淺析科學探索的自由性

鄒漫芝

長沙理工大學，湖南 長沙 410015

淺析科學探索的自由性

鄒漫芝*

長沙理工大學，湖南 長沙 410015

在早期的科學探索實踐中，探索的基本路徑基本都遵循：試驗，數(shù)學推導及哲學演化三種基本方式，可以說存在三種不同的探索方式。大量科學試驗表明，大部分的原始科學創(chuàng)新基本都基于上述三種基本方式，但在未突破前，作為科學工作者很難預知哪條途徑可以實現(xiàn)他們自身的意圖。因此，這就是本文為什么要探討科學探索自由性的根本原因，其審時度勢、規(guī)避風險的自由本性也是科學探索之所以能夠不斷發(fā)展的主要原因，建立了科學探索自由性的根本方法，就能夠在科學探究中立于潮頭。

科學探索；自由性；試驗研究；哲學，數(shù)學推導

著名原子物理學家盧瑟福率先提出了原子的基本模型，其建立基礎始于科學試驗；著名光物理學家德布羅意在哲學層面發(fā)現(xiàn)了光的波動性規(guī)律，并提出了德布羅意波模型；電子物理學家狄拉克的電子模型，開始于嚴謹?shù)臄?shù)學推導。通過這些科學實踐我們能夠清晰地看出，無論何種科學研究，若要取得喜人的成果，必須在尊重科學探索自由性的基礎上，通過深入踐行科學探索自由性為基礎的試驗研究、數(shù)學推導及哲學思辨三個方式，對自然科學持有積極、客觀的態(tài)度；并憑借上述提到的幾種方法展開必要的科學研究。

可以毫不夸張地說，科學探索過程是激發(fā)心智，啟迪未來的一個高效過程，但需要注意的是，探討科學技術的內(nèi)在規(guī)律，并在某方面實現(xiàn)快速突破是一件異常艱難的事情，這并不是相信科學技術來源于實踐這一基本論斷就可以解決的問題。每個科學技術的突破和發(fā)展都是探索自由性的結果和成果，是大大小小若干科學突破整合的結果。

一、科學探索自由性的現(xiàn)實條件

在科學技術探索發(fā)展的最初階段，其基本是在人類生產(chǎn)生活實踐中摸索和探討出來的，我們應該很明確，科學技術探索一旦經(jīng)過生產(chǎn)生活實踐的指導和融合，科學技術便和生產(chǎn)生活深深的聯(lián)系在一起，由于自然界的生產(chǎn)生活充滿了自由性基因，因此，為科學技術探索也帶來了濃郁的自由性色彩，這也是科學技術探索自由性存在并得以發(fā)展的原因和現(xiàn)實條件。當科學技術同自由實踐活動摻加在一起，二者便開始了無限的交錯和重復，科學技術在交織中不斷發(fā)展和前行，因此，由于其自由化的探索形式，導致在其發(fā)展的歷程中，隨意截取任何一段研究歷程，都會讓人感覺摸不著頭腦，這也許就是將“科學探索發(fā)展得益于其自由性發(fā)展方式”看成是教條的哲學家尋求啟迪和未來鑰匙的批判家前所未聞的問題。但就科學探索的發(fā)展條件而言，科學技術得以不斷發(fā)展和升級的動力在于源源不斷地將自由性基因引入到科學技術探索實踐中，為了深入闡述指導科學技術不斷發(fā)展的自由性問題，必須抽絲剝繭，將一個個單獨的科學探索問題單獨研究并提出針對性的意見和建議，從一個個單獨的科學探索過程中去發(fā)現(xiàn)自由性探索方式存在的必然趨勢和條件，并從中得到啟迪未來科學技術探索發(fā)展的智慧和動力。

撬開科學技術探索自由性的發(fā)展方式成因及存在條件的過程中，我們可以清晰地發(fā)現(xiàn)，構成這種趨勢的基本要素主要有：科學試驗、數(shù)學推導及哲學思辨。但之所以這三者能構成科學探索自由性的根本在于，這三個基本條件并非是單獨而孤立地存在，其可以有多種組合方式和邏輯結構；在上述組成形式中，很多組合結構是起源于科學探究，最后在哲學思辨層面得到完善和發(fā)展；而有些探索成果是在數(shù)學推導的過程中被發(fā)現(xiàn)，而最終被試驗所論證；甚至很多科學技術探究成果是源于哲學層面的思辨結果，最終通過數(shù)學推導并配合試驗論證予以證實，上述組合形式均充分印證了在當今科學探究實踐中，自由性探索方式發(fā)展的巨大存在及意義。在現(xiàn)實科學探索歷程中，科學理論研究應該以實踐為基準和基礎，但為了從多方面為科學技術探索提供便利和思路，在早期，應該充分體現(xiàn)科學技術探索的自由性本質，強調(diào)感性認識的不可忽略性；雖然科學技術一向以嚴謹、邏輯性著稱，但需要注意的是，為了拓寬既有的科學技術探索方式，必須將感性認識的作用發(fā)揮至最大，但僅僅認為感性認識占據(jù)了探索自由性的全部內(nèi)容是不合理的，也是不全面的。純粹的哲學命題雖然具備廣泛與普遍性使用的優(yōu)勢和條件，但其同時也具備粗疏與模糊的先天性不足?；诩兇馇姨烊坏恼軐W思想尚且不能涵蓋科學技術探索的根本性和目的性，其哲學思辨過程無法代替科學技術探索階段的全部歷程，包括試驗研究探索的實踐特性及數(shù)學邏輯推理的嚴謹性和邏輯性，這就需要再次發(fā)揮科學技術探索自由性的根本理念，發(fā)揮想象力，嘗試利用理性去改變感性，原感性變得理性，這是科學技術發(fā)展的根本目的和終極命意所在，基于既有的科學技術探索自由性基本命題，我們可以嘗試使用科學性的哲學方式予以解決，探討科學技術研究的內(nèi)在規(guī)律和邏輯脈絡是科學技術哲學問題的重要研究內(nèi)容之一，也是科學技術探索方式改革和創(chuàng)新的重要研究課題和內(nèi)容之一。

二、科學探索自由性的具體體現(xiàn)

為了充分證實科學技術探索的自由性本質和其具體體現(xiàn)方式，從而辯證性論證科學技術探索自由性的特點和發(fā)展演變歷程。本文選取最能代表現(xiàn)代科學技術探索前沿發(fā)展形勢的物理學為研究藍本，通過具體案例詳細分析科學技術探索自由性的具體特點和優(yōu)勢，從而倡導科學技術探索自由性在科學技術探索實踐中的作用和地位。

著名近代物理學家盧瑟福創(chuàng)造性提出了行星的原子模型，盧瑟福的這一重大發(fā)現(xiàn)是典型的從實驗研究到最終被數(shù)學邏輯推導證實的理論研究成果，是較為典型的案例之一，其之所以取得了重大突破就是因為其在具體的科學研究實踐中貫徹落實了科學探索自由性的基本原則。18世紀末期，電子物理學家湯姆遜在陰極射線試驗的基礎上，率先得到了電子存在的重大試驗論斷，湯姆遜的重大發(fā)現(xiàn)，嚴重動搖了既有的原子與電子是整體不可分割的重要假說和論斷。由于其試驗的方式的合理可靠，試驗數(shù)據(jù)的科學準確，導致前期的原子電子理論徹底決裂。在這一論斷的前提下，湯姆遜繼續(xù)發(fā)揮科學探索自由性的根本本質，進一步提出了具有說服力更強的原子結構模型，認為原子模型基本為一種典型的“西瓜分布”模式，原子核占據(jù)了原子很大一部分質量，原子中的正電荷均勻分布在原子球體上，電子呈“西瓜子”形式無序分布于原子內(nèi)，原子整體不帶電。在此基礎上，湯姆遜并未放棄已有研究，其研究成果并未結束，在探索自由性的指導下，湯姆遜開展了進一步的研究和論證，在上世紀初期，湯姆遜進一步完善了既有的原子結構理論，充分發(fā)揮探索自由性的原則和理念，其相繼提出了原子內(nèi)電子均勻分布在同心圓環(huán)上的基本猜想和假設，通過這一基本結構猜想，其與門捷列夫提出的元素周期表不謀而合，這不單單是一種巧合。作為湯姆遜的得意門生，物理學家盧瑟福仍然堅定堅持科學技術探索本應該抱著自由的態(tài)度，不應該受到外界環(huán)境和當前科研成果的制約，盧瑟福在堅信湯姆遜模型正確性的前提下，接受了原子模型中的“西瓜模型”假設，但值得人們沉思的問題是，在其接受這種看似簡單的模型后，在上世紀初期，著名物理學家勒納德在進行金屬表面射線研究的科學試驗實踐中，經(jīng)過散射試驗論證了原子內(nèi)部并非飽滿而是較為空虛的這一基本假定和觀點，在該基礎上，日本著名物理學家岡半太郎在上世紀同期，在結合了勒納德研究成果的基礎上，充分實踐了科學技術探索實踐性和自由性探索的基本理念和脈絡。正式提出了原子的行星模型，第一次將原子內(nèi)的電荷進行劃分，打破了既有的統(tǒng)一性基本概念，這無疑是科學技術探索史上，同時也是物理學探索史上的一次重大突破性進展。但有一點值得深思，具備不同學習背景和執(zhí)有不同科學概念和學說的科學家，都充分踐行了科學技術探索的自由性本質和理念，這樣一來，就引起了內(nèi)部的不統(tǒng)一，這在科學技術的探索發(fā)展史上再正常不過，可以毫不夸張的說，這才是科學技術發(fā)展應該有的形式和歷程。盧瑟福并未接受日本科學家關于原子模型理論的基本內(nèi)容，其仍然堅持自己老師湯姆遜的基本概念和假說，認為西瓜模型才是原子結構的本來面目，但盧瑟福在進行科學技術探索中，雖然秉承了自由性的基本理念，但是其思考問題的方式相對單一，并未對決定未來科學技術探索的三大方式作為基本執(zhí)行概念，即哲學思辨、試驗研究和數(shù)學邏輯推導，其在提出自己的假設及支持老師湯姆遜的假說過程中，均僅僅采取了試驗論證方法，并未從哲學思辨層面和數(shù)學邏輯推導層面進行佐證，這也是盧瑟福的一大缺陷。

不能否認的是，雖然盧瑟福所堅持的科學技術探索自由性理論相對單一，且偏向于極端，但是其在科學技術探索史上的發(fā)展地位是不容小覷的。應該說明的是，盧瑟福提出的以試驗為主要手段的方式對自然科學進行探索和實踐也具備一定的現(xiàn)實意義和理論價值，但其相對單一的論證方式和較為偏激的自由性探索理論確實需要加以改進。但是，需要注意的是，在整個現(xiàn)代科學技術的發(fā)展演化歷程中，從文藝復興時期到現(xiàn)代科學技術探索的實踐中看出，很多科學技術研究人員都存在著或多或少將試驗方式推崇到極致的嫌疑和傾向。但實際情況是，雖然科學技術探索發(fā)展中，自由性這個基本發(fā)展理念雖然是推進科學技術發(fā)展的重要動力和核心內(nèi)涵，但必須重視自由性所代表的三種基本科學研究理念和方式，即：試驗研究、數(shù)學推導、哲學層面思辨等內(nèi)容，為了充分體現(xiàn)科學技術探索實踐中自由性所帶來的重大意義，必須重視三種基本方式的綜合運用，切不可偏頗。此外，在關于原子理論的研究實踐中，其中富有戲劇性的一段是，在物理實驗研究領域較為擅長的盧瑟福一直沒有將自己的目光聚集在用實驗的方式論證日本物理學家提出的原子模型，偏偏要從較為生疏的粒子散射實驗中摸索科學技術探索自由性的新路徑；可以說，很多科學探索歷程中，很多科學家往往只使用自己的探索方式，也就是說在具體的科學探索實踐中，對于以自由性為前提的科學探索歷程中具備較強的個體性和自由性差異，他們彼此間的不同學術背景和思考問題的方式很大程度決定了其在日后的科學研究實踐中的具體導向和發(fā)展脈絡。

三、總結

從某種程度上說，在漫長的科學技術發(fā)展潮流中，看似偶然的科學突破和重大發(fā)現(xiàn)，基本都歸功于基于自由探索理念之上的各種研究方式綜合作用得到的最終結果。很多科學研究看上去并不是唯一能夠實現(xiàn)的，有時候很多研究者更愿意相信很多科學研究成果并不是經(jīng)過唯一的探索方式得到的，與其說是科學探索的唯一性，不如說是科學研究的自由性，正因為科學探索的自由性，導致很多科學研究方法進而科學研究派別相互競爭，在不斷的競爭和更新中，實現(xiàn)了科學探究的諸多成果。在未來的科學發(fā)展事業(yè)中，無疑應該始終落實科學探索自由性這一根本訴求和研究脈絡。

在上世紀初期，由于量子物理學的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的經(jīng)典物理學受到了極大地挑戰(zhàn)，在經(jīng)典物理學和現(xiàn)代物理學交織和碰撞的過程中，邁克爾遜首先得到了突破和前進，在這一突破的引領下，大部分科學研究人員都步入了自由的試驗研究進展中。其中，較為典型的是著名科學家愛因斯坦接受了馬赫的科學批判性思想，在科學探究過程中，另辟蹊徑，實現(xiàn)了從科學物理學到哲學的重大的過度，這一舉措為后續(xù)的科學探索自由性又增添了路徑和方式。從辯證法角度分析，在一定的科學研究背景下，很多科學研究和技術發(fā)展具備一定的偶然性，這也是科學探索之所以具備自由性的根本原因。

綜上所述，在科學探究的漫長里程中，很多科學家都是里面的一份子，他們的一個舉動為科學研究所做的貢獻，看似平常，但在背后都起到了巨大的推進作用，正是基于大量的科學家保證自由精神去進行科學研究和探索，才讓科學研究擁有了自由性，在自由的科學研究背景下，很多偶然才會成為必然，很多必然才會引發(fā)出各種重大科學技術發(fā)現(xiàn)和研究成果。

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鄒漫芝(1983-)，女，漢族，湖南長沙人，長沙理工大學，研究生在讀，研究方向：科學技術與社會發(fā)展。

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