科學(xué)方法論系列講座-阜陽(yáng)師范學(xué)院

1、科學(xué)方法論系列講座,8、類比法,什么是類比法在自然現(xiàn)象中可以看到許許多多類似的現(xiàn)象，如電路振蕩系統(tǒng)與機(jī)械振蕩系統(tǒng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與L-C振蕩等。類比法就是在兩類不同的事物或者事物的不同發(fā)展階段之間進(jìn)行對(duì)比，找出若干相同或相似點(diǎn)之后，推測(cè)在其他方面也可能存在相同或相似之處的一種思維方式。這方法的特點(diǎn)就它的邏輯過(guò)程來(lái)說(shuō)，是從特殊到特殊，即把兩個(gè)特殊事物進(jìn)行類比；從思維方式的類型上說(shuō)，是把抽象思維與形象思維相結(jié)合。,它適用于那些目前尚缺乏足夠

2、的資料或研究基礎(chǔ)，或者是事例太少無(wú)法進(jìn)行歸納或演繹，因而無(wú)法遵循“從特殊到一般，再?gòu)囊话愕教厥狻钡耐暾壿嬤^(guò)程的研究課題。例如，關(guān)于火星上有無(wú)生命的問(wèn)題，人們?cè)鶕?jù)火星與地球之間有關(guān)生命形成的環(huán)境條件的某些相似來(lái)提出假說(shuō)，就是運(yùn)用類比法的一例。類比法的優(yōu)點(diǎn)在于它的“觸類旁通”的思維方法。無(wú)論在創(chuàng)造的理論方面還是在創(chuàng)制新的實(shí)驗(yàn)工具方面，類比法都能給我們很大的啟發(fā)，為創(chuàng)造新的科學(xué)假說(shuō)或?qū)嶒?yàn)設(shè)備提供重要的依據(jù)。就創(chuàng)立新理論而言，在科學(xué)史上有

3、許多著名的假說(shuō)就是運(yùn)用此法而提出來(lái)的。,例如，分子生物學(xué)中的遺傳密碼，便是1954年由物理學(xué)家伽莫夫把DNA上的四種堿基(a.t.c.g.)的排列順序怎樣決定著組成蛋白質(zhì)的氨基酸的排列順序這個(gè)問(wèn)題，同通訊技術(shù)中的密碼相類比而提出來(lái)的。又如，盧瑟福把微小的原子和巨大的太陽(yáng)系作類比，提出了著名的原子模型，正確地描繪了原子結(jié)構(gòu)的基本輪廓，成為人類認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的相對(duì)真理。這些都是運(yùn)用類比法的范例。,在創(chuàng)造的實(shí)驗(yàn)工具方面，類比法可以把一個(gè)領(lǐng)域中

4、的實(shí)驗(yàn)工具移用于另一個(gè)領(lǐng)域。有時(shí)甚至可以從生活中簡(jiǎn)單的器具得到啟發(fā)，創(chuàng)造出復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)工具。例如，現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的最重要的實(shí)驗(yàn)工具之一，用來(lái)記錄核子蹤跡的實(shí)驗(yàn)裝置“威爾遜云室”，就是威爾遜在沓維斯山看到一種云霧奇觀受到啟發(fā)而創(chuàng)造出來(lái)的。高能物理學(xué)中的液氫氣泡室，就是格拉塞在酒館看到啤酒瓶里冒氣泡受到啟發(fā)而創(chuàng)制出來(lái)的。,由于類比法具有如上的優(yōu)點(diǎn)，并在科學(xué)研究史中起過(guò)重大作用，千百年來(lái)已為許多學(xué)者所重視。十七世紀(jì)天文學(xué)家開普勒曾經(jīng)推崇類比

5、法是自己“最好的教師”?？档略凇队钪姘l(fā)現(xiàn)概論》中說(shuō)：“每當(dāng)理智缺乏可靠論證的思想時(shí)，類比這個(gè)方法往往指引我們前進(jìn)”。黑格爾也認(rèn)為：“類推的方法很應(yīng)份地在經(jīng)驗(yàn)科學(xué)里占很高的地位，而且科學(xué)家也曾依這種推論方式獲得很重要的結(jié)果”。,類比是從人們已經(jīng)掌握了的事物的屬性，推測(cè)被正在研究中的事物的屬性，所以類比的結(jié)果是猜測(cè)性的，不一定可靠。這是類比法的缺點(diǎn)，但也是它的優(yōu)點(diǎn)。正因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn)，使它具有發(fā)現(xiàn)的功能，成為創(chuàng)造性思維的重要方法。請(qǐng)看下

6、面的例子：,例1 熱力學(xué)第一定律 十八世紀(jì)蒸汽機(jī)的發(fā)明為人類提供了驅(qū)動(dòng)機(jī)器的巨大動(dòng)力，導(dǎo)致了歐洲的工業(yè)革命。然而，蒸汽機(jī)需要大量的煤作燃料。當(dāng)時(shí)有不少人幻想發(fā)明一種不消耗燃料的機(jī)器—（第一類）永動(dòng)機(jī)，但是所有制造永動(dòng)機(jī)的企圖都失敗了。為什么第一類永動(dòng)機(jī)制造不出來(lái)？為什么只有對(duì)機(jī)器提供熱量，它才能對(duì)外作功？與力學(xué)中的動(dòng)能和勢(shì)能相類比，人們開始猜想功和熱可能有某種共同的性質(zhì)，它們的總數(shù)不能無(wú)中生有，而是要滿足一個(gè)類似與機(jī)械能守恒那

7、樣的定律。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，英國(guó)科學(xué)家焦耳精確地測(cè)定了熱功當(dāng)量，證明了功和熱都是能量變化的表現(xiàn)形式。在此基礎(chǔ)上建立起了一般的能量守恒定律，即熱力學(xué)第一定律。,例2 控制論的創(chuàng)立 第二次世界大戰(zhàn)期間，數(shù)學(xué)家諾伯特·維納在美國(guó)軍事科研機(jī)構(gòu)中研究預(yù)測(cè)理論以及防空火力控制系統(tǒng)的預(yù)測(cè)裝置，他把火炮自動(dòng)打飛機(jī)的動(dòng)作與人追動(dòng)物的狩獵行為進(jìn)行了類比。通過(guò)認(rèn)真分析，他發(fā)現(xiàn)在人追動(dòng)物的狩獵過(guò)程中，人能夠根據(jù)動(dòng)物的逃跑信息不斷地調(diào)整自己的追

8、捕行為，從而得到了重要的“反饋”概念，為他創(chuàng)立控制論奠定了基礎(chǔ)。,移植與類比在科學(xué)研究中，往往能夠?qū)⒁粋€(gè)或幾個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中的理論和行之有效的研究方法、研究手段移用到其他領(lǐng)域當(dāng)中去，為解決其他學(xué)科領(lǐng)域中存在的疑難問(wèn)題提供啟發(fā)和幫助。這是由于自然界各種運(yùn)動(dòng)形式之間的相互聯(lián)系與相互統(tǒng)一，決定了各門自然科學(xué)之間的相互影響與相互滲透。移植的特點(diǎn)是把問(wèn)題的關(guān)鍵與已有的規(guī)律和原理聯(lián)系起來(lái)，與既存的事實(shí)聯(lián)系起來(lái)，從而構(gòu)成一個(gè)新的模型或深掘其本質(zhì)的概念