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1、第八讲 科学理论的发展,西方科学理论发展模式 所回答的主要问题是：科学是怎样发展的? 什么是科学知识增长的动因和机制等。,一、累积式的科学发展观。 科学的发展是一个不断累积的过程，是量的累积、递增。科学只有量的变化没有质的飞跃。 科学理论是关于经验事实的真命题，收集到的经验事实越广泛、越深入，在此基础上获得的理论就越可靠。 强调科学的理论必须是可以证实的，就是通过观察实验来证实理论。,科学累积发展模式示意,理论,更高层次的定律,更高层次的定律1，,经验定律1,经验定律2,经验定律N,事实1,事实2,事实3,.,事实M,MN0,经 验 观 察,归纳法,演绎法,一 般 理 论,古典归纳主义的累积发
2、展观,亚里士多德：“自然的研究途径是从那种对我们来说是比较容易认识和比较明显的东西出发，而进到比较自明的和本质上比较易领悟的东西。” 惠威尔：“支流江河”发展模式。即科学是通过归并而进化的。首先发现的是若干事实，由这些事实归并出经验定律，并进步归并出高层次的定律，最后归并出理论。 牛顿的万有引力定律归并了开普勒定律、伽俐略自由落体定律、及其他各种事实，具有更大的普遍性。,逻辑实证主义的科学发展观 把实证主义观点与数学逻辑分析方法结合认为：科学理论逻辑演绎建构 理论中的命题必须经验证实， 科学理论就是通过新的经验证实而不断发展的。,科学进步： 某个理论在原来的范围内继续得到确证，以后，其适用范围
3、得到扩展 若干得到确证的理论，被新的理论所包容,卡尔雷蒙德波普尔爵士（ 1902年- 1994，Sir Karl Raimund Popper） 1928年在维也纳大学获得博士学位，是英国学术学院和美国艺术与科学院院士，著作被翻译成40种语言。,二、波普尔的证伪主义模式,是20世纪最著名的学术理论家、哲学家，在社会学上亦有建树。代表作：科学发现的逻辑、猜测与反驳、客观知识。,波普尔的思想重点在于批判的理性主义，尤其反对观测归纳法。 理论不能通过归纳得到和证实，但却能被证伪。,科学理论的区分标准不在于可证实，而在于可证伪。 一个理论的可证伪程度越高，这个理论就越好； 理论提供的信息量越大，就越容
4、易被证伪； 不可证伪的理论就不是科学理论，科学的发展就是理论不断被证伪的过程。,科学发展的模式 P1TTEEP2 即：科学从问题(P1)开始，经过试探性理论(TT)，又经过批判性检验、排除错误(EE)，进而提出新的问题(P2)。这四个环节循环往复，推动科学不断前进。,从经验到假说没有逻辑的通道，假说是思维的自由创造,猜测和反驳是科学发展过程中最基本的环节。科学的发展是理论不断被经验反驳和证伪的反复过程。猜测和反驳是科学发展过程中最基本的环节。,合理思想 第一，他把科学看成一个永不止息的动力学系统，强调科学发展是一个不断革命的过程 第二，他把“问题”看作科学发展的动力。 第三，他强调发挥思维的能
5、动作用，主张在科学探索中要大胆猜测，反对狭隘的经验论。 第四，他强调革命的批判的精神，认为科学只有在不断批判、不断否定中才能前进。,波普模式的缺陷： 第一，否认科学知识的继承和积累，否认科学发展包含着量变渐进的过程。 第二，在证实和证伪的关系上，认为证实是相对的，证伪是绝对的，而忽视了在实践检验中两者的对称性和复杂性。 第三，否定机械的纯粹观察时，连观察实验的客观性和可靠性也否认了，这等于否定了观察、实验是产生科学理论的基础这唯物主义的认识路线。,第四，波普在科学发展的模式中过于强调猜想、想象、灵感在科学假说中的作用，却忽视了逻辑思维在提出假说中的作用。 第五，他在反对归纳主义、推崇演绎法的同
6、时，却片面地否定了归纳法的作用。,美国法庭审判应用了此观点,托马斯塞缪尔库恩(19221996) 出生于美国俄亥俄州， 库恩在哈佛大学物理系读书，1949年获博士学位。1979年后他成为麻省理工学院哲学教授。,三、库恩的科学革命模式,库恩出版了五部学术专著和许多论文。 主要著作有:哥白尼革命;西方思想发展中的行星天文学(1957),科学革命的结构(1962),必要的张力(1977),黑体理论和量子的不连续性(1978)。,库恩的科学革命模式： 前科学常规科学(形成范式)反常危机科学革命(新范式战胜旧范式)新常规科学 范式是理解这一模式的关键。 范式：科学共同体。指科学家集团认识中的三种根本成分
7、：一是集团所采用的符号概括；二是集团提供类比和给人以启发的模型；三是作为具体的题解的范例。也可理解为：从心理上说，是科学共同体所共有的信念；从理论和方法上说，是科学共同体具有的模型或框架。,前科学时期：范式是一门学科成为科学的必要条件，所以前科学时期就是共同的范式没有形成之前的时期。观点纷立，争论激烈，科学发展缓慢 。,常规科学时期：著名的科学成就出现，学派数目大量减少，逐渐形成统一的基本理论、观点和方法，即出现了范式。科学家根据范式进行科学研究，不同的观点很快销声匿迹。对待反常，常有三种情况：1、不予理睬；2、提出辅助性假说消化掉反常； 3、怀疑自己理解和运用范式的能力有问题，从而去检查自己
8、的设计和计算，以及使用的仪器、设备等是否正确，是否有误差。这个时期科学家的精神是保守的，思维方式是收敛的。科学家的目的不是做出任何重大的科学发现，而是使“科学知识稳定地扩大和精确化”,危机时期：当以下四种情况的反常出现时，人们会对范式产生怀疑，对范式的信念逐渐动摇，从而使范式出现危机：1、反常数目越来越多；2、反常十分顽固，既不能排除它们，又不能消化它们；3、有些反常打击了范式的基本原则；4、社会上的某种需要，使原来的范式受到巨大压力。 危机的到来使科学家失去了共同的信念，引起不同派别的争论。同时也给科学家带来了批判精神和创造精神。“首先由于危机，才有新的创造。”,科学革命时期：危机发展的结果
9、是出现新的范式，新范式的出现是危机终结的标志，使科学发展进入科学革命时期。,新的常规科学时期：经过科学革命，新范式最终取代了旧范式，科学发展进入了新的常规科学时期。新的范式就成了科学共同体的新的共同信念，科学研究又在新范式的指导下继续按累积模式前进。 科学的发展是新理论抛弃并取代与之不相容的旧理论的革命的过程。革命的标志是范式的转换，新范式的产生必然是旧范式的彻底破坏。,合理因素 首先，他提出的科学发展模式一定程度上反映了科学发展历史过程中实际存在的量变(常规科学)和质变(科学革命)、肯定和否定的辩证关系 其次，科学不是停留在已有的知识体系上，而是不断探求新知识，放弃旧范式、旧理论，接受新范式
10、、新理论的创造性活动。 第三，科学发展受科学内部因素和科学外部因素相互作用的制约。,缺陷和错误 首先，只承认知识的相对性，否认科学的客观真理性，从而陷入了相对主义和主观主义。 其次，在范式的产生问题上，片面夸大了非理性因素(如直觉、灵感和社会心理等)的作用。 再次，否定了科学发展形式的多样性。,拉卡托斯（1922-1974）是英籍匈牙利著名数学哲学家和科学哲学家。1961年在剑桥获哲学博士。 1969年起在伦敦经济学院任教，成为波普尔的学生和同事。任不列颠科学哲学杂志主编。,四、拉卡托斯的科学研究纲领模式,主要著作有证明与反驳:数学发现的逻辑、科学研究纲领方法论、批判与知识的增长（与穆斯格累合
11、著）。,拉卡托斯科学研究纲领模式 科学的最基本的单元是一种完整的理论体系，即研究纲领。科学的发展就是科学研究纲领不断进化的过程。 科学研究纲领是一个有内在结构的科学理论系列，由三个互相联系的部分组成 硬核，是科学研究纲领的核心部分，包括基本假设和基本原理，这个“硬核”是坚韧的，不容反驳和否定的。 保护带，是纲领的可反驳的外围弹性地带，是辅助性假说集合。,作用：保护硬核免遭反驳 启示法，是形成研究纲领的方法论，它包括： (1)保护“硬核”的反面启示法，反启示法告诉科学家应该避免哪些研究途径，其中包括禁止把经验反驳的矛头指向“硬核”。 (2)完善和发展纲领的正面启示法，正启示法告诉科学家应该遵循那
12、些研究途径。,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,判断科学研究纲领进化与退化的标准 一个研究纲领经过调整辅助假说后，只要能够对经验事实做出新的成功预言，就是进化的；否则，就是退化的。,科学史就是几部研究纲领相互竞争的历史。 一个研究纲领，即使在进化时期，也常常有一个或更多个对手与之竞争。 不论在任何时期，理论的增加与扩散都是至关重要的。 在科学进步中，“理论多元论”比“理论一元论”要好。,科学的发展，就是进化的研究纲领经过竞争，取代退化的研究纲领的过程。在本质上，它是优胜劣汰的社会选择过程。,新理论淘汰旧理论 （1）新理论能解
13、释旧理论先前的成功；或者新理论的內容包含了旧理论中不可反驳的部分。 （2）新理论必須比旧理论具有更多的经验內容，能得到观察或实验的确证。,不要急于淘汰处于萌芽状态的研究纲领。 虽然处于萌芽状态的研究纲领总是不完善的，但它们正在进步之中。 一个已经退化的研究纲领也可能获得新生，而转化为进步的研究纲领。 例：光的波动理论,合理思想： 首先，他把科学理论看作有内在结构的整体 其次，科学研究纲领有一个发生和发展的过程 第三，他肯定了科学研究纲领之间更替的先后连续性和继承性。,第四，科学史是一部相互竞争的研究纲领的历史。 不足或错误之处 首先，他虽认为科学家应有批判精神，但对“硬核”是例外。 其次，对科学发展的机制未能作出深刻的回答。,