第六节 在实验推理上，实验者与观察者分不开

凡是想了解实验方法全部原理的学者，应当完成两种条件，并具备两种精神特性，这是达到他的目的和发现真理必不可少的。首先学者必须具有一种听从事实检验的观念，但是同时他必须深信那些作为出发点的或检验他的观念的事实是正确的，而且完全可靠，所以他本人必须既是观察者，又是实验者。

我们已经说过，“观察者”只是单纯察看在他眼前出现的现象。除了防止观察上的错误，即足以使他观察不全面或者错误地确定一种现象以外，他别无它顾。为了达到这种目的，他运用各种仪器以求观察全面周密。观察者应当是现象的摄影师，他的观察应当如实反映自然。他应当毫无成见地进行观察；观察者的精神应当处于消极地位，也就是说他应当沉默不语，他听取自然，依据自然界的叙述而听写。

但是，一旦事实已经认清，现象已经正确观察，一种观念随即产生，推理活动方才开始，于是解释现象的实验者应运而生。

正如我们已经知道的那样，“实验者”是一种根据已观察到的现象，或多或少作事先解释的人，他进行实验是为了按他预料的逻辑顺序，从实验中提供一个用于检验假没或预见的结果。为此，实验者思考、试验、摸索、比较和综合，以求找到最合适的实验条件，达到他为自己确定的目的，必须要有预见地进行实验。实验者的精神应当是积极的，也就是说，他应当盘问自然，并且按照事实启发后的各种假设向自然提出各方面的问题。

但是，一旦实验的条件已经依照预定观念或思想上的预见确立并实现了以后，如我们已经说过的，这结果就成为一种“促成的或预见的观察。”由此产生由实验者决定的现象，可是首先应当察看，以便以后了解怎样检验，才能从中相对地提出产生现象的实验观念。

然而，一旦实验的结果显露出来，实验者就面对着一种真正的由他促成的观察，并且应当像对待所有的观察一样察看，而不加任何成见。因此，这时候实验者应当消失，或者说，他应当立刻改作观察者。只有在他察看了像普通的观察一样的实验结果以后，他的精神才开始推理，比较和判断，看他的实验假设是否由这些同样的结果证实或否定。如果继续前面所说的比喻，我可以说，实验者向自然提出问题，可是，只要自然一开口，他就应当沉默，他应当注意它的答案，一直聆听到底，而且在任何情况下，都听凭自然决定。从前有人说过，实验者应当强迫自然露出本来面目。不错，实验者盘问自然，从各方面向它提出难题，强迫它露出真相；可是，他却永远不应当替它回答，也不应当只听取自然答案中之一枝一节，专取实验结果中足以证明或有利于自己假设的一部分凭据。我们以后还要提到这后一种情况，正是应用实验方法的一大障碍。实验者继续保留他的预谋观念，以这种观念察看实验的结果，必然会陷入错误，因为他忽略了他所不曾预料的部分，这样他的观察就不完全。实验者不应抱定他的观念当作唯一盘问自然的一种手段。他的观念应当服从自然，并且根据他促成的现象观察给他的教导，时刻准备放弃、修正，或者改变他原来的观念。

所以，在一次实验中，有两步手续应加注意。第一步是“预料”与实现实验的条件；第二步是“验证”实验的结果。无预料的观念就无法着手实验；我们已经说过，着手实验就是提出问题；一个问题必然包含着要求答案的某种观念。因此，我提出绝对的原则，认为实验应当依据一种预定观念而成立，可以不管这观念能够含混到什么程度，精确到什么程度。至于验证实验结果，那无非是一种促成的观察，我也提出绝对的原则，认为应当不抱预定观念，正如对于一切其他的观察一样。

我们还可以在一个实验者身上，区别和分裂出两个人来：一个是预先考虑和制订实验计划的人；另一个则是执行这个计划并验证其结果的人。第一个人所作的是科学发明家的精神活动；而第二个人则是凭借感官去观察与验证。从法郎沙·虞贝 [7] 的研究例子上向我们明显地提供了这方面的证明。这一位大博物专家，虽然早年失明，却给我们留下了不少宝贵的实验，这些实验都是由他设计后再指使他的一个毫无科学思想的仆人动手作出来的。那么虞贝就代表制订实验计划的指挥精神；可是他却不得不借用另一个人的感官。他的仆人就代表被动性的感官活动，要服从智慧的指挥，实现根据预定观念要完成的实验。

有人责备在实验方法里使用了假设与预定观念，这些人犯了将实验的设想及其结果的验证混为一谈的错误。如果说验证实验结果时，必须用不带假设与预定观念的精神，这自然是对的。但是制订实验计划或想象观察手段时，却必须保留假设与观念的应用。恰好相反，我们稍后就要论述，应当尽量放任“想象”去活动，观念是一切推理与一切发明的起源，一切带有首创性的东西又回到这个观念上去，我们决不应当以观念会妨害研究作借口而堵塞它和驱除它，我们只能调整观念，并给它制订一个标准，这完全是两回事。

一个全才的科学家是同时擅长理论与实践的学者。第一，他察看一件事实；其次，他从这件事实在头脑里产生了一种观念；第三，他依照这观念加以推理，设计实验方案，同时想象和实现实验的物质条件；第四，他必须观察从这次实验产生的新现象，于是又回到第一步工作，以后循环进行。科学家的精神活动，可以说永远处在两种观察之间：一种观察作为推理的出发点，另一种可作推理的结论。

为了说清楚起见，我在上面力求区别开实验推理的各种步骤。但是，对于在像医学这样的模糊状况的科学中从事研究的学者来讲，各种步骤同时集合于他的头脑中，什么是观察结果，什么是实验，其间错综复杂，不可能也不必在这乱成一团的事情里分析出每一步骤的内容来。我们只须在原则上记住，“先验的观念”或者不如说“假设”是实验的动力，并且我们应当放任它自由活动，只要周密而严格地观察实验结果。如果假设得不到验证而且消失了的话，那么假设所产生的事实仍然存在，成为科学上不可推翻的材料。

因此，观察者与实验者适合实验研究的不同阶段。“观察者”不再推理，而只察看；“实验者”则相反，对获得的事实加以推理，为了依据它来设想而且合理地促成新的事实之实现。但是，如果在理论上和抽象的意义上这样区分观察者与实验者的话，但在实际上，却又不易区分，因为我们看到，同一位研究者必须交替地担任观察者和实验者。

事实上，同一位学者，自己一个人全面论述一个科学问题，这种情形屡见不鲜，但是，在科学的发展中也常常发生实验推理各步骤的工作分别由若干学者承担。例如在医学上或博物学上，有的人只搜集和整理了一些观察的材料；有的人在这些观察材料的基础上提出了一些某种巧妙的和多少可能的假设；又有别的人着手实现实验的条件以检验这些假设的可靠性；最后，还有另一些人专门归纳各种观察者与实验者所得的结果，使之成为系统。像这样实验领域上的分工是一件有益的事情，因为每一部门都能得到更好的耕耘。须知有的科学要求观察与实验的工具是一些完全特殊的仪器，因此运用和操纵这些工具或仪器要求研究者有某种习惯，还有某种手的灵巧或某种感官的熟练。不过我承认这种特殊性只存在于科学研究的实践中，至于理论部分则决无“特殊性”。事实上，我认为把特殊性当作一般性是一种违反哲学与反科学的原则，这就是有一个现代哲学学派为什么竭力倡导这种原则而且是自称建立于科学基础上的原因。

实验科学若采用片面的研究方法不能前进，它只有为了一个共同目的广收各派的研究方法才能前进。那些搜集观察材料的人，只有在以后这些材料可以提供给实验推理作根据时才显出他们的用处；否则无数材料的汇集，终究只是一堆废纸。那些依据旁人搜集的观察材料从而提出某种假设的人，也只有在将来经人实验证明了他们的假设以后才显出他们的用处；否则，未经证明或者无法证明的假设只有形成字面上的体系，而流入玄想的烦琐哲学。那些从事实际动手实验的人，尽管他们富有实验的技巧，如果不从建立于正确事实上的假设出发，也解决不了任何问题。最后，那些综合材料的人，如果不亲自认识理论所代表的全部科学事实，也就决不能创立永恒的理论。科学的一般性应当由特殊性提高到原理；原理所依据的事实越深远，才越扎实可靠，犹如竖立木桩，入土越深，才越结实。

因此，我们可以看出，实验方法的各种步骤是相互密切联系的。事实是必需的材料；但是，通过实验推理即理论运用这些材料，才真正构成和创立科学。也就是说，事实形成的观念代表科学，理论就是经过了实验检验的科学观念，推理的活动使我们的观念获得了一种确定的形象，因此一切的研究起源与归结都集中于一种观念。我们在下一章即将论到，观念是一切科学推理的出发点或原动力，观念又是一切科学推理的目的：人类精神渴求了解未知的活动。