比较(comparison)是指确定对象之间差异点和共同点的逻辑方法。人类认识事物的一种基本思维方法。是人们根据一定的需要和标准,把彼此有某种联系的事物加以分析、对比,从而找出它们的内在联系、共同规律和特殊本质的方法。客观事物的相互联系又相互区别是比较的客观基础。比较是一种科学的认识方法。有比较才能有鉴别。比较方法在人类认识史、科学史上占有重要的地位。无论是自然科学还是社会科学,都离不开比较。
马克思曾高度评价比较方法,称它为“理解现象的钥匙”。
比较是认识对象间的相同点或相异点的逻辑方法。它可以在异类对象之间进行,也可以在同类的对象之间进行,还可以在同一对象的不同方面、不同部分之间进行。例如,
富兰克林曾将天上的闪电与地面的电火花这两个长期被人们认为是毫无联系并且截然不同的客观对象作了比较。1719年11月7日,他在笔记中写下这样一段话;
“电流跟闪电在这些特征方面是一致的:(1)发光;(2)光的颜色;(3)弯曲的方向;(4)快速运动;(5)被金属传导;(6)在爆发时发出霹雳声或燥声;(7)在水中或冰里存在;(8)辟裂了它所通过的物体;(9)杀死动物;(10)熔化金属;(11)使易燃物着火;(12)含硫磺气味。”(引自[美]丁弗·卡约里;《
物理学史》,
内蒙古人民出版社,1981年版,第126页)
富兰克林通过比较认识到两者有十二个方面的相同点,并写了《论天空闪电与与地下电火相同》—文,送交
英国皇家学会。1752年夏,一个雷电交加、倾盆大雨的下午,
富兰克林做了著名的
风筝实验,检验了他的发现。
富兰克林对
电学的发展作出了重要的贡献。
在
科学研究中,比较是一种有目的有计划的认识活动。为了探索什么而进行比较?比较哪些对象以及对象的哪些方面?这些都是由科学研究所要解决的问题来决定的。
比如,1724年,
富兰克林由
美洲赴伦敦.一个雷雨天,他在船上看到船的桅杆尖上有一串淡蓝色的火花。这是什么?船员们说这是神火。富兰克林在英国时也问过一些科学家,他们认为神火是气体的爆炸。后来,
富兰克林也认为神火是“一种难以捉摸的硫磺、黄铁矿的易燃的气体,并且自身着了火。”1746年,
富兰克林偶然看到英国学者史宾斯在波士顿做的
电学实验,不久,他收到了从欧洲寄来的
莱顿瓶。
富兰克林也用
莱顿瓶做各种
电学实验。 在一次实验中,他把十几个
莱顿瓶连在一起,以加大电的容量。他夫人不慎碰到了
莱顿瓶的金属杆,受到了电击。这次事故给他留下了深刻的印象。
莱顿瓶中的电也能损伤人体,这同天上的雷电多么象啊!雷电与地面的电火花是否相同?他决心要弄清这个问题。因此,
富兰克林将二者作了仔细的比较。可见,比较的起因在于问题。如果没有问题,那就没有比较的目的,也就无从确定比较的对象以及比较的方面,自然也就无法进行什么比较了。
比较的起因是问题。但是有了问题并不就能进行比较,还要具备进行比较的背景知识。在
富兰克林以前,也有许多人提出“什么是神火?为什么有神火?”一类问题,但是,它并没有促进人们把天空的闪电与地面的电火花进行比较。其原因是缺乏进行这种比较的背景知识。自十六世纪
吉尔伯特提出“电”一词以后,十七世纪,
德国物理学家
格里凯制成了摩擦起动机。1731年英国电学家
格雷区分了
导电体和绝缘体。1733年
法国化学家杜费提出了电的“
双流”说。1746年
荷兰莱顿大学的马森布罗克发明了
莱顿瓶。
富兰克林正是在
静电学迅速发展时,开始了他的电学研究。他在接受前人研究成果的基础上用电的“单流”说取代杜费的“
双流”说,提出
电荷守恒定律。所以,
富兰克林在作天空的闪电与地面的电火比较之前,已具备了进行这种比较的各种知识。如果他没有这些背景知识,那么,他也不能去进行这种比较并导致科学的发现。
经验
自然科学所要研究的是自然界的各种事物及其规律性。自然界千变万化,各种事物千差万别,千姿百态。但是,整个自然界又是统一的,各种事物是相互联系的,存在着客观的规律性。自然界的每一事物都是在同其他事物的相互联系中表现出自己的多种属性.这些属性中,既有同其他事物相同的属性,也有同其他事物相异的属性,人们只有把握这些相同点和相异点,才能陈述事实并进而给予理论解释。比较在
科学发现中具有非常重要的作用,不进行比较,就不可能有科学的发现。
古典
归纳逻辑的创建者弗兰西斯·培根是很重视比较的。他认为要获得科学知识必须要有正确的方法(新的认识工具)来指导。他在总结科学实验方法的基础上,提出了“三表法”。
培根的“三表法”以及以后
穆勒又加以发展的“求因果五法”,都是通过比较去探索现象间的因果性的逻辑模式。只有比较不同方面的
经验材料,才能导致科学的发现。比如,1895年11月8日傍晚,
德国物理学家
伦琴在用
克鲁克斯管作实验时,突然看到实验装置旁边的
氰化钡铂荧光屏上,似乎稍稍发出蓝白色的光。这是否同室内电灯有关?
伦琴关上电灯,以便与全室变暗时作比较,结果表明荧光屏上依然发光。
伦琴用黑纸将
克鲁克斯管紧紧地蒙上,使
阴极射线不能漏出来,同时也把厚厚的窗帘放下,使室外光线—点也不进入,这样就可以与全室—片漆黑时作比较,结果表明两米远的荧光屏依然发着光。是否黑纸未能完全遮住阴极射线?
伦琴卷了十张黑纸,仔细地把
克鲁克斯管包严实,有时还用木板挡一下,他反复作了上述的比较,荧光屏上都是仍然发光。
伦琴依据已有的理论进行了多方面的比较,这才使他认识到,这种光线不是
阴极射线,而是另外一种性质的光,他取名为“X”光。1896年元旦前夕,
伦琴终于完成了《关于一种新的光线》的论文。他也因此成为20世纪初新设立的
诺贝尔物理学奖的第—名获奖者。其实,在
伦琴发现X射线之前 早有人观察到X射线了。英国物理学家
克鲁克斯作实验时,就曾看到过这种奇怪的蓝白色的光线。他用照相底板将它拍下来。但是,洗出来的底板却是模模糊糊的。换上新买来的照相底板,重复多次,结果仍然如此。总之,实验时使用的照相底板总是不理想。
克鲁克斯写信给生产照相底板的工厂,抱怨它们的产品质量不好,工厂在回信中虽然表示歉意,但又对此感到无能为力。以后,
克鲁克斯用这种照相底板拍出来的底片依然模糊不清。使用
克鲁克斯管的其他科学家,如
美国的古得斯皮也遇到了类似的情况。但是,他们并没有作出多方面的比较而进行深入的研究。如果通过比较而进一步深入研究,
克鲁克斯可能是是X射线的第一个发现者。他错过了一项重大科学发现的机会,后来他一直为此后悔不已。
比较是初步整理
经验材料所不可缺少的逻辑方法。所谓初步整理经验材料,就是通过比较各种各样对象的相同点与相异点,并由此给予分类/归类,相同点多而相异点少的对象归属于同类,相同点少而相异点多的对象归属于不同的类。这样,人们对被研究对象的认识就不再是孤立、零碎的,而是全面、系统的。这一步工作很重要。规律具有普遍性,它是从一类对象的系统联系中抽象概括出来的。更高层次更普遍的规律则是从更广的系统中抽象概括出来的。所以,运用比较来整理经验材料,进行分类并做出系统的研究,这对
科学发现是十分重要的。比如,
俄国化学家门捷列夫把每一种元素的主要性质和原子量写在一张小卡片上,反复比较它们的性质,作出系统的分类,终于发现了
元素周期律。又如物理学对
基本粒子的研究,到1970年代,已发现的基本粒子(包括
共振态)约有300多种。通过比较,
基本粒子可以分为三类:第一类是
光子和
γ射线,它们传递
电磁相互作用;第二类是
轻子,包括电子、M介子、
中微子,这些粒子之间有电磁作用和弱相互作用,第三类是
强子,
强子又可以分作介子(
π介子、
K介子等)和
重子两类。
重子包括
质子、
中子、
超子和许多
共振态粒子等, 在
强子之间存在电磁作用,
弱相互作用和
强相互作用。
光子和
轻子只有少数几种,绝大多数
基本粒子属于强子。正是通过这种比较与分类,使
基本粒子的研究工作不断地深入。人们合理地期待着这将导致发现新的定律。