中科大自然辩证法课件02-1科学假说与科学理论

科学假说与科学理论科学假说的规定性假说的建立假说的检验科学理论的规定性理论的构造方法理论的评价科学假说的规定性假说：根据已知的科学事实和科学原理，对所研究的自然现象及其规律性提出的一种假定性推测和说明，是自然科学理论思维的一种重要形式。来源：1，无法解释的新事实2，理论外推到新范围3，新旧事实之间的矛盾假说的结构1，事实基础2，理论背景3，对现象本质的猜测4

,由猜测推演出的预言和预见科学假说的特征1，科学性：建立在事实和理论背景上2，假定性：对未知机制的猜测3，易变性：根据新的知识不断调整、修改甚至替换更新。4，可检验性：假说必须能与实验结果发生逻辑联系。科学假说的作用：1，在尚无足够知识的情况下，假说可以提供一个整合现有相关知识的“晶核”，为科学研究提供聚焦点，加速新知识的产生，是通向科学理论的桥梁和中介。2，指导实验的设计和规划3，不同假说的争鸣，互相批判，互相补充，激发研究者的创造性。恩格斯如是说只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。一个新的事实被观察到了，它使得过去用来说明和它同类的事实的方式不中用了。从这一瞬间起，就需要新的说明方式了——它最初仅仅以有限数量的事实和观察为基础。进一步的观察材料会使这些假说纯化，取消一些，修正一些，直到最后纯粹地构成定律。如果要等待构成定律的材料纯粹化起来，那么，这就是在此以前要把运用思维的研究停下来，而定律就永远不会出现。创立假说必须遵循的原则1，科学性：建立在科学事实和理论基础上。2，解释性：能解释相关现象3，对应性：与现有的知识和理论兼容4，可检验性：可以用假说所解释的现象之外的现象检验，即可以独立检验。科学解释的类型因果解释：决定性过程概率解释：随机性过程结构解释：系统成分之间的结构关系功能解释：系统成分之间的功能关系起源解释：系统的演化过程假说的对应性在原有理论适用的范围内，新假说肯定原有理论的经验结果。新假说应界定原有理论的适用范围，并解释其相对的正确性，将其作为特例或极限形式包容于自身。新假说应超出原有理论的范围，扩展人类的认识空间，提出新的经验预见。特设性（Adhoc）假说特设性假说：为了保护某一理论特别提出的无法独立检验的假说。特设性假说的提出使得理论或假说受到过度保护，无法接受经验检验，从而导致理论的退化，丧失科学性。可检验性可检验性实现的机制：假说提出或从假说中推导出新的可以在实验中进行检验的预言。如果一个假说只能解释它试图解释的事实之外，不能作出任何新的预言，那实际上就不具备可检验性。亨普尔的“连接原理”科学理论T由两组原理构成：内在原理I：详细说明所假定的实体和过程及其支配实体和过程的理论性定律。连接原理B：所假定的基本过程与可观察的现象之间的关系。T=<I·B>假定的实体和过程需经连接原理而表现为可观察的现象。假说检验的方法1，逻辑分析——辅助手段逻辑分析的意义：筛选作用：概念应具简单性、精确性、明晰性等假说自身不应存在矛盾，假说不应与其他理论存在矛盾。在假说与经验事实之间建立更加明晰的关系，推出科学预见。2，实验检验——基本手段假说检验的讨论1,证实的逻辑困难：A,全称判断无法用单称判断的经验证实B,肯定后件推理的逻辑谬误2,证伪的逻辑困难：A，存在陈述无法证伪B，实验、事实可错C，辅助性假说可错判决性实验在对立的两个假说之间，设计一个或一组观测或实验来检验哪一个具有正确性，或更确切地说，哪一个具有预见性。判决性实验的存在性与意义A,判决性实验的历史意义及其历史局限性科学史上判决性实验常常是科学理论确立的最关键的环节，提供最多最重要的科学知识，确定科学研究的方向。但判决性实验是相对的，其意义可能有多种解读方式；判决性可能是事后赋予的。B,绝对的判决性实验在逻辑上无法成立科学知识和活动的整体性和历史性，使得不可能通过一组实验决定性地肯定或否定某一假说。C,判决性实验的心理学和社会学意义判决性实验影响了科学共同体的心理取向和游戏规则。蒯因的知识之场理论法国物理学家迪昂（杜恒）否定判决性实验美国哲学家蒯因（Quine）：科学假说不是孤立的单个命题陈述，因为“整个科学是一个力场，它的边界条件就是经验，在场的周围同经验的冲突引起内部的再调整，”因此“在任何情况下陈述都可以是真的，······反之，由于同样原因，没有任何陈述是免受修改的。”普朗克如是说新的科学观点很少是通过说服其反对者而确立其地位的，反对者渐渐死去，而新一代在新观点的教育中成长起来。实验检验的双重性确定性：在特定的知识和社会背景下，可以重复的科学观察和实验是确定的，对于相互竞争的假说的支持和批判也是确定的。不确定性：科学观察和实验结果在科学发展的历史过程中是不断演变的，实验和观测结果与假说的逻辑关系也是可以重新解释的。实验与假说关系的两重性，揭示了科学发展的绝对性和相对性的统一。科学理论科学理论：经过实践检验的系统化了的科学知识体系；由科学概念、科学原理、辅助假说和科学推论所组成的逻辑体系。科学理论的特征：1，客观真理性：得到验证事实基础理论解释预见2，普遍性：揭示某一领域现象的共同本质，能解释复杂多样的现象3，系统性：自然知识的有机整合4，逻辑性：理论体系具备演绎的逻辑结构，内部保持真值传递，具有体系的完备性。科学理论的结构1，基本概念：基本的出发点2，基本原理：主要成分，核心内容。建立在基本概念（及相关判断、推理）基础上的假说——演绎体系。3，辅助假说：保护性知识4，科学推论：预见、应用建立理论体系的方法1,公理化方法公理化体系的基本条件：

A，一致性B，完备性C，独立性2,从抽象概念综合为思维具体的方法3,历史与逻辑相统一的方法哥德尔定理的意义用严格的数学证明了任何一个公理体系不可能既一致，又完备。任何一个公理体系都只是人类认识辨证发展过程的一个阶段，其真理性都是相对的、有前提的、有条件的。科学理论评价的标准经验论的标准：一致性经验事实作为科学理论评价的出发点。经验的证实和证伪作为科学与非科学的划界标准和理论评价的基本标准。一元化的评价标准。整体论：多元化的评价标准一致性,完备性,简单性,预见性西方科学哲学诸流派科学发展模式归纳主义波普尔（K·Popper）证伪主义或理性批判主义库恩（T·Kuhn）的范式理论拉卡托斯（Lakatos）的科学研究纲领方法论费耶尔阿本德(P.Feyerabend)无政府主义认识论一，归纳主义科学知识源于经验事实的归纳。科学发展是知识的渐进积累，没有中断、革命。科学与非科学的划界标准是陈述的经验内容。逻辑实证主义维也纳学派(VirnaCircle)科学划界的标准和意义的标准:可证实性科学发现和科学辩护的区分：科学的逻辑重建。逻辑和数学：无经验内容的重言式，真值传递。二，波普尔（K·Popper）证伪主义或理性批判主义

理论无法通过归纳得到证实，只能被证伪。科学发展是理论不断被经验反驳和证伪，再提出新理论的不断革命的过程。P1——TT——EE——P2科学的划界标准是理论的可证伪性。科学的精神是彻底的批判性。理论的提出是自然规律的大胆猜测。三，库恩（T·Kuhn）的范式理论范式（Paradium）：理论模式、基本方法、共同信念、共同标准前科学——常规科学（范式形成）——反常——危机——科学革命（范式更替）——新常规科学——科学革命的历程前科学：无共同范式常规科学：范式支配下的“解难题”活动，渐进发展阶段,对范式的“教条主义态度”.反常：无法用范式解释的现象危机：反常数量增多，范式受到怀疑.科学革命：新范式代替旧范式，激烈革命阶段,新旧范式不可通约性.范式理论的特点科学的整体性科学思维的阶段性科学活动的非理性因素四，拉卡托斯（Lakatos）的科学研究纲领方法论

研究纲领：有组织的、严格内在结构的科学理论系列，由相互联系的“硬核”、“保护带”、“启示法”组成。硬核:纲领中不可改变的部分和核心内容保护带:纲领中可以调整和改变以保护硬核的部分.启示法:如何改变保护带的建议研究纲领选择的标准进化:纲领不断增加经验内容研究纲领的进化阶段——退化阶段——新的进化的研究纲领取代旧的退化的纲领——新纲领的进化阶段五,费耶尔阿本德的无政府主义认识论功能：治疗性vs建设性1，科学研究活动中不存在任何超越具体问题、具体对象的普遍规则，任何普遍的规则在科学的历史上都曾被、也应该被突破。唯一可能成立的普遍规则是：Anythinggoes!方法论原则依赖于所研究的对象的状态，依赖于宇宙的状况，所以不可能先验地决定方法论原则。费耶尔阿本德的无政府主义认识论2，非理性因素在科学活动中的积极意义根源：科学发展的不平衡性需要保护暂时弱小的新兴理论或暂时处于退化阶段的衰老理论韧性原则:扩散原则:反归纳法：A，提出与公认理论不一致的假说

B，提出与事实、观察不一致的假说费耶尔阿本德的无政府主义认识论3，反对科学沙文主义科学与人类其它文化传统的历史渊源关系科学不应该成为国家意识形态，不同文化传统应当平等竞争.科学家是有自己特殊利益的社会群体，同样应受到监督.同学意见综述及回应1事先将讲义放在网上——已遵命！开展讨论——时间上有困难，可否在网上建立论坛？需要技术支持。课上将显著增加提问！多举事例——尽量争取多列参考文献——一定照办讲义提纲更详细——尽量争取演示文稿与背景色应加大对比——已改调整上课时间——努力争取，但不能减少时间。同学意见综述及回应2增加前沿知识的介绍——有的不同观点的参照比较——有的考试方式应改革——非常理解，但上头有规定，难以有太大改进，但我邀请大家帮我出题。加大信息量——努力争取突出重点——一定做到更多利用