科学方法论系列讲座 8 、类比法
什么是类比法 – 在自然现象中可以看到许许多多类似的现象，如电 路振荡系统与机械振荡系统、简谐运动与 L-C 振荡等。 – 类比法就是在两类不同的事物或者事物的不同发展 阶段之间进行对比，找出若干相同或相似点之后， 推测在其他方面也可能存在相同或相似之处的一种 思维方式。 – 这方法的特点就它的逻辑过程来说，是从特殊到特 殊，即把两个特殊事物进行类比；从思维方式的类 型上说，是把抽象思维与形象思维相结合。
– 它适用于那些目前尚缺乏足够的资料或研究基础，或 者是事例太少无法进行归纳或演绎，因而无法遵循 “ 从 特殊到一般，再从一般到特殊 ” 的完整逻辑过程的研究 课题。例如，关于火星上有无生命的问题，人们曾根 据火星与地球之间有关生命形成的环境条件的某些相 似来提出假说，就是运用类比法的一例。 – 类比法的优点在于它的 “ 触类旁通 ” 的思维方法。无论在 创造的理论方面还是在创制新的实验工具方面，类比 法都能给我们很大的启发，为创造新的科学假说或实 验设备提供重要的依据。就创立新理论而言，在科学 史上有许多著名的假说就是运用此法而提出来的。
– 例如，分子生物学中的遗传密码，便是 1954 年由物理学 家伽莫夫把 DNA 上的四种碱基 (a.t.c.g.) 的排列顺序怎样 决定着组成蛋白质的氨基酸的排列顺序这个问题，同通 讯技术中的密码相类比而提出来的。 – 又如，卢瑟福把微小的原子和巨大的太阳系作类比，提 出了著名的原子模型，正确地描绘了原子结构的基本轮 廓，成为人类认识原子结构的相对真理。这些都是运用 类比法的范例。
– 在创造的实验工具方面，类比法可以把一个领域中的 实验工具移用于另一个领域。有时甚至可以从生活中 简单的器具得到启发，创造出复杂的实验工具。 – 例如，现代实验物理学的最重要的实验工具之一，用 来记录核子踪迹的实验装置 “ 威尔逊云室 ” ，就是威尔逊 在沓维斯山看到一种云雾奇观受到启发而创造出来的。 高能物理学中的液氢气泡室，就是格拉塞在酒馆看到 啤酒瓶里冒气泡受到启发而创制出来的。
– 由于类比法具有如上的优点，并在科学研究史 中起过重大作用，千百年来已为许多学者所重 视。 – 十七世纪天文学家开普勒曾经推崇类比法是自 己 “ 最好的教师 ” 。 – 康德在《宇宙发现概论》中说： “ 每当理智缺乏 可靠论证的思想时，类比这个方法往往指引我 们前进 ” 。 – 黑格尔也认为： “ 类推的方法很应份地在经验科 学里占很高的地位，而且科学家也曾依这种推 论方式获得很重要的结果 ” 。
– 类比是从人们已经掌握了的事物的属性，推测 被正在研究中的事物的属性，所以类比的结果 是猜测性的，不一定可靠。 – 这是类比法的缺点，但也是它的优点。正因为 这个特点，使它具有发现的功能，成为创造性 思维的重要方法。 – 请看下面的例子：
例 1 热力学第一定律 – 十八世纪蒸汽机的发明为人类提供了驱动机器的巨 大动力，导致了欧洲的工业革命。然而，蒸汽机需要 大量的煤作燃料。当时有不少人幻想发明一种不消耗 燃料的机器 — （第一类）永动机，但是所有制造永动 机的企图都失败了。为什么第一类永动机制造不出来？ 为什么只有对机器提供热量，它才能对外作功？与力 学中的动能和势能相类比，人们开始猜想功和热可能 有某种共同的性质，它们的总数不能无中生有，而是 要满足一个类似与机械能守恒那样的定律。经过长时 间的实验，英国科学家焦耳精确地测定了热功当量， 证明了功和热都是能量变化的表现形式。在此基础上 建立起了一般的能量守恒定律，即热力学第一定律。
例 2 控制论的创立 – 第二次世界大战期间，数学家诺伯特 · 维纳在 美国军事科研机构中研究预测理论以及防空火 力控制系统的预测装置，他把火炮自动打飞机 的动作与人追动物的狩猎行为进行了类比。通 过认真分析，他发现在人追动物的狩猎过程中， 人能够根据动物的逃跑信息不断地调整自己的 追捕行为，从而得到了重要的 “ 反馈 ” 概念，为他 创立控制论奠定了基础。
移植与类比 – 在科学研究中，往往能够将一个或几个学科领域中的 理论和行之有效的研究方法、研究手段移用到其他领 域当中去，为解决其他学科领域中存在的疑难问题提 供启发和帮助。这是由于自然界各种运动形式之间的 相互联系与相互统一，决定了各门自然科学之间的相 互影响与相互渗透。 – 移植的特点是把问题的关键与已有的规律和原理联系 起来，与既存的事实联系起来，从而构成一个新的模 型或深掘其本质的概念与思想。类比法就是一种典型 的移植方法。