试论“科学研究始于问题”

1试论“科学研究始于问题”摘要：对于科学研究的起点，历史上存在诸多观点，本文对三种观点进行了简要的分析，并阐述了“科学研究始于问题”这一观点的正确性。关键词：科学研究；观察；问题；机会一、引言近年来科学技术的迅猛发展，知识经济已初见端倪。“科学技术是第一生产力”逐渐成为一种普世的价值观，“科教兴国”更是我国现代化进程中的战略方针。未来知识经济时代需要我们更好地利用科学技术，并且要求科研工作者不断地推进科技的蓬勃发展。科学家们把是否善于提出问题看作是科研工作者科学训练方面的一种最重要的素养。著名物理学家费米认为，作为一个学生要会解答习题，但是作为一个研究工作者则要会提出问题。这也代表了当前学界的普遍观点——科学研究始于问题。在科学哲学中，科学研究的逻辑起点一度是一个非常重要的问题，归纳主义认为“科学始于观察”，这种观点在从伽利略到牛顿的这段时期似乎已成为不言而喻的信条。因为在这段时期，实验自然科学取得了巨大的进步和成功，所以他们认为科学始于观察，来自观察。直到波普尔的证伪主义出现，“科学研究始于问题”才取代“科学问题始于观察”成为西方哲学家公认的观点。然而,近年来由于科学实践哲学的兴起，以及SSK和女性主义科学哲学研究的兴起，“科学研究始于机会”成为一种新的科学起点观。那么，科学研究究竟是始于什么呢？观察、问题或者是机会？二、“科学研究始于观察”、“科学研究始于问题”与“科学研究始于机会”科学研究始于观察的观点一直被视为支持着科学积累观，是观察与理论二分2之基石。自汉森提出“观察渗透理论”的观点后，由于观察与理论无法截然两分，使得“科学研究始于观察”相当于“科学研究始于理论”，因此，科学始于观察的观点受到很大质疑。把观察作为科学研究的起点是无法回答“究竟要观察什么”的问题。科学研究始于问题又称为波普尔理论[1]，即P1→TT→EE→P2其中，P1是问题，TT是试探性的理论，就是假设；EE是证伪，消除谬论；P2是最后产生的新问题。在这样一个研究过程中，问题是出发点，正是问题推动着人们学习和思索、实验和观察。人们提出假设和理论，又对假设和理论进行验证。在这过程中又产生新的问题P2，P2又推动人们迸入新的研究过程。如此往复，就越来越逼近客观真理。简而言之，就是“从问题到问题的不断进步”，这就是波普尔所描述的科学发展借助于猜想与反驳、从就问题到新问题的增长模式。波普尔在这个模式中，把问题的产生归于被确认的理论被证伪之后，因而新问题的产生是循环往复以至无穷的。“科学和知识的增长永远始于问题，终于问题——愈来愈深化的问题，愈来愈能启发新问题的问题。”一种理论对科学知识增长所能做出的最持久的贡献，就是它所提出的新问题。波普尔提出的以问题为起点的科学发展模式是通过揭露科学发展中的两对矛盾（真理与谬误、观察和理论的矛盾）而构筑出来的。这个模式破除了科学的两个迷信（“科学”即真理，真理即经验事实概括归纳的结果），具有振聋发聩的作用。猜想到反驳本质上是一种用这两对矛盾交叉串联起问题而抽象出科学发展的模式的方法。它揭示了科学发展固有的辩证法，并且突出了科学是一个永无止境的排错过程。吴彤[2]认为仅仅根据科学要研究问题以及问题可能指导观察什么，是推不出问题一定是科学研究的起点的；其次，不是所有已经显现的问题都能构成科学研究的问题，更不要说那些潜在的问题，还没有意识到的问题（它们对科学家意味着“无”）。即便进入科学家研究视野中的问题，如果没有机会、能力和资源的支持，也不一定能够成为科学家当下研究的问题。“天空为什么是蓝色”这个小孩子提出的问题，只有当天文学发展到一定程度及其资源仪器达到一定水准时，才构成天文学研究的问题。换句话说，没有机会，科学家不会意识到问题；没有机3会或者研究条件不具备，即便意识到问题，科学家也无法进行真正的研究。所以，一概而论地、全称肯定地说科学研究始于问题是不能成立的。我们的科学方法论教科书在讨论获取科学问题的原则（即获取的规范性）时，常认为有四项基本原则，即科学性、创新性、需要性和可行性。这最后一条可行性原则，正是在讲机会、资源的评估。基于此，吴彤认为观察、问题和机会共同形成一种科学研究的起点性链条，形成实践性的科学研究的解释学循环：（1）通过机会性寻视，我们在评估自己和同行所掌控的资源的基础上，通过先前的实践寻找合适的研究项目或者问题；（2）然后通过问题，我们去更加具体地实践，并且观察到新的差异和推进原有的研究；（3）接着在原有研究推进的基础上，我们通过实验室中的科学家社会协商的实践，寻找研究的新机会。三、科学研究从科学问题开始要明晰科学研究的逻辑起点问题，还有一个前提就是对“科学研究”和“问题”的理解。在以上的三种理论中，“科学研究始于观察”这一论点已经受到很大质疑；“科学研究始于问题”为大多数人所接受；而新的研究理论又支撑“科学研究始于机会”，笔者认为，科学研究始于问题，指的应该是科学研究的出现一定是在问题的提出之后产生的，没有提出问题，就无法产生科学研究，因此问题理所当然的成为科学研究的起点。但这并不代表问题的提出一定可以产生科学研究，以问题出发，探讨一些无法产科学研究的问题，进而证伪科学研究始于问题都是错误的。即问题并不是是科学研究的充要条件，而仅仅是其必要不充分条件，没有问题就没有科学研究，有问题不一定会产生科学研究，而吴彤[2]以“不是所有已经显现的问题都能构成科学研究的问题”才证伪科学研究始于问题显然是错误。既然不是所有的问题都可以产生科学研究，那什么样的问题才能构成科学研究的问题呢？有人认为科学研究是从科学问题开始的。长期以来，科学问题的定义在学术界存在着许多的说法[3]，有一定代表性的定义至少有30种，其中较典型的观点有:（1）科学问题就是一个智力上的愿望；（2）科学问题就是背景知识中固有的预期与其所提出的观察或某种假说等新发现之间的冲突和矛盾；（3）科4学问题就是解释的理想与目前的能力的差距，即科学问题=解释的理想—目前的能力；（4）科学问题是基于一定的科学知识的完成、积累(理论上或经验上的已知事实，即它的各阶段上的确实知识)，为解决某种未知而提出的任务；（5）科学问题是某个给定的智能活动过程的当前状态与智能主体的所要求的目标状态之间的差距；（6）科学问题是认知主体对认知对象已知状态与未知内容之间的差距、矛盾的主观反映，其主观表述为疑问句的形式；（7）科学问题是在已知科学知识基础上提出的未知；（8）科学问题是基于某种已经完成了的科学知识基础之上,为解决应该而有可能知的未知而提出的任务；（9）科学问题是某个给定的情境状态与所要求的目标状态之间的差距；（10）社会的需要常常对科学提出任务，通过科学,工作者的理解转变为科学问题；（11）问题就是矛盾，科学,问题就是科学中的矛盾；（12）科学问题是指一定时代的科学认识主体在当时的知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而未解决的矛盾,它包含着一定的求解目标和应答域，但无确定的答案；（13）科学问题是科技人员在科技研究过程中，在一定的已知背景知识条件下想要达到而未能达到的科技认知的范畴，是科研主体对研究对象的已知背景知识和未知内容之间的差距的主观反映；（14）科学问题指的是科学认识主体在一定的已知背景知识下，在一定的真实的应答范围内以主观形式表达出的关于科学认识客体的欲知且能知的未知内容；等等。可以将科学问题总结为：具有一定联想思维能力和背景知识且遇事总能知其所以然的人们，在一定时期内特定知识背景条件下，对已知理论无法解释的异常现象和客观事实，经过主动性思维、分析、归纳、总结后提出的需要解决而又未能解决的问题。即满足科学性、创新性、需要性和可行性的问题。而关于科学研究应该将其定义为：科学研究是人类在认识自然、探索自然、利用自然的过程中，运用所掌握的知识和智慧，为确切描述、解释、说明和解决某一科学问题而从事探索未知答案的创造性活动的总和。换句话说，科学研究应该是一个过程，一个解决科学问题、探索未知答案的过程，一些具有一定联想思维能力和背景知识的人们运用所掌握的知识和智慧，以主动发现和选定科学问题为起点，通过不断地实验、观察、分析、思考、推理和论证等手段获得科学事实，从而在科学地描述并说明原本无法解释的异常现象和客观事实存在的同时，进一步修正、完善和发5展科学理论的过程。客观世界无时无刻不存在着大量的已知理论无法解释的异常现象和客观事实（必要条件），只有具备了一定联想思维能力及一定背景知识且遇事总能知其所以然的人们（充分条件），才能够经过主动性的、创造性的思维发现异常现象及未被认识的客观事实，从而客观地提出科学问题。而当科学问题一旦得以提出，则寻求合理的描述及确切的解答便成为了唯一明确的科学研究方向和目标，以至科学研究也才有了实际的意义。换句话说,也正是因为有了科学问题这一载体，才能附着上科学研究的外衣，也才有了已掌握一定知识和智慧的人们经过艰苦的创造性探索活动（科学研究）而获得科学问题正确解答的可能。综上所述，可以得出科学研究始于问题。“问题”是科学研究的真正灵魂，贯穿于科学研究的始终。自然科学发展的历史，就是它所研究的“问题”发展的历史，是“问题”不断展开和深入的历史。伟大的物理学家牛顿，在研究天上物体同地上物体是否遵循同样的力学运动规律的问题上，建立了经典物理学定律，使物理学实现了第一次大综合，并引起了用机器替手工业的、生产的第一次工业革命。20世纪的伟大的物理学家爱因斯坦，针对不同的惯性系统中，物体运动时间是否绝对不变，为什么物体的重量和惯性都与质量成比例的问题，进行了探索，并建立了狭义相对论和广义相对论。从而突破了牛顿的绝对时空观，带来了现代物理学的巨大发展。参考文献1.波普尔.1986年：《猜想与反驳———科学知识的增长》，傅季重等译.上海译文出版社。2.吴彤.科学研究始于机会，还是始于问题或观察[J].哲学研究，2007（1）：98-1043.余伟.试论“科学研究从科学问题开始”[J].南昌航空工业学院学报，2001，3（1）：75-77