科学与实象
作者 波兰尼 王靖华译
（一）
何谓科学的本质？给我们一些经验，我们能否根据某些明示的程序规则对被示的经验总和进行应用而得出科学的命题呢？为求简洁，让我们将眼光限于精密科学范围内，顺便假设我们所面对的一切相关经验均以数字测量的形式外现；如此以来，我们就将看到一张数字的列表，这些数字分别表征着位置、体积、时间、速度和波长等概念，而我们得从中推演出一些自然界的数学法则。这样的过程能通过精确的操作来实现吗？显然不行。那么为了论证之便，我们暂且承认有可能通过某种方式发现列表中的哪些数字互相关联而分别组成群体，儿其中某一群又可能决定另外一群；即使这样，我们仍旧会看到，有无穷多的函数可能代表这些数字群落之间的关系。数学函数的数量众多------例如幂级数（power series）和调和级数(harmonic series)等------这些函数中的任一个都能被人类随心所欲地以无穷多的方式应用，以求接近数字群落之间的关系。没有任何一条精确的规则能帮助我们从无穷多的备选函数中指认出某一条代表了自然律。总的来说，这无数备选函数中的每一条在应用于新的实验时，都将导向各不相同的预言，但这并不是我们作选择前必须进行的测试。要知道，即便我们甄别出那些预测结果正确的函数，我们手中所余仍旧无穷多。事实上，情况的改变只是我们将一些新的数据------预测而得的数据------加入了我们一开始就面对的备选函数列。而这并不能令我们更加接近答案，因为我们仍旧无法从无穷多的备用选择里挑出特定的那个。
其实，我并非意在暗示我们不可能发现自然律，我只想说明：我们不是，而且也不能通过依某种明示操作规则应用实验证据的方式来发现自然律。为了使讨论更贴切于真实的科学实践，我欲重申如下观点。我们问：一条与实验仪器的读数相关联的数学函数，能否组成我们在科学上习惯地当作自然律的东西。举例而言，如果我们将自己所掌握的行星运行路线知识陈述如下：在某些特定时间里，让我们把某几种型号的望远镜以某几个角度架设起来，就能通过它观察到一轮大小为某个特定尺寸的发光圆盘------这么精确的一句话能表达行星运动的自然律吗？不能！显而易见，一个如此这般的预测并不能等同于一个关于行星运动的科学论断。首先，在一般情况下这种预测是夸大其词的，即使该预测所依据的行星运动基本原理为真，我们的上述预测性表述依然可能有误：实地观测时天空中可能会有云彩挡住我们观测的视线，观测台下的泥土也可能流失，以及其他千百种可能发生的失误或障碍都会导致实验结果失真。其次，我们的表述又是言不及实的，因为根据行星运动规律，我们可以推测出某颗行星有望以无数种可能的方式出现在天空中的某几点上，到底是哪一种，哪一点，可能性太多，永无法被精确预测；其中某些可能性我们至今仍一无所知，因为虽然它们事实上内居于我们的系统中，但却是由某些未知的物质特征或其他因素引发出来的。
事实上，上述两种呈现科学的方法都缺失了某个基本的要素，这要素在科学的第三画像中也许就能被清晰地指认出来。诸位设想一下：黑夜里，我们被隔邻房间传来的搜索杂音吵醒了，可是那房间是闲置的。那么这声音是风？是贼？还是老鼠？……我们努力去辩猜。是脚步声？那就是贼喽！一定是！我们鼓起勇气，站起身来，去验证我们的猜想。
这会儿，先前被我们忽略掉的某些科学发现之特征就出现了。盗贼理论---权且用这理论代表我们的发现---并不涉及任何精确观察数据之联系，更无从据此进一步精确预测出新的观察结果。这就好比未来试验结果的无穷可能性。但此处的盗贼理论又是相当本质和确定的，甚至足够被当做陈堂证供，假若推断合理，我们没有理由质疑它。根据我们的常识，其中并无新奇之处：盗贼被假设为真实存在，盗贼理论只是清晰地展示了这假设而已，一个真的盗贼确实存在。那么，我们甚至可以反过来这样说：在任何时候，只要科学论断类似于盗贼理论，科学就是在假设某样事物真实存在。依据这个思路，作出一个关于行星运行路线的推断也可是说是作出一个关于实在事物的推断，它不仅要受到许多确定实验的考验，也要经历并不十分确定的实验的考察。我们频繁听说一些科学的理论在后世的实验中得到验证的案例，这些实验常被描述为惊人且大胆。马克思•劳恩(Max v.Laue)在1912年作出的成绩就被赞誉为天才的惊人成就，那一年他通过X光在晶体中的衍射(diffraction)确证了光波性质和晶体的晶格结构（lattice structure）。科学论断总能引致一些如此遥远的意外收获，这似乎已成为它的本质；据此，我们足以断定，关注实象亦是科学之本质。
与我方才所言密切相关，盗贼理论的另一个重要意义在于该理论的获致之道。奇怪的杂音被我们留意到了；接着推测是否风、鼠、盗贼；最后，又一条线索出现了，终令我们作出判断，盗贼理论就这样确立了。在这里，我们看到了一系列猜测---猜测实相---的努力。这个过程始于某个问题出现在脑海中的刹那，该问题必定留给我们反常并具有暗示意义的印象；接着就是收集线索，着眼于寻找解决问题的思路；然后，这个过程的高潮随着我们猜出解决问题的明确方法而到来。
但是，在盗贼理论给出的解决问题之道和新的科学观点提供的解决方案之间，有一个差异。盗贼理论为它的解决之道挑选的线索是一个已知的实在因素---也就是盗贼，而新的科学观点则往往假定一个全新的实在因素。在过去的300年中，科学探索事业成就惊人，有力地证明了新的实相样貌始终不断地被添加到旧有的实相体系中。那么，假若早前对某种真实联系的存在一无所知，我们何以能从一些实验数据中推测出这种联系呢？
话题必须回到那个过程------那个我们通常据以确立周围 某群事物的实相的过程里。拥有对象的完整轮廓就是关于该对象实象的根本线索。形态心理学的贡献就在于令我们意识到，在觉识形态的过程中有一些值得注意的现象。例如，让我们看一个球或蛋：只要一眼，我们就能看到它们的形状。但假想一下，如果肉眼看到的不是组成蛋体表面的白点的聚集体，而代之以这些白点的另一种同等逻辑的呈现------一张巨大的同等价值的列表。即便我们说，从本质上来看，这些数字集合内在的形状是能够被发现的话，那也要花费经年的努力。事实上，从这张等值列表中觉识出蛋体的过程将是一项在智识成就的性质和程度上可媲美于哥白尼学说的伟业。因此，我们完全可以说科学家具有一种不同于常人的觉识能力，这能力令他们能迅速整合呈现在他们面前的形态，从而猜中作为实象表征的对象形态，常人却作不到。科学家的直觉能预先感知前方存在的可能性，导引他们在实验中找出确实有效的数据---尽管这些数据常被伪饰于种种不相干的连接中---并将这些四处散布的数据整合起来。这样的觉识有可能是错误的，正如日常生活中我们也可能错误地觉识伪饰物体的形状。在此，我想向诸位阐明的是：科学命题具有一些本质的特点，这些特点本身恰恰排除了我们通过在基本实验中运用精确运做来发现它们的可能性；我还想证明发现这些特点的过程必须包含我们对自然现象实在结构的直觉觉识。在本章节的其余部分中，我要进一步验证这个观点，并指出：在一些重要的方面扩充这个观点是非常必要的。
（二）
但是，我们的日常经验似乎在以逻辑必然性的强制力量推动我们接受某些自然规律为真理，不是吗？许多具有普遍意义的概述似乎完全是从经验中得来，例如“所有的人都会死”或者“太阳发出光芒”，它们的发现都无需作为观察者直觉能力的介入。其实并非如此，这些例子只能说明我们倾向于将我们的一些信念视为理所当然，因为这些今日视为理所当然的概念在原始人眼中均是被普遍否认的事情。原始人坚信人不会死，除非他是恶魔的牺牲品，某些原始人还相信太阳在夜间横穿回东方，旅途中将停止放出光芒。对自然死亡规律的否定是原始人普遍信仰的一部分，他们相信凡对人类有害的事物皆是某个恶毒的人作怪的结果，而非自然存在。这种关于实践现象的魔法解释对一些在我们看来与现象产生具有重要而直接的联系的原因视而不见，（比如有块石头砸到某个人的脑门子上了），这些原因被当作是巧合甚至与该事毫不相干，而另一些似乎与与事情扯不上联系的小意外反而成了致使果的原因（比如一只稀有之鸟从头顶飞过）。
虽然持有这种魔法的观点，原始人的智能还是正常的。他们不仅发现自己的观点与日常生活完全对应，而且非常坚定地执有自己的信念，即使某些欧洲人以现实为依据驳斥他们时仍不改初衷。我们由自身对外部实象之基本特征的直觉得出诠释之道，因而即便指认出任何实践的新元素，都无法立即证明我们的诠释之道之不恰当。
可是，如今我们似乎正面临自相矛盾的危险，也就是说，我们似乎失去了对两种对立的方法论------对现象的魔法式解释之道和自然主义解释方法------之间区别的把握。其实，在原始人的魔法理论中，我们总能品位出某种诗意的真理，这也是我们在小说作品中经常能瞧见的。如果一部小说里某人被作者安排为意外死亡，这个情节背后一定隐藏着某种人生道理；在艺术作品中，“圣露易斯雷桥”式的问题永不能被忽视。象“某人死于火车车祸”这样关于死亡的自然主义观点剥夺了“命运”之说里的合理成分，它倾向于将“命运”之说贬低为“毫无意义的痴人说梦”。但同时自然主义的观点也为我们展开了一幅呈现世界万物秩序和规律的画卷，而这是魔法式观点所无法企及的，既然自然主义的说法建立了生灵之间更确切、更负责任的联系体系，那我们就应毫不犹豫地在二者择其为真。
相似的对立和冲突也存在于中世纪的眼光和现代科学的视野之间。我们常常忽视这样一个事实：中世纪的天主教哲学最初恰恰是在一个浸透了科学理性主义的社会中建立起来的。圣•奥古斯丁奠定了基督教哲学最重要的基础，但他却在《忏悔录》一书中充分论证了自己在皈依教会之前对科学具有多么浓厚的兴趣。而在笃信基督之后，他转而视一切科学知识为碍，认为科学的追求将令人类在精神上迷途。380年左右，奥古斯丁脑中发生了剧烈的思想斗争，在这场斗争中对上帝必然性的热望取得了上风，他以为人类在追求第二因之链过程中在智识上产生的骄傲将危及这种热望。他写道：“无人能靠近你，除非痛悔的人。骄傲的找不到你，尽管他们有着古怪的技能，懂得如何去数清天上的星星和地上的沙砾，测量繁星密布的苍穹，追寻行星路过的轨迹”。
1100年之后，人类精神追求的天平有了根本的变化，我们也终于看到奥古斯丁的咒语被破解。批判的、外向的、理性主义的世俗精神在自然科学研究尚未复兴之前，就已散落于自然科学的许多领域之中。科学是文艺复兴末期孕育的孩子，早在哥白尼和维萨流斯(Vesalius)的发现出现以前，文艺复兴已经跌入反宗教改革的阴影之中，它的顶峰已经过去了，哥白尼和维萨流斯之所以能有那样重大的新发现，就在于他们敢于抛弃既有的权威看法------而非因其有了新发现而后才知推倒权威。1500年上下，哥白尼在意大利大学里修习牧师法期间，深受新精神的影响。从意大利返乡之后，他看到人们正自由讨论着所谓的毕达哥拉斯定理，而太阳中心说也早已确立它不可动摇的强势地位。而在初次检视人的心脏时，维萨流斯没有找到盖仑（Galen）假定存在的贯通心脏隔膜的通道，他便假设人类的肉眼无法观察到这些通道；但数年之后，他不再盲信权威，继而戏剧性地宣布这些通道根本不存在。
时至今日，我们已能感觉到人类精神的天平需要再次倾斜，与上回正好作个颠倒。科学已不再能象以往那样断然回避如下诘问：当科学归纳的概论推及到做为整体的世界时，它到底能走多远。19世纪末，科学家们毫不怀疑地接受了拉普拉斯（Laplace）和潘加列对宇宙性质的观点，而现如今的科学家是否也会如此，颇值得怀疑。潘加列阐述了这样的认识：从拉普拉斯的力学理论中我们可以推导出原子形态存在的每个阶段都将无穷地循环再现，而那些具有同样能量的我们可以想见的每个形态也会永恒循环------以致于如果有一天，我们能重返世界，很有可能发现自己又活了一次，但这回人生阶段的顺序正好与前世相反，生命将始于尸体的复活，终于襁褓阶段，最后被母亲的子宫所吸收。今天，我相信如此荒唐的结论将被严格地用来反对当时敢于将它们提出来的科学系统。惠特克（Sir Edmund Whittaker）在他1944年的立德尔(Riddel Lectures)演讲里指出，实际上，在现代宇宙进化论研究中，我们对作为一个含摄整体的宇宙的兴趣已经回归。此外，自从相对论提出之后，科学家们日益相信系统地削除掉我们自身思维方式中的无根据猜测后，自然律就可能被发现，这也强化了我们关于宇宙理性的认识。
现在，我们可以下结论了：客观经验并无法迫使我们在关于日常生活的神幻式解释或自然主义解释之间作出抉择，也不能让我们在关于自然的科学观点或神学观点中分出优劣；经验可能支持其中的某种立场，但最后的抉择只能由一个心灵仲裁的过程来做出，在这个过程中令心理得到满足的各种供选形式被心灵天平一一衡量。第三讲里我将探察这些选择的基础。现在，还是让我们回到对科学的分析上去吧。
（三）
新观察和新实验在科学发现全程中所起的作用常被我们夸大。一种错误的流行观点认为，科学家总是不带偏见地收集实验数据，不偏不倚地对待每一种理论，直到他们成功建立新的重要理论的最后一刻。项斯说过：“科学进步之路有二，或是发现新的事实，或是发现可以解释既知事实的机械或系统。而科学史中具有里程碑意义的进展往往是经由第二种方式实现的。”作为例证，项斯举出了哥白尼、牛顿、达尔文和爱因斯坦的例子，我们还可在这张名单后加上道尔顿关于化学结合的原子理论、戴布洛格里的物质波理论和海森伯格与许洛丁格的量子力学及迪拉克的电子与阳电子理论。以上好几个发现中即包含了极为重要的预测，这些预测往往直到发现提出许多年之后才被证实。我们致知一切关于自然的新知识，都来源于在一个似乎更为理性、更为真实的框架下对已知现象的重新思考。
导引这些发现的假设正是科学的前提，亦即科学关于事物性质所做的基本猜测。我将不在此详述这些前提，我只想提醒大家，这些仅靠对既知现象的重考而达致的伟大发现，恰是科学前提存在的明证和其正确性的标志。
另一种广为流传的错误观念将这样来反驳以上观点---即使科学家们偶尔能在取得实证之前提出看似合理的先验性假设，也只是将其作为“工作预设”，他们随时预备再观察到与之冲突的事实时将其放弃。但这种说法既了无意义，也非事实。如果这观念指的是当我们接受某个与旧科学命题相斥的新观察结果时，将旧命题放弃的情况，那么这种说法显然是无意义的赘述；而如果它的意思是任何从形式上与某个科学观点相对立的新观察结果都将导致这个科学观点被放弃，那它同样也是错误的。元素周期系统（periodic system of element）在形式上与以下的事实相斥：惟有当原子量递减而不渐增的情况下，氢化钾、碲和碘化物才能安置。然而，我们从来未曾因此项冲突而放弃元素周期系统。爱因斯坦首先提出光的量子理论，这理论显然与有关光衍射的事实相冲突，但依然在其后20年中屹立不倒。
这一立场正是依据我们在导论中的分析，可以预期到的。在导论里我们已经确立了如下理念：科学主张并不明确指向任何可观察的事物，而往往表现为与“隔邻有盗贼”的说法类似的陈述------描述一些只能由不明确的方式外显的实在。可见，并无明示的规则能使我们从已观察到的数据中获致科学观点，而且，我们亦因此承认，在遭遇某项新的观察结果时，并不存在任何可决定科学命题之扬弃的明示规则。观察的作用在于充实线索，以助摄悟实象：这是科学发现的基础过程；从中摄悟到的实象反过来又形成了未来发现的线索：这是验证的潜在过程。以上两个过程均牵涉对观察结果与实象之间联系的直觉：这种直觉能力含括一切聪敏的梯级，从科学天才睿智猜想中透现出的最高层次之聪慧，到寻常觉识活动所需的最些微的聪慧。即使验证比发现更多地依赖规则，但这一过程说到底还得凭借精神的力量------那种任何精确规则的应用都无法达致的力量。
如果考虑到科学观点的提出通常需经的阶段，上文之结论或许就不足为奇了。在任何实验探寻进行的过程中，总不间断地贯穿着直觉和观察的相互刺激，这种刺激的形式变化多端。多数时候我们都在一种冲动的支持下做徒劳的努力，这种冲动屡受打击却数月不息，并不断爆发出新的希望，而且无论何时这些希望总是依然一如数星期或数月前被粉碎的希望那般新鲜。猜测中的真理正呈现模糊的形状，突然，好似显出了确定的轮廓，正待细思或开展进一步的实验观察，这轮廓立时又消失了。不过，关于真相的确定视野一次次重现，在渐进的思考和不断增加的证据中，对真理之见愈加有力。这些真理之见或许就被观察者接受为最终的观点，他们对此负公共责任，并最后将其印刷出去，广为传播。这就是科学观点提出的通常方式。
可见，这些科学命题的确定性与先前预设结果的确定性之间往往只有程度上的差别，某些预设起初被视为最终的结果，随事情的发展，逐渐发现它只是初步的结论。这也并不是说我们得至始至终对存疑，它只是说明我们最终接受为正确的结论不可能完全由明示规则推导而来，还得依赖我们对事实的个人判断。
我也不是说任何规则都不能导引验证过程，我的意思只是当摄悟到了最后的阶段，我们不能绝对依靠任何规则。让我们来看实验性验证中最重要的一些规则：结果的可重复性；不同的独立方法推出的结论之间的一致性；预设的实现。这是一些有力的标准，但我在此可以给大家举几个例子，这些例子中上述标准均被满足，但恰恰是这些标准证实的说法后来被证实是错误的。正如这些例子中呈现的那样，实验中或许有时会出现一些最惊人的一致，但在后来这些一致被发现仅是巧合。所以，实验中的一致常会留下一些可疑之处，是否将这些疑点忽略不计，则有待科学家自己去判断。
当然，上述想法也被应用在已经被接受了的反驳规则中。科学家们的确应该随时准备服从实验事实所提供的相反结论，但这种服从也不是盲目的。方才，我举元素周期系统和光量子理论的例子所要说明的就是这个道理---尽管已经观测到相斥的事实，这两个科学理论还是被我们承认了。依此可见，某个偏差并不必然影响一个科学观点在本质上的正确性。当我们突然遭遇某个理论的异议时，应对的最佳方法也许并不一定是放弃我们原有的理论，元素周期系统和光量子理论的例子就启示我们：遇到如此情形时，该如何从异议出发，将理论进一步推向深入---可以想象，一条规律的任何例外可能并不必然导致这规律被推翻，相反，也许反而使它获得进一步阐证，从而使其更深层之意义得到确证。
其实，忽略某些偏差的过程在科学研究的日常例行工作中是相当必要的。在实验室里，我时常能发现一些在形式上与自然律相抵触的事实，我的做法是将它们解释为实验失误而暂且忽略不计。我明白也许有一天这种做法会使自己忽略某个重大的新现象，甚至错过一个伟大的发现，这类事情在科学史上已屡见不鲜。但我还是将继续忽略一些古怪的实验结果，因为如果我考虑到实验室里观察到的每个异常结果的表面价值，而对它们一一加以重视，那么我的研究工作立刻旧会沦为追逐空想中的根本性新事物的无用功。
综上所述，我们可以得出这样的结论：在自然科学领域，任何科学命题的证据都可能被证明为不够充分，同理，任何反驳也都可能被验证出是没有根据的。那么，这就给科学家个人的判断留下了很大的余地------科学家终究要作出自己的判断------他们得决定---一个证据到底需具备多大分量才能证明某个特定科学命题为有效。
（四）
这样看来，科学命题实质上似乎就是猜想，是一些建立在关于宇宙结构的科学假设和通过科学方法收集的实验数据的基础上的猜想；它们得经受进一步的检验，检验的过程是依据科学的规则来进行的；但他们固有的作为猜想的本质是不变的。
我深信科学中存在伟大的真理，因此我不认为科学的猜想仅是空穴来风。那么，让我们重新审视一下猜想的工作过程，来看看它的运行方法是什么，如果真有运行方法存在的话。
在科学领域中，猜想的过程始于新手初被科学吸引，并进而被吸引到某个问题场之时。这项猜想工作既牵涉到新手对自己能力---那些他确实具有但大致上尚未表现出来的能力---的评估，也取决于一些尚未收集甚至尚未被观察到的科学素材，新手的能力随后可能就会顺利地应用到这些材料上；猜想工作还要求新手感知自己潜在的天赋能力和自然界中潜藏的事实，将来的某一天，这二者的结合就可能在他心中迸发灵感，启迪他走向发现。在此案例中我们看见，新手能够猜到一条连贯顺序链上的几个连续的元素---尽管他猜测到的任一个元素都只有在另一些更深入的未被猜中的环节成功运作之后才可能被证实---而这两部分元素都将被糅合进最终的结论中去，这也是科学猜想过程的一个特征。这个特征在由整串新论证组成的数学发现中表现得最为清晰。波利亚在《如何解决》一书中将这类发现与石拱做比，他认为拱中每快石头的稳固性均依赖于其他石块，但令人迷惑的是，当初这些石头又是一块块依次砌上去的。将未知物体步步引向化学合成的连贯过程与石拱之例异曲同工；除非我们获得最后的成功，否则已进行过的所有工作几乎---甚至完全---都是浪费。要想猜出整串连续的过程，就必须保证我们对每个环节的揣摩依次愈加接近答案。猜想之前我们必须先对解决方案有足够的把握，这种先识能指导我们的猜想全程，使我们在每一个连续的环节上都能以合理的概率作出正确的抉择。这个过程与艺术作品的创作相仿，都是在创作者对最终作品的基本视阈的指引下前行的，即便这种对成品的视阈只能依靠某些尚未揭示的细部才能把握------不过，二者之间也有显著的差异，在自然科学里，科学家探索的最终作品是人类塑造力之外的东西，但它需向我们呈现外在世界真实的潜在图象。
发现的过程正类似于形态心理学家分析的形状认识过程，这一点我先前已经指出来了。柯勒的观点是：感觉印象在我们的感官内留下了物化的痕迹，正是这些痕迹的重组引发了对形状的觉识。柯勒认为这些痕迹以某种方式相互作用、相互合并，排列成一种动态的顺序，这就产生了观察者对形状的觉识。与形态觉识过程做过比较之后，我们可以将发现过程视做众多元素自发的聚合，而后才能获致发现。想象一下：潜在的发现正吸引着即将揭示它的心灵，------它用创造的欲望点燃科学家的灵魂，向科学家传达关于它自己的先识；指引他，从线索向线索深入，从猜测向猜测迈进。做实验的手、紧张的眼睛，思索的大脑都中了潜在发现施加的迷咒，正奋力劳作以达目的。
发现产生的条件以及达致发现的途径清楚地表明---其实，与其说发现的过程是某种运作活动的成果，不如说它是一个突现的过程。一些操作技能，诸如迅速而敏锐地收集数据并计算出结果，对科学家来说只不过是雕虫小技。从许多实用的小册子里，我们很轻易就能查到计算的方法和任一种实验技能。要检验材料，有说明书指路，要做统计，也有规律可循；实用技能的小册子上甚至告诉我们如何使用三角板进行测量，还进一步指导我们画出一张准确的地图。但是任何一本小册子都不能告诉你如何把握一项研究，因为它本就没有能够明确表述出来的方法可循。只有常规的过程才能依据规则来完成，比如画一张精确的地图，或者其他各类的图表。研究的规则通常根本无从梳理，就如同其他较高级的艺术门类一般，它们的规律必须在实践中才能显现。一种普遍的观点认为培根揭示了经验式发现的过程，并形成其程序体系。培根开出的方子是：收集全部事实，将他们送上一台自动运做的磨，就能达致发现。这个说法其实是对研究工作的歪曲。最近，波利亚在《如何解决》一书中重提启发式研究，也就展开了对数学中解决问题的普遍方法的讨论。但这本优秀的小书远未呈现一套明确的思想运作，而仅向我们证明发现是一种极端微妙和极端个性化的艺术，任何能精确表达的知觉对发现来说都起不了多大的作用。
无论任何，数学上发现的最本质阶段都是一种自发浮现的过程，这确然已毫无疑问。这事儿最早是由潘加列提出来的，在《科学与方法》一书中，他分析了自己如何在数学领域完成了一些伟大的发现。他留意到，发现并非发生在思想劳动的高潮阶段------正如我们拼尽最后一丝气力攀上山的顶峰------而往往是在一段时间的休息或分心之后，灵感突然就涌上来了。走向发现的努力就好比在岩石密布、沟壑纵横的山间一次不太成功的攀行，就在我们正要停下来啜口茶、歇个脚的刹那，我们突然发现自己已在颠峰。假如发现终于达成，我们之前所做的一切努力都只是发现的主要情节的预备阶段，可见，走向发现的过程其实是一个无法由我们有意识的努力所掌控的自发的思想重组过程。
潘加列所勾画的数学发现的轮廓已经成为后来所有作家的共识，在其他广阔的思想创作活动领域中，人们也观察出相似的规律。数学发现过程中历经4个阶段，也就是华拉斯（Wallas）所谓的预备、蛰伏、明照以及验证4个阶段，人们在自然科学的发现中也观察到了类似的阶段分野，甚至在艺术创作的过程中我们也可寻出它们的踪迹。在人类试图重现失去的记忆而进行的思维努力过程中，这4个阶段亦如翻版般清晰呈现。答疑解惑、发明实用的装置、模糊形状的辨认、疾病的诊断，珍稀标本的鉴定，以及其他一些猜测的模式似乎均如是，其中甚至还包括信徒对上帝虔诚的追寻。在关于圣奥古斯丁追求基督信仰的报道中，我们同样清晰地看见了创造性节奏独有的阶段：他经历了漫长的艰难求索，突然达到最后皈依的峰巅，并立即意识到此处即为他终身皈依之地，从此耗尽毕生心血为这突然获得的信仰辩护。
一切创造性猜想的过程有一个共性，它们都被接触某个实象的冲动驱策着，主角们约略能感觉到这实象已然存在，正等着自己去含摄，这也是哥伦布的蛋成为众所周知的伟大发现的标志之因。这个道理说明伟大发现只是对某个明白之物的认识，此物正瞪着我们，期待我们终于睁开双眼。
这般看来，似乎我们更应该说指引自然科学发现的是自然本身寻求在我们脑中实现的某种面相，而非科学观点的潜在性。那么，我们可以把科学直觉的过程与莱因（Rhine）1934年建立的超感官觉识理论做对比。科学知觉似乎与预知或灵眼相当类似，能猜中任何人都不知道的事物。凭借全神贯注的思想努力去唤起对前所未知的实在的知识，是自然发现的直觉阶段与超感官觉识之间的共性。大量事实证明，启发式直觉与超感官觉识一样，循着十分明确的模式工作。当两个科学家遭遇同样一套事实，他们常会撞上同一个问题，并找出相同的解决方法。两个独立的研究者完成结论互相一致或者基本一致的发现是相当寻常之事，如果不是那些较早完成研究的科学家们往往急于公布研究成果，阻止其他科学家继续把同样的研究进行到底，这样的情况甚至会更频繁地出现。因此，在否定一系列明确的运做能直接达致发现的同时，我们却也不需把发现的过程完全置于自然律之外，我们还应看到，研究者是相当受他所面临的环境的限制的。（那些环境之外的因素，我将在第五节讨论。）
不过，超感官的研究，可以启示我们对直觉的了解。科学史上最奇妙的一次巧合在海森伯格与波恩之间发生，前者从细胞质里发现了量子力学，几乎同时，后者也在波的力学中推出了量子力学。一开始，人们以为他们的发现互相对立：两个理论的起点、各自对问题的阐述方式甚至它们彼此的数学装备都截然不同；更关键的是，正如许洛丁格在他的文章中指出的那样，海森伯格和波恩从古典力学出发即向完全相反的方向分道扬镳，不过，许洛丁格的这篇文章最终从数学上确认二者的观点完全一致。对这件事情合理的解释似乎应该是这样的：不同的研究者同时知觉到了自然界中隐性存在的同一同时，他们以各自的方式对它进行描述，这些描述面貌迥异，以至于我们以为他们所描述的是两个完全不同的对象。实际上，迪拉克不久就证明了海森伯格和波恩对相对论加以抵触，因此他们的描述都未能触及要点，而当这个缺陷被克服以后，量子力学却变得让我们认不出来了。这看上去似乎又与超感官觉识的经验重合了。当客体的图形被我们的心灵感应或被预知感觉到的时候，并不会发生试图复制独立于客体意义的形体轮廓的趋势，恰恰相反，“事情好象是这样发生的，那些得分的人都被告知‘画下这只手’，而非‘摹下这只手的图形’”。也就是说，我们可以认为不是原物的形式占了上风，获胜的一方只是原物的观点、内容或意义。因此，海森伯格与许洛丁格都命中了同样的意义，但他们刻画出不同的图形，之间的差异大到连他们自己都认不出这是两个相同的意义。
我忍不住得在这幅图景或这个事实里加入另一个现象---数学家们曾经非常惊奇地在我面前提起这样一个现象，即当一个久悬未决的问题被最终攻克的时候，他们常会蓦然发现它有一系列互相间完全不相干的解决方法。要解释这件事儿，我们得假定直觉触及了同一个实相，而这些全然不同的解决之道正是关于实相的不同描述或实相的不同层面。而且当一个人完成了第一个发现，他就很可能连续攻克一系列的发现，对此数学家们这样描述：完成第一个发现就如同在无边的海洋中寻到一座孤岛，接着找到第二座甚至第三座小岛，互相之间看似并无明显的关联，然而，渐渐地，水潮似已汹涌退去，清晰显出深藏绵延的山脉，之前发现的那几座孤岛正是这山脉的几处峰顶。如果直觉已经触及思想的根本链节，就象触及山脉之颠，接下来会发生的事情是我们能清晰预见的：意识将在此基础上一点点地推进，描述全景。实际上，这个不同寻常的过程与通常状况并无本质的区别：某个隐藏着的数学推理之链，总是被一系列梯级向上的进展步步揭示出来的。
最后，我不得不略带踌躇地提起一些20年前发生的巧合，这些理论或发现之间的奇妙巧合很值得我们注意，我相信至少得对它们进行一些探索性的研究。1923年，戴布洛格里提出，电子可能具有波的特点，1925年，戴维生和哲马在实验中首次观察到了这一不久之后被人们认识为电子波之衍射的现象，而之前，他们俩对戴布洛格里的观点一无所知。1928年，迪拉克在相对论量子力学中提出了关于阳电子的预测，这项预测在安得生（Anderson）1932年发现微粒的实验中得到确证，但安氏早前对该预测也无了解。我们还得算上谷川（Yakawa）在核子场理论中对介子的预见和关于宇宙射线的发现，它们在1938年也由于安德生的实验而被最终确立。这世上是否存在同样的直觉，将科学家们从条条纵横交错的道路上引向同一实相呢？
直觉始终是不完美的。同一实象的不同图象并不等值，大多数只包含了关于真理的模糊，或者极度歪曲的形式。还得看到，其中也存在纯粹瞎蒙的可能性，这在一切形式的猜想，比如超感官觉识的实验中其实是相当寻常的。我们的思想如果不曾得到直觉触摸实相后所给出的提醒，它便只能对呈现在面前的情节作出不真实的和无效的诠释。假使我们现在从街边拉来一个过路人，临时让他做研究，无疑就能清楚验证这一点。
但如果科学只是猜测而已，我们如何判断此猜测定然优于彼猜测？换句话说，我们以何为据来认定一项科学命题的有效性，如果这个根据确实存在的话？对这个问题的回答将逐级贯穿在之后的章节里。目前，我们只要说明，无论是谁，只要接受自然科学或者自然科学中的某一部分为真理，他就必须承认我们具有猜测外部世界事物性质的能力。
关于发现，有这样两种形式上稍有不同的说法：1、思想与那些指向潜在发现的线索所自发形成的组织。2、在关联线索的帮助下潜入意识中来的对实象的超感官觉识------当我们假定通常的形态觉识中包含着一个超感官觉识的过程时，亦即当我们假定感官印象合理地伴随着对附加其上的意义的超感官传递，那么以上的两种说法也就一致了。正如我们在超感官觉识的通常实验中观察到的那样，这种觉识过程具有不确定性，该不确定性可被解释为幻觉或误释。不过，现在考虑这个问题似乎太早了些，因为我们对超感官觉识的把握仍太空泛，那么，权且让我们回头对科学发现做一番更贴切的分析吧。
（五）
回过头来，我们还必须重新承认一个影响科学陈述种一切个人判断的重要因素。方才，我们从外部审视一个科学家，将其简单描述为一台由感官直觉操纵的追寻真理机器。但这个观点悄然忽略了一个奇妙的情节：最终作出判断的不是别人，正是科学家自己---他自己决定接受何为真。科学家的大脑努力劳动，根据其个人判断的标准满足自己的要求。这就如同一场牌局，玩家每一回合都根据规则，以他认为合适的方式自由出牌。或者，换个明喻说法，科学家们在这里的工作好比侦探、警察、法官还有陪审团角色的总合。他确悟某些可疑的线索、提起诉讼并审查诉讼双方的证据，根据自己的判断决定适用或者排除，最后宣判。虽然在这全程中，他完全不曾保持中立，他对这些步骤的结果怀有浓厚的兴趣---当然必须有浓厚的兴趣，否则他将无法发现任何问题，更谈不上寻求问题的解决了。“波利亚说过，得有坚强的意志才能解决重要的科学问题，这意志要能支持科学家走过经年累月的辛劳和辛酸的失望。”“当猜想成真，我们斗志昂扬；而当我们满怀信心探索行来的道路突然被堵，势必沮丧消沉、意志动摇。”这里就存在一种逃避失败的强烈诱惑，令我们忽略那些阻挡前路的事实。起初，科学家们对真理产生了某些直觉性的觉识，他调动每一根神经苦苦努力，试图验证这些觉识为真------这个过程中他们的验证行动难免过火或夸张。《圣经》启示道：“纠正智者，他将因此爱你。”照此说来，如果之前的观察所支持的理论在最新试验中看似将被颠覆，科学家应该开心才是，因为如果他确实错了，便能及时得到警告，免于制造一个谬误。可事实往往并非，相反，他只会感到沮丧和迷惑，想尽各种法子力图去解释这些构成障碍的观察结果。
当然，科学家们原先持有的理论也极有可能是正确的，试验中所得之相异数据可能仅是巧合，我们可暂且视其为例外，留待将来再作考虑。直觉往往比日复一日发生的事情更具穿透力，由它在科学家心中点燃的激情可能是相当正确的，如此一来，正确的做法就应该是听从直觉的指引而行事，必要时甚至得抵触一些表面的事实。
我曾说过，这类问题无法依据任何既定的规则去解决，最终采用什么样的决定纯粹是科学家自己的事情，他得凭自己的个人判断去选择；现在，我们看到这个判断还有一个道德面相。我们发现高利益总是和低利益相互冲突，因此，科学家的判断是良心的事情，它还包含着信念和对理想的忠诚问题。
当然，在科学的“车间”里，即使只是进行最简单的操作，对科学理想------细致与诚挚的自我批评的理想------的忠诚也是不可或缺的。这种忠诚亦是踏入科学门槛的新手要学习的第一件事情，但，遗憾的是，许多人只是从卖弄和怀疑------可能消解科学研究进展的卖弄和怀疑------的意义上去学习科学良心。执行了任何一条科学规则，并不就能满足科学良心，因为每条科学规则都只服从于它自身的诠释。举个例子来说，如果我们去验证某件当前牵涉到的事物，此时并不涉及我们在这里讨论的特殊良心，它仅仅只牵涉到平常的责任心而已。但当我们判断他者的数据将在多大程度上被采用，此时我们得同时避免太过谨慎和太过大意的危险，那科学的良心就很重要了。在所有科学决策过程------对某项科学研究的探寻、研究成果最终向公众公开、接受公众质疑并辩护------这些过程难度更大，它们都需要科学良心，对科学家来说，其中的每个过程都在检验他们对科学的诚意与献身精神。
科学家们将对他们所作所为负起完全的责任，尤其要对他们自己提出来的主张负全责。只要原创者的论述被别的科学家印证------无论这种印证以何种方式、何种途径进行------甚至可能沿着原创者提出理论之初完全没有想到的思路进行------他就可以宣称自己是正确的。反过来说，一旦他的工作被别人证明是错的，他便会觉得自己失败了。此时，他既不能辩解说自己已经执行了科学的规则、也不能说自己被其他研究者或合作者提供的事实所误导，同时也不能说当自己提出理论时并无法作出确实将该理论驳倒的试验。这些说法只能用来解释失误为什么会发生，却无法为失误本身进行辩护------因为科学家不须遵循任何明示的规则，他有权依据自己的判断来决定接受或拒斥任何事实为证据，他的任务不在于实践任何所谓的正确程序，而是要从中得出正确结论。科学家必须想尽一切法子，与他所断言的潜在实相建立某种联系，这种联系一经确立，即至始至终得到科学家本人科学良心的赞成。因此，科学家得接受一项任务------将自己交托在一些证据的力量之上，诚然，这些证据永无法完整；他们还得相信，听从于科学良心而进行的这场赌博，事实上是他们自身能够胜任的职能，也给他们提供了为科学做出贡献的机会。
在科学发现的任何阶段里，我们均能清楚地指认出两个不同的个人因素，它们参与科学判断，使科学判断能够成为科学家自己的事情。某些证据在科学家身上不断激发处直觉性的冲动，而这冲动又与证据的另一部分互相抵触。科学家的一半思想不停地提出新的主张，另一半则不停地反对它们，两部分都是盲目的，任哪一部分自行其是都会将我们引向无限的歧途。不加约束的直觉性思考将导向放纵的任性结果；但对批判性规则的严格履行又可能使发现系统彻底瘫痪。唯有由这二者之上的第三方来作出公正的裁决，方能解决这个冲突。在科学家的脑海里，科学良心的角色就是这超越其创造性冲动和批判性谨慎的第三方。当科学家宣布最终结论的时候，必定要奏出个人责任的调子，我们可以从中听到科学良心敲击的音符。由此可见，科学的基础里蕴涵着道德的因素；我在下一讲中将对此进行详述。
