比較

比較是認識對象間的相同點或相異點的邏輯方法。它可以在異類對象之間進行，也可以在同類的對象之間進行，還可以在同一對象的不同方面、不同部分之間進行。例如，富蘭克林曾將天上的閃電與地面的電火花這兩個長期被人們認為是毫無聯繫並且截然不同的客觀對象作了比較。1719年11月7日，他在筆記中寫下達樣一段話；

“電流跟閃電在這些特徵方面是一致的：(1)發光；(2)光的顏色；(3)彎曲的方向；(4)快速運動；(5)被金屬傳導；(6)在爆發時發出霹靂聲或燥聲；(7)在水中或冰里存在；(8)辟裂了它所通過的物體；(9)殺死動物；(10)熔化金屬；(11)使易燃物著火；(12)含硫磺氣味。”(引自[美]丁弗·卡約里；《物理學史》，內蒙古人民出版社，1981年版，第126頁)

富蘭克林通過比較認識到兩者有十二個方面的相同點，並寫了《論天空閃電與與地下電火相同》—文，送交英國皇家學會。1752年夏，一個雷電交加、傾盆大雨的下午，富蘭克林做了著名的風箏實驗，檢驗了他的發現。富蘭克林對電學的發展作出了重要的貢獻。

在科學研究中，比較是一種有目的有計劃的認識活動。為了探索什麼而進行比較？比較哪些對象以及對象的哪些方面？這些都是由科學研究所要解決的問題來決定的。

比如，1724年，富蘭克林由美洲赴倫敦．一個雷雨天，他在船上看到船的桅杆尖上有一串淡藍色的火花。這是什麼？船員們說這是神火。富蘭克林在英國時也問過一些科學家，他們認為神火是氣體的爆炸。後來，富蘭克林也認為神火是“一種難以捉摸的硫磺、黃鐵礦的易燃的氣體，並且自身著了火。”1746年，富蘭克林偶然看到英國學者史賓斯在波士頓做的電學實驗，不久，他收到了從歐洲寄來的萊頓瓶。富蘭克林也用萊頓瓶做各種電學實驗。在一次實驗中，他把十幾個萊頓瓶連在一起，以加大電的容量。他夫人不慎碰到了萊頓瓶的金屬桿，受到了電擊。這次事故給他留下了深刻的印象。萊頓瓶中的電也能損傷人體，這同天上的雷電多麼象啊！雷電與地面的電火花是否相同？他決心要弄清這個問題。因此，富蘭克林將二者作了仔細的比較。可見，比較的起因在於問題。如果沒有問題，那就沒有比較的目的，也就無從確定比較的對象以及比較的方面，自然也就無法進行什麼比較了。

比較的起因是問題。但是有了問題並不就能進行比較，還要具備進行比較的背景知識。在富蘭克林以前，也有許多人提出“什麼是神火？為什麼有神火?”一類問題，但是，它並沒有促進人們把天空的閃電與地面的電火花進行比較。其原因是缺乏進行這種比較的背景知識。自十六世紀吉爾伯特提出“電”一詞以後，十七世紀，德國物理學家格里凱製成了摩擦起動機。1731年英國電學家格雷區分了導電體和絕緣體。1733年法國化學家杜費提出了電的“雙流”說。1746年荷蘭萊頓大學的馬森布羅克發明了萊頓瓶。富蘭克林正是在靜電學迅速發展時，開始了他的電學研究。他在接受前人研究成果的基礎上用電的“單流”說取代杜費的“雙流”說，提出電荷守恆定律。所以，富蘭克林在作天空的閃電與地面的電火比較之前，已具備了進行這種比較的各種知識。如果他沒有這些背景知識，那麼，他也不能去進行這種比較並導致科學的發現。

經驗自然科學所要研究的是自然界的各種事物及其規律性。自然界千變萬化，各種事物千差萬別，千姿百態。但是，整個自然界又是統一的，各種事物是相互聯繫的，存在著客觀的規律性。自然界的每一事物都是在同其他事物的相互聯繫中表現出自己的多種屬性．這些屬性中，既有同其他事物相同的屬性，也有同其他事物相異的屬性，人們只有把握這些相同點和相異點，才能陳述事實並進而給予理論解釋。比較在科學發現中具有非常重要的作用，不進行比較，就不可能有科學的發現。

古典歸納邏輯的創建者弗蘭西斯·培根是很重視比較的。他認為要獲得科學知識必須要有正確的方法(新的認識工具)來指導。他在總結科學實驗方法的基礎上，提出了“三表法”。培根的“三表法”以及以後穆勒又加以發展的“求因果五法”，都是通過比較去探索現象間的因果性的邏輯模式。只有比較不同方面的經驗材料，才能導致科學的發現。比如，1895年11月8日傍晚，德國物理學家倫琴在用克魯克斯管作實驗時，突然看到實驗裝置旁邊的

氰化鋇鉑熒光屏上，似乎稍稍發出藍白色的光。這是否同室內電燈有關？倫琴關上電燈，以便與全室變暗時作比較，結果表明熒光屏上依然發光。倫琴用黑紙將克魯克斯管緊緊地蒙上，使陰極射線不能漏出來，同時也把厚厚的窗帘放下，使室外光線—點也不進入，這樣就可以與全室—片漆黑時作比較，結果表明兩米遠的熒光屏依然發著光。是否黑紙未能完全遮住陰極射線？倫琴卷了十張黑紙，仔細地把克魯克斯管包嚴實，有時還用木板擋一下，他反覆作了上述的比較，熒光屏上都是仍然發光。倫琴依據已有的理論進行了多方面的比較，這才使他認識到，這種光線不是陰極射線，而是另外一種性質的光，他取名為“X”光。1896年元旦前夕，倫琴終於完成了《關於一種新的光線》的論文。他也因此成為20世紀初新設立的諾貝爾物理學獎的第—名狡獎者。其實，在倫琴發現X射線之前 早有人觀察到X射線了。英國物理學家克魯克斯作實驗時，就曾看到過這種奇怪的藍白色的光線。他用照相底板將它拍下來。但是，洗出來的底板卻是模模糊糊的。換上新買來的照相底板，重複多次，結果仍然如此。總之，實驗實驗時使用的照相底板總是不理想。克魯克斯寫信給生產照相底板的工廠，抱怨它們的產品質量不好，工廠在回信中雖然表示歉意，但又對此感到無能為力。以後，克魯克斯用這種照相底板拍出來的底片依然模糊不清。使用克魯克斯管的其他科學家，如美國的古得斯皮也遇到了類似的情況。但是，他們並沒有作出多方面的比較而進行深入深入的研究。如果通過比較而進一步深入研究，克魯克斯可能是是X射線的第一個發現者。他錯過了一項重大科學發現的機會，後來他一直為此後悔不已。

比較是初步整理經驗材料所不可缺少的邏輯方法。所謂初步整理經驗材料，就是通過比較各種各樣對象的相同點與相異點，並由此給予分類/歸類，相同點多而相異點少的對象歸屬於同類，相同點少而相異點多的對象歸屬於不同的類。這樣，人們對被研究對象的認識就不再是孤立、零碎的，而是全面、系統的。這一步工作很重要。規律具有普遍性，它是從一類對象的系統聯繫中抽象概括出來的。更高層次更普遍的規律則是從更廣的系統中抽象概括出來的。所以，運用比較來整理經驗材料，進行分類並做出系統的研究，這對科學發現是十分重要的。比如，俄國化學家門捷列夫把每一種元素的主要性質和原子量寫在一張小卡片上，反覆比較它們的性質，作出系統的分類，終於發現了元素周期律。又如物理學對基本粒子的研究，到1970年代，已發現的基本粒子(包括共振態)約有300多種。通過比較，基本粒子可以分為三類：第一類是光子和γ射線，它們傳遞電磁相互作用；第二類是輕子，包括電子、M介子、中微子，這些粒子之間有電磁作用和弱相互作用，第三類是強子，強子又可以分作介子（π介子、K介子等)和重子兩類。重子包括質子、中子、超子和許多共振態粒子等，在強子之間存在電磁作用，弱相互作用和強相互作用。光子和輕子只有少數幾種，絕大多數基本粒子屬於強子。正是通過這種比較與分類，使基本粒子的研究工作不斷地深入。人們合理地期待著這將導致發現新的定律。