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科学研究中的问题链及其效应 作者：花间挹香 科学研究是理论思维最成功、最典型的范例，以严密性、逻辑性和深刻性为基本特征，在人类总体思想体系中占有特别重要的地位和作用。深入探索发掘科学思维的发生机制和规律，无疑是科学哲学的重要课题。本文从科学“发现和解决问题”入手，提出一种“问题链”分析框架，结合科学史上成功的研究案例，试图对科学思维的微观机理及宏观效应做些初步探索。 一、科学哲学的难题使问题观凸起。伴随着二十世纪初以相对论和量子力学为代表的科学革命，哲学领域也发生了一场革命。为了清除思辨哲学的虚妄和恶劣影响，30年代维也纳学派高举“拒斥形而上学”的口号，掀起了逻辑实证主义思潮。他们以语言分析为手段，着重分析了科学理论的形式结构和逻辑特征。这种静态的科学分析，脱离了科学研究的具体实践和历史考察，无法说明科学发生发展的内在规律。对逻辑实证主义内在缺陷的批判，后来兴起了科学哲学的历史学派。历史学派以科学史为依据，力图从科学革命和常规科学的不同特点，立足宏观上建立科学发展的一般模式。从逻辑实证主义到历史主义的转变，由科学结构的逻辑模型到科学发展的历史模型的转变，是科学哲学最显著的发展趋势（江天骥《当代西方科学哲学》P260）。逻辑主义者的中心问题是辩护和评价，致命的缺陷是静态与动态、逻辑与历史的分离；而历史主义者的中心问题却常常是描述，致命的缺陷是规范与历史、宏观与微观的分离。 科学始于问题，本质上是发现和解决问题的过程。离开这一具体的、历史的过程，是不可能说明和揭示科学发展规律的。有的哲学家在研究科学哲学时，也在自己的体系内提出了不同的问题观。主要如下： 波普尔的证伪主义问题观。波普尔明确指出：科学始于问题，而不是始于观察。只有提出问题，才能激起人们的好奇心和探索的兴趣。提不出有意义的问题，就不能导致科学探索和发现。科学问题由观察与理论、理论内部或理论之间的矛盾产生。波普尔以问题为起点，构想出科学发展的模式：P……TT——EE——P（其中P代表问题，TT代表试探性理论，EE代表尝试排除错误）。这就是借助于猜测与反驳，由问题到理论的发展模式。 库恩的范式论问题观。库恩从科学史的实际情况出发，认为问题贯穿于科学研究的全过程：常规科学是在现有范式指导下解题的活动，而科学革命是面对反常问题带来的危机，需要提出新范式消除反常危机的活动。无论是常规阶段或是革命时期，问题始终是推动科学认识进步与增长的必要因素。 劳丹的科学进步解题观。劳丹是第一个对科学问题详细分析，并尝试用问题框架解释科学进步的哲学家。他把科学问题分为经验问题和理论问题，认真剖析了两类问题产生的原因及其价值评价，明确把解决问题的能力作为评价科学进步的标准。（1）解决问题是衡量科学进步的基本单位。（2）科学的进步在于解决问题的能力。（3）判断一个理论的全部解题能力，看它所能解决经验问题和理论问题的数量和重要性程度以及它所减少的反常和概念问题的数量和重要性程度。（4）研究传统总的进步程度是由最终构成它的理论集合体的解题能力决定的。（5）研究传统的进步速度是由在特定时期内传统的解题能力的变化决定的（李征坤《对当代西方主要科学哲学家的科学问题观的评析》）。 夏皮尔的关联主义问题观。在夏皮尔看来，科学问题观必须从逻辑与历史的分离困境中解脱出来，在解题的推理链条发展中寻找线索。他提出了域理论，把科学问题置于中心地位，着力解释科学问题的复杂结构。但是他的域理论未能将问题结构和推理链条真正结合起来，不可能说明科学发现的微观机制。 正如劳丹所说，“把科学看成是解决问题的活动的这种观点，比起任何其他的参考框架来，为捕获科学最本质的东西提供了更多的希望”（劳丹《进步及其问题》P4）。以发现解决问题作为科学研究的本质，必将带来科学哲学的重大变革，一种逻辑与历史相统一、宏观与微观相结合的科学哲学就会出现。在这种新的框架内，科学主体的创造性活动将置于中心地位，对科学史的考察将发挥更大的作用，科学发展的内在逻辑也将得以揭示。 二、科学问题及其链接。科学问题是有认知价值的未知之谜。科学始于问题，发现并解决问题，从客观现象出发探究事物的本质和规律，是科学研究的主要特征。以问题框架去透视科学哲学，关键在于对于科学问题的结构特征及动态演化进行透彻的分析，为科学发现的微观机制和宏观发展提供线索。 科学问题是以群的形式存在的。正如客观事物是以系统形式存在的一样，科学问题也不是独立的。任何科学问题都有自己的组成要素，各部分之间聚合为一个整体。经验问题一般包含现象数据、实验仪器、经验定律以及背景知识（观察渗透理论）。任一实验问题也都包含不同层次的要素：实验背景知识群、具体实验材料、实验材料的相关理论和经验知识、数据显示仪、数据及处理、实验解释等等（郭贵春《当代科学实在论》P188）。理