第六章 直 觉
"真正可贵的因素是直觉"
定义与实例
直觉一词有几种略微不同的用法，所以一开始就必须指出：直觉用在这里是指对情况的一种突如其来的颖悟或理解，也就是人们在不自觉地想着某一题目时，虽不一定但却常常跃入意识的一种使问题得到澄清的思想。灵感、启示、和"预感"这些词也是用来形容这种现象的，但这几个词常常还有别的意思。当人们不自觉地想着某一题目时，戏剧性地出现的思想就是直觉最突出的例子。但是，在自觉的思考问题时突如其来的思想也是直觉。在刚刚得到资料时，这种直觉往往并不明显。很可能一切思想，包括在一般推理中构成渐进步骤的那些简单思想，都由直觉的作用产生。仅仅为了方便，我们在本章单独讨论那种更重要、更富有戏剧性的思想进程。
对于科学思维中直觉这一课题，做出了宝贵贡献的有：美国化学家普拉特（Platt）和贝克（Baker）[71]，法国数学家彭加勒（Henry Poincare）[72]和哈达马[50]，美国生理学家坎农（W.B.Cannon）[22]和心理学家华勒斯(Graham Wallas)。在写本章时，我自行援引了普拉特和贝克出色文章中的材料，他们两位用填写调查表的方式就这个题目调查了许多化学家。下述实例即引子他们搜集的材料。
"我摆脱了有关这个问题的一切思绪，快步走到街上，突然，在街上的一个地方--我至尽还能指出这个地方--一个想法仿佛从天而降，来到脑中，其清晰明确犹如有一个声音在大声喊叫。
"我决心放下工作，放下有关工作的一切思想。第二天，我在做一件性质完全不同的事情时，好象电光一闪，突然在头脑中出现了一个思想，这就是解决的办法......简单到使我奇怪怎么先前竟然没有想到。
"这个想法的出现使我大为震惊，我至尽还请清楚楚地记得当时的位置"[71] 。
"然后是几个月专注的思考，想要找出零散的观测现象那种另人不解的混乱究竟意味着什么。突然有一天如雷掣闪电，统统变地清晰明白......长时间耐心的研究之后突然诞生的概括，使我茅塞顿开，豁然开朗，这时的快乐是人生很少快事所能比拟的。"
德国大物理学家亥姆霍兹说："在对问题作了各方面的研究以后，......"巧妙的设想不废吹灰之力意外得到来，犹如灵感"。他发现这些思想不是出现在精神疲惫或是伏案工作的时候，而往往是在一夜酣睡之后的早上，或是当天气晴朗缓步攀登树木葱茏的小山时。
达尔文已经想到进化论的基本概念以后，一天，他正在阅读马尔萨斯（Thomas Rober Malthus）的人口论作为休息，这时，他突然想到：在生存竞争的条件下，有利的变异可能被保存下来，而不利的则被淘汰。他把这个想法记了下来，但还是一个重要问题未得解释，即由同一原种繁衍的机体在变异的过程中有趋异的倾向。这个问题他是在下述情况下解决的：
"我能记得路上的那个地方。当时我坐在马车里，突然想到了这个问题的答案，高兴极了。"
华莱士在一次病中阅读马尔萨斯"人口论"的时候，也独立的想到了可用适者生存的观念来部分解释进化论。马尔萨斯清晰的阐述了人类数量增长所受到的各种遏制，并提到那些被淘汰的是最不适于生存的弱者。这时华莱士想到在动物界中情况也是大体相同。
"摸摸糊糊地想着这种淘汰所意味着的巨大而不断的毁灭，我突然问道：'为什么有的死了，有的活下去？'答案很明白，一般来说，适者生存......然后，我突然闪过一念：这一自行作用的过程改进了了人种......适者生存。然后，突然我似乎看到了它的全部影响。"[89]
下面是梅契尼科夫自己叙述细胞吞噬作用这一设想的起源：
"一天，全家都去马戏团看几个大猩猩的特技表演。我独自留家在显微镜下观察一只透明星鱼幼虫游走细胞的寿命。忽然，一个新念头闪过脑际。我突然想到：这一类细胞能起到保护有机体不受侵袭的作用。我感到这一点意义十分重大，非常兴奋，在房中能够踱来踱去，甚至走到海边去归整思想"[62] 。
彭加勒讲到，在进行了一段时间紧张的数学研究以后，他到乡间去旅行，不再去想工作了。
"我的脚刚踏上刹车板，突然想到一种设想............，我用来定义富克斯（Fuchs）函数的变换方法同非欧几何的变换方法是一样的"[72] 。 有一次，在想不出一个问题时，他走到海边，然后 "想些完全不相干的事情。一天，在山岩上散步的时候，我突然想到，而且想地又是那样简洁、突然和直截了当：不定三元二次型的算术变换和非欧几何的变化方法完全一样。"
哈达马引用过数学家高斯（Karl F. Gauss）的一段经历。高斯写过关于他求证数年而未解的一个问题：
"终于在两天以前我成功了......象闪电一样，迷一样解开了。我自己也说不清楚是什么导线把我原先的知识和使我成功的东西连接了起来。"
直觉有时出现在睡眠之中，坎农说过一个突出了例子。阁拉茨大学药物学教授洛伊（Otto Loewi），一天夜里醒来，想到一个极好的设想。他拿过纸笔简单记了下来。翌晨醒来他知道昨天夜里产生了灵感，但使他惊愕万分的是：怎么也看不清自己做的笔记。他在实验室里整整坐了一天，面对着熟悉的仪器，就是想不起那个设想，也认不出自己的笔记。到晚上睡觉的时候，还是一无所得。但是到了夜间，他又一次醒了过来，还是同样的顿误，他高兴极了。这回，他仔细地记录下来，这才回去睡觉。
"次日他走进实验室，以生物学历史上少有的利落、简单、肯定的实验证明了神经搏动的化学媒介作用。他准备了两只蛙心，用盐水使其保持跳动。他刺激一只蛙心的迷走神经，使其停止跳动。然后他把浸泡过这只蛙心的盐水取出来浸泡第二只蛙心。洛伊满意地看到：盐水对第二只蛙心的作用，同刺激迷走神经对第一只蛙心的作用相同：搏动的肌肉停止了跳动。这就是世界各国对化学媒介作用进行大量实验的起源，化学媒介作用不仅存在于神经与他们影响的肌肉和腺体之间，而且也存在于神经单元本身之间"[22。]
坎农说他从青年时候就常常得助于突然的、预见不到的顿悟。他常常脑子里想的问题是睡觉，次晨醒来答案已是现成的了。下面一段说明了直觉的一种略微不同的用法。
"长期以来，我靠无意识的作用过程帮助我，已成习惯。例如，当我准备演讲的时候，我就先想好讲哪几点，写一个粗略的提纲。在这以后的几夜中，我常常会骤然醒来，涌入脑海的是与提纲有关的鲜明的例子、恰当的词句和新鲜的思想，以免被淡忘。这种作用对我来说又可靠又经常，我还以为人人都是如此。但事实证明不然"[22] 。
同样，我在写本书的时，常有随时出现的各种想法，有时出现在考虑本书的时候，有时亦在不考虑本书时。我把这些想法潦草地记录下来，过后再加整理。
上述例子应足以使读者理解我应用直觉一词的具体含义，并认识直觉在创造性思维中的重要性。
多数科学家熟悉直觉这种现象，但并非个个如此。在普拉特和贝克调查的人中，有百分之三十三的人说经常，百分之五十的人偶尔，百分之十七的人从未得力于直觉。从其他调查来看，我们知道有些人就他们本人所知，从未有过直觉，至少没有什么突出的直觉。上述观点有些可能是由于他们对自己头脑的作用过程考察不足所致。
上述例子可能给读者造成错觉，以为所有的直觉都是正确的，或至少是有用的。果真如此，那就违背前面所说有关假说和设想的一般情况。遗憾的是，直觉既然只是易犯错误的人脑的产物，因此，决不是永远正确的。根据普拉特和贝克的调查，百分之七的科学家报告说他们的直觉一贯正确，其余的人估计：有百分之十至百分之九十不等的直觉日后证明是正确的。即使如此，这也可能是个比实际情况更乐观的估计，因为成功的例子往往比失败的例子更容易被记住。几位著名的科学家曾说，他们的大部分直觉后来都证明是错的，现在也都忘了。
直觉的心理学
产生直觉最典型的例子是：对问题进行了一段时间专注的研究，伴之以对解决方法的渴求；放下工作或转而考虑其他；然后，一个想法戏剧性的突然到来，常常有一种肯定的感觉，人们经常为先前竟然不曾想到这个念头而感到狂喜或甚至惊奇。
这种现象的心理作用现仍未被充分理解。一般的，虽不是普遍的意见认为：直觉产生于头脑的下意识活动，这时，大脑也许已经不再自觉注意这个问题了，然而，却还在通过下意识活动思考它。
前一章指出：在我们不曾有意识地形成设想的时候，设想就直接跃入了自觉的思考。显然，这些设想起源于头脑的下意识活动。这些活动，当用于某一问题时，立即把与眼前这一特定问题有联系的各种看法连接起来，找到一种可能重要的配合后，就提交自觉的思考加以评定。在我们自觉思考时出现的直觉，只不过是比往常更引人注目的设想而已。但是，想要说明对某一问题不再进行自觉思考时产生的直觉，则要多费一些笔墨。很可能下意识的头脑仍在继续考虑这个问题，并突然找到了一种重要的配合。产生于自觉思考时的新设想，往往带来某种情感反应：人们感到高兴，并也许有点兴奋。也许，下意识的思考也能作出这种反应，其结果就是把设想送进自觉的思考。这仅是猜测而已，但无疑，一个问题是可以继续盘踞下意识头脑的，因为我们大家共有的经历表明，有时一个问题"潆回脑际"，情感是经常伴随直觉出现的。
一些设想进入意识并被捕捉，但是否可能有一些未能进入自觉的思考，或仅是出现在瞬间，转眼又消失了，就象谈话时想说但由于没有空隙而过后再也想不起的话一样？根据刚才简述的假说，与某一联想相联系的情感越强烈，设想进入意识的可能就越大。根据这一推断，人们可以预期：对解决问题抱强烈的愿望，并在科学事物上培养一种"鉴赏力"，这种做法会大有帮助。那些说自己从未有过直觉的科学家，是否在做出新设想时不感到高兴，或是否缺乏感情的敏感性，知道这点到是会很有意思的。
（一）摆脱争夺注意力的其他难题和烦恼。
（二）一段时间的休息有助于直觉的出现
因为当自觉的思考在不断活动或过分疲劳时，可能收不到下意识思考传送的信息。颇有几个人是卧病在床时作出了著名的论断。华莱士是在发疟疾时想到了进化论中自然选择的观点，爱因斯坦也说他有关时间空间饿深奥概括是在病床上想到的。坎农和彭加勒都说过躺在床上睡不着时产生了出色的设想。这也许是失眠的唯一好处。据说大工程师布林德利（James Brindley）每当遇到难题时，就一连几天睡大觉，直到解决为止。笛卡儿（Descartes）据说是早上睡在床上时作出他的发现的。卡恰尔也提到了早上睡醒以后平静的几个小时，歌德等好些人都认为这段时间最有利于新发现。司各特（Walter Scott）写信对朋友说：
"我的一生证明，睡醒和起床之间的半小时非常有助于发挥我创造性的任何工作。期待的想法，总是在我一睁眼的时候大量涌现。"
贝克认为：最理想的时间，是躺在澡盆中的时间；并提出：阿基米德之所以在沐浴时想到他著名的原理，是因为浴盆里条件最好，而不是因为他注意到了身体在水中的浮力。躺在床上或浴盆中之所以效果好，也许是由于完全不受其他干扰，还由于各种条件催人梦幻。还有人证明，悠闲，或从事轻松的活动，如在乡间散步，或在花园摸摸弄弄，作些琐碎的事，是很有好处的。杰克逊一贯劝说他的学生，在一天工作完毕以后，坐在一把舒适的椅子上，任思想围绕白天有趣的事物遐想，并随手写下产生的念头。
虽然，为了产生出色设想，科学家需要有思考的时间。暂时放下工作的好处，也许就在于能摆脱不利的、受条件限制的思考。精神高度集中地考虑一个问题，时间过久可能会造成思想堵塞，就象在竭力回忆一件从记忆中消失的事情时往往出现的情况。
华勒斯认为[99]，直觉总是出现在意识的边缘而不是中心。他认为应该花力气去捕捉直觉，密切注视出现在思想的激流和回浪中，而不是主流中的有价值的设想。
据说，有些人在直觉出现以前有某种预感。他们感到某种直觉性质的东西即将出现，但并不确切知道究竟是什么。华勒斯把这叫做"暗示"。这种奇怪的现象似乎并不普遍。
我的同事伯内特发现：他与多数人不同，多半在写作的时候，而不在休息的时候，产生直觉。我自己的体会是：连续数日集中研究一个问题以后，在我有意识放下工作时，这个问题仍不断进入脑中。不论是听演讲，参加社交晚会，听音乐或是看电影，我的思想都不断转向这个问题，然后，在自觉思考数分钟后，一个新的设想有时会出现。偶尔，在设想跃入意识数分钟后，很少或可能根本没有进行自觉的思考。直觉出现前那种短暂的自觉思考可能类似于华勒斯的"暗示"，很容易被错过或忘记。很多人谈论过音乐的有益影响，但关于这点并无一致意见。我发现不论是在看演出抑或是写作时，某些形式的音乐有助于直觉，但并非各种形式都如此。在感情上，音乐带给人的快感，近似于创造性思维活动带给人们的快感，而适当的音乐能帮助造成适合于创造性思维的情绪。
许多人在作出新发现或得到一种出色的知觉时，感受到巨大的感情刺激，这一点其它地方也提到了。这种感情的反应可能同对问题所付出的感情与思维活动两有关。与此同时由有关该问题的工作所引起的一切烦恼沮丧，也顿时烟消云散。在这方面读一读贝尔纳精辟的说明是很有趣的：
"那些没有瘦过未知物折磨的人，不知道什么是发现的快乐。"
情感上的敏感性或许是科学家应该具有的一种可贵品质。无论如何，一个伟大的科学家应该看作是一个创造性的艺术家，把他看成是一个仅仅按照逻辑规则和实验规章办事的人是非常错误的。有些科学研究技巧方面的大师也表现了其他方面的艺术才能，爱因斯坦是一个热心的音乐家，普朗克亦然。巴斯德和贝尔纳早年都分别显露了绘画和戏剧写作的相当才能。尼科尔说过一个有趣而奇怪的事实：古代秘鲁语用同一个词（hamavec）来表示诗人和发明家这两个概念。[63]
探索与捕获直觉的方法
把许多人认为有助于直觉产生的条件作一扼要总结并系统列出，对读者可能是有益的。
对问题和资料进行长时间的考虑，直至达到思想的饱和，这是最重要的前提。必须对问题抱有浓厚的兴趣，对问题的解决抱有强烈的愿望。要使头脑的下意识部分考虑这一问题，必须先连续数日自觉地思考这一问题。当然，头脑中思考的资料针对性越强，作出结论的可能性也越大。
摆脱分散注意力的其他问题或有兴趣的事，特别是有关私生活的烦恼，这是一项重要的条件。
普拉特和贝克在谈到这两项先决条件时说：
"即使你在上班时间把自觉的思考非常认真地用于工作，但如果对自己的工作沉迷不够，不能使思想一遇机会就下意识地去想它，或让一些更紧迫的问题挤了出去，那么，得到直觉的希望也是不大的。"
另一有利条件是不断中断之虞，并摆脱一切使人分心的因素，如室内的有趣对话或突然发出的大声。
（四）多数人发现:在紧张工作一段时间以后，悠游闲适和暂时放下工作的期间，更容易产生直觉。据有些人说：直觉最经常发生在从事不费脑力的轻松活动，诸如乡间漫步、沐浴、剃须、上下班的时候，或与因为这时思维不受干扰，不被中断，自觉的思考不很紧张不致压制下意识思想中产生的有趣想法。有些人觉得躺在床上的时候最有利，有些人有意在睡前回忆一遍问题，有些则在早上起身之前。有些人认为音乐具有有益的影响，但值得一提的是：认为自己受益于吸烟、和咖啡或饮酒者寥寥无几。一种乐观的精神状态可能是有帮助的。
（五）接触对思维活动有积极的促进作用：（1）与同事或与一个外行进行讨论；（2）写研究报告或做有关的演说；（3）阅读科学论文，包括与自己观点不同的论文。在阅读与本题无关的论文时，可吸收作为其技巧或原理之根据的概念，而这种概念可能会油然再现成为与自己工作有关的直觉。
（六）在讨论了有意识寻求直觉的思维方式以后，还留下一个重要的实际问题。人们都有这样的体会：新想法常常瞬息即逝，必须努力集中注意，牢记在心，方能捕获。一个普遍使用的好方法是养成随身携带纸笔的习惯，记下闪过脑际的有独到之见的念头。据说爱迪生（Thomas Edison）习惯于记下想到的几乎每一个意念，不管这个思想当时似乎多么微不足道。许多诗人和音乐家也用这个方法，如达芬奇（Leonardo da Vinci）的笔记就是在艺术中笔记妙用的范例。睡眠中出现的想法特别难于记忆，有些心理学家和科学家手边总带着纸笔，这对于捕捉出现在睡前醒后的意念也是有用的。在阅读、写作或进行其他不宜中断的脑力活动时，想法常常出现在意识的边缘。这些想法应立即草草记下，这样做不仅保存了这些想法，而且达到将他们"置于脑后"的目的，以免干扰主要的问题。要集中注意力，就不能让思想被停滞在意识边缘的想法所干扰。
（七）我已经提出了三种非常重要的不利因素：中断、烦恼以及分散注意力的其他兴趣。作好思想准备，使头脑高效率地思考问题，同时在意识的边缘持有大量有关的资料，做到这点需要时间。中断会破坏这种微妙的心理状态，破坏情绪。还有，脑力和体力的疲劳，工作过度（特别是在压力下工作），小的刺激以及确实起干扰作用的噪音，都能影响创造性逆境和精神紧张中做出的看法并不矛盾。在第十一章中，我主要指的是那些生活中根源极深的难题，这类难题往往驱使人们工作，以便逃避现实。而本章中我谈的则是日常生活中的直接问题。
科学鉴赏力
讨论"科学鉴赏力"的概念似以此处最宜。哈达马等人进行了有趣的观察，说：恰如文学鉴赏力和艺术鉴赏力的存在一样，也存在着一种科学鉴赏力[50]。戴尔谈到了"我们称之为本能判断的下意识推理"[27]，奥斯瓦尔德提及"科学本能"，有些人在这方面用"直觉"、"感觉"等词表示同样的意思，但以我之见不如称其为专业鉴赏力更正确。这也许与某些科学家所喜欢用的"个人判断"一词同义，但我认为"个人判断"还不如"鉴赏力"说明问题。也许更确切地说，鉴赏力是以个人判断为依据的东西。
也许最好把鉴赏力描述为美感或审美敏感性，其是否可靠，取决于个人。具有鉴赏力的人仅仅是感觉到某一方面的工作本身价值，值得深入研究，但也许并不知其所以然。感觉的可靠程度如何，完全取决于结果。科学鉴赏力的概念还可有另一种解释：善于发现具有发展前途的研究方向的人比别人更有远见，能看到研究工作可能产生的结果，因为他具有运用想象力遐思远望的习惯，而不把自己的思想局限于已有的知识和眼前的问题。他也许不能明确说出缘由，或形成具体的假说，因为他看到的也许只是模糊的暗示：一两个关键的问题会由此解决。
非科学性事务上的鉴赏力，表现在写作时的遣词造句。人们很少需要通过语法分析来检查语言是否正确，通常我们只是"感觉"到句子对不对。优美确切的英语，大半是自然产生，归功于我们通过遣词造句训练得来的鉴赏力的作用。在科学研究中，鉴赏力有以下几个方面的作用：选择有前途的研究题目；识别有希望的线索；产生直觉；在缺乏可供推理的事实时决定行动方案；舍弃必须修改的假说；并在未获决定性佐证时形成对新发现的看法。
虽然人们所具有的科学鉴赏力与其他方面的鉴赏力一样，程度可能各不相同，但是，也可以通过训练自己对科学的理解，如熟悉有关新发现作出的经过，来培养这种鉴赏力。与其他鉴赏力一样，科学鉴赏力只有在真正热爱科学的人们中间才能发现。我们的鉴赏力来自别人的经验、自己的经验和思想这三者全部的总和。
也许有些科学家觉得难以理解鉴赏力这样抽象的概念，有些人则认为不能接受，因为科学家的全部训练都是旨在使他消除工作中的主观因素。没有人反对在最大可能程度上排除主观因素对实验、观察和技术步骤干扰的这一原则。但在科学家的思想上，这样的原则能贯彻到什么程度还有待讨论。多数人不知道：常常自认为以推理为根据的许多观点，实际上只不过是合理化了的成见或主观动机而已。有相当部分的科学思维并无足够的可靠知识作为有效推理的依据，而势必只能主要凭借鉴赏力的作用来作出判断。在研究工作中，我们常常被迫对直接证据十分不足的问题采取行动。因此，与其欺骗自己，不如正视主观判断，并接受科学鉴赏力这一似乎有益的概念。我认为这样做是明智的。但是，接受这一概念并不等于说，在有充分的佐证足以作出客观推理的判断时，也采取鉴赏力来知道科学研究。我们决不能让"科学鉴赏力"这样的词语迷住研究，从而看不到一切主观思维所具有的危险。
提要
直觉此处意指突然跃入脑际的、能阐明问题的思想。直觉并非绝对正确。
最有利于产生直觉的条件如下：（1）必须以对问题的持续自觉思考来作思想上的准备。（2）使注意力分散的其他兴趣或烦恼有碍于直觉的产生。（3）多数人必须不受中断和干扰。（4）直觉经常出现在不研究问题的时候。（5）通过诸如讨论、批判的阅读或写作等与他人进行思想接触，对直觉有积极的促进作用。（6）直觉来无影去无踪，因此必须用笔记下。（7）除中断、烦恼和分散精力的其他兴趣外，不利影响还有：脑力和体力的疲劳；对问题的工作过度；琐事的刺激以及噪音的干扰。
在科学研究中，我们的思想和行动常常不得不受以科学鉴赏力为依据的个人判断的指导。
第七章 推 理
"新发现的作出应是一种奇遇，而不应是思维逻辑过程的结果。敏锐的、持续的思考之所以有必要，是因为它使我们始终沿着选定的道路前进，但并不一定会通向新发现。"--西奥博尔德。史密斯
推理的限度与危险
在论及科学研究中推理的作用之前，先讨论一下推理的局限性，可能会有益处。人们对这些问题的严重性往往估计不足，因为我们的科学概念得自教师和著作家，他们是按照逻辑上的安排，而很少是根据实际获得知识的方式来阐述科学的。
日常经验和历史都告诉我们，在生物学和医学中，推理的进展能超越事实而不误入歧途是极罕见的事。主宰中世纪的经院哲学和权威主义与科学格格不入，全然二致。文艺复兴时期，人们的观点有所变化：按照事物的本来面目去观察事物强烈愿望取代了那种事物应该并必须按照公认的观点（大多源于经典著作）而表现的信念，人类的知识再度有所发展。培根对科学的发展有很大的影响，我认为这主要是由于他证明了绝大多数的新发现是凭经验，而不是通过运用演绎逻辑作出的。1605年，他说、："人类主要凭借机遇或其它，而不是逻辑，创造了艺术和科学。" 1620年，他又说："现时的逻辑不方法仅有助于证实并确立那些建立在庸俗观念基础上的谬论，而与探求真理无补，因而弊多利少。"后来，法国哲学家笛卡尔使人们认识到推理能导致无穷的谬误。他的金科玉律是："除非其真实性显而易见、毋庸置疑，否则，决不可绝对赞同任何主张。"所有的儿童，其实我们甚至可以说所有的幼年脊椎动物，都发现了万有引力。然而，现代科学的全部知识竟然无法圆满地 "解释"这种现象。推理和逻辑作为一种方法，若没有有关的经验性知识，不仅不足以发现万有引力，而且，即使是古代希腊罗马时期使用的全部推理和逻辑，也未曾使得当时的智者正确地推断出有关万有引力的基本事实。
写作科学论文所普遍采用的方法主长了人们对逻辑学家观点的信赖。通常采用的那种逻辑上必然的提出结果方法，既不是按照时间先后，又不是详尽地说明实际研究的结果，因为这样做就常常会沉闷费解，而且从常理来看也浪费笔墨。奥尔伯特在他有关科学论文写作的书中，特别主张不写研究经过而按推理叙述。这里我们再次引用席勒的话，他采用激进的见解："科学家越推崇逻辑，他们推理的科学价值就越低，这样说是绝不过分的。......然而，使社会感到幸运的是：绝大多数科学家伟人幸而对逻辑传统概念一无所知。"[80]
他接着说，逻辑学是从规导希腊学校、集会以及法庭中的辩论而发展起来的。在那种地方，必须判断谁胜谁负，逻辑学即服务于此目的。但是，人们不应因逻辑学全然不适用于科学而感到诧异，因为逻辑学的目的本不在此。许多逻辑学家着重指出：逻辑学所关系的是正确性与确实性，与创造性思维完全无关。
席勒进而批评说：传统逻辑学不仅对作出新发现没有什么价值，而且，历史已经证明，在新发现公布以后，对于认识其确实性并保证其为公众接受也没有什么价值。确实，逻辑推理常常有碍于接受新的真理，伟大的发明家常受迫害的事实就证明了这一点。
"人类作出新发现之艰苦缓慢，以及对于在无准备或不希望它们发生的情况下而发生的那些最明显的事实视而不见，这种种当足以证明逻辑学家对新发现的解释有着严重的缺陷。"
席勒主要反对的是十九世纪下半叶某些逻辑学家阐述科学方法的观点。大多数研究科学方法的现代哲学家并不把作出新发现的艺术包括在科学方法内，他们以为这不属于他们研究的范畴。他们关心的是科学的哲学含义。
关于推理在科学知识发展中所起的不良作用，特罗特[94]也说了几句逆耳之言。他说：与经验法比较，不仅运用推理作出的新发现寥寥无几，而且科学的发展常因以推理为依据的错误教条而受阻碍。特别在医学方面，全凭推理为基础为基础的习惯做法往往流行了几十年或几百年，才有一个敢于独立思考的人提出疑问，而且在很多情况下他都证明这些做法害多益少。
逻辑学家将归纳推理（即从个别事例到一般原则，从事实到理论）和演绎推理（即从一般到个，将理论运用于具体事例）区分开来。进行归纳的时候，人们从观察得到的资料了发，加以概括，从而解释观察到的事物之间的关系。而在运用演绎推理时，人们从某一普遍法则出发，将其运用于具体事例。因而，演绎推理得出的结论是受原始前提制约的，原始前提如正确，结论也就正确。
由于演绎法是将一般原理推广应用于其它事例，就不可能导出新的概括，因而也不可能在科学上作出较大的进展。另一方面，归纳过程虽然可靠程度不够，却较富于创造性。其富于创造性是由于归纳过程是得出新理论的一种方法，而其可靠程度不足则是由于从搜集到的事实出发往往可以引出好几种可能的理论。由于其中有些是互相矛盾的，所以不可能全部正确，甚而可能全部都不正确。
在生物学中，由于每一种现象、每一个条件都非常复杂，人们对其认识又不够，所以前提是不明确的，因而使得推理不可靠。就推理而言，大自然往往太难以捉摸了。在数学、物理学和化学方面，基本前提建立得较为牢固，附随的条件可较严格地规定和控制。因而，推理对于这几门学科的发展起了更主要的作用。虽则如此，数学家彭加勒说："逻辑学与发现、发明没有关系。"普朗克和爱因斯坦也说过类似的观点（见58页和60页）。这里的问题是：通常，我们是凭直觉而不是凭机械地运用逻辑来作出归纳，而且，我们的思路经常受到个人判断的支配。另一方面，逻辑学家关心的不是思维作用的方式，而是逻辑上的系统阐述。
达尔文发现他的假说总不免要被舍弃或至少要大加修改，从这奇闻的经验中他懂得了：在生物科学方面，演绎推理是不能信赖的。他说：
"我必须从大量事实出发，而不是从原理出发，我总怀疑原理中有谬误。"[28]
由于很难给术语下确切的定义，由于前提很难做到准确而绝对无误，这就给在科学研究中运用推理造成了一个基本的困难。尤其是在生物学中，前提往往只在一定的条件下才成立。为了推理的审慎和思维的清晰，人们必须首先规定所用的术语，然而在生物学上，经常很难或甚至根本无法规定精确的定义。以"流行性感冒是由病毒引起的"一语为例。流行性感冒原为一种临床概念，即根临床症状规定的疾病。我们现在知道，由好几种不同的微生物引起的疾病都包括在医生所说的流行性感冒之列。而现在，病毒工作者更主张把流行性感冒称为由具备某些特征的病毒引起的疾病。但这样做只不过是把规定流感病毒也是很难规定准确定义的。
如果我们接受下述原则：即所谓推理仅是就其成立的可能性而言，则这种困难可在一定程度上得到解决。确实，生物学上的很多推理如称为猜测更为贴切。
我已经指出了科学中运用逻辑作用的某些限度；造成谬误的另一个常见的原因是不正确的推理，例如犯有某种逻辑上的错误。以为推理容易，无需训练或只要多加小心就行，这是自欺欺人之谈。下一节中要略述几项一般性注意事项，供在科学研究中运用推理时参考。
在研究中运用推理的注意事项
首先应检查推理出发的基础，这包括尽可能明确我们所用术语的含义并检查我们的前提。有些前提可能是已成可成立的事实或定律，但 有一些可能纯粹是假设。常常有必要暂时承认某些尚未确立的假定，但是在这中情况下，切不可忘记这些仅是假设而已。法拉第警告说，思维有 "依赖于假定"的倾向，一旦假定与其它知识符合，就容易忘记这个假定尚未得到证明。人们普遍认为：应把未得到证明的假定 保持在最底限度，并以选用假定最少假说为宜。（这叫尽量节省主义，或称奥卡姆剃刀[Occam's Razor]，是十四世纪威廉奥卡姆[William of Occam]所创。）
未经证实的假定常由"显然"、"当然"、"无疑"等词句引入，很容易潜入推理。我原以为：营养充足的动物比营养不良的动物平均寿命更长是一个比较可靠的假定。但是，在最近的实验中证实，食物受到限制，以至生长率低于正常生长率的老鼠，比食物不受任何限制的老鼠寿命要长得多。
对推理出发的基础有了明确的认识以后，在推理中，每前进一步都必须停下来想一想：一切可以想象到的选择是否都考虑到了。一般来说，每前进一步，不确定的程度亦即假想的程度也就越大。
绝不能把事实混同于对事实的解释，也就是说，必须区别资料与概括。事实就是所观察到的，关系到过去或现在的具体资料。举一个明显的例子：某种药物用于家兔时可使家兔致死，这也许是一个事实，但若要说这种药物对家兔有毒就不是事实的说明，而是通过归纳作出的概括或定律。英语中，从用过去时改用现在时，往往意味着从事实跨入了归纳。这是一个经常要采用的步骤，但这样做的时候必须十分清醒和自觉。对结果的解决方式也有可能造成混乱：严格地说，实验中出现的事实只能通过确切说明其经过来加以描述。往往在描述实施时，我们将结果解释成别的东西，而这时或许还不意识到自己已经离开了对事实的说明。
在科学研究中我们始终面临的一个困难：我们不但要为过去和现在作证明，科学若要有价值，就必须预言未来。我们必须根据过出的实验和观察所的的资料进行推理，并要为未来作出安排。 这就给生物学造成了特殊的困难，因为由于知识的不足，我们=很难肯定将来的变化了的 环境不会对结果发生影响。以对一种疾病的一种新疫苗的实验为例。这一疫苗可在几个实验中都证明有效。在1943---1945年美国大规模的实验中起到很好的预防作用 的 流感疫苗，在1947年流感再次流行时却无效。从逻辑学的角度来看，我们根据资料，运用归纳，推理，得了概括（如：疫苗有效）。然后，到了将来，我们想要预防疾病时，就用演绎法把得到的慨括应用于保护某一些人不受感染这一具体实际的问题上去。推理的难点自然是归纳。逻辑学在此帮不了忙。在搜集到广泛的资料足以使归纳有广泛的基础之前，我们只能避免去作慨括，并把以任何以归纳作依据作出的结论看成是实验性的，或者用俗话说就是不要轻易下结论。在有资料得出结论是统计学帮助我们保证结论有一定的可靠程度，但即使是统计学的结论，也只有在用于已经出现的现象时，才是严格有效的。
慨括是永远无法证实的，我们只能通过考察由慨括得出的判断是否符合从实验和观察得到的事实，来检验慨括。如果结果与检验的不同，则假说或慨括可被推翻。但符合预料的结果并不能证明慨括正确，因为 在慨括不正确的情况下，由此得出的推断也有可能正确。本身是正确的推断可能根据显然谬误的慨括作出。例如远不荒谬的概括作出。例如远避邪崇附身的病人就能不患鼠疫这一推断的正取，并不能证明鼠疫是邪崇所致这一假说的正取。在严格的逻辑学中，慨括是永远不能得到证实的，有待无限期的验证。但是，如果无法证明某一概阔不正确，特别是如果这个概括符合更为广义的理论概念的话，则该概括即在实践中被接受。
如果科学的逻辑证明：我们自己在进行概括时必须谨慎小心，那么出于同样的理由，对于任何概括我们都不能过于信任，即使普遍接受的理论或定律也是如此。牛顿并不把他所陈述的定律视为最终的真理，但也许他的多数追随者却是这样看的，直至爱因斯坦才证明牛顿的审慎是很有道理的。在一些重要性稍逊与此的问题上，一些普遍接受的观念最终被取代的现象更是屡见不鲜。
因此，科学家绝不能容许自己的思想固定不变，不仅自己的见解不能固定不变而且对待当时流行观点的态度也不能不变。史密斯说：
"归根结底，科学研究是对现今思想和行动所依据的学说及原理不断检验的一种思维活动，从而对现存的做法是抱批评态度的。"[85]
任何公认的观念或"确立的原则"，一旦不符合观察到的现象，都不能被视为毋庸置疑。贝尔纳写道：
"我们不能仅仅根据某一设想不符合一种盛行理论的逻辑演绎而予以舍弃。"
许多伟大的发现都是由于全然不顾的信念来设计实验而做出的。很明显，是达尔文首先运用"蠢人实验"一词，来指这类为多数人所不屑一试而他自己则常做的实验。
从事别的行业的许多人，可以任凭自己抱有固定的观念和成见，以便考虑问题时可以少伤脑筋，而且，对我们大家来说，在日常生活的许多问题上持有一致见解，也是实际所需。但是科学研究工作者在科学上必须力图保持头脑的适应性，避免抱一成不变的观点。我们必须力图保持头脑富有接受能力，力图公正客观的审度别人的建议，搜寻赞成的和反对的两种观点。我们当然必须报批评的态度，但也要警惕，勿让不自觉的反应使自己只看到反对的观点，从而舍弃了某些设想。人们特容易拒抗那些不符合自己看法的观点。
科学家应该养成一种好习惯，决不依赖以推理为唯一依据的设想。正如特罗特所说，这类设想出现在头脑中往往显得明显、肯定，容易使人放松警惕。有些人认为除运用数学符号的推理外，根本不存在推理。实际上，一切推理都受感觉、偏见和过去经历的影响，尽管这种影响常常是下意识的。特罗特写道：
"公正的有才识之士、开放的思想家、没有偏见的观察家，在确切的意义上，仅仅存在于智力活动的传说之中。甚至接近这种境界的状态，若不付出一种我们大多数人不可能或不愿意付出的道义力量和感情力量，亦是无法达到的。"
心理学家所熟知的一种思维技巧是"合理化"，即用推理的证据为某种观点论证，这种观点在现实中由先入之见在下意识中形成，而头脑的下意识部分则为私利、感情用事的考虑、本能、偏见和其他通常本人并不察觉或甚至对自己也不承认的类似因素所支配。乔治也做了类似的警告，让人们切勿相信这样的观点：以为大自然的事物应该符合一定的格式或标准，并把一切例外情况看成是不正常的。他说，在科学研究中没有这种"应该-必须作用"的位置，将其全盘舍弃方是为科学奠下基石。他认为，在认识到"应该-必须"思维方法的弊病前去考虑实验的技巧是为时过早的。
有人说科学家应该对自己的工作抱淡漠态度。我不敢苟同，我以为研究人员应有足够的自制能力，来公允的评断与自己热切希望的结果不符的佐证，而不是试图取淡漠态度。我们应该承认并正视愿望可能影响推理这一危险。同时，不让自己享受衷心信仰自己设想的乐趣也是不明智的，因为这样做就破坏了科学的一个主要推动因素。
区分内插法和外推法是十分重要的。内插法是在一系列已确立的事实间填补空白。人们在图表上把点连成曲线时使用的是内插法。外推是根据同一趋势延续下去的假设延拓到一组观测之外。只要有足够的数据做证据，在大多数情况下是允许使用内插法的；但使用外推法则危险要大的多。理论如果明显越出已经实验的范畴，就往往把我们引入歧路。外推法的作用颇近于蕴涵法，外推法在提出建议时是有用的。
将可以得到的全部情报资料写成一篇报告，对弄清问题很有帮助。在开始着手研究或者遇到困难以及研究将近结束时，这样做都是有益的。同时，在研究工作开始的时候，明确的列出几个需要解答的问题，是很好的做法。确切的陈述问题有时就是向解决问题迈出了一大步。系统的排列资料常能显露推理中的缺陷，或揭示未曾想到的思路。最初因似乎"明显"而接受下来的假定和结论，一旦被明确的列出，并受到批判的考察后，甚至可能变的不能成立。某些研究机构定为制度要求全体研究人员每季度报告一次已完成的工作和计划中的工作。这不仅有利于领导人员了解工作进展情况，而且对研究人员本身也是有益的。有些领导人更愿意工作人员作口头报告，他们认为口头报告更有助于工作人员"明确自己的设想"。-----自己的看法
细心、正确的使用语言对明确思想是有利的帮助，因为要精确表达自己的意思就必须从思想上明确自己的意思。我们是用语言进行推理的，而写作则是思想的表现。写作的训练和培养也许是推理方面的最好训练。奥尔伯特说：草率的写作反应了草率的思想，而含混的写作则往往混淆思想。科学报告的主要要求是力求清晰、精确，使每个句子准确贴切，不容造成误解。含义不确切的词句则当避免使用，因为人们一旦给某物命名以后，就立刻产生问题已经澄清的感觉，而实际上往往适得其反。"掩盖无知的语言外衣，往往是阻碍进步的服饰。"[91]
推理在研究中的作用
虽然新发现大多来自意想不到的实验结果或观测现象或者来自直觉，而很少直接从逻辑思维产生，但是，推理在科学研究的其他许多方面还是起重要作用的，而且是我们大多数行动的指南。在形成假说时，在判断由想象或直觉而猜出的设想是否正确时，在部署实验并决定做何种观察时，在评定佐证的价值并解释新的事实时，在做出概括时以及最后在找出新发现的拓广和应用时，推理都是主要的手段。
研究工作中，发现与求证的方法和功能之不同，恰如法庭上侦探和法官之不同。研究人员追踪线索时，起的是侦探的作用，但是一旦抓到了实据，他就变成了法官，根据以逻辑方法安排的佐证来审理案件。两种职能都是必要的，不过作用是不同的。
观察和机遇，亦即经验，在生物学"事实性"的发现中，有非常重要的作用。但是，一般来说，由观察或实验获得的事实，仅仅在我们运用推理将其结合到知识的总体中去时，才具有重要意义。达尔文说：
"科学就是整理事实，以便从中得出普遍的规律或结论。"[28]
在研究中仅仅搜集事实是不够的；解释事实，并看到其重要性和必然结果，常常能使我们深入一大步。沃尔什（F. M. R. Walshe）认为，与做出新发现同样重要的是：如何对待自己的新发现以及人家的新发现[100]。我们的头脑需要有一个合理的、逻辑贯通的知识总体，以便有助于保存和运用资料。杰克逊说"
"我们具备大量的事实，但是，随着事实的积聚，必须将它们组织整理，上升为更深高的知识；我们需要的是概括，是为某一理论提出的假说。"
认识到一个新的普遍原则才是科学研究的终结。
由所谓的机遇观察，又意想不到的实验结果，或者由直觉得出的新发现，比由纯推理性的实验取得的进展更富有戏剧性，更引人注目。在推理性的实验中，每一步都是前一步推理的结果，因而，新发现是逐步展现的。因此，按照这种不那么引人注目的作用过程所取得的进展，可能比本书其他章节所述的那种进展要多的多。此外，正如津泽所说：
"将较次要的发现和精确观测到的各种细节逐渐积累起来，这种准备工作......对于推动科学发展有着重要意义。其重要性绝不亚于由于天才的远见，定期把支离破碎的观察现象联系起来使之成为原理和定律，对科学发展所起的推动作用。"[108]
通常，当人们追溯某一新发现的起源时，就会发现这是一个比人们想象更要大的渐进过程。
在营养学研究方面，各种维生素的存在，在很多情况下是凭借经验发现的，但是在这以后，有关维生素知识的进展则是靠推理了。在化学疗法研究方面，通常，继最初的经验性发现开辟了新田地以后，便由推理性实验作出一系列改进，例如：磺胺是我们发现的具有抑制细菌性能的第一种化合物，继发现磺胺疗效以后，以相继用推理性实验制成了磺胺噻唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺胍等。
如我们在附录中所述：弗莱有从一次偶然观察到的现象出发，发现了棒麯霉素能产生一种具有抑菌效能而无毒性的物质。但是他未能深入下去制成一种化学物质，研究就此中断。自十九世纪七十年代至本世纪初期，有几十篇文章报告发现了由细菌和真菌产生的抗菌物质[43]。甚至青霉素本身也早在弗莱明或弗洛里之前就已发现[114]。许多报告的著者不但取得了很好的效果[43]。但所有这些经验性的发现都未产生重要影响。最后，弗洛里有意识、有计划、有步骤地研究这个问题，制成了比较纯净稳定的青霉素，至此方证实其巨大的治疗价值。情况经常是如此：最初的发现，犹如取自矿山的原矿石，在未经提炼、充分发展之前，价值是很小的。提炼发展的过程不那么引人注目而更多是推理性的，通常在科学研究中的作用，与其说是开拓知识的新疆界，不如说是发展开拓者发现的成果。
还有一种推理有待一提，即用类比法推理，这在科学思维中有着重要的作用。类比是指事物关系之间的相似，而不是指事物本身之间的相似。如果发现A与B之间的关系在某一点类似X与Y之间的关系，并且知道A在其它几个方面同B有联系，则可在X和Y之间寻找类似的联系。类比法在提出线索或假说，以及帮助理解无法看到的现象和情况方面，有着十分可贵的作用。类比法在科学思维和语言中是经常运用的但也必须牢记：类比法也常使人误入迷途，另外，用类比法当然是无法作出任何证明的。
也许此处应该提一下，现代自然科学哲学家避免使用因果的概念。目前流行的观点是：科学理论旨在描述事件之间的联系，而不把这种关系解释为因果关系。原因这个概念，含有内在必然性的意思，造成了哲学上的困难。而且，在理论物理学上最好舍弃这一概念，因为已经不再需要阐明因果之间的关系了。因此，从这个观点出发，科学仅仅限于描述"如何"，而不描述"为何"。
这种观点特别是在理论物理学方面得到了发展。在生物学方面，我们在实际中仍然应用因果的概念，但是，当说到某一事件的这个或那个原因时，实际上是把复杂的情况过于简单化了。产生某一事件的原因很多，但是在实际中我们总是把那些始终存在或为人熟知的因素加以忽略或认为是理所当然的，而只是挑选出一个不同寻常，或由于特殊理由引人注意的因素作为该原因。一场鼠疫突然蔓延的原因，在细菌学家看来可能是病人血液中见到的微生物，在昆虫学家看来是携带微生物传播疾病的跳蚤，在流行病专家看来则是从船上流窜上岸，并把传染病带到港口的老鼠。
提 要
推理不能导致新发现。推理在研究工作中的作用不是作出事实性或者理论性的发现，而是证实、解释并发展它们，并形成一个普遍的理论体系。绝大多数的生物学"事实"和理论仅在一定条件下成立，而限于我们知识的不完备，我们至多只能根据可能发生和有可能发生的概率进行推理。
