[编者按] 本文是苏联《知识就是力量》记者就科学方法论研究中的一些问题约请方法论学家Степин教授所作的回答。原题为：《多变世界中的方向标——科学方法论的意义和展望》，载于该刊《科学家谈自己的工作》专栏。现将其中论述科学研究步骤的演变和科学方法论的作用及其发展前景两部分摘译如下：

科学家都持有某种关于应当怎样构成科学知识的观念。

你根据什么断定电磁场实际存在于自然界中？也许这只是虚构的呢！法拉第和麦克斯韦回答说：既然存在着力，就必定存在传递力的物质；既然存在着力的涡流，也就存在物质的涡流，即场。一般地说，这已不是物理学理论的用语，也不是物理世界图景的用语，而是对物理世界图景的一种论证，是关于科学知识构成方式的一种观念。这种观念对方法论研究者来说是特别重要的，方法论学家从事研究的主要领域就在这里。他们应当揭示创立新理论所必需的各种步骤的序列。

科学在向前发展的同时，也创造出新的理论程序，对旧有程序部分地加以保留，又对它们作部分的改变。就连麦克斯韦电磁理论这个现代物理学的直接先驱，也是以一种跟今天的理论所不同的程序建立起来的。我们曾按照幸而留存下来的许多麦克斯韦文稿，对他的研究方法循序加以构拟。

从今天的观点来看，麦克斯韦的步子走得太慢了。他的研究步骤是这样的：先建立所研究过程的物理模型，写出它的数学方程，再把这些方程改成能同时描述另一范围的现象，然后又回到原来的物理模型，对修改过的方程加以审查，看看此时是否还不失先前的物理内容……。这种从物理学到数学，又反过来再从数学到物理学的穿梭式往复运动，虽然保证了每一新方程物理意义的可靠性，然而，无疑使事情复杂化了。

现代物理学中广泛运用的数学假设方法，加快了理论形成的过程。理论家从已成熟的知识领域引取原始方程去建立理论的数学工具时，在还没有注意到这种数学工具的物理意义在许多环节上尚不清楚的情况下，仅仅在数学范围内就能前进相当长的一段路程。物理学常常就是这样，只是到了数学模型已经完善之时，理论才完全建立起来，才着手对这种数学模型作出精确的解释。在通过这种方式建立理论的情况下，通常不是立刻就显露出的一些矛盾，就会在其中表现出来。

为什么这些矛盾会表现出来呢？因为理论家在从原先的理论中引取原始方程时，会不知不觉地把对这些方程原有解释的“片断”也一起“搬来”。而现在将方程移用到新的领域，是在新的关系体系中加进了原有理论所没有包括的对象，赋予这些方程以新的物理特征，可是，怎么使这些物理特征与它原来的物理特征协调起来呢？这些新赋予的物理特征能不能在经验中得到？是否就不会有一些往后会产生出离奇矛盾的、在结构上并不存在的成分潜入到理论中来，因而有从内部搞乱理论的数学一般严密的体系的危险呢？

量子物理学的历史上，在量子电动力学创立的时候，这种危险性是很实在的。

当描述自由电磁场和正负电子场的量子电动力学数学工具已经建立，开始尝试去描述这些场的相互作用时，物理学家们发现了新理论两个基本原理互相存在着矛盾：如果场是由以一定概率产生和消失的单个量子组成的，那么，经典的点场强度就不能准确测定，因为任何情况下都可能有无序的波动；可是理论工具的建立又正是要使点场成为应当可观测的。

很有意思的是，一些物理学家在这方面已作了很长一段研究，却没有察觉出理论基础本身的这种矛盾。解决这个问题的办法是尼 · 玻尔找到的。玻尔所想出的主意的实质，专家们都很清楚。在这里我们更感兴趣的是接下来的事情：需要把一些新的量度引入量子力学，并证明这些量度不“取消”也不损害量子力学。这个步骤也是由玻尔以及罗森菲尔德完满地做出的。他们把原有理论所没有包括的新对象在结构上引入了理论。在我看来，这在已数学化的现代物理学中完全是必然的。

玻尔和罗森菲尔德在这过程中也做过一系列实验，每次实验都提供了引进新量度的根据。但他们从未做过任何现实的实验，他们的所有实验都是思维实验。可是直到今天，物理学家们还对他们这种思维实验的美妙和精巧惊叹不已。

进行这种实验的科学家要一身兼为物理学家、数学家和工程师。玻尔和罗森菲尔德每次做这种实验都走过从一般而又抽象的测试图表到对这种图表作详尽、具体审核的全过程。这就使他们深信思维实验符合于现实过程，因此不做其他实验也就可以前进了。

对我们来说，重要的不是对他们这种精心而出色的工作一再赞颂，而是要从中看到为建立物理学理论所必需的步骤。

今天绝大多数理论物理学家都在从事建立和完善理论的数学工具的工作，他们就并不都是通过分析所得结果的物理意义来充实理论的。

长时期来，人们把科学著作单纯是对经验材料的归纳性综合。但是，根据这种观念很难解释：何以同一经验事实却常被用来作为不同理论，有时甚至是相反理论的证据；而又有很多理论从经验上看去是不可理解的。

从这种观点也不大好理解这样一个问题：一种基本理论既然原先已解释了所有已知事实，为什么又被另一种理论所代替？例如，托勒密体系对当时已知事实的解释并不差于哥白尼体系，可是它毕竟还是被哥白尼体系所取代了。

从理论上寻求对经验材料作归纳性综合的无约碱性（Hecводимосгь），这种综合对历史地形成的认识手段的从属性，哲学思想和方法论思想在这过程中的重要作用——所有这些，由于自然科学从古典阶段转到现代阶段而十分清楚地显露出来。十九世纪末——二十世纪初的物理学革命就很清楚地使人们看到，专门科学研究的成果，取决于自然科学家所持的哲学方法论原则。这种原则在很多方面决定了对经验材料的综合方式。列宁对这场物理学革命所作的分析指出：科学的进一步发展，需要研究者自觉地运用唯物辩证法原则来确定方向，这是解决科学问题的方法论基础。

从辩证法的立场出发，我们不仅应当确认科学是发展的，而且还应当看到这种发展在人类文明史上从未走过的各种可能的路线。

在科学的历程上不曾有过平坦的大道，它所走过的路途中既有不易辨认的岔路，又有弯曲崎岖的小道，还有走不通的死胡同。但思维实验则可以这样想象：如果科学不好沿着这条路走下去，那就从另一条路走。这样，在科学上就不是只有一条道路可走。黎曼的研究工作就是一例。

十九世纪中期，黎曼在展开安培 - 韦伯物理学派的概念时，导出了与洛仑兹的滞后电位方程极其相似的方程组。这是在后来，在麦克斯韦以后的物理学才实现的、向经典电磁理论的现代形态的一个别具一格的跃进。可是，黎曼的同时代人——十九世纪的物理学家们——因黎曼的这项研究与当时根深蒂固的电动力学世界图景（充满以太的绝对空间）相抵触，就没有采纳它。按照黎曼的理论，力在真空中是以有限速度传递的，这是当时人们所不能接受的。假使黎曼的同时代人采纳了他所提出的数学工具，也能作出它的物理解释（我们暂且撇开妨碍做到这一点的各种因素）。这样的话，接近于现在洛仑兹电动力学的经典电动力学在当时也就可以建立起来了。沿着这条道路走下去，现在我们用电磁波的存在去说明的一些效应，迟早也是会发现的（滞后电位理论就可以预言这些效应）。

科学也可能有不同的样子。要是有另一种科学，它带有牛顿世界图景的绝对空间，而没有电磁场概念，但也没有宇宙以太概念，在这种科学中相对论会产生出来吗？也许类似于相对论的理论可能会建立起来，但所用的方法必定是完全不同的另一种方法。

方法论是了解科学结构和科学研究方法的工具。可以说，所有科学大师在某种意义上都是他那学科的方法论学家。他们为了使自己研究的知识领域走出所陷入的死胡同，把所研究的对象继续研究下去，不得不暂时搁下这种对象，转而去分析进行这种研究所要运用的方法本身。

—般地说，现代科学理论已不是由个别科学家单独创立的，而是由“集体理论家”，即研究者的团体所完成的，其中每个研究者仅完成整个理论体系所必需的部分环节。过去麦克斯韦一人就建立了经典电磁场理论方程，并对它们作出了解释；量子电动力学的建立就需要像玻尔、海森堡、泡利、狄拉克等这样一些杰出物理学家的集体努力才能完成。

今天，基础理论和整个科学词汇表的变更都很急速。在这种情况下，科学家应当善于超出一般常规的框框，对已牢固确立的方法加以怀疑，并创造出更新的科学认识方法。一些科学大师先前所使用的研究方法，今天应成为一种惯常的业务素养，但还需要有一种完全属于另一种水平上的方法论修养，并且比以往任何时候都更加必须具有关于建立和改革科学理论的专门知识。取得这种知识是科学方法论最重要的任务之一。探索科学研究的新方法是一件复杂的事情，其复杂程度不亚于对这些方法的实际运用。

科学方法论的前景将怎样呢？对这个问题，方法论学家们的看法不尽相同。有些方法论学家认为，根据方法论原理将可以设计科学发展的进程，就像现在对城市发展和工程发展进行设计一样。在他们看来，详尽地分析一切可能的研究情形，即可对科学工作的规范作出完整的综合。这些规范再也无需“亲手”去探索，也用不着每次都去做新的发现了。

我不认为方法论有朝一日会成为这种一切科学的规范性知识。但毫无疑问，依据对整个科学研究工作全部经验在理论上的理解，无论对物理学家、生物学家，还是对社会学家，都可以使他们更顺利地确定自己探索的战略方向，他们将会得到一套对同一问题的各种可供选择的不同解决方案。我也相信，总有一天应用方法论学家（Meтодолог-прикладник）会有充分理由加入到某一具体知识领域的理论家、专门家队伍中去。他们以方法论原理为根据，能卓有成效地把这种原理运用于科学研究的实践。

但是，我们不只希望有一个远景的“实践上的出路”，还应当相信现在从事这种研究的必要性。我深信，对科学和科学认识的深刻分析具有充分独立的价值，不论它可能得到的实际运用如何。

我们生活在由技术造成的文明社会之中。由我们的文明所产生的科学，如今给文明以极大的影响，它在许多方面不只是对科学家，就是对无意于科学的人也已成为常识。事实上，今天在生活的任一领域要提出任何一个站得住脚的见解，都要运用科学（即使这种运用还不深入），至少也要向科学提出问题，要求给予解答。

今后的情况将怎样呢？科学将沿着怎样的道路向前发展？要回答这些问题就要了解科学是怎样“构成”的，它的发展规律怎样，这些规律与其它文化领域的发展规律有什么不同，以及科学思维的特征何在。不了解这些，就不可能作出回答。

现代科学是一种动态体系，它像一个陀螺那样，一旦停顿就要倒下，只有在运动变化的过程中才能保持稳定。方法论作为一个专门的知识部门，就是为了加快科学的发展而产生的。科学的这种发展是现今文明社会最主要的事情。但它是否将一直总是这样的呢？

我们今天所挂念的事情拿到将来有多少是合理的，这很难说。要是有一天稳定性、固定性成了我们的准则，那么，把科学作为文化演变最强有力的源泉这种看法就要因而改变了。但在这种情况下，对科学方法论的看法也要改变了。

不过，我认为，我们文明社会往后的历史无论怎样构成，关于科学的知识作为人类文化的一个组成部分，其价值是会永远保持下去的。

[Знαнue-cuлα，1980年10月]