8讲科学理论的发展市公开课特等奖市赛课微课一等奖课件

第八讲科学理论发展第1页西方科学理论发展模式所回答主要问题是：科学是怎样发展?什么是科学知识增加动因和机制等。第2页一、累积式科学发展观。科学发展是一个不停累积过程，是量累积、递增。科学只有量改变没有质飞跃。科学理论是关于经验事实真命题，搜集到经验事实越广泛、越深入，在此基础上取得理论就越可靠。强调科学理论必须是能够证实，就是经过观察试验来证实理论。第3页科学累积发展模式示意理论更高层次定律更高层次定律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MM>N>0第4页经验观察归纳法演绎法一般理论古典归纳主义累积发展观第5页亚里士多德：“自然研究路径是从那种对我们来说是比较轻易认识和比较显著东西出发，而进到比较自明和本质上比较易领悟东西。”惠威尔：“支流—江河”发展模式。即科学是经过归并而进化。首先发觉是若干事实，由这些事实归并出经验定律，并进步归并出高层次定律，最终归并出理论。牛顿万有引力定律归并了开普勒定律、伽俐略自由落体定律、及其它各种事实，含有更大普遍性。第6页逻辑实证主义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命题必须经验证实，科学理论就是经过新经验证实而不停发展。第7页科学进步：某个理论在原来范围内继续得到确证，以后，其适用范围得到扩展若干得到确证理论，被新理论所包容第8页卡尔·雷蒙德·波普尔爵士（1902年-1994，SirKarlRaimundPopper）1928年在维也纳大学取得博士学位，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、波普尔证伪主义模式第9页是20世纪最著名学术理论家、哲学家，在社会学上亦有建树。代表作：《科学发觉逻辑》、《猜测与反驳》、《客观知识》。第10页波普尔思想重点在于批判理性主义，尤其反对观察－归纳法。理论不能经过归纳得到和证实，但却能被证伪。第11页科学理论区分标准不在于可证实，而在于可证伪。一个理论可证伪程度越高，这个理论就越好；理论提供信息量越大，就越轻易被证伪；不可证伪理论就不是科学理论，科学发展就是理论不停被证伪过程。第12页科学发展模式P1→TT→EE→P2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)，进而提出新问题(P2)。这四个步骤循环往复，推进科学不停前进。从经验到假说没有逻辑通道，假说是思维自由创造第13页猜测和反驳是科学发展过程中最基本步骤。科学发展是理论不停被经验反驳和证伪重复过程。猜测和反驳是科学发展过程中最基本步骤。第14页合理思想第一，他把科学看成一个永不止息动力学系统，强调科学发展是一个不停革命过程第二，他把“问题”看作科学发展动力。第三，他强调发挥思维能动作用，主张在科学探索中要大胆猜测，反对狭隘经验论。第四，他强调革命批判精神，认为科学只有在不停批判、不停否定中才能前进。第15页波普模式缺点：第一，否定科学知识继承和积累，否定科学发展包含着量变渐进过程。第二，在证实和证伪关系上，认为证实是相正确，证伪是绝正确，而忽略了在实践检验中二者对称性和复杂性。第三，否定机械纯粹观察时，连观察试验客观性和可靠性也否定了，这等于否定了观察、试验是产生科学理论基础这—唯物主义认识路线。第16页第四，波普在科学发展模式中过于强调猜测、想象、灵感在科学假说中作用，却忽略了逻辑思维在提出假说中作用。第五，他在反对归纳主义、推崇演绎法同时，却片面地否定了归纳法作用。美国法庭审判应用了此观点第17页托马斯·塞缪尔·库恩(1922—1996)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、库恩科学革命模式第18页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;西方思想发展中行星天文学》(1957),《科学革命结构》(1962),《必要张力》(1977),《黑体理论和量子不连续性》(1978)。第19页库恩科学革命模式：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……范式是了解这一模式关键。范式：科学共同体。指科学家集团认识中三种根本成份：一是集团所采取符号概括；二是集团提供类比和给人以启发模型；三是作为详细题解范例。也可了解为：从心理上说，是科学共同体所共有信念；从理论和方法上说，是科学共同体含有模型或框架。

第20页前科课时期：范式是一门学科成为科学必要条件，所以前科课时期就是共同范式没有形成之前时期。观点纷立，争论激烈，科学发展迟缓。第21页常规科课时期：著名科学成就出现，学派数目大量降低，逐步形成统一基本理论、观点和方法，即出现了范式。科学家依据范式进行科学研究，不一样观点很快销声匿迹。对待反常，常有三种情况：1、不予理会；2、提出辅助性假说消化掉反常；3、怀疑自己了解和利用范式能力有问题，从而去检验自己设计和计算，以及使用仪器、设备等是否正确，是否有误差。这个时期科学家精神是保守，思维方式是收敛。科学家目标不是做出任何重大科学发觉，而是使“科学知识稳定地扩大和准确化”第22页

危机时期：当以下四种情况反常出现时，人们会对范式产生怀疑，对范式信念逐步动摇，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基本标准；4、社会上某种需要，使原来范式受到巨大压力。危机到来使科学家失去了共同信念，引发不一样派别争论。同时也给科学家带来了批判精神和创造精神。“首先因为危机，才有新创造。”

第23页科学革命时期：危机发展结果是出现新范式，新范式出现是危机终止标志，使科学发展进入科学革命时期。第24页

新常规科课时期：经过科学革命，新范式最终取代了旧范式，科学发展进入了新常规科课时期。新范式就成了科学共同体新共同信念，科学研究又在新范式指导下继续按累积模式前进。科学发展是新理论抛弃并取代与之不相容旧理论革命过程。革命标志是范式转换，新范式产生必定是旧范式彻底破坏。第25页合理原因首先，他提出科学发展模式一定程度上反应了科学发展历史过程中实际存在量变(常规科学)和质变(科学革命)、必定和否定辩证关系其次，科学不是停留在已经有知识体系上，而是不停探求新知识，放弃旧范式、旧理论，接收新范式、新理论创造性活动。第三，科学发展受科学内部原因和科学外部原因相互作用制约。第26页缺点和错误首先，只认可知识相对性，否定科学客观真理性，从而陷入了相对主义和主观主义。其次，在范式产生问题上，片面夸大了非理性原因(如直觉、灵感和社会心理等)作用。再次，否定了科学发展形式多样性。第27页

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，成为波普尔学生和同事。任《不列颠科学哲学杂志》主编。

四、拉卡托斯科学研究纲领模式第28页主要著作有《证实与反驳:数学发觉逻辑》、《科学研究纲领方法论》、《批判与知识增加》（与穆斯格累合著）。第29页拉卡托斯科学研究纲领模式科学最基本单元是一个完整理论体系，即研究纲领。科学发展就是科学研究纲领不停进化过程。科学研究纲领是一个有内在结构科学理论系列，由三个相互联络部分组成硬核，是科学研究纲领关键部分，包含基本假设和基本原理，这个“硬核”是坚韧，不容反驳和否定。保护带，是纲领可反驳外围弹性地带，是辅助性假说集合。第30页作用：保护硬核免遭反驳启示法，是形成研究纲领方法论，它包含：(1)保护“硬核”反面启示法，反启示法告诉科学家应该防止哪些研究路径，其中包含禁止把经验反驳矛头指向“硬核”。(2)完善和发展纲领正面启示法，正启示法告诉科学家应该遵照那些研究路径。第31页科学研究纲领进化阶段——科学研究纲领退化阶段——新进化研究纲领取代退化研究纲领——新研究纲领进化阶段……第32页判断科学研究纲领进化与退化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成功预言，就是进化；不然，就是退化。第33页科学史就是几部研究纲领相互竞争历史。一个研究纲领，即使在进化时期，也经常有一个或更多个对手与之竞争。

不论在任何时期，理论增加与扩散都是至关主要。

在科学进步中，“理论多元论”比“理论一元论”要好。第34页科学发展，就是进化研究纲领经过竞争，取代退化研究纲领过程。在本质上，它是优胜劣汰社会选择过程。

第35页新理论淘汰旧理论（1）新理论能解释旧理论先前成功；或者新理论內容包含了旧理论中不可反驳部分。（2）新理论必須比旧理论含有更多经验內容，能得到观察或试验确证。

第36页不要急于淘汰处于萌芽状态研究纲领。即使处于萌芽状态研究纲领总是不完善，但它们正在