我的課件之科學(xué)假說

七月23華中科技大學(xué)1華中科技大學(xué)馬克思主義學(xué)院熊文嫻自然辯證法之科學(xué)理論七月23華中科技大學(xué)2

目錄一、科學(xué)理論是什么？二、科學(xué)理論的檢驗(yàn)三、判決性實(shí)驗(yàn)一、科學(xué)理論是什么？1.科學(xué)理論是在經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)的真知識。

科學(xué)理論的提出

經(jīng)驗(yàn)事實(shí)1、經(jīng)驗(yàn)事實(shí)2、…

應(yīng)用歸納推理

經(jīng)驗(yàn)定律七月23華中科技大學(xué)3休謨的歸納問題：

我能回憶起的最年幼的那一天起，太陽東升西落。

一直到今天，我發(fā)現(xiàn)太陽都是東升西落的。

明天，太陽也會東升西落。

可是，明天還沒有到來，你怎么肯定太陽東升西落呢？七月23華中科技大學(xué)4…用演繹推理為歸納法辯護(hù)的方式：

我們過去對歸納方法使用是有效的，所以我們現(xiàn)在和將來可以有效地使用歸納方法。

可以寫成如下形式的推理：a.如果一項(xiàng)實(shí)踐在過去是可靠的，那么它在將來也是可靠的。b.在過去，歸納論證是可靠的。c.歸納論證在將來是可靠的。

前提a的成立預(yù)設(shè)了歸納的可靠性。七月23華中科技大學(xué)5我們更不可能用歸納法為歸納的有效性進(jìn)行辯護(hù)：

如果歸納推理本身就是有問題的，我們怎么還能用它來為它的有效性辯護(hù)呢？正如一個找別人借錢的人，他承諾說一定會按期還錢。當(dāng)別人質(zhì)疑他的諾言的可靠性時，他繼續(xù)承諾說他一定會遵守承諾。這樣的承諾能消除別人的疑慮嗎？七月23華中科技大學(xué)6歸納推理沒有邏輯上的保障，前提的真無法必然推出結(jié)論的真。使用歸納推理建立的科學(xué)定律，其真理性也沒有邏輯保障。把科學(xué)當(dāng)成絕對無誤真理的信念開始坍塌。

為科學(xué)知識的真理性尋找合理辯護(hù)的漫長之旅從此開始…七月23華中科技大學(xué)72、科學(xué)理論是公理化系統(tǒng)+科學(xué)解釋。

公理化系統(tǒng)（歐幾里得幾何學(xué)）

原始詞項(xiàng)+被定義詞項(xiàng)

（點(diǎn)、距離）（線段、直線、面等）

原始語句+推導(dǎo)出的語句

（公理）（定理、定律等）七月23華中科技大學(xué)8☆公理化的問題：a.公理的真何以保證？b.公理體系的選擇并非邏輯能保證的，那如何進(jìn)行選擇？c.各個公理之間如何“協(xié)作”進(jìn)而進(jìn)行推理？

例如：

理想氣體定律為PV=rT

其中P=壓強(qiáng)，T=溫度，V=容積，r是普適氣體常數(shù)。

貨幣數(shù)量理論為：MV=PT其中M是某經(jīng)濟(jì)中貨幣的數(shù)量，V=貨幣的流通速度，即貨幣易手的次數(shù)，P=商品的平均價格，T是總交易量。七月23華中科技大學(xué)93、科學(xué)理論是對問題的大膽猜測

歸納問題是我們的誤解。

大量實(shí)驗(yàn)的重復(fù)觀察導(dǎo)致的是注意力的渙散，而非注意力的集中。

一兩個印象深刻的觀察，足以使我們提出某種假說。

科學(xué)是一個猜想與反駁的過程。

七月23華中科技大學(xué)10關(guān)于科學(xué)是不斷地猜想與反駁這種觀點(diǎn)面臨的問題：a、證偽的基礎(chǔ)仍然是有問題的。b、科學(xué)理論并非簡單的奇思妙想——很多神話也是對現(xiàn)象的大膽猜測。c、科學(xué)的實(shí)際過程，并非純粹地追求理論的反駁，畢竟我們需要進(jìn)步，需要不斷地接近真理。d、理論并不會輕易地被反駁掉。七月23華中科技大學(xué)114、科學(xué)知識的單元是范式，理論是范式的一部分?？茖W(xué)共同體在科學(xué)發(fā)展的某一歷史時期，該學(xué)科領(lǐng)域中持有共同的基本觀點(diǎn)、基本理論和基本方法的科學(xué)家集團(tuán)

范式（paradigm）

科學(xué)共同體所采用的符號概括；為科學(xué)共同體提供類比和給人們以啟發(fā)的模型；

具體的解題范例。七月23華中科技大學(xué)12問題：1、到底什么是范式？范式是否有明確的界限？2、科學(xué)是否僅僅是科學(xué)共同體的一致信念？倘若如此，科學(xué)與宗教的區(qū)別何在？3、科學(xué)知識的進(jìn)步何以可能？七月23華中科技大學(xué)135、科學(xué)知識的基本單元是研究綱領(lǐng)，研究綱領(lǐng)是一個理論系列。

研究綱領(lǐng)的三個組成部分：硬核

由最基本的理論、觀點(diǎn)構(gòu)成，包括形而上學(xué)的內(nèi)容。保護(hù)帶

由輔助性假說、其他知識信念構(gòu)成；在硬核的外面，保護(hù)硬核。

方法論規(guī)則

由正反啟示法組成七月23華中科技大學(xué)14這種看法面臨的問題：a、理論評價的依據(jù)仍然是經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，可是如何獲得公正中立的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)呢？b、綱領(lǐng)的硬核在一個研究綱領(lǐng)中絕不允許修改，是否真的如此？

c、研究綱領(lǐng)的接受或拒斥是一個歷史過程，這個歷史過程的周期有何判定標(biāo)準(zhǔn)？七月23華中科技大學(xué)156.科學(xué)理論是另一種宗教和神話。

科學(xué)實(shí)際上是一個復(fù)雜的、多質(zhì)雜合的歷史過程。

科學(xué)中發(fā)生的沖突和矛盾是由于歷史發(fā)展的不平衡，而非理論本身面臨的困難。

探索這個未知的世界，不應(yīng)該被理性的條條框框所束縛。

知識的發(fā)展依賴于個性的培養(yǎng)，個性的培養(yǎng)根本在于充分的自由——多元主義方法論的倡導(dǎo)。七月23華中科技大學(xué)16多元主義面臨的問題：a.過度膨脹觀察滲透理論，完全否定了科學(xué)知識的客觀性。b.科學(xué)的進(jìn)步是否是變動不居的自由選擇？c.神話能否與科學(xué)等量齊觀？d.如果一切方法論都有其局限性，那多元主義方法論是否也有其局限？e.科學(xué)本質(zhì)上是非理性主宰的事業(yè)？七月23華中科技大學(xué)17七月23華中科技大學(xué)187.科學(xué)理論是對問題的解答

科學(xué)是從問題到問題的不斷進(jìn)步，從問題到愈來愈深刻的問題。（波普爾）弗萊明與青霉素青霉素弗萊明的成功不僅是機(jī)遇，更重要的是強(qiáng)烈的問題意識弗萊明七月23華中科技大學(xué)19

（1）科學(xué)是對問題的回答

a.是什么——what?

盧瑟福原子模型光波動說、光微粒說

b.怎么樣——how？

宇宙的演化、生命的起源

c.為什么——why？

蘋果為什么是紅色的？蘋果為什么落地？七月23華中科技大學(xué)20（2）問題的提出是科學(xué)發(fā)現(xiàn)之前提

“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。因?yàn)榻鉀Q問題也許僅僅是一個數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已，而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看待舊的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。”愛因斯坦七月23華中科技大學(xué)21例子：牛頓曾在他的《光學(xué)》中提出了31個尚需研究的問題；德國數(shù)學(xué)家希爾伯特1900年提出了23個對20世紀(jì)的數(shù)學(xué)發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響的數(shù)學(xué)問題；愛因斯坦在幾乎無人注意的慣性質(zhì)量等于引力質(zhì)量這一事實(shí)中發(fā)現(xiàn)了深刻的問題，創(chuàng)立了廣義相對論。七月23華中科技大學(xué)22（3）科學(xué)問題的分類

LarryLaudan七月23華中科技大學(xué)23a.經(jīng)驗(yàn)問題

人們對所考察的自然事物感到新奇或企圖對之進(jìn)行解釋就構(gòu)成經(jīng)驗(yàn)問題。

а.已解決問題：被同一領(lǐng)域中所有理論都認(rèn)為解決了的問題；

β.未解決問題：未被任何理論恰當(dāng)解決的問題

γ.反常問題：未被某一理論解決，但被同一領(lǐng)域中其他理論解決了的問題。七月23華中科技大學(xué)24b.概念問題

а.內(nèi)部概念問題理論內(nèi)部出現(xiàn)的矛盾或基本概念的含糊不清

β.外部概念問題某一理論與另外理論基本信條相沖突理論之間的矛盾、理論與占主導(dǎo)地位的方法論相矛盾、理論與占主導(dǎo)地位的本體論相矛盾七月23華中科技大學(xué)25（4）科學(xué)問題的特點(diǎn)

a.一定的知識背景

b.尋求事物之間的聯(lián)系

c.問題的解決是科學(xué)的發(fā)展動力和終極目標(biāo)七月23華中科技大學(xué)26（5）解決問題的途徑

a.繼續(xù)觀察

b.提出新的假說

c.提出新概念七月23華中科技大學(xué)27二、理論的檢驗(yàn)1.檢驗(yàn)的步驟從假說推導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)蘊(yùn)含設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)蘊(yùn)含從經(jīng)驗(yàn)蘊(yùn)含的確證到假說的確證七月23華中科技大學(xué)28a.經(jīng)驗(yàn)蘊(yùn)含的推導(dǎo)從科學(xué)假說中推導(dǎo)出的待檢驗(yàn)的可觀察事實(shí)的陳述例如，從廣義相對論中推出的幾個可觀察的事實(shí)陳述：水星近日點(diǎn)的進(jìn)動，光線在引力場中的彎曲，光線的引力紅移由相對論推導(dǎo)出的檢驗(yàn)蘊(yùn)涵:

光線在引力場中會彎曲，當(dāng)恒星光線經(jīng)過太陽附近會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為1.75〃七月23華中科技大學(xué)29b.經(jīng)驗(yàn)蘊(yùn)含的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)

七月23華中科技大學(xué)30c.從經(jīng)驗(yàn)蘊(yùn)含的檢驗(yàn)到假說的檢驗(yàn)

а.確證的困難

1.推理形式無效：

H→I（如果H真，則有I)I（I為真）

∴H（所以H為真）七月23華中科技大學(xué)31

問題：

※邏輯形式無效

如果某所大學(xué)在北京，則該所大學(xué)在中國這所大學(xué)（華中科技大學(xué)）的確在中國

所以華中科技大學(xué)在北京七月23華中科技大學(xué)322、證據(jù)相關(guān)性——烏鴉悖論

3、藍(lán)綠寶石之謎—（新歸納之謎）七月23華中科技大學(xué)33七月23華中科技大學(xué)34β.證偽的困難證偽的推理形式：

H→I（如果H，則I）～I(xiàn)（觀察結(jié)果表明I為假）∴H（所以，H假）

七月23華中科技大學(xué)35※邏輯形式有效如果有向心力的作用，那么物體將做圓周運(yùn)動。物體沒有做圓周運(yùn)動。所以，物體沒有受到向心力的作用。But…七月23華中科技大學(xué)36☆存在不可證偽的命題永真命題：2+2=4

重言命題：

p∨～p

存在命題：從猿到人的轉(zhuǎn)變中，存在某些過渡性的靈長類。七月23華中科技大學(xué)37☆輔助性假說的存在如果下雪，路面就會結(jié)冰。路面沒有結(jié)冰。所以，沒有下雪。七月23華中科技大學(xué)38實(shí)際上…(H∧A1∧A2∧…∧An)→I

～I(xiàn)

∴～(H∧A1∧A2∧…∧An)

即～H，或～A1，或～A2

，…，或～An

七月23華中科技大學(xué)39☆特設(shè)性假說的存在特設(shè)性假說（adhochypothesis）為了避免理論被證偽而特意設(shè)計(jì)的、不能推導(dǎo)出新的經(jīng)驗(yàn)蘊(yùn)含的輔助假說。例子：亞里士多德學(xué)派對月球表面月坑的解釋，七月23華中科技大學(xué)40結(jié)論：

科學(xué)假說的經(jīng)驗(yàn)蘊(yùn)含與觀察事實(shí)相符時，并不意味著假說必然為真?？茖W(xué)假說的經(jīng)驗(yàn)蘊(yùn)含與觀察事實(shí)不相符合時，不能必然推出假說被證偽了。

∴經(jīng)驗(yàn)證據(jù)不能必然證實(shí)或證偽一個理論。七月23華中科技大學(xué)412.檢驗(yàn)的理性準(zhǔn)則

a.可檢驗(yàn)性原則

唯有可以用經(jīng)驗(yàn)檢驗(yàn)的假說才是科學(xué)假說。

七月23華中科技大學(xué)42b.對應(yīng)原則

對應(yīng)原則也叫相容性原則，是指新提出的假說，要盡量與已被廣泛接受的知識理論不相矛盾。七月23華中科技大學(xué)43c.簡單性原則

“奧康剃刀”（Ockham’srazor）公元14世紀(jì)，英國威廉·奧康對當(dāng)時無休無止的關(guān)于“共相”、“本質(zhì)”之類的爭吵感到厭倦，于是著書立說，宣傳唯名論，只承認(rèn)確實(shí)存在的東西，認(rèn)為那些空洞無物的普遍性要領(lǐng)都是無用的累贅，應(yīng)當(dāng)被無情地“剃除”。他所主張的“思維經(jīng)濟(jì)原則”，用奧康的話表述就是說：“切勿浪費(fèi)較多東西去做較少的東西同樣可以做好的事情”，后人概括為“如無必要，勿增實(shí)體?！蓖?/p>

漢密爾頓引入“奧康剃刀”表述這一理論的節(jié)儉原則。

七月23華中科技大學(xué)44d.一致性原則

一致性原則，是指新提出的假說必須是一個自洽的理論，假說內(nèi)部不能有邏輯矛盾。七月23華中科技大學(xué)45三、判決性實(shí)驗(yàn)1.什么是判決性實(shí)驗(yàn)？

科學(xué)工作者為判定兩個相競爭的假說哪個正確而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。

例子：

1850年傅科實(shí)驗(yàn)肯定了光的波動說而否定光的微粒說。

19世紀(jì)末，邁克爾遜——莫雷實(shí)驗(yàn)否定了以太的存在。

1919年愛丁頓對日全食的觀測，確證了廣義相對論。七月23華中科技大學(xué)462.判決性實(shí)驗(yàn)是否真的存在？

a.從邏輯的角度看

﹡一個實(shí)驗(yàn)得出的經(jīng)驗(yàn)結(jié)果，并不能證實(shí)或證偽一個假說。

﹡假說不可能單獨(dú)接受實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢驗(yàn)，它總是和實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的背景理論等一些輔助假說一起形成一個整體，接受檢驗(yàn)。七月23華中科技大學(xué)47

b.從歷史的角度看

﹡判決性實(shí)驗(yàn)的“判決性”總是事后追認(rèn)的，不具有“終審性”。

比如：1881年邁克爾遜和莫雷用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)菲涅爾的光以太理論，實(shí)驗(yàn)結(jié)果