論培根的科學歸納法

培根在《新工具》中批判了當時流行的經院哲學和亞里士多德的三段論，同時創立了科學歸納法，開近代歸納邏輯之先河。培根的科學歸納法可以分為三個步驟，分別是觀察、實驗，運用“三表法”整理分析材料，以及用“排斥法”得到事物的最終“法式”。培根的科學歸納法雖然有一定的局限性，但其對舊邏輯方法的批判和所倡導的科學實驗精神對當今科學的發展仍然具有重要的指導意義。

弗朗西斯·培根不僅是英國著名的哲學家，還是實驗科學的創始人和邏輯學家。他畢生致力于邏輯方法的革新，創立了“科學歸納法”，推動了當時歐洲實驗科學的發展，也為近代歸納邏輯的發展奠定了基礎。培根的科學歸納法雖然有一定的局限性，但其對舊邏輯方法的批判和所倡導的科學實驗精神對現代科學的發展仍然具有重要的指導意義。馬克思稱其為“英國唯物主義和整個現代實驗科學的真正始祖”。

培根《新工具》的產生背景

培根生活的年代正值英國資本主義迅速發展的時期。在這個時期內，社會文化蓬勃發展，自然科學取得長足進步，為培根邏輯思想的形成提供了豐富的土壤。由于世界范圍內的商品市場不斷擴大，因此英國加大了對工業的投入，使得傳統工業蓬勃發展。在都鐸王朝重商主義政策的刺激下，資本主義不斷成長，資產階級逐漸強大，他們開始對阻礙生產力發展的經院哲學甚至封建統治產生不滿，并對其展開批判。而培根可以說是新興資產階級的代言人，他贊頌人的智慧，鼓勵人以理性、科學的方法認識自然和社會。同時，隨著宗教改革的推進，新興資產階級有了更為寬松的信仰環境，宗教神學的思想統治開始衰落，這為近代自然科學的興起與發展提供了良好的思想基礎。

近代自然科學的誕生，以及西歐各國在數學、物理學、天文學等學科所取得的進步極大地推動了生產技術的進步和變革。當時的英國是媲美荷蘭的實驗科學的熱土，在傳統邏輯的學術水平上也處于領先地位。此時，傳統的邏輯方法已無法與自然科學的發展相適應，實驗科學的發展需要一種新的邏輯方法，這也是哲學家需要思考的問題。因此，培根的科學歸納法的產生其實是一種歷史的必然。

培根對舊邏輯的批判

為了創立一種新的科學研究方式，培根基于亞里士多德的《工具篇》進行革新，撰寫了《新工具》，旨在說明實驗科學的發展必須采用一種新的工具方法，而不能采用亞里士多德式的演繹法。因此，在提出歸納法之前，培根對舊的經院邏輯進行了深刻批判。

對經院邏輯的抨擊

首先，培根把批判的矛頭指向中世紀遺留下來的經院邏輯。歐洲的中世紀被稱作文明與科學的黑暗時代，彼時，宗教完全把控了人們的意識和思想，神學家把亞里士多德的邏輯學變成了教條的論證工具。到了培根所處的時代，基督教會仍在利用經院邏輯為上帝進行辯護，并阻礙科學實驗的進行、自然科學的進步。經院邏輯依附于基督教神學，注重研究抽象的物質形式，既不能抓住事物的本質，也不能作為科學認識和自然研究的方法。中世紀時，神學家那些看似精美絕倫的三段論實則是玩弄概念的文字游戲，例如，他們摘取《圣經》中關于上帝或神靈的一些詞句，從中推出某些命題，再根據這些命題做出進一步推論。這些推論看起來邏輯清晰卻無實際效果，而且無益于人們對自然的認識和對世界的改造。所以培根認為，經院邏輯既不能抓住事物的真理，也不能作為認識的方法，它是科學發展的主要障礙。

對亞里士多德學說的批判

培根在《新工具》中抨擊亞里士多德“以他的邏輯敗壞了自然哲學”。首先，培根對三段論進行了批評，在他看來，亞里士多德的演繹法脫離自然、脫離科學實驗，并不能得到最普遍、最抽象的理論，只有通過大量觀察和實驗，科學的歸納才能得到基礎原理。而三段論只是把原來已經包含在大前提中的結論明確地體現出來，并不能產生新知識。所以，三段論“比不上自然的精微”，“它只能強人同意命題，而不抓住事物本身”。

其次，在培根看來，亞里士多德的三段論邏輯基礎是有問題的。他說，“三段論式為命題所組成，命題為字所組成，而字則是概念的符號。所以假如概念本身是混亂的以及是過于草率地從事實抽出來的，那么其上層建筑物就不可能堅固”。在他看來，我們在日常生活中所使用的許多概念“無論是邏輯的或是物理的，它們都是憑空構想的，都是界說不當的”，也都不是“用正當的方法從事物中抽象出來和形成起來的”。因此這些概念是不能作為三段論中的“項”進行演繹推理的，即使參與推理，也只會得出不正確的結論，或者把三段論推演出的謬論擴大化。

最后，培根反對亞里士多德用一般抽象公理來證明個別命題。他認為從個別事物到最高公理一定要經過中間公理，而中間公理的真理性不是由最高公理來證明的，而是由經驗證明的。因此，他不承認在演繹三段論推理中的中詞的作用，中詞只能在所謂大包小、全包分等普遍意義上作為連接判斷的中介。培根認為我們應當從個別事物出發逐步螺旋式上升，先通過低級的公理，然后得到中間的公理，最后才得到一般原理。

雖然培根對經院邏輯和亞里士多德三段論的批判在部分地方失之偏頗，但也必須看到其合理和具有突破性的一面。為了認識自然，促進自然哲學的發展，亞里士多德式傳統邏輯需要被打破，因為它不能從演繹推論中產生新的東西。在此背景下，建立一種新的邏輯、新的方法就是必要的，那便是培根的科學歸納法。

培根的“新工具”——科學歸納法

從培根對經院邏輯和亞里士多德三段論的批判來看，問題的核心在于，他認為這種傳統邏輯對科學發展沒有什么用處，希望能有一種方法可以獲得科學認識和推動科學發展，于是把希望寄托于自己創立的歸納法。培根的歸納法不是簡單枚舉法，其將觀察、分析、實驗和尋求因果聯系的方法結合了起來。在《新工具》中，培根詳盡地論述了“科學歸納法”的基本內容。培根的歸納法具體分為以下幾個步驟。

觀察和實驗

培根作為一個經驗論者，其認識論的基本原則就是知識起源于感性世界，人的一切認識都必須從感官和知覺開始。顯然，這是一條從物到感覺的唯物主義經驗論的認識路徑。正如馬克思所指出的：“按照他的學說，感覺是完全可靠的，是一切知識的泉源�！迸喔鶑娬{人們的知識必須以經驗和觀察為依據；要想認識各種自然現象和事物，不能僅憑猜測和想象，必須通過親自觀察和實驗，從而獲得關于事物的第一手感覺經驗，在分析歸納豐富的客觀材料之后再認識事物。

對于觀察，培根認為觀察者必須認真細致，要堅決摒棄那種簡略的、偶然的觀察，更不能帶著預先假設的結論去觀察，一定要實事求是。但相較于通過觀察獲得材料，培根更加重視實驗的作用，他認為實驗有許多優點。首先，實驗是對自然現象的模擬，只要實驗設計得足夠細致周密，就能最大程度地復制自然現象，并排除觀察者在自然狀態下可能受到的諸多偶然因素的干擾，從而得到更加準確、可靠的經驗材料。其次，實驗能夠分解復雜的自然現象，去掉不相關因素，表現出事物的因果關系，有助于科學把握實驗對象的本質和規律。因此，培根強調，只有通過科學實驗才能揭示事物的真相。對于實驗方法，在總結了前人經驗和親身實踐后，培根在《廣學論》中列舉了以下幾種實驗方法：變量法、重復法、轉移法、逆反法、消散法、連接法、偶獲法、應用法。雖然這八種實驗方法能夠揭示自然現象間的某些關系，而且已經是當時比較先進的實驗方法，但是對于物理、化學等學科來說其適用性卻不是很高。盡管如此，這種用實驗解釋自然現象的方法能夠促使人們認識到自然科學的重要性，提高人們對科學實驗的興趣，這也是難能可貴的。

整理、分析材料的“三表法”

通過第一個步驟，我們能夠獲得大量觀察資料和實驗數據，那么如何對這些經驗材料進行整理和分析呢？培根在《新工具》中以研究“熱”為例，提出了“三表法”。

1.“本質表”或“具有表”

在《新工具》第二卷中，培根首先指出事物的“法式”即規律，其決定事物的性質，事物的“法式”和性質之間構成了因果關系。若想研究一種“法式”，就要先將擁有這種性質的所有事物或現象列舉出來。這種列舉需要嚴謹，首先要確保列舉出的事物都具有相同的研究性質，且在材料上不能重復；其次，在收集材料時必須以一種“歷史的方式”進行，即要尊重歷史事實，不能有過多思考或想象。在書中，培根以“熱”的“法式”為研究例證，列舉出了27種包含“熱”的材料，包括陽光、流星、溫泉、熱水、火焰、雷電等。但是在仔細閱讀了培根列舉出來的27種例證后會發現，其中許多例證是錯誤的。比如，在第25條中，培根將咀嚼辛辣類草和芳香類草時舌頭和唇腭感受到的灼熱也歸納為“熱”的例證，但其實這只是一種感官受到的刺激感，這些草并沒有“熱”這一屬性。另外，我們能否把包含“熱”的所有情況和現象都歸納列舉出來呢？這顯然不可能，而這也是培根歸納法的一個不足之處。

2.“差異表”或“接近中的缺乏表”

在列舉了擁有這種研究性質的例證之后，還必須把缺乏這種性質的現象或事物列舉出來。但是，缺乏這種性質的事物或現象是無法完全列舉出來的，因此培根說“反面事例只應附綴于正面事例來舉”。

以“熱”為例，培根對照“本質表”列出了相應的否定事例。例如，“太陽的光線，特別是夏天的和中午的”具有“熱”這一性質，培根指出“月亮、星和望星的光線在觸覺上不覺得熱；在滿月之下倒會感到一種嚴冷”。在這里，培根實際上是對照“本質表”中“熱”的一些例證，指出不存在“熱”的反面事例。因為當給定的性質不存在的時候，“法式”也不應當存在；當給定的性質存在的時候，“法式”也應當存在。

3.“程度表”或“比較表”

培根指出，除了利用上述兩種表分析事物的“法式”外，還需要對事物中這一性質的變化程度進行比較分析，或者從不同對象中抽取出這一性質進行比較分析，他把這種表稱為“比較表”或“各種程度表”。因為“一個性質若非永遠隨著討論中的性質屬性之增減而增減，就不能把它當作一個真正的法式”。

培根繼續以“熱”為研究對象，舉出41種在不同條件下同一個事物中“熱”的程度不同的例證，以及不同事物中“熱”的程度的比較分析。例如，太陽越接近垂直時，其熱性越大，大約別的行星的熱度也和其垂直程度成正比；動物在運動、游戲、患熱癥、受痛苦時也增加熱度；魚、獸、蛇、鳥的體溫依次遞減；等等。盡管有些例證不符合實際情況甚至完全錯誤，培根的“程度表”卻向我們揭示了在相同屬性中尋找“法式”的方法。

培根的“三表法”同穆勒判明因果關系五法中的“契合法”“差異法”“共變法”大體相同，所以培根既是“穆勒五法”的奠基人，也是現代歸納邏輯的開創者。但是，培根認為“三表法”并不等同于歸納法，而是歸納推理之前的準備，是科學歸納法中的重要環節，完成“三表”的列舉之后還有一個步驟需要進行。

排斥法

通過上述兩個步驟對材料進行收集和分析，最后一步是要從這些列舉出的例子中尋找其中的因果關系，并獲得最后的結論。培根認為，對這種因果關系的尋找才是真正意義上的“歸納法”的開始。所謂排斥法，就是以“三表法”所提供的材料為基礎，通過排除例證中“法式”和屬性、性質之間的不相干因素，發現事物間的因果聯系。

以“三表法”所舉的實例為依據，利用排斥法能夠把不是熱的“法式”的性質逐一排除掉。培根為研究“熱”的性質列舉了14個例證，表明了如何運用排除法解決實際問題，如因太陽光線排斥四大元素的性質等。使用這種方法能夠排除與所研究的“法式”不相關的性質，逐漸縮小討論范圍，從而獲得一個肯定的、真實的和定義明確的“法式”。 

在詳盡列舉了相關例證之后，可以通過分析、比較、排除對這三個表中的例證進行歸納，得到“熱的‘形式’的第一次收獲”。對于“熱”這個貫穿始終的例子，培根得到的第一次收獲是，發現了熱和運動之間的必然聯系，認識到“熱是運動的一種特殊情況”。在此基礎上，培根對運動進行進一步限制，得到了最終結論，即“熱是一種擴張的、受到抑制的、在其斗爭中作用于物體的較小分子的運動”。

培根對自己創立的“科學歸納法”非常自信，認為自己的歸納法是科學的方法。歷史也證明了他的偉大，培根的科學歸納法開近代歸納邏輯之先河。從邏輯史來看，培根的“三表法”是穆勒五法的基礎，對近代邏輯學的發展產生了深遠的影響，也為當時蓬勃發展的實驗科學提供了一種有效的邏輯方法。從科學認識的角度來看，培根的歸納法為科學認識提供了新的方法，極大地促進了自然科學的發展。雖然培根的科學歸納法還有一定的局限性，但是他對近代科學和邏輯學的貢獻仍舊值得稱頌。