方法與工具
方法，是無形的工具；工具，是有形的方法。方法，就是對于既定目的，從開始到結束的整個過程每一步怎么做。工具，就是人們做事情所借助的有形事物。阿基米德使用的無窮小分析法是一種方法；但是牛頓和萊布尼茲把這個方法加以發(fā)展，由此而來的微積分就是一種工具。笛卡兒用數、形結合來解決問題是一種方法；這種方法一經定型——發(fā)展成為解析幾何——就成為一種工具。工具不僅有我們看得見、摸得著的“物”，也有不帶“物”性的公式、原理、程序和制度。人類社會的發(fā)展可以從許多角度來描述，人們掌握和使用的工具的威力可以作為人類社會發(fā)展程度的一種指標。
與方法和工具密切相聯系的是手段。手段往往與目的相對而言。手段既包含方法，也包含工具。但是對于手段和目的，人們往往不甚了了。對愛因斯坦而言，尋求物質與能量的關系，并由此得到E=MC2，這是他的目的。但是對原子能機構而言，研制出原子彈是他們的目的，物質與能量的關系以及E=MC2是他們直接使用的工具，他們在E=MC2的指導下付出的種種努力是他們的手段。對于戰(zhàn)爭狂人來說，他們手上的原子彈是他們的工具，他們用原子彈作威脅為手段，贏得戰(zhàn)爭是他們的目的。當然，愛因斯坦是以E=MC2這個等式為手段，來表達物質與能量的關系。就是說，在不同的層次上，目的與手段會相互轉化。
方法的重要性不言而喻，許多事情用一般的方法無法完成，采用巧妙的方法就能迎刃而解。①我們讀書、學習，很重要的一個方面就是學習各種各樣的方法。當然，許多威力強大的工具的使用是門檻很高的，我們讀書、學習有很大一部分就是學會使用這些工具。然而，對于一個人創(chuàng)造性思維而言，
① 我們常有立場決定觀點、觀點決定方法的講法，即世界觀決定方法論。但是在某些層次上，我們又強調不能先入為主，即要求我們要會變換立場來看問題。其實，方法經常也改變人們的觀點。如這樣一個問題：有一個人早市六點開始上山，在山上住了一夜。第二天早市六點開始沿原路下山。問：路途中是否有一個地點是這個人在前后兩天的同一個鐘點到達的？并給出證明。答：有這樣一個地點。我們只要作兩個時空變換就能得出這個結論：第一個變換是把兩天變?yōu)橐惶欤坏诙€變換是把一人變?yōu)閮扇?。兩人同時走同一條路上下山，途中必定會相遇。
學習這些工具之中蘊含的思想方法，具有更根本的意義。
西方歷史上系統(tǒng)地研
究方法的人不多，著名的只有三人，他們是古希臘的亞里士多德、十七世紀英國的弗蘭西斯·培根（1561―1626）和法國的笛卡爾（1596-1650）。
亞里士多德把研究學問的工具稱為邏輯學，其書取名《工具論》，創(chuàng)立推理模式——三段論，沿用至今。
弗·培根把自己論述新方法的著作命名為《新工具》，以區(qū)別于亞里士多德的《工具論》，目的是要用一種新的邏輯學來代替亞里士多德的邏輯學。他在書中針對當時流行的邏輯方法的弊病，指出三段論是不足以窮自然之奧秘的。培根認為獲得知識的方法是他稱之為新工具的歸納法，其方法如下：
第一步，廣泛收集事實，作為歸納的基礎；
第二步，把收集的材料通過例證列表，整理感性材料；
第三步，進行歸納，把一切無關的、非本質的東西除掉，留下肯定的、本質的東西。
在培根以前，沒有人如此明確地提出過獲得知識的系統(tǒng)的方法，人們的推理經常以任意的方式提出命題，尤其是經院哲學家們常常把在圣經中隨意揀出的一個語句作為推理的前提，所以人們在獲取有用的知識方面缺乏有效的手段。培根的歸納法克服了經院哲學推理的程序不科學、推理的大前提缺乏堅固的基礎、推理的結果毫無實際效用的缺陷，從而開創(chuàng)了一個以經驗為手段的認識自然的新時代。培根所倡導的歸納法成為了實驗科學中探求因果關系的基本方法?！爸R就是力量”，這一著名口號就是弗·培根提出來的，同時他還提出了“要支配自然必須服從自然”的原則。弗·培根是一名律師，不是專業(yè)科學家，未曾系統(tǒng)地從事科學實驗工作。但他推崇實驗，倡導實驗，并且第一次從方法論的角度研究了那一時期出現在科學中的實驗方法和整理實驗數據、分析實驗事實的歸納方法。作為實驗和歸納法的倡導者，他強調人們的眼光不應脫離實際事物，號召人們去研究各種實際事物，不要以為一切需要知道的東西都已在《圣經》和亞里士多德那里獲得啟示了。
笛卡爾被稱為“近代哲學之父”，他與弗·培根不同，不但是一位哲學家，而且也是一位數學家、科學家。他是解析幾何的創(chuàng)立人，對數學的發(fā)展做出了劃時代的貢獻。此外，在天文、物理、生物等許多領域他也有廣泛涉獵和探討。因此，他對科學方法的研究，很多是基于他自己的經驗和體會。當然他的體會也是與時代的背景分不開的。他的論著《方法論》出版于1637年，是用通俗易懂的自傳體寫成的，是他自己從事科學研究的經驗總結，并附有三篇附錄，分別為《幾何學》、《折光學》和《氣象學》，作為三個運用他的科學方法的范例。其中《幾何學》正是他的數學創(chuàng)造——解析幾何，這部《幾何學》也是笛卡爾唯一的一部數學專著。
笛卡爾認為，人的良知或理性是天然地均等的，智力的差別是由于人們采用不同的途徑來運用思想而造成的。科學方法的實質就是提供一些確切而簡單的規(guī)則，遵循這些規(guī)則，可以避免把虛假當作真實，可以耗費較少的心力而不斷地擴充知識，幫助人們真正地認識所能認識的一切。他說：“那些只是極慢地前進的人，如果總是遵循著正確的道路，可以比那些奔跑著然而離開正確道路的人走在前面很多?！敝袊糯烧Z故事——南轅北轍——可以作為一個例證。
在笛卡爾的方法論中，有兩點是他特別強調的：
一是懷疑精神。笛卡爾認為真正的科學出發(fā)點是懷疑，必須懷疑一切被信以為真的、甚至一般承認是真理的東西。懷疑本身不是目的，而是為了保證認識的基礎絕對可靠，通過思考，把以前潛入心靈的一切錯誤思想清除干凈。
二是數學的重要性。笛卡爾突出了數學和演繹法在科學方法中的重要地位。他認為自己只有在數學中才找到了他所渴望的然而在別的學科中都不具備的那種確切性和明晰性。他說：“任何事物，如果看來不比幾何學家以往的那些證明更加明白、更加清楚，我就不把它當作真的?！?br>笛卡爾指出，“在邏輯方面，三段論式和大部分其他法則只能用來向別人說明已知的東西”，“并不能求得未知的東西”，所以，他想尋找另外的方法，這種方法要包含他所熟悉的邏輯學、幾何學、代數學這三門學問的長處，而不包含它們的短處。他批評希臘幾何過于抽象，并且過多地依靠圖形，而代數則使人受到某些規(guī)則和公式的約束。他力圖建立一種新的數學方法，包含幾何和代數的優(yōu)點而舍棄它們的缺點。他看出代數的優(yōu)點是具有一種普遍性的力量。正是在這樣的思想指引下，他成功地用代數語言表達幾何問題，用代數方程表示幾何曲線，用解聯立方程來求兩條曲線的交點，進而創(chuàng)立了一般地用代數方法來研究有關幾何曲線的各種性質和問題的解析幾何。正如他自己所說：他決心放棄過去那種抽象的幾何，“是為了研究另一種幾何，即目的在于解釋自然現象的幾何。”果然如他所料，解析幾何很快就成為力學、物理學等研究自然現象的各門科學的有力工具，并且為后來微積分的創(chuàng)立作了數學上的重要準備。笛卡爾也正因為是這門新數學的開拓者和奠基者而名垂數學史冊。
笛卡爾根據自己從事科學研究的體驗，總結出科學方法所必須遵守的原則，他相信“用不著制定大量規(guī)條構成一部邏輯”，對于他的新方法只需列出四條不應違反的原則。
第一條是：凡是我沒有明確地認識到的東西，我決不把它當成真的接受。也就是說，要小心避免輕率的判斷和先入之見，除了清楚分明地呈現在我心里、使我根本無法懷疑的東西以外，不要多放一點別的東西到我的判斷里。
第二條是：把我所審查的每一個難題，按照可能和必要的程度分成若干部分，以便一一妥為解決。
第三條是：按次序進行我的思考，從最簡單、最容易認識的對象開始，一點一點逐步上升，直到認識最復雜的對象；就連那些本來沒有先后關系的東西，也給它們設定一個次序。
第四條是：在任何情況之下，都要盡量全面地考察，盡量普遍地復查，做到確信毫無遺漏。
笛卡爾對自己的科學方法是很滿意的，從中得到的收獲是很大的。他曾說：“憑借這種方法，我覺得自己有了依靠，可逐步增進我的知識，并且一點一點把它提高到我的平庸的才智和短促的生命所能容許達到的最高點?！?br>笛卡爾所概括的這些科學方法要則，對后世有著深遠的影響。長期以來，人們在科學研究中就是遵循這些原則思考問題和處理問題的，并已成為一種傳統(tǒng)的科學思想方法。
從歷史淵源上考察，培根的歸納法和笛卡爾的演繹法是分別繼承發(fā)展了亞里士多德開創(chuàng)的經驗實證方法和柏拉圖開創(chuàng)的理性邏輯方法。
柏拉圖從他的理念哲學出發(fā)，認為只有數學才具備永恒的可理解性，任何科學理論都應建立在數學式的邏輯推理的基礎上，才能成為真正的科學，才能避免經驗事件的易變性。笛卡爾發(fā)展了柏拉圖的這一思想，在他的名著《方法論》中致力于建立一種自洽的唯理性的推理演繹系統(tǒng)。即以清晰明確的簡單公理作為出發(fā)點，根據一定法則進行嚴謹的演繹推理，由簡到繁地建立起一整套完整的科學理論體系。
亞里士多德在方法論上和他的老師柏拉圖完全不同。他認為，柏拉圖主張的數學式邏輯推理太遠離實際。自然界的本來面貌肯定不是柏拉圖的數學表達式，而是可以為人的經驗所辨認的具體實體。因而主張以觀察到的事實作為科學的出發(fā)點。對亞里士多德常常持批判態(tài)度的培根卻恰恰在這一點上繼承了亞里士多德的這種思想傳統(tǒng)，并加以發(fā)揚。作為現代實驗科學的奠基人，培根強調感覺的可靠性，強調一切知識來源于感覺，來源于對感性材料的科學加工。培根在他的名著《新工具論》中用大量的自然科學實例論證了他倡導的處理感性材料的歸納法。
在哲學史上，弗·培根和笛卡爾分別成為經驗哲學和理性哲學的代表人物。他們分別給予科學家以不同的思想影響，甚至形成兩種思想傳統(tǒng)。前者在英國有較大的影響，而后者則在法國、德國等大陸國家更為盛行。
弗·培根和笛卡爾的方法論思想各自強調了不同的側面，是有缺陷的，不完善的。培根的歸納法所處理的是有限的經驗材料，并且這些材料的獲得往往是被動的、偶然的和無目的的。笛卡爾非常強調演繹推理前提正確的必要性，但演繹法無法自己演繹出一個正確的前提。好的方法應當是：一方面要求對現象進行有目的地操縱和精密地觀測；另一方面要求用數學對結果進行客觀地分析和表達，兩者的相互結合，才是我們認識自然的更有效也更可靠的方法——這正是科學方法論——是理性邏輯方法和經驗實證方法統(tǒng)一的產物，是演繹方法和歸納方法交織的結晶?？茖W方法論的完成應當歸功于伽利略和牛頓等人。他們不但創(chuàng)造了科學，而且創(chuàng)造了方法。他們用新方法（可控性實驗體系和解釋性邏輯體系）建立的近代物理學為我們展示了一個典范，使近代科學方法論的可靠性得到了勿庸置疑的確證。在近代科學方法論中，“經驗方法----觀察與實驗”和“理性方法----假說與演繹”互相滲透，不可或缺，成為一個有機整體。
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