第24章 “捕捉”雷电的巨人

——类比推理与假说

传说，锯子是由鲁班发明的。有一次，鲁班上山砍木料，不料手指被茅草划了一道口子。鲁班是个有心人，他发现，茅草这样厉害的原因是，茅草的边缘上排列着又长又密又锋利的牙齿。他就找铁匠仿照茅草样子，用铁打了几十根铁条，用来锯树，果然又快又省力。

他的思考过程是：

茅草边缘有很密而又锋利的齿能划开硬物，

铁条边缘有很密而又锋利的齿，

所以，铁条也能划开硬物。

这是一个类比推理。类比推理是这样一种推理：根据两个对象在某些属性上类似而推出其他属性也类似。

如果对象A有属性abcd，对象B也有属性abc，那么就可以得出对象B也有属性d这一结论。

南北朝时的贾思勰读书时善于思考。当他读到荀子《劝学篇》中“蓬生麻中，不扶自直”时，就想到纤细茎弱的蓬长在粗壮的麻中，就会长得很直，那么，把细弱的槐树苗种在麻田里，也会这样吗？于是他做试验。槐树苗由于周围的阳光被麻遮住，便拼命往上长。3年过后，槐树苗果然长得又高又直。

生活在奥古斯都王朝的克里欧默狄，观察到放在一只空的容器中的一个指环，刚刚为容器边缘所阻，因此看不见，但是把水注入容器，就能看见了。他根据这个现象提出，我们所看到的将落未落的太阳可能已经在地平线之下。

200多年前的一天，风雨交加，电闪雷鸣，著名科学家富兰克林冒着生命危险，把一只特制的纸风筝放上了天空。风筝的绳子的末端拴着一把金属钥匙，钥匙下端又用丝线把绳子加长，由于丝线是不良的导电体，电会集中在钥匙上而不会通到拿着丝线的手上。这时他发觉，用手去触摸钥匙，就产生通常的触电感觉。

如果说古希腊神话中的普罗米修斯是为人类盗窃天火的英雄，那么可以说富兰克林是捕捉雷电的巨人。神话毕竟是神话，富兰克林的实践，其惊险与成就足以胜过一打神话。

启发富兰克林做这个实验的，是他对“地电”与“天电”所作的一次类比推理：

闪电的路线是之字形的，电花亦然；

电使物体着火，闪电也有这一本领；

电熔解金属，闪电也有这一威力；

两者都能杀死动物，都能致盲；

电经常在最良好的导体或最易带电的物体中通过，闪电也一样；

尖的物体吸引电花，闪电也酷爱亲吻塔尖，树木和山顶；闪电经由一朵云到另一朵云，正如电花之经由一物到另一物……

如果闪电是电，那么，运用适当的设备就能把它引到地面。

这便是运用类比推理提出的一个著名假说。

类比推理的结论是或然的。因为类比推理的可靠程度决定于已知共有属性与推出属性之间的联系程度。在客观世界中，二者之间的联系有的有规律性，有的没有规律性，所推出的结论，可靠程度就会有所不同。有的结论，通过实践而确立其真理性，有的依照实践而加以修改，有的则被推翻。如果已经确定了已知共有属性与推出属性之间的必然联系，人们就会应用演绎推理而不会再应用类比推理。

假说是根据已有的事实或知识，对未知的现象及其规律性作出假定并证明这个假定的思维过程。

医生看病，通过望、闻、问、切而提出初步诊断；在军事上，侦察员遇到新的情况，要作出种种推测，指挥员根据侦察来的情况，要提出一种或数种战斗方案；刑侦人员根据一定的线索，要提出破案的各种可能性；科学家在向自然和社会进军的过程中，常常要用新的理论去解释未知的现象以及它们之间的各种联系。上述种种推测、方案、猜想等，都称为假说。

自然科学研究无疑要大量用到假说，就是在社会科学研究中也时时运用假说。

列宁在1918年写的《预言》这篇短论中，评论了恩格斯在30多年前谈到的世界战争（即第一次世界大战）所说的一段话。列宁说：“这真是多么天才的预言！”“很多事情发生得同恩格斯所预料的‘一字不差’。”

恩格斯的预言如下：“对于普鲁士德意志来说，现在除了世界战争以外已经不可能有任何别的战争了。这会是一场具有空前规模和空前剧烈的世界战争。那时会有800万到1000万士兵彼此残杀，同时把欧洲都吃得干干净净，比任何时候的蝗虫群还要吃得厉害。30年战争所造成的大破坏集中在三四年里重演出来并遍及整个大陆；到处是饥荒、瘟疫，军队和人民群众因极端困苦而普遍野蛮化；我们在商业、工业和信贷方面的人造机构陷于无法收拾的混乱状态，其结局是普遍的破产；旧的国家及其世代相因的治国方略一齐崩溃，以致王冠成打地滚在街上无人拾取……”

形式逻辑不研究具体的假说，它只研究推理在假说中的应用。假说包含两个阶段，第一阶段是假说的提出，第二阶段是假说的证明。

神奇的预言是神话，科学的预言却是事实。假说的提出，并不是胡思乱想的结果，它以所掌握的事实和根据已有的科学知识为出发点。

牛顿说过：“我不做假说。”但他不顾这个声明而提出了很多假说。他的意思是说“我不做假说，但我要在事实的基础上提出假说”。当牛顿以自发唯物主义倾向研究自然现象时，提出了万有引力定律等著名的科学假说与理论；当人家问他行星为什么会运动时，他却错误地假定了上帝的第一推动力，走进了死胡同。

据说提出著名的星云假说的法国的拉普拉斯把他的《世界体系》一书送给拿破仑，事前有人告诉拿破仑说，这本书里根本没有提到上帝。拿破仑就对拉普拉斯说：“你写了这样一部大著作，却从来不提到世界体系的创造者。”拉普拉斯回答得好：“我用不着那个假设。”

在形成假说的过程中，我们还要运用一种推理或综合运用各种推理，进行推演，提出某个假说。

类比推理在假说的提出中占有特殊的地位。因为人的认识总是从个别开始的，人们发现了所研究的两个对象有某些相似点，就有可能去假定这两个对象在其他方面也有相似点，例如，关于动物细胞结构的假说最初也是通过类比推理提出来的。德国动物学家施旺和德国植物学家施莱登发现动植物都是由细胞组成的。后来，又发现植物细胞中有细胞核，于是类推动物的细胞也有细胞核。

归纳推理在假说的提出阶段也是用得较多的形式。例如，著名的哥德巴赫猜想就是不完全归纳的结果。

运用演绎推理来提出假说的情形较少见，因为它容易导致模式论。

在形成假说的过程中，除了运用逻辑方法以外，科学想象也起着重要作用。有人认为，只有诗人才需要幻想，这是没有理由的，甚至在数学上也是需要幻想的，甚至没有它就不可能发明微积分。

想象（幻想）是一种特殊的思维活动。在实践活动中，人的头脑不仅能感知过去和现在作用于他的事物，而且能创造出过去未曾遇到过的事物的形象，产生出现实中尚不存在的东西的观念。想象既有一定的事实依据，又有高度的抽象性。它是直觉的延伸。人一借助幻想来猜测对象的性质、特点和机理，思想便可能渗透到实验、观察所不能直接达到的深处和广处。

德国化学家凯库勒描述过自己发现苯的环状结构的想象过程：“事情进行得不顺利，我的心想着别的事了。我把坐椅转向炉边，进入半睡眠状态。原子在我眼前飞动：长长的队伍，变化多姿，靠近了，联结起来了，一个个扭动着，回转着，像蛇一样。看，那是什么？一条蛇咬住了自己的尾巴，在我眼前轻蔑地旋转。我如从电闪中惊醒，那晚我为这个假说的结果工作了整夜。”

我们一方面要看到类比推理在假说的提出阶段有着大量的应用，另一方面又要强调，类比推理的结论又是或然的，即不是从前提中必然推出的。

19世纪人们根据火星与地球有许多相似之处，推出火星上也有生命的结论，就被20世纪空间探测的结果所否定。又如，1845年法国天文学家勒维耶发现水星轨道近日点的进动现象在有的摄动影响都考虑进去以后，仍旧有无法解释的偏移，他根据以往从天王星轨道的摄动现象预言并发现了海王星的成功经验，将水星轨道的进动现象同天王星轨道的摄动现象进行了类比，认为这可能又是一个未知行星的摄动力作用的结果，于是，许多天文学家花费了几十年的时间，寻找这颗猜想中的行星，有人还热情地预先将它命名为火神星。但是，经过反复探测，人们发现它并不存在。直到爱因斯坦的广义相对论建立以后，人们才发现水星轨道的近日点的进动，原来是一种广义相对论效应。

要使假说成为科学的、正确的理论，必须通过实践和科学论证来确立假说的真实性。

在验证假说时，暂时假定所提出的假说是真实的，然后根据这一假说导出一批推断，接着再拿这些推断来同现实对照，看看推断结果是否符合实际。通常，如果实际上没有产生这些结果，则可以认为该假说是虚假的。有时候据假说推出的推断与实际不符，是由于提出假说的背景知识有缺陷，这时就要求修改背景知识，所以不能轻易以推断的假来否定假说。如果推出的结果愈多并且验证得愈多，那么假说的可靠性程度愈高，但是该假说仍没有得到逻辑上的证明，因为其逻辑形式是充分条件假言推理的肯定后件式，前提与结论没有必然联系。

验证假说的真实性比验证其虚假性要复杂得多。

当着假说涉及的现象能够直接通过实践加以观察时，如果假说与观察相符，那么假说就变为确实可靠的知识。

数学中的公理，形式逻辑中的基本规律以及具体科学和哲学中的带公理性质的基本原理，都是一些特殊性质的假说，对它们无法进行逻辑的论证，只能直接依赖实践的证明。

数学中的许多命题不可能由实践直接证明，当数学家从一些公理出发，通过演绎证明后，这些命题就成为定理。

在科学史上，有许多有生命力的假说，不仅能解释已经观察到的现象，而且还正确地预言新的没有观察到的现象，因此得到人们的承认。这时我们就不再称它们为假说，而称它们为定理。例如，根据元素周期律预言了一系列未知元素，当这些预言得到证实后，它就成为定律被人们接受。