第五講科學(xué)的本質(zhì)與科學(xué)認(rèn)識(shí)

第五講科學(xué)的本質(zhì)與科學(xué)認(rèn)識(shí)1第一頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日本講內(nèi)容科學(xué)的本質(zhì)科學(xué)的劃界問題（3—5）科學(xué)的劃界標(biāo)準(zhǔn)（6—11）科學(xué)的形象和特征（12—15）科學(xué)認(rèn)識(shí)的形成科學(xué)問題及其主要來源（16—20）科學(xué)事實(shí)及其獲取的途徑（21—26）觀察實(shí)驗(yàn)中的認(rèn)識(shí)論問題（27—39）2第二頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)的劃界問題3第三頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日案例：美國(guó)的“創(chuàng)生科學(xué)”事件1981年，美國(guó)的阿肯色州曾發(fā)生過平衡對(duì)待“創(chuàng)生科學(xué)”和進(jìn)化論的訴訟。當(dāng)時(shí)美國(guó)的公立中學(xué)教的是進(jìn)化論，但有些宗教信仰很堅(jiān)定的人支持所謂的“創(chuàng)生科學(xué)”。創(chuàng)生科學(xué)試圖綜合上帝創(chuàng)世說和一部分現(xiàn)代科學(xué)理論，主張如下的觀點(diǎn)：⑴宇宙是突然從無到有地創(chuàng)生；⑵雖然自然選擇曾起了一定的作用，但不足以解釋所有的生物起源；⑶大多數(shù)動(dòng)植物是創(chuàng)生的，動(dòng)植物只在很有限的范圍內(nèi)改變；⑷人和猿有著不同的祖先，人不是由猿進(jìn)化而來的；⑸災(zāi)異（如大洪水）是地理變化的原因。這些創(chuàng)生科學(xué)的信徒向阿肯色州法院提出訴訟，要求在公立中學(xué)平衡對(duì)待創(chuàng)生論和進(jìn)化論。這一事件引發(fā)了教育界和司法界的一場(chǎng)大爭(zhēng)論。爭(zhēng)論的焦點(diǎn)在于：創(chuàng)生科學(xué)是不是科學(xué)？如果它是科學(xué)，那么應(yīng)該進(jìn)入中學(xué)教學(xué)內(nèi)容；如果它不是科學(xué)而是宗教信仰，那么按照現(xiàn)代國(guó)家政教分離的原則，就不允許進(jìn)入課堂。這一爭(zhēng)論涉及到科學(xué)的特征是什么。最終，法官奧弗頓認(rèn)為，科學(xué)知識(shí)應(yīng)具有5個(gè)必要的特征：⑴受自然定律的指導(dǎo)；⑵它利用自然定律，具有說明能力；⑶它受到經(jīng)驗(yàn)世界的檢驗(yàn)；⑷它的結(jié)論是試探性的，不是終結(jié)性的；⑸它可以被否證。據(jù)此，奧弗頓判決創(chuàng)生論不是自然定律，是不可否證的教條，所以不是科學(xué)。奧弗頓的判決也引起了科學(xué)界和科學(xué)哲學(xué)界的爭(zhēng)論。有些科學(xué)哲學(xué)家雖然贊同奧弗頓的判決，但不同意判決的理由，認(rèn)為科學(xué)劃界應(yīng)有更為細(xì)致、更為多元的理由。4第四頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)的劃界標(biāo)準(zhǔn)——區(qū)分科學(xué)與偽科學(xué)藝術(shù)之類的領(lǐng)域無真假之分，不滿足精確性和可檢驗(yàn)性要求，因而是非科學(xué)的。當(dāng)非科學(xué)試圖裝扮成科學(xué)時(shí)，就會(huì)成為偽科學(xué)。人們通常認(rèn)為，科學(xué)具有某種特別的本質(zhì)，這就預(yù)設(shè)了一個(gè)科學(xué)與非科學(xué)的分界問題。5第五頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)的劃界標(biāo)準(zhǔn)6第六頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日可證實(shí)標(biāo)準(zhǔn)（絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)）內(nèi)容

邏輯經(jīng)驗(yàn)主義認(rèn)為，有意義的命題才是科學(xué)的命題，否則便是非科學(xué)的命題。如果一個(gè)命題能用經(jīng)驗(yàn)事實(shí)加以證實(shí)，那么這個(gè)命題就是有意義的，反之就沒有意義。缺陷

忽略了全稱命題。

卡爾納普（Carnap1891～1970）

美國(guó)哲學(xué)家，邏輯實(shí)證主義的主要代表

7第七頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日可證偽標(biāo)準(zhǔn)（絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)）內(nèi)容

波普爾認(rèn)為，科學(xué)的理論或命題具有普遍性，不可能被經(jīng)驗(yàn)證實(shí)，而只能被經(jīng)驗(yàn)證偽。可被證偽的理論或命題才是科學(xué)的，否則是非科學(xué)的。意義改變了人們對(duì)科學(xué)具有終極真理的絕對(duì)主義的看法，肯定了人類知識(shí)的相對(duì)性。缺陷忽視了存在命題?？枴げㄆ諣枺?902-1994），20世紀(jì)最著名的哲學(xué)家之一，是批判理性主義的創(chuàng)始人。

8第八頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日波普爾舉過的偽科學(xué)的例子弗洛伊德的精神分析理論。馬克思的歷史唯物主義理論。9第九頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日波普爾的失誤波普爾批評(píng)弗洛伊德理論和馬克思主義理論通過解釋來回避所遇到的“反例”，其實(shí)是站不住腳的，因?yàn)楹芏嗫茖W(xué)家也經(jīng)常采用這種方法來挽救某一個(gè)科學(xué)上的理論。例如牛頓理論曾遇到過“反例”——它不能解釋天王星的攝動(dòng)現(xiàn)象。人們并沒有因此而拋棄牛頓理論，而是尋找其他原因來解釋這種攝動(dòng)現(xiàn)象，結(jié)果導(dǎo)致了海王星的發(fā)現(xiàn)。10第十頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日歷史主義標(biāo)準(zhǔn)（相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)）歷史主義在科學(xué)劃界問題上又分為兩派，一派以庫(kù)恩、拉卡托斯等為代表，承認(rèn)科學(xué)與非科學(xué)、偽科學(xué)劃界的必要性，堅(jiān)持一種歷史的、發(fā)展的和相對(duì)的，滲透著社會(huì)和心理因素的科學(xué)劃界標(biāo)準(zhǔn)。他們認(rèn)為科學(xué)與非科學(xué)、偽科學(xué)的區(qū)分就在于是否在范式或科學(xué)綱領(lǐng)的指導(dǎo)下從事解決疑難的活動(dòng)。另一派則以費(fèi)耶阿本德為代表，否認(rèn)科學(xué)劃界的必要性，認(rèn)為不存在普遍適用的科學(xué)研究方法，不存在科學(xué)與非科學(xué)之間的一成不變的界限，因而主張科學(xué)與非科學(xué)不可劃分，也不應(yīng)該劃分。這是歷史主義走向極端的典型表現(xiàn)。11第十一頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)的形象和特征12第十二頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)的各種形象科學(xué)是系統(tǒng)化、理論化的知識(shí)體系；科學(xué)是產(chǎn)生知識(shí)的實(shí)踐活動(dòng)；科學(xué)是一種社會(huì)建制；科學(xué)是一種方法；科學(xué)是一種生產(chǎn)力；科學(xué)是一種文化。13第十三頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)的基本涵義科學(xué)是一種反映客觀事實(shí)和規(guī)律的系統(tǒng)化、理論化知識(shí)。科學(xué)不僅是知識(shí)體系，而且是一種生產(chǎn)知識(shí)的特殊的認(rèn)識(shí)活動(dòng)?？茖W(xué)是一種社會(huì)建制，是社會(huì)化事業(yè)。14第十四頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)的本質(zhì)特征科學(xué)的解釋性和預(yù)見性。科學(xué)的精確性?？茖W(xué)的可檢驗(yàn)性?？茖W(xué)的可錯(cuò)性或可變性。科學(xué)的系統(tǒng)性。15第十五頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)問題及其主要來源16第十六頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)發(fā)現(xiàn)：一個(gè)經(jīng)典的例子

1928年9月的一天，英國(guó)細(xì)菌學(xué)家弗萊明走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，偶然發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)葡萄球菌的器皿里長(zhǎng)了綠霉。按照通常的判斷，這種情況說明培養(yǎng)液被污染了，實(shí)驗(yàn)失敗了。但弗萊明發(fā)現(xiàn)，在綠霉的周圍出現(xiàn)了一圈空白，原先生長(zhǎng)旺盛的葡萄球菌不見了。這是怎么回事呢？他進(jìn)一步提出問題：是不是綠霉有某種作用能把它周圍的葡萄球菌殺死呢？帶著這個(gè)問題，他進(jìn)行了研究，不到一年就發(fā)現(xiàn)了青霉素，并因此獲得了1945年的諾貝爾獎(jiǎng)。1928弗萊明發(fā)現(xiàn)了青霉素17第十七頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)發(fā)現(xiàn)從哪里開始？從觀察開始

科學(xué)發(fā)現(xiàn)從觀察個(gè)別事實(shí)開始，然后通過歸納，得出一般性的定理或理論。從理論開始

科學(xué)理論是通過演繹法從某些清楚明白、不證自明、絕對(duì)可靠的公理或假設(shè)推出的。從問題開始

科學(xué)發(fā)現(xiàn)是在科學(xué)問題的引導(dǎo)下完成的，正是問題推動(dòng)我們建立科學(xué)假說，進(jìn)行觀察和實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)新知識(shí)，開辟新領(lǐng)域。

英國(guó)科學(xué)哲學(xué)家波普爾認(rèn)為，引導(dǎo)科學(xué)家進(jìn)行探索性研究活動(dòng)的真正起點(diǎn)，是科學(xué)問題而不是觀察或理論。18第十八頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)問題的主要來源從經(jīng)驗(yàn)事實(shí)與現(xiàn)有理論之間的矛盾中產(chǎn)生問題（科學(xué)問題的主要來源）。從某個(gè)理論內(nèi)部的邏輯矛盾中產(chǎn)生問題。從各個(gè)知識(shí)領(lǐng)域之間的邊沿區(qū)域中產(chǎn)生問題。19第十九頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科研選題的原則需要性原則

選定的課題必須著眼于社會(huì)實(shí)踐的需要或科學(xué)本身發(fā)展的需要；科學(xué)性原則

選定的課題必須有一定的科學(xué)理論和科學(xué)事實(shí)作為根據(jù)，明顯地與已確證的科學(xué)理論相違背的問題不應(yīng)被選為課題；創(chuàng)新性原則

選定的課題應(yīng)是別人沒有解決或沒有完全解決的問題，力求研究成果有新的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明；可行性原則

選擇課題時(shí)必須考慮完成課題的主客觀條件，根據(jù)實(shí)際具備或經(jīng)過努力可以具備的條件來確定課題。20第二十頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)事實(shí)及其獲取的途徑21第二十一頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)事實(shí)——科學(xué)認(rèn)識(shí)的最初成果客觀事實(shí)

客觀世界存在的事物或現(xiàn)象本身，不包含人的主觀認(rèn)識(shí)因素，它是人類認(rèn)識(shí)的本原，屬于本體論范疇。經(jīng)驗(yàn)事實(shí)

用語(yǔ)言文字對(duì)觀察到的客觀事實(shí)所做的陳述和判斷，是客觀事實(shí)與人的感官（或儀器）相互作用的結(jié)果的表征，屬于認(rèn)識(shí)論范疇?？茖W(xué)事實(shí)

用語(yǔ)言文字對(duì)觀察到的客觀事實(shí)所做的真實(shí)描述和記錄，是通過鑒定被認(rèn)為是正確反映了客觀事實(shí)的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，也屬于認(rèn)識(shí)論的范疇。22第二十二頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)事實(shí)的特點(diǎn)及作用科學(xué)事實(shí)的特點(diǎn)科學(xué)事實(shí)是單稱陳述科學(xué)事實(shí)具有可重復(fù)性科學(xué)事實(shí)受理論影響科學(xué)事實(shí)的作用科學(xué)事實(shí)是形成新概念、建立新理論的基礎(chǔ)?？茖W(xué)事實(shí)是檢驗(yàn)科學(xué)假說和評(píng)價(jià)科學(xué)理論的依據(jù)。23第二十三頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)觀察——獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法涵義

人們?cè)诳茖W(xué)認(rèn)識(shí)中用自己的感官或借助儀器對(duì)客觀事物進(jìn)行的一種有目的、有計(jì)劃的感知活動(dòng)。類型

直接觀察、間接觀察原則

客觀性、全面性要求

排除感官產(chǎn)生的錯(cuò)覺；排除先入之見；注意每一個(gè)細(xì)節(jié)；及時(shí)作出準(zhǔn)確的記錄等。24第二十四頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)實(shí)驗(yàn)——獲取科學(xué)事實(shí)的基本手段涵義

科學(xué)實(shí)驗(yàn)是人們根據(jù)研究的目的，運(yùn)用科學(xué)儀器和設(shè)備等物質(zhì)手段，人為地控制或模擬所研究的自然對(duì)象，從而獲取科學(xué)事實(shí)的認(rèn)識(shí)活動(dòng)。特點(diǎn)可以簡(jiǎn)化和純化自然現(xiàn)象；可以強(qiáng)化和激化研究對(duì)象；可以再現(xiàn)或重現(xiàn)自然過程。作用

科學(xué)試驗(yàn)是創(chuàng)立科學(xué)理論的基礎(chǔ)；科學(xué)試驗(yàn)是檢驗(yàn)科學(xué)理論的基本手段。25第二十五頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)試驗(yàn)的基本類型定性試驗(yàn)為了發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)對(duì)象的某種屬性而進(jìn)行的試驗(yàn)。定量試驗(yàn)用以測(cè)定研究對(duì)象的某些數(shù)值，確定某些因素之間的關(guān)系的試驗(yàn)。析因試驗(yàn)由已知結(jié)果尋找產(chǎn)生這種結(jié)果的原因的試驗(yàn)。對(duì)照試驗(yàn)通過“對(duì)照組”與“試驗(yàn)組”的對(duì)比來揭示研究對(duì)象的某種性質(zhì)的試驗(yàn)。中間試驗(yàn)使實(shí)驗(yàn)室的研究成果向生產(chǎn)領(lǐng)域轉(zhuǎn)化而進(jìn)行的試驗(yàn)，又稱生產(chǎn)試驗(yàn)。模擬實(shí)驗(yàn)根據(jù)研究對(duì)象（原型）的本質(zhì)特性，人為地建立一種與原型相似的模型，然后通過模型來間接地研究原型的規(guī)律性的試驗(yàn)。26第二十六頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日觀察實(shí)驗(yàn)中的認(rèn)識(shí)論問題27第二十七頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日案例：錯(cuò)誤百出的觀察報(bào)告

在一次心理學(xué)會(huì)議上，會(huì)議室的門突然開了，沖進(jìn)兩個(gè)人，后面的人拿著槍追趕前面的人。兩個(gè)人在會(huì)場(chǎng)混戰(zhàn)一陣，突然一聲槍響，兩個(gè)人又一起沖了出去。整個(gè)過程只持續(xù)了20秒鐘。會(huì)議主席請(qǐng)與會(huì)者馬上寫下現(xiàn)場(chǎng)目擊情況。這個(gè)事件當(dāng)然是預(yù)先安排的，整個(gè)過程事先經(jīng)過排練并全部錄了像。在收到的40份觀察報(bào)告中，只有一篇在主要事實(shí)上的錯(cuò)誤少于20%，錯(cuò)誤占20%～40%的有14篇，其余25篇的錯(cuò)誤在40%以上。特別值得一提的是，超過半數(shù)的報(bào)告都有10%以上的情節(jié)是無中生有，純屬臆造的。28第二十八頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日科學(xué)事實(shí)發(fā)現(xiàn)的理論科學(xué)事實(shí)發(fā)現(xiàn)的理論，實(shí)際上就是關(guān)于觀察與理論關(guān)系的理論。有關(guān)觀察和理論的關(guān)系的認(rèn)識(shí)，在歷史上曾出現(xiàn)過三種有代表性的觀點(diǎn)：即“純觀察說”、“中性觀察說”

和“理論負(fù)荷說”。

29第二十九頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日古典經(jīng)驗(yàn)主義的“純觀察說”“純觀察說”的代表人物是英國(guó)哲學(xué)家培根和洛克。培根認(rèn)為，觀察是一種純粹的感官反應(yīng)活動(dòng)，它不受任何理論因素的影響。不僅如此，在觀察中也應(yīng)該排除任何理論的影響，純粹客觀地進(jìn)行觀察。洛克也將觀察看成是消極、被動(dòng)的、純感官的生理反應(yīng)，認(rèn)為觀察過程就是人們對(duì)客體的感覺過程。他說：“如果某人的視網(wǎng)膜上有正常形成的太陽(yáng)映像，則他就看到了太陽(yáng)?！?0第三十頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日邏輯經(jīng)驗(yàn)主義的“中性觀察說”20世紀(jì)30年代，現(xiàn)代邏輯經(jīng)驗(yàn)主義者繼承和發(fā)展了古典經(jīng)驗(yàn)主義的理論傳統(tǒng)，提出了“中性觀察說”。美籍德國(guó)哲學(xué)家卡爾納普所構(gòu)造的關(guān)于科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的“兩層語(yǔ)言模型”集中體現(xiàn)了他們對(duì)觀察性質(zhì)的理解。該模型將科學(xué)語(yǔ)言分為觀察語(yǔ)言和理論語(yǔ)言兩個(gè)性質(zhì)完全不同的層次。其中，觀察語(yǔ)言反映個(gè)別對(duì)象的性質(zhì)、狀態(tài)，表達(dá)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，其意義是固定的、也是清楚明白的，因而不受任何理論的影響；而理論語(yǔ)言則表達(dá)不可觀察的事件或事件的不可觀察的方面，其意義從觀察語(yǔ)言獲得。31第三十一頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日歷史主義的“理論負(fù)荷說”“理論負(fù)荷說”也稱“觀察滲透理論”，由美國(guó)科學(xué)哲學(xué)家漢森在《發(fā)現(xiàn)的模式》（1958）一書中加以闡述。漢森認(rèn)為，觀察并非只是感官對(duì)觀察對(duì)象“刺激”的機(jī)械反映，而是受觀察者背景理論的影響和支配的。具有不同知識(shí)背景或不同理論觀點(diǎn)的人，對(duì)同一對(duì)象會(huì)形成不同的觀察結(jié)果。“純粹中性”的觀察是不存在的。32第三十二頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日為什么“觀察滲透理論”?漢森認(rèn)為，觀察過程是一個(gè)物理過程與心理過程融為一體的過程。眼睛從觀察對(duì)象得到光的刺激而形成視網(wǎng)膜上的圖像，這是物理過程，這時(shí)還不是真正“看到”?！翱吹健笔且环N視覺經(jīng)驗(yàn)，屬于心理過程，它把外來的刺激與過去的認(rèn)識(shí)結(jié)合在一起。觀察者對(duì)感覺材料的反應(yīng)，總是有意無意地用一種概念模式去套眼前的這些感覺材料，使它適應(yīng)于自己過去較熟悉的材料，因而形成個(gè)人對(duì)同一對(duì)象的反應(yīng)有各種程度不同的差異。漢森設(shè)想開普勒和第谷一起在山上看日出，“第谷看見的是太陽(yáng)從固定的地平線上冉冉升起，而開普勒看見的卻是靜止的太陽(yáng)底下滾動(dòng)著的地平線”。33第三十三頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日“觀察滲透理論”的例子你看到了什么？?jī)筛t線有長(zhǎng)短區(qū)別嗎？34第三十四頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日“觀察滲透理論”的另一個(gè)例子——氧的發(fā)現(xiàn)史最先制得較純氧氣的是瑞典藥劑師席勒。1773年，他通過分解硝酸鹽、氧化物、碳酸鹽等制得了氧氣。當(dāng)他將燃燒的蠟燭放入這種氣體中時(shí)，發(fā)現(xiàn)燭光更明亮，于是稱之為“火氣”。他從“燃素說”出發(fā)，認(rèn)為燃燒是空氣中的“火氣”與物體中的燃素相結(jié)合的過程。席勒實(shí)際上并沒有發(fā)現(xiàn)氧氣。一年以后，英國(guó)化學(xué)家普利斯特列又獨(dú)立地制得了氧氣。他用凸透鏡聚光加熱氧化汞時(shí)，發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)分解出了一種氣體，老鼠在其中生活的時(shí)間比在等體積的空氣中的時(shí)間長(zhǎng)4倍，人吸入它覺得呼吸輕快了許多。但普利斯特列只是將這種氣體看作氧化氮。因?yàn)樗瑯有欧睢叭妓卣f”，認(rèn)為一般空氣之所以能助燃，是由于它被“燃素”飽和的緣故。從氧化汞分解出來的這種氣體不含燃素，因而吸收“燃素”的能力特別強(qiáng)，助燃能力也就格外大。因此普利斯特列也不知道自己制得了氧氣。只有拉瓦錫擺脫了傳統(tǒng)“燃素說”，借助于新的燃燒理論——“氧化說”，才在前人的基礎(chǔ)上真正發(fā)現(xiàn)了氧氣。35第三十五頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日辨析題（2002年研究生入學(xué)考試試題）對(duì)于下圖，甲說，這是一只鳥，乙說，這是一只兔。這表明，人的認(rèn)識(shí)結(jié)果是由認(rèn)識(shí)主體決定的。36第三十六頁(yè)，共四十頁(yè)，2022年，8月28日答案要點(diǎn)認(rèn)識(shí)是主體對(duì)客體的能動(dòng)反映，是主體和客體相互作用的過