第七章科学理论的评价和检验.

第七章科学理论的评价和检验科学理论的评价标准.doc第一节科学理论的逻辑评价•一个新的科学理论提出后首先要接受同行的评价。科学理论的评价主要是科学共同体对科学理论的逻辑结构进行评价，检查其是否有欠合理、欠完备之处，有时称为理性检验。科学理论的逻辑评价主要包括：相容性评价、自洽性评价和简单性评价。一、相容性评价•理论的相容性：如果从新理论T2可以推出公认的理论T1，或者从T2推不出与T1相矛盾的推论，那么T2与T1就是相容的。•相容性评价就是将新科学理论T2与公认的科学理论T1进行比较，以确定T2是否与T1相容。如果新的科学理论与公认的科学理论不相容，且该新理论得到确认，就将引起科学共同体抛弃相应的公认的理论或其中的一部分，从而引起科学革命或对公认理论的修改或补充。二、自洽性评价•自洽性评价：分析理论内部是否自相矛盾，即分析理论内在逻辑的完备性。一个理论T，如果不能从它逻辑地推出命题A和非A，就是自洽的，反之就不是自洽的。自洽性要求科学理论内部的各个命题之间有逻辑联系，不能相互矛盾。•爱因斯坦说：广义相对论“这个理论主要吸引人的地方在于逻辑上的完备性。从它推出的许多结论中，只要有一个被证明是错误的，它就必须被抛弃；要对它进行修改而不摧毁其整个结构，那似乎是不可能的”。•科学理论内部必须在逻辑上自恰，不仅是指其内部逻辑上具有一致性，而且应该与公认的有关的科学理论具有一致性。三、简单性评价•科学理论的简单性：理论体系所包含的彼此独立的基本概念和基本定律尽可能少。（逻辑基础简单，不是内容简单。）根据•第一，科学理论的基本概念和基本定律越少，这个理论体系在逻辑上的完备性就越容易判定，理论体系内部的无矛盾性就越易于实现。•第二，反映自然界本质的规律表述得越简单，越容易通过观察试验进行检验。•第三，科学理论的基本概念和基本定律尽可能少，意味着每个概念中包含的经验内容尽可能多，这样的科学理论体系才有广泛的应用性。•第四，科学理论的简单性与科学家追求物质世界的统一性，追求科学理论形式的简单、和谐、对称和美感有关。简单性评价主要包括三方面的内容：•第一，考察理论的普遍性。•第二，考察理论的前提或基本假定是否足够少。•第三，考察理论所包含的公式的参数或变量是否较少，这些参量的次数和方程的级是否较低。第二节科学理论的实验检验•科学理论的逻辑评价是实验检验的前提和基础，但科学理论最终必须接受实验的检验。科学理论的实验检验，是通过观察和实验对假说的推论进行经验的验证，以确定该理论的真伪。一、实验检验•科学理论的实验检验是指通过观察和实验对假说的推论进行实验的验证。科学理论的推论与观察事实的对照有三种可能情况：•第一，推论和已知经验事实相符，这其实是理论对该事实的解释，不能确证该理论是真是假。•第二，推论与未知的现象符合。这是对未知现象的理论预见。这未知现象被确证，是对该理论为真的一种确证。•第三，推论与未知现象不符，该理论被否证。二、实验检验的复杂性•第一，一个全称命题所演绎出的接受检验的结论是无限多的，其中部分结论与观察事实相符，并不足以完全证实该假说，只是为该假说提供了辩护和支持。•第二，以全称判断形式出现的科学假说是通过检验蕴含的方法接受验证的。这是通过证实后件（即推论）为真从而证实前件（假说）为真的方法，但在逻辑上，这种方法的保真性是没有保证的——后件真，前件不一定真。•第三，证伪假说在逻辑上是简单的（后件假，前件必假），但实际证伪并不比证实容易。•米勒模拟实验.doc三、判决性实验与检验•判决性实验是指如果对同一研究对象，存在两个对立的理论H1和H2，并分别推断出互不相容的结论C1和C2，而且可以通过一个实验进行检验，其检验结果符合C1（或C2），不符合C2（或C1），那就可以认为这个实验肯定了H1（或H2），否定了H2（或H1），该实验就是关于理论H1和H2之间的判决性实验。借助判决性实验进行的科学理论检验就是判决性检验。•判决性实验是一种直接检验，因而具有客观性；同时，判决性实验是在相应理论指导下进行的实验，它给定了假说需要适应的范围和条件，从而消除了不确定性。判决性实验的特殊性在于它是一种既证实又否证的实验，能够对被检验各方的性质、可能性进行规定，从而避免了构造实验时因出现对适用条件等方面认识不清而产生的不确定性，因而实验本身较为可靠，和理论的相关性较易保证。•但是，任何科学认识都不是不变的真理，它总会有局限性，原则上对它们的检验不论是一般的，还是判决性的，都不具有将它们判为绝对真理的能力。这就是说，任何检验自身，也是相对的、具体的和可变的。判决性实验和别的相比只不过在于它的证实和否证更直接更明确更可靠而已。即使是判决性的否证，也不可能把假说中的一切谬误都一下子指出来。而且，不存在着把一个假说判为绝对纯粹的谬误的否证。•如，1850年的傅科实验关于判决性实验的争论.doc就肯定了光的波动说而否定了光的微粒说；19世纪末的麦克尔逊-莫雷实验曾被认为是对以太假说提供了否定性证明；1919年的物理学家爱丁顿对日全食的观测结果与牛顿力学的推理相悖，而与广义相对论的预言相一致，被称为广义相对论的验证。这些都是科学史上著名的判决性实验。•莫雷以太试验.doc