科学:经验科学和非经验科学经验科学:自然科学和社会科学第二章科学研究:发明与检验---引言(主要考例子)2.1例子赛麦尔维斯--产褥热现象:同样的收治率,但第一产科的死亡率高很多检验步骤:1、从各种各样流行的解释中摒弃与公认事实不相符的解释,对其他检验付诸实际检验例如:第一个原因:流行性影响:宇宙-地球-大气变化。与流行病不具有选择性矛盾。并且即使在街边分娩这样不利的条件下,死亡率也没这么高。第二个原因:过分拥挤。事实上第二医院更加拥挤。饮食与照顾不存在区别。所以以上两个原因与事实发生冲突被排除了。2、原因:第一医院所受训练的医科学生的粗暴检查所造成的创伤。赛麦尔维斯的反驳:a、分娩过程所造成的创伤比检查所造成的更为广泛。b、与第二产科的检查方式相同。c、虽然学生和检查减少后,死亡率由短暂的下降,但最后却更高了3、心理解释:教师和随从的出现引起的恐怖--间接的检验检验:教士悄无声息的走过,但死亡率没有影响4、分娩方式:分娩时期的姿势,仰卧、侧卧检验:变换分娩方式,死亡率没有影响5、传染性物质:尸体物质引起的血液中毒检验:检查之前必须在漂白液里清洗,死亡率下降到与第二医院一样进一步检验:第二医院由助理护士分娩,他们不需要解剖尸体同样解释了:街道分娩死亡率低;新生儿的产褥热是在母亲分娩时候产生的进一步临床经验--检查宫颈癌,未消毒,导致后来病人死于产褥热--产褥热不仅由尸体物质引起,而且也“从活的有机体产生的腐败物质”引起。2.2检验假说的基本步骤•如果H(假说:指经受检验的任何陈述)是真,那么I(预期的可观察的事件)也是真,则说,I从H推论出,或为H所蕴涵,称I是假说H的检验蕴涵•否定后件推理(modustollens)--例子3、4在演绎上是正确的,即如果前提是真的,那结论也是真的,因此如果前提被得到证实,假说H必须被摒弃•肯定后件的谬误--例子5(开始猜测产褥热因为尸体物质的感染,但后拉发现有机体的腐败物也能引起产褥热)、水银柱和空气压的例子在演绎上是无效的,也就是说即使前提是真的,结论也有可能是假的--因此,检验的有力结果并不证明假说是真的,即使假说的许多蕴涵被证实,该假说人可能为假2.3归纳在科学研究中的作用•演绎论证-如果前提真,那么结论不可能不是真的(否定后件推理)-从全称(涉及所有钠盐的前提)到特称(涉及特定岩盐碎片的结论)•归纳推理从涉及特定事例的前提到具有普遍规律和原则的性质的结论。前提的真不能保证结论的真•总结归纳推理的前提蕴涵的结论只具有或高或低的概率,而演绎推理的前提蕴涵的结论觉有确定无疑性•理想科学演的过程--a)观察和记录全部实施b)对这些事实进行分析和分类c)从这些时事中用归纳推导出普遍性结论d)进一步检验这些普遍性结论作者认为以上是:科学研究的狭义归纳主义概念原因:不能顺利进行--不可能搜集到全部事实,所搜集的事实应参照假说而不是问题;事实可以有许多的方式分析和分类,没有标准;没有普遍和机械的归纳程序资料的收集不是由研究的问题来决定的,而是由研究者在猜测与假说的形势下怀有某种试探性解答来决定的。•归纳法:用可以机械的应用的规则,从观察到的事实中导出相应的普遍原理。归纳推理的规则提供了科学发现的有效准则,归纳法是类似整数乘法运算的的机械程序,经过有限数量的预定的和机械的进行步骤导出相应的结果。•广义的归纳:包含的假说是根据资料的,资料不提供在演绎上的决定性证据,只提供或强或弱的归纳支持的确证。补充•科学研究过程:发现问题(第一产科的产褥热死亡率高)--提出假说--检验假说•假说:可直接检验(拥挤、饮食、检查);不可直接检验(教士的出现、分娩姿势、尸体物质)•假说的扩展:产褥热不仅由尸体物质引起,也由“从活的有机体产生的腐败物质”引起•检验假说的基本步骤:直接检验(是否与事实冲突)&间接检验[假设假说H为真,那么某种可观测的事件(如死亡率下降)在特定情况下(如教士不走过病房,或侧位分娩)就应该出现(I)]•从资料过渡到理论要求有创造性的想象。科学假说和理论不是从观察事实中倒出的,而是为了说明观察事实发明出来的。第三章假说的检验:它的逻辑及其力量---方法(什么是假设,各种假设)3.1实验检验与非实验检验•检验蕴含式--条件语句或实质蕴涵如果C类条件得到满足,那么E类事件就会发生“如果...那么...”的条件句形式•实验检验--实现条件C并核对E是否按照假说所设想的那样发生。•非实验检验--找出或等待给定条件能自然而然地实现的情形,然后核实E是否确实发生过。•实验作为一种检验方法(提出假说,后实验检验)--托里拆利的气压实验•实验作为一种发现方法--函数中的参数值3.2辅助性假说的作用•如果I是从H与一个或多个辅助性假说A中推导出,那么否定后件推理的格将变为因此,如果检验表明I为假,我们只能推断出,或者假说、或者A中所包含的辅助性假定中的某一个必定为假,所以检验并未给否定H提供定论性的根据。3.3判决性检验•判决性检验决定性地判决相互对立的两个假说或理论中的一个为“真”而另一个为“假”的实验。设H1和H2是关于统一问题的两个相竞争的假说,并且到目前为止同样经受住了检验,现有的证据并非有利于他们之中的一个而不利于另一个。如果能够安排一次检验,对检验H1和H2预测的结果是矛盾的,即:如果对某个检验条件C,第一个假说得出“如果C那么E1”的检验蕴涵,第二个假说得出“如果C那么E2”的检验蕴涵,且E1和E2相互排斥,那么就可以从这两者中做出抉择。从而完成适当的检验,大概就可以驳倒其中的一个假说而支持另一个。•严格地说,科学中不可能有判决性实验,不存在驳倒性的或确证性的检验。但从不太严格或使用的意义上来说,一个实验可以是判决性的:它能揭示出两个相互抵触的理论中的一个是及不适当的,并可对与之对立的理论提供有力的支持;其结果,可以对以后的理论工作和实验方向施加决定性的影响。3.4特设性假设•这种假定是特设性的引入的--为了挽救一个受到不利证据严重威胁的假说,它不要求其他发现,大体上说它不导致任何补充的检验蕴涵。•为了避免理论被证伪而刻意设计出的辅助性假说3.5原则上的可检验性和经验意义•原则上,任何陈述或任何一组陈述T得起客观经验检验,才能有意义的作为一个假说或理论提出。•但如果一个陈述或一组陈述至少在原则上是不可检验的,也就是说它根本没有检验蕴涵,它就不能有意义的作为一个科学假说或科学理论提出或接受,因为没有任何经验性发现能够与它符合或抵触。在这种情况下,它与任何现象都没有关联,或说它缺少经验意义。•经验意义的判断:包含哪些辅助性假说;假说与辅助性假说相结合时是否产生新的检验蕴涵。•伪假说--仅仅表面上是假说•一个科学家说,一般情况下只有与一些适当的辅助性假设结合在一起时,才能产生检验蕴涵。补充•假说:经受检验的任何陈述第四章确证的标准和可接受性---结果(怎么收集数据与分析,如何看待数据)在评价一个假说在科学上的可接受性和可信性时,最重要的因素是可得到的有关证据的范围和性质,以及它对假说支持的程度。4.1支持证据的量、种类和精确性•在缺乏不利证据的情况下,一个假说的确证通常被认为是随有利检验结果的增加而增加的。但广义上说,由于新的有利事例产生确证的增量一般将随以前确认的有利事例数的增长而变小。如:已获得成千上万的确证事例,在家一个有利的发现对于确证就没有多少提高。•假说的确证还依赖于有利证据的种类,种类越多,所获得的支持越有离。•具有有利结果的重复检验会增加该假说的确证,但远不如包含种类更广泛的事例的检验所能达到的确证程度(证据的多样性)。•有时,通过增加有关的观察和测量程序的精确性,可以做到检查更严格,它的结果更有分量。4.2用“新”的检验蕴涵确证•当设计一个假说来解释某些已观察到的现象时,即使它蕴涵着那些现象的发生,因此,被解释的事实就组成假说的确证证据。如果一个假说又有“新”的证据(即指在假说提出时还不知道或未被考虑到的事实),那么可以增强它的确证。•简单性概念4.3理论的支持•对假说需要的支持不一定完全或部分由证实从假说推导出来的检验蕴涵的资料组成(归纳),也可以来自包含更广的假说或理论,它蕴涵已知的这个假说或理论,并拥有独立的证据支持(演绎)。•如果假说与当时公认得到充分确证的假说和理论相冲突,那假说的可信性就受到不利的影响。•一个在许多领域得到成功的重大理论已搬进当有一个更令人满意的替换理论时才会被抛弃4.4简单性•如果两个假说符合相同的数据,而且有关它们确证的其他方面没有不同,那么简单的假说更可接受。•自然界的基本规律是简单的;科学应该经济而节约的描述世界;更简单的假说是更容易证伪的假说,也是更强有力的假说,因为他在逻辑上蕴涵着不那么简单的假说•简单性原理无法找到一个令人满意精确地表述和统一的证明4.5假说的概率•在一特定时候,假说H的可信性严格地说是依赖于在这一时期整个科学知识的有关部分,包括与该假说和所有当时工人对他有影响的假说和理论有关的证据--某一假说相对于一定知识体系的可信性。•对于任意假说H和任意陈述集K(当时科学所接受的所有的陈述组成的集合),H相对于K的可信程度c(H,K)--0=c=1指假说H受到在陈述K中表达的证据支持的程度。•若两个逻辑上不相容的陈述H1和H2,则c(H1或H2,K)=c(H1,K)+c(H2,K)第五章规律及其在科学解释中的作用---讨论5.1科学解释的两个基本要求•解释相关要求和可检验性要求--提出一种与经验有清晰的、逻辑的联系的并且能进行客观检验的世界观念•解释相关的要求:所引证的解释性知识提供了很好的理由来使人相信被解释的现象确实会发生或者真的已经发生过。•可检验性要求:构成科学解释的陈述必须是能够经验检验的•提出一个满足相关要求的解释,也就满足可检验性要求(反之则不然)。5.2演绎规律解释•被解释现象:用某种解释所说明的现象•被解释语句:描述被解释现象的语句•被解释项:当前后文表明它的意思时,他们都被简称为~•解释语句:起说明作用的解释性信息的语句•演绎-定律论解释(D-N)或称为通过演绎包容在一般规律内的解释L表示一般规律,C表示特定事实•在科学解释中援引的规律,也可称为被解释现象的覆盖律,而解释性论证可说是将被解释项包容于这种覆盖律内5.3普遍规律和偶然概括•普遍规律--演绎-定律论解释中所要求的规律,是一种普遍形式的陈述。广义的说,这类陈述断言在不同的经验现象之间或一种经验现象的不同方面之间有一种一致性联系。即:只要有一类详细规定的条件F发生,则毫无例外地也一定有另一类条件G发生(并非所有的科学规律都是这种类型)•定量的规律:它们断言在物理系统或物理过程的不同定量特征之间存在特定的数学联系。•偶然的概括:碰巧是这种情况的断言•科学的规律不能合适的定义为真的普遍形式的陈述:这种特征描述对于我们正在讨论的规律是必要的条件但不是充分的条件•区别真正的规律和偶然的概括:a、规律能够支持与事实相反的条件语句,而偶然概括不能。b、规律能够支持虚拟条件句,而偶然概括不能c、一个规律能够用来作为某一解释的基础,而一个偶然概括则不能•与事实相反的条件语句:“如果A是(曾经是)如此,则B也会是(曾经是)如此”,这里事实上A不是(不曾是)如此。•虚拟条件句:“如果A会发生,则B也会发生”,这里不论A在事实上是否会发生。•经验的概括:在经验充分的确证但在理论上没有基础的普遍形式的陈述•理论的相关:一种普遍形式的陈述,无论它是否已经得到经验确证,如果它为一个已被接受的理论所蕴涵,则有资格作为一个规律(这类陈述常被称为理论规律);但即使这种普遍形式的陈述在经验上得到充分确证,并在事实上大概也是真的,如果它排斥某些被人们接受的理论认为可能的假说性事件,则它没有资格当作一个规律。5.4概率性解释:基本原理•概率性解释:“前提”(解释项)使“结论”(被解释项)具有或大或小的概率;概率的程度由方括号内的标记给出,表示语句之间的关系。•概率性解释与演绎-定律论的区别a.现象和解释项都是用规律联系起来的。但是在演绎定律论中的规律是普遍性的,而在概率性解释中的规律是