吴超：安全科学方法系列9：自然科学方法论

1.自然科学方法论的发展沿革

自然科学方法论是关于自然科学研究的一般方法的科学，有时也指自然科学研究的一般方法本身。自然科学研究的一般方法的历史发展，大致可以分为以下几个时期：

（1）从自然科学萌芽到15世纪下半叶。这一时期自然科学包含在统一的自然哲学之中，人们对自然界的认识主要依靠不充分的观察事实和简单的逻辑推理，直观、笼统地把握自然现象的一般性质。这一时期，有了初步的观察、归纳、演绎等方法，实验方法也处于萌芽状态。这一时期的科学研究方法水平还较低，具有朴素和零散的特点。

（2）从15世纪下半叶到18世纪中叶。这一时期各门自然科学陆续从自然哲学中分离出来，对自然界进行分门别类的研究。人们广泛采用实验方法来研究自然现象，并逐步地和数学方法相结合。实验方法、观察方法、数学方法、逻辑方法都有了重大的进展。例如，为了在科学研究中把一个事物或过程分解为各个部分、各个方面进行研究，需收集和初步整理由观察、实验得来的大批科学材料，这就促进了分类、归纳、演绎、分析、综合等逻辑方法的发展。

（3）从18世纪下半叶到19世纪末。这一时期自然科学从分门别类的研究进入到阐明自然界各个过程的联系，从研究既成事实的特性进入到系统地研究事物的发展过程。观察、实验、比较、假说、经验和理论、归纳和演绎、分析和综合、抽象和具体、历史和逻辑等方法都得到广泛运用和发展。这一时期，实验方法和数学方法都有新的提高，特别是比较、假说等研究方法有了显著的发展。例如，在热力学、电磁学、化学、生物学等各个领域，出现了实验科学的全面繁荣；人们在对大量的偶然事物或现象组成的系统的研究中，促进了数学统计方法的发展；由于建立和发展科学理论的需要，在已有科学事实的基础上提出假说，就成为一种重要的研究方法。

（4）20世纪以来，科学研究呈现出了既高度分化又高度综合的整体化趋势。在这种情况下，使整个科学技术日趋精密化，整个科学技术日益数学化；各门学科研究方法的相互渗透和移植更加突出。此外还出现了许多新的科学方法，如系统方法、控制论方法、信息方法、计算机方法、网络方法、大数据方法等。在这一时期，一方面一些科学家和哲学家对某些科学研究方法作了较为深入的考察，促进了科学方法的丰富和发展，另一方面由于科学方法在科学研究中的作用愈来愈重要，人们十分重视对科学方法的理论研究，各种科学方法的理论专著大量涌现，出现了十分繁荣的局面。

2.自然科学方法论与逻辑学关系

自然科学方法论的基本任务在于以各门学科中的特殊研究方法为基础，研究自然科学的一般方法及其综合运用中带有规律性的问题。自然科学方法论与逻辑学关系密切，但又不同。其主要区别有：

（1）逻辑学并不研究人类认识的全过程，但自然科学方法论要研究自然科学认识的全过程，既不限于理性认识阶段和理论思维，同时要研究感性认识阶段和经验的形成与发展。

（2）逻辑学主要研究如何发展知识的方法，而自然科学方法论既要研究获得经验知识的方法，同时也研究如何发展知识。

（3）逻辑学主要研究诸如归纳与演绎、分析与综合、抽象与具体、历史与逻辑等“逻辑方法”，而自然科学方法论不仅要研究这些逻辑方法在自然科学认识中的运用机制和起作用的方式，同时也研究创新性思维方法和非逻辑方法（主要指想象、直觉、灵感等）的重要影响和起作用的方式。

3.自然科学方法论的研究内容

自然科学方法论研究内容十分丰富，主要涉及下列几个方面：

（1）从宏观上研究从事自然科学研究活动中带有方法论意义的问题。如科研规划的方法、科研组织与管理的方法、科研发展趋势的预测方法、科研政策的制定与决策方法等，这些方法并不直接研究如何将自然界的各种事物及现象的性质、特点和规律性揭示出来，但是对于人们进行具体的自然科学研究活动有着不可忽视的意义。

（2）研究自然科学认识的一般逻辑结构和活动次序，揭示自然科学研究过程的每一阶段和每一环节的作用、特点及其所应遵循的一般原则。

（3）分别深入研究自然科学常用的一般方法，揭示它们的客观基础、适用范围、运用技巧，全面认识它们的特点及其规律性。

（4）结合科技史、思想史和哲学史，具体解剖历史上或当代著名科学家的研究方法，分析科技史上的重大突破和有代表性的事件，揭示其方法论意义。

（5）研究某些新科学、新技术给人类带来的重大影响，探讨其方法论意义。

自然科学方法论的内涵及其发展沿革表达可用图1扼要表达。

图1 自然科学方法论的内涵及其发展沿革