医学发现的一般方法,指适用于医学各个学科的一般层次上的方法,包括医学问题和医学假说;医学发现中的比较、分类、类比、归纳与演绎、分析与综合等逻辑方法;医学发现中的想像、直觉与灵感等非逻辑方法;医学发现中的机遇等。
第一节 医学发现及其基本类型
一、医学发现
(一)医学发现的涵义
医学发现,是指在医学科学研究和疾病预防、诊断、治疗等活动中对人的生命运动、健康与疾病现象及其规律的揭示。因此,医学发现的本质是了解生命现象,掌握人体构造、生理功能、病理变化以及疾病防治和增进健康的规律,是发现新事实、揭示新规律;医学发现的出发点是人的生命现象、疾病与健康及其相关因素的客观事实;医学发现的目的是要获得有关人类生命活动与外界环境的相互关系以及人类疾病的发生、发展及其防治、控制的规律性知识;医学发现的方法主要采用观察、实验、调查与抽象、概括、分析等方法;医学发现的成果是有关人类生命、疾病、健康等新的医学事实以及在医学事实基础上抽象出来的新的医学概念、原理、学说、理论等无形的医学知识。
医学发现是一切医学科学研究活动的直接目标和医学科学进步的主要标志。
如维萨里通过对尸体解剖并进行详细的观察研究,于1543年发表了《人体之结构》一书,书中提供了详细正确的人体结构知识,创立并奠定了人体解剖学的基础;17世纪哈维利用各种动物反复进行实验研究,确定血液是在一个封闭的管道系统内循环,1628年他发表的《论动物心脏与血液运动的解剖学研究》的名着,标志着近代生理学的诞生等等。
(二)医学发现与医学技术发明
医学发现和医学技术发明是医学创造活动的两种基本形式。医学技术发明是在医学科学研究和疾病预防、诊断、治疗过程中创造出的新的物质产品、技术手段和方法,包括疾病的预防、诊断、治疗方法,以及用于实施疾病诊断治疗和预防保健的仪器、设备、医疗器械、人工脏器、药剂以及物质材料等。
医学既是科学又是技术。同其他科学相比,医学发现与医学技术发明表现出明显的相互依存、相互促进、共同发展的关系。一方面,医学发现为医学技术发明提供了理论基础和知识的准备。医学技术发明都是建立在对人的生命活动、疾病与健康规律的发现性认识基础上的。如人类基因组测序,不仅能通过揭示人类生命活动的遗传学基础而带动整个生命科学的发展,而且为基因诊断、基因治疗和基因工程产品开发奠定了基础。另一方面,医学技术发明又为医学发现提供了新工具、新设备、新工艺、新方法,导致新的发现。没有显微镜的发明和制造,就谈不到在细胞水平上对生命与疾病进行研究,也就无从建立组织胚胎学与细胞病理学这样重要的学科。随着科学技术的发展,新的诊断手段不断出现,CT扫描、核磁共振成像、超声诊断仪等影像诊断技术和激光技术、人工心脏、起搏装置等广泛应用于诊断和治疗疾病,使人类对疾病和健康的规律的把握更加精确。
二、医学发现的类型
(一)医学事实发现
医学事实,是指观察、实验所获得的经验事实。医学事实发现,是对医学观察和实验中观察到的人的生命运动、疾病和健康状态的真实的记述和描述。如1661年意大利人马尔皮基用显微镜观察到动脉是经毛细血管流入静脉的,1677年荷兰人雷文虎克把一滴阴沟污水放在他的一块小透镜下焦点的位置,看到了一些肉眼无法看见的微小生物等。医学事实发现就是对医学观察、实验中获取的成为医学科学理论依据的事实的发现,它必须用特定理论的术语来陈述。
从医学发现的角度来看,医学事实发现有如下特点:
医学事实发现必须是对个别性存在的陈述和判断。医学事实发现是对医学观察和医学实验本身所作的一种记述和描述,具有个别经验性,而不是普遍陈述。
医学事实发现具有可重复性。医学事实发现必须是对医学观察和实验中观察到的人的生命运动、疾病和健康状态的真实的记述和描述,在同样条件下能够重复其过程与结果。当然,由于医学研究对象——人的个体差异性、疾病与健康的复杂性,要完全重复相同结果是不可能的,但必须符合统计学的要求。
(二)医学理论发现
医学理论的提出,就是提出了新的概念、新的定律或原理,创建了新的理论。
它是人们在医学事实发现的基础上按照某种理论设想或根据某一科学理论进行创造性思维推断而来的一种理论发现。这种理论发现是人类对生命运动、疾病与健康本质规律的新认识。如1953年,美国遗传学家沃森和英国物理学家克里克提出了DNA分子双螺旋结构的理论模型,科学地解释了遗传物质的生物化学、结构学和遗传学的主要特征,阐述了DNA功能活动的规律,被许多科学家认为是20世纪医学科学中最重要的发现。
从医学发现的角度看,医学理论发现具有如下特点:
(1)客观真理性。医学理论必须是在医学科学研究和疾病预防、诊断、治疗过程中经过反复检验得到证实的具有真理性的东西。
(2)逻辑完备性。构成医学理论中的概念、范畴、定律和原理存在着依次推导和前后一贯的内在联系,它的概念是明确的,判断是恰当的,推理是合乎逻辑规则的。
(3)全面系统性。医学理论是从各领域、层次、过程或方面的普遍现象中抽象、概括出来的,反映了人类生命运动及疾病、健康的本质,因而,它必须能够说明原有医学理论已经说明的人类生命与疾病、健康现象,也能够说明原有医学理论不能说明的新现象,比较全面地说明各领域、层次、过程或方面的所有现象。
(4)科学预见性。医学理论不但能对人类生命与疾病、健康现象的现状加以说明,而且能够预见人的生命活动与疾病、健康的变化、发展趋势,指导医学实践。
医学事实发现总是离不开理论的,或者是依赖于已有的理论,或者是借助于新理论。因此,从整个医学发展过程来看,医学理论的发现往往能开辟对某类未知医学事实的发现,带动整个学科甚至是多门学科的发展,意义极为重大。
三、医学发现的模式
医学发现是个积极探索的过程。有的重大的医学发现往往是偶然发现的,靠机遇而发现;有的医学发现是科学家对某一问题有兴趣而进行探索或有意识地进攻某一难题而获得成功,为有意的发现;也有的医学发现是科学家冥思苦想而不得其解时,却在睡梦中、在散步时得到顿悟而解决,靠灵感或想像而发现。医学发现特别是医学理论是如何获得的呢?科学史上有许多影响重大的科学发现模式同样适用于医学发现。
(一)归纳上升、逐步概括的科学发现模式
对于科学理论的发现,培根反对从特殊的事例一下跳到和飞到遥远的公理的方法,认为科学理论的发现是从特殊的事例上升到较低的公理,然后上升到一个比一个高的中间公理,最后上升到最普遍的公理。对于用什么方法帮助我们由特殊的事例上升到较低的公理,再上升到中间公理,最后上升到最普遍的公理呢?培根认为就是他提出的新工具——排除归纳法,通过归纳上升。见下图:
(二)直觉飞跃、猜想(假说)的科学发现模式
爱因斯坦认为,高层次科学理论最初是作为科学假说而存在的,科学家不是依靠一步一步的归纳上升,而是依靠直觉(创造性的想像力)去猜想的。在公理体系(A)同已知的直接经验(ε)之间不存在任何必然的逻辑联系,而只有一个不是必然的直觉的(心理的)联系。由公理体系(A)通过逻辑道路推导出各个个别的结论(S)。
医学发展的历史表明,医学发现并不在于是否有适用的发现模式,能否有所发现的更为深刻的原因在于探索者的素质。这些素质包括:具有医学科学、技术科学、人文科学和社会科学等合理的知识结构;具有积极独立地获取新知识、掌握与应用新技术的意识和能力;具有综合运用各种知识、技术、技巧和创造性地发现、提出与解决问题的能力;具有从事社会工作,特别是团结协作能力;具有良好的精神、道德和心理品质等。
第二节 医学问题与医学假说
一、医学问题的实质
医学科学研究是探索人的生命运动、疾病与健康及其转化的规律,寻求防治疾病的手段与方法的创造性活动。由于人的生命运动、疾病与健康及其发生、发展机制的高度复杂性以及人类对医学需求的变化,医学发展要解决许许多多的重大问题。在医学科学研究中,发现并提出医学问题,并按照一定原则选择和确定医学科学研究的课题,就成为医学发现特别是医学理论提出的首要任务。
(一)医学问题是医学研究的真正起点
医学科学研究从何入手?在历史上,亚里士多德曾提出过“归纳-演绎”的程序理论,牛顿则总结出“分析-综合”的程序观,他们都以为科学研究的真正起点是人们的观察、实验活动或经验活动,也就是通过观察、实验来获取事实材料,揭示出科学规律。这个观点并不能合理地说明科学研究的真正起点。比如,面对同样一张X光片,医学专家能很快发现问题,而刚入学的医学生看到的却是一些亮、暗点。
奥科学研究首先从问题开始。有了问题,科学家提出一些假说进行试探性的解决(猜测),然后对这些假说进行证伪,排除错误(反驳),进而提出新的问题,从而推动科学发展。波普尔的这一观点对医学科学研究来说确实具有充分的理由。
1.提出医学问题才能引起医学研究
毫无疑问,观察与实验是医学科学研究的基本手段。但是,如果仅仅是观察到事实,并没有提出问题,不可能引起医学研究。很多情况下只有提出问题,才会把观察到的某些异常事实当作新事实对待。伦琴1895年发现X射线之前,美国的古德斯比德和英国的克鲁克斯都曾经发现过照相底版上有异常现象,但他们都没有把它作为新事实,而把它看作实验的失败。医学上有不少理论的发现与机遇有关,但它们也是为了解答问题的。只有问题,才会导致探索过程,才能选准研究方向。
2.提出医学问题能推动、引导研究的深入发展
问题的提出,激发人们去学习,去观察、实验,去积累知识,去寻求问题答案。
一门学科在某个时期提出的问题愈多,这门学科就愈有生命力;一个科学家愈能提出有价值的问题,他的科学创造力就愈旺盛。综观整个医学发现的历史,就是一个不断提出医学问题并不断解决这些问题、又提出新的医学问题的历史。
3.提出医学问题比解决医学问题更重要解决医学问题主要是通过观察、实验去发现新事实,证实或证伪假说,有既定的方向和目标。而提出医学问题则要能够突破传统理论和观念的束缚,改变生命科学工作者的研究思维,从一个全新的角度看问题,因而,需要有挑战传统的勇气和创造性的想像能力。正是在这个意义上,爱因斯坦说:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”
医学问题是从怀疑产生的。无论在学习中,还是在医学研究中,都要“善疑”。
不仅应当怀疑医学科学中已成的假说或理论,而且应当怀疑医学中某些经验事实以及我们自己或别人的研究程序中的每一个实际步骤及其所采取的方法。怀疑精神是包括医学家在内的一切科学工作者最重要的精神。
(二)医学问题的实质和类型
1.医学问题的实质
医学问题,就是医学领域中的矛盾,是医学研究者在当时的知识背景下提出的关于医学认识与医学实践中需要解决而又未解决的矛盾。一般由问题的陈述(陈述问题的语句)、问题的指向(问题所指研究方向和研究对象)、问题的应答域(问题解的存在范围、域限的预设)三个方面构成。
医学问题产生于对医学背景知识的掌握和分析。医学中某种新的事实和现象被发现了,能不能提出问题,取决于对相关背景知识的思考和分析。细胞死亡曾被认为是一个被动的、消极的自然现象,没有几个生物学家对细胞死亡感兴趣。2002年诺贝尔生理学和医学奖获得者英国科学家苏尔斯顿却意识到,特定的细胞死亡方式可能在个体的发育中扮演重要角色。由此引出了现代生命科学研究的一个重要问题:生命体这种内在的自杀程序在生命活动中起到什么样的作用?其作用和调控机制是什么?此后,细胞凋亡成为生命科学领域的研究热点。
背景知识决定着一个问题是否能够成为医学问题。事实上,并不是所有有关医学领域的问题都是医学问题,只有那些当时的背景知识不能说明或不能完全说明的有关人的生命、疾病和健康的问题而人们又迫切想了解,这样,在背景知识与人的求解理想之间有差距,激起医学研究者进一步探索和创造的欲望,这些问题才是医学问题。
背景知识决定着医学问题的解答途径。医学问题是一定时代的产物。背景知识不同,即使是同一个医学问题,解答的途径和方式也不同。探索遗传的奥秘是一个古老的问题,19世纪末魏斯曼提出的是“种质”问题,20世纪初摩尔根提出的是“基因”问题,20世纪50年代沃森和克里克提出的则是生物大分子DNA的结构问题。显然,背景知识不同,医学问题的内涵和解答途径都发生了变化。