类比概述

对象a具有属性a、b、c和另一个属性d，

对象b具有属性a、b、c，

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因此，b对象具有属性d。

上面的“a”和“b”指的是不同的物体:或不同的个体物体，如地球和太阳；或者两种不同的物体，比如植物和动物；或者是指不同的领域，比如宏观世界和微观世界。类比推理的应用多种多样。有时，一种单独的物体可以与另一种物体相比较。比如为了搞清楚一种新药对人类的作用和反应，往往是用某一种动物个体来做，然后通过类比得出答案。

类比的结论是可能的。类比的结论之所以是或然的，主要是由于以下两个原因；一方面，物体之间不仅有相似之处，也有不同之处。也就是说，虽然对象A和B在一系列属性(A，B，C)上是相似的，但是因为是不同的对象，所以总有一些属性是不同的。如果D属性恰好是A对象不同于B对象的特殊性，那么我们得出B图像也有D属性的结论就是错误的。举个例子，虽然地球和火星在一系列属性(太阳系内的行星、大气的存在、适合生命存在的温度等)上很相似。)，地球上有生物。我们能说火星上有生物吗？不，因为火星和地球不一样。太空科学调查表明，在火星上没有发现任何东西。另一方面，对象中有许多属性，有些是对象的固有属性，有些是对象的偶然属性。比如血液循环是人体的固有属性，吃鸡蛋产生过敏反应，是个体的偶发性。如果类比的D属性是一个物体的偶然属性，那么另一个物体很可能没有D属性。

类比作为一种推理方法，是通过比较不同对象或不同领域之间的某些属性，推断出另一个属性是相似的。它既不同于从一般到个别的演绎推理，也不同于从个别到一般的归纳推理，而是从一个具体的对象或领域到另一个具体的对象或领域。

虽然某一类个体对象与另一类对象之间可以进行类比推理，但某一类个体对象与其所属的个体对象之间不能进行类比推理。认为类比推理是归纳推理和演绎推理的压缩是错误的。类比推理只能在两个不同的对象或不同的领域中过渡。

有人认为存在这样的类比推理:

类别s的个体具有属性a、b、c和d。

类别s具有属性a、b和c。

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因此，类s具有属性d。

这种观点是错误的，因为它是基于主观想象和类比推理模式来描述一个实际上是归纳总结的逻辑过程。诚然，归纳推理和类比推理都是对已有知识的外推和拓展。但不能混淆两种推理方法的根本区别:归纳推理是从个别(特殊)到一般的概括，类比推理是从一个具体的对象或领域外推到另一个不同的具体对象或领域。

其他人认为推理有这样一种类比:

类的对象有属性a，b，c和d。

类s的单个对象具有属性a、b和c。

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因此，类S的单个对象具有属性d。

这种观点也是错误的，因为它描述的是一种逻辑过程，这种逻辑过程实际上是以基于主观想象的类比推理的模式进行演绎的。演绎推理是从一般中演绎出个别(特殊)，类比是从一个具体的对象或领域外推到另一个具体的对象或领域。这一根本区别不容混淆。在自然科学发展史上，无论古代、近代还是现代，类比都是科学发现中广泛使用的方法。类比法的应用是随着科学思维水平的提高而发展的。这种发展体现在:从简单到复杂，从静态到动态，从定性到定量的发展。

古代很多科学家，为了了解一个事物的本质，往往会把这个事物和已知的事物进行定性类比，即它们有很多相似的性质，从而推断这两个事物还有其他相似的性质。如我国古代科学家宋为了理解声音的传播，在《论气与动量》中说:“一物之冲动，如其水之激动。.....把一块石头扔进水里，水会碰到石头，一拳就停了，它的浪就逊色了，不搜到正文是不会停的。也是尴尬。”在这里，宋将敲击物体的声音与向水中投掷石块的波纹相比较。由于水以波动的方式传播，声音也可以以波动的方式传播。正是在这里，宋运用定性的类比来推断声音是以波的形式在空气中传播的。

现代科学发展使人们认识到，仅仅依靠事物与已知事物之间简单的静态类比是不够的，必须研究事物属性的数量，这就要求定性类比与定量类比相结合。比如欧姆把电流的传导和傅立叶的热传导定理做了比较。在热传导中，物体的温差(δT)、热量(Q)和比热(c)是协变的，其数学模型为:Q = cm(δT)。

欧姆通过类比把热量和温差的协变关系转移到电流传导上，电流(I)等价于热量(Q)；电压(u)相当于温差(δT)；电导(1/R)相当于热容(cm)，电传导的数学模型为:I = u 1/r，这里用的是定性类比和定量类比相结合的方法。自然科学的发展越来越需要使用定性类比和定量类比。一般来说，定性类比是定量类比的前提和条件，定量类比是定性类比的发展和完善。科学发展首先离不开定性研究。一个非常有效的定性研究，往往可以为科学的进一步发展指明方向，然后还需要进行定量研究，才能达到对规律性的准确认识。

因为类比是一种不同于演绎或归纳的独特的推理方法，在归纳和演绎无能为力的地方，它能发挥其独特的作用。为什么这么说？这是因为归纳法、演绎法、类比法虽然都是推理的方法，但都是从已知前提中得出结论，结论都不同程度地受到前提的制约。但结论受前提制约的程度不同，其中演绎结论受前提制约最大，归纳结论次之，类比结论受前提制约最小，所以类比在科学探索中的作用最大。

在科学发展的前沿，类比的应用因其探索性强、信息稀缺而显得尤为重要。比如在1963中，盖尔曼和茨威格独立引入了夸克作为基本粒子的单位。他们指出，基本粒子的运动规律可以用三种不同夸克的简单运动和相互作用来解释。由于夸克假说能够正确预测新的观测事实，用简单统一的概念体系描述多彩的基本粒子，所以夸克理论具有很强的解释力，但夸克从来没有被单独探测过。单个夸克能被观察到吗？对于这样一个基本问题，基本粒子物理应该如何研究？根据夸克理论模型，夸克可以有两种组合方式:一种是由三个夸克和三个反夸克组成的重子，另一种是由一个夸克和一个反夸克组成的介子。如果这些重子或介子粒子中的一个在核碰撞中被压碎，就会形成一个新的粒子，但每个新粒子只能采用原来的多夸克组成，即要么包含三个夸克和三个反夸克，要么包含一个夸克和一个反夸克，没有一个夸克或反夸克碎片。高能物理学家注意到夸克类似于磁性物质，因为磁铁总是有一个北极和一个南极。当我们把一个条形磁铁分成两段时，不会有孤立的N极或S极，而是分别有N极和S极的两个磁铁，这和介子碎片分裂时的情况一模一样。这些物理学家将夸克与磁极相比较，将夸克理论引向一个新的起点。因为磁铁两极不可分的根本原因是磁铁的磁性是由原子内部电子的圆周运动产生的，磁铁的S极和N极并不是构成磁铁的“基本单位”，还有更深层的“基本结构”——原子电流的外在形式。既然夸克类似于磁铁，那么夸克是否也有未知的“基本结构”？夸克具有类似于“原子流”的固有基本结构，这是一种通过类比得到的预言，为建立夸克的基本理论开辟了一条新的途径。虽然我们目前还不知道夸克对应的“基本结构”是什么，但这一预言对未来物理学的研究具有重要意义。类比常用于解释新的理论和定义，具有帮助发现的作用。当一个新理论刚刚提出时，需要通过类比用熟悉的理论解释新提出的理论和定义，这是类比帮助发现功能的表现。例如，在气体运动理论中，气体分子被比作一大群粒子。假设粒子服从牛顿定律，碰撞没有能量损失。这个类比在气体行为理论的历史发展中起了重要作用。上述例子表明，新提出的理论必须与其他已知理论进行比较，才能得到解释。在科学发现中，类比在帮助发现中的作用是不可忽视的。

类比和模拟实验也密切相关。所谓模拟实验，就是在客观条件有限，不能直接考察研究对象的情况下，采用间接模拟实验，根据类比进行研究。比如地球上的生命是如何起源的，对科学家来说一直是个谜，因为生命起源的原始状态发生了变化，无法直接调查。从65438年到20世纪50年代初，米勒通过类比设计了一个生命起源的模拟实验。他在密封容器中加入氢、氧、碳、氮等元素和甲烷、水，模拟风、雨、雷、电等原始大气环境。一周后，发现容器中已经形成了葡萄糖苷和蛋氨酸等氨基酸。后来又有人用紫外光做能源，得到了氨基酸。1963年，博南·佩鲁马用电子束做了和米勒一样的实验。

试验，形成了腺嘌呤核苷，向揭开生命起源之谜迈出了一大步。这些研究成果的取得，充分显示了基于类比的模拟实验在科学发现中的重要作用。

类比在科学实验中的作用还在于，它是设计新的实验工具的逻辑方法。比如威尔逊发明了用于观测基本粒子运动轨迹的云室(他因此发明获得了1927的诺贝尔奖)，格拉塞特发明了具有相同目的的阿尔瓦雷斯液氢浴缸。他们最初的设计都是受类比推理的启发。