科学发现的机遇

1、摘要意外事件导致科学发现称为机遇。机遇分为同向、类向、异向和背向四种类型，认为截获它们具有一定的主客观条件。但机遇是人无知的表现，它是科学预测外产生的；这不是说机遇可坐待而得，它只垂青于科学劳动者里身于某种实践而又有准备的头脑。因此， 增加产生机遇的几率是可能的。机遇为科学研究提供契机，任何科学发现都不同程度地包含着机遇因素。科学研究的任务就在于通过这些偶然发现，去揭示其内部的必然性，从中作出科学结论。机遇在科学发明中有着不可忽视的作用。本文将从如何认识机遇及机遇的本质，从方法论角度作分析。在科学发现和发明中，机遇有着不可忽视的作用。它的出现依赖于科学主体对科学问题的理解程度和对自身内部信息整

2、理的系统化，同时也取决于科学主体自身的认识能力， 如：逻辑能力、 想象力、敏锐度及直觉等。但从其本质上看，机遇是客观事物的异常现象或意外变化与认识主体的主观能动性的统一，二者统一的基础是主体的科学实践。 关键词：机遇；科学；偶然性；必然性 引言科学发现(包括科学发明) 中存在着大量的机遇现象， 这是人所共知的事实。在科学方法论中，必须研究科学发现的机遇，这不仅已为人们所认可，而且还做了许多研究工作， 并在许多方面取得了进展。但是，到底什么是科学发现的机遇，认识它在方法论上的意义何在，机遇有哪些类型，机遇导致科学发现的条件是什么，怎样截获机遇？能不能创造机遇等等，无论在理论上或在实践上，仍有进一

3、步研讨的必要杨敏才, 李光. 论科学发现的机遇J. 哲学研究, 1983, 9: 001.。科学发现的机遇， 指的是在科学实践中， 导致科学发现的意外事件(以下简称机遇) 。因此， 机遇是相对于科研计划或科学预测而言的。科学预测(以下简称预测) 与机遇， 是科学实践中一对认识论的范畴， 是必然性与偶然性的一种具体表现形式。它与自然界存在的必然性与偶然性有共性， 但亦有特殊性。预测可以反映认识的必然性， 但往往不能完全反映这种必然性。其所以如此， 一种情况是受科学实践水平的限制， 这在当时是不能克服的， 但以后在一定的条件下可以转化。另一种情况， 则是由于科学劳动者主观因素的局限， 因而在当时已

4、经具备条件可以克服、可以转化。由此可见， 预测与机遇在这里是一对历史的、流动的认识辩证法的范畴冯秀芳, 戴世强. 浅谈机遇与科学发现-由有心栽花花不发, 无心插柳柳成荫想开去J. 太原理工大学学报, 2006, 36(6): 686-689.。1科学发展机遇的类型学发现的意外事件。从个别到特殊、再到个别。一般是认识事物的一个普遍规律。认为机遇有4 个基本类型杨敏光, 李光. 科学发现机遇的类型J. 医学与哲学 (人文社会医学版), 1984, 6: 024. 。1.1同向机遇同向机遇这类机遇与预测的研究方向根本上一致， 但由于种种原因， 对具体进程不可能傲到每一步都清楚， 因此科学发现中往往出

5、现机遇。这种机遇是在科学发现的既定方向上起作用的。达尔文创立进化论学说就是此类机遇。1.2类向机遇这类机遇与预测的生成领域及其研究方向偏离，它一方面包含有部分预测，另一方面又具有未预测的科学产物。1.3异向机遇这类机遇与科学预测的发展毫不相干，但其本身的性质并不与科学预测相悖逆。1.4背向机遇这类机遇虽在预测生成的科学研究领域之内，但结果却与预测相反。如国美的戴维森关于电子波的发现，在实验上证明了粒子存在波动现象，是物理学上重大发现，然而，他们的发现确实背向机遇的 周秋蓉. 机遇与科学发现J. 重庆师范学院学报 (自然科学版), 1993, 3: 001.。2偶然的机遇蕴含必然也许有人会觉得这

6、些做出科学发现的科学工作者的运气太好； 诚然， 机遇无疑是存在的， 但是在感慨他们幸运的同时我们应该清醒地认识到这种偶然事件所致重大发现中蕴含的必然性。正如贝弗里奇所说：巴斯德的名言道出了事情的真谛：在观察的领域中， 机遇只偏爱那种有准备的头脑。真正起作用的是对机遇观察的解释。机遇只起提供机会的作用， 必须由科学家去认出机会， 抓住不放奥托格拉塞尔. 伦琴 M . 北京: 原子能出版社, 1980. 。2.1对意外情况的敏感性。首先，一个成功的科学工作者应该对每一意外事件或观测现象予以注意，并对那些在他看来大有希望者进行研究。对意外的情况缺乏敏感性都会在不知不觉中放过偶然的机会， 与机遇女神擦

7、肩而过 郭安. 科学发现中机遇的认识论分析J. 中国人民大学学报, 1992, 6: 8-13.。克鲁克斯、古斯比德错失了发现X 射线的良机就是很好的例证。格雷格说得好：人们猜想：对大自然最细微的溢出常轨举动十分注意， 并从中得益， 这种罕见的才能是否就是最优秀研究头脑的奥秘， 是否就是为什么有些人能出色地利用表面上微不足道的偶然事件而取得显著成果的奥秘。这种注意的背后则是始终不懈的敏感性冯秀芳, 戴世强. 浅谈机遇与科学发现-由有心栽花花不发, 无心插柳柳成荫想开去J. 太原理工大学学报, 2006, 36(6): 686-689. 。2.2科学诚意。其次，这里所说的科学的诚意是指做出科学发

8、现过程中所需要的实事求是的科学态度， 坚忍不拔、努力探索的科学精神。从上面的例子我们可以看到罗素观察到孤立波的现象后， 在他的后半生专门从事孤立波的研究， 并且花了大量的时间在自己的实验室重现了这一美丽而又独特的水波后， 才在他观察到孤立波十年后提交了关于孤立波的论文。伦琴在观察到来自放电管的情况不明的发射现象后， 接连几个星期都在紧张地工作、做实验，希望能确定这种射线的性质， 甚至吃睡都不离开实验室。冯卡门亦是如此，就像他所说的，我相信，当你头脑里有一个科学问题急于解决时，就会象妇女照料自己的孩子一样，没日没夜地干下去，在解决问题的思路理清之前，决不肯从座椅上站起来。正是凭着这种不达目的决不

9、罢休的劲头，最后他们都成功地为科学史上增添了灿烂的一笔4。2.3深厚的知识基础。最后，任何一项科学发现都不是科学家凭空想象得出的，都必须以一定的相关知识做基础。一个没有足够准备知识的人搞科学研究就像一个不会爬树又没有工具的人， 只能眼睁睁看着果子高悬枝头，却无法摘到它。罗素在研究孤立波的时候，他早已是是个水利工程师了，不仅具备了相当的流体力学知识， 而且有很好的试验能力，这些都是研究和重现孤立波所需要的必要条件 宋边轩. 科学发现与机遇J. 科技文萃, 1995, 2: 067.。伦琴在发现X 射线时是弗赖堡大学的物理学教授，并且已经在自己的学术领域发表17篇高质量的论文。冯卡门在上大学时就发

10、现自己更热衷于科学理论和逻辑思维方面的问题，他非常喜欢读书，很少参加社会活动。当他得到匈牙利科学院的留德奖学金后来到哥廷根大学留学，那里自由民主的学术气氛、风格迥异的大师如普朗特( LPrandt l， 1875- 1953) 、希尔伯特( Dhilbert ，1862 - 1943) 、克莱因( Fklein, 1848-1925) 都深深地影响了他，为他以后的成就奠定了深厚的基础。由上看到只有自身的条件积累到足够的程度才能有科学发现的可能性， 因为科学来不得半点虚假。所以有心栽花时所花费的功夫全然在插柳时得到了体现， 如果不是栽花练就的本领，又怎能获得柳成荫的丰硕成果呢？所以看似是无心的插

11、柳， 其实用的是之前栽花时所用的心啊4。3机遇在科学发展中的作用从科学开始萌芽起， 机遇就多少有效地促进了科学的形成和发展。s 布特勒在17 世纪指出：世上所有的发明， 一开始并不是凭借理性， 亦非由于智慧， 而是那些幸运的人在误解或失察中偶然碰到的。事实上， 确卖有许多科学发现得力于机遇， 许多科学家也非常重视机遇的作用。他们在自述或论著中阐明了自己的观点。巴甫洛夫认为：“ 科学研究的未来总是难测， 总是充满意外事情。” L鲍林强调：“真正的研究是碰运气的。M玻恩指出：“ 科学永远充满了意外的事， 充满了预想不到的实验结果” ，由于存在所谓“遵循规律的意外事件” ，应该“允许机遇进入精密科学

12、的王国”。E柯尼施感叹机遇的重要性是不可思议的， 机遇是创造力必不可少的要素。P艾利希认为成功的研究所必要的条件只是4 个G ，即德文的geist 、geld 、geduld 和gluck，其意思是想象、金钱、耐心和幸运。对于艾利希来说，这无疑是肺腑之言，因为他本人用核酸法染色结核杆菌就曾得力于机遇。当时，他将一些配剂搁在炉子上就外出了，有人无意中点着了炉子，而炉温正好合适，使蜡衣的细菌着色。艾利希把握了机遇，完成了科学发现。R柯赫曾对机遇促成艾利希的发现大发感概。1987 年诺贝尔生理学或医学奖获得者利根川认为：天资和勤奋对一个科学家来说是重要的，但他毫不怀疑机遇的重要性李光. 再论科学发现

13、的机遇J. 社会科学, 1988, 11: 017.。3.1机遇能够有效地加速科学发现进程机遇有助科学发现的重要作用， 首先在于它作为可能性与现实性的联系纽带之一， 能够直接或间接地加速科学发现的进程。对于科学家或科学发现来说， 机遇的这种作用有时甚至是决定性的1974年， 美籍华裔物理学家丁肇中与B里奇特几乎在同时发现了同一粒子J 加粒子( 丁肇中命名为J粒子，里奇特命名为冲粒子) 。1976 年， 他们因此科学建树平分诺贝尔物理学奖金。恩格斯曾指出：“如果偶然性，不起任何作用的话， 那末世界历史就会带有非常神秘的性质。发展的加速和迟缓在很大程度上是取决于这些偶然性的。” 可见偶然性不仅能把

14、可能性和现实性联系在一起， 而且能够加速必然性的反映过程， 机遇在科学发现中作用亦如此。3.2 .机遇能够直接导致科学发现成果科学发现的成果一般可分为观察成果、实验成果和理论成果。机遇能够加速获得这些成果的过程，也能够直接导致这些成果。1181年，法国化学家B库尔特瓦进行实验时，一只猫碰翻了盛装硫酸的玻璃瓶，而硫酸正好倒进提取氯化钾以后的母液中，发生化学反应。母液中冉冉升起一股紫色蒸汽，带有难闻的刺激气味，并逐渐凝结生成紫黑色、有金属光泽的晶体。经库尔特瓦测定，这种猫助发现的晶体是一种新的化学元素。18 13 年著名化学家盖 吕萨克将其命名为碘。3.3 .机遇能够为科学发现定向开路如果说机遇导

15、致科学发现成果的作用是战术上的，那么机遇为科学发现定向开路的作用则是战略上的。诉诸科学史实，许多科学家由于机遇进行追踪决策，进行新的研究抉择， 通过研究方向的转移而导致科学发现，或者极大地推动了科学进步，或者开辟了新的研究领域。芬兰病毒学家K 康坦尔是干扰素奥秘的探索者之一，他原来却是研究腮腺炎病毒的。在20多年前的一次腮腺炎病毒培养试验中，他发现病毒繁殖不起来，且找不到原因。这种出乎意外的实验现象， 想不到竟成为他科学事业的重要转折点。机遇促使他很快从腮腺炎病毒研究转到对干扰素的探索，并为把干扰素更多地用于临床试验作出了重要贡献。康坦尔在回顾自己的成功之路时指出：正是那次偶然事件使我对干扰素

16、发生了兴趣，并能有所科学建树。在这种意义上，我们能够看到机遇对科学发现的定向开路作用，并可以理解著名科学家H 彭加勒所说：机遇所提供的只是逻辑起点，而不是现成答案。结论总之，对机遇的认识、利用和捕捉，要坚持辩证唯物主义的态度，既不能完全否认，也不能盲目崇拜。完全否认机遇，易错失良机，把科学史上由于机遇获得的成果，误认为是资产阶级的唯心主义编造出来的，来个不承认主义，比如，过去苏联的李森科甚至曾提出：“ 偶然性是科学的敌人” 。而盲目崇拜机遇，又会助长科学研究中的侥幸心理，放松在艰辛道路上的探索。一些书上曾片面宣传过什么牛顿睡在草坪上看见苹果落地，从而发现万有引力；门捷列夫玩纸牌而发现了周期律等

17、。似乎这些重大成就， 皆出于偶然机遇， 完全是碰运气的结果。显然对待机遇的这两种观点都是片面的。正确的态度：在科学研究中，既要坚持明确的目的性，又要重视意外性；既不要夸大机遇的作用，又不放过机遇。那种采取“守株待兔” 的态度， 把精力完全放在侥幸之上的人，是永远不会取得成功的。只有勤奋终身，具有精湛专业知识、知识渊博、又有远见卓识、勤于思索、经验丰富、思想活跃、具有创新精神的科学家，才有可能发现和捕捉有重大意义的机遇，导致科学上的重大发现。恩格斯曾经指出：“在表面上是偶然性在起作用的地方， 这种偶然性始终是受内部的隐蔽着的规律支配的， 而间题只是在于发现这些规律(马克忍恩格斯选集第4 卷， 第243 页)。从唯物辩证法的高度研究科学发现中的偶然性， 就是要探讨、发现机遇导致科学发现的规律， 随着这种研究的深入进行， 必将大大丰富科学方法论的内容，也势必给科学发现带来深远的形响。J弗兰兹认为：科学研究与其说是科学倒不如说是艺术。尽管我们确认机遇是客观的，但要成功的辨识、截获机遇，并通过追踪决策对科学发现产生作用，还需要科学家强烈的主体意识和创造精神，特别需要他们的研究个性和特殊才能。