第七章 归纳推理 第一节 归纳推理概述 一、归纳推理的定义 所谓归纳推理，就是从个别性知识推出一般性结论的推理。 例如： 直角三角形内角和是1800； 锐角三角形内角和是1800； 钝角三角形内角和是1800； 直角三角形、锐角三角形和钝角三角形是全部的三角形； 所以，一切三角形内角和都是1800。 这个例子从直角三角形、锐角三角形和钝角三角形内角和分别都是1800这些个别性知识，推出了“一切三角形内角和都是180°”这样的一般性结论，就属于归纳推理。 传统上，根据前提所考察对象范围的不同，把归纳推理分为完全归纳推理和不完全归纳推理。完全归纳推理考察了某类事物的全部对象，不完全归纳推理则仅仅考察了某类事物的部分对象。并进一步根据前提是否揭示对象与其属性间的因果联系，把不完全归纳推理分为简单枚举归纳推理和科学归纳推理。 现代归纳逻辑则主要研究概率推理和统计推理。 归纳推理的前提是其结论的必要条件。首先，归纳推理的前提必须是真实的，否则，归纳就失去了意义。其次，归纳推理的前提是真实的，但结论却未必真实，而可能为假。如根据某天有一只兔子撞到树上死了，推出每天都会有兔子撞到树上死掉，这一结论很可能为假，除非一些很特殊的情况发生，比如地理环境中发生了什么异常使得兔子必以撞树为快。 我们可以用归纳强度来说明归纳推理中前提对结论的支持度。支持度小于50%的，则称该推理是归纳弱的；支持度小于100%但大于50%的，称该推理是归纳强的；归纳推理中只有完全归纳推理前提对结论的支持度达到100%，支持度达到100%的是必然性支持。 二、归纳推理和演绎推理的关系 归纳推理和演绎推理既有区别，又有联系。 二者的区别是： 1、思维进程不同。归纳推理的思维进程是从个别到一般。而演绎推理的思维进程不是从个别到一般，是一个必然地得出的思维进程。演绎推理不是从个别到一般的推理，但也不仅仅是从一般到个别的推理：演绎推理可以从一般到一般，比如从“一切非正义战争都是不得人心的”推出“一切非正义战争都不是得人心的”；可以从个别到个别，比如从“罗吉尔·培根不是那个建立新的归纳逻辑学说的培根”推出“那个建立新的归纳逻辑学说的培根不是罗吉尔·培根”；可以从个别和一般到个别，比如从“这个物体不导电”和“所有的金属都导电”推出“这个物体不是金属”；还可以从个别和一般到一般，比如从“你能够胜任这项工作”和“有志者事竟成或者你不能够胜任这项工作”推出“有志者事竟成”。在这里，应当特别注意的是，归纳推理中的完全归纳推理其思维进程既是从个别到一般，又是必然地得出。 2、对前提真实性的要求不同。演绎推理不要求前提必须真实，归纳推理则要求前提必须真实。 3、结论所断定的知识范围不同。演绎推理的结论没有超出前提所断定的知识范围。归纳推理除了完全归纳推理，结论都超出了前提所断定的知识范围。 4、前提与结论间的联系程度不同。演绎推理的前提与结论间的联系是必然的，也就是说，前提真实，推理形式正确，结论就必然是真的。归纳推理除了完全归纳推理前提与结论间的联系是必然的外，前提和结论间的联系都是或然的，也就是说，前提真实，推理形式也正确，但不能必然推出真实的结论。 二者的联系是： 1、演绎推理如果要以一般性知识为前提，（演绎推理未必都要以一般性知识为前提。）则通常要依赖归纳推理来提供一般性知识。 2、归纳推理离不开演绎推理。其一，为了提高归纳推理的可靠程度，需要运用已有的理论知识，对归纳推理的个别性前提进行分析，把握其中的因果性、必然性，这就要用到演绎推理。其二，归纳推理依靠演绎推理来验证自己的结论。例如，俄国化学家门捷列夫通过归纳发现元素周期律，指出，元素的性质随元素原子量的增加而呈周期性变化。后用演绎推理发现，原来测量的一些元素的原子量是错的。于是，他重新安排了它们在周期表中的位置，并预言了一些尚未发现的元素，指出周期表中应留出空白位置给未发现的新元素。 逻辑史上曾出现两个相互对立的派别——全归纳派和全演绎派。全归纳派把归纳说成惟一科学的思维方法，否认演绎在认识中的作用。全演绎派把演绎说成是惟一科学的思维方法，否认归纳的意义。这两种观点都是片面的。正如恩格斯所说：“归纳和演绎，正如分析和综合一样，是必然相互联系着的。不应当牺牲一个而把另一个捧到天上去，应当把每一个都用到该用的地方，而要做到这一点，就只有注意它们的相互联系、它们的相互补充。”① 三、收集和整理经验材料的方法 （一）收集经验材料的方法 归纳推理要以个别性知识为前提，为了获得个别性知识，就必须收集经验材料。收集经验材料的方法有观察、实验等。 1、观察 这里所说的“观察”是“科学的观察”的简称。一般来说，人们把外界的自然信息通过感官输入大脑，经过大脑的处理，形成对外界的感知，就是观察。然而，盲目的、被动的感受过程不是科学的观察。科学的观察是在一定的思想或理论指导下，在自然发生的条件下进行（不干预自然现象）但有目的的、主动的观察。科学的观察往往不是单纯地靠眼耳鼻舌身五官去感受自然界所给予的刺激，而要借助一定的科学仪器去考察、描述和确认某些自然现象的自然发生。 观察要遵循客观性原则，对客观存在的现象应如实观察。如果观察失真，便不能得到真实可靠的结论。但是，说观察要遵循客观性原则，并不是说在观察时应当不带有任何理论观点。理论总是不同程度地渗透在观察之中。提出观察要客观，是要求用正确的理论来观察事物，以免产生主观主义。理论对观察的渗透，说明了主体在观察中的能动作用。氧的发现过程生动地体现了理论对观察的作用。1774年8月，英国科学家普利斯特里在用聚光透镜加热氧化汞时得到了氧气，他发现物质在这种气体里燃烧比在空气中更强烈，由于墨守陈旧的燃素说，他称这种气体为“脱去燃素的空气”。1774年，法国著名的化学家拉瓦锡正在研究磷、硫以及一些金属燃烧后质量会增加而空气减少的问题，大量的实验事实使他对燃素理论发生了极大怀疑。正在这时，普利斯特里来到巴黎，把他的实验情况告诉了拉瓦锡，拉瓦锡立刻意识到他的英国同事的实验的重要性。他马上重复了普利斯特里的实验，果真得到了一种支持燃烧的气体，他确定这种气体是一种新的元素。1775年4月拉瓦锡向法国巴黎科学院提出报告──金属在煅烧时与之相化合并增加其重量的物质的性质──公布了氧的发现。实际上，在普利斯特里发现氧气之前，瑞典化学家舍勒也曾独立地发现了氧气，但他把这种气体称为“火空气”。氧的发现过程正如恩格斯在《资本论》第二卷序言中所说的：“普利斯特里和舍勒已经找出了氧气，但不知道他们找到的是什么。他们不免为现有燃素范畴所束缚。这种本来可以推翻全部燃素观点并使化学发生革命的元素，没有在他们手中结下果实。……（拉瓦锡）仍不失为氧气的真正发现者，因为其他两位不过找出了氧气，但一点儿也不知道他们自己找出了什么。” 当对象的性质使人们难以实际作用于对象（比如在天文学研究中）或者研究对象的特点要求避免外界干扰（如在许多心理学的研究中）时，最适用的收集经验材料的方法就是观察了。 观察方法有一定局限性：（1）观察只能使我们看到现象，却看不到本质。现象是事物的外部联系和表面特征，是事物的外在表现。本质是事物的内部联系，是事物内部所包含的一系列必然性、规律性的综合。恩格斯说：“单凭观察所得到的经验，是决不能充分证明必然性的。”①（2）观察有时无法区分真相与假象。比如，由于地球在运动，所以我们在地球上观察恒星的相互位置，好象发生了很大的变化，这在天文学上称为“视运动”，可是视运动并不是天体的真实运动。 2、实验 实验是人们应用一定的科学仪器，使对象在自己的控制之下，按照自己的设计发生变化，并通过观察和思索这种变化来认识对象的方法。 实验的特点是：（1）具有简化和纯化的特点。通过对影响某一对象的各种因素进行简化和纯化，突出主要因素，舍弃次要因素，排除与对象没有本质联系的因素的干扰，达到在比较单纯的状态下来认识对象。比如为研究某一植物在某一条件下对具有一定酸碱度的土壤的适应情况，在实验室中人为地控制大自然对植物生态的影响，只就酸碱度这一特定的因素进行考察。（2）具有强化条件的特点。通过实验，可以使对象处于一些特殊条件、极端状态下（如超高温、超高压、超真空和超强磁场等），使研究对象的特殊性质凸显出来，从而达到认识对象的特殊性质的目的。1956年杨振宁和李政道提出弱相互作用下宇称不守恒假说。为了检验这个假说，吴健雄用了钴-60作为实验材料进行实验。可是，在常温下钴-60本身的热运动和自旋方向杂乱无章，无法进行实验。于是吴健雄把钴-60冷却到0.01K，使钴核的热运动停止，实验便达到了预期效果。（3）具有可重复性。任何一个实验事实，应该能被重复实现，否则便不能成立，这是科学活动的一个规矩。例如，1974年10月初，丁肇中在美国通过实验证明了1/4粒子的存在，同年10月15日在西欧重复了这个实验，马上找到了1/4粒子，这就证明了丁肇中的实验是成功的。 （二）整理经验材料的方法 通过观察、实验等方法得到的经验材料，需要经过加工整理，才能形成科学的结论。整理经验材料的方法有比较、归类、分析与综合以及抽象与概括等。 1、比较 比较是确定对象共同点和差异点的方法。通过比较，既可以认识对象之间的相似，也可以了解对象之间的差异，从而为进一步的科学分类提供基础。运用比较方法，重要的是在表面上差异极大的对象中识“同”，或在表面上相同或相似的对象中辨“异”。正如黑格尔所说：“假如一个人能看出当前即显而易见的差别，譬如，能区别一支笔和一头骆驼，我们不会说这人有了不起的聪明。同样，另一方面，一个人能比较两个近似的东西，如橡树和槐树，或寺院与教堂，而知其相似，我们也不能说他有很高的比较能力。我们所要求的，是要能看出异中之同和同中之异。”① 在进行比较时必须注意以下两点： （1）要在同一关系下进行比较。也就是说，对象之间是可比的。如果拿不能相比的东西来勉强相比，就会犯“比附”的错误。比如，木之长是空间的长度，夜之长是时间的长度，二者不能比长短。 （2）选择与制定精确的、稳定的比较标准。比如，在生物学中广泛使用生物标本，地质学中广泛使用矿石标本，用它们来证认不同品种的生物和矿石。这些标本就是比较的标淮。现在研究陨石或登月采集的月岩物质，也是将它们同地球上的矿石标本比较。 （3）要在对象的实质方面进行比较。例如比较两位大学生谁更优秀，必须就他们的思想品德、学习成绩、实践能力等实质方面进行比较，而不是就性别、籍贯、家庭贫富等方面进行比较。 2、归类 归类是根据对象的共同点和差异点，把对象按类区分开来的方法。通过归类，可以使杂乱无章的现象条理化，使大量的事实材料系统化。归类是在比较的基础上进行的。通过比较，找出事物间的相同点和差异点，然后把具有相同点的事实材料归为同一类，把具有差异点的事实材料分成不同的类。如全世界40万种左右植物，可把它们归为四大类（门）：藻菌植物门、苔藓植物门、蕨类植物门和种子植物门。由门再往下分可以得出纲、目、科、属、种各级单位。 归类与词项的划分是有区别的。（1）思维进程的方向不同。词项的划分是从较大的类，划分出较小的类。而归类则相反，它是从个体开始，上升到类，再上升到一般性更大的类。（2）作用不同。词项的划分是为了明确词项。归类则是把占有的材料系统化的方法。更为重要的是，由于正确的分类系统反映了事物的本质特征和内部规律性的联系，因而具有科学的预见性，能够指导人们寻找或认识新的具体事物。例如，以达尔文生物进化论为基础建立起来的生物自然分类系统，曾预言了许多当时尚未发现的过渡性生物。始祖鸟就是达尔文所预言并被人找到的一种。始祖鸟是介于爬虫类和鸟类之间的中间类型。它把这两类动物之间的空隙填补起来了，说明鸟类是由爬虫类演变而来的。 3、分析与综合 分析就是将事物“分解成简单要素”。综合就是“组合、结合、凑合在一起”。也就是说，将事物分解成组成部分、要素，研究清楚了再凑合起来，事物以新的形象展示出来。这就是采用了分析与综合的方法。如，分析一篇英文文章的结构，先是得到句子、单词，最后得到26个字母；反过来，综合是由字母组成单词、句子，再由句子组成文章，这些是文法所要研究的题材。再如，白色的光经过三棱镜，分解成红橙黄绿青蓝紫七色光；反过来，七色光又合成白色光。这就是光谱的分析与综合，由此可以解释彩虹的成因。分析和综合是两种不同的方法，它们在认识方向上是相反的。但它们又是密切结合、相辅相成的。一方面，分析是综合的基础；另一方面，分析也依赖于综合，没有一定的综合为指导，就无从对事物作深入分析。 4、抽象与概括 抽象是人们在研究活动中，应用思维能力，排除对象次要的、非本质的因素，抽出其主要的、本质的因素，从而达到认识对象本质的方法。 概括是在思维中把对象本质的、规律性的认识，推广到所有同类的其他事物上去的方法。如发现“能导电”这一“金属”的共同本质后，可把这种共同的本质推广到全部金属上去，概括出全部金属都具有“能导电”的本质属性。 第二节 完全归纳推理 完全归纳推理是根据某类事物每一对象都具有某种属性，从而推出该类事物都具有该种属性的结论。例如：“已知欧洲有矿藏，亚洲有矿藏，非洲有矿藏，北美洲有矿藏，南美洲有矿藏，大洋洲有矿藏，南极洲有矿藏，而欧洲、亚洲、非洲、北美洲、南美洲、大洋洲、南极洲是地球上的全部大洲，所以，地球上所有大洲都有矿藏。”其逻辑形式如下： S1是P S2是P …… Sn是P S1，S2，…，Sn是S类的全部对象 所以，所有S都是P 完全归纳推理的特点是：在前提中考察了一类事物的全部对象，结论没有超出前提所断定的知识范围，因此，其前提和结论之间的联系是必然的。 运用完全归纳推理要获得正确的结论，必须满足两条要求：（1）在前提中考察了一类事物的全部对象。（2）前提中对该类事物每一对象所作的断定都是真的。 完全归纳推理有两个方面的作用：（1）认识作用。完全归纳推理根据某类事物每一对象都具有某种属性，推出该类事物都具有该种属性，使人们的认识从个别上升到了一般。比如，上面根据“地球上的大洲”这一类事物的每个对象都有“有矿藏”这一属性，得出“地球上所有大洲都有矿藏”的结论，就体现了完全归纳推理的认识作用。（2）论证作用。因为完全归纳推理的前提和结论之间的联系是必然的，所以常被用作强有力的论证方法。比如对于论题“两个特称前提的三段论推不出结论”，可以这样论证：前提是II的三段论推不出结论，前提是OO的三段论推不出结论，前提是IO（OI）的三段论推不出结论，前提是II的三段论、前提是OO的三段论、前提是IO（OI）的三段论是两个特称前提的三段论的全部对象，所以，两个特称前提的三段论推不出结论。 完全归纳推理通常适用于数量不多的事物。当所要考察的事物数量极多，甚至是无限的时候，完全归纳推理就不适用了，而需要运用另一种归纳推理形式，即不完全归纳推理。 第三节 不完全归纳推理 不完全归纳推理是根据某类事物部分对象都具有某种属性，从而推出该类事物都具有该种属性的结论。不完全归纳推理包括简单枚举归纳推理、科学归纳推理。 一、简单枚举归纳推理 在一类事物中，根据已观察到的部分对象都具有某种属性，并且没有遇到任何反例，从而推出该类事物都具有该种属性的结论，这就是简单枚举归纳推理。比如，被誉为“数学王冠上的明珠”的“哥德巴赫猜想”就是用了简单枚举归纳推理提出来的。200多年前，德国数学家哥德巴赫发现，一些奇数都分别等于三个素数之和。例如： 17=3+3+11 41=11+13+17 77=7+17+53 461=5+7+449 哥德巴赫并没有把所有奇数都列举出来（事实上也不可能），只是从少数例子出发就提出了一个猜想：所有大于5的奇数都可以分解为三个素数之和。他把这个猜想告诉了数学家欧拉。欧拉肯定了他的猜想，并补充提出猜想：大于4的偶数都可以分解为两个素数之和。例如： 10=5+5 14=7+7 18=9+9 462=5+457 前一个命题可以从这个命题得到证明，这两个命题后来合称为“哥德巴赫猜想”。 民间的许多谚语，如“瑞雪兆丰年”、“础润而雨，月晕而风”、“鸟低飞，披蓑衣”等，都是根据生活中多次重复的事例，用简单枚举归纳推理概括出来的。 简单枚举归纳推理的逻辑形式如下： S1是P S2是P …… Sn是P S1、S2、…，Sn是S类的部分对象，并且其中没有S不是P 所以，所有S是（或不是）P 简单枚举归纳推理的结论是或然的，因为其结论超出了前提所断定的知识范围。数学家华罗庚在《数学归纳法》一书中，对简单枚举归纳推理的或然性做了很好的说明： “从一个袋子里摸出来的第一个是红玻璃球，第二个是红玻璃球，甚至第三个、第四个、第五个都是红玻璃球时，我们立刻就会猜想：‘是不是袋子里所有的球都是红玻璃球？’但是，当我们有一次摸出一个白玻璃球时，这个猜想失败了。这时，我们会出现另一个猜想：‘是不是袋里的东西全都是玻璃球？’当有一次摸出一个木球时，这个猜想又失败了。那时，我们又会出现第三个猜想：‘是不是袋里的东西都是球？’这个猜想对不对，还必须继续加以检验，要把袋里的东西全部摸出来，才能见个分晓。”① 要提高简单枚举归纳推理的可靠性，必须注意以下两条要求：（1）枚举的数量要足够多，考察的范围要足够广。（2）考察有无反例。通常把不注意以上两条要求因而样本过少、结论明显为假的简单枚举归纳推理称为“以偏赅全”或“轻率概括”。鲁迅在《内山完造作<活中国的姿态>序》里写到：“一个旅行者走进了下野的有钱的大官的书斋，看见有许多很贵的砚石，便说中国是‘文雅的国度’；一个观察者到上海来一下，买几种猥亵的书和图画，再去寻寻奇怪的观览物事，便说中国是‘色情的国度’。”在这篇文章中，鲁迅更进一步揭示了此类人因为枚举的数量不够多或考察的范围不够广，不注意考察有无反例，以致“以偏赅全”或“轻率概括”而最后必然要陷入的窘境：“倘到穷文人的家里或者寓里去，不但无所谓书斋，连砚石也不过用着两角钱一块的家伙。一看见这样的事，先前的结论就通不过去了，所以观察者也就有些窘。” 简单枚举归纳推理是归纳推理中最简单的一种方法。但是，尽管如此，其意义却不可忽视。（1）简单枚举归纳推理有助发现的作用。当还不能找到概括的充分根据，但已有相当的材料时，就要运用简单枚举归纳推理，作出初步概括，推出一个或然性结论，以作为进一步研究的起点。因而，形成假说时常用到简单枚举归纳推理。例如，在波义耳定律的发现过程中，简单枚举归纳推理就起了一定的作用。波义耳从自己所掌握的许多实验事实中，概括出“在一定条件下，气体体积和它所受到的压强成反比”这一定律。（2）简单枚举归纳推理也可以用作论证的方法，在论证过程中发挥一定的作用。比如，胡适晚年有这样一段谈话：“凡是大成功的人，都是有绝顶聪明而肯做笨功夫的人。不但中国如此，西方也如此。像孔子，他说‘吾尝终日不食，终夜不寝，以思，无益，不如学也’，这是孔子做学问的功夫。孟子就差了。汉代的郑康成的大成就，完全是做的笨功夫。宋朝的朱夫子，他是一个绝顶聪明的人，他十五六岁时就研究禅学，中年以后才改邪归正。他说的‘宁详毋略，宁近毋远，宁下毋高，宁拙毋巧’十六个字，我时常写给人家的。他的《四书集注》，除了《大学》早成定本外，其余仍是随时修改的。现在的《四书集注》，不知是他生前已经印行的本子，还是他以后修改未定的本子。如陆象山、王阳明，也是第一等聪明的人。像顾亭林，少年时大气磅礴，中年时才做实学，做笨的功夫，你看他的成就！”在这里，胡适为了论证“凡是大成功的人，都是有绝顶聪明而肯做笨功夫的人”的观点，用的就是简单枚举归纳推理。 二、科学归纳推理 科学归纳推理是根据某类事物中部分对象与某种属性间因果联系的分析，推出该类事物具有该种属性的推理。例如： 金受热后体积膨胀； 银受热后体积膨胀； 铜受热后体积膨胀； 铁受热后体积膨胀； 因为金属受热后，分子的凝聚力减弱，分子运动加速，分子彼此距离加大，从而导致膨胀，而金、银、铜、铁都是金属； 所以，所有金属受热后体积都膨胀。 上例在前提中不仅考察了一类事物的部分对象有某种属性，而且进一步指出了对象与属性之间的因果联系，由此推出结论。这就是科学归纳推理。 科学归纳推理的形式如下： S1是P S2是P …… Sn是P S1，S2，…，Sn是S类的部分对象，其中没有Si（1≤i≤n）不是P ；并且科学研究表明，S和P之间有因果联系 所以，所有S都是P 科学归纳推理与简单枚举归纳推理相比，有共同点和不同点。它们的共同点是：都属于不完全归纳推理，前提中都只是考察了一类事物的部分对象，结论则都是对一类事物全体的断定，断定的知识范围超出前提。不同点是：（1）推理根据不同。简单枚举归纳推理仅仅根据已观察到的部分对象都具有某种属性，并且没有遇到任何反例。科学归纳推理则不是停留在对事物的经验的重复上，而是深入进行科学分析，在把握对象与属性之间因果联系的基础上作出结论。（2）前提数量对于两者的意义不同。对于简单枚举归纳推理来说，前提中考察的对象数量越多，范围越广，结论就越可靠。对于科学归纳推理来说，前提的数量不具有决定性的意义，只要充分认识对象与属性之间的因果联系，即使前提的数量不多，甚至只有一两个典型事例，也能得到可靠结论。正如恩格斯所说，十万部蒸汽机并不比一部蒸汽机更能说明热能转化为机械能。佛教《百喻经》中有一则故事说到，从前有一位富翁想吃芒果，打发他的仆人到果园去买，并告诉他：“要甜的、好吃的，你才买。”仆人拿好钱就去了。到了果园，园主说：“我这里树上的芒果个个都是甜的，你尝一个看。”仆人说：“我尝一个怎能知道全体呢?我应当个个都尝过，尝一个买一个，这样最可靠。”仆人于是自己动手摘芒果，摘一个尝一口，甜的就都买回去。带回家去，富翁见了，觉得非常恶心，一齐都扔了。这则故事非常有讽刺意味地说明了，简单枚举归纳推理在有些情况下是又笨又懒的办法，其笨在重复，其懒在不思考。当我们观察到一些S具有属性P后，应当开始思考，为什么这些S会有属性P呢？也就是，去弄清楚S和P究竟有没有因果联系。通过把握对象与属性之间的因果联系，我们就可以尝数个芒果而知一棵树上全部芒果是甜还不是不甜，比如，我们可以想到，芒果的甜与不甜和园中土壤、日照等有因果联系，因而同一座园起码同一棵树的芒果其甜是差不太多的。（3）结论的可靠性不同。虽然二者的前提和结论之间的联系是或然的，归纳强度不必然等于1。但科学归纳推理考察了对象与属性之间的因果联系，因而，科学归纳推理的归纳强度比简单枚举归纳推理的归纳强度大，也就是说，科学归纳推理与简单枚举归纳推理相比，结论的可靠程度大。 科学归纳推理倡导一种面对知识和结论不轻信而加以思考的习惯。这种习惯在资讯发达的时代尤显重要。想想，我们的媒体经常给我们传播一些多么自相矛盾的“科学知识”，这一点就不难明白了。比如，媒体有时候说，饭后百步走好；有时候又说，饭后百步走不好。再如，有时候说，隔夜茶不能喝，喝了有害健康；有时候又说，研究表明，隔夜茶可以喝，与喝非隔夜茶一样。诸如此类，叫人简直不知所措。而科学归纳推理由于其主要特点是考察对象与属性之间的因果联系，因而有助于引导人们去探求事物的本质，发现事物的规律，从而比较可靠地把感性认识提升到理性认识。 　　 第四节 概率推理 M·克莱因在《西方文化中的数学》中写到：“不用说关于我们未来的事情，甚至从现在起的一小时后，也均无任何肯定的东西存在。一分钟后，我们脚下的地面可能就会裂开。但是，宣称这种可能性吓唬不了我们，因为我们知道，出现这种情况的概率极小。换句话说，正是一个事件是否发生的概率，决定了我们对该事件的态度和行动。”①那种在某种条件下可能出现，也可能不出现的现象，我们称之为随机事件或偶然事件，如从一副桥牌中抽出一张红桃K。事实上，当我们观察了大量的同类随机事件后，就会发现其中存在着一定的规律性。概率就是对大量随机事件所呈现的规律的数量上的刻画，通常用P（A）表示。运用概率推理，我们可以获知某事件发生的可能性有多大，或者说某事件发生的机会有多大。在这个意义上，可以说概率推理即关于机会的推断。 一、计算概率值的定义 在日常生活中，我们仅仅满足于估计一个事件的概率是高还是低而已。但是，这种估计过于宽泛，不能满足诸如在工业、经济、保险、医疗、社会学、心理学等等许多问题上的需要。因为在上述情形中，必须知道准确的概率值。要达到这个目的，就要求助于数学。依靠数学计算出来的概率值，才能够可靠地指引我们的行动。 一般地，计算概率值的定义是：如果有n种等可能性，而有利于某事件发生的情形是m，则该事件发生的概率是m/n，不发生的概率是(n-m)/n。在这个定义下，如果事件是不可能的，则事件的概率为0/n，即为0；如果事件是完全确定的，则概率是n /n，即为1。因此，概率值在从0到1的范围内变化，即从不可能性到确定性。所谓等可能性，就是说出现的可能性相同。比如，一个骰子有6个面，若在骰子的形状上或在扔骰子的方式中，没有任何因素有利于某一面的出现，则骰子6面出现的可能性相同，也就是骰子具有6种等可能性。按照计算概率值的这个定义，从52张普通的未擦肥皂的一副扑克牌中，选取一张牌“A”的概率就是4/52，即1/13。因为这里有52种等可能性，其中有4种是有利的。但是，如果全部可能性不是等可能的，则这个计算概率值的定义就不适用。比如，一个人穿过街头只有两种可能性：或者安全穿过，或者没有安全穿过。但是，不能由此断定说一个人安全穿过街头的概率是1/2，因为，“安全穿过”和“没有安全穿过”这两种可能性并不是等可能的。 应当注意的是，概率告诉我们的是大量选取中所发生的情况。比如，从52张一副的扑克牌中选取“A”的概率是1/13，这并不意味着，如果一个人在这副扑克牌中取了13次，就一定会选中一张“A”。他可能取了30次或40次，也没有得到一张“A”。不过，他取的次数越多，则取得A的次数与取牌总次数之比将会趋近于1/13。另外，这也并不意味着，如果一个人取了一张“A”，比如说正好是第一次取得的，下一次取出一张“A”的概率就必定小于1/13。概率依然将是相同的，即为1/13，即使3张“A”被连续取出来时也是如此。因为，一副牌既没有记忆也没有意识，因此已经发生的事情不会影响未来。 二、概率推理 概率推理，是根据某类事物部分对象具有某种概率，推出该类事物都具有该种概率的推理。例如： 东方电冰箱厂生产了500台L型号的电冰箱，质量检查员对产品任意抽取50台进行检查，发现有48台合格。进行了几次这样的检查，每次都有48台产品合格，由此就可以得出抽查的产品中合格的概率达到96%。进而推出结论，全部产品有96%的合格率。 概率推理的公式可表示为： S1是P S2是P S3不是P …… Sn是（或不是）P 考察S类的n个事件，其中有m个是P。 多次考察S类的n个事件，其中都有m个是P。 所以，S类所有对象是P的概率是m/n。 概率推理和简单枚举归纳推理的共同点在于：它们都是通过观察某类事物的部分对象，从而得出关于整类事件的结论。它们的区别在于：（1）概率推理不仅对事物进行枚举，而且还要进行计算，概率推理的前提和结论一般都是概率命题（如百分之多少的S是P）；简单枚举归纳推理则只是对事物进行枚举。（2）概率推理在枚举过程中允许出现相矛盾的情况，简单枚举归纳推理则不允许。（3）概率推理的结论可靠程度比简单枚举归纳推理结论的可靠程度高。概率推理以对事件出现的可能性大小作出数量估计为前提，具有一定的精确性。 概率推理也是由部分推出全体的推理，结论超出了前提所断定的范围，因此其结论也是或然的。要提高概率推理结论的可靠程度，必须注意以下两点：（1）考察或试验的次数应尽量多，考察范围应尽量广泛。例如，仅对某厂产品检查一、两次，发现有98%合格，就得出结论说，该厂全部产品有98%是合格的，下这个结论就比较草率。（2）注意情况有无发生变化。当情况发生变化时，随机事件的概率可能也跟着发生了变化，这时就不能依据该事件原有的概率来推论已经发生变化了的该事件的概率。例如，未落实生产责任制以前，抽样结论表明，某厂出废品的概率是5%。但落实责任制以后，则应当重新进行抽样调查，重新计算概率，从而重新归纳出该厂的废品概率，而不能仍以原来的5%的概率推论该厂的废品概率。 第五节 统计推理 统计推理是由样本总体具有某种性质而推出对象总体也具有该种性质的归纳推理。所谓“总体”，就是统计推理的结论所涉及的对象的集合。总体可分为对象总体和样本总体。对象总体是研究对象的全体，而样本总体是被考察的对象的全体。例如，要调查某城市1万名初中三年级学生的平均身高，从中抽选1000人进行调查，这1万名学生就是对象总体，而被调查的1000名学生就是样本总体。 如某公司生产的打印机3万台，从中随机抽取1000台组成样本总体进行检查，发现合格率是88%，于是就说该公司生产的全部打印机产品的合格率是88%。 统计推理的公式如下： S1是P S2是P S3不是P …… Sn是（或不是）P S1，S2，S3，…，Sn是对象总体S类中的样本总体S′，且S′中有m/n是P。 所以，对象总体S类中有m/n是P。 统计推理是从样本总体过渡到对象总体的推理，结论超出了前提所断定的范围，因此其结论也是或然的。要提高统计推理结论的可靠程度，必须注意以下几点： （1）样本规模应尽可能地大。如上例中，取1000台为样本总体比取500台为样本总体更有代表性，结论也更为可靠。 （2）选样范围应当尽可能地广。否则，就容易犯“偏向样本”的错误。如1936年罗斯福与兰登竞选总统时，美国《读者文摘》杂志社举行了一次民意调查。此前，该杂志社已经成功地预测了5次总统选举的结果，然而这次调查的结论却和实际结果大相径庭：他们预言兰登将击败罗斯福，结果却是罗斯福以压倒多数再次当选。为什么这次该杂志社预测失败了呢？原来，在此次调查中，该杂志社根据全国各地的电话簿寄出1000多万份测试卷。后来，他们收回了200多万份测试卷。这200多万份测试卷的统计结果表明，大多数人支持兰登，而不喜欢罗斯福。而实际上，1936年美国经济正值萧条时期，拥有电话的人往往在经济上属于上层，而收入较低的人，特别是失业者，往往家中不设电话，但这些人强烈支持罗斯福。因此，以电话簿为根据抽样，偏差太大。由于这次预测耗费了《读者文摘》杂志社近一百万美元，这在当时是一大笔钱，竞选后不久，该杂志社也就倒闭了。 （3）若总体中各对象差异较大，则应用分层抽样的方法。分层抽样法是按照所要研究问题的性质，把总体单位划分为性质比较接近的各组（称为层），再从各层中随机抽取一部分单位作为样本加以考察的方法。如某生产队在估计300亩小麦平均亩产量时，按土壤肥力不同分为三层：肥沃的150亩，中等的100亩，贫瘠的50亩；然后从各层中按比例随机抽出3亩、2亩、1亩，这六亩的平均亩产量为600斤，由此推出这300亩小麦的平均亩产量为600斤。 第六节 探求因果联系的逻辑方法 客观世界是普遍联系之网，事物、现象或过程都是普遍联系之网的网上纽结。因果联系是指原因和结果之间的联系。如果一个现象的出现必然引起另一个现象的出现，那么，这两个现象之间就有着因果联系。引起另一现象出现的现象叫原因，被引起的现象叫结果。 　　因果联系是世界万物之间普遍联系的一个方面，科学研究的一个重要任务就是要把握事物之间的因果联系，以便掌握事物发生、发展的规律。因果关系的主要特点有： 一是普遍必然性，指任何现象都有其因，也有其果，且同因必同果（例如，在通常的大气压力的条件下，把纯水加热到摄氏一百度，它就必然会产生气化的结果），但同果却未必同因。 二是共存性，指原因和结果总是共同变化的。因果之间的共存性容易使人们倒因为果，或倒果为因，犯“倒置因果”的错误。例如，微生物入侵是造成有机物腐败的原因，而有人误以为有机物腐败才导致微生物入侵，这是“倒因为果”。又如，在19世纪的英国，勤劳的农民至少有两头牛，而好吃懒做的人通常没有牛。于是，某改革家建议给每位没有牛的农民两头牛，以便使他们勤劳起来。这是“倒果为因”。 三是先后性，即所谓的先因后果，但先后关系并不等于因果关系。例如，电闪和雷鸣先后相继，但电闪并不是雷鸣的原因，两者有一个共同的原因：带电云块之间的相互碰撞。把先后关系当作因果关系，就犯了“以先后为因果”的错误。“以先后为因果”是许多迷信、错误信念的根源。比如：“我吃了那个绿苹果之后很不舒服，我发誓再也不吃任何绿苹果了！”“在某些国家，无神论传播很广，自杀率也很高，所以，失去对上帝的信仰就是导致自杀的原因。” 四是复杂多样性，指因果联系是多种多样的，固然有“一因一果”，但更多的时候是“多因一果”。比如，日光、二氧化碳和水是使植物叶子能进行光合作用的原因，这三者是植物叶子能进行光合作用的不可缺少的条件，这种原因叫做复合原因。忽视原因的多样性，在实践上会导致有害的后果。例如，一块地里的农作物生长不好的原因，可以是水分不足，也可以是肥料太少，也可以是病虫害等等。如果这些原因同时存在，而我们却忽略了原因的多样性，只注意一种原因，比如，只注意到肥料太少，那就仍然无法使农作物良好生长。 探求因果联系的逻辑方法的基本思路是：考察被研究现象出现的一些场合，在它的先行情况或恒常伴随的情况中去寻找它的可能的原因，然后有选择地安排某些事例或实验，根据因果关系的上述特点，排除一些不相干的情况或假设，最后得到比较可靠的结论。探求因果联系的逻辑方法具体包括由培根先行提出、穆勒后来系统总结的求同法、求异法、求同求异并用法、共变法和剩余法。这五种方法亦称“穆勒五法”。 　　一、求同法 求同法，又称契合法，它是指：在被研究现象出现的若干场合中，如果只有一个情况是在这些场合中共同具有的，那么这个惟一的共同情况就是被研究现象的原因。求同法可用公式表示如下： 场合 先行情况 被研究现象 　　(1)? ?A、B、C? ?a 　　(2)? ?A、D、E?? a 　　(3)?? A、F、G?? a 　　… … …　　　 所以，A是a的原因 例如，在十九世纪，人们还不知道为什么某些人的甲状腺会肿大，后来人们对甲状腺肿大盛行的地区进行调查和比较时发现，这些地区的人口、气候、风俗等状况各不相同，然而有一个共同情况，即土壤和水流中缺碘，居民的食物和饮水也缺碘，由此得出结论：缺碘是引起甲状腺肿大的原因。 求同法所得的结论是或然的。为了提高其结论的可靠程度，必须注意以下两点：第一，进行比较的场合愈多，结论的可靠程度就愈高。第二，在各个场合中，要注意除了已经发现的共同情况外，是否还有其他共同情况存在。人们往往在发现了一个共同情况后，就把它当作被研究现象的原因。其实，很可能还有一个比较隐蔽的共同情况没有被发现，它才是真正的原因。比如，某人晚上看了两小时书，喝了几杯浓茶，结果失眠了；第二天他同样看书，抽了许多烟，也失眠了；第三天他也看了两小时书，喝了大量咖啡，也失眠了。在这里，连着三个晚上失眠的原因似乎应该是“看了两个小时的书”。但这个结论显然是不对的。事实上，兴奋性的东西才是真正的原因。　　 二、求异法 求异法也称差异法，它是指：如果某一现象在一种场合下出现，而另一场合下不出现，但在这两种场合里，其他情况都相同，只有一个情况不同，在某现象出现的场合里有这个情况，而在某现象不出现的那一场合里则没有这个情况，那么，这唯一不同的情况，就是某现象产生的原因。 求异法可用下述公式来表示： 场合 先行情况 被研究现象 (1)?? A、B、C?? a (2)?? —、B、C?? —　　 所以，A是a的原因 比如，在新疆天山深处有一个解放军哨所，其驻地毒蛇很多，经常爬到房间里来捣乱，威胁到战士们的安全。战士们想了好多办法来对付，但效果都不大。有一次，战士们执勤路过当地一家哈萨克族人家里。在闲谈中了解到这家房屋中从来没有发现过蛇。战士们感到奇怪，经过多次观察，发现这家就是比哨所多鹅，其他居住条件完全一样。战士们又听附近群众说鹅能防蛇。于是，战士们就买四只鹅养起来。说来也真灵，自从养了鹅以后，哨所里再也没有发现过毒蛇。由此，战士们得出一个结论：鹅能防毒蛇。 应用求异法必须注意两点：第一，注意在相同因素中有无差异因素。例如，某人第一天晚上看书3小时，同时喝茶，结果失眠；第二天晚上做作业2个小时，同时喝茶，结果没有失眠，从而认为看书3小时是失眠的原因。但是，可能真正的原因是第一天喝的是浓茶，第二天喝的是淡茶。第二，如果在先行情况中发现有若干相异情况，则可初步确定这些相异情况与被研究现象有因果联系，但需要对每一个相异情况进行分析，寻找真正的原因。例如，某人看立体电影，戴特制的眼镜，结果头疼，不看立体电影，结果头不疼，这里包含两个相异的先行情况，进一步分析，才能确定某人头疼的原因是戴特制的眼镜。 　　三、求同求异并用法 求同求异并用法,又称“契合差异并用法”，是指：考察两组事例，一组是由被研究现象出现的若干场合组成的，称之为正面场合组；一组是由被研究现象不出现的若干场合组成的，称之为反面场合组。如果在正面场合组的各场合中只有一个共同的情况并且它在反面场合组的各场合中又都不存在，那么，这个情况就是被研究现象的原因。这种方法可用公式表示如下： 场合 先行情况 被研究现象 　　(1)? ? A、B、C? ? a 　　(2)? ? A、D、E?? a 正面场合组 　　(3)?? A、F、G?? a 　　… … … (1，)? ?—、B、M? ?— 　　(2，)? ?—、D、O?? — 反面场合组 　　(3，)?? —、F、Q?? — 　　… … … 所以，A是a的原因 例如，我国古代著名的医学家孙思邈注意到，得脚气病的往往是富人，穷人患此病的很少。他通过进一步的观察、比较后发现，穷人的劳作、生活等情况各有差别，但穷人的食物中多米糠、麸皮；富人的生活情况各有差别，但富人吃的精面、白面都是把糠、麸皮去得一干二净的。于是，他就试着用米糠治疗脚气病，果然灵验。 求同求异并用法不是求同法和求异法的相继应用。其特点是两次求同，一次求异，要经过三个步骤：第一步，用求同法确定被研究现象a出现的正面场合组内各个场合都有A这一先行情况出现，即有A就有a。第二步，再用求同法确定被研究现象a不出现的反面场合组内各个场合都没有A这一先行情况出现，即没有A就没有a。第三步，把上述两步所得的结论加以比较，用求异法得出结论：A是a的原因。 应用求同求异并用法要注意：第一，正面场合和反面场合愈多，结论的可靠程度愈高。第二，应该选用与正面场合尽可能相似的反面场合来加以考察。 四、共变法 共变法是指：在其他条件不变的情况下，如果一个现象发生变化，另一个现象就随之发生变化，那么，前一现象就是后一现象的原因或部分原因。比如，在有空气的玻璃罩内通电击铃，随着抽出空气量的变化，铃声越来越小，若把空气全抽出，则完全听不到铃声。可见，声音是靠空气传播的。 共变法可用下述公式来表示： 场合 先行情况 被研究现象 　　(1)?? A1、B、C、D? ?a1 　　(2)?? A2、B、C、D? ?a2 　　(3)? ?A3、B、C、D? ?a3 　　… … … 所以，A是a的原因 　　在日常生活和生产实践中，共变法被人们广泛地使用着。许多仪表如体温表、气压表、水表以及电表等都是根据共变法的道理制成的。应用共变法时要注意三个问题：第一，只有在其他因素保持不变时，两种现象才能说明因果联系。第二，有些现象之间有共变关系，但它们并无因果联系，因此，要注意区分有因果联系的共变现象和无因果联系的共变现象。例如，白天和黑夜之间具有异向共变关系，即白天越长，黑夜越短，黑夜越长，白天越短，但白天和黑夜之间并不具有因果联系。第二，两种现象的共变是有一定限度的，超过这个限度，就不再有共变关系。例如，一般情况下，施肥多，收成就好，但如果施肥超过一定的限度，就可能导致减产，甚至颗粒不收。 　　 五、剩余法 所谓剩余法指的是：如果某一复合现象是由另一复合原因所引起的，那么，把其中确认有因果联系的部分减去，则剩下的部分也必然有因果联系。 　　剩余法可用下述公式来表示： 　　已知复合现象F(A、B、C)是被研究现象K(a、b、c)的原因 　　已知，B是b的原因 　　C是c的原因 所以，A是a的原因 自然科学史上有这样一个例子：1846年前，一些天文学家在观察天王星的运行轨道时，发现它的运行轨道和按照已知行星的引力计算出来的它应运行的轨道不同——发生了几个方面的偏离。经过观察分析，知道其他几方面的偏离是由已知的其他几颗行星的引力所引起的，而另一方面的偏离则原因不明。这时天文学家就考虑到：既然天王星运行轨道的各种偏离是由相关行星的引力所引起的，现在又知其中的几方面偏离是由某几颗行星的引力所引起的，那么，剩下的一处偏离必然是由另一个未知的行星的引力所引起的。后来有的天文学家和数学家据此推算出了这个未知行星的位置。1846年按照这个推算的位置进行观察，果然发现了一颗新的行星——海王星。 在这个过程中很明显地运用了剩余法。就这个例子来说，复合现象指天王星运行轨道的各处偏离(设为甲、乙、丙、丁四处偏离)，复合原因指各行星对天王星的引力(设为A、B、C、D四颗行星)，通过观察，已经知道偏离甲由行星A所引起，偏离乙由行星B所引起，偏离丙由行星C所引起。那么剩下的部分，即偏离丁必为未知行星D所引起。 运用剩余法时需要注意以下几点：第一，必须确认复合现象的一部分（B、C）是被研究现象（b、c）的原因，而复合现象的剩余部分A不可能是被研究现象（b、c）的原因，否则，就无法断定A与被研究现象a一定有因果联系。第二，复合现象的剩余部分A不一定是一个单一的情况，还可能是复杂情况。这时，必须进一步研究，探求剩余部分的全部原因。如居里夫妇根据某些沥青铀矿样品的放射性比纯铀的放射性还大，用剩余法得出：这些铀矿石中一定还含有未知的放射性元素。为了寻找未知的放射性元素，他们从铀矿石中分离出极少量的黑色粉末。这个新发现的元素被居里夫人命名为钋，以纪念她的祖国波兰。但是，进一步研究后他们发现，钋只是使铀矿样品具有这么强放射性的部分原因。于是，他们继续研究，最后提炼出一些放射性比钋还强的东西，这就是镭（意为射线的给予者）。 思考题 一、什么是归纳推理？它和演绎推理有什么联系和区别？完全归纳推理和演绎推理有什么共同点和不同点？ 二、什么是简单枚举归纳推理？如何提高它的可靠性？ 三、什么是科学归纳推理？如何提高它的可靠性？ 四、什么是概率推理？如何提高它的可靠性？ 五、什么是统计推理？如何提高它的可靠性？ 六、举例说明什么是求同法、求异法、求同求异并用法、共变法和剩余法。