第30篇 现代医学的自然科学基础（10）— 培根：归纳法

杨鸿智

第30篇  现代医学的自然科学基础（10）— 培根：归纳法

    作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智
1620年，培根的伟大著作《新工具》问世。书名是有深刻含义的：要与亚里士多德的旧的《工具篇》相抗衡。抱着“必须给人类的理智开辟一条与以往完全不同的道路，提供一些别的帮助，使心灵在认识事物的本性方面可以发挥它本来具有的权威作用。”的动机，培根想通过分析和确立科学经验的认识方法，给新科学运动以发展的动力和途径。培根指出，科学在本质上是经验的，把认识建立在经验基础上，应该是科学的一个鲜明特点。他认为简单的，自流的经验是不行的，真正的经验方法是从经过适当安排的定程序、和规则进行的实验，才能成为科学知识的可靠源泉。他一再强调，“从事观察，进行试验、重视经验，从个别的东西引出普遍的规定。”为此，培根提出了经验归纳的方法。遵循从经验事实出发，逐步归纳上升为“较低公理”、“中间公理”直至“普遍公里”的步骤。培根的归纳法分三部分：一是归纳事实，从本质、差异、与程度各方面归纳；二是排斥法，是否定的东西出发，经过反复的排斥，达到肯定的东西；二是通过整理得出结论，并由实验验证。
一般来讲，归纳原理被认为是：如果大量的A在各种各样的条件下被观察到，而且如果所有这些被观察到的A都无例外地具有B性质，那么，所有A都有B性质，培根的归纳法，后被穆勒发展成为“穆勒五法”，现在称此为“科学归纳法”，其内容如下：
（一）契合法：
假定有两个或两个以上的场合，每个场合由若干情况和若干现象所组成，如果某种情况出现，相应的现象也出现，那就可以推论，在这种情况和这种现象之间存在着因果关系。如：当人们对醋，柠檬汁、碳酸矿水和盐酸进行实验时，会有许多现象发生其中一条，它们都能使石蕊试纸变红。上面所列物质的化学性质显然极不相同，醋和柠檬汁是有机化合物，碳酸矿水和盐酸是无机化合物。但它们都有一个共同的性质：酸性。因此，我们可以按契合法得出结论：酸性这种情况与否蕊纸变红这种现象之间可能有因果关系。在此例中还有一个共同的特性就是，这四种物质都是液体。如果单纯按契合法这种逻辑形式，我们也可以得出结论：液体是石蕊变红的原因，这显然是不对的，因此，契合法在实行过程中还必须与相应的理性知识相结合，在能够得出几种推论的时候，用相应的理性知识在其中作出鉴别。
（二）差异法
为了便于对实验事实进行概括，常常安排正面场合与反面场合进行比较，也就是有意使一个相关条件发生变化，而其他条件不变，这样构成正、反两个场合来进行比较。或者在正面场合加入一个新条件，而在反面场合下则不加入这个条件，然后比较这两个场合各产生什么结果。如，人们发现，在以稻米为食的民族中，如果经常食用去壳稻米就会生脚气病，吃不去壳稻米则不生脚气病，它们恰好组成正、反两个场合。这样，就可以用差异法作出推论：有稻壳里可能含有一种物质，缺少它就会得脚气病。现代科学已证明，稻米壳里含有维生素，  长期缺乏维生素    可导致脚气病。
（三）契合差异并用法
达尔文在研究动物形态与环境之间的关系时，曾借助此法。他观察到，不同类的动物如果生活在相同的环境里，常常呈现相同的形态。如，鲨鱼属于鱼类，鱼龙属于爬行类，海豚属于哺乳类，它们原种类完全不同，但由于长期生活在相同的环境里，外貌很相似，形态都是梭形，都有胸鳍、背鳍、尾鳍。反之，同类动物如果生活在不同的环境里，就有不同的形态。如狼、蝙蝠和鲸，都是哺乳类，由于生活条件不同，形态就很不相同，狼适于奔跑、蝙蝠适于飞翔，鲸适于游水。达尔文由此得出结论：动物形态构造与其生活条件和环境之间存在着因果关系。契合差异用法分为三个步骤：第一步，把所研究的现象出现的那些场合加以比较；第二步把研究的现象不出现的那些场合加以比较，第三步，把前两步所得的结果加以比较。由于这种推论首先在正、反两个场合分别运用契合，再对正、反场合所得出的结果加以比较，运用差异法作出结论，这就比单独使用契合法或差异法都有发展。
（四）剩余法
在穆勒五法中，剩余法是比较特殊的，因为它必须有普遍的定律作前提，并且要运用演绎法去作预言。1846年海王星的发现，是一个著名的应用剩余法的例子。根据各已知天体对天王星的引力作用，可以运用万有引力定律从理论上计算出天王星的运行轨道。但天文观测发现，天王星的实际运行轨道与理论计算的轨道之间有一个偏离。原因何在？英国科学家亚当斯和法国科学家勒维列各自独立地断言，这个偏离现象是由于某个尚未发现的天体的引力影响。他们计算出了这个尚未发现的天体的可能位置，后来，果然在这个位置上发现了一颗新的行星——海王星。上述运用剩余法的例子，首先谈到已经确立的定律，或一般定律。观测和实验结果使人们面临下述的选择：或者放弃原来的定律，改变已知的一般规律，或者批出新的事实，它们正是表面上偏离已确立的定律或一般规律的原因，随着这些新的事实的发展，已知定律不但未推翻，反到进一步得到证明。
（五）共变法
设法保持其他现象（因素）不变，而让一个现象（因素）发生变化，由此观测另一个现象（因素）的变化，如，让气体压强的值逐渐改变，并测出相应的体积值，就能用共变法概括出两者的反比关系，用共变法可以得出两个变量之间的函数关系，有较大的可靠性。具有定量的特点，前几种方法都是定性的。
穆勒五法的局限性是必须以机械决定性概念为前提。
引自刘大椿《科学技术哲学导论》P149-150