中，因为“动物是有能力做出有计划的、经过事先考虑的行动的”。（《马克思恩格斯选集》第4卷，第382页）而在哲学层面，“发现”却包含着复杂深刻的认识论和方法论意义。首先，它是认知主体认识或发现客观对象的一种认知活动。它有执行发现活动的主体：在科学领域，这些主体就是科学家、探险家、博物学家和一切对宇宙奥秘充满好奇心和求知欲的人。正是在这个意义上，德国哲学家卡西尔才说：科学作为人类文化的最高成就，“是我们全部人类活动的顶点和极致”。（卡西尔，第263页）但科学发现决不是任何天才人物单独完成的任务，而是“整个人类远见卓识的积累”；“每一代人的任务，就是开拓出更多一点土地，稍稍增加我们领土的范围及其牢固性”。（布尔斯廷，第907页）因此科学发现的主体是全人类，它是全人类的兴趣和行为。
有发现主体就必有发现对象，这在科学发现中，或“在有关的真理或真理的联系中就表现为实事和实事联系的存在”。（胡塞尔，第199页）这种存在就是迄今为止人类文明面对的整个世界。科学发现就是要竭力破解整个宇宙之谜，让无数未知现象、新鲜事物涌进人的意识。因此，“发现”不仅直接联结了主体和客体，而且是一种能动的认识活动，反映了人类思维的自觉性、积极性和能动性。它要实现从未知到有知、从现象到本质、从个别到一般、从偶然到必然的认识。因此， “发现”既是自我意识的一种意向性活动和构成性机制，更是一种对象化和主体化过程，即“它是主体持续的客观化过程。同时，它也是个人借此被持续地再创造的过程。在无穷无尽的客观化进程中，个人被塑造与对象化”。（赫勒，第52页）
“发现”作为一种认知活动，当然有一定的方法和途径。在科学领域，“科学发现”就是科学探索和科学实验，核心就是寻踪觅迹、搜索探究，以期发现认知对象。具体方法包括：实验、观察、记录、描述、分析、对比、判断、推理、归纳、综合、概括，以及其他一些理性和非理性的方法。不论采用何种方法，其目标都是为了发现新现象、新经验、新事实、新事物，以及有关认识对象的本质、特征、结构、功能、必然性、规律性，并进而将其上升为特殊领域的定律、定理和理论。人类通过科学实验、科学方法发现对象、认识他物，同时也就发现和认识了自身：“美洲的发现，使欧洲人直接见到了人类种族的繁多。”（布尔斯廷，第908页）从哲学高度上讲，这就是通过认识客观对象，也发现了一个深不可测的观念世界和意识世界。
所谓“发明”，则主要指意识主体的一种能动的编织、建构或创造活动。它没有先在的认识对象或物质实体。它有自在的动机、目的和欲谋求的目标与对象，但其目的不是要认识某物，而是要创造某物。它的目标和任务是要除旧布新、更新换代；是要发明新事物，创造新技术，创作新作品，建构新理论，构造新世界。“发现”是要找到某种已经存在之物；“发明”是要创造某种尚不存在之物。在这个意义上，发明也就是创造。只是在谈论发明时，人们更注重新技术、新手段、新措施、新方法和新途径，而在谈论创造时，人们更注重新事物、新形式、新结构、新艺术、新品质、新形象、新概念和新范畴；两者都体现了人类精神的主观性与能动性。
总的来说，全部人类文明都是人类智慧发明创造的结果。发明是对自然事物和自我意识的双重超越。在人类的发明创造活动中，宇宙万物都“被缩减为技术意志的单纯的、未确定的但又可塑造的某种东西”（绍伊博尔德，第36页），被深深地置于人的情感、精神、思想、肉体和自由意志的影响、控制和改造之下。它们不再作为纯客观的东西或要被发现和认识的对象，而是变成发明创造所要利用的材料。在这里，宇宙只不过是一块没有雕琢过的大理石，“而将其雕成石像的则是我们自己”。（詹姆士，第126页）
人不仅可以认识和解释自然，也可以制作和创造自然。特别是20世纪以来，人造物、人工安排和人类活动影响下的自然已一步步取代原有的自然构成了我们生存和发展的基本环境；到70年代以后，更出现了大量的虚拟现实、虚拟世界、虚拟社团，这些足以证明，这个世界不只是属人的世界，也是人类发明创造的世界。
由于“发明”主要是意识的自我生产或精神的自我酿造，因此在方法上，它更看重深思、沉思、反思，以及一些以直观、虚构、想象、猜测乃至臆想为特征的非逻辑和非理性的思维方式与创造途径，更欣赏直觉论、否证论、试错法和多元方法论，认为正是这类创造性的思维和研究方法在不断地推动人类去创造新事物、开辟新领地、扩大新视域、引发新革命、发明新世界、构建新未来。这当然不是说发明和发现毫无联系，而是说，二者的关系是对立的统一：一方面，没有发现就没有发明，发现是发明的基础和前提；另一方面，没有发明也没有发现，发明为发现提供手段和工具。两者既相互联系、相互作用，又相互渗透、相互转化。尤其是当代的科学技术，总是技术中有科学，科学中有技术。由此，产生了诸多的技术性科学和科学性技术。因此，科学和技术中都同时包含着发现和发明，两者都属于“科学创造”活动。
二、科学演变引出的方法问题
上面通过对“发现”和“发明”在理论和实践两个层面的分析论证，说明需要重新看待以往有关“科学发现”的看法和规定。下面通过对科学本性演变状况的考查，说明当代科学迫切要求在研究方法的重心上，由“科学发现”转向“科学发明”。当然，这不是说当代科学只需要科学发明，不需要科学发现，将两者对立起来，而是说在研究方法和思维方式上，要突出“科学发明”这一科学创造的主要形式在推动理论创新和科技发展中的作用。
众所周知，从知识论上说，科学是一种用语言符号表达的、包含着客观真理的知识系统；从认识论上说，它又是一种智力生产和理论创新活动。所以，科学研究就是科学家对认知对象的本质、规律进行探索和发现的过程。其所获得的科学成果，可以是新的自然现象、自然事件、自然规律、物质结构、物质元素、物质客体等万事万物，更可以是新的定律、定理和理论。在这个意义上，称谓科学的认知活动为“科学发现”，在日常语言层面是可以为公众认可的。但是若从逻辑层面，或站在科学本性及其在当代延异的高度上看，用“科学发现”这个概念来表征科学研究和理论创新，则存在诸多的局限。
其一，由于一切科学研究都是认知主体、自我意识的一个能动的思维探索过程，内在地包含着人的认知的自觉性、计划性和目的性，即“一切观察都渗透着理论”，因而整个科学实践既是主体对客体的对象化、客观化作用过程，同时也是同化客体的主体化和主观化过程。在这一过程中，主体必须进行能动的思考和追问，必须对已有的经验事实进行分析、综合、抽象、概括，以及从事理论的建构和论证。而所有这一切，用带有“感官明证”性质的“发现”一词都不能给予贴切的表达。
而且，由于一切科学理论都是由科学的概念、术语、命题、定律、定理构造而成的符号系统，而所有这些建构理论的基本要素和理论本身都不是从外部世界中直接产生的，而是源自人的大脑的发明创造；并且一切理论所必须具有的逻辑性、简明性、系统性和预见性等特征，也必然是来自人的逻辑思维、理性直觉、知性感悟和自我意识的能动性建构，所以，科学研究就不只是一种发现，而同时也是一种发明。
其二，当代科学已经从宏观进入宇观和微观，从可见世界进入不可见世界，从物质世界进入反物质世界，从单一客体进入综合客体，从具体存在进入整体存在，从现实世界进入虚拟世界，从经验世界进入概念世界。它的研究主体已经从传统的个人变成群体乃至国际性学术组织，从专门领域的研究者变成多种领域的跨学科研究者，从专家变成思想家和学者，从专门的科学家变为科学家与哲学家、艺术家、发明家、技术人员联合作战的团队。科学的研究成果也从实用进入审美，从真实进入虚拟，从理论回归假说，从实证主义的绝对真理进入相对真理或概率真理。科学的内涵和外延所发生的这些变化使得科学真理日益超越纯客观形象，这就需要在研究方法上突破往日的“科学发现”而进达于“科学的发明”。
其三，当代科学突出科学的预测和解释功能，强调科学的职责是考察运动着的事物，展现历史进程，发现宇宙规律，构思未来前景。在过去，科学做出了许多重大预言，诸如瘟疫、疾病、饥饿、人口爆炸、环境污染、能源危机以及世界大战等20世纪出现的最严重的灾难性事件，都被人类学家、科学家和未来学家所言中。今后，在人类的各个领域更需要科学的高瞻远瞩来为人类照亮前进的方向。这使得科学和哲学在本体论层面越来越趋于一致，使得“每一种广泛的科学理论都可以看作是哲学的，而每一种带有科学成果并作了概括的本体论理论……都可以称作为科学”。(Bunge,p.24)这里所探究的不仅是科学及其经验方式的问题，也涉及人的世界经验和生活实践问题。这是一个先于主体性的一切理解行为的问题，也是一个先于理解科学的方法论及其规范和规则的问题。因此，今后不只是经验科学将具有哲学解释学的性质，而且哲学解释学也将具有当代科学的性质。
既然科学发展到21世纪，其性质、功能和职责发生了巨大的变化，而且事实上，自20世纪初人们对科学的绝对真理性发生怀疑之后，人们就开始重新界定科学，并陆续产生了逻辑实证论、实用论、约定论、否证论、集体心理主义、权威论和认知相对主义等思潮，那么，在方法论和思维方式上，就要求对科学作进一步的创新，以适应日新月异、飞速发展的当代科学技术。
三、当代科学方法的重大转换
在只有凭借思维的穿透力、洞察力和丰富的想象力才能抵达科学真理的新时代，如果研究人员仍然拘泥于实证主义和经验主义传统，认识不到当代科学本性的延异，那么即使他成年累月地做着各种科学实验，最终仍然可能一事无成。因为科学认识作为一种无限复杂的活动，既需要花费超出常人的艰巨劳动，也需要思想解放、拥有激情、灵活机动，特别是需要在思维方法和探索途径上下工夫。
当波普尔问及爱因斯坦是如何创立相对论的时候，爱因斯坦的回答是：凭借“思想实验”和“直觉”。爱因斯坦认为实证主义和经验主义是20世纪流行的坏的哲学，它们严重地障碍了人们的思维。因为科学的任务不只是整理经验材料，更重要的是构造理论体系。科学理论体系的逻辑前提、基本概念和基本原理，不是从经验中归纳出来的，而是思维的自由创造、理智的自由发明；经验仅仅起到引导和提示作用。
为此，爱因斯坦引入“内在完备”的理性标准和直觉标准以代替一统天下的经验标准；并在科学方法上反对抬高经验归纳法的地位，肯定理性直觉、猜测和想象在科学发现过程中的决定性作用，指出科学理论不只是对经验作经济的描述，而是要力图洞察自然界遵循的规律。他说，理论在某种意义上是发明而不是发现，因为用经验的方法是难以钻到事物深处的，它需要的是大胆思辨。如果科学的发展仅是一个经验归纳过程，那样“科学的发展就像编辑一种分类目录，变成一种纯粹的经验事业”。这种经验论实际上是没有看到认识过程的全体；“忽略了直觉和演绎思维在精密科学发展中起的重大作用。科学一旦从它的原始阶层脱胎出来，仅仅依靠经验排列已不能使理论获得进展。由经验材料作为引导，研究者宁愿提出一种思想体系。它一般的是在逻辑上从少数几个所谓公理的基本假定建立起来的”。（《爱因斯坦文集》第1卷，第115页）这说明，科学发展到今天，再也不能把科学研究只理解为经验性的“科学发现”。任何科学实践都同时是一个科学发明、理论生产和概念创造的过程。尤其是在哲学、科学和艺术共同创造科学产品的新时代，更应该充分发挥各种思维方法的巨大作用。具体而言：
一是要突出直觉思维和“试错法”。关于直觉的创新价值，早在近代科学诞生之初，笛卡尔就从理性角度指出：除了通过自明性的直觉演绎以外，人类没有其他的途径来达到确实性的知识。此后，胡塞尔突出强调了“本质直观的作用”，而柏格森则认为人类要想认识宇宙的本质，只能依赖一种非理性的自我内省和突然实现的直觉过程。与此同时，法国数学家彭加勒也充分肯定直觉在科学创新中的作用。他说：“逻辑用于论证，直觉可用于发明。知道如何进行批评固然不错，知道如何创造当然更好。”(Poincare,p.438)没有直觉，一个科学家便会像这样一个作家，只是按语法写诗，却毫无思想。因而，在反对经验证实原则的否证论者波普尔看来，科学史上的重大科学理论都不是源于经验而是源于直觉和猜想。这种情况恰如爱因斯坦所言：“我相信直觉、灵感和想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”（《爱因斯坦文集》第1卷，第284页）与逻辑相比，直觉不仅能教人思路敏捷、观察透彻、富有洞察力，还能够教会人们从远处瞭望目标和领悟现实。一切概念、公理、定律和理论的提出都离不开人们的直觉观察和直觉思维。
而在科学实践和日常生活中普遍使用的“试错法”，其主要特点则是怀疑、批判、发问、摸索、试探和否定。它不仅不害怕失败，而且要千方百计地反驳和试图打败现有的假设与理论，以推陈出新。它教人不要厌恶和害怕犯错误，把错误看作绝对的坏事；相反，要尽力寻找理论中的毛病，批判地探讨解决难题的办法，勇于放弃不合适的方案和替代虚假的理论。如果人们不愿意去揭露错误，这势必会带来灾难性后果。科学研究中最重要的品格就是善于和敢于从不间断的尝试与错误中学习。特别是科学工作者应始终记住：“科学是试验性的事业，错误是在所难免的”；问题是要正确地对待错误和尽可能快地抛弃错误，使自己在连续失败中“成为一个特定问题的专家”。(Popper,p.181)
二是要强调“发散思维”和“科学游戏”。所谓“发散思维”，是指人们打破传统、抛弃常规，向不同领域、不同方向进行拓展和开发的创造性思维；它不断地抛弃旧答案，开辟新领地，扩大新视域，做出新发现，造成新危机，引发新革命，构建新范式，创立新理论，获得新发明。在库恩看来，全部科学研究都具有发散式和革命性特征。它们要求思想活跃、头脑开放、开拓冒险，这是天才思想家和科学家的特点。只有这些人才能够随时找出问题之所在，不失时机地打破陈规旧套，自由自在地构思、假设和猜想，全力激发灵感和顿悟，执著地追求胜利和成功。他们不效法古人、因袭传统，总想发明创造。他们思维敏捷，不囿于成见，敢向一切陈旧事物挑战。他们不仅具有非凡的勇气，且极富想象力，经常进行大胆的选择和决断。
“科学游戏”有利于培养人的探索兴趣，抽象思维、转移经验和进行类比与侧向联想的能力，创造性的形象思维和敏锐的反应、预见的能力，以及其他诸多有利于人的发明创造的素质，诸如广博的知识、强烈的求知欲、矢志不渝的追求目标和奋斗方向，锲而不舍的恒心、毅力、勇气，以及细心认真、一丝不苟等。而且大量事实证明，许多科学发现、科学理论都与各种游戏有十分紧密的起源关系。
正是基于游戏的如此重要性，诺贝尔奖得主弗莱明才告诫别人：“他不是在做研究，而是在做游戏的时候发现了青霉素……正是做游戏的人做出了最初的发现，而更按部就班的科学家发展了这些发现。”（贝弗里奇，第157页）尤其是今天遍布全世界的各类游戏中隐含着的无穷智慧，更为科学理论飞速发展开拓了无限前景。为此，有人明确指出：“宁可把科学看作是一种愉快的消遣，也不把它看作是一种谋生的讨厌而阴郁的手段。”(Mceain and Segal,preface,p.2)因为许多理论的产生都是从某些不相关的游戏开始的。游戏的重要结果就是使那些原初的猜测性假设后来得到发展。
三是要提倡“多元方法论”和“后现代思维”，以反对理论创新中最令人窒息的经验主义、教条主义和狭隘理性主义，反对方法论的一元论和绝对主义。对此，法伊尔阿本德指出，所有时代的人们都用广阔开放的感官和丰富旺盛的智力，取得了令人惊异的发现；从来都不存在保证科学获得成功的特殊方法。有关科学案例的成功分析证明，方法上存在广泛的自由，它要求思想的多样性、研究的灵活性、评价的相对性、选择的自主性。法伊尔阿本德否定传统理性的神圣性，认为科学与人们所认为的各种方法论形象相比更为松散和非理性；与理性规律相比，“混沌、狂妄和荒唐”在科学发现中更重要。这些“越轨和错误”往往是进步的前提。为此，他极力反对一成不变和普遍适用的教条式方法，主张开放型、创造型和“怎么都行”的方法，其目的是摧毁形而上学，创立新的生动活泼的思维方式，把人们从现有理性和经验的桎梏中解放出来，让自由的思维形式，包括“特设性假说辅助法”和“历史回复法”等开花结果。（参见法伊尔阿本德）
当前很多人都在谈论“后现代思维”，我认为我们应该更多地看到它的积极意义。“后现代思维”使人们充分认识现代科学赖以成功的经验常常是表面的。许多人碍于经验只看到复杂宇宙的一面，而不能全面把握事物整体。实际上，人们不仅需要整合与灵感，更需要理性直观和经验重建；不仅需要好奇心、毅力和激情，还需要自由奔放的联想与虚构。比如在当今世界的科学中，科学哲学家范·弗拉森所倡导的建构经验论，就构成了由思维革命产生的一种最流行的研究方法和建构途径；它是对近代以来那些常规方法的否定。（参见弗拉森）也正是基于科学建构在未来科学研究中的远大前景，一些后现代主义者主张，在今后的科学研究和理论创新实践中，要特别重视反狭隘理性主义。在方法论上，要能够驾轻就熟地运用那些非常规的研究方法，高扬创造性思维和多元方法论，以期把人们从现有的工具理性或形而上学理性的桎梏中解放出来，启迪人的头脑，开发人的智慧，激发人的兴趣，培养人的创造性。当然，这不是说从事科学创造不需要科学实验和社会实践，只需整天苦思冥想、闭门造车、异想天开；而是强调，人们要改变观念、扬弃传统、冲破习惯，充分发挥主观能动性，以提升理论创新能力。