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二、關於熱和冷的原因之探索求同法

典型案例

18世紀偉大的科學家羅蒙諾索夫在《關於熱和冷的原因之探索》一文中根據觀察推斷:我們摩擦凍僵的雙手,手便暖和起來;我們敲擊冰冷的石塊,石塊也能產生火光;我們用錘子不斷地錘擊鐵塊,鐵塊也會熱得發紅。由此可知:「運動能夠產生熱」。

邏輯辨析

在上例中,「熱現象」(即「暖和」、「產生火光」、「熱得發紅」)出現在幾種不同的場合,而各個場合的表現形式有很大差異,但可以發現一個共同的現象,即各個場合都存在著運動(摩擦、敲擊、錘擊),由此得出「運動能夠產生熱」這一結論。羅蒙諾索夫在這一研究中運用了探求因果聯繫的邏輯方法中的求同法。求同法的特點是異中求同,即通過排除現象間不同的因素、尋找共同的因素來確定現象間的因果聯繫。

知識鏈接

求同法,也叫契合法。它是在被研究現象出現的不同場合中,通過尋找相同因素來判明現象因果聯繫的方法。求同法的內容可表述為:被研究的現象在不同的場合中出現,而在各個場合中只有一個情況是共同的,那麼,這個共同的情況就是被研究現象的原因。例如:

在調查甲狀腺腫大這種病的原因時,可分別選擇甲狀腺腫大多發的幾個不同地區,發現這些地區的地理環境、氣候、生活習慣等各方面情況都不大相同,但有一個共同的情況,即土壤和水流中缺碘,居民的食物和飲水也缺碘,因此得出結論:缺碘是引起甲狀腺腫大的原因。

求同法推理的形式可表示為:

場合(1)有A、B、C,並且有a

場合(2)有A、D、E,並且有a

場合(3)有A、F、G,並且有a

…………

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A是a的原因

這裡的A、B、C、D、E、F、G等表示相關先行情況,a表示被研究現象。這個推理形式表明,在被研究現象a出現的若干場合中,只有相關先行情況A在這些場合中都出現,除此以外再無其他情況在這些場合中都出現,由此可得出A是a的原因。可見,求同法是一種異中求同的方法。

求同法推理是一種或然性推理,它的結論並不可靠,因為在每一場合中,實際存在的先行情況是很多的,我們在考慮相關先行情況時,有可能把無關的先行情況當成有關的,或把真正有關的先行情況忽略掉。例如,人們根據不同的食物在氣溫高時容易變質,便得出結論:氣溫高是導致食物變質的原因。其實,真正的原因是細菌的繁殖,而氣溫高只是細菌繁殖的一個條件。再如,人們尋找血吸蟲病的原因時發現,居住在生長釘螺地區的人容易得血吸蟲病,於是以為釘螺是患病的原因。後來人們經過長期的研究才弄清楚,血吸蟲是血吸蟲病的真正原因,釘螺不過是血吸蟲的寄體。

要想提高求同法推理的可靠性,就要注意以下兩點:

第一,要認真分析在被研究現象出現的幾個不同場合中,是否除某一相關先行情況相同外,其他情況都不同。如果與被研究現象共存的相關先行情況並不是唯一的,結論就不是確實可靠的。但在現實生活中,要保證只有唯一的相同相關先行情況是不容易做到的。因此,求同法只是判明現象間因果聯繫的初步方法,它的結果往往還需要用其他方法進—步驗證。

第二,應選擇盡可能多的場合進行比較。比較的場合愈多,不相干的共同情況出現的可能性就愈小,也就愈能提高結論的可靠性。例如,某人調查了幾名成績優異的學生,發現他們家中都有電腦,以為家有電腦與這些學生成績優異有因果聯繫。但再找更多的學生進行調查,就可發現有許多家中尚無電腦的學生也成績優異,這樣,就可以排除這一不相干的情況。

擴展延伸

認識現象間因果聯繫的過程是很複雜的。普通邏輯只提供一些較為簡單的、初步的,而又具有一般性,在各門科學中普遍應用的邏輯方法,這就是求同法、求異法、求同求異並用法、共變法和剩餘法。這些方法是19世紀英國著名邏輯學家穆勒在概括和發展了培根的實驗科學歸納法的基礎上提出來的,因此也被稱為「穆勒五法」。在培根和穆勒之前,人們往往用簡單枚舉法來發現因果聯繫,即根據一定量的現象伴隨著某類情況出現,就自然地導出它們之間有因果聯繫。例如,英國化學家波義耳發現,在所有觀察到的實例中,把藍色石蕊試紙浸在酸溶液中都出現試紙變紅的現象,於是得出結論:酸溶液是導致石蕊試紙變紅的原因。儘管簡單枚舉法在發現因果律時有一定作用,但可靠性較差,一旦遇到反例,結論就會被推翻。培根批評了簡單枚舉法,創立了以排除法為核心的探求因果聯繫的方法。穆勒充實和完善了培根的理論,提出了「穆勒五法」。本書著重介紹求同法、求異法和共變法。

愛因斯坦認為,西方科學的發展是以兩個偉大的成就為基礎的,即希臘哲學家發明的形式邏輯體系,以及(在文藝復興時期)發現通過系統的實驗有可能找出因果關係。探求現象間因果關係的邏輯方法就是愛因斯坦所說的第二個方面,它們是科學歸納推理的基礎。這些方法是在自然科學發展的基礎上提出來的,它總結了科學實驗所常用的一些方法,對於認識自然界和社會生活中各種現象背後的規律具有重要作用。

勤思多練

1.分析下列各題運用的方法,找出題中各個場合的相同因素及由此導致的結論。

(1)當我們把石蕊試紙分別放到醋、檸檬汁、碳酸礦水和鹽酸中時,石蕊試紙都變成紅色。這四種物質的化學性質是極不相同的。醋和檸檬汁是有機化合物,碳酸礦水和鹽酸是無機化合物。但是,它們有一種共同的性質,即都是具有酸性的物質。因此,我們就可得知,這四種物質具有酸性是使石蕊試紙變紅的原因。

(2)國外有人對處於磁場中工作的546人進行了調查,發現這些人的年齡、愛好、飲食、生活習慣等各不相同,但手上的血管都擴張為紅色,手指溫度比肩部高出1℃~2℃,還出現大量的汗水。這顯然是磁場造成的不良影響。

(3)浙江某地醫院收治了57名症狀類似的食物中毒者。這些患者年齡不同,所吃食物品種不同,發病地點不同,但發現他們有一點是相同的,即都吃了水磨粉做成的食物,而水磨粉又是同一加工廠加工的,因此懷疑加工廠的水磨粉有問題。經檢查,原來是水磨機上有瘦肉精的殘留物。由此確定,患者是吃了這種含有瘦肉精殘餘成分的水磨粉食品後中毒的。

(4)2002年末至2003年春,中國及世界範圍內30餘個國家和地區先後出現了一種傳播性與感染性極強的嚴重急性呼吸系統綜合征。據報道,2003年初春,廣東幾所醫院先後接診了多名特殊發熱患者,發現他們都有發熱、頭痛、乾咳、少痰和全身酸痛乏力等症狀,早期白細胞正常或降低,肺部影像學顯示肺炎改變。廣東省衛生廳新成立的專家組對30多名病人的症狀分析後認為,這種肺炎症狀不同於人們已知的一般的典型性肺炎,而是一種新病毒引起的肺炎。於是,他們在2003年1月的報告中將此病命名為「非典型性肺炎」。

2.指出下例中運用求同法得出錯誤結論的原因。

某人第一天晚上用電腦工作了兩個小時,又喝了許多濃茶,結果整夜失眠;第二天晚上又用電腦工作了兩個小時,同時喝了大量咖啡,結果又整夜失眠;第三天晚上他還是用電腦工作了兩個小時,同時又抽了許多香煙,結果還是整夜失眠。於是他得出結論:用電腦工作兩個小時是導致他失眠的原因。