科学推理的自然化，本文主要内容关键词为：自然论文,科学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在逻辑经验主义的科学哲学中，科学理性几乎等同于逻辑推理，科学推理只受形式逻辑规则支配，科学及其本质可以在忽略科学推理实践的历史脉络、社会背景以及科学家的思维活动和心理因素的条件下给予规定。在这种所谓“标准观点”的统治下，科学哲学家自觉地限于对科学的知识产品进行逻辑分析，致力于为科学寻找普遍的形式推理规则并构造科学推理的各种形式化系统。总之，在逻辑经验主义传统那里，科学哲学几乎成为与理解科学的特有现象和特有性质无关的认识论。然而，科学哲学发展的事实表明，形式逻辑并非像逻辑经验主义者所设想的那样是理解科学的极其有效的工具。随着逻辑经验主义的衰落，人们不再像以往那样普遍认为科学理性的根源只能在某种形式逻辑体系中寻找。人们逐渐清楚地认识到，不存在普遍有效的、高度形式化的科学逻辑。
然而，科学哲学在一段时间里从一个极端走向了另一个极端，从逻辑经验主义者追求普遍方法到历史学派探究科学的历史细节。历史学派开创了研究科学的一个方向，在各个具体科学领域和众多历史案例的研究中得到了某些关于科学推理的方法论原理。历史主义运动主要集中在科学的个案研究，几乎不要求超出这种范围和水平，甚至满足于科学的历史描述，没有能够作出更高层次的分析，没有提出更加深刻的关于科学的解释性理论。
针对上述两种片面的科学哲学运动，本文主张科学哲学的研究一方面要从逻辑化走向自然化，另一方面要从描述走向解释，把科学推理当作一种实质推理，把科学实践当作可以在多个取向上给予研究的现象，建立一种合适的关于科学推理的自然化理论（the theory ofscientific inferences naturalized，简记为“TSIN”）。
一、科学推理的前理论理解
我们认为，科学既可以接受逻辑分析，也可以给予历史描述。但是，纯粹的逻辑分析或者纯粹的历史描述都是不足够的，只用历史描述补充逻辑分析也是不合适的。那么，关于科学、理性和科学推理的合适理论是什么？在拒绝接受逻辑主义和历史主义的纲领之后，在建立合适的科学哲学纲领之前，有必要对科学推理作出某些基本的前理论规定和理解。
按照我们关于科学推理的直觉，科学推理是发生在科学家个人和科学共同体两个水平上的科学实践活动，可从以下四个方面加以理解：（1）科学知识产品（术语、 定律和理论等）的逻辑关系以及确立这些关系的推理规则；（2）科学研究的方法和程序；（3）具有社会意义的推理实践即科学的社会认识活动或科学共同体中的主体间认识合作； （4）科学家个人的思维活动。传统科学哲学的规范主义者要求我们局限于前两种场合研究科学及其推理，而当代历史学派和极端自然主义的描述主义者虽然允许我们也考虑后两个方面，但要求科学哲学停留在描述认识论的水平上。
科学推理的这种直觉认识进一步表明，科学推理不能等同于逻辑推理，科学的理性推理不只是服从形式逻辑规则，在大多数情况下还受到科学的基本预设和基本观念的约束；科学逻辑不是作为形式科学从外部应用到科学中的逻辑，而是科学本身的逻辑学，是科学推理实践内部自发产生的、与一定知识内容相联系的逻辑学。
我们认为， 科学推理是基于知识的实质推理（knowledge basedmaterial inference）。当然，科学推理包括了形式逻辑的应用，但它的含义更接近于“科学方法”。同样，科学推理规则虽然可以包括形式逻辑规则，但主要指的是方法论规则。在这个意义上，科学推理的理论也就是方法论理论。确切地说，科学推理指的是科学家根据观察和实验发现新的自然事实和自然规律，提出新概念和新术语，发明新理论和新假说，并且对理论假说进行检验、评价、修正、选择等认识活动的方法和思想模式，因而不能简单地归结为科学家们在认识活动中运用到的演绎、归纳或类比等逻辑推理。
首先，科学推理是基于知识的推理，是知识命题与推理规则的独特结合， 成为有组织结构的实体——我们称之为“知识—推理体”（knowledge-inference body）。科学推理之所以是基于知识的， 一个重要原因在于科学推理的大部分规则是实质规则（material rules），也就是说，“这种规则本身携带着有关世界的信息。而且推理的结论可能包含着在前提中没有出现的谓词。然而，这些谓词出现在推理规则之中，所以不是新谓词。”（[4]，p.32）
其次，科学推理是实质推理，这个主张有两个重要结论：第一，科学逻辑的研究必定超出形式逻辑范围，即使是能够从事形式化的分析，也应该推广到哲学逻辑中进行研究，这种非标准逻辑分析对于科学推理的形式化更为合适一些；第二，科学推理不只是逻辑问题，还可能作为事实问题或经验问题给予研究。显然，后一个结论肯定了科学推理的理论具有经验科学理论地位的可能性。
特殊领域的科学方法与一般科学方法之间的差别，从一个侧面反映了科学推理规则是实质的。具体研究领域的方法之所以是特殊的，原因是这些推理规则有机地包含着相应学科领域某些基本的实质预设，而且，按照科学推理的能力观（the skill-view of scientific inference），科学家掌握的逻辑推理规则与他们从事的专业领域的某些基本知识预设一起——或许经过一定方式的匹配——被内化为他们的技能和素质的一部分， 这一部分有时又被叫做“隐知识”（implicit/tacitknowledge）或“程序知识”（procedural knowledge）。 显逻辑规则和基本知识预设经过内化变成隐知识，往往正是这种隐知识在科学家的推理实践中起作用。他们从事科学推理实践时，通常没有意识到实际上运用了什么逻辑规则，也没有明确意识到应该遵守什么逻辑规则。但是，从事特定领域研究的科学家是该领域最好的方法论专家，科学哲学家则往往缺乏这类能力和素质，缺乏这些特殊方法或实质推理的直觉。当然，科学哲学家如果满足于描述特殊领域的方法，就不可能建立一般科学方法的理论。
科学哲学的发展也表明了科学推理的实质性。逻辑经验主义者严格划分发现脉络与证立脉络，而且把科学哲学的合理研究范围局限于证立脉络。然而，构造有效的证立逻辑（如归纳逻辑和确证的概率理论）的各种努力都失败了。一方面，归纳和确证如果通过归纳论证来给予证立，逻辑上会导致恶性循环；另一方面，归纳和确证不能归结为演绎推理，因而也不可能由演绎论证给予证立。所以说，不可能存在逻辑有效的证立算法，“事实上，确证不是逻辑问题，它没有逻辑证明的地位。它依赖于科学家的信念体系，依赖于心理因素和社会因素。”（[4]，P.102）同样，K.Popper的否证逻辑也没有获得成功； 虽然否证在形式上符合否定后件推理规则，但问题在于经验证据作为信念是否具有不可修正或确实可靠的地位，这是认识论的问题，在逻辑上不可能找到答案。此外，各种评价逻辑和选择逻辑，更是涉及到实质性的规则，如科学的简单性、经济性甚或科学的美学原则和自然界的齐一性信念，都不可能归结为形式推理规则。至于科学哲学家讨论最多、关于知识增长和进化的逻辑，不过是发现、证实或确证、确认、反驳、评价、选择等等科学推理的复合模式，特别是知识变化的广义达尔文主义进化模型，更是表明了知识变化和发展逻辑本质上不是形式的逻辑问题，很可能是科学描述和科学解释的实质问题。
在长期忽视科学发现的研究之后，科学哲学家们重新认识到这一课题的价值，他们力图构造各种由放大推理（ampliative inferences ）组成的发现逻辑和发现方法，出现了发现的实质逻辑问题，并且得到某些具体领域特有的发现逻辑和方法。当然，我们在这些有关发现过程的科学推理的研究中，不可能找到逻辑有效的、能够把握发现的完整图景的推理模型，然而，这些模型明显具有规范性和启发性。H.Simon 的发现机器以及其他认知主义者关于机器发现的专家系统、C.S.Peirce和N.R.Hanson的“溯因逻辑”、G.Gutting的“发明逻辑”（the logic of invention）、A.Musgrave的“发明论证”（inventive arguments）、R.McLaughlin的“推进论证”（advancement argument）和“提高论证”（enhancement argument），以及M.V.Curd等人的各种追求逻辑（the logic of pursuit），都从不同角度为科学推理引进了一系列的实质规则。例如，追求逻辑要为假说指派先验概率，就需要运用到“假说似然性的内容依赖标准”（content-
dependentcriteriaofplausibility of hypotheses）——按照追求逻辑，假说如果符合这些实质标准， 它们的似然性或先验概率就影响到假说最后的确证度； N.Maxwell甚至认为科学发现的理性根源于由各种实质规则组成的“形而上学蓝图”（metaphysical blueprints）的指引、导向和规范约束。即使人工智能能够把问题求解的启发式方法在专家系统中程序化，也不可能忽略这种形式化对知识内容的依赖性，不可能忽略专家知识或领域特有的知识，否则，每一个研究领域就不需要一个不同的专家系统了。机器发现是技术性相当强的研究课题，一些认知科学家已成功地把某些规则发现过程给予机器化，在计算机程序上得以实现；还有一些认知科学家倾向于技术应用研究，专门从事某些具体领域的软件系统开发。这类研究为启发式的一般发现方法提供了有价值的参考材料，自身却无法得到发现的一般方法。
由于寻找普遍的发现方法或发现逻辑的努力屡屡遭到失败，在人工智能研究启发式搜索和专家系统的影响下，近年来一些科学哲学家对具有特定内容的发现方法产生兴趣，出现了研究科学推理（包括发现脉络的科学推理）的多种新方法（如方法论的多元主义）。这些提倡新方法的科学哲学家明确地指出，寻找内容中性的科学逻辑和科学方法是传统科学哲学的错误之一；合适的科学哲学应该研究内容负荷的科学逻辑和科学方法。我们认为，“内容中性的科学逻辑”如果指的是没有实质知识内容的形式逻辑，这些学者对传统科学哲学的批评就十分中肯。然而，内容负荷的科学方法如果指的是带有具体领域或学科之特殊性的方法和逻辑，这些科学哲学家就犯了另一种片面的错误，从逻辑主义寻找普遍适用的形式推理规则走向寻找领域和学科特有的具体方法。对于合适的科学哲学来说，它的重要任务应该是发现并阐明能够反映科学本质和科学理性的东西，应该寻找并阐明一般的科学方法或各个领域共同的科学逻辑。如果科学哲学家仅仅研究特殊领域的方法，就必定放弃探究科学本质的任务。科学哲学家研究特定领域的方法，只是为了发现共同的特征，他们所从事的工作还是研究一般科学方法。在我们看来，一般的科学方法也是内容负荷的，有关的推理规则涉及科学共同体对于外部世界和自我认识的最基本信念。
退一步考虑，假如我们能够表明发现是经验事实问题而证立是逻辑问题，问题就归结到逻辑推理规则是如何被证立的。在逻辑范围内，特定的演绎推理规则或者由其他推理规则并最终由原始公理给予逻辑证明或先验证立，公理则由于其自明的特殊地位既不需要先验证立也不需要经验证立，或者只能根据直觉主义的解释把握演绎规则的合理性。然而，如果我们不把演绎逻辑的原理当作是先验证立的，那么，我们应该怎样证立这些逻辑原理呢？我们知道，科学哲学的逻辑主义纲领和历史主义纲领都不能回答这个问题，但是，科学推理的某种自然化理论则力图解决这个问题。按照这种科学推理观，“逻辑推理规则本身是根据它们对直觉推理实践作出好的说明和解释而得到证立。因此，这些逻辑原理……本身是参照实际思维过程获得征立的。”（[4]，P.103）在这个意义上，发现脉络的哲学分析和证立脉络的哲学分析本质上没有差别，“两个脉络都不能进行逻辑分析，即使可以，也不是一种先验逻辑，而是一种可接受经验研究的逻辑。”（同上）
二、自然化科学哲学的认识论承诺
自然主义纲领在认识论上对科学哲学与科学的关系作出了承诺，允许认识论、科学哲学与科学的结合，允许科学哲学可以从科学成果中获益，甚至允许把科学哲学和认识论当作自然科学加以发展。正如自然化认识论倡导者W.V.O.Quine所说，认识论是心理学的一部分， 因而也是自然科学的一部分。认识论或元科学与科学的结合在分析哲学运动中是绝对被禁止的，这表明了自然主义纲领与传统科学哲学的划界纲领有根本的差别。
科学哲学的自然主义承诺有两个基本点：第一，研究对象的自然化。如果科学哲学当作自然科学，作为科学哲学研究课题的科学推理也就可以当作自然现象看待。因此，科学推理的自然化研究必定要超越科学哲学的传统边界，成为科学本身的组成部分。第二，承认科学理论对于认识论的意义，承认科学理论对于建立自然化的认识论和方法论具有指引、启发作用，认为科学理论可以用于充当解释、理解知识现象和推理活动的模型，可以从科学理论中得到认识论的结论。A.Kantorovich 谈论自然主义的科学哲学时指出，“如果把科学和科学发现看作是自然现象，看作是科学自身的研究对象，各种科学理论本身也对方法论的建立起指导作用。”（[4]，P.60）例如， 心理学有助于我们考察向经验学习的方法和获得新知识的方法。如果将科学也看作是社会现象和文化现象，社会学和人类学就可以为我们建立方法论原理提供有启发价值的素材。
我们把自然主义承诺的第一个基本点叫做“自然主义纲领的最低认识论假定”（the
minimal
epistemological
assumptionofnaturalist program）。由于“自然化”一词有多种含义，在这个认识论假定的基础上，科学哲学家研究科学推理就有不同的自然化主张。较为普遍的自然化主张是认识论的自然科学化和知识研究的经验化，这意味着人类认识、知识获得或信念形成是自然的心理过程和神经过程，不应该当作人为现象或理想化过程加以考察。极端的自然主义者认为科学是纯粹的自然现象（即物理现象或者可还原为物理现象），主张严格地把认识论或科学哲学局限于自然科学的研究范围内，不能采用其他经验科学和文化科学的材料。这种做法严重损害了自然化的效果。其实，科学也是社会现象和文化现象，推理活动也有心理学层面的问题，即使是演绎推理，日常生活中也表现出文化差异和个体差异，因此，我们应该吸取有关学科的研究成果，使建立起来的关于科学与科学推理的理论可以包含心理学、社会学和人类文化的解释。
运用现有的科学理论到科学哲学领域为科学推理建立解释性的模型，正是自然主义承诺第二个基本点的实质内容，我们把这方面叫做“科学推理的科学建模方法论原理”（the methodological principle ofscientific modeling for scientific inferences）。就现状而言，除了科学学、科学社会学和科学心理学等领域已经发展出关于科学活动的经验科学理论外，科学哲学本身还缺乏关于科学和科学推理的系统性的经验探索。尽管如此，科学哲学领域毕竟已出现了一批解释性的理论模型，特别是科学哲学家在认识论、心理学和社会学等多个取向上根据现代进化生物学的达尔文主义范式以及复杂系统的动力学和自组织原理提出了多种科学进步模型，近年来又有不少科学哲学家运用认知科学（特别是认知心理学）的研究成果为科学推理建立了各种认知模型。然而，合适的自然化不应该只停留在推广现有科学理论去试探性地说明科学推理的水平上，我们的目标应是建立系统性的科学推理的自然化理论。
为了避免极端的和描述主义的自然主义哲学主张，我们采用的“自然化”概念，大致含义是指“准经验科学化”。我们在一定程度上接受上述自然主义认识论承诺（特别是科学推理的科学建模方法论原理）的合理命题，主张一种温和的、弱的、规范主义的自然化纲领。并且认为：第一，自然科学化过于狭隘，忽视了科学现象的社会文化内涵；第二，合适的自然化科学哲学应当同时具有解释性和规范性；第三，合适的自然化不是完全彻底的经验化，反思和自我批判也是认识论和科学哲学的本质成分之一，是促使在一定经验基础上确立起来的、解释科学推理实践的科学范式转变为具有规范性的科学理性范式的手段和途径。
三、从逻辑化到自然化
自然主义的认识论承诺表明，科学推理的自然化首先表现在科学现象、科学知识以及科学推理等等的认识论研究和方法论研究的自然科学化或经验科学化。在自然主义者看来，知识、科学以及假说形成、理论确立的方法和推理不是在自然科学或经验科学研究范围之外的智力探究对象；相反，知识和科学本身也是自然现象，是自然的生物现象、心理现象、社会现象和进化现象等等，可以采用自然科学或经验科学的方法加以研究，认识论和科学哲学本身也属于自然科学或者属于经验科学。按照自然主义关于科学哲学的学科性质的这种理解，科学哲学（更一般地，认识论）不可能是“第一哲学”，也不可能是完全与经验无关的语言分析和逻辑分析，更不可能是先验演绎支配的领域。
自然主义哲学运动的这种转向， 最初在自然化认识论倡导者Quine和A.I.Goldman的纲领性口号中就已经被明确地表述了出来， 后逻辑经验主义时期也有不少认识论学者和科学哲学家主张类似的经验科学化。实际上，Quine的自然化认识论是行为主义心理学化的认识论，Goldman构想的“认识学”（epistemics）在一定程度上已经发展成为认知心理学化的认识论，T.S.Kuhn的科学共同体理论则是社会学化的科学哲学，K.Lorenz路线（包括G.Vollmer、R.Riedl和“德奥学派”其他学者）发展起来的进化认识论以及中北欧学者根据微观社会学方法、远离平衡态热力学和复杂系统的物理科学观念给予修正的进化认识论，Popper 、S.Toulmin、D.T.Campbell等人的科学进化论，Peter Munz 的哲学达尔文主义，G.M.Edelman的神经达尔文主义以及其他选择主义者（如 Jean-Pierre Changeux和S.O.E.Ebbesson）在神经认知研究上提出的达尔文主义模式，等等，都属于自然主义哲学运动的组成部分。
更深入一点的分析可以表明，科学推理的自然化，实质在于科学理性的自然化，是科学理性的范式转变，是从关于科学本质的逻辑主义观点向自然主义观点的转变。采用自然主义方法研究科学推理，这个纲领的重要部分就是应该选择一种什么样的理性范式。
在科学哲学中，所谓“理性范式”主要由关于科学本质以及关于理性的一般观点构成。逻辑主义是传统科学哲学的理性范式，认为科学是逻辑现象，科学理性的规则是逻辑规则，科学理论是用经验内容给予说明的形式系统。按照这种理性范式，科学推理是形式推理在经验操作上的逻辑构造——例如，证实是归纳推理与可证实性的意义标准和基础主义命题的逻辑构造，确证是贝叶斯定理与其它概率论原理和方法论规则的逻辑构造，证伪则是否定后件推理规则与可错主义命题的逻辑构造。可见，逻辑主义的科学推理学说是科学推理的逻辑化理论，而这种逻辑化在解决科学理性问题上遇到难以克服的困难。
我们认为，理性问题有两个重要方面：（1 ）理性的本质规定问题；（2）理性的标准或理性推理规则问题。 就理性的本质规定问题来说，科学理性的问题在于：科学理性在本质上可以归结为什么？理性与认识行动的目标之间有什么样的内在关系？就理性的标准问题而言，科学理性问题在于：什么推理和方法保证科学家作出理性的决定？科学行动根据什么标准可以被判定是理性的或是非理性的？科学的理性推理要求遵守什么样的规则？
在理性问题的第一个方面，不少哲学家指出，逻辑经验主义的理性观念把科学理性归结为逻辑性，而逻辑性又表现出普遍性、无时间性或无历史性、统一性甚或绝对性等等特征。显然，逻辑经验主义主张的是绝对理性。此外，R.Giere 曾经表明了“理性”概念的两种含义即范畴理性和工具理性，Kantorovich也对这种区分做了较为详细的讨论。 按照他们的分析，范畴理性与认识的真理目标有关，与科学的一般目标和共同目标有关。如果主张科学理性依赖于科学的一般目标，认为科学目标是获得关于外部世界的真理，这种理性观念指的就是范畴理性。另一方面，按照工具理性观念，理性与科学的特定具体目标有关，是实现具体科学目标的有效手段。例如，具体的问题求解从问题的当前状态或问题情景到目标状态的理性途径问题就涉及工具理性。正如目的与手段是统一的，范畴理性与工具理性也可以一致。在这种情况下，科学目标是认识真理、揭示真理和达到真理，而科学理性则是实现科学目标的最有效手段。
逻辑经验主义者执着地追求科学中的理性，企图寻找、发现科学行动背后的逻辑和推理，采用规范主义态度为科学提供理性标准，认为一定的逻辑推理规则是科学获得真理的保证。众所周知，真理是信念、命题或陈述的性质，主张科学目标是真理，意味着科学理性在于保证获得关于外部世界的真陈述或由真陈述表达的真信念。虽然Popper认为科学目标是逼真，我们只能逼近真理而不可能完全达到真理，但他同样主张科学理性要求科学推理严格遵守一定逻辑规则，保证获得一系列较真的陈述。总之，在这些逻辑主义理性范式的支持者看来，逻辑和某种概率论的推理理论指导着科学家理性地从事科学工作，整个科学就像一部“推理机器”，演绎的、归纳的和概率论的推理图式成为科学中理性行动的基础。
经过逻辑主义的抽象，科学和理性变成了一个失去光彩的灰色世界，科学推理的实质内容被粗暴地剥夺了。更严重的是，逻辑主义的规范理论从哪里得到理性推理规则，又怎样能够证立这些规则，为这些规则作出合理的辩护呢？如果逻辑主义者的科学理性学说由第一哲学或先验原理（如逻辑推理原理）推演出来，他们为科学所作的规范建议在现实科学中就有可能被违反，接着会面临一个二难绝境：如果科学家遵循逻辑主义者提供的理性推理标准，犯错误的究竟是科学家还是逻辑主义的科学哲学家？如果从事现实科学推理实践的科学家违反逻辑主义的理性推理规则，他们的推理行动和科学决定是否应该被判定为非理性的？逻辑主义的规范科学哲学家一方面必须在他们的理性范式内部为自己规定的科学推理规则和方法论规则作出合理辩护，另一方面希望现实科学符合他们的理性范式，避免科学家在实际的推理实践中大量地、经常性地违反他们规定的理性规则。只要表明科学推理实践与逻辑主义的理性推理学说实际上不相符合，逻辑主义者就不得不面对着痛苦的选择，或者要放弃自己千方百计加以维护的、作为第一哲学的科学理性范式及其科学推理学说，从而承认科学推理实践本身的权威性，承认科学现实是任何关于科学、关于理性、关于科学推理的理论和学说的裁决者，或者无视科学的实际情况，公开宣判大多数真正的科学实践是“非理性”和“非科学的”东西并严厉要求科学家放弃和戒绝这类推理实践。第一种选择将是自相矛盾，因为第一哲学按其本义是不可被事实和经验反驳的，第二种选择是独断的先验主义做法，强迫现实科学迎合某种先验哲学的需要，脱离实际虚构、捏造科学的形象，实质上，这种选择会完全扼杀科学。例如，如果科学必须遵守逻辑实证主义的可证实原则，近代科学和现代科学的绝大部分理论就会因为无法完全还原为感觉经验命题或观察语句而被当作非科学和非理性的形而上学给予拒斥。
科学推理的自然主义理论在经验科学化的转变过程中，力图破除传统科学哲学的第一哲学地位，注重历史上的和现实的科学实践，目的在于描述和解释真实的科学推理，承认科学的理性推理规则就是历史和现实科学中科学家实际依据的并获得科学共同体允许的规则，即使自然主义的科学推理学说本身也只能根据科学实践中所运用的那些推理规则给予证立、评价和选择。在科学领域之外，不可能通过先验演绎得到任何合理的科学理性标准。
科学推理自然化的一个重要结果是，科学发现以及任何知识获得和知识变化的环节、任何知识增长的手段，都可以成为科学哲学研究的合法课题。在逻辑主义的范式中，“科学方法”或“科学推理”主要是指科学假说的证立方法、评价方法和选择方法，但不包括发现方法；换句话说，不存在发现方法。发现与证立的二分法是传统科学哲学家忽视发现问题的理由之一，他们认为发现过程是心理现象，属于经验研究的问题，不能进行逻辑分析，科学理性在于信念和假说的证立，只有证立脉络或评价脉络才有理性的方面，而发现则是非理性的事情。
但是，如果科学知识本质上不是逻辑现象，知识过程不只是逻辑推理，知识关系不只是逻辑关系，那么，研究科学推理就不应该局限于证立脉络。因此，自然主义纲领倡议重返科学发现，要把科学推理的考察研究从证立脉络推广到发现脉络，甚至主张立足于知识获得过程。在自然化科学哲学中，发现与证立的严格划界已经消失，发现成为合理的研究课题，我们既可以在经验上探究科学发现的创造性想象，也可以寻找发现过程的部分推理模式，或者在科学上建立一般的知识变化模型，用来说明科学发现的共同特征。
从认识论观点看，发现是知识增长的主要手段之一，不可能不包含着科学推理的运用。我们知道，科学发现作为一种高度专业化的自然认识活动，必定要求讲究效率，讲究很可几或较高的盖然性和似然性。这些方面是断定发现方法存在的必要条件，有效率的发现和具有似然性的发现是发现本身的内在要求，这些内在要求必定反映在发现过程对于科学推理的需求上。当然，我们可以通过盲目大量猜测来作出发现，但这种方式会使科学进步太慢，无法说明现实科学的发展速度。我们承认，确定发现方法存在的充分条件是相当困难的，或许是不可能的。但是，即使假定逻辑推理在科学发现过程中完全不起作用，假定逻辑不可能把握发现的创造性，也不构成反对科学推理的自然化理论研究科学发现的理由。因为，建立知识变化的一般模型（如达尔文主义模式），并且根据这些模型解释发现的心理活动方面（如发现的酝酿过程）和社会活动方面（如共同体内的认识合作），也是科学推理自然化理论的重要内容。这里同样涉及到实质逻辑问题，至少我们要说明认知变化的选择机制或选择原理，这些机制具有科学推理规则的角色，调节和控制着科学发现的认识活动。
科学哲学近些年来发生了根本的变化，人们对科学哲学的研究范围、任务和目标等问题提出了许多新的主张，自然化运动作为其中一种重要变化，它不仅仅是要求扩大研究范围，更重要的是理性范式的转变。对于合适的自然化纲领，主要任务和最终目标是建立解释性的科学哲学。在解释性的科学哲学中，科学理性是事实问题和经验问题，也是规范问题和逻辑问题。作为规范问题，不意味着我们从科学外部引入理性标准，为科学推理实践先验规定理性标准并对科学推理实践加以判定；作为事实问题，不意味着我们认为科学理性和科学推理的理论只是单纯描述科学推理实践以及科学家和哲学家对科学推理的直觉。合适的自然化科学哲学既要解释科学推理实践，解释指导科学推理实践的方法论原理，又要为科学推理实践以及约束具体科学推理和科学决定的方法论规则作出合理辩护。
科学哲学的逻辑主义理性范式把科学哲学当作是纯规范的，甚至作为第一哲学从外部向科学输入理性标准，而大部分当代历史主义者和自然主义者却把科学哲学当作是纯描述的，主张在历史上的科学和现实的科学中寻找并描述科学家们实际上采用的科学推理规则。我们认为，纯粹规定性的科学哲学和纯粹描述性的科学哲学都是不合适的、不能被接受的。因此，科学哲学不能满足于纯粹描述认识论的转向，描述只是自然化科学哲学的基本功能。面对着真正的科学推理实践，建立具有解释功能和规范约束功能的科学哲学，才是合适的自然化方向。此外，科学哲学的自然化不应该等同于完全经验化，哲学反思和自我批判始终是不可缺少的部分，完全不超越经验以及完全不超前经验，哲学就会失去自身的魅力。最后，自然化的科学哲学还应该包含着关于科学推理实践的社会、心理和文化等方面的解释，否则难以避免自然主义自身的局限性。
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