科學交響曲樂章5-1：經典科學方法的沿革之曲

05-27

科學交響曲樂章5-1：經典科學方法的沿革之曲

英國的弗蘭西斯.培根，強調歸納法，主張經驗論。他認為科學定律是通過歸納得出的理論。「知識就是力量」的鏗鏘語句，就是出自他口的醒世言語。在他看來，研究科學的基礎和目的，就是改善人類在地球上的命運，必須以控制自然與利用自然為前提。

法國科學家勒內.笛卡兒，是著名的理性論者，他寫過一本《方法談》的書。強調理性邏輯的演繹方法。他高瞻遠矚的指出：只有通過對自然現象的觀察，並經過人們的「邏輯推理」，所得出的判斷、結論或理論，才是可靠的、普遍的、唯一的、統一的。對於已有知識體系，需要進行不斷地質疑，這是從已知，到未知的推進動力，從而使知識的探索逐步逼近未知的真理。

從根本上看，培根和笛卡兒兩人，貫穿著兩種科學觀。正如愛因斯坦所言，笛卡兒是強調內部邏輯的完備；培根則是強調外部證實的觀點。

近代科學奠基者伽利略和牛頓[1]，也是近代科學方法的奠基人。

他們對於經典力學的構建，成功地使假設（說）與驗證；數學與實驗；

歸納與演繹；以及分析與綜合等諸多方法相得益彰，珠聯璧合。

達爾文[2]的生物進化論，是十九世紀的科學成就之一，它所蘊涵的科學思想方法，廣泛地滲透到哲學和社會學領域，成為人們觀察和處理問題的方法，具有獨到的維度、角度或視域。

哥白尼、伽利略和牛頓，一步步確立了近代科學的基準。與近代科學形成幾乎同時，就有哲學家開始思考：「科學是什麼？科學的方法是什麼？」

18世紀德國哲學家康德[3]，提出了哲學的反思：科學是怎樣才可能的？在他看來，牛頓力學這麼大的科學成就，科學究竟是怎麼成為可能的？他感到十分驚奇，牛頓如何想出了，這樣一套深奧的東西。

後來他寫了《未來形而上學導論》，這本書是《純粹理性批判》的通俗版本，書里談到科學怎樣成為可能的原因。

在這之後，實證主義經驗論、證實原則、邏輯經驗論、假說演繹、證偽主義等，都試圖回答：「科學是什麼？科學的方法是什麼？」

以及諸如此類的問題，也都曾各領風騷，具有各自的意義。

[1] 艾薩克·牛頓爵士，FRS（Sir Isaac Newton，1643年1月4日－1727年3月31日）儒略曆：1642年12月25日－1727年3月20日）是一位英格蘭物理學家、數學家、天文學家、自然哲學家和鍊金術士。他在1687年發表的論文《自然哲學的數學原理》里，對萬有引力和三大運動定律進行了描述。這些描述奠定了此後三個世紀里物理世界的科學觀點，並成為現代工程學的基礎。他通過論證開普勒行星運動定律與他的引力理論間的一致性，展示了地面物體與天體的運動都遵循著相同的自然定律；為太陽中心說提供了強有力的理論支持，並推動了科學革命。

在力學上，牛頓闡明了動量和角動量守恆的原理。在光學上，他發明了反射式望遠鏡，並基於對三稜鏡將白光發散成可見光譜的觀察，發展出了顏色理論。他還系統地表述了冷卻定律，並研究了音速。

在數學上，牛頓與戈特弗里德·萊布尼茨分享了發展出微積分學的榮譽。他也證明了廣義二項式定理，提出了「牛頓法」以趨近函數的零點，並為冪級數的研究作出了貢獻。

[2] 查爾斯·羅伯特·達爾文，FRS（Charles Robert Darwin，1809年2月12日－1882年4月19日），英國生物學家、博物學家，達爾文早期因地質學研究而著名，而後又提出科學證據，證明所有生物物種是由少數共同祖先，經過長時間的自然選擇過程後演化而成。到了1930年代，達爾文的理論成為對演化機制的主要詮釋，並成為現代演化思想的基礎，在科學上可對生物多樣性進行一致且合理的解釋，是現今生物學的基石。

在愛丁堡大學研讀醫學期間，達爾文對自然史逐漸產生興趣。而他後來又到劍橋大學學習神學。達爾文在參與了貝格爾號的五年航行之後，成為了一位地質學家。他進行觀察並提出理論來支持查理斯·萊爾的均變思想。回英國後所出版的《貝格爾號航行之旅》，使其成為著名作家。由於在航行期間對所見生物與化石的地理分布感到困惑，達爾文開始對物種轉變進行研究，並且在1838年得出了他的自然選擇理論。由於這類思想在當時被視為異端，因此達爾文剛開始只對親近的朋友透露這些想法，並持續進行進一步的研究，以應付可能遭遇的反對。到了1858年，華萊士寄給他一篇含有相似理論的論文，促使達爾文決定與其共同發表這項理論。

1859年出版的《物種起源》，使起源於共同祖先的演化，成為對自然界多樣性的一項重要科學解釋。之後達爾文《人類與動物的情感表達》以及《人類由來與性擇》中，闡釋人類的演化與性選擇的作用。他也針對植物研究，發表了一系列的書籍，在最後一本著作中，達爾文討論了蚯蚓對土壤的影響。為了表彰他傑出成就，達爾文死後安葬於牛頓與約翰·赫歇爾的墓旁，地處在英國倫敦的西敏寺。

[3] 伊曼努爾·康德（Immanuel Kant，1724年4月22日－1804年2月12日）德國哲學家，德國古典哲學創始人。他被認為是對現代歐洲最具影響力的思想家之一，也是啟蒙運動最後一位主要哲學家。

康德哲學理論的一個基本出發點是，認為將經驗轉化為知識的理性（即「範疇」）是人與生俱來的，沒有先天的範疇我們就無法理解世界。他的這個理論結合了英國經驗主義與歐陸的理性主義，對德國唯心主義與浪漫主義影響深遠。康德的道德哲學理論也十分著名。此外他還曾針對太陽系的形成提出第一個現代的理論解釋，即康德-拉普拉斯假設。