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第六章科学理论的评价与发展科学理论的逻辑评价与经验检验科学理论的发展第一节科学理论的逻辑评价与经验检验科学理论的逻辑评价科学理论的经验检验李可染：超弦生万象一、科学理论的逻辑评价“科学共同体的成员对科学理论的逻辑结构做出评价，即它是否合乎逻辑，它属于理性的考察，有时候也被人们称为理性检验。”相容性评价逻辑简单性评价自洽性评价李政道博士水墨画一、科学理论的逻辑评价相容性评价“指通过与公认的相关科学理论的比较，评价新理论是否与公认的相关理论相违背。”相容如果：T2推出T1或者：T2推不出T1悖两者相容不相容如果：T2推出T1否或者：T2推出T1悖两者不相容处在不同的参考系中的观察者来看月地间的距离，结果一样吗？相容性评价不相容的两种情况由新理论自身的表述方式与通用的表述方式不协调造成由新理论从本质上和公认的传统理论中的基本原理根本抵触造成前者：修改完善表达方式后者：或者是“革命性观念”或者是“伪科学”一、科学理论的逻辑评价逻辑简单性评价“如果两个理论都能够同样好的解释类似的现象，那么，形式结构相对简单的理论被称为简单性的理论。”-所包含的信息容量较大，具有更大的普遍性。-符合科学家的审美要求。-是自然界的和谐、统一和有序性在观念上的反映李政道先生创意的作品，名为《物之道》一、科学理论的逻辑评价自洽性评价“分析理论内部是否自相矛盾。没有发现自相矛盾的理论，具有自洽性，反之不具有自洽性。一个理论T，不能同时逻辑推出命题A和非A，T没有逻辑矛盾，自洽，反之不自洽。悖论，从一个理论前提真可推得其前提假，或从其前提假可以推其前提真。二、科学理论的经验检验“通过观察和实验对理论的检验蕴含进行经验的验证。”“由于单称命题是蕴含在推出它的那个全称命题之中的，这个单称命题，包括推出它的条件，称为该理论的检验蕴含。”科学理论的确证科学理论的否证判决性检验亚瑟•斯坦利•爱丁顿亚瑟·斯坦利·爱丁顿爵士（1882-1944）科学理论的确证“一个理论推出的检验蕴含总是构成一个证据，在一定程度上支持和确认这个理论。我们将经验证据对理论的检验蕴含的支持和确认，叫做理论的确证。”[(H→C)∧C]→H科学理论的形成与发展过程:经验—假说—证实科学认识论与方法论的原则:归纳主义与证实主义。数量：证据数量越多，确证度越高种类：证据种类越多，确证度越高精确：精确的证据，更令人信服创造性：重大的理论突破水星近日点的进动科学理论的否证“从某一理论的一个或多个检验蕴含为真的事实不能够归纳得出这个理论为真的结论，但从这个理论的一个检验蕴含为假的事实中却可以逻辑地得出结论，这个假说被否证了。”[(H→C)∧非C]→非H科学理论的形成与确立途径：问题—假说—证伪，科学认识论与方法论的原则：演绎主义与证伪主义判决性检验“在两个对立和互相竞争的理论中决定取舍的经验检验。”设计一个满足条件C的实验h1：C→e1h2：C→e2e1和e2互相排斥三、科学理论评价与检验的复杂性观察本身的易谬性科学理论的复杂结构理论成熟的过程性评价者受社会和个人因素影响评价标准的复杂性三、科学理论评价与检验的复杂性观察本身的易谬性观察渗透着理论、动机和经验，不是纯粹中性的由于理论、动机和经验的易谬性，导致观察的结果也会出现易谬性理论和观察到的经验事实冲突，错的不一定是理论，而极有可能是观察的结果。因此，某个理论命题与某个观察相冲突，很可能首先被抛弃的是观察结果，与观察相抵触的理论却被保留。三、科学理论评价与检验的复杂性科学理论的复杂结构科学理论中，包括辅助性假定、初始条件和边界条件等。应对错误负责的并不是受检理论，而是复杂结构中的其它部分。从严格意义上说，通过有限数目的观察和实验，证实某种科学理论或普遍原理固然不可能，但是，要明确地证伪它同样也是不可能的。人们总是可以通过指责诸如实验结果、所预设的条件或修改辅助性假定的方法，来为受检理论辩护，使其免受证伪的可能性。托勒密科学理论的复杂结构转嫁难题观察陈述背景理论修改辅助性假说恒星视差托勒密的“地心说”体系哥白尼的“日心说”体系三、科学理论评价与检验的复杂性理论成熟的过程性任何理论都有一个发生、发展、成熟的过程，经验检验很难贯彻始终。把经验检验的评价观绝对化，既不利于新理论的生存和发展，也不利于新旧理论的并存和发展。1913年爱因斯坦致函美国天文学家G.E.Hale，敦促天文学家观测星光的引力效应。但是，由于第一次世界大战，没有得到响应三、科学理论评价与检验的复杂性评价者受社会和个人因素影响在理论的评价和检验过程中，评价和检验者的知识背景、价值观念及其它社会心理因素都会影响到他们的评价和检验结论。不同的评价和检验者对同一理论会做出不同的判断。哥白尼雕像三、科学理论评价与检验的复杂性评价标准的复杂性不同学科或不同学科分支的理论中，各项评价参量指标的重要程度不一样。一般做法是根据其不同的性质和要求给予加权，用不同权数加于各参量上，表示参量不同程度的重要性。三、科学理论评价与检验的复杂性总结“科学理论的经验检验是一个复杂的过程，它既有确定性的一面，又有不确定性的一面。……经验检验是判定科学真伪的最高准则，但又不能把经验检验的标准绝对化。科学理论的的检验是一个历史的过程，常常不是有限的几次实验就能完成的。”三、科学理论评价与检验的复杂性“实践标准实质上决不能完全的证实或驳倒人类的任何表象。”“这个标准也是这样的‘不确定’，以便不至于使人的知识变成‘绝对’，同时它又是这样的确定，以使同唯心主义和不可知论的一切变种进行无情的斗争。”列宁第二节科学理论的发展科学发展模式：关于科学发展的规律性、主要特征、内在机理的概括和描述。科学怎样发展、发展的一般形式、发展的动因和机制科学理论的累积式发展观科学理论的否证式发展观科学发展的社会历史观一、科学理论的累积式发展观——从培根到逻辑经验主义“科学发展就是通过归纳获得的科学知识的不断增长，科学是一个渐进积累的直线发展的过程。”两种情况导致科学的进步：-扩展：某个理论在原来的范围内继续得到确证以后，其适用范围得到扩展；-归并：若干个得到确证的理论，被新的理论所归并。—旧理论没有被抛弃，而是被归化入更全面的理论之中。卡尔纳普培根一、科学理论的累积式发展观评价-认为科学的发展是量的积累、递增-认为科学只有进化，没有革命；只有量的变化，没有质的飞跃。和２０世纪以后的科学发展不符。石里克二、科学理论的否证式发展观理性批判主义（1930年代中期）波普以证伪主义为核心，提出了一个从问题开始、大胆提出试探性理论、经过严格检验直至证伪这个理论、再从新产生的问题开始的发展模式。P1TTEEP2……问题假设证伪新问题……“大胆猜测，严格检验”“从错误中学习”波普二、科学理论的否证式发展观否证观视野下的“科学进步”科学的目标：不断逼近真理，科学的进步：不断地向真理逼近，理论之间的竞争也就是它们之间的逼真度高低的竞争。科学进步的标志：1、理论的可证伪度。“潜在的进步标准”2、确证度的增加。“实际的进步标准”高度可证伪的理论得到不断确证，知识经受住了证伪的考验。波普二、科学理论的否证式发展观评价把人们的眼光引向对科学知识的增长作动态考察的广度和对这一过程的内在机制作逻辑说明的深度。强调理论思维的能动作用，鼓励科学家的批判进取精神。偏颇之处过分简化科学的实际发展过程，否认科学的继承和积累，否认科学发展包含量变的过程，难以符合科学发展的历史事实；过于强调猜想、灵感、想象，忽视逻辑思维的基础性作用；推崇演绎法时，片面否定了归纳法。累积式发展模式与否证式发展模式比较：前者更加注重科学理论的证明，后者更加强调科学的成长。在否证式发展模式看来，确证的意义更在于它提供了证据表明被确证的理论有理由否证并且取代旧理论。三、科学发展的社会历史观背景科学共同体由松散的团体变成结构分明、联系密切的有组织的社会集团；科学共同体的社会地位日益增强；学科之间的交叉。沃森与克里克三、科学发展的社会历史观历史主义学派科学不单纯是科学理论或科学知识的集合，而是一个有复杂结构的整体。库恩拉卡托斯费耶阿本德三、科学发展的社会历史观库恩的科学革命发展模式《科学革命的结构》库恩（1922～1996）Kuhn，ThomsSamual三、科学发展的社会历史观几个基本概念“范式”:包含科学家共同体的信念、哲学观点、公认的科学成就、方法论准则、规定、习惯，乃至于教科书或经典著作、实验仪器等等，具有极其复杂的内涵。科学共同体：是指某一特定研究领域中持有共同观点、理论和方法的科学家集团，这一科学家集团的成员受到过大体相同的教育和训练，因而有共同的探索目标和评判标准。“科学共同体才是科学认识的主体，科学知识实质上是科学共同体的产物。范式的产生、形成以及更替是与科学家共同体成员的创造、拥护以及叛离活动密切联系在一起的。”三、科学发展的社会历史观以范式的发展为主线，库恩提出了如下的科学发展模式：前科学常规科学反常与危机科学革命新的常规科学……科学的发展就是前科学—常规科学—科学革命循环往复的过程。三、科学发展的社会历史观评价：积极：既克服了逻辑实证主义只强调科学发展的稳定积累方面，又克服了波普只强调科学发展的“不断革命”的片面性。局限性：-新旧范式不相容观点有明显相对主义和非理性主义色彩-只承认知识的相对性，否认科学的客观真理性；-过于强调范式的更替决定于科学家集团在信念或信仰上的更替，使科学革命变成主要受非科学因素支配的、纯粹是科学共同体的社会心理跃变过程的产物。—因此，他的科学革命理论也受到许多科学哲学家的批评。三、科学发展的社会历史观拉卡托斯：“科学研究纲领”硬核、保护带、启示法科学研究纲领的进化阶段科学研究纲领的退化阶段新的进化的研究纲领取代退化的研究纲领新的研究纲领的进化阶段拉卡托斯三、科学发展的社会历史观费耶阿本德：多元主义（理论、方法论）主要著作：自由社会中的科学知识、科学与相对主义告别理性反对方法反对方法、反对教条、反对科学崇拜科学在不断地发展，人们对科学发展模式的认识也在不断深化。科学哲学对科学发展模式的讨论，进一步加深了我们对科学的认识，会使我们的科学研究活动更具自觉性、更具主动性。思考：科学理论的逻辑评价都包括哪些方面？各自的评价机制是怎样的？科学理论的经验检验都有哪些形式？怎样进行？怎样认识科学理论逻辑评价和经验检验的复杂性？在西方科学哲学中，有哪些科学发展的模式？各自理论要点是什么？讨论：如何认识科学、理解科学：科学与非科学伪科学的划界；科学知识与科学思想、科学方法、科学精神之间的关系苹果为什么往地上掉呢？谢谢各位请提宝贵意见