思维科学探索-第19部分
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一节，结合斯佩里早期的神经科学研究谈反证实验方法；第
二节，结合斯佩里分离脑研究谈实验方法和理论思维关系
第三节，结合斯佩里提出心理脑相互作用论谈科学发现
和理论创立的关系。
恩格斯指出：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就
是假说”。科学假说是科学发展的一般途径。这是因为：科学
假说虽然是以一定的事实资料为基础，以一定的科学知识或
经验知识依据而建立起来的，但仍是一种猜想和推断。随着
科学观察和实践活动的深入，旧假说难以解释新观察到的事
实，这就成为问题，而问题却是科学研究的新起点。问题经
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过科学实验的检验，或补充日假说使其园满解释所存在的问
题，或否定旧假说代之以新假说来说明这些问题。随着科学
研究的深入、知识经验的增长，新假说中又出现新问题，成
了科学研究的新起点，再次接受科学实验的检验，从而提出
问题
假说
更新的假说。因此，科学发展的一般模式是：假说
验证？？循环往复，以至无穷。这就是说，科学
发展是一个进化过程，问题不断提出并得以解决，实验步步
深入时才有科学发现，假说经过反复检验，“适者生存”，
“不适者淘汰”，逐渐形成理论、接近真理。由此可见，科
学研究往往是借助于（或通过）科学假说才导致新的科学发
现，建立新的科学理论而有所发展、有所前进的。
在这个科学发展模式中，作为“验证”手段的科学观察
和科学实验显然具有极其重要的作用，正如马克思所指的那
样：“科学是实验的科学”，特别是现代科学实验已成为现代
科学发展的一种有效的研究手段和必不可少的途径。科学实
验既是检验自然科学假说和理论的真理性标准，又是新的自
然科学假说和理论的重要来源，更是科学发现的基本途径。从
斯佩里早期的神经科学研究过程中，我们不难看到：科学实
验在科学发现中占居了十分重要的地位。
本世纪三十年代，以俄国生理学家巴甫洛夫（
）为代表的高级神经活动学说认为，条件反射的建立是
由暂时性的神经联系的结果，当外界各种刺激物作用于动物
感官和脑时，便在它的大脑皮质的一定区域中产生兴奋或抑
制。兴奋过程或抑制过程扩散于整个大脑皮质，然后集中于
开始发生这些过程的一定区域。兴奋和抑制过程的相互作用
决定着大脑的正常工作。任何新的联系都必须在条件作用下
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在这
形成，暂时神经联系很可能是在皮层内的兴奋灶之间接通
斯佩里认为，这种假设性图解“看来是模糊的”，以致它到
了三十年代后期，作为中枢神经综合的一个基本的联系原则
“存在许多问题”。他强调指出：对于诸如学习、记忆、意
识或甚至条件反射等这些较高级的生理功能的工作假说，我
们所需要的是“在分子水平上作出某些更好的回答”。
当时，美国芝加哥大学著名生物学家威斯（
）在两栖动物身上作了神经中枢和神经末梢区域之
间的外科手术整理，即把神经切断、弄乱。待神经再生之
后却没有发现在功能上有明显的差异。这个实验证明，中枢
神经整合不可能建立在纤维连结的选择性上。它驳斥了过去
把脑看成一个电话交换站，通过电线与各方面联系的传统观
念。威斯由此提出“共振原则”和“冲动特异学说。他认为
冲动是特异的，但传导冲动却象广播一样依靠共振而不是直
接传导的。神经的连接是由经验而不是由遗传决定的，并强
调“功能先于形态”。对于威斯的假说，年仅二十六，刚从
学院毕业来到威斯的实验室工作的斯佩里表示怀
疑，并向他的老师威斯提出了挑战，当然仅对传统学说表示
怀疑，对科学权威提出挑战这是不够的。关键在于用科学实
验事实来否定旧假说并代之以新假说。斯佩里运用反证实验
方法出色地完成了这一判决性实验。
所谓反证实验方法，就是在科学研究中，对于研究对象
的本质属性的猜测和推断，即所提出的科学假说，其可能性
不多，甚至只有两种截然相反的，非此即彼的可能性
推翻了与之截然相反的另一种可能性
种情况下，只要证明了一种可能性，也就从反面（间接地）
只要推翻了一种可能
～ ～
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，而剩下的眼神经未受损。斯佩里设计这个实
性，那么，也就从反面（间接地）证实了与之截然相反的另
一种可能性。
运用反证实验方法验证科学假说，往往是通过两种截然
相反的对照实验去进行。这就是假设某种科学假说成立，则
必然导致某种结果（本质现象和本质特征）产生，倘若通过科
学实验直接观测到这些本质现象和本质特征，那么就证实了
这个科学假说，倘若在科学实验中没有发现由假说成立所必
然具有的本质现象和本质特征，甚至出现截然相反的结果，
那么就证伪了这个科学假说。
据。由于否定实
为了正确判断一个假说或理论是否符合科学而设计的实
验称判决实验。按其结果可分为肯定实验和否定实验，前者
为假说或理论提供肯定的证据，从而增加了假说或理论的可
靠性，后者则为否定假说或理论提供科学
验常常导致科学研究中的重大突破，或对科学观念发生革命
性影响，因而具有重要意义。
看看斯佩里的实验设计吧：他将蝾螈（一种两栖动物）
的眼睛倒转
验的指导思想很明确：探明神经网状物和功能之的关系。他
认为，假如威斯的“功能先于形态”的理论是正确的话，那末
按照这个实验设计，蝾螈最后将调整成倒视世界，而且相应
地改变它的行为。实验结果是，蝾螈却一直不能适应过来。
这说明实验结果与威斯提出的理论相矛盾。具有洞察力的斯
攻占。他进一步设计实验，采用神
佩里紧紧抓住这个科学事实，由此作为科学发现的突破口来
移植的方法，来研究神
经功能可塑性和脑连接的选择性生长问题。他将蝾螈眼神
通路切断、弄乱，并交叉神经联系，看它是否在行为上有
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细胞水平，并解释了决定行为的神
所反应。实验结果是：当被弄乱的神经纤维重新整理连接时
也仍然是恢复成“倒视世界”的连接状态。根据上述两次实
验结果，斯佩里得出以下结论：“神经网状物的组织化与它
们最终得到的功能无关”。不但神经的功能是不可互换，而
且与传统的观念相反，脑的连接也是不可塑的。脑的接线图
一定是以极其精确的方式通过复杂的化学物质来指导程序，
也就是说，处于遗传控制之下，因此它绝大部分是遗传的。
显然，斯佩里用巧妙的实验否定了威斯的“功能先于形态”
的理论以及“神经网络不可能遗传”的观念，同时也排除了
依靠共振传导冲动的“共振原则”，恢复了关于脑功能特异
性的电路网络的电流释译原则。
此后，斯佩里进一步研究了神经网络功能特异性的发育
原因。他发现中枢神经连接的生长不但具有高度特异选择
性，而且精确地按照预定程序进行的。于是，他在四十年代
初提出了化学亲和力学说，认为神经原在早期发育中已形成
化学性的标记物，通过对标记的识别，形成相互之间的联
系。这是由于“迅速生长的（神经）纤维由一种“化学接触
导向系统指引，该系统指导它们沿着正确的路线参与一种
极其复杂的制导程序。”神系系统是按照化学密码来排列
自己的。这个假说给脑发育、神经细胞的功能连接和细胞分
化的发育原则之间的联系，细胞之间的相互作用，细胞化
学、遗传学带来了综合性的颇有远见的新观点，现在已成了
发育神经生物学的“基础理论”。在这个学说的推动下，神
经科学研究得到新的发展。而且，这个学说驳斥了过去对本
能的反对性意见，把脊椎动物的组织分化原则深入到了单个
网络是怎样遗传和按照
～
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二、周密思考实验课题；三、精心设计实验方案
预定的程序发育成脑的。为脑行为研究打开了广阔的前景。
从斯佩里早期对神经原网状物的胚胎学研究的科学发现
过程来看，一位科学工作者要想在自己所从事的科学研究领
域中有所新发现，一般需要做到：一、选择准确的实验课题
四、正确
分析实验结果。其中，周密思考和精心设计，是实验成功与
否的关键。正如英国动物病理学家贝弗里奇所指出的：“最
有成就的实验家常常是这样的人：他们事先对课题加以周密
思考，并将课题分成若干关键的问题。然后，精心设计为这
些问题提供答案的实验。”斯佩里也就是这样的科学家。
早在四十年代前夕，刚踏上神经科学研究领域的斯佩里，他
发表的第一篇关于主观意识的论文，就对当时普遍所接受的
“经验和条件可以把一种任意连接的神经原的均势的网状物
转变成一种结构的、有目的定向的神经网状的原则”表示反
对，启发他从事神经网状物功能的特异性发育和脑连接的选
择性生长问题研究的是如下思考：如何使发展着的神经细胞
的轴突和树突控制形态，并如何在神经末梢区域中保持适当
的器官末梢的始点以及在中枢范围内保存适当的突触联系
呢？”他认为，由于两栖动物的神经系统因素会激发起选
择，甚至在成熟阶段都有再生出来的能力，因而确定它为实
验对象。然后精心设计实验方案，终于通过严密控制的实
验，证明大脑和脊中枢中神经生长根本不是漫散和非选择
的，这与在漫散的非选择的突触连结之前就选择了反应的
“共振原则”截然相反，因此排除了乞求共振现象的需要。
运用反证法验证某一种假说，往往是通过两种截然相反
的对照实验进行的。这就是说，当在条件下进行实验，出
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现结果，据此提出了某一科学假说。为了验证这一假说，
或者是当取消（或没有）条件时，则不出现结果或者
是当在与条件截然相反的条件（ ）下进行实验，则出现
与结果截然相反结果（ 。斯佩里正是采用了这种方
），神经再生后未见功能有差异，即证明功能
法。请看：威斯根据两栖动物经外科手术整理，即切断、弄乱
神经（条件
），据此提出“共振原理”。斯佩里将两栖动物的
，若威斯的假说正确，两栖动物应该调整成倒
有序（ 结果
眼睛倒转
时（条件
视世界，结果却相反；他将被弄乱的神经纤维重新整理连接
），结果是恢复成“倒视世界”的连接状态（结
果。这样，斯佩里运用反证实经方法不仅证伪了威斯的
假说，而且提出了新的科学假说。
反证法实质上是一种间接的证明，只有在假说不多甚至
只有两种截然相反的可能性的条件下才是有效的。其次，由
于通过互相对立但又互相补充的观点的斗争而实现着的认识
的辩证性质，驳到相互冲突的假说中的一个，并不等于证明
了另一个。譬如，科学史上关于光的波动说和微粒说的斗争
就是一例。因此，反证法在科学史上并不多见，但其在科学
发现中的作用却不能忽视。
科学研究是一个不
