課件自然辯證法第三講

1

第三講科學的哲學反思

——科學究竟是什么2本講內(nèi)容偽科學及其表現(xiàn)科學與非科學的劃界科學為什么是可錯的3科學的劃界：區(qū)分科學與非科學藝術(shù)之類的領域無真假之分，不滿足精確性和可檢驗性要求，因而是非科學的。當非科學試圖裝扮成科學時，就會成為偽科學。人們通常認為，科學具有某種特別的本質(zhì)，這就預設了一個科學與非科學的分界問題。4邏輯實證主義：可證實標準邏輯實證主義認為，有意義的命題才是科學的命題，否則便是非科學的命題。如果一個命題能用經(jīng)驗事實加以證實，那么這個命題就是有意義的，反之就沒有意義。科學哲學的任務是通過對語言的邏輯分析，從中清除掉沒有意義的偽命題，從而使科學家避免為一些無意義的形而上學命題爭論不休。

卡爾納普（Carnap1891～1970）

美國哲學家，邏輯實證主義的主要代表

5波普爾：可證偽標準內(nèi)容

波普爾認為，科學的理論或命題具有普遍性，不可能被經(jīng)驗證實，而只能被經(jīng)驗證偽?？杀蛔C偽的理論或命題才是科學的，否則是非科學的。意義改變了人們對科學具有終極真理的看法，肯定了人類知識的相對性。缺陷與科學史事實不符。卡爾·波普爾（1902-1994），20世紀最著名的哲學家之一，是批判理性主義的創(chuàng)始人。

6波普爾舉過的偽科學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。7波普爾的失誤波普爾批評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”，其實是站不住腳的，因為很多科學家也經(jīng)常采用這種方法來挽救某一個科學上的理論。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現(xiàn)象，結(jié)果導致了海王星的發(fā)現(xiàn)。庫恩：范式標準在科學劃界問題上，庫恩既反對邏輯經(jīng)驗主義的證實標準，也反對波普爾的證偽標準。他認為，對科學采取非歷史的和非社會的觀點是錯誤的。他提出“范式論”，認為符合范式的就是科學的，不符合范式的或不能容納在范式框架中去的就是非科學的。科學與非科學的區(qū)分就在于是否在范式的指導下從事解決疑難的活動。8

［美］托馬斯·庫恩

（1922－1996）拉卡托斯：精致證偽標準拉卡托斯認為，一個科學理論不是由單個命題所組成的，而是由一系列命題組成的理論體系，其中，居于核心位置的基本原理稱為“硬核”，硬核之外的輔助性假說稱為“保護帶”。當出現(xiàn)“反?！爆F(xiàn)象的時候，人們一般不會懷疑理論的硬核，而是把修改的眼光對外圍的保護帶。通過對保護帶的調(diào)整，科學理論得以幸存。9

［英］伊.拉卡托斯(ImreLakatos，1922--1974)10科學的本質(zhì)特征科學的解釋性和預見性?？茖W的精確性?？茖W的可檢驗性?？茖W的可錯性或可變性?？茖W的系統(tǒng)性。11案例：扶正比薩斜塔的啟示

1990年，意大利文化部由于擔心比薩斜塔的傾斜度太大而有可能倒塌，宣布正式對游人關(guān)閉。當時比薩斜塔的塔頂中心已經(jīng)偏離垂直線超過4.5米，為了拯救這一歷史名勝，各國建筑學家和糾偏技術(shù)專家想盡了辦法并隨后展開了長達10年之久的維修和糾偏工程。2001年12月15日，關(guān)閉了12年的比薩斜塔重新向游人開放。12科學理論的前身：假說1755年，德國哲學家、科學家康德發(fā)表了《自然通史與天體運行論》，在該書中，他借助牛頓力學定律，根據(jù)太陽系的共面性（太陽、行星和衛(wèi)星差不多都處于一個平面上）和共向性（行星、衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)同一個方向）等事實依據(jù)，提出太陽系是從一團塵埃微粒組成的彌漫星云，通過吸引與排斥的矛盾運動，逐漸發(fā)展成為有秩序的天體系統(tǒng)的。這就是被恩格斯稱為打開機械自然觀缺口的第一個科學成就——“星云假說”。13假說的兩個特點科學性科學假說是以一定的科學事實為依據(jù)，并在某些背景知識的基礎上提出來的，它能解釋有關(guān)事實，并與引以為據(jù)的理論相一致。假定性假說的核心內(nèi)容是靠推測、靠想象、靠邏輯的跳躍得到的，它已經(jīng)超越了它所依據(jù)的經(jīng)驗事實的范圍，包含尚未經(jīng)驗到的，或者在原則上不可能經(jīng)驗到的內(nèi)容。14廣義相對論：從假說到理論廣義相對論認為，重力場的時空特性依賴于物質(zhì)的質(zhì)量分布，物質(zhì)質(zhì)量愈大、重力場愈強，空間的“曲率”就愈大，時間流逝就愈慢

。依據(jù)這一假說，在太陽這個大質(zhì)量物體附近，空間是彎曲的，光線經(jīng)過時會隨著空間的彎曲發(fā)生相應的彎曲。1919年5月29日發(fā)生的日全食，提供了觀察這一現(xiàn)象的最好時機。經(jīng)過觀察，愛因斯坦的預言得到了證實。假說檢驗的邏輯分析（一）為方便起見，可以把廣義相對論大致理解成“所有大質(zhì)量物體附近的空間是彎曲的”，以這個全稱肯定命題為大前提，以“太陽是大質(zhì)量物體”為小前提，可以構(gòu)成如下三段論推理：

所有大質(zhì)量物體附近的空間是彎曲的

太陽是大質(zhì)量物體

所以，太陽附近的空間是彎曲的———————————————假說檢驗的邏輯分析（二）以H表示廣義相對論，即“所有大質(zhì)量物體附近的空間是彎曲的”，以I表示從H演繹出來的結(jié)論，即“太陽附近的空間是彎曲的”，則有“如果H，那么I”成立。以這一充分條件假言命題為大前提，以愛丁頓等人的觀察結(jié)論（即I）為小前提，可以構(gòu)成如下推理：

如果H，那么I

I

_________________________________________

所以，H試問：這是一個什么樣的推理？它是有效的嗎？17有用的“無效推理”假說大多表現(xiàn)為全稱命題，無法進行直接檢驗，只能走間接的途徑，即通過檢驗由假說推導出來的結(jié)論而實現(xiàn)，這就必然用到肯定后件式推理?？隙ê蠹诫m然不是必然性推理，但還是有意義的，它提供了一個證據(jù)，在一定程度上支持了這個假說，這樣的證據(jù)越多，該假說為真的可能性就越大。通過積累證據(jù)的途徑檢驗假說，實際上是在歸納，正因為如此，經(jīng)受了檢驗的假說還要繼續(xù)接受實踐的檢驗，這就是實踐標準的不確定性。18總結(jié)：假說檢驗的三個步驟從假說推導出一些預期的、可觀察事件的陳述，即推出假說的檢驗蘊涵。進行觀察實驗獲取觀察事實，并檢驗假說的檢驗蘊涵與觀察事實是否相符。作出檢驗結(jié)論，即如果假說的檢驗蘊涵與觀察實驗結(jié)果相符，就可以認為假說得到了證實或得到了支持，否則，就可以認為假說被證偽或被推翻了。問題思考如果愛丁頓等人的觀察結(jié)果是“并非光線經(jīng)過太陽附近時發(fā)生了彎曲”，即非I，那么上述肯定后件式就變成如下的否定后件式：

如果H，那么I

非I

_________________________________________

所以，非H這一推理顯然是有效的，其結(jié)論具有必然性。按照波普爾的證偽主義理論，廣義相對論應該就此被證偽了，事情果真這樣簡單嗎？20假說證偽的復雜性根據(jù)拉卡托斯精致的證偽主義理論，一個科學理論不是由一個單一命題組成的，而是由一系列命題組成的邏輯體系，這個體系包括硬核和保護帶兩個層次。因此，當從H推出的結(jié)論I與觀察實驗結(jié)果不一致時，并不能根據(jù)否定后件式簡單地推出H這個體系全部是錯的，只能推出H中某個或某些命題是錯的。一般來說，硬核是不會出錯的，出錯的往往是硬核外圍的保護帶即輔助性假說。通過調(diào)整或增加輔助性假說，反常得以消除，整個理論體系也就避免了被證偽的命運。這就是科學史的事實。21科學理論的評價由于實踐本身不能絕對證實也不能絕對證偽一個科學假說，因此，科學假說的檢驗問題就推廣為科學理論的評價問題。所謂科學理論的評價，是指人們怎樣接受和選擇理論的問題，也就是人們以什么樣的標準去衡量和看待已經(jīng)出現(xiàn)的理論，并由此決定對理論的態(tài)度，是接受還是拒絕?？茖W理論的評價概念比科學假說的檢驗概念要廣一些，因為對一個理論的接受或拒斥是由多種因素、多種標準的共同作用決定的。22科學理論的評價標準經(jīng)驗標準一個假說是否可以被接受，不僅要看它有沒有獲得經(jīng)驗事實證據(jù)的支持，還要看支持它的證據(jù)的數(shù)量和質(zhì)量。功能標準科學理論具有解釋和預見兩種功能。如果一個假說比另一個假說解釋、預言了更多的東西，它就會比另一個假說更可接受。結(jié)構(gòu)標準科學理論應具有簡單性和自洽性。簡單性是指理論所包含的基本元素應該盡可能地少，自洽性是指理論內(nèi)部的無矛盾性。背景標準一個新假說應與已經(jīng)得到確證并且被普遍接受的科學理論相一致。23一個不自洽的理論：燃素說在化學史上，燃素說曾經(jīng)解釋了許多化學現(xiàn)象，取得了極大的成功，在化學中長期占據(jù)著主導地位。該理論認為，燃燒是物體放出一種特殊的化學元素即燃素的過程。這個核心假定可以解釋木頭燃燒后得到的灰燼比木頭輕的現(xiàn)象。但是后來人們發(fā)現(xiàn)，金屬煅燒后形成的煅灰卻比煅燒前的金屬重。于是燃素論者提出一個新的輔助性假設，即燃素具有負重量。這就出現(xiàn)了矛盾：同一種燃素，在木頭中具有正重量，而在金屬中卻具有負重量。這種不自洽的理論觀點，反映了燃