普里斯特利、库仑的探究路线确实与伽利略和牛顿的不同。那么这是否只是个例外呢？
历史上不少科学大师，如爱因斯坦以及当代众多的科学家，多次表明自己曾经亲历过类似普里斯特利、库仑这样的科学探究过程，并认为遵循这种过程就可以认识自然界万物的属性和运动规律。19世纪末，经典物理学的时空观遇到了迈克尔逊—莫雷实验事实的严重挑战，爱因斯坦为了解决经典物理学时空观中的这个问题，进行了科学研究。1905年前后，他首先在已有的知识背景上，通过“思维的自由创造”，大胆猜想并提出两条假设，即“相对性原理”和“光速不变原理”。然后以此为出发点，通过形式逻辑演绎推出了如下著名的命题：（1）运动物体的长度会收缩，（2）运动时钟会变慢，（3）物体的质量随其运动速度增长而增长，（4）质能公式E越mc2，其中E是能量，m是质量，c是光速。上述两条假设和4条导出命题就构成了现代物理学上著名的“狭义相对论”。爱因斯坦认为，他的狭义相对论是针对“迈克尔逊—莫雷”
问题而构造的，它当然能很好地解决这一问题，但狭义相对论是否是真理尚有待实践检验。后来，运动时钟变慢的命题在滋子衰变实验中得到验证，质能公式在原子核裂变反应的试验中也得到验证，狭义相对论经实验检验是正确的科学理论。1915年，爱因斯坦又建立“广义相对论”，其过程与“狭义相对论”的建立过程相仿，在此就不再赘述了。爱因斯坦曾于1952年5月7日总结了自己的科学探究过程，并用下图来说明：
爱因斯坦的这个图也是对普里斯特利—库仑式的科学探究过程的注释和图解。
爱因斯坦的这个探究程序的核心思想，一是新理论是科学家依托一定的文化知识背景即规范，通过创造性思维大胆猜想并加上演绎方法展开建构出来的。二是大胆猜想之后，尚需用经验事实去检验，因为猜，可能猜错，必须事后进行严格反驳、排错。在此过程中充分发挥了人的理性的作用，所以人们也称之为“理性主义的科学探究过程”。
显然，伽利略和爱因斯坦的科学探究过程模式的特征，都保证了对自然现象探究的客观性、严格性和有效性。其客观性体现在：科学探究的结论要么必须以经验事实为奠基，要么必须接受经验事实的严格检验；其有效性体现在：科学探究的结论必须能说明原初打算认识的自然现象，甚至还要能预见新的自然现象；其严格性体现在：在科学探究中理论模型的表述必须满足可检验性，经验事实必须满足可重复性，实验操作必须具有规范性，思维推理必须具有逻辑性，等等。
如果我们能再查看一些西方科学史的著作，就一定还会发现一些既不同于伽利略，又不同于爱因斯坦的科学探究的过程模式。西方科学史会告诉我们，科学探究的全过程的路径是多元的，并不存在唯一的过程模式，只要能够探求出自然现象背后的规律，如同现在美国科学哲学家费耶阿本德所说：“怎么都行！”
西方科学家在科学方法上的这种高素质，给我们留下了深刻的印象。我觉得这种文化传统上的优势，是自近代以来西方科学理论取得长足进步的重要原因之一。
您讲得对。虽然科学探究的全过程是各有差异的，但一般来说都可以将其全过程分为三个阶段：科学理论发现，科学理论的检验、评价和科学解释和预测。如在伽利略的探究全过程中，其探究的第一、二步，即从提出问题——进行观察、实验——到建立假设模型，就是科学理论发现阶段；其探究的第三步，即建立假设模型—实验检验，就是科学理论的检验、评价阶段；其探究的第四步，即用通过检验证明是正确的理论来解释已观察到的自然现象和预测新的自然现象，就是科学解释和预测阶段。在爱因斯坦的科学探究过程中，其探究的第一步，即从提出问题—猜想（公理）—导出性命题，就是科学理论发现阶段；其探究的第二步，即实验检验，就是科学理论的检验、评价阶段；其探究的第三步，即将检验后是正确的理论用来解释已观察到的自然现象和预测新的自然现象，就是科学解释和预测阶段。20世纪美国著名的天文学家E.哈勃曾类似地说过：“科学的方法可以说成是发现定律，用理论解释定律，用新的观察来检验理论的过程。这种方法的恰当比喻就是拼图玩具，定律好比单独的拼板，理论好比几块拼板组成的局部图案，检验好比用剩下来的拼板完成整个图案。”虽然科学探究的全过程是各有差异的，但是无论哪一种过程模式，都会涉及如下的要素：提出问题，形成假设，制订计划，收集证据，处理信息，表达交流。而科学探究过程中的三个阶段，分别是由上述若干要素组合而成的。如科学理论发现阶段常常包含提出问题、制定计划、收集证据、处理信息和形成假设等要素，科学理论的检验、评价阶段常常包含制订计划、收集证据等要素，科学解释和预测阶段常常包含处理信息等要素。
在上述科学探究的六大要素中，分别会运用到一些具体的科学方法。如在收集证据的要素中，需要运用观察方法、实验方法、测量方法、识别与控制变量和设计操作方法，等等；在形成假设的要素中，需要运用归纳方法、抽象方法、直觉、灵感、顿悟、想象方法和模型方法等等；在处理信息的要素中，需要运用分类方法、比较方法、演绎推理方法，等等。在表达交流的要素中，需要运用科学解释方法，等等。
这就是说，科学探究的过程与方法可以分为四个层次，即全过程、三阶段、六要素和具体方法。
科学探究的过程与方法的四个层次的区分告诉我们，科学家的科学探究能力不仅要包括选择或制订科学探究的过程模式的能力，还要包括科学探究的过程中三个阶段的能力，还要包括科学探究的过程中六个要素的能力，以及包括运用具体科学方法的能力。
科学探究的社会因素
西方科学家和哲学家对科学理论发现过程的方法论反思，对搞好科学研究和培养杰出科学家都有指导意义。他们的这种反思还有什么新的发展吗？
有的。这就是“科学探究的社会构建论”的出现。
前面介绍的种种观念，主要是把科学探究活动看做是一种纯粹的认知活动，忽略了这种活动与社会因素的关联性。如前面所述的全过程、三阶段、六要素和具体方法，都只涉及认知因素。然而自20世纪80年代以来，欧美科学社会学研究的最新成果表明：科学探究活动不仅仅是一种纯粹的认知活动，而是有其认知建构的一面，而且还有其社会构建的一面。
科学研究当然有社会因素的参与，您在前面第八讲中谈到政府对基础研究的资助，这就涉及到政府资助这个社会因素，因此由此获得的科学理论发现可以说具有社会构建的一面。
您这样将前面讲的内容融会贯通起来理解，是对的。但是，欧美科学社会学关于科学的社会构建，还有更深一层涵义。他们认为，科学共同体本身就是一个小社会，科学理论研究活动的开展，不仅需要有许多认知因素的参与，如科学事实、理论、逻辑方法、创造性思维，还需要有许多科学这个小社会的特有社会因素参与，如科学共同体各种“亚群体”内或之间的社会互动，“亚群体”中领袖人物即科学权威的作用，科学事实的社会建构，科学知识形成和认同的社会“协商“”磋商“”约定”，等等。
这种看待科学研究的视角，就显得更为全面，请您具体介绍一下。
我想简单地介绍一下他们的成果，即介绍他们主张的三个命题。第一个命题是，科学事实的形成掺杂着社会因素。
科学事实是科学家观察和记录自然现象的结果。它是科学理论发现的基础。自近代以来，科学事实的获取一般是在实验室完成的。原来人们认为这个过程只是一个认知活动过程，现在科学知识社会学的研究成果表明，这个过程也掺有一定的社会因素。首先，在实验室中的被研究对象，并不是完全“自然”的，而是带有社会建构的成分。科学社会学家塞蒂娜在《制造知识》一书中指出：在实验室的哪个地方，我们可以找到对描述主义的解释至关重要的“自然”或“实在”？科学家所处理的大部分实体，即使不是完全人工的，也是在很大程度上被预先建构起来的。
究竟什么是实验室？在一个由桌子、椅子构成的工作空间内仪器和设备的一种当地累积。抽屉里充满了一些小器具，架子上摆满了化学药品和玻璃仪器，冰箱和冷藏箱里放满了仔细贴上标签的样品和原材料：缓冲溶液、磨得细细的苜蓿叶子、单细胞蛋白质、来自被化验的老鼠的血液样品与溶菌酶。所有原材料被特地种植并有选择性地培育出来。多数物质和化学药品被净化，而且从服务于科学的工业或者从其他实验室中得到。但无论由科学家本人去购买还是自己去准备，这些物质与测量仪器、桌面上的论文一样，都是人类努力的成果。看来似乎不能在实验室里找到自然，除非从一开始自然就被定义为科学研究的成果。
被研究对象的非纯粹自然性是人为性导致的，从这意义上来讲确实体现了被研究对象的建构性。而这种建构又是具有社会化的。
其次，科学家在实验室中使用的各种仪器设备，都是人们依据一定的科学理论和技术原理社会构造的产物。
再次，科学家在实验室内获得的实验结果也不是纯客观的事实，而是带有认知和社会的建构性。其原因有三。一是科学家是借用仪器设备来观察自然现象的，例如他们用示波器观察光子的振荡，用伏特表测量电路的电压，等等。但是在这些观察中，科学家看到的只是示波器所显示的曲线而没有看到光子振荡的本身，只是看到伏特表指针所指的读数而没有看到电路电压的本身，这就是说，科学家所看到的只是客观实体运动的某种效应而没有看到其运动的本身。所以，在实验室里科学家不可能面对绝对意义上的自然现象，他看到的仅仅是被仪器设备“过滤”过的人化的甚至是人工的自然现象，而这种所谓的自然现象可以说是成百上千的人社会构造的结果。二是科学实验活动是一项具有“理论渗透”的活动。实验的设计需要科学家的理性思维，这种思维依赖于他们的知识背景和兴趣爱好；对实验结果的解释也需要科学家的理性思维，这样对同样的实验结果就可以给出几种不同的解释，于是科学家乃至科学共同体最终必须在多种解释之中作出选择，而这种解释和选择又依赖于他们的知识背景和兴趣爱好。三是对实验结果的表述，也有理论渗透，因为在表述中要用到些概念，而这些概念本身来自于科学家的理论框架。实验具有理论渗透，这是其构造性的表现；科学共同体对不同实验解释的选择，这是其社会性的表现。
由此看来，实验设计、实验仪器、实验事实和实验结果的表述，这些环节上都具有一定的社会建构性。从这个意义上，我们确实看到科学理论探究中的社会建构性的一面。
第二个命题是，科学知识的形成和认同也掺杂着社会因素。例如，协商、磋商、约定，这是人们在社会活动中常见的现象。以前，人们一直认为这种现象在科学活动中是不可能有的。现在科学知识社会学的研究成果表明，这种现象在科学知识的形成和认同的过程当中也有，由此可见，科学知识的构建具有社会性。例如，人们对数学基础研究中的“选择公理”的认同过程就充满着协商、磋商、约定。
选择公理可以这样表述：对于给定的无穷多个非空且不相交的诸集合的任何一个总体，总可以在其中每一个集合中选取一个元素，从而构成一个新的无穷集合。
这条公理实际上是论及推理的。如果我们把从每一个集合中选出一个元素看做是一次思维上的操作或一次推理步骤，由于被选的集合有无穷多个，因此这种思维操作或推理步骤就要涉及到无穷次。于是，选择公理实际上是认定在数学推理的思维中，步骤涉及到无穷次的推理过程是合法的一条公理。
对数学研究的对象（如个体域）涉及到无穷，人们是能够理解的，但是，对数学推理的步骤涉及到无穷，人们可能会感到困惑。可是，在数学研究的过程中，在某些特殊情况下，推理步骤不可避免地要涉及到无穷次。例如康托在证明“（0，1）区间上全体实数的集合与全体自然数的集合不对等”的过程中，就需要无穷次的思维操作，就需要选择公理。
选择公理最早是由德国数学家策墨罗提出的。1904年9月，策墨罗证明了“良序定理”，即每一个集合均可以被良序化。他为了证明这条定理不得不在证明过程中假定“选择公理”。那么，它是否合理、合法呢？策墨罗当时认为“：的确，这条逻辑的原理是简明得不能再简明了，而且它在数学论证中广泛地被使用。”这就是说，他之所以认为这条原则可以而且应该作为公理是由于它的简明性、基础性和广泛可应用性。
由此看来，策墨罗确实将公理性约定为简明性、基础性和广泛可应用性。