歸納與演繹,求同與求異,調動直覺,假設和整體,體會躍動中的分析。
歸納分析法
歸納分析法就是利用了對細節或事例的分析,由一些個別的、特殊的事例推導出同一類事物的一般性結論的思維方法。它是由特定事例導向一般事例的過程,以經驗和實證作為基礎,並從基礎中得出結論。
因此在平常生活中發現別人忽視的細節,經過認真的分析思考,也許你的發現就能令人刮目相看,並且給歷史和人類帶來巨大的貢獻。比如:
人們通過實驗知道銅能導電,鋁能導電,鐵能導電……而銅、鋁、鐵等都是金屬,由此概括出「金屬都能導電」的一般性認識。再如,人們通過發現年輪,從而推導出所有生物都有年輪的結論。人們觀察到大量的年輪現象,樹木有年輪,從它的年輪可以知道它的年齡;其他植物,如水仙花也有年輪;動物也有年輪,最引人注目的是龜的年輪,從龜背各盾片環數的多少就可以知道它的年齡;牛、馬也有年輪,它們的年輪在牙齒上;近來發現,人也有年輪,日本科學家發現人的年輪在腦中,當聲波頻率和人的年輪相應時,就會發生特別的反應,否則就無這種反應,這種特別反應可以從顯示在螢光屏上的腦電波看出,因此,利用聲波可以檢測出人的真實年齡。以上這些年輪現象告訴我們:所有生物都有記載自身年齡的年輪。
歸納分析是從個別性認識概括出一般性認識,其概括方式有多種情形。如果根據一類事物的全部個體對像具有(或不具有)某種屬性,概括出該類事物全部對象都具有(或不具有)某種屬性,那麼這種概括方式就是完全歸納,如果根據某類事物的部分個體對像具有(或不具有)某種屬性,概括出該類事物全部個體都如此,那麼這種概括方式就是不完全歸納。如果僅根據某類事物中的一個典型個體所具有(或不具有)某種屬性,概括出該類事物全部個體都如此,那麼這就是典型歸納。
下面我們具體來介紹幾種歸納方法。
1.完全歸納
科學家們分別從太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋的洋底考察,發現都有礦藏,於是得出「地球上的各大洋洋底都有礦藏」這一結論。其思維過程如下:
太平洋的洋底有礦藏;
大西洋的洋底有礦藏;
印度洋的洋底有礦藏;
北冰洋的洋底有礦藏。
(太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋是地球上的全部大洋)
所以,地球上的所有大洋的洋底都有礦藏。完全歸納法可用下列公式表示:
所以,S=P。
完全歸納法,是根據某類事物的每一個對像具有(或不具有)某種屬性,概括出某類的全部對象都具有(或不具有)某種屬性的一般性結論的方法。
從這一模式中,我們可以看出,完全歸納法在前提中考察了某類事物的全部對象,結論所斷定的範圍並未超出前提所斷定的範圍,因此,完全歸納法其前提與結論之間的聯繫是必然的。也就是說,只要人們在運用完全歸納法的過程中,前提中反映了一類事物的所有對象,並且對每一對象的斷定是真實的,那麼其結論必然是真實的。
完全歸納法因其昇華了經驗認識,因而是一種重要的分析方法,它有助於人們作出科學發現。例如,當人們逐一考察了太陽系9大行星,每一行星都繞日運行,並且其運行軌道是橢圓的,人們就可斷定:太陽系行星都以橢圓軌道繞日運行。這一發現對以後人們的觀察和研究起著指導作用。
同時,完全歸納法因其前提與結論之間具有必然性聯繫,因而也可作為證明的方法。這就是說,為了論證某個一般性的原理,可以在考察這一原理所適用的每一對像(或範圍)都成立的基礎上,斷定這一原理在所有這些場合都成立,從而證明這一原理的真實性。例如:
數學上著名的「四色問題」,早在1840年就提出來了。即在平面或球面上畫地圖,為了用不同的顏色將相鄰的地區區別開來,只要4種顏色就可以滿足。但要證明四色定理,需要分析2000多個組合圖形,進行200億次判斷。由於運算次數太多,這一定理長期得不到證明,成為數學上的一個奇難課題。直到1976年,數學家阿沛爾和哈肯用高速電子計算機對所有的組合圖形逐一進行驗證,共運算了1200小時。至此,這個定理才得到證明。
運用完全歸納分析法必須注意以下兩點:
第一,對於前提中的每一個對象的斷定都必須和客觀實際情況相符,即前提必須真實。
第二,所列舉的前提應當包括該類事物的每一個個體對象。
由於完全歸納分析法是一種嚴格的、能得出正確和可靠結論的分析形式,所以,人們經常用它來進行周密的調查研究和嚴格的論證,在日常生活和科學研究中被廣泛地運用著。如學生學習期滿,通過考試,逐個瞭解他們的成績全部都合格,於是得出「這一屆學生成績全部合格」的普遍性結論。又如教師上課點名,從全班50名學生分別都喊到的考察中,得出全班同學都到了的結論。在工廠中,逐個考察該廠全部車間,知道每個車間都完成了生產任務,於是得出「全廠都完成了生產任務」的結論。在某項動物試驗中,瞭解了全部5組不同類的每個動物都產生了異常反應,得出「所有參與試驗的動物都產生了異常反應」的結論,等等。這些都是用的完全歸納分析法。
2.不完全歸納
由於完全歸納分析法必須對該類事物的全部對像無一遺漏地進行考察,所以,在遇到某類事物的個體對象是無限的(如天體的星球、物質的原子、自然數列中的數字等);或者個體數量較多,無法一一考察(如學生、鋼筆、動物等);或者不需要全部逐一考察(如瞭解某倉庫彈藥的有效狀況,一盒火柴是否每根都擦得著等)時,完全歸納分析法就不適用了。這也是完全歸納分析法的局限性,這時就要用不完全歸納分析法來進行思維了。
不完全歸納分析法是根據一類事物中的部分對像具有(或不具有)某種屬性,從而得出該類事物都具有(或都不具有)某種屬性的一種分析方法。
不完全歸納分析法和完全歸納分析法還有一個區別,其結論的可靠性程度不同,完全歸納分析法所得出的結論是必然性,是完全可靠的,而不完全歸納分析法的結論所斷定的事物情況超出了前提斷定的範圍,提供全新的知識,所以,它的結論具有或然性。例如:
人們觀察到一些生物體內有「生物鐘」現象。譬如,報曉雞天快亮時「打鳴」,牽牛花破曉開放,青蛙冬眠春醒,人們晝醒夜困……由此認為,「一切生物的活動都具有時間上的週期性規律」,即「生物鐘現象」。
不完全歸納分析法在前提中只考察了某類事物的部分對象,而且結論所斷定的範圍超出了前提所斷定的範圍,因此,其前提與結論之間的聯繫不是必然的。也就是說,即使前提中的每一斷定都是真的,也不能保證結論是真實的,只能說在一定程度上是真的。
然而,人們可以想方設法來提高不完全歸納分析法結論的可靠性。譬如,盡可能增加被考察對象的數量,盡可能擴大被考察對象的範圍,那麼結論的可靠性程度就會提高。因為,考察的對象愈多,每一對像若都具有某種屬性,那麼就愈能解除反面事例的存在;考察的範圍愈廣,某類對象的個體在各種不同的環境條件下都具有某種屬性,那麼就愈能說明結論的可靠性。例如,「一切生物的活動都具有時間上的週期性規律」這一結論,隨著考察對象的增多和考察範圍的擴大,其可靠性不斷提高。
不完全歸納法雖然不是一種必然性思維方法,但它能夠突破前提所考察對像範圍的局限性,因而能夠擴大人們的認識領域,幫助人們作出新的科學發現。科學認識史上的許多新理論、新成就都得益於不完全歸納分析法。開普勒的行星運行三大定律的提出是如此,牛頓萬有引力定律的提出也是如此;門捷列夫化學元素週期律的發現是如此,孟德爾生物基因遺傳定律的發現也是如此。
不完全歸納分析法一般分為簡單枚舉法和科學歸納分析法兩種,對這兩種分析法下面專篇分別闡述。此外還有兩種;概率歸納分析法與劃類歸納分析法也很常用。
人們在認識的實踐過程中,往往會遇到複雜情況。當我們對某一類事物中若干個別對像分別考察時,發現其情況是各式各樣的,如在社會調查時,發現有的人生活豪華,有的人生活較富裕,有的人生活一般,有的人生活較差,也有的人生活在貧困線之下。這時我們就很難得出「所有人的生活都是……」或「都不是……」這一類的結論,而只能得出「所有人的生活有的豪華,有的較富裕,有的一般,有的較差,有的在貧困線之下」的結論。如果有進一步的要求,則還可以對這幾種類型作大體的斷定。這種方法就是劃類歸納法。劃類歸納法的主要內容是:考察S類的部分對像時,並不是S都是P,而是有的S是P,有的S是Q,有的S是R……這時,人們既不能作出「所有S都是P」的結論,也不能作出「有些S是P」的結論,而只能是作出「S或是P,或是Q,或是R……」的結論。
如19世紀末奧地利病理學家蘭特斯坦納就根據紅細胞的凝集原情況運用劃類歸納法,發現了人的血液有4種類型:凡紅細胞只含有A凝集原的叫A型血;只含有B凝集原的,叫B型血;A和B兩種凝集原都有的,叫AB型血;兩種凝集原都沒有的,叫O型血。這就揭示出了輸血的規律性,解決了醫學上的一大難題。
劃類歸納分析法,其結論所提供的是關於對像類型的知識,這些類型是從考察了的個體對像那裡概括而來的部分個體對像之間的共性,而這些類型性並不是被研究過的全部個體對象都共同具有的。而是一些特殊性,所以,這種劃類歸納分析法清楚地展示了「個別—特殊—一般」的相互關係,這對於認識「自然之網」的不同層次的類屬關係是十分重要的。
除了概率歸納分析法、劃類歸納分析法外,還有統計歸納分析法、典型歸納分析法等,都屬於不完全歸納分析法。
3.全稱歸納與統計歸納
全稱歸納分析法與統計歸納分析法,都是根據某類事物的部分對像具有(或不具有)某種屬性,從而推出該類全部對像具有(或不具有)某種屬性的結論,因而都屬於不完全歸納分析法,所不同的是,全稱歸納分析法的結論是全稱命題(如「所有3都是P」);統計歸納法的結論是統計命題(如「百分之幾的3是P」)。
全稱歸納分析法是一種發現動力學規律的方法。所謂動力學規律,是關於一定條件下某類事物中任何一個對象的運動變化狀態的經驗定律。例如,德國天文學家開普勒發現太陽系行星運動的第三定律——行星圍繞太陽運轉週期的平方與它同太陽距離的立方成正比,就運用了全稱歸納法。
統計歸納分析法,也稱概率歸納分析法,它是根據所考察的某類事物中的部分對像中有百分之幾的對象具有(或不具有)某屬性,從而推出該類的所有對象中百分之幾的對象具有(或不具有)某屬性的統計命題。
統計歸納分析法通過部分推論到全體,獲得統計性命題,是一種發現統計性規律的方法。所謂統計性規律,是關於某類事物的大量隨機事件特徵的經驗定律。例如,人們拋擲一枚質地均勻的硬幣,它落地時或者正面朝上或者反面朝上,究竟哪一面朝上是不確定的,即是隨機的。如果人們將一個硬幣拋擲大量次數(幾千次或幾萬次),或者同時拋擲大數量的硬幣,那麼就可以統計出硬幣正面朝上的頻率,即正面朝上發生的次數與總拋擲數之比值。如果這一頻率在以後的實驗中總是趨於穩定,那麼我們就可以較可靠地得出這一事件的概率。這一概率命題(百分之幾的正面朝上)就是一個統計性規律。