第1章 前言(1)
从一定意义上说，一部科学史就是一部科学方法不断丰富发展的历史，就是一部科学方法的进化史。科学革命从本质上说就是科学方法的革命。高明的导师在指导博士研究生时，总强调传授方法过于告诉结论就说明了这个道理。科学方法是科学的重要基础和组成部分，是科学活动得以开展的必要条件，是科学水平发展的标志。“工欲善其事，必先利其器”。了解和掌握科学方法对于了解和掌握科学具有十分重要的意义，对推动科学与社会的发展也具有重要的意义。因此，自科学产生以来，人们总是花极大的力量来关注和研究科学方法，于是形成了一门专门研究科学方法的学问，这就是科学方法论。为了向广大读者介绍科学方法，了解直至树立科学的方法和理念，正确把握科学与非科学及反科学的界限，坚持正确的科学观和科学方法论，我们编写了这套《科学方法论》丛书，将正书名起为《探索科学的艺术》是希望强调方法在获得正确结论中的独特的作用。
科学是什么？
这好像是一个不成问题的问题。其实不然，它是一个争论得非常激烈的问题，直到现在争论仍在进行，人们从各自的角度在不同层面上理解科学这个概念。一般可以从三个层面对科学进行描述：科学是系统化的知识；科学是一种社会活动；科学是一种社会建制。第一种描述是从科学的内部进行刻画的，后两种则是从科学的社会价值的角度进行刻画的。但是，作为一个科学工作者，我们似乎应当从综合的高度、尽可能从较全面的方位来处理这个问题。这样做应当是可能的。从这样的理念出发，科学是不是可以做这样的表述：科学是人类运用科学工具作用于科学对象的过程及作用结果的统一。因而科学是一个历史范畴。
科学方法是什么？
这里讲的科学方法不是指科学的方法，而是指科学研究的方法，是人们为达到一定的科学目的所选取的手段、途径或活动方式和规范。
科学方法是人们在科学研究中所遵循的途径和所运用的各种方法和手段的总称。从科学方法论讲科学方法通常指各个科学部门中较为通用的一般的科学研究方法，是人们揭示客观世界奥秘、获得新知识、探索真理的工具。从这个意义上讲，科学方法必然是科学的方法，它具有程序化的特点和自觉能动性的特点。科学方法是正确反映客体的通道，科学方法为科学的发展定向开路，为成功的取得作铺垫。科学方法使科学认识程序化、规范化和最优化，在纷繁复杂的科学研究中，科学方法可以提供一条正确的路径和思维定式。
采用合适的科学方法开展研究就会获得较高的成功率。一般来说，科学方法、技术方法的创新，往往可能促成科学技术的重大发现和发明。一些科学家、发明家能够取得重大成就，是和他们在方法上锐意进取密切相关的。从历史上来看，科学是随着研究方法所获得的成就而前进的。因此传播和普及科学方法，加强对公众科学研究、技术开发能力的培养，是提高公众的科技素质、造就一代新人的需要。
科学方法是怎样分类的？
科学方法是具有一定结构的一个体系，按照不同的标准可以做不同的分类。这些标准之间也可能有交叉。哲学方法是层次最高、应用最普遍的方法，能够运用于以自然界、社会和思维为研究对象的所有科学部门。往下是一批基本的通用的科学方法，如逻辑方法、数学方法、系统方法、实验方法等。再往下是各个具体科学领域的科学方法，如生物学的方法、地学的方法等。科学方法还可以按照适用范围的大小，区分为一般科学方法和特殊科学方法。一般讲来，越是科学研究的低层，要掌握的科学方法越是特殊；而越是科学研究的上层，要掌握的科学方法越一般。这是因为具体的工作对象明确，可变性小，于是更需要技巧，而上层工作面宽，需要全局性的、路线性的指导，于是更多的是涉及原则问题。
按照认识层次可有经验性科学方法、理论性科学方法等。经验性科学方法是获取经验材料或科学事实的一般方法，如观察方法、调查方法、测量方法等。理论性科学方法，包括分析、综合、归纳、演绎、类比等逻辑方法以及假设方法、思想实验、理想化方法等。横向学科方法指的是由数学、一般系统论、信息论等横向学科抽取出来的一般方法，如系统性方法、黑箱方法、反馈方法、信息方法等。特殊科学方法是个别科学领域或学科所运用的各种特殊方法，如物理中的光谱分析法，化学中的电解法，生物中的同位素示踪法、医学中的免疫法，心理学中的精神分析法，人口学中的人口普查法等。现代科学方法是建立在实践经验和经实践检验过的科学理论的基础上的。
科学研究离不开各种思维活动，人类思维所遵循的方法也是科学方法。思维方法是人们认识世界和改造世界的精神活动形式、方式和程序的总称。人的一切活动，无论认识活动还是实践活动，都离不开思维和思维方法。思维方法的类型是与思维类型相对应的。按照思维活动所运用的信息形式，思维方法区分为抽象思维方法和意象思维方法。
按照思维结构的程式化程度，思维方法区分为逻辑思维方法和直觉思维方法。按照思维过程的方向性，思维方法区分为逆向思维方法、侧向思维方法、发散思维方法、收敛思维方法等。限于本丛书的既定目标，我们没有专门介绍思维方法的计划，不过读者从丛书涉及的内容可以或多或少体会到一些思维的规律。
科学方法与非科学方法
科学方法与非科学方法之间没有不可逾越的鸿沟。科学方法是一个边缘不清晰的、但又是一个具有稳定内核的家族。之所以这样说，首先是因为科学与非科学之间是没有清晰的界限。特别是1962年T·库恩的《科学革命的结构》出版以来，历史主义的观点对于科学与非科学的界限的讨论提出了社会文化的标准，人们对于这个问题的理解更增加了新的内容。现在可以看出，科学与非科学的界限是相对的。在牛顿体系下的科学概念，在爱因斯坦体系下就可能会变成非科学概念；在欧几里得的几何里过直线外的一点只可以作一条直线与已知直线平行，但是在非欧几何里，结论就完全不同，有的认为可以作至少两条，有的又说一条也不存在。因此，科学方法与非科学方法之间也没有清晰的界限。例如过去认为人多好办事的观点在软件工程里却行不通，很多软件设计过程证明，增加人的参与可能延缓工程的完成。是否科学一切应当看条件，在一定条件下的科学方法，当条件发生变化时，就可能变成非科学方法，反之亦然。在科学与非科学之间有着一个广阔的融合的地带。在这里，不同领域的方法之间相互过渡、转化表现为科学方法边界的不清晰。这也是正常的和必需的。在存在非此即彼的地方要充分注意到亦此亦彼。但是，我们在这里要强调的是，作为科学，以下几点是必须具备的不变的要素或内核：理性、真理、逻辑、可重复。
科学方法的历史观
科学方法是一个历史的概念，科学方法家族是一个不断新陈代谢的生长的家族。