愛因斯坦：真正可貴的因素是直覺！

原標題：愛因斯坦：真正可貴的因素是直覺！

本文摘自

William Ian Beardmore Beveridge

《科學研究的藝術》

轉自：人機與認知實驗室

如涉版權請加編輯微信iwish89聯繫

第六章 直 覺

"真正可貴的因素是直覺"

--愛因斯坦

定義與實例

直覺一詞有幾種略微不同的用法，所以一開始就必須指出：直覺用在這裡是指對情況的一種突如其來的穎悟或理解，也就是人們在不自覺地想著某一題目時，雖不一定但卻常常躍入意識的一種使問題得到澄清的思想。靈感、啟示、和"預感"這些詞也是用來形容這種現象的，但這幾個詞常常還有別的意思。當人們不自覺地想著某一題目時，戲劇性地出現的思想就是直覺最突出的例子。但是，在自覺的思考問題時突如其來的思想也是直覺。在剛剛得到資料時，這種直覺往往並不明顯。很可能一切思想，包括在一般推理中構成漸進步驟的那些簡單思想，都由直覺的作用產生。僅僅為了方便，我們在本章單獨討論那種更重要、更富有戲劇性的思想進程。

對於科學思維中直覺這一課題，做出了寶貴貢獻的有：美國化學家普拉特（Platt）和貝克（Baker）[71]，法國數學家彭加勒（Henry Poincare）[72]和哈達馬[50]，美國生理學家坎農（W.B.Cannon）[22]和心理學家華勒斯(Graham Wallas)。在寫本章時，我自行援引了普拉特和貝克出色文章中的材料，他們兩位用填寫調查表的方式就這個題目調查了許多化學家。下述實例即引子他們搜集的材料。

"我擺脫了有關這個問題的一切思緒，快步走到街上，突然，在街上的一個地方--我至盡還能指出這個地方--一個想法彷彿從天而降，來到腦中，其清晰明確猶如有一個聲音在大聲喊叫。

"我決心放下工作，放下有關工作的一切思想。第二天，我在做一件性質完全不同的事情時，好象電光一閃，突然在頭腦中出現了一個思想，這就是解決的辦法......簡單到使我奇怪怎麼先前竟然沒有想到。

"這個想法的出現使我大為震驚，我至盡還請清楚楚地記得當時的位置"[71] 。

"然後是幾個月專註的思考，想要找出零散的觀測現象那種另人不解的混亂究竟意味著什麼。突然有一天如雷掣閃電，統統變地清晰明白......長時間耐心的研究之後突然誕生的概括，使我茅塞頓開，豁然開朗，這時的快樂是人生很少快事所能比擬的。"

德國大物理學家亥姆霍茲說："在對問題作了各方面的研究以後，......"巧妙的設想不廢吹灰之力意外得到來，猶如靈感"。他發現這些思想不是出現在精神疲憊或是伏案工作的時候，而往往是在一夜酣睡之後的早上，或是當天氣晴朗緩步攀登樹木蔥蘢的小山時。

達爾文已經想到進化論的基本概念以後，一天，他正在閱讀馬爾薩斯（Thomas Rober Malthus）的人口論作為休息，這時，他突然想到：在生存競爭的條件下，有利的變異可能被保存下來，而不利的則被淘汰。他把這個想法記了下來，但還是一個重要問題未得解釋，即由同一原種繁衍的機體在變異的過程中有趨異的傾向。這個問題他是在下述情況下解決的：

"我能記得路上的那個地方。當時我坐在馬車裡，突然想到了這個問題的答案，高興極了。"

華萊士在一次病中閱讀馬爾薩斯"人口論"的時候，也獨立的想到了可用適者生存的觀念來部分解釋進化論。馬爾薩斯清晰的闡述了人類數量增長所受到的各種遏制，並提到那些被淘汰的是最不適於生存的弱者。這時華萊士想到在動物界中情況也是大體相同。

"摸摸糊糊地想著這種淘汰所意味著的巨大而不斷的毀滅，我突然問道："為什麼有的死了，有的活下去？"答案很明白，一般來說，適者生存......然後，我突然閃過一念：這一自行作用的過程改進了了人種......適者生存。然後，突然我似乎看到了它的全部影響。"[89]

下面是梅契尼科夫自己敘述細胞吞噬作用這一設想的起源：

"一天，全家都去馬戲團看幾個大猩猩的特技表演。我獨自留家在顯微鏡下觀察一隻透明星魚幼蟲遊走細胞的壽命。忽然，一個新念頭閃過腦際。我突然想到：這一類細胞能起到保護有機體不受侵襲的作用。我感到這一點意義十分重大，非常興奮，在房中能夠踱來踱去，甚至走到海邊去歸整思想"[62] 。

彭加勒講到，在進行了一段時間緊張的數學研究以後，他到鄉間去旅行，不再去想工作了。

"我的腳剛踏上剎車板，突然想到一種設想............，我用來定義富克斯（Fuchs）函數的變換方法同非歐幾何的變換方法是一樣的"[72] 。 有一次，在想不出一個問題時，他走到海邊，然後 "想些完全不相干的事情。一天，在山岩上散步的時候，我突然想到，而且想地又是那樣簡潔、突然和直截了當：不定三元二次型的算術變換和非歐幾何的變化方法完全一樣。"

哈達馬引用過數學家高斯（Karl F. Gauss）的一段經歷。高斯寫過關於他求證數年而未解的一個問題：

"終於在兩天以前我成功了......象閃電一樣，迷一樣解開了。我自己也說不清楚是什麼導線把我原先的知識和使我成功的東西連接了起來。"

直覺有時出現在睡眠之中，坎農說過一個突出了例子。閣拉茨大學藥物學教授洛伊（Otto Loewi），一天夜裡醒來，想到一個極好的設想。他拿過紙筆簡單記了下來。翌晨醒來他知道昨天夜裡產生了靈感，但使他驚愕萬分的是：怎麼也看不清自己做的筆記。他在實驗室里整整坐了一天，面對著熟悉的儀器，就是想不起那個設想，也認不出自己的筆記。到晚上睡覺的時候，還是一無所得。但是到了夜間，他又一次醒了過來，還是同樣的頓誤，他高興極了。這回，他仔細地記錄下來，這才回去睡覺。

"次日他走進實驗室，以生物學歷史上少有的利落、簡單、肯定的實驗證明了神經搏動的化學媒介作用。他準備了兩隻蛙心，用鹽水使其保持跳動。他刺激一隻蛙心的迷走神經，使其停止跳動。然後他把浸泡過這隻蛙心的鹽水取出來浸泡第二隻蛙心。洛伊滿意地看到：鹽水對第二隻蛙心的作用，同刺激迷走神經對第一隻蛙心的作用相同：搏動的肌肉停止了跳動。這就是世界各國對化學媒介作用進行大量實驗的起源，化學媒介作用不僅存在於神經與他們影響的肌肉和腺體之間，而且也存在於神經單元本身之間"[22。]

坎農說他從青年時候就常常得助於突然的、預見不到的頓悟。他常常腦子裡想的問題是睡覺，次晨醒來答案已是現成的了。下面一段說明了直覺的一種略微不同的用法。

"長期以來，我靠無意識的作用過程幫助我，已成習慣。例如，當我準備演講的時候，我就先想好講哪幾點，寫一個粗略的提綱。在這以後的幾夜中，我常常會驟然醒來，湧入腦海的是與提綱有關的鮮明的例子、恰當的詞句和新鮮的思想，以免被淡忘。這種作用對我來說又可靠又經常，我還以為人人都是如此。但事實證明不然"[22] 。

同樣，我在寫本書的時，常有隨時出現的各種想法，有時出現在考慮本書的時候，有時亦在不考慮本書時。我把這些想法潦草地記錄下來，過後再加整理。

上述例子應足以使讀者理解我應用直覺一詞的具體含義，並認識直覺在創造性思維中的重要性。

多數科學家熟悉直覺這種現象，但並非個個如此。在普拉特和貝克調查的人中，有百分之三十三的人說經常，百分之五十的人偶爾，百分之十七的人從未得力於直覺。從其他調查來看，我們知道有些人就他們本人所知，從未有過直覺，至少沒有什麼突出的直覺。上述觀點有些可能是由於他們對自己頭腦的作用過程考察不足所致。

上述例子可能給讀者造成錯覺，以為所有的直覺都是正確的，或至少是有用的。果真如此，那就違背前面所說有關假說和設想的一般情況。遺憾的是，直覺既然只是易犯錯誤的人腦的產物，因此，決不是永遠正確的。根據普拉特和貝克的調查，百分之七的科學家報告說他們的直覺一貫正確，其餘的人估計：有百分之十至百分之九十不等的直覺日後證明是正確的。即使如此，這也可能是個比實際情況更樂觀的估計，因為成功的例子往往比失敗的例子更容易被記住。幾位著名的科學家曾說，他們的大部分直覺後來都證明是錯的，現在也都忘了。

直覺的心理學

產生直覺最典型的例子是：對問題進行了一段時間專註的研究，伴之以對解決方法的渴求；放下工作或轉而考慮其他；然後，一個想法戲劇性的突然到來，常常有一種肯定的感覺，人們經常為先前竟然不曾想到這個念頭而感到狂喜或甚至驚奇。

這種現象的心理作用現仍未被充分理解。一般的，雖不是普遍的意見認為：直覺產生於頭腦的下意識活動，這時，大腦也許已經不再自覺注意這個問題了，然而，卻還在通過下意識活動思考它。

前一章指出：在我們不曾有意識地形成設想的時候，設想就直接躍入了自覺的思考。顯然，這些設想起源於頭腦的下意識活動。這些活動，當用於某一問題時，立即把與眼前這一特定問題有聯繫的各種看法連接起來，找到一種可能重要的配合後，就提交自覺的思考加以評定。在我們自覺思考時出現的直覺，只不過是比往常更引人注目的設想而已。但是，想要說明對某一問題不再進行自覺思考時產生的直覺，則要多費一些筆墨。很可能下意識的頭腦仍在繼續考慮這個問題，並突然找到了一種重要的配合。產生於自覺思考時的新設想，往往帶來某種情感反應：人們感到高興，並也許有點興奮。也許，下意識的思考也能作出這種反應，其結果就是把設想送進自覺的思考。這僅是猜測而已，但無疑，一個問題是可以繼續盤踞下意識頭腦的，因為我們大家共有的經歷表明，有時一個問題"瀠回腦際"，情感是經常伴隨直覺出現的。

一些設想進入意識並被捕捉，但是否可能有一些未能進入自覺的思考，或僅是出現在瞬間，轉眼又消逝了，就象談話時想說但由於沒有空隙而過後再也想不起的話一樣？根據剛才簡述的假說，與某一聯想相聯繫的情感越強烈，設想進入意識的可能就越大。根據這一推斷，人們可以預期：對解決問題抱強烈的願望，並在科學事物上培養一種"鑒賞力"，這種做法會大有幫助。那些說自己從未有過直覺的科學家，是否在做出新設想時不感到高興，或是否缺乏感情的敏感性，知道這點到是會很有意思的。

以上所述直覺的心理學概念，與人們所知道的那些造成直覺的條件是一致的。這就解釋了以下兩點的重要性：

（一）擺脫爭奪注意力的其他難題和煩惱。

（二）一段時間的休息有助於直覺的出現，因為當自覺的思考在不斷活動或過分疲勞時，可能收不到下意識思考傳送的信息。頗有幾個人是卧病在床時作出了著名的論斷。華萊士是在發瘧疾時想到了進化論中自然選擇的觀點，愛因斯坦也說他有關時間空間餓深奧概括是在病床上想到的。坎農和彭加勒都說過躺在床上睡不著時產生了出色的設想。這也許是失眠的唯一好處。據說大工程師布林德利（James Brindley）每當遇到難題時，就一連幾天睡大覺，直到解決為止。笛卡兒（Descartes）據說是早上睡在床上時作出他的發現的。卡恰爾也提到了早上睡醒以後平靜的幾個小時，歌德等好些人都認為這段時間最有利於新發現。司各特（Walter Scott）寫信對朋友說：

"我的一生證明，睡醒和起床之間的半小時非常有助於發揮我創造性的任何工作。期待的想法，總是在我一睜眼的時候大量湧現。"

貝克認為：最理想的時間，是躺在澡盆中的時間；並提出：阿基米德之所以在沐浴時想到他著名的原理，是因為浴盆里條件最好，而不是因為他注意到了身體在水中的浮力。躺在床上或浴盆中之所以效果好，也許是由於完全不受其他干擾，還由於各種條件催人夢幻。還有人證明，悠閑，或從事輕鬆的活動，如在鄉間散步，或在花園摸摸弄弄，作些瑣碎的事，是很有好處的。傑克遜一貫勸說他的學生，在一天工作完畢以後，坐在一把舒適的椅子上，任思想圍繞白天有趣的事物遐想，並隨手寫下產生的念頭。

雖然，為了產生出色設想，科學家需要有思考的時間。暫時放下工作的好處，也許就在於能擺脫不利的、受條件限制的思考。精神高度集中地考慮一個問題，時間過久可能會造成思想堵塞，就象在竭力回憶一件從記憶中消失的事情時往往出現的情況。

華勒斯認為[99]，直覺總是出現在意識的邊緣而不是中心。他認為應該花力氣去捕捉直覺，密切注視出現在思想的激流和回浪中，而不是主流中的有價值的設想。

據說，有些人在直覺出現以前有某種預感。他們感到某種直覺性質的東西即將出現，但並不確切知道究竟是什麼。華勒斯把這叫做"暗示"。這種奇怪的現象似乎並不普遍。

我的同事伯內特發現：他與多數人不同，多半在寫作的時候，而不在休息的時候，產生直覺。我自己的體會是：連續數日集中研究一個問題以後，在我有意識放下工作時，這個問題仍不斷進入腦中。不論是聽演講，參加社交晚會，聽音樂或是看電影，我的思想都不斷轉向這個問題，然後，在自覺思考數分鐘後，一個新的設想有時會出現。偶爾，在設想躍入意識數分鐘後，很少或可能根本沒有進行自覺的思考。直覺出現前那種短暫的自覺思考可能類似於華勒斯的"暗示"，很容易被錯過或忘記。很多人談論過音樂的有益影響，但關於這點並無一致意見。我發現不論是在看演出抑或是寫作時，某些形式的音樂有助於直覺，但並非各種形式都如此。在感情上，音樂帶給人的快感，近似於創造性思維活動帶給人們的快感，而適當的音樂能幫助造成適合於創造性思維的情緒。

許多人在作出新發現或得到一種出色的知覺時，感受到巨大的感情刺激，這一點其它地方也提到了。這種感情的反應可能同對問題所付出的感情與思維活動兩有關。與此同時由有關該問題的工作所引起的一切煩惱沮喪，也頓時煙消雲散。在這方面讀一讀貝爾納精闢的說明是很有趣的：

"那些沒有瘦過未知物折磨的人，不知道什麼是發現的快樂。"

情感上的敏感性或許是科學家應該具有的一種可貴品質。無論如何，一個偉大的科學家應該看作是一個創造性的藝術家，把他看成是一個僅僅按照邏輯規則和實驗規章辦事的人是非常錯誤的。有些科學研究技巧方面的大師也表現了其他方面的藝術才能，愛因斯坦是一個熱心的音樂家，普朗克亦然。巴斯德和貝爾納早年都分別顯露了繪畫和戲劇寫作的相當才能。尼科爾說過一個有趣而奇怪的事實：古代秘魯語用同一個詞（hamavec）來表示詩人和發明家這兩個概念。[63]

探索與捕獲直覺的方法

把許多人認為有助於直覺產生的條件作一扼要總結並系統列出，對讀者可能是有益的。

對問題和資料進行長時間的考慮，直至達到思想的飽和，這是最重要的前提。必須對問題抱有濃厚的興趣，對問題的解決抱有強烈的願望。要使頭腦的下意識部分考慮這一問題，必須先連續數日自覺地思考這一問題。當然，頭腦中思考的資料針對性越強，作出結論的可能性也越大。

擺脫分散注意力的其他問題或有興趣的事，特別是有關私生活的煩惱，這是一項重要的條件。

普拉特和貝克在談到這兩項先決條件時說：

"即使你在上班時間把自覺的思考非常認真地用於工作，但如果對自己的工作沉迷不夠，不能使思想一遇機會就下意識地去想它，或讓一些更緊迫的問題擠了出去，那麼，得到直覺的希望也是不大的。"

另一有利條件是不斷中斷之虞，並擺脫一切使人分心的因素，如室內的有趣對話或突然發出的大聲。

（四）多數人發現:在緊張工作一段時間以後，悠遊閑適和暫時放下工作的期間，更容易產生直覺。據有些人說：直覺最經常發生在從事不費腦力的輕鬆活動，諸如鄉間漫步、沐浴、剃鬚、上下班的時候，或與因為這時思維不受干擾，不被中斷，自覺的思考不很緊張不致壓制下意識思想中產生的有趣想法。有些人覺得躺在床上的時候最有利，有些人有意在睡前回憶一遍問題，有些則在早上起身之前。有些人認為音樂具有有益的影響，但值得一提的是：認為自己受益於吸煙、和咖啡或飲酒者寥寥無幾。一種樂觀的精神狀態可能是有幫助的。

（五）接觸對思維活動有積極的促進作用：（1）與同事或與一個外行進行討論；（2）寫研究報告或做有關的演說；（3）閱讀科學論文，包括與自己觀點不同的論文。在閱讀與本題無關的論文時，可吸收作為其技巧或原理之根據的概念，而這種概念可能會油然再現成為與自己工作有關的直覺。

（六）在討論了有意識尋求直覺的思維方式以後，還留下一個重要的實際問題。人們都有這樣的體會：新想法常常瞬息即逝，必須努力集中注意，牢記在心，方能捕獲。一個普遍使用的好方法是養成隨身攜帶紙筆的習慣，記下閃過腦際的有獨到之見的念頭。據說愛迪生（Thomas Edison）習慣於記下想到的幾乎每一個意念，不管這個思想當時似乎多麼微不足道。許多詩人和音樂家也用這個方法，如達芬奇（Leonardo da Vinci）的筆記就是在藝術中筆記妙用的範例。睡眠中出現的想法特別難於記憶，有些心理學家和科學家手邊總帶著紙筆，這對於捕捉出現在睡前醒後的意念也是有用的。在閱讀、寫作或進行其他不宜中斷的腦力活動時，想法常常出現在意識的邊緣。這些想法應立即草草記下，這樣做不僅保存了這些想法，而且達到將他們"置於腦後"的目的，以免干擾主要的問題。要集中注意力，就不能讓思想被停滯在意識邊緣的想法所干擾。

（七）我已經提出了三種非常重要的不利因素：中斷、煩惱以及分散注意力的其他興趣。作好思想準備，使頭腦高效率地思考問題，同時在意識的邊緣持有大量有關的資料，做到這點需要時間。中斷會破壞這種微妙的心理狀態，破壞情緒。還有，腦力和體力的疲勞，工作過度（特別是在壓力下工作），小的刺激以及確實起干擾作用的噪音，都能影響創造性逆境和精神緊張中做出的看法並不矛盾。在第十一章中，我主要指的是那些生活中根源極深的難題，這類難題往往驅使人們工作，以便逃避現實。而本章中我談的則是日常生活中的直接問題。

科學鑒賞力

討論"科學鑒賞力"的概念似以此處最宜。哈達馬等人進行了有趣的觀察，說：恰如文學鑒賞力和藝術鑒賞力的存在一樣，也存在著一種科學鑒賞力[50]。戴爾談到了"我們稱之為本能判斷的下意識推理"[27]，奧斯瓦爾德提及"科學本能"，有些人在這方面用"直覺"、"感覺"等詞表示同樣的意思，但以我之見不如稱其為專業鑒賞力更正確。這也許與某些科學家所喜歡用的"個人判斷"一詞同義，但我認為"個人判斷"還不如"鑒賞力"說明問題。也許更確切地說，鑒賞力是以個人判斷為依據的東西。

也許最好把鑒賞力描述為美感或審美敏感性，其是否可靠，取決於個人。具有鑒賞力的人僅僅是感覺到某一方面的工作本身價值，值得深入研究，但也許並不知其所以然。感覺的可靠程度如何，完全取決於結果。科學鑒賞力的概念還可有另一種解釋：善於發現具有發展前途的研究方向的人比別人更有遠見，能看到研究工作可能產生的結果，因為他具有運用想像力遐思遠望的習慣，而不把自己的思想局限於已有的知識和眼前的問題。他也許不能明確說出緣由，或形成具體的假說，因為他看到的也許只是模糊的暗示：一兩個關鍵的問題會由此解決。

非科學性事務上的鑒賞力，表現在寫作時的遣詞造句。人們很少需要通過語法分析來檢查語言是否正確，通常我們只是"感覺"到句子對不對。優美確切的英語，大半是自然產生，歸功於我們通過遣詞造句訓練得來的鑒賞力的作用。在科學研究中，鑒賞力有以下幾個方面的作用：選擇有前途的研究題目；識別有希望的線索；產生直覺；在缺乏可供推理的事實時決定行動方案；捨棄必須修改的假說；並在未獲決定性佐證時形成對新發現的看法。

雖然人們所具有的科學鑒賞力與其他方面的鑒賞力一樣，程度可能各不相同，但是，也可以通過訓練自己對科學的理解，如熟悉有關新發現作出的經過，來培養這種鑒賞力。與其他鑒賞力一樣，科學鑒賞力只有在真正熱愛科學的人們中間才能發現。我們的鑒賞力來自別人的經驗、自己的經驗和思想這三者全部的總和。

也許有些科學家覺得難以理解鑒賞力這樣抽象的概念，有些人則認為不能接受，因為科學家的全部訓練都是旨在使他消除工作中的主觀因素。沒有人反對在最大可能程度上排除主觀因素對實驗、觀察和技術步驟干擾的這一原則。但在科學家的思想上，這樣的原則能貫徹到什麼程度還有待討論。多數人不知道：常常自認為以推理為根據的許多觀點，實際上只不過是合理化了的成見或主觀動機而已。有相當部分的科學思維並無足夠的可靠知識作為有效推理的依據，而勢必只能主要憑藉鑒賞力的作用來作出判斷。在研究工作中，我們常常被迫對直接證據十分不足的問題採取行動。因此，與其欺騙自己，不如正視主觀判斷，並接受科學鑒賞力這一似乎有益的概念。我認為這樣做是明智的。但是，接受這一概念並不等於說，在有充分的佐證足以作出客觀推理的判斷時，也採取鑒賞力來知道科學研究。我們決不能讓"科學鑒賞力"這樣的詞語迷住研究，從而看不到一切主觀思維所具有的危險。

提要

直覺此處意指突然躍入腦際的、能闡明問題的思想。直覺並非絕對正確。

最有利於產生直覺的條件如下：（1）必須以對問題的持續自覺思考來作思想上的準備。（2）使注意力分散的其他興趣或煩惱有礙於直覺的產生。（3）多數人必須不受中斷和干擾。（4）直覺經常出現在不研究問題的時候。（5）通過諸如討論、批判的閱讀或寫作等與他人進行思想接觸，對直覺有積極的促進作用。（6）直覺來無影去無蹤，因此必須用筆記下。（7）除中斷、煩惱和分散精力的其他興趣外，不利影響還有：腦力和體力的疲勞；對問題的工作過度；瑣事的刺激以及噪音的干擾。

在科學研究中，我們的思想和行動常常不得不受以科學鑒賞力為依據的個人判斷的指導。

第七章 推 理

"新發現的作出應是一種奇遇，而不應是思維邏輯過程的結果。敏銳的、持續的思考之所以有必要，是因為它使我們始終沿著選定的道路前進，但並不一定會通向新發現。"--西奧博爾德。史密斯

推理的限度與危險

在論及科學研究中推理的作用之前，先討論一下推理的局限性，可能會有益處。人們對這些問題的嚴重性往往估計不足，因為我們的科學概念得自教師和著作家，他們是按照邏輯上的安排，而很少是根據實際獲得知識的方式來闡述科學的。

日常經驗和歷史都告訴我們，在生物學和醫學中，推理的進展能超越事實而不誤入歧途是極罕見的事。主宰中世紀的經院哲學和權威主義與科學格格不入，全然二致。文藝復興時期，人們的觀點有所變化：按照事物的本來面目去觀察事物強烈願望取代了那種事物應該並必須按照公認的觀點（大多源於經典著作）而表現的信念，人類的知識再度有所發展。培根對科學的發展有很大的影響，我認為這主要是由於他證明了絕大多數的新發現是憑經驗，而不是通過運用演繹邏輯作出的。1605年，他說、："人類主要憑藉機遇或其它，而不是邏輯，創造了藝術和科學。" 1620年，他又說："現時的邏輯不方法僅有助於證實並確立那些建立在庸俗觀念基礎上的謬論，而與探求真理無補，因而弊多利少。"後來，法國哲學家笛卡爾使人們認識到推理能導致無窮的謬誤。他的金科玉律是："除非其真實性顯而易見、毋庸置疑，否則，決不可絕對贊同任何主張。"所有的兒童，其實我們甚至可以說所有的幼年脊椎動物，都發現了萬有引力。然而，現代科學的全部知識竟然無法圓滿地 "解釋"這種現象。推理和邏輯作為一種方法，若沒有有關的經驗性知識，不僅不足以發現萬有引力，而且，即使是古代希臘羅馬時期使用的全部推理和邏輯，也未曾使得當時的智者正確地推斷出有關萬有引力的基本事實。

現代哲學家席勒（F。C。S。Schiller）對於邏輯在科學中的應用有過精闢的評價，此處我將詳細援引："對科學行動步驟進行邏輯分析，實在是科學發展的一大障礙。......邏輯分析沒有去描述科學實際發展所憑藉的方法，並且沒有得出......可用以調整科學發展的規則，而是任意按照自己的偏見重新安排了實際的行動步驟，用求證的規則代替發現的規程。"

寫作科學論文所普遍採用的方法主長了人們對邏輯學家觀點的信賴。通常採用的那種邏輯上必然的提出結果方法，既不是按照時間先後，又不是詳盡地說明實際研究的結果，因為這樣做就常常會沉悶費解，而且從常理來看也浪費筆墨。奧爾伯特在他有關科學論文寫作的書中，特別主張不寫研究經過而按推理敘述。這裡我們再次引用席勒的話，他採用激進的見解："科學家越推崇邏輯，他們推理的科學價值就越低，這樣說是絕不過分的。......然而，使社會感到幸運的是：絕大多數科學家偉人幸而對邏輯傳統概念一無所知。"[80]

他接著說，邏輯學是從規導希臘學校、集會以及法庭中的辯論而發展起來的。在那種地方，必須判斷誰勝誰負，邏輯學即服務於此目的。但是，人們不應因邏輯學全然不適用於科學而感到詫異，因為邏輯學的目的本不在此。許多邏輯學家著重指出：邏輯學所關係的是正確性與確實性，與創造性思維完全無關。

席勒進而批評說：傳統邏輯學不僅對作出新發現沒有什麼價值，而且，歷史已經證明，在新發現公布以後，對於認識其確實性並保證其為公眾接受也沒有什麼價值。確實，邏輯推理常常有礙於接受新的真理，偉大的發明家常受迫害的事實就證明了這一點。

"人類作出新發現之艱苦緩慢，以及對於在無準備或不希望它們發生的情況下而發生的那些最明顯的事實視而不見，這種種當足以證明邏輯學家對新發現的解釋有著嚴重的缺陷。"

席勒主要反對的是十九世紀下半葉某些邏輯學家闡述科學方法的觀點。大多數研究科學方法的現代哲學家並不把作出新發現的藝術包括在科學方法內，他們以為這不屬於他們研究的範疇。他們關心的是科學的哲學含義。

關於推理在科學知識發展中所起的不良作用，特羅特[94]也說了幾句逆耳之言。他說：與經驗法比較，不僅運用推理作出的新發現寥寥無幾，而且科學的發展常因以推理為依據的錯誤教條而受阻礙。特別在醫學方面，全憑推理為基礎為基礎的習慣做法往往流行了幾十年或幾百年，才有一個敢於獨立思考的人提出疑問，而且在很多情況下他都證明這些做法害多益少。

邏輯學家將歸納推理（即從個別事例到一般原則，從事實到理論）和演繹推理（即從一般到個，將理論運用於具體事例）區分開來。進行歸納的時候，人們從觀察得到的資料了發，加以概括，從而解釋觀察到的事物之間的關係。而在運用演繹推理時，人們從某一普遍法則出發，將其運用於具體事例。因而，演繹推理得出的結論是受原始前提制約的，原始前提如正確，結論也就正確。

由於演繹法是將一般原理推廣應用於其它事例，就不可能導出新的概括，因而也不可能在科學上作出較大的進展。另一方面，歸納過程雖然可靠程度不夠，卻較富於創造性。其富於創造性是由於歸納過程是得出新理論的一種方法，而其可靠程度不足則是由於從搜集到的事實出發往往可以引出好幾種可能的理論。由於其中有些是互相矛盾的，所以不可能全部正確，甚而可能全部都不正確。

在生物學中，由於每一種現象、每一個條件都非常複雜，人們對其認識又不夠，所以前提是不明確的，因而使得推理不可靠。就推理而言，大自然往往太難以捉摸了。在數學、物理學和化學方面，基本前提建立得較為牢固，附隨的條件可較嚴格地規定和控制。因而，推理對於這幾門學科的發展起了更主要的作用。雖則如此，數學家彭加勒說："邏輯學與發現、發明沒有關係。"普朗克和愛因斯坦也說過類似的觀點（見58頁和60頁）。這裡的問題是：通常，我們是憑直覺而不是憑機械地運用邏輯來作出歸納，而且，我們的思路經常受到個人判斷的支配。另一方面，邏輯學家關心的不是思維作用的方式，而是邏輯上的系統闡述。

達爾文發現他的假說總不免要被捨棄或至少要大加修改，從這奇聞的經驗中他懂得了：在生物科學方面，演繹推理是不能信賴的。他說：

"我必須從大量事實出發，而不是從原理出發，我總懷疑原理中有謬誤。"[28]

由於很難給術語下確切的定義，由於前提很難做到準確而絕對無誤，這就給在科學研究中運用推理造成了一個基本的困難。尤其是在生物學中，前提往往只在一定的條件下才成立。為了推理的審慎和思維的清晰，人們必須首先規定所用的術語，然而在生物學上，經常很難或甚至根本無法規定精確的定義。以"流行性感冒是由病毒引起的"一語為例。流行性感冒原為一種臨床概念，即根臨床癥狀規定的疾病。我們現在知道，由好幾種不同的微生物引起的疾病都包括在醫生所說的流行性感冒之列。而現在，病毒工作者更主張把流行性感冒稱為由具備某些特徵的病毒引起的疾病。但這樣做只不過是把規定流感病毒也是很難規定準確定義的。

如果我們接受下述原則：即所謂推理僅是就其成立的可能性而言，則這種困難可在一定程度上得到解決。確實，生物學上的很多推理如稱為猜測更為貼切。

我已經指出了科學中運用邏輯作用的某些限度；造成謬誤的另一個常見的原因是不正確的推理，例如犯有某種邏輯上的錯誤。以為推理容易，無需訓練或只要多加小心就行，這是自欺欺人之談。下一節中要略述幾項一般性注意事項，供在科學研究中運用推理時參考。

在研究中運用推理的注意事項

首先應檢查推理出發的基礎，這包括儘可能明確我們所用術語的含義並檢查我們的前提。有些前提可能是已成可成立的事實或定律，但 有一些可能純粹是假設。常常有必要暫時承認某些尚未確立的假定，但是在這中情況下，切不可忘記這些僅是假設而已。法拉第警告說，思維有"依賴於假定"的傾向，一旦假定與其它知識符合，就容易忘記這個假定尚未得到證明。人們普遍認為：應把未得到證明的假定 保持在最底限度，並以選用假定最少假說為宜。（這叫盡量節省主義，或稱奧卡姆剃刀[Occam"s Razor]，是十四世紀威廉奧卡姆[William of Occam]所創。）

未經證實的假定常由"顯然"、"當然"、"無疑"等詞句引入，很容易潛入推理。我原以為：營養充足的動物比營養不良的動物平均壽命更長是一個比較可靠的假定。但是，在最近的實驗中證實，食物受到限制，以至生長率低於正常生長率的老鼠，比食物不受任何限制的老鼠壽命要長得多。

對推理出發的基礎有了明確的認識以後，在推理中，每前進一步都必須停下來想一想：一切可以想像到的選擇是否都考慮到了。一般來說，每前進一步，不確定的程度亦即假想的程度也就越大。

絕不能把事實混同於對事實的解釋，也就是說，必須區別資料與概括。事實就是所觀察到的，關係到過去或現在的具體資料。舉一個明顯的例子：某種藥物用於家兔時可使家兔致死，這也許是一個事實，但若要說這種藥物對家兔有毒就不是事實的說明，而是通過歸納作出的概括或定律。英語中，從用過去時改用現在時，往往意味著從事實跨入了歸納。這是一個經常要採用的步驟，但這樣做的時候必須十分清醒和自覺。對結果的解決方式也有可能造成混亂：嚴格地說，實驗中出現的事實只能通過確切說明其經過來加以描述。往往在描述實施時，我們將結果解釋成別的東西，而這時或許還不意識到自己已經離開了對事實的說明。

在科學研究中我們始終面臨的一個困難：我們不但要為過去和現在作證明，科學若要有價值，就必須預言未來。我們必須根據過出的實驗和觀察所的的資料進行推理，並要為未來作出安排。 這就給生物學造成了特殊的困難，因為由於知識的不足，我們=很難肯定將來的變化了的 環境不會對結果發生影響。以對一種疾病的一種新疫苗的實驗為例。這一疫苗可在幾個實驗中都證明有效。在1943---1945年美國大規模的實驗中起到很好的預防作用 的 流感疫苗，在1947年流感再次流行時卻無效。從邏輯學的角度來看，我們根據資料，運用歸納，推理，得了概括（如：疫苗有效）。然後，到了將來，我們想要預防疾病時，就用演繹法把得到的慨括應用於保護某一些人不受感染這一具體實際的問題上去。推理的難點自然是歸納。邏輯學在此幫不了忙。在搜集到廣泛的資料足以使歸納有廣泛的基礎之前，我們只能避免去作慨括，並把以任何以歸納作依據作出的結論看成是實驗性的，或者用俗話說就是不要輕易下結論。在有資料得出結論是統計學幫助我們保證結論有一定的可靠程度，但即使是統計學的結論，也只有在用於已經出現的現象時，才是嚴格有效的。

慨括是永遠無法證實的，我們只能通過考察由慨括得出的判斷是否符合從實驗和觀察得到的事實，來檢驗慨括。如果結果與檢驗的不同，則假說或慨括可被推翻。但符合預料的結果並不能證明慨括正確，因為 在慨括不正確的情況下，由此得出的推斷也有可能正確。本身是正確的推斷可能根據顯然謬誤的慨括作出。例如遠不荒謬的概括作出。例如遠避邪崇附身的病人就能不患鼠疫這一推斷的正取，並不能證明鼠疫是邪崇所致這一假說的正取。在嚴格的邏輯學中，慨括是永遠不能得到證實的，有待無限期的驗證。但是，如果無法證明某一概闊不正確，特別是如果這個概括符合更為廣義的理論概念的話，則該概括即在實踐中被接受。

如果科學的邏輯證明：我們自己在進行概括時必須謹慎小心，那麼出於同樣的理由，對於任何概括我們都不能過於信任，即使普遍接受的理論或定律也是如此。牛頓並不把他所陳述的定律視為最終的真理，但也許他的多數追隨者卻是這樣看的，直至愛因斯坦才證明牛頓的審慎是很有道理的。在一些重要性稍遜與此的問題上，一些普遍接受的觀念最終被取代的現象更是屢見不鮮。

因此，科學家絕不能容許自己的思想固定不變，不僅自己的見解不能固定不變而且對待當時流行觀點的態度也不能不變。史密斯說：

"歸根結底，科學研究是對現今思想和行動所依據的學說及原理不斷檢驗的一種思維活動，從而對現存的做法是抱批評態度的。"[85]

任何公認的觀念或"確立的原則"，一旦不符合觀察到的現象，都不能被視為毋庸置疑。貝爾納寫道：

"我們不能僅僅根據某一設想不符合一種盛行理論的邏輯演繹而予以捨棄。"

許多偉大的發現都是由於全然不顧的信念來設計實驗而做出的。很明顯，是達爾文首先運用"蠢人實驗"一詞，來指這類為多數人所不屑一試而他自己則常做的實驗。

從事別的行業的許多人，可以任憑自己抱有固定的觀念和成見，以便考慮問題時可以少傷腦筋，而且，對我們大家來說，在日常生活的許多問題上持有一致見解，也是實際所需。但是科學研究工作者在科學上必須力圖保持頭腦的適應性，避免抱一成不變的觀點。我們必須力圖保持頭腦富有接受能力，力圖公正客觀的審度別人的建議，搜尋贊成的和反對的兩種觀點。我們當然必須報批評的態度，但也要警惕，勿讓不自覺的反應使自己只看到反對的觀點，從而捨棄了某些設想。人們特容易拒抗那些不符合自己看法的觀點。

科學家應該養成一種好習慣，決不依賴以推理為唯一依據的設想。正如特羅特所說，這類設想出現在頭腦中往往顯得明顯、肯定，容易使人放鬆警惕。有些人認為除運用數學符號的推理外，根本不存在推理。實際上，一切推理都受感覺、偏見和過去經歷的影響，儘管這種影響常常是下意識的。特羅特寫道：

"公正的有才識之士、開放的思想家、沒有偏見的觀察家，在確切的意義上，僅僅存在於智力活動的傳說之中。甚至接近這種境界的狀態，若不付出一種我們大多數人不可能或不願意付出的道義力量和感情力量，亦是無法達到的。"

心理學家所熟知的一種思維技巧是"合理化"，即用推理的證據為某種觀點論證，這種觀點在現實中由先入之見在下意識中形成，而頭腦的下意識部分則為私利、感情用事的考慮、本能、偏見和其他通常本人並不察覺或甚至對自己也不承認的類似因素所支配。喬治也做了類似的警告，讓人們切勿相信這樣的觀點：以為大自然的事物應該符合一定的格式或標準，並把一切例外情況看成是不正常的。他說，在科學研究中沒有這種"應該-必須作用"的位置，將其全盤捨棄方是為科學奠下基石。他認為，在認識到"應該-必須"思維方法的弊病前去考慮實驗的技巧是為時過早的。

有人說科學家應該對自己的工作抱淡漠態度。我不敢苟同，我以為研究人員應有足夠的自制能力，來公允的評斷與自己熱切希望的結果不符的佐證，而不是試圖取淡漠態度。我們應該承認並正視願望可能影響推理這一危險。同時，不讓自己享受衷心信仰自己設想的樂趣也是不明智的，因為這樣做就破壞了科學的一個主要推動因素。

區分內插法和外推法是十分重要的。內插法是在一系列已確立的事實間填補空白。人們在圖表上把點連成曲線時使用的是內插法。外推是根據同一趨勢延續下去的假設延拓到一組觀測之外。只要有足夠的數據做證據，在大多數情況下是允許使用內插法的；但使用外推法則危險要大的多。理論如果明顯越出已經實驗的範疇，就往往把我們引入歧路。外推法的作用頗近於蘊涵法，外推法在提出建議時是有用的。

將可以得到的全部情報資料寫成一篇報告，對弄清問題很有幫助。在開始著手研究或者遇到困難以及研究將近結束時，這樣做都是有益的。同時，在研究工作開始的時候，明確的列出幾個需要解答的問題，是很好的做法。確切的陳述問題有時就是向解決問題邁出了一大步。系統的排列資料常能顯露推理中的缺陷，或揭示未曾想到的思路。最初因似乎"明顯"而接受下來的假定和結論，一旦被明確的列出，並受到批判的考察後，甚至可能變的不能成立。某些研究機構定為制度要求全體研究人員每季度報告一次已完成的工作和計劃中的工作。這不僅有利於領導人員了解工作進展情況，而且對研究人員本身也是有益的。有些領導人更願意工作人員作口頭報告，他們認為口頭報告更有助於工作人員"明確自己的設想"。-----自己的看法

細心、正確的使用語言對明確思想是有利的幫助，因為要精確表達自己的意思就必須從思想上明確自己的意思。我們是用語言進行推理的，而寫作則是思想的表現。寫作的訓練和培養也許是推理方面的最好訓練。奧爾伯特說：草率的寫作反應了草率的思想，而含混的寫作則往往混淆思想。科學報告的主要要求是力求清晰、精確，使每個句子準確貼切，不容造成誤解。含義不確切的詞句則當避免使用，因為人們一旦給某物命名以後，就立刻產生問題已經澄清的感覺，而實際上往往適得其反。"掩蓋無知的語言外衣，往往是阻礙進步的服飾。"[91]

推理在研究中的作用

雖然新發現大多來自意想不到的實驗結果或觀測現象或者來自直覺，而很少直接從邏輯思維產生，但是，推理在科學研究的其他許多方面還是起重要作用的，而且是我們大多數行動的指南。在形成假說時，在判斷由想像或直覺而猜出的設想是否正確時，在部署實驗並決定做何種觀察時，在評定佐證的價值並解釋新的事實時，在做出概括時以及最後在找出新發現的拓廣和應用時，推理都是主要的手段。

研究工作中，發現與求證的方法和功能之不同，恰如法庭上偵探和法官之不同。研究人員追蹤線索時，起的是偵探的作用，但是一旦抓到了實據，他就變成了法官，根據以邏輯方法安排的佐證來審理案件。兩種職能都是必要的，不過作用是不同的。

觀察和機遇，亦即經驗，在生物學"事實性"的發現中，有非常重要的作用。但是，一般來說，由觀察或實驗獲得的事實，僅僅在我們運用推理將其結合到知識的總體中去時，才具有重要意義。達爾文說：

"科學就是整理事實，以便從中得出普遍的規律或結論。"[28]

在研究中僅僅搜集事實是不夠的；解釋事實，並看到其重要性和必然結果，常常能使我們深入一大步。沃爾什（F. M. R. Walshe）認為，與做出新發現同樣重要的是：如何對待自己的新發現以及人家的新發現[100]。我們的頭腦需要有一個合理的、邏輯貫通的知識總體，以便有助於保存和運用資料。傑克遜說"

"我們具備大量的事實，但是，隨著事實的積聚，必須將它們組織整理，上升為更深高的知識；我們需要的是概括，是為某一理論提出的假說。"

認識到一個新的普遍原則才是科學研究的終結。

由所謂的機遇觀察，又意想不到的實驗結果，或者由直覺得出的新發現，比由純推理性的實驗取得的進展更富有戲劇性，更引人注目。在推理性的實驗中，每一步都是前一步推理的結果，因而，新發現是逐步展現的。因此，按照這種不那麼引人注目的作用過程所取得的進展，可能比本書其他章節所述的那種進展要多的多。此外，正如津澤所說：

"將較次要的發現和精確觀測到的各種細節逐漸積累起來，這種準備工作......對於推動科學發展有著重要意義。其重要性絕不亞於由於天才的遠見，定期把支離破碎的觀察現象聯繫起來使之成為原理和定律，對科學發展所起的推動作用。"[108]

通常，當人們追溯某一新發現的起源時，就會發現這是一個比人們想像更要大的漸進過程。

在營養學研究方面，各種維生素的存在，在很多情況下是憑藉經驗發現的，但是在這以後，有關維生素知識的進展則是靠推理了。在化學療法研究方面，通常，繼最初的經驗性發現開闢了新田地以後，便由推理性實驗作出一系列改進，例如：磺胺是我們發現的具有抑制細菌性能的第一種化合物，繼發現磺胺療效以後，以相繼用推理性實驗製成了磺胺噻唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺胍等。

如我們在附錄中所述：弗萊有從一次偶然觀察到的現象出發，發現了棒麯黴素能產生一種具有抑菌效能而無毒性的物質。但是他未能深入下去製成一種化學物質，研究就此中斷。自十九世紀七十年代至本世紀初期，有幾十篇文章報告發現了由細菌和真菌產生的抗菌物質[43]。甚至青黴素本身也早在弗萊明或弗洛里之前就已發現[114]。許多報告的著者不但取得了很好的效果[43]。但所有這些經驗性的發現都未產生重要影響。最後，弗洛里有意識、有計劃、有步驟地研究這個問題，製成了比較純凈穩定的青黴素，至此方證實其巨大的治療價值。情況經常是如此：最初的發現，猶如取自礦山的原礦石，在未經提煉、充分發展之前，價值是很小的。提煉發展的過程不那麼引人注目而更多是推理性的，通常在科學研究中的作用，與其說是開拓知識的新疆界，不如說是發展開拓者發現的成果。

還有一種推理有待一提，即用類比法推理，這在科學思維中有著重要的作用。類比是指事物關係之間的相似，而不是指事物本身之間的相似。如果發現A與B之間的關係在某一點類似X與Y之間的關係，並且知道A在其它幾個方面同B有聯繫，則可在X和Y之間尋找類似的聯繫。類比法在提出線索或假說，以及幫助理解無法看到的現象和情況方面，有著十分可貴的作用。類比法在科學思維和語言中是經常運用的但也必須牢記：類比法也常使人誤入迷途，另外，用類比法當然是無法作出任何證明的。

也許此處應該提一下，現代自然科學哲學家避免使用因果的概念。目前流行的觀點是：科學理論旨在描述事件之間的聯繫，而不把這種關係解釋為因果關係。原因這個概念，含有內在必然性的意思，造成了哲學上的困難。而且，在理論物理學上最好捨棄這一概念，因為已經不再需要闡明因果之間的關係了。因此，從這個觀點出發，科學僅僅限於描述"如何"，而不描述"為何"。

這種觀點特別是在理論物理學方面得到了發展。在生物學方面，我們在實際中仍然應用因果的概念，但是，當說到某一事件的這個或那個原因時，實際上是把複雜的情況過於簡單化了。產生某一事件的原因很多，但是在實際中我們總是把那些始終存在或為人熟知的因素加以忽略或認為是理所當然的，而只是挑選出一個不同尋常，或由於特殊理由引人注意的因素作為該原因。一場鼠疫突然蔓延的原因，在細菌學家看來可能是病人血液中見到的微生物，在昆蟲學家看來是攜帶微生物傳播疾病的跳蚤，在流行病專家看來則是從船上流竄上岸，並把傳染病帶到港口的老鼠。

提 要

推理不能導致新發現。推理在研究工作中的作用不是作出事實性或者理論性的發現，而是證實、解釋並發展它們，並形成一個普遍的理論體系。絕大多數的生物學"事實"和理論僅在一定條件下成立，而限於我們知識的不完備，我們至多只能根據可能發生和有可能發生的概率進行推理。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！