199922222

科學(xué)研究方法



自然科學(xué)方法論實質(zhì)上是哲學(xué)上的方法論原理在各門具體的自然科學(xué)中的應(yīng)用。作為科學(xué)，它本身又構(gòu)成了一門軟科學(xué)，它是為各門具體自然科學(xué)提供方法、原則、手段、途徑的最一般的科學(xué)。自然科學(xué)作為一種高級復(fù)雜的知識形態(tài)和認識形式，是在人類已有知識的基礎(chǔ)上，利用正確的思維方法、研究手段和一定的實踐活動而獲得的，它是人類智慧和創(chuàng)造性勞動的結(jié)晶。因此，在科學(xué)研究、科學(xué)發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的過程中，是否擁有正確的科學(xué)研究方法，是能否對科學(xué)事業(yè)作出貢獻的關(guān)鍵。正確的科學(xué)方法可以使研究者根據(jù)科學(xué)發(fā)展的客觀規(guī)律，確定正確的研究方向；可以為研究者提供研究的具體方法；可以為科學(xué)的新發(fā)現(xiàn)、新發(fā)明提供啟示和借鑒。因此現(xiàn)代科學(xué)研究中尤其需要注重科學(xué)方法論的研究和利用，這也就是我們要強調(diào)指出的一個問題。

一、科學(xué)實驗法

科學(xué)實驗、生產(chǎn)實踐和社會實踐并稱為人類的三大實踐活動。實踐不僅是理論的源泉，而且也是檢驗理論正確與否的惟一標準，科學(xué)實驗就是自然科學(xué)理論的源泉和檢驗標準。特別是現(xiàn)代自然科學(xué)研究中，任何新的發(fā)現(xiàn)、新的發(fā)明、新的理論的提出都必須以能夠重現(xiàn)的實驗結(jié)果為依據(jù)，否則就不能被他人所接受，甚至連發(fā)表學(xué)術(shù)論文的可能性都會被取締。即便是一個純粹的理論研究者，他也必須對他所關(guān)注的實驗結(jié)果，甚至實驗過程有相當深入的了解才行。因此，可以說，科學(xué)實驗是自然科學(xué)發(fā)展中極為重要的活動和研究方法。

(一)科學(xué)實驗的種類

科學(xué)實驗有兩種含義：一是指探索性實驗，即探索自然規(guī)律與創(chuàng)造發(fā)明或發(fā)現(xiàn)新東西的實驗，這類實驗往往是前人或他人從未做過或還未完成的研究工作所進行的實驗；二是指人們?yōu)榱藢W(xué)習(xí)、掌握或教授他人已有科學(xué)技術(shù)知識所進行的實驗，如學(xué)校中安排的實驗課中的實驗等。實際上兩類實驗是沒有嚴格界限的，因為有時重復(fù)他人的實驗，也可能會發(fā)現(xiàn)新問題，從而通過解決新問題而實現(xiàn)科技創(chuàng)新。但是探索性實驗的創(chuàng)新目的明確，因此科技創(chuàng)新主要由這類實驗獲得。

從另一個角度，又可把科學(xué)實驗分為以下類型。

定性實驗：判定研究對象是否具有某種成分、性質(zhì)或性能；結(jié)構(gòu)是否存在；它的功效、技術(shù)經(jīng)濟水平是否達到一定等級的實驗。一般說來，定性實驗要判定的是“有” 或“沒有”、“是”或“不是”的，從實驗中給出研究對象的一般性質(zhì)及其他事物之間的聯(lián)系等初步知識。定性實驗多用于某項探索性實驗的初期階段，把注意力主要集中在了解事物本質(zhì)特性的方面，它是定量實驗的基礎(chǔ)和前奏。

定量實驗：研究事物的數(shù)量關(guān)系的實驗。這種實驗側(cè)重于研究事物的數(shù)值，并求出某些因素之間的數(shù)量關(guān)系，甚至要給出相應(yīng)的計算公式。這種實驗主要是采用物理測量方法進行的，因此可以說，測量是定量實驗的重要環(huán)節(jié)。定量實驗一般為定性實驗的后續(xù)，是為了對事物性質(zhì)進行深入研究所應(yīng)該采取的手段。事物的變化總是遵循由量變到質(zhì)變，定量實驗也往往用于尋找由量變到質(zhì)變關(guān)節(jié)點，即尋找度的問題。

驗證性實驗：為掌握或檢驗前人或他人的已有成果而重復(fù)相應(yīng)的實驗或驗證某種理論假說所進行的實驗。這種實驗也是把研究的具體問題向更深層次或更廣泛的方面發(fā)展的重要探索環(huán)節(jié)。

結(jié)構(gòu)及成分分析實驗：它是測定物質(zhì)的化學(xué)組分或化合物的原子或原子團的空間結(jié)構(gòu)的一種實驗。實際上成分分析實驗在醫(yī)學(xué)上也經(jīng)常采用，如血、尿、大便的常規(guī)化驗分析和特種化驗分析等。而結(jié)構(gòu)分析則常用于有機物的同分異構(gòu)現(xiàn)象的分析。

對照比較實驗：指把所要研究的對象分成兩個或兩個以上的相似組群。其中一個組群是已經(jīng)確定其結(jié)果的事物，作為對照比較的標準，稱為“對照組”，讓其自然發(fā)展。另一組群是未知其奧秘的事物，作為實驗研究對象，稱為實驗組，通過一定的實驗步驟，判定研究對象是否具有某種性質(zhì)。這類實驗在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究中是經(jīng)常采用的，如實驗?zāi)撤N新的醫(yī)療方案或藥物及營養(yǎng)晶的作用等。

相對比較實驗：為了尋求兩種或兩種以上研究對象之間的異同、特性等而設(shè)計的實驗。即把兩種或兩種以上的實驗單元同時進行，并作相對比較。這種方法在農(nóng)作物雜交育種過程中經(jīng)常采用，通過對比，選擇出優(yōu)良品種。

析因?qū)嶒灒菏侵笧榱擞梢阎慕Y(jié)果去尋求其產(chǎn)生結(jié)果的原因而設(shè)計和進行的實驗。這種實驗的目的是由果索因，若果可能是多因的，一般用排除法處理，一個一個因素去排除或確定。若果可能是雙因的，則可以用比較實驗去確定。這就與謀殺案的偵破類似，把懷疑對象一個一個地排除后，逐漸縮小懷疑對象的范圍，最終找到謀殺者或主犯，即產(chǎn)生結(jié)果的真正原因或主要原因。

判決性實驗：指為驗證科學(xué)假設(shè)、科學(xué)理論和設(shè)計方案等是否正確而設(shè)計的一種實驗，其目的在于作出最后判決。如真空中的自由落體實驗就是對亞里士多德錯誤的落體原理(重物體比輕物體下落得快)的判決性實驗。

此外，科學(xué)實驗的分類中還包括中間實驗、生產(chǎn)實驗、工藝實驗、模型實驗等類型，這些主要與工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)。

(二)科學(xué)實驗的意義和作用

1．科學(xué)實驗在自然科學(xué)中的一般性作用

人類對自然界認識的不斷深化過程，實際是由人類科技創(chuàng)新(或稱為知識創(chuàng)新)的長河構(gòu)成的�？茖W(xué)實驗是獲取新的、第一手科研資料的重要和有力的手段。大量的、新的、精確的和系統(tǒng)的科技信息資料，往往是通過科學(xué)試驗而獲得的。例如，“發(fā)明大王”愛迪生，在研制電燈的過程中，他連續(xù)13個月進行了兩千多次實驗，試用了1600多種材料，才發(fā)現(xiàn)了白金比較合適。但因白金昂貴，不宜普及，于是他又實驗了6 000多種材料，最后才發(fā)現(xiàn)炭化了的竹絲做燈絲效果最好。這說明，科學(xué)實驗是探索自然界奧秘和創(chuàng)造發(fā)明的必由之路。

科學(xué)實驗還是檢驗科學(xué)理論和科學(xué)假說正確與否的惟一標準。例如，科學(xué)已發(fā)現(xiàn)宇宙間存在四種相互作用力，它們之間有沒有內(nèi)在聯(lián)系呢?愛因斯坦提出“統(tǒng)一場論”，并且從 1925年開始研究到1955年去世為止，一直沒有得到結(jié)果，因此許多專家懷疑“統(tǒng)一場”的存在。但美國物理學(xué)家溫伯格和巴基斯坦物理學(xué)家薩拉姆由規(guī)范場理論給出了弱相互作用和電磁相互作用的統(tǒng)一場，并得到了實驗證明而被公認。這表明理論正確的標準是實驗結(jié)果的驗證，而不是權(quán)威。

科學(xué)實驗是自然科學(xué)技術(shù)的生命，是推動自然科學(xué)技術(shù)發(fā)展的強有力手段，自然界的奧秘是由科學(xué)實驗不斷揭示的，這一過程將永遠不會完結(jié)。

2．科學(xué)實驗在自然科學(xué)中的特殊作用

自然界的事物和自然現(xiàn)象千姿百態(tài)，變化萬千，既千差萬別，又千絲萬縷的相互聯(lián)系著，這就構(gòu)成錯綜復(fù)雜的自然界。因此在探索自然規(guī)律時，往往會因為各種因素糾纏在一起而難以分辨�？茖W(xué)實驗特殊作用之一是：它可以人為地控制研究對象，使研究對象達到簡化和純化的作用。例如，在真空中所做的自由落體實驗，羽毛與鐵塊同時落下，其中就排除了空氣阻力的干擾，從而使研究對象大大的簡化丁。

科學(xué)實驗可以憑借人類已經(jīng)掌握的各種技術(shù)手段，創(chuàng)造出地球自然條件下不存在的各種極端條件進行實驗，如超高溫、超高壓、超低溫、強磁場、超真空等條件下的實驗。從這些實驗中可以探索物質(zhì)變化的特殊規(guī)律或制備特殊材料，也可以發(fā)生特殊的化學(xué)反應(yīng)。

科學(xué)實驗具有靈活性，可以選取典型材料進行實驗和研究，如選取超純材料、超微粒(納米)材料進行實驗。生物學(xué)中用果蠅的染色體研究遺傳問題同樣體現(xiàn)了科學(xué)實驗的靈活性。

科學(xué)實驗還具有模擬研究對象的作用，如用小白鼠進行的病理研究等�？茖W(xué)實驗可以為生產(chǎn)實踐提供新理論、新技術(shù)、新方法、新材料、新工藝等。一般新的工業(yè)產(chǎn)品在批量生產(chǎn)前都是在實驗室中通過科學(xué)實驗制成的，晶體管的生產(chǎn)就是如此。

科學(xué)實驗就是自然科學(xué)研究中的實踐活動，尊重科學(xué)實驗事實，就是堅持唯物主義觀點，無視實驗事實，或在實驗結(jié)果中弄虛作假，都是唯心主義的作法，最終必然碰壁。任何自然科學(xué)理論都必須以豐富的實驗結(jié)果中的真實信息為基礎(chǔ)，經(jīng)過分析、歸納，從而抽象出理論和假說來。一個科學(xué)工作者必須腳踏實地，這個實地就是科學(xué)實驗及其結(jié)果，因此，唯物主義思想是每一個自然科學(xué)工作者都應(yīng)該具備的基本素質(zhì)之一。

二、數(shù)學(xué)方法

數(shù)學(xué)方法有兩個不同的概念，在方法論全書中的數(shù)學(xué)方法指研究和發(fā)展數(shù)學(xué)時的思想方法，而這里所要闡述的數(shù)學(xué)方法則是在自然科學(xué)研究中經(jīng)常采用的一種思想方法，其內(nèi)涵是；它是科學(xué)抽象的一種思維方法，其根本特點在于撇開研究對象的其他一切特性，只抽取出各種量、量的變化及各量之間的關(guān)系，也就是在符合客觀的前提下，使科學(xué)概念或原理符號化、公式化，利用數(shù)學(xué)語言（即數(shù)學(xué)工具）對符合進行邏輯推導(dǎo)、運算、演算和量的分析，以形成對研究對象的數(shù)學(xué)解釋和預(yù)測，從而從量的方面揭示研究對象的規(guī)律性。這種特殊的抽象方法，稱為數(shù)學(xué)方法。

(二)運用數(shù)學(xué)方法的基本過程

在科學(xué)研究中，經(jīng)常需要進行科學(xué)抽象，并通過科學(xué)抽象，運用數(shù)學(xué)方法去定量揭示研究對象的規(guī)律性，其基本過程是：(1)先將研究的原型抽象成理想化的物理模型，也就是轉(zhuǎn)化為科學(xué)概念； (2)在此基礎(chǔ)上，對理想化的物理模型進行數(shù)學(xué)科學(xué)抽象(科學(xué)抽象的一種形式)，使研究對象的有關(guān)科學(xué)概念采用符號形式的量化，達到初步建立起數(shù)學(xué)模型，即形成理想化了的數(shù)學(xué)方程式或具體的計算公式；(3)對數(shù)學(xué)模型進行驗證，即將其略加修正后運用到原型中去，對其進行數(shù)學(xué)解釋，看其近似的程度如何：近似程度高，說明這是一個較好的數(shù)學(xué)模型，反之，則是一個較差的數(shù)學(xué)模型，需要重新提煉數(shù)學(xué)模型。這一基本過程可用簡圖表示如下：


數(shù)學(xué)方法又稱數(shù)學(xué)建模法，之所以其第一步要抽象為物理模型，這是因為數(shù)學(xué)方法是一種定量分析方法，而自然科學(xué)中的量絕大多數(shù)都是物理量，因此數(shù)學(xué)模型實質(zhì)表達的是各物理量之間的相互關(guān)系，而且這種關(guān)系需要表達成數(shù)學(xué)方程式或計算公式。而驗證過程則通常為研究對象中各種物理量的測定(通過實驗)過程。因此，數(shù)學(xué)建模過程的第一步又常稱為物理建模，換言之，就是說沒有物理建模就難以進行數(shù)學(xué)建模；但是，若只有物理建模，就難以形成理論性的方程式或計算公式，就難以達到定量分析研究的目的。

(二)數(shù)學(xué)方法的特點

l.高度的抽象性：各門自然科學(xué)乃至社會科學(xué)雖然都是抽象的科學(xué)，都具有抽象性，可是數(shù)學(xué)的抽象程度更高，因為在數(shù)學(xué)中已經(jīng)沒有了事物的其它特征，僅存在數(shù)和符號，它只表明符號之間的數(shù)量關(guān)系和運算關(guān)系等。也只有這樣才能定量地揭示出研究對象的規(guī)律性。

2.高度的精確性：這是因為可以通過數(shù)學(xué)模型進行精確的計算，而且只有精確(即近似程度高)的數(shù)學(xué)模型才是人們最終所需要的數(shù)學(xué)模型。

3．嚴密的邏輯性：這是因數(shù)學(xué)本身就是一門邏輯嚴謹?shù)目茖W(xué)，同時運用數(shù)學(xué)方法解決和研究自然規(guī)律時，一般總是在已掌握大量的、充分和必要的數(shù)據(jù)(即實驗信息) 的基礎(chǔ)上，并首先運用邏輯推理方法建立物理模型之后才去建立數(shù)學(xué)模型的，因此數(shù)學(xué)模型中必然會包含更加嚴密的邏輯性。

4．充滿辯證特征：因為在數(shù)學(xué)模型中的量往往是一個符號，如F＝ma就代表了牛頓第二定律，這其中的三個量的大小既是可以變化的，又是相互關(guān)聯(lián)的。因此數(shù)學(xué)模型本來就體現(xiàn)了辯證關(guān)系的兩大主要特征：變化特征和聯(lián)系特征。

5．具有應(yīng)用的廣泛性：華羅庚教授曾指出：“宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之變，生物之謎，日用之繁，無處不用數(shù)學(xué)”。這是因為世上萬物的變化無不由運動而產(chǎn)生，無不遵從由量變到質(zhì)變的規(guī)律性，因此只有通過定量研究才能更深刻揭示自然規(guī)律，才能更準確的把握住量變到質(zhì)變的關(guān)鍵——度的問題。

6．隨機性：隨機性是指偶然性中有必然性，實驗信息是偶然的，通過數(shù)學(xué)建模，從多個偶然數(shù)據(jù)(分立的)中往往可以給出必然的結(jié)果(量之間連續(xù)變化的關(guān)系)，即規(guī)律性的結(jié)論。

(三)數(shù)學(xué)方法的種類

1．自然事物和現(xiàn)象的分類

數(shù)學(xué)方法及數(shù)學(xué)建模的應(yīng)用依賴于自然事物和現(xiàn)象的性質(zhì)，而自然事物和現(xiàn)象的種類繁多，數(shù)量是無限的。在大干世界中，無法找到兩個完全一樣的東西，這是指再相仿的東西之間也必然會有差別。因此定量研究事物規(guī)律性時，數(shù)學(xué)模型不可能是針對某一個別事物而建立的，而總是針對同一類事物和現(xiàn)象所具有的共同規(guī)律性而建立的。這就要求：根據(jù)數(shù)學(xué)建模的需要，按一定的因素把事物進行分類，以便更方便地運用數(shù)學(xué)方法。概括起來，自然界中多種多樣的事物和現(xiàn)象一般可分為四大類：第一類是有確定因果關(guān)系的，稱為必然性的自然事物和自然現(xiàn)象；第二類是沒有確定因果關(guān)系的，稱為隨機的自然事物和現(xiàn)象；第三類是界限不明白，稱為模糊的自然事物和自然現(xiàn)象；第四類是突變的自然事物和自然現(xiàn)象。必然事物和現(xiàn)象就如同種豆得豆、種瓜得瓜一樣，因果關(guān)系完全確定。而隨機事物和現(xiàn)象就如同氣體分子的相互碰撞一樣，其中某兩個分子是否很快會發(fā)生碰撞，沒有必然性，但氣體分子間確實經(jīng)常發(fā)生碰撞，所以可以說分子間發(fā)生碰撞是必然的，但某兩個分子的碰撞卻是隨機的。對模糊的事物和自然現(xiàn)象的理解，也可以用一個實例說明。許多國界都是以河流的主河道中線劃分的，中線究竟在哪里，只能是一個模糊的界限，無法嚴格劃分。因為河水有多的時候，也有少的時候，洞水在流動，波浪在不斷地拍打著河岸，因此不可能進行絕對精確的測量，所以其界限是模糊的。地震的突然發(fā)生、橋梁的突然斷裂折墜等則屬于突然性事物和現(xiàn)象。

2．數(shù)學(xué)方法的分類

按照自然事物和現(xiàn)象的類型，根據(jù)理論計算和解決實際問題的需要，人們創(chuàng)立了許多種數(shù)學(xué)方法，概括起來主要有以下幾種：常量數(shù)學(xué)方法：古今初等數(shù)學(xué)所運用的方法，便是常量數(shù)學(xué)方法，主要有算術(shù)法、代數(shù)法、幾何法和三角函數(shù)法。常量數(shù)學(xué)方法被用于定量揭示和描述客觀事物在發(fā)展過程中處于相對靜止狀態(tài)時的數(shù)量關(guān)系和空間形式(或結(jié)構(gòu))的規(guī)律性。變量數(shù)學(xué)方法：它是定量揭示和描述客觀事物運動、變化、發(fā)展過程中的各量變化與量變之間的關(guān)系的一種數(shù)學(xué)方法。其中最基本的是解析幾何法和微積分法。解析幾何法由數(shù)學(xué)家迪卡爾創(chuàng)立，是用代數(shù)方法研究幾何圖形特征的一種方法。微積分(通常稱為高等數(shù)學(xué))方法是牛頓和萊布尼茨創(chuàng)立的。這種方法主要應(yīng)用于求某種變化率 (如物體運行速率、化學(xué)反應(yīng)速率等)；求曲線(曲面)切線(切平面)；求函數(shù)極值；求解振動方程和場方程等問題。

必然性數(shù)學(xué)方法：這種方法應(yīng)用于必然性自然事物和現(xiàn)象。描述必然性自然事物和現(xiàn)象的數(shù)學(xué)工具，一般是方程式或方程組。其中主要有：代數(shù)方程、函數(shù)方程、常微分方程、偏微分方程和差分方程等。利用方程可以從已知數(shù)據(jù)，在遵循推理規(guī)律和規(guī)則的條件下，推算出未知數(shù)據(jù)，如這種方法可以根據(jù)熱力學(xué)方程計算出煉鋼爐各部分的溫度分布。因而可通過理論計算，確定和選取煉鋼爐的最佳設(shè)計方案。

隨機性數(shù)學(xué)方法：指定量研究、揭示和描述隨機事物和隨機現(xiàn)象領(lǐng)域的規(guī)律性的一種數(shù)學(xué)方法。它主要含概率論方法和數(shù)理統(tǒng)計方法。

突變的數(shù)學(xué)方法：指定量研究只揭示和描述突變事物和突變現(xiàn)象規(guī)律性的一種數(shù)學(xué)方法。它是20世紀70年代由法國數(shù)學(xué)家托姆創(chuàng)立的。托姆用嚴密的邏輯和數(shù)學(xué)推導(dǎo)，證明在不超過四個控制因素的條件下，存在著七種不連續(xù)過程的突變類型，它們分別是：折轉(zhuǎn)型，尖角型，燕尾型，蝴蝶型，雙曲臍點型，橢圓臍點型，拋物臍點型。這些突變數(shù)學(xué)方法和突變理論，對于解決地質(zhì)學(xué)研究領(lǐng)域中的復(fù)雜生突變事件(如地震預(yù)測)和現(xiàn)象十分有用。有專家預(yù)言：突變的數(shù)學(xué)方法，可能成為解決地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域復(fù)雜問題的一種強有力的數(shù)學(xué)工具。

模糊性數(shù)學(xué)方法：指用定量方法去研究、揭示和描述模糊事物和模糊現(xiàn)象和規(guī)律性的一種數(shù)學(xué)方法。自然界存在著大量模糊事物、模糊現(xiàn)象和模糊信息，無法用精確數(shù)學(xué)方法處理。模糊數(shù)學(xué)方法的創(chuàng)立，才使人類找到了處理該類問題的有效方法，人們稱這種方法的效果是“模糊中見光明”�！澳：龜�(shù)學(xué)”并非數(shù)學(xué)的模糊，這種數(shù)學(xué)本身仍是邏輯嚴密的精確數(shù)學(xué)，只是因用于處理模糊事物而得名。

公理化方法：指從初始科學(xué)概念和一些不證自明的數(shù)學(xué)公理出發(fā)遵循邏輯思維規(guī)律和推理規(guī)則，運用正確邏輯推理形式，對一些相關(guān)問題進行處理，從而建立起數(shù)學(xué)模型的一種特殊方法。公理化方法由古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得首創(chuàng)，并構(gòu)成了歐氏幾何學(xué)理論體系，公理化方法的核心是研究如何把一種科學(xué)理論公理化，進而建成一個公理化理論體系。這種體系中首先建立公理，即把某學(xué)科中一些初始科學(xué)概念公理化，然后由公理推演出定理及其他，從而構(gòu)成一個公理化理論體系。

(四)提煉數(shù)學(xué)模型的一般步驟

所謂提煉數(shù)學(xué)模型，就是運用科學(xué)抽象法，把復(fù)雜的研究對象轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，經(jīng)合理簡化后，建立起揭示研究對象定量的規(guī)律性的數(shù)學(xué)關(guān)系式(或方程式)。這既是數(shù)學(xué)方法中最關(guān)鍵的一步，也是最困難的一步。提煉數(shù)學(xué)模型，一般采用以下六個步驟完成：

第一步：根據(jù)研究對象的特點，確定研究對象屬哪類自然事物或自然現(xiàn)象，從而確定使用何種數(shù)學(xué)方法與建立何種數(shù)學(xué)模型。即首先確定對象與應(yīng)該使用的數(shù)學(xué)模型的類別歸屬問題，是屬于“必然”類，還是“隨機”類；是“突變”類，還是“模糊”類。

第二步：確定幾個基本量和基本的科學(xué)概念，用以反映研究對象的狀態(tài)。這需要根據(jù)已有的科學(xué)理論或假說及實驗信息資料的分析確定。例如在力學(xué)系統(tǒng)的研究中，首先確定的摹本物理量是質(zhì)主(m)、速度(v)、加速度(α)、時間(t)、位矢(r)等。必須注意確定的基本量不能過多，，否則未知數(shù)過多，難以簡化成可能數(shù)學(xué)模型，因此必須詵擇出實質(zhì)性、關(guān)鍵性物理量才行。

第三步：抓住主要矛盾進行科學(xué)抽象�，F(xiàn)實研究對象是復(fù)雜的，多種因素混在一起，因此，必須變復(fù)雜的研究對象為簡單和理想化的研究對象，做到這一點相當困難，關(guān)鍵是分清主次。如何分清主次只能具體問題具體分析，但也有兩條基本原則：一是所建數(shù)學(xué)模型一定是可能的，至少可給出近似解；二是近似解的誤差不能超過實際問題所允許的誤差范圍。

第四步：對簡化后的基本量進行標定，給出它們的科學(xué)內(nèi)涵。即標明哪些是常量，哪些是已知量，哪些是待求量，哪些是矢量，哪些是標量，這些量的物理含義是什么?

第五步：按數(shù)學(xué)模型求出結(jié)果。

第六步：驗證數(shù)學(xué)模型。驗證時可根據(jù)情況對模型進行修正，使其符合程度更高，當然這以求原模型與實際情況基本相符為原則。

(五)數(shù)學(xué)方法在科學(xué)中的作用

1．數(shù)學(xué)方法是現(xiàn)代科研中的主要研究方法之一

數(shù)學(xué)方法是各門自然科學(xué)都需要的一種定量研究方法，尤其在當今世界科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時代，計算機已得到廣泛應(yīng)用，即使一個極其復(fù)雜的偏微分方程的求解問題也同樣可以通過離散化手段進行數(shù)字求解。如航磁法、地震法探礦的數(shù)據(jù)處理問題就異常復(fù)雜，其數(shù)學(xué)模型就是一個偏微分波動(場)方程。當然此類問題都需要在超大型專門計算機構(gòu)進行的。正因為如此，許多過去無法進行定量研究的問題，現(xiàn)在一般都可以通過數(shù)學(xué)建模進行定量研究。當然，研究中的關(guān)鍵就是如何建模的問題了。同時，只有通過定量研究才能更深刻、更準確地揭示自然事物和自然現(xiàn)象內(nèi)在的規(guī)律性。否則，一切科學(xué)理論的建立和理論研究的精確化就難以實現(xiàn)。

馬克思曾指出：“一種科學(xué)只有當它達到了能夠運用數(shù)學(xué)時，才算真正發(fā)展了”。這正如我國數(shù)千年的傳統(tǒng)中藥，因其藥效及有效成分沒能達到定量研究的程度，因而其發(fā)展遲緩。當今世界各主要國家都在對中國的中藥進行定量分析研究，某些中藥已被它國制成精品并擁有專利權(quán)向我國傾銷，這充分體現(xiàn)了定量研究的重要意義。

2．數(shù)學(xué)方法為多門科研提供了簡明精確的定量分析和理論計算方法

數(shù)學(xué)語言(方程式或計算公式)是最簡明和最精確的形式化語言，只有這種語言才能給出定量分析的理論和計算方法，通過理論計算給出的信息，可以給人們提供某種預(yù)測、某種預(yù)言。這種預(yù)示性的信息，既可能帶來某種發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和創(chuàng)造，也可能導(dǎo)致極大的經(jīng)濟和社會效益，從而使人們格外地感受到它的分量。

3．數(shù)學(xué)方法為多門科學(xué)研究提供邏輯推理、辯證思維和抽象思維的方法

數(shù)學(xué)作為自然科學(xué)研究的可靠工具，是因為它的理論體系是經(jīng)過嚴密邏輯推證得到的，因此它也為科學(xué)研究提供了眾多邏輯推理方法；同時數(shù)學(xué)也是一種辯證思維和抽象思維的語言，因此也同樣為科學(xué)研究提供了辯證思維和抽象思維的方法。

三、系統(tǒng)科學(xué)方法

系統(tǒng)科學(xué)是關(guān)于系統(tǒng)及其演化規(guī)律的科學(xué)。盡管這門學(xué)科自20世紀上半葉才產(chǎn)生，但由于其具有廣泛的應(yīng)用價值，發(fā)展十分迅速，現(xiàn)已成為一個包括眾多分支的科學(xué)領(lǐng)域。它包括有：一般系統(tǒng)論、控制論、信息論、系統(tǒng)工程、大系統(tǒng)理論、系統(tǒng)動力學(xué)、運籌學(xué)、博弈論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、超循環(huán)理論、一般生命系統(tǒng)論、社會系統(tǒng)論、泛系分析、灰色系統(tǒng)理論等分支。這些分支，各自研究不同的系統(tǒng)。自然界本身就是一個無限大、無限復(fù)雜的系統(tǒng)，在自然界中包括著許許多多不同的系統(tǒng)，系統(tǒng)是一種普遍存在。一切事物和過程都可以看作組織性程度不同的系統(tǒng)，從而使系統(tǒng)科學(xué)的原理具有一般性和較高的普遍性。利用系統(tǒng)科學(xué)的原理，研究各種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及其進化的規(guī)律，稱為系統(tǒng)科學(xué)方法，它已得到各研究領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，目前尤其在生物學(xué)領(lǐng)域(生態(tài)系統(tǒng))和經(jīng)濟領(lǐng)域(經(jīng)濟管理系統(tǒng))中的應(yīng)用最為引人注目。系統(tǒng)科學(xué)研究有兩個基本特點：其一是它與工程技術(shù)、經(jīng)濟建設(shè)、企業(yè)管理、環(huán)境科學(xué)等聯(lián)系密切，具有很強的應(yīng)用性；其二是它的理論基礎(chǔ)不僅是系統(tǒng)論，而且還依賴于各有關(guān)的專門學(xué)科，與現(xiàn)代一些數(shù)學(xué)分支學(xué)科有密切關(guān)系。正因為如此，人們認為系統(tǒng)科學(xué)方法一般指研究系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法。因此，我們下面將僅就上述意義上系統(tǒng)科學(xué)方法作簡要論述。

(一)系統(tǒng)科學(xué)方法的特點和原則

所謂系統(tǒng)科學(xué)方法，是指用系統(tǒng)科學(xué)的理論和觀點，把研究對象放在系統(tǒng)的形式中，從整體和全局出發(fā)，從系統(tǒng)與要素、要素與要素、結(jié)構(gòu)與功能以及系統(tǒng)與環(huán)境的對立統(tǒng)一關(guān)素中，對研究對象進行考察、分析和研究，以得到最優(yōu)化的處理與解決問題的一種科學(xué)研究方法。系統(tǒng)科學(xué)方法

09-12-26 | |

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基督徒是發(fā)展現(xiàn)代科學(xué)的中堅力量　　
按照《圣經(jīng)》的教導(dǎo)，上帝是宇宙萬物的創(chuàng)造者、護持者，人是神按自己的形像造的�；酵较嘈�，因神賦予的理性，人有能力接受神的啟示去認識宇宙，進而認識神、榮耀神；同時，神要人治理環(huán)境、管理各種魚類、飛禽、走獸（見〈創(chuàng)世記〉第一章）。只有對所要管理的對象有深入的了解，才能當好神的管家。為了認識、榮耀神，為了不負神的重托，一大批虔誠的基督徒以極大的熱忱獻身于自然科學(xué)，取得舉世矚目的成就，成為各現(xiàn)代學(xué)科的奠基人�，F(xiàn)代科學(xué)發(fā)展初期，英國社會的基督徒約占總?cè)丝诘陌俜种�，而在英國早期皇家學(xué)會中，基督徒的比例卻高達百分之九十！
　　牛頓是這一大批基督徒科學(xué)家的杰出代表。這位英國科學(xué)家二十七歲即出任劍橋大學(xué)教授，發(fā)明微積分法，確定運動三定律，發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，在光學(xué)和天文學(xué)也有頗多建樹。后被推為皇家學(xué)會會長，并被加封為爵士。他是舉世聞名的科學(xué)家，又是虔誠的基督徒。牛頓的父母是虔誠的清教徒。但他出生前三個月，父親病逝。面對這個瀕于死亡的早產(chǎn)兒，他母親向上帝禱告：“萬軍之耶和華啊，你若垂聽婢女的苦情，眷念不忘婢女，賜我一個兒子，我必使他終身歸于耶和華”(撒上一11)。所以牛頓從小敬畏神。牛頓成長過程中留下的最早記錄，就是他在課堂筆記的空白處記下的禱告。牛頓常常到花園禱告與默想；蘋果掉在地上，使他想到了萬有引力。紐約大學(xué)歷史系教授曼紐(Manuel)說：“近代科學(xué)源自牛頓對上帝的默想”6。牛頓身為杰出的科學(xué)家，又常常公開表示自己的信仰，加上不擅交際，故遭到許多無端攻擊�！爱敃r宗教分子攻擊他有一流的科學(xué)，卻有三流的神學(xué)；科學(xué)分子攻擊他有一流的神學(xué)，卻有三流的科學(xué)；政治分子攻擊他的科學(xué)、神學(xué)、人際關(guān)系都屬三流；有人看他孝順母親又終身未婚，就中傷他心理不健全，現(xiàn)今還有人說牛頓有戀母情結(jié)；有人看他對學(xué)生好，就說他有同性戀”。這些攻擊使牛頓幾乎發(fā)瘋，也造成了他漫長的信仰動搖期(169 8-1707)。直到英王任命他為英國皇家協(xié)會會長，攻擊才消失。牛頓于一七二七年謝世，他晚年寫道：“不管任何環(huán)境，要守住耶穌基督救贖的真理和最大的誡命──愛人如己”。
   波蘭天文學(xué)家兼數(shù)學(xué)家哥白尼經(jīng)二十幾年研究，發(fā)表《天體運行》（DeRevolutionibus Orbium Coelestium）巨著，首先提出日心學(xué)，奠定了現(xiàn)代天文學(xué)的基礎(chǔ)。哥白尼不僅是偉大的科學(xué)家，而且早年學(xué)習(xí)神學(xué)和醫(yī)學(xué)，一生懸壺行醫(yī)，后又擔任牧職傳道。支持證實哥白尼的日心說的天文學(xué)家伽利略和凱普勒也都虔信神。伽利略雖遭到天主教教廷的迫害，他本人仍相信《圣經(jīng)》，相信〈日心說〉與《圣經(jīng)》并不矛盾。凱普勒是基督徒，曾在神學(xué)院進修兩年。當凱普勒經(jīng)過長期努力、終于發(fā)現(xiàn)了行星運行三大定律后，他將榮耀歸給神：“我感謝你，造物主和上帝，因為你已在你的創(chuàng)造中給了我這份喜樂，我在你手作成的工中喜樂。現(xiàn)在，我已完成我蒙召應(yīng)作的工作。在其中我已盡用了你賦予我心智的一切才能。以我狹窄的心智對你無限豐盛的理解，我將向那些將要讀到我的話語的人彰顯你的工作的偉大” 。
　　電解原理發(fā)明人法拉第虔信《圣經(jīng)》，并是倫敦一教堂的兼職傳道人，每周講道多次，遺留至今的講章有一百五十篇之多。他臨終時，別人問他在想什么，他說：“我心靈很平靜�！辈⒁谩妒ソ�(jīng)》說：“因為知道我所信的是誰，也深信他能保全我所交付他的，直到那日”（提后一12）。對熱力學(xué)第二定律的發(fā)現(xiàn)作出重要貢獻的科學(xué)家卡爾文（William Thomas Kelvin），也是虔誠的基督徒。一次，有個學(xué)生問他一生中最大的發(fā)現(xiàn)是什么，他沒有說是第二定律，卻說：“在我生平的發(fā)現(xiàn)中，最有價值的，是認識了主耶穌基督”。
   化學(xué)家波義耳（Robert Boyle）在他的科學(xué)論文中再三強調(diào)，科學(xué)研究的整體目標，是要顯示《圣經(jīng)》和自然規(guī)律的合理性及和諧性。他本人研讀原文《圣經(jīng)》，對基督教護教學(xué)甚有研究。在美國發(fā)行的第一本印地安語《圣經(jīng)》是由他資助出版的。波義耳二十八歲后前往牛津，他與有“清教徒之父”之稱的巴克斯特(Richard Baxter)建立了深厚友誼。針對當時有人以為對神虔誠就必須反對科學(xué)的謬誤，他們宣稱：“人得救的條件不是要反對什么，而是接受上帝白白的恩典。只要你肯，仍然可以在科學(xué)里愛上帝、敬拜上帝�！痹诓x耳的牛津科學(xué)陣營里逐漸聚集了一批杰出的基督徒科學(xué)家，并由此形成了“英國皇家科學(xué)會” 11。
　　瑞典博物學(xué)家林奈氏（Karl Von Linnaeus）對現(xiàn)代植物學(xué)的發(fā)展有極大貢獻，尤以植物分類法聞名。他將自然界分為動物、植物、礦物三大類，再細分為綱、目、科、屬、種，成為現(xiàn)代自然分類法的基礎(chǔ)。林奈氏一生敬畏上帝。據(jù)說某日他外出散步，偶見一艷麗奪目的花朵，深感上帝創(chuàng)造的奇妙、偉大，便立即跪下，感謝造物主的恩典。
   法國化學(xué)家巴斯德（Louis Pasteur）是世界公認的微生物學(xué)的創(chuàng)始者。他發(fā)明消毒法，對人類醫(yī)療衛(wèi)生貢獻極大。又在防治瘟蠶病、促進法國蠶絲業(yè)的發(fā)展立下豐功。他對上帝和福音都有堅強的信心。他說過，“如果承認上帝的存在，這一個信心實比一切宗教的神跡更為超奇，不可思議。如果我們有了這種信心，這種悟性，那便不能不對上帝下跪，肅然敬拜了。”他常在實驗室里，一面工作，一面禱告。在巴斯德的時代，有人認為生命可以由物質(zhì)產(chǎn)生，即“自然發(fā)生論”。出于他對神的信仰，他不相信物質(zhì)可以產(chǎn)生生命，相信只有神才是生命法則的作者。經(jīng)潛心研究，他發(fā)明了消毒法，證明了物質(zhì)不能產(chǎn)生生命。年老時，他回母校講演時說，他一生面對極大反對、卻能節(jié)節(jié)勝利的兩個原因是：“信心，相信神的啟示……信心是一條繩子，維系你周圍所發(fā)生的事情，與你內(nèi)心的呼召，成為一個和諧的關(guān)系。熱心(enthusiasm)，這是最好的字，由En及Theo合成：En是里面，Theo是神。真正持久的熱心是因為上帝住在我的心里” 12。
   法國另一位著名的科學(xué)家巴斯噶（Blaise Pascal）英年早逝，離世時僅三十九歲。他十六歲時就完成了有關(guān)投影幾何的名著，并先后發(fā)明計算器、晴雨表和水壓機等，為曠世天才。然而，科學(xué)上的重大成就卻無法滿足他靈性的需求，他甚感痛苦，遂研讀《圣經(jīng)》。一天晚上正讀到〈約翰福音〉第十七章時，神忽然向他顯現(xiàn)，當年領(lǐng)以色列出埃及的偉大先知摩西所見的荊棘中的火焰，充滿整個房間，同時上聞主聲：“亞伯拉罕的上帝，以撒的上帝，雅各的上帝，非哲人之上帝，非學(xué)者之上帝�！笔怪D時開悟，單靠科學(xué)、哲學(xué)，不能通神。面對真神后，他大獲平安、喜樂。他將神的啟示筆錄、繕正，縫于襟內(nèi)，終其一生，未告訴任何人。直到他去世時才被發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)珍藏于巴黎國立圖書館。巴斯噶悟道之后，盡棄驕淫之氣，謙卑自律，判若兩人。后著《沉思集》（Ponsees），為主證道，膾炙人口。他在《沉思集》中寫道：「有兩種人會認識上帝，一種是身處尊貴或卑微，內(nèi)中常存謙卑的心；第二種是，只要真理，不管反對的人。
   到目前為止，在人類歷史上，能先用數(shù)學(xué)推導(dǎo)物理現(xiàn)象的存在、爾后由后人證明其正確性的，只有四位：牛頓、哈彌爾頓(William Rowan Hamilton，曾推導(dǎo)出“光在雙軸晶體的折射會呈現(xiàn)圓錐狀”)、馬克斯威爾和愛因斯坦。前三位是虔誠基督徒，第四位相信有上帝 。
　　當科學(xué)再度向縱深發(fā)展時，復(fù)雜、浩瀚、精妙的宇宙，使不少人不得不再一次去思考、面對宇宙背后的設(shè)計者。這在天文物理學(xué)界尤為突出。加拿大天文學(xué)家Hugh Ross說：“我和很多研究宇宙特征的人談過話，也讀過許多有關(guān)的書籍和論文。其中，沒有一人否認宇宙不多不少是為適合生命而斧鑿出來的。天文學(xué)家很自然地傾向獨立和抨擊一切信仰。只要有機會否定，他們就會把握。但宇宙的精雕和細琢，證據(jù)確鑿，到如今我還未聽過任何異議。 ”他列舉了許多天文學(xué)家有關(guān)的談話。
　　因發(fā)現(xiàn)宇宙背景輻射而獲諾貝爾獎的物理學(xué)家彭西亞(Arno Penzias)說：“天文學(xué)帶領(lǐng)我們看到一件獨特的事件，那就是：一個從無有中被造出來的宇宙；這宇宙有精密的平衡，供應(yīng)著容許生命存在的條件；同時，這宇宙背后是有一個根本計劃，也可以說是一個超然的計劃。”
　　宇宙學(xué)家羅夫曼(Tony Rothman)在一部著作的結(jié)論中寫道：“當中世紀的神學(xué)家，用亞里士多德的觀點定睛仰望夜空時，他們看見是天使使宇宙和諧運作。今天，現(xiàn)代宇宙學(xué)家則象愛因斯坦一樣，他們凝視著同樣的天空，卻看見上帝的作為透過大自然的常規(guī)表露出來，而非透過天使……當我們面對宇宙的規(guī)律和美麗，以及自然奇妙的巧合時，我們很容易有一種沖動，要用信心跨過科學(xué)進到宗教去。我肯定很多物理學(xué)家曾這樣想過，我只希望他們會坦白承認�！�
　　英國天文學(xué)家戴維斯(Paul Davies)逐漸從無神論轉(zhuǎn)而承認：“物理學(xué)定律本身似乎已是非常高明設(shè)計的產(chǎn)品”；“對我來說，強有力的證據(jù)說明背后必有玄機……好像有人把大自然的數(shù)字精調(diào)來創(chuàng)造宇宙……這設(shè)計給人的印象實在是震撼性的�！�
　　原宣稱“宇宙就是一切”、毫不猶豫地反對基督教的英國天文物理學(xué)家荷爾(Fred Hoyle) 現(xiàn)也無奈地說：“一位超智慧者在玩弄著物理、化學(xué)及生物學(xué)�！碧煳奈锢韺W(xué)家基福(Robert Griffiths)則風趣地說：“如果我們要找無神論者辯論，會到哲學(xué)系去，物理系派不上用場”。
　　天文學(xué)家凱普勒說：“我們天文學(xué)家們是至高無上之神在大自然方面的代理人。大自然提供我們研究的機會，并非讓我們自命不凡，而是為了榮耀神”25。 熱力學(xué)家凱爾文說： “人類承認自己所知的有限，是科學(xué)最關(guān)鍵的原理”。
　　因用油滴實驗證明電子的存在，和其所攜帶的電荷，而獲諾貝爾物理獎的米立根（Millikan）說得更加清晰，“人的宗教性是與生俱來無法逃避的。因為宇宙超過科學(xué)知識的范疇，非人類智慧所能窺測。這人類智慧不能窺測的范疇便是宗教的領(lǐng)域了�！祟愔腔塾邢�，不能完全明白宇宙終極的奧秘�！嬲默F(xiàn)代科學(xué)，應(yīng)當服從上帝、學(xué)習(xí)謙卑”27。 霍頓博士形象地把科學(xué)與信仰（《大自然》與《圣經(jīng)》）喻為人的雙眼，“當我們將神的兩種啟示，揉合一起來看事物，好像用兩只眼睛看見的立體感，新的深度和真實就出現(xiàn)了，新的屬靈境界也顯而易見了”28�？茖W(xué)能使人們從敬拜受造之物的迷信中醒悟過來，轉(zhuǎn)而敬拜創(chuàng)造天地萬物的造物之主。
　　有人說，科學(xué)的終點就是信仰的起點。此話富于哲理。美國國家航空及宇宙航行局（NASA）、太空研究院的創(chuàng)始人澤斯爵博士（Robert Jastrow），在《神與天文學(xué)家》(God and the Astronomers)一書中說過一段令人銘心刻骨的話：“對于一個靠理性的力量而生活的科學(xué)家而言，這個故事的結(jié)局像是個惡夢。他一直在攀登無知之山，并且快要到達巔峰。當他攀上最后一塊石頭時，他竟受到一群神學(xué)家的歡迎，他們已經(jīng)在那里恭候無數(shù)個世紀了”。
                       科學(xué)的局限性　　
    科學(xué)不是包治百病的靈丹妙藥。科學(xué)(尤其是實驗科學(xué))的局限性有如下幾個方面。首先，科學(xué)研究的對象必須是可以重演的（reproducibility）、被動的（manageability）和可以量度的（observability）。我們得到的實驗結(jié)果必須可以不斷地重復(fù)。如果我們公布一個新發(fā)現(xiàn)，而他人無法在相同的條件下得到相同的結(jié)果，這個新發(fā)現(xiàn)是不會得到公認的。但是，歷史上發(fā)生過的事件（如辛亥革命），個人一生中只發(fā)生過一次的經(jīng)歷（如初戀）和業(yè)已完成的事情（如生命的起源），都無法重演，因此不能用科學(xué)加以研究。
   所謂被動性是說，當研究者改變一個實驗條件，被研究的對象一定要作出相關(guān)的反應(yīng)。這樣，人們才能發(fā)現(xiàn)各事物之間的聯(lián)系。如果，無論我們?nèi)绾胃淖儣l件，被研究對象或無動于衷或亂變一通，研究工作就無法進行。神不在我們的控制之中，而且遠遠高于人，所以我們不能用科學(xué)方法去研究神。
   另外，被研究的對象一定可以量度，如長度、大小、重量、強度等等。一次和一位朋友談到此點時，我說：“愛是無法用科學(xué)方法研究的，因為愛無法量度�！彼⒓捶瘩g說：“ 愛是可以用科學(xué)方法研究的！據(jù)說科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當人表現(xiàn)愛時，會發(fā)出一種波�！蔽艺f：“至今為止，我尚不知道愛可以用波來測量。即便真是如此，這恰好證明了我的論點：只有可量度的東西，科學(xué)才能研究�！睂Ψ铰牶笙仁且焕�，爾后啞然失笑。研究對象的限制，使科學(xué)研究不僅是有范圍的，而且范圍是狹窄的�？茖W(xué)研究得到的知識只是人類知識的一部分。
　　其次，科學(xué)研究的成果是中性的�？茖W(xué)成果，如化學(xué)物質(zhì)、細菌培養(yǎng)、原子能等，既可造福于人類，又可成為人類互相殘殺的武器。而且科學(xué)發(fā)展使生態(tài)破壞、環(huán)境污染、能源枯竭等問題日趨嚴重。
　　第三，科學(xué)研究對靈性世界鞭長莫及。在第一章里已談到，和物質(zhì)世界一樣，靈性世界是一個客觀實體。靈界中有神，有靈界的受造物天使和部分天使墮落后變成的魔鬼撒但等邪靈。靈界存有的智慧遠遠高于人類的智慧�？茖W(xué)中有一條“鐵律”：證明、研究者，一定要大于或等于被證明、研究的對象。相對于靈界，人類既無量度標準可用，其智慧又遠所不及，科學(xué)只有望洋興嘆�！吧袷莻�靈，所以拜他的必須用心靈和誠實拜他”（約四24）。心靈和誠實是認識神的唯一途徑。
　　第四，科學(xué)無論如何發(fā)展，也無法解決人心和道德問題。縱觀人類歷史，科學(xué)事業(yè)一直在向前發(fā)展，近二、三百年尤為顯著。但是人的道德水準并沒有隨科學(xué)發(fā)展而相應(yīng)地提高。相反，科學(xué)愈發(fā)達，人心愈詭詐，道德愈沉淪。
　　當今的美國就是例子。難怪在美國太空事業(yè)取得輝煌成功時，當時的美國總統(tǒng)尼克森在就職典禮和國情咨文中多次大聲疾呼：“我們固然在征服外太空方面需要更大的抱負，同樣地，我們也需要征服我們的內(nèi)太空--人類的內(nèi)在心靈。”尼克森是受人尊敬的、富有遠見的政治家。不幸的是，他因水門事件下臺，在內(nèi)太空征服戰(zhàn)中敗陣下來。然而，征服內(nèi)太空的必要性是隨時可見的。
　　第五，科學(xué)研究的結(jié)論并非總是客觀、可靠的，因它們必然為科學(xué)家的道德水準和信仰體系所左右。由于各種私利的影響，科學(xué)界作假的事屢屢發(fā)生。雖然被揭露的僅是少數(shù)，但這類丑聞仍常常曝光，中外科學(xué)家皆不例外。更重要的是，從假設(shè)、實驗方法到對數(shù)據(jù)的取舍、得出結(jié)論，無不受到科學(xué)家信仰、世界觀的影響，甚至扭曲，沒有人能夠超脫。達爾文提出進化論和愛因斯坦的宇宙常數(shù)，是著名的例子（詳見第六章）。
　　　　理性與靈性
   人不僅有感性、理性，更有靈性。人是有靈的活物。神是個靈，我們要用心靈和誠實去拜他。神是要用靈性去悟的。很可惜，人們常常不是用靈性提升理性，反而用理性壓抑靈性。有時，有人的心靈已悟到圣靈的啟示，要相信耶穌，但理性馬上潑冷水：“別頭腦發(fā)熱！想清楚了再說！”基督教信仰并不排斥理性，是包含理性、超越理性的。有人堅持說，要弄清楚了才信，看見了才信。殊不知，在信仰問題上，邏輯恰恰相反：信了才能明白，信了才能看見！因為，“屬血氣的人不領(lǐng)會神圣靈的事，反倒以為愚拙；并且不能知道，因為這些事惟有屬靈的人才能看透”(林前二14)。 “圣靈參透萬事，就是神深奧的事也參透了。……除了神的靈，也沒有人知道神的事”(林前二10-11)。不信耶穌時，我們都是屬血氣的�！澳銈兗嚷犚娬胬淼牡溃褪悄墙心銈兊镁鹊母Ｒ�，也信了基督，既然信他，就受了所應(yīng)許的圣靈為印記”(弗一13)。每個相信耶穌的人都因得到圣靈進住，成為屬靈的人。許多基督徒都見證說，信耶穌后，過去很多無法弄清楚的問題都煙消云散了。一位理論物理學(xué)博士走過了超越理性的信仰路程后，他在一本書里談到一個生動的例子。外太空有一種奇特的現(xiàn)象。人們在太空船里回頭望，可以看到耀眼的太陽；如果轉(zhuǎn)頭向前看，不是片燦爛陽光，而是異常的黑暗。因為外太空沒有粒子，不能將陽光折射或漫射到人們眼里。但是，如果你相信外太空的黑暗里充滿了陽光，馬上就能看見：只須把手伸出船舷，手就閃閃發(fā)光。如果你什么也不做，非看見才相信黑暗中有光，那就永遠看不見。

  “如何解釋很多一流的科學(xué)家一直信奉宗教？”我們要知道，科學(xué)研究是由科學(xué)家從事的，但科學(xué)家的一舉一動并不等于科學(xué)。科學(xué)家也有自己的非科學(xué)的個人生活，科學(xué)家也是人，也有著人所具有的豐富情感和需求，也有弱點，也會脆弱，也不是僅憑自己的專業(yè)知識就可以解決生活、情感和思維中遇到的所有問題.值得注意的是，一流科學(xué)家絕大部分都不信奉宗教。在美國這樣一個基督教傳統(tǒng)深厚的國家，以美國科學(xué)院院士為代表的一流的科學(xué)家，竟只有大約百分之七的人信神（Nature 394, 313 (1998)）。
為什么不可以？ 當然可以. 什么是科學(xué)?科學(xué)就是上帝所造的人觀察試驗發(fā)現(xiàn)上帝所造的物質(zhì)世界的規(guī)律.這實際上正是上帝的最初打算.所以上帝不但允許而且肯定是很樂意讓我們搞的.

10-01-26 | |

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