往古来今谓之宙，
四方上下谓之宇。
——《淮南子·齐俗训》(西汉)
浩瀚的宇宙都掩藏着什么样的秘密？古往今来的智者凭什么来逐渐揭开那些神秘的面纱？
年，在致斯威泽(J.E.Switzr)的信中，爱因斯坦谈到科学的发展时写道：
西方科学的发展一直以来都根植于两项伟大的成就，就是希腊哲学家发明的(融合于欧几里得几何中的)形式逻辑体系，以及后来(文艺复兴时期)发现的由系统实验找出因果关系的可能性。在我看来，没有必要对中国先贤没有迈出这几步感到惊讶，令人惊讶的事情是这些发现居然被摸索出来了。
虽然我们在我国古代先贤留下的记录中能看到对于逻辑的摸索仅在墨子和荀子那里起步，并且很难看到令人信服的对“由系统实验找出因果关系”展开系统性摸索的事例。但是，对日常生活中出现的自然现象的观察和总结，甚至归纳，用于指导生活实践的典型例子还是很丰富的，有些涉及物理过程和化学过程的例子甚至可以令人相信先贤一定经历过一系列的反复实验。
比如，在农业领域为了适应农业生产的需要，从长期反复观察中总结出来的二十四节气的变化规律，尽管没有可以见到的记录来回答“何以如此”，但“就是如此”这一事实则广为人知，可以相信我国古代先贤在对天象、气象和地理的长期观察中积累了丰富且合乎现实的经验总结。
一个令人惊讶且信服的例子就是在颐和园的十七孔桥的设计和建造中所展现出来的精准，当且仅当每年冬至的那一天，太阳西下的时候阳光以完整充填的方式穿过十七个桥孔，显现出一幅精美绝伦的景象。
又比如，火药和造纸术的发明，无疑都是在经过反复的物理和化学实验之后才能以丰富的经验得到一套制造的“标准化”工艺流程，只是很可惜，似乎没有证据表明曾经有过对那些“标准化”工艺流程背后的原理是什么的问题合乎现实的回答或思考。
再比如，指南针的发明也一定是经历过很多次观察实验之后得到的结果，只是同样遗憾似乎没有证据表明曾经有过对吸铁石能够吸铁的原因进行卓有成效的思考。
另外一个非常有说服力的例子应当是针灸，一部《黄帝内经》，一整套可以用来指导医疗实践的经验总结以及脉络穴位图谱，必定是经过长期的反复的实验摸索总结出来的结果。即使到了今天，针灸依然适用，甚至在西方开始被用于医疗实践，但是依旧不能从理性、高度系统性的理论上解释为什么当银针刺激相应的穴位时能够缓解甚至治愈那些病痛。与此相关的，李时珍的《本草纲目》也是他自己在经历过无数次反复尝试之后留下的经验总结。
似乎可以说，实验总结或者经验总结是我国先贤为我们留下的丰富遗产，但是系统性的理性分析是欠缺的，“由系统实验找出因果关系的可能性”似乎也没有被真正发现。为什么会这样呢？
这里的原因可以有很多，但其中的一条似乎比较清楚，因为要想找出因果关系，首先需要意识到或者相信具有因果关系，有其然必有其所以然，以及有必要找到因果关系，不仅知其然还应当知其所以然；其次就是在因果关系的探索过程中，思考者需要有系统性的自觉和使用逻辑工具的自觉，而现有可查的记录显示对于逻辑的摸索仅仅只是刚起步。在没有能够保障正确性或者没有保障足以说服自己和建立自信的规矩与工具的情形下，追求“所以然”，追求因果律，即便充满欲望、饱含动机，仍然有可能是令人困惑与茫然甚至一无所获的事情。
那么，在西方科学的发展中，逻辑是怎样被应用而发挥作用的？在被应用的过程中，逻辑又发挥了什么样的作用？实验又是如何被系统展开的？在寻找因果关系的过程中，系统性实验到底可以解决什么样的问题？
带着这些问题，在完成《基本逻辑学：思维与表达正确性问题探究》那本小册子之后，我们决定从逻辑学的角度来认真回顾一下从古希腊开始的科学探索过程中若干位具有代表性的卓越思考者曾经的思维历程，试图解开“这到底是怎样发生的”的谜底。非常自然的，这里（《逻辑与发现：物理学领域经典范例启示录》，冯琦著.北京：科学出版社，.12）要做的是《基本逻辑学：思维与表达正确性问题探究》那本小册子的第5章第5节内容的延展。在那里，我们梗概地从理论完全化的角度讨论过力学基本理论的发展过程。为了完全起见，我们将重新从古希腊时期开始，因为在这里，我们试图以思考者沉思悟道的经典范例来解释逻辑与发现之间的关系，所以需要从远古的原始的引导问题着手。
在现代自然科学领域中，思考与探索的典型过程可以用一种名为“科学方法”的方式来描述。
这种方式并非简单的系列步骤列表，而是变通性很强的创造性思考与检验的过程。这种思考与检验紧盯着客观事物，瞄准各种各样可以验证的发现，以期明白大自然是怎样运作的。粗略地讲，科学方法包括五种要素：观察、假设、实验、模型以及论证。
当某一类自然现象和可测量事件被许多研究人员在诸多场合下观察到没有明显差异的结果时，这种观察结果就会被总结陈述出来；当这种陈述是通盘一致的时候就被当成一种自然规律。从逻辑学的角度看，从观察过程中抽象归纳出来的假设必须具有排除自相矛盾的一致性以及可以通过实验进行检测的可检测性；在抽象分析的过程中必须坚持讨论中由此及彼的有效性；经过分析努力建立起来的模型或提炼出来的理论必须具备可靠性。最有说服力的观察结果是那些可以数量化表示的结果，因为这样的结果可以比较，可以从中窥探变化趋势。
无论是由实际的观察过程得出的还是从某种思维中爆发出来的直觉火花，科学领域中的一条假设就是一种用来解释一种观察结果的题案；一条靠谱的假设不一定必须正确，但它必须是可以被检验的。
科学领域中的一种实验就是为了检验一种假设而清清楚楚设置的可以被他人独立重复的一系列过程步骤。一条靠谱的假设可以被更换，但是一种实验的结果绝不可以被更换，实验的结果是什么就是什么。
依据实验结果而形成的概念性模型或者理论，是科学思维的产物。这与随便猜测有着天壤之别。一个模型，比如20世纪提出的物理学标准模型，并非对所
