科学之范围及方法
这个问题在欧洲已经是几千年打不清的官事[司],各派有各派的说法,就是字典上的解释也不一样。英文的science一字,单指物理——自然科学而言。德文的wissenchaft一字,则兼指各种有系统的学问而言。照英文说,则科学仅是物理、化学、天文、算学四门。照德文说,则凡有通则,可证实的学问,都是科学,科学的范围,简直可以包括一切知识,成为人类智慧的出产品了。
当这科学昌盛的时候,各种学问闻风起舞,都想来受洗礼,大家有“奚我后,后来其苏”的诚意,科学自身,又何必故步自封,长做那偏安之君呢!所以十六世纪以前的科学,本只领有自然界的区域,而今日则已成为一切真实学问的全称名辞,那以内容定科学范围的说法,自然不能存在,而科学究竟是什么的问题,也就有重新讨论的必要。免得许多朋友,把科学看成西洋的物质文明,煤铁账簿,将欧战的罪恶硬派给它,说它快要破产。又有许多朋友,说它是中国固有的“木牛流马”,“炼丹相地”一类东西。更有许多朋友,用照相的方法,做鬼学试验,替同善社,悟善社……的大老去做辩护。科学的定义是什么呢?就是:有系统,有定律,能证明,能量度的一种确切知识。学问之能成为科学与否,不在材料的价值与种类,在它能否具有上列几个条件。换句话说就是:能够应用科学方法的学问,才可以叫作科学。 由此看来,我们可以知道:真的科学,固然不是潜水艇、绿气炮等等杀人器械;也并不是那“体积与温度成正比例”,“人口用倍级数增加,食物用差级数增加”一类的定律。
前面既说定律是科学的要件,现在又说科学不是定律,岂不自相矛盾吗?诚然诚然!定律固是科学的中心,但科学的大用,不单是记住已知的定律,还要去求出未知的事理。假如单要记住已知的定律,我们用不着去学科学,只消把那些定律,用命令或宪法颁布出来,一条一条的记住就够了。——要是造定律的人也这样存心,我们又哪里来的定律去颁布呢?所以学科学不是去学定律,是要去找定律;既已会找定律,定律的自身也自然知道了。
我们中国近年以来,大家都知道科学的重要,然而科学的进步还是一点没有。提起科学,同时就会联想到深奥繁难几个字去。这是不足怪的现象,因为教科学的人,只把定理一条一条的注进学生脑子里去,实验一个一个地做出黑板上来,命令式诗云子日式的教法,怎么会使学生得到真的科学呢!学科学的也不过是做考试、升学或当教员的预备。我曾听见一个教员勉励学生说“明月当窗读几何”,这真是诗云子日式的铁证了。难怪许多朋友,把科学看成老虎一般,或者把物质不灭的定律,拿来做灵魂不灭的证据。
欲免除上面的流弊,必须了解科学的精神,及科学的方法。其实这两句话就是一件事,知道科学的方法,自然会得到科学的精神了。
科学方法,千头百绪,分析开来,各科有各科的方法,——数学有数学的方法,物理学有物理学的方法,生物学有生物学的方法,历史学、社会学有历史学、社会学的方法——就是一科之中,各部分的方法也是不同。——代数的方法与几何不同,生物化学与生物分类的方法不同。——最简单的可以分成自然科学,生物科学,社会科学三大类。它们的材料不同,方法各异,我们研究的人,必须分门别类各寻头绪。
科学方法虽然千差万别,它们的目的不外是来满足上面的几个条件,所以它们在这千差万别之中,究竟有几个共同的工具,共同的趋势。这共同的趋势就是:由粗糙的进至精密的,由感觉的进至逻辑的,由定性的进至定量的。共同的工具就是:假设法,因果律,观察与实验,算学与仪器四项。
假设是待证的定律,观察实验的张本。科学的知识,都是先有假设,再用实验去证明。如同“水在空管中能升至高处”一件事情,我们要求出它的道理来,必定要先有一个假设。在十七世纪以前的科学家,假设“自然界怕真空”,到Galilei知道这个假设不对,他又假设“空气有重量”,压水上升。无论他们的假设是“自然界怕真空”也好,是“空气有重量”也好,他们总要先成立一个假设,然后可以着手进行。假设在科学里的位置,就如同原告在诉讼里边的位置一样。
因果律是用来推断两件事情的关系的,它的位置更在假设的前面,它是一切知识中最要紧的部分。我们必定要先知道“怕真空”是“水升”的原因,然后可以得出“自然界怕真空”的假设。知道“气压”是水升的原因,然后可以得到“空气有重量”的假设,(因果间的关系极为复杂,而且极为重要,另有一文讨论)。
观察试验是假设的审判厅,假设提出后,立刻叫它“拿证据来”,如果证据确凿,案件就能成立。案件成立后,再多方观察,多方试验,看它有没有例外,没有例外,然后才下判决——得出定理。可是这种判决是毫无成见的,判决后发现例外时,立刻提出修改,或者完全推翻,决不像中国官僚要保持他们的威信。科学的精神全在这点,科学的进步,也就靠着这点了。水在空管上升,既是因为自然界怕真空,则不论空管有多高,必
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