科学技术哲学导论（第3版） 课件 第三章 科学逻辑与科学方法

1第三章

科学逻辑与科学方法

对科学认识活动的分析表明：问题是科学研究的始点；科学认识具有不同的层次，需要厘清科学发现与科学辩护（证明）之间的关系；直觉、灵感和机遇在科学创造活动中具有特殊的作用；应当在程式化的追求与随心所欲之间寻求互补。一、科学研究中的问题1.科学研究始于问题科学问题一经提出，科学家就会通过猜测去寻求解答，或是发现新的事实，或是引入新的解释性理论，或是引入新的概念。2

科学问题是指一定时代的科学家在特定的知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而又尚未解决的问题。科学问题是特定时代的产物。科学问题从形式上可以分解为以下三种主要类型：其一，“是什么”的问题。其二，“为什么”的问题。其三，“怎么样”的问题。一般把问题所指向的研究对象，称为“问题的指向”。第一类问题指向自然界的某种可观察的实体或现象，第二类问题指向现象的原因，第三类问题指向对象或对象系统的状态或过程。32.科学问题的提出当代美国科学哲学家劳丹曾把科学问题划分为经验问题和概念问题两大类。经验问题可分为：（1）未解决的问题，即未被任何理论恰当解决的问题；（2）已解决的问题，即被同一领域中所有理论都认为解决了的问题；（3）反常问题，即未被某一理论解决，但被同一领域中其他理论解决了的问题。概念问题分内部概念问题和外部概念问题两种：内部概念问题是由理论内部的逻辑矛盾产生的问题；外部概念问题是指同一领域中不同理论的矛盾或理论与外部的哲学、文化观念等的不一致产生的问题，如科学家关于“时空”“因果性”“实在”等概念的争论就属外部概念问题。43.解决科学问题的基本途径对科学问题的解决，可以总结出三条基本途径：（1）通过进一步获取事实来回答问题（2）通过引入新的假说来解答问题（3）通过引入新的概念解决问题54.由问题激发的创造过程发现过程不是平缓的、渐进的，它采取跳跃的形式，其中有一个突变，这个突变就叫创造。创造行为从思维突然被转变的角度来看是一种方向的改变，往往开初是不完善的，带有这样或那样的缺点。在科学发现的过程中，勇气是最可宝贵的。发现是奇特的，是意料之外的事情。人们总是在有了一个更好的概念以后才放弃现有概念的，否则就不叫创造，只能叫紊乱。6二、证明的逻辑与发现的逻辑

当代关于科学方法的主要争议是：究竟着眼于对科学的结果（知识）做静态分析，还是着眼于对科学的过程（发现）做动态把握。1.证明的逻辑基础经验论的科学哲学家比较强调归纳推论的作用，一般认为，归纳推论是一套根据事实、由猜测引导到发现上去的发现逻辑。但逻辑经验主义者仍然坚持，归纳推论是在一种证明的要求中被完成的，因此它也是证明的逻辑。7命题的意义是通过逻辑分析澄清的，具体说有下面三个主要观点：（1）所有有意义的认识陈述或者是分析的（不然就是自相矛盾的），或者是经验的。（2）所有有意义的经验陈述，原则上可以用经验来证实，也只能用经验来证实。（3）所有有意义的经验陈述都能归结为中立的直接观察语句。经验原则、证实理论和还原分析方法，这些都是逻辑实证主义的精髓，是现代经验论的核心。82.对发现逻辑的关注1958年，美籍英国科学哲学家NR汉森在《发现的模式》一书中着重对科学发现逻辑进行了研究。汉森确信存在发现逻辑，并寻找科学家构思和产生新思想时所遵从的逻辑方法。汉森对逻辑实证主义只限于考察科学研究的结果而不注意借以提出假说、定律和理论的推理方法提出了批评。他认为，科学哲学不应只限于研究科学认识业已取得的成果，它可以也应当对认识过程的一切阶段，因而也包括对新的科学思想、科学假说和科学理论的产生阶段加以研究。93.发现与辩护之间的真正区别发现涉及科学理论和假说的起源、创造、发生及发明。它是主观的，与文化因素、心理构成、社会背景有关，属于心理学和社会学的课题，只适合于描述性研究。辩护则涉及科学理论和假说的评价、检验、维护、成功及确认。它是客观的、规范的。它决定什么应该被接受，属于科学哲学（认识论和方法论）的课题。10真正的区别在于猜测、假设的或然性与理论可接受性之间。猜测表示最初的思索，这可以不要理由，逻辑对于猜测不是必要的。假设的或然性是指有好的理由支持一个假设，但它尚未被检验。理论的可接受性或理论的确认，这就是辩护。11或然性先于可接受性。好的理由支持或然性，肯定将有利于可接受性。但给或然性以根据的东西可能不足以给可接受性以根据，可接受性更为严格，要求的东西更多。或然性的一个强的甚至结论性的理由，对于接受而言，可能既不足够强，也不具有结论性。当然，这种差别只是程度上的，或然性的理由和可接受性的理由之间不存在基本的区别。124.收敛性思维与发散性思维的互补创造性对于科学工作者的思维素质提出了复杂的要求，这种要求可以简单概括为：在收敛性思维与发散性思维之间形成必要的张力，即达到某种适当的平衡。发散性思维是指科学思维中具有高度思想活跃和思想开放的性格的思维。收敛性思维是指科学思维中建立在传统一致基础上受到一系列规范约束的思维。收敛思维与发散思维的统一，在某种意义上可转化为科学研究中传统与创新的统一。13传统和创新是科学发现的两个相互补充的方面。常规研究是一种遵循传统的、高度收敛的思维活动，这种研究总是在科学传统的范围内进行，试图调整现有理论或现有观察，使之越来越趋于一致。科学研究只有牢固地扎根于当代科学传统之中，才能打破旧传统而获得创新。在一个明确规定的根深蒂固的传统范围内进行研究，比那种没有收敛标准的研究更能打破传统，因为任何其他的研究都不可能像这样通过长期集中注意而找到困难所在。145.言传与意会、知道是何与知道如何人类的知识分为两类。通常被说成知识的东西，即用书面语言、图表或数学公式表达的东西，只是其中的一种，即言传知识；而非系统阐述的知识，例如我们对正在做的某事所具有的知识，是另一种形式的知识，叫作意会知识。15言传知识显然重要的原因是，只要大脑在不借助于语言的情况下工作，即使成年人也看不出比动物高明多少。言传知识具有清晰的逻辑特征，它使我们可以对之进行批判性思考。所谓意会，就是理解。精神的意会作用是理解的过程，对词语和其他符号的理解又是意会过程。意会知识的最大特点在于它不脱离认识主体，人的身心是达到意会的工具，因此又可以把它称为个体知识。总的来看，意会知识比言传知识更为基本，人们能知道的比他所能说出来的东西多得多。言传知识，也只有通过意会才能被深刻理解。意会知识既是诀窍，也是认识的中心动作，因为理解包含并最终依赖通过实践而成功地获得的领悟。161949年，英国哲学家赖尔在《心的概念》一书中，提出了区别两类知识范畴的一种有用的分法：知道是何（knowingthat）与知道如何（knowinghow），这种分法可以很好地说明发现与辩护的关系。知道是何，是一种可以明确表述的知识，证明的逻辑就属于这种知识，常以劝告、程序和常识规则的形式出现，目的是对科学活动过程做出明白无误的解释。知道如何，则是一种无法明确表述的知识，认知者心里明白，但讲不出来。发现的逻辑属于这种知识。17三、直觉、灵感和机遇1.直觉思维有意识的努力和下意识的作用，相互之间有如下关系：在科学发现的过程中，有意识的努力给下意识一个寻找问题答案的参考范围；下意识则从知识积累的材料中、从个人以往和现在的经验中，选择某种可用概念的结合；然后，把下意识的想法交给有意识的见解去鉴定，如果证明它们是有用的就保留下来，要不然就自行消失。下意识活动的主要特点是联想，它是不受控制的，因而有可能提出完全出乎意料的思想。18直觉思维区别于逻辑思维的重要特征，在于它那种直接把握的思维方式。直觉思维是人脑对客观世界及其关系的一种非常迅速的识别和猜想。虽然直觉是难以预期的，但直觉思维需要一定的主客观条件,这些条件是：有一个能解决的问题，问题的解决已经具备了相当的客观条件，研究者顽强地探求问题的答案，并且经历了一段紧张的思考。还需注意，尽管直觉思维不同于逻辑思维，但在科学理论的创造和发展中，二者之间存在着一种互为补充的关系。在直觉的创造以前，人们总是在前人铺就的逻辑大道上行走。一旦逻辑通道阻塞了，产生了已有知识难以解释的矛盾，在逻辑的中断中才会出现直觉的识别和猜测。192.自觉地激发灵感灵感产生的前提条件，就是科学家执着于创造性地解决问题。对要解决的问题，他已经做了非常充分的准备，强烈地期望有所突破。由于对该问题挥之不去，驱之不散，长期思索的结果，大脑建立了许多暂时联系，一旦受到某种刺激，就如同打开电钮一样，豁然贯通。灵感产生时，注意力处于高度集中状态。摆脱分散注意力的各种干扰，尤其是不为私生活的烦恼所困，对于灵感的产生是非常必要的。琴弦不能绷得太紧，否则就会使声音发木。灵感是突发的、飞跃式的。203.机遇及其利用

机遇，按语义学上的解释，就是偶然的遭遇。但机遇是蕴涵着转化为必然条件的偶然。科学认识本来要达到必然性，为什么客观上倒常常由偶然性起作用呢?原因有二：其一在于科学认识过程本身的复杂性，人们不可能完全循着一条预定的路线达到预期的目的。其二在于客观事物发展的必然性，总是通过偶然性来实现的。21认识了机遇在做出新发现中的重要作用，就应当正视它，辩证地看待它，并且认真研究机遇与发现之间的关系。在做前瞻性的研究时，应当做好准备，有意识地利用机遇:其一，主动增加机遇的出现率。其二，注意线索，保持对意外事物的警觉性。其三，善于解释线索。其四，具有坚持的胆识。22四、程式化的追求与随心所欲1.两个互相矛盾的基本目标人们对科学及其方法的追求有两个互斥的基本目标：一个是基础性和程式化方面的追求，另一个是摆脱任何先验预设和固定方法程式束缚的倾向。在科学与方法的基本问题即科学的合理性问题上，形成了两条明显对立的路线：一条是预设主义，一条是相对主义。23（1）预设主义经验主义的预设主义是对科学合理性问题的传统解决办法，它的宗旨是预设两个前提来为科学辩护，其一是以经验为合理性的最终目标，其二是以逻辑为合理性的基本形式。（2）相对主义相对主义者在分析近代、现代科学革命时发现，事实往往与预设主义者断言的相反。相对主义者还发现，任何形式的东西都不是绝对的、不可改变的，包括科学陈述的逻辑特征、科学理论的逻辑结构，概莫能外。相对主义对预设主义倾向的讨伐有时候也是对科学合理性本身的否定。24（3）互斥两极的互补性在科学合理性问题上，有两种基本情况是不容忽视的：第一，科学的变化和创新是无所不在的，它们比单纯发现新事实、比简单更替有关世界的信念要深刻得多。很难确定一个作为普适的仲裁者的科学合理性或科学进步标准，标准本身如同科学事业也是变化的。第二，在人类的实践中，科学确实在进步，现代科学的主张确实比过去的要好，这是一个给人印象深刻的事实；尽管科学并非万能，但科学在大多数人心目中毕竟更具合理性、更有资格被称为理性事业，这也是无可否认的。25上述两个共存的基本情况明显地具有互斥性。它们各自为对方设定了界限和障碍，以致如果任何人固守某个确定的预设的标准，他必定行之不远；而如果任何人放弃科学是进步事业的信念、否定科学合理性，他又必定与人类的实践相左。262.程式化追求的里程碑回顾历史，我们可以看到在方法论研究领域几个像里程碑那样屹立着的成就：（1）亚里士多德的科学方法论亚里士多德对科学程序、科学解释和科学结构提供了一套完整的论述。关于科学程序，他认为是从观察上升到一般原理，然后再返回到观察，即科学研究应该从被解释的现象中归纳出解释性原理，然后再从这些原理演绎出关于事件、性质和现象的陈述。27（2）归纳逻辑的深入研究1600年前后，弗·培根在科学方法论领域一反亚里士多德的正统地位，把程式化的方向转向科学发现的程序，导致了归纳逻辑的深入研究。培根主张逐渐上升的科学程序。（3）现代归纳主义20世纪正统的科学方法论思想是一种现代归纳主义者的观点，认为只有经验才能给我们提供关于世界的可靠知识，只有通过数学与逻辑寻求到的知识才可能精确。28（4）智能机器人的成功与困惑随着电子计算机从第一代发展到第五代，人类思维程式化的努力已经获得了惊人的成果。程式化已经取得的成果固然给人深刻的印象，但它的可能前景却使人困惑。作为人类思维工具的机器思维是否能超越作为工具的职能而达到人的智能的水平？如果答案是肯定的，那么，从正面来说，人类通过某种程式化的努力，终于可找到一种具有自主性的方法——智能机器人，它具有类似人的创造性，人类可以借助它达到自己的目的。从反面来说，人类这种程式化的巨大努力，不仅可能给自己提供一种有效的帮助思维的方法，而且可能成为人类的对手，反过来和人类激烈竞争，一改人类把它作为自己工具的初衷。293.摆脱固定方法程式的束缚（1）方法论中的“机会主义”科学巨人爱因斯坦把这种不受制于固定思想和方法程式的态度戏称为“机会主义”，他自己一生的思想和工作恰恰具有这种特点：敢于正视矛盾的、互斥的两个极端，善于在它们之间保持必要的张力，由此而得益匪浅。科学发现并无一定之规，常常要另辟蹊径。科学发明也常常是由于自觉采用与传统方法悖逆的方法来获得成功的。30（2）随心所欲的反规则费耶阿本德建议用反归纳来代替归纳。费耶阿本德强调，科学是一种自由的实践，理论上的无政府主义比主张按规律和秩序办事更为人道，更容易鼓励进步。费耶阿本德曾把他的上述原理称为“反规则”。对于方法论，他反对一切普遍性标准，