自然辩证法2 科学观与科学方法论.ppt

1、,1,第二讲 科学观与科学方法论,第一章 科学的本质 第二章 科学知识的结构 第三章 科学方法论,2,第一章 科学的本质,第一节、什么是科学？ 第二节、科学的基本特征 第三节、关于科学的划界,3,第一节 什么是科学？,1、作为人类精神成果的科学：知识体系 2、作为人类创造知识的活动：科学活动 3、作为社会组织形式的科学：社会建制 4、作为生产力的科学：科学是第一生产力 5、作为一种方法的科学：科学方法论 6、作为一种文化的科学：科学文化 7、作为人与自然对话：科学对话,4,1、作为知识体系的科学,古希腊认为科学是一种知识。（知识），拉丁文scientia 或scire，就广泛意义来讲，指学问或

2、知识。英文science德文wissenschaft法语 scientia 皆由此衍生转变而来。 亚里士多德：科学知识的性质是一种“获得关于可以论证的事物的知识”，以区别于“意见”。 希波克拉底：“我将尽力治好您的病，但我是学者，追求的是知识（而不是财富和权势）”。,5,16世纪西学东渐时，中国学者将science对应于“格物致知”，简称“格致”。礼记大学云：“致知在格物，物格而后知至”。朱熹注云：“所谓致知在格物者，言欲致吾之知，在即物而穷理也。”即，接近；穷，推究、穷究也。日本19世纪下半叶还沿用“格致学”，到产业革命兴起时才改称“科学”。 1885年康有为首先把“科学”一词介绍给国人。1

3、8941897间严复译天演论时，把science译为“科学”。,6,康德自然科学的形而上学基础（1786）：“任何一种学说，如果它可以成为一个系统，即成为一个按原则整体组成的知识整体，就叫做科学”。 科学包含：（1）感官材料，（2）普遍必然性的形式，即通过概念、范畴（因果性、必然性与偶然性）整理的知识。 黑格尔：“一堆知识的聚集，并不能构成科学”。（哲学史讲演录卷1，35） 实际上中世纪经院哲学把神学也称为科学，就是取有体系的知识这个含义。,7,2、作为一种活动的科学,科学还应该被理解为是形成和产生科学知识、运用科学知识的实践活动。 马克思在1844年（卷25，120、97）中指出，任何个人活

4、动属于社会活动，明确提出科学活动是一种社会劳动。“一般劳动是一切科学工作、一切发现、一切发明”。科学属于精神生产领域。 丹皮尔：“科学可以说是关于自然现象的有条理的知识，可以说是对于表达自然现象的各种概念之间的关系的理性研究。”（科学史，9） 梅森：“科学就是人类历史上积累起来的有关自然界的相互联系着的技术、经验和理论知识的不断发展活动。”自然科学史 Science as practice and culture(1991),8,3、作为社会建制的科学,所谓科学的社会建制，指科学事业成为社会构成中的一个相对独立的社会部门和职业部类的一种社会现象。 它从科学家的社会角色、科学专业、科学共同体及其

5、活动、规范等方面反映了科学与社会的关系。 1919年M韦伯首先把科学作为一种社会职业，把从事科学活动的人作为一种社会角色来加以研究。 科学已发展到这样的专门化程度，以致于需要长期严格的专业化训练的科学家才能胜任，以区别于其他社会活动和科学活动。 Professional Vocation,9,默顿在科学的规范结构（1942）中提出“科学共同体”的概念，他认为一定数量的科学共同体成员是科学社会组织的重要成分，以区别于其他社会共同体。 贝尔纳在历史上的科学（1953）中指出：科学建制是一个社会事实，一个国家科学建制的状况，成为衡量一个国家经济、政治、军事等实力的重要标志。,10,巴伯： 科学与社会

6、秩序，北京： 生活读书新知三联书店，1991年 加斯顿:科学的社会运行 ，上海，光明日报出版社，1988年 本戴维：科学家在社会中的角色，成都：四川人民出版社，1988年 科尔兄弟：科学界的社会分层，北京：华夏出版社 1989年 朱克曼：科学界的精英美国的诺贝尔奖获得者，北京：商务印书馆，1979年 张九庆：自牛顿以来的科学家科学家群体透视 ，合肥：安徽教育出版社，1994年,11,4、作为生产力的科学,马克思：“生产力里面也包括科学在内”，“社会劳动生产力，首先是科学的力量”；邓小平：“马克思讲过科学技术也是生产力，这是非常正确的。在我看来这样说可能还不够，恐怕是第一生产力”。（1988）

7、生产力（劳动者素质；劳动工具；劳动对象） 科学技术对经济发展的贡献率。知识经济。,12,5、作为一种方法的科学,方法，原意为沿着（正确的）道路行进。 黑格尔把方法表述为：“人能动地把握客体的手段的工具”。在逻辑学中写道：“在探索的认识中，方法也就是工具，是主观方面的某种手段，主观方面通过这个手段和客体发生关系”。 培根认为科学方法是科学的本质特征，在新工具中指出，科学就在于用理性方法去整理感性材料。,13,人们对科学方法有不同的理解 皮尔士认为，科学是驱逐怀疑，获得稳定思想的一种方法。 默顿：科学是“证明知识可靠性的一种独特方法”。 梅森：“科学方法主要是发现新现象，制定新理论的一种手段，因此

8、不断地在扩大人类知识体系，只要科学方法应用得上，旧的科学理论就必须地为新的理论所推翻。” 科学是一种认知实践，恰当的认知取决于适当的方法，因此，所谓科学方法，是在实现科学认识活动中所遵循的途径和运用各种方式和手段的总和。,14,M玻恩在诺贝尔物理学奖致谢辞中谈到：“我荣获1954年的诺贝尔奖，与其说是因为我所发表的工作包括了一个自然现象的发现，倒不如说是因为那里面包括一个关于自然现象的新思想方法基础的发现”。（我这一代的物理学家，213）,15,6、作为一种文化的科学,文化，cultura,原指人为的耕作、培养、教育而成的东西，是与自然存在的事物相对而言的。 1871年人类学家泰勒在原始文化中

9、首先提出文化的定义，“文化是包括全部知识、信仰、艺术、道德、法律、风俗以及作为社会成员的人所掌握和接受的任何其他的才能和习惯的复合体”。 广义的文化与狭义的文化。 培根的新大西岛（1627）是一个“科学文化岛”，岛上有专门的科研组织，以“探明事物的性质和它们运行的秘密”。岛民由于能够认识自然、控制自然，从而享有完美社会的乐趣。,16,18世纪中，卢梭论科学和艺术的进步是否有助于敦化风俗中，有意识地把科学置于艺术、道德、社会风尚的背景中加以批判。 德国斯宾格勒在全面反思西方文化危机的西方的没落（1918）中，把科学放在特定的文化背景中加以考察。,17,对科学的文化分析,萨顿把科学史规定为文明史的

10、一部分，“从最高意义来说，它实际上是人类文明的历史”。 贝尔纳认为“把科学当作整个文化的一个组成部分来对待”才能正确认识科学，促进科学的健康发展。 1940年代卡西尔在人论中指出，“科学是人的智力发展的最后一步，并且可以被看成是人类文化最高最独特的成就”，“没有第二种力量可以与科学思想的力量相匹敌”。 1957年斯诺两种文化中谈到了“科学文化”与“人文文化”之间的隔膜与对立。 1972年李克特指出“科学是一种文化过程”，他认为科学文化有三个特征：科学文化是一种认知过程，有别于个体的认知；是传统文化的生长物，具有特定的发展特征；其发展速度快于生物进化。,18,科学是一种相当特殊的文化，虽然生长自

11、民族文化环境（西方），但科学成果一旦被公认，就具有普遍性（与创造者的地位、声望、性别、民族、种族、国籍无关）、公有性、无偏见性（不受个人价值观念左右），因而又是超民族的；一旦成为文化系统的独立成分，就具有了很大自主性以及很强的自组织能力，其独特的精神气质体现在： 实证精神：实践是检验真理的惟一标准 严密精确的分析精神： 开放精神：（科学无国界、不承认终极真理）； 民主精神：（不迷信权威，敢于向权威挑战）； 革命进取精神：（怀疑 、批判世界）,科学的文化特征,19,7、“科学是人与自然间永不完结的对话”,在传统科学中，人是旁观者，从外部描述自然。但量子力学、相对论“向我们表明了自然界不能从外面来

12、加以描述，不能好像是被一个旁观者来描述。描述是一种对话，是一种通信，而这种通信受到的约束表明我们是被嵌入在物理世界的宏观存在物”。 主体的人参与客体的相互作用，而客体的自然也只有通过主体的人的参加的活动结构来揭示。 科学是向自然提问。 自然从不撒谎。惠勒：逼近答案。 谜底在提问过程中自然形成。提问方式影响了答案的形成。,20,二、科学的基本特征,1、解释性与预见性 科学并非事实的简单堆积，它能够提供对事实的普遍的解释。理论越深刻，越远离常识。轮子省力 一个科学理论所揭示自然规律越深刻、越普遍，它的预见性也越强；它预见到的现象越多，它的实践和理论意义也就越大。 如电磁波 2、主体间性 科学产物为

13、不同认识主体所理解、交流、检验和认可。科学行话。 同行评议、重复实验。,21,3、精确性与系统性 在特定条件、范围内成立，科学的应用有边界；同时科学的表述应严格、精确、明晰、系统。 科学理论不能同已有的知识体系相矛盾。 4、可检验性 所有的科学知识都是经验归纳的结果，具有或然性，需要在给定相同的条件下得以重复。 5、可错性 科学本身是按照一定的理论预期而进行的一种探索未知的活动，它试图告诉人们世界是怎么样的。但是，由于人类认识本身的局限性，这种探索结果可能会出错。 真理是一个历史的概念。,22,科学是现代社会最典型的文化现象。围绕科学形象(science image)的争论，贯穿于20世纪科学

14、哲学发展的始终。从逻辑实证主义对科学知识的静态分析，到历史主义和新历史主义对科学发展的动态分析，到科学知识社会学侧重于对科学知识生产过程的社会学分析，都深刻地改变着我们头脑中关于科学的形象，丰富了我们对科学的理解。,逻辑实证主义者关心构造一个理想的科学模型，研究科学的辩护问题。,拉卡托斯把科学史放到重构的历史的脚注中处理,23,我们研究科学史，就是要去解释一个科学信念（belief）如何被接受并成为人们实践的基础，以及一组信念为什么被另一组信念取代。 在这里我们宁愿采用“信念”（belief）这个词，而不是那个为传统的科学形象所刻画的、那个反映或逼近实在的与“真”相联的、那个可以与客观性划等号

15、可以作为理性象征的、那个自柏拉图以来与意见相区分的“知识” (Knowledge)，作为科学实践活动产物的名称。之所以用“信念”替代“知识”，就在于前者可以强调科学实践产品的历时性，而后者总是隐含有某种普适的结构。,24,为什么象库恩这样的哲学家不采用真理这个概念呢？ 历史的原因：真的理论后来被抛弃，并无普适的真理。 语言学原因：“真”属于元语言层面，真理是内在于理论的，而不是理论间的，我们被分割在不同的词典之中。真理是局部的、地方性的，而非普适的。 认识论原因：我们无法逃脱概念图式或范式的禁锢，总是处于一个或另外一个范式中。且由于语言表达能力的限制，我们不能构造出一个超范式的“真理”概念。,

16、25,海德格尔：“科学的本质是研究”。 现代科学在对特定对象领域的筹划中建立自身，同时也使自身个别化。这种筹划是在相应的、受严格保证的方法中展开自身的。具体的方法适应于企业活动，并在其中确立自身。筹划（Entwurf）与严格性（Strenge），方法（Verfahren）与企业活动（Betrieb），它们相互需要，构成了现代科学的本质，使现代科学成为研究。”（林中路：82） 理论知识是此在（Dasein）在世存在的一种特殊模式。 真理总是针对特定表象的，依赖于表象者（人）的参与。通过人的表象活动，世界被把握成“图像”。,26,因此，被人们理解的世界它并不是存在本身，它被促逼，被从隐晦状态上被揪

17、出来。因而真不是理论与实在的符合，而是一种揭示活动 ：“揭示活动本身的生存论存在论基础首先指出了最源始的真理现象” 。 存在者从晦蔽状态上被揪出来，但同时却以假象的样式呈现，故此存在向人们显现（“去蔽”）的同时，在显现的同时遮蔽。在这个过程中，作为表象者的人一直作为在场者参与存在的显现与遮蔽，所以真理不是如柏拉图所言的永恒不变的东西，而是永远只是在途中。,27,启蒙之前的历史循环论或退化论 “五百年必有王者兴”； 文艺复兴推崇古希腊 基督教的末日论重返伊甸园 浪漫主义者对未来永恒、必然的乐观 孔多塞：人类精神进步史纲要 孔德：实证科学是人类精神发展的最高阶段 生物进化论加强了社会中的进步信念

18、进化=进步,关于进步的现代神话,28,现代性问题的凸现，促使人们去反思启蒙以及建立在理性基础上的进步概念。 启蒙理性批判 真理（Truth）被合理性(Rationality)取代 破除科学进步的“宏大叙事”：后学院科学,29,启蒙理性批判,文艺复兴以当时的自然科学为范本，形成了一套对人类主体的信心。笛卡尔式革命的意义在于摆脱了自柏拉图以来把理性看成是人对外在实在秩序的百依百顺的看法，而认为人的主体能动性即是人的理性。 理性不再是“天赋观念”，而是人们后天努力获得的一种能力，一种导致真理发现的能力。因此，理性不代表对真理的拥有，而在于对真理的获得，它更多是一种方法、一种手段，一种工具。 但是当启

19、蒙理性打倒神学权威后，把自己变成新的上帝，手段变成了目的，启蒙理性变成是启蒙的暴政。,30,康德在什么是启蒙中，给理性划定界限，从而修正并维护了理性的地位。休谟的怀疑论打断了康德对理性独断论的迷梦，促使他考察人类知识的可能范围。康德在纯粹理性批判中检讨了传统理性主义对理性的狭隘理解，认为必须给人类理性确定一个范围，从而完成了他在认识论上的“哥白尼式革命”。 “物自体”和“现象界”的二元划分，一方面使构造客观知识成为可能，另一方面又暗示了知识不能达到本体论领域（物自体）。 这样，康德对启蒙理性的修正，既坚持了理性的权威，又使理性受到一定限制。,31,马克斯韦伯把哲学上的理性（reason）概念改

20、造为合理性(rationality)，并把这个概念引入到对资本主义社会的研究中。在他看来，社会现代化与理性化具有某种不言自喻的内在关系。 合理性是指人们逐渐通过理性的算计而自由选择适当的手段去实现目的的行为。 形式合理性，即强调手段的合适性和有效性而不管目的恰当与否；（工具合理性） 实质合理性：即强调目的、意志、价值的合理性。（价值合理性） 资本主义社会的现代化过程也就是价值合理性不断萎缩、工具-目的合理性不断扩张的过程。韦伯认为工具合理性在现代社会的一切领域包括科学、道德、法律、政治、经济、行政、官僚机构甚至艺术中塑造了我们日常生活的一切方面。它体现为社会的体系化（官僚科层）。,32,法兰克

21、福学派对资本主义社会的批判，采用了与韦伯类似的途径。他们希望用批判理性来反思工具理性，避免工具理性给社会发展带来偏狭。 霍克海默和阿多诺在启蒙的辩证法中发现，那个旨在征服自然和把人从神话的镣铐下解放出来的启蒙运动理性，由于其自身内在的逻辑而走到了它的反面，本来是作为神话的解毒剂而出现的理性，到后来变成一种新的神话，因为被广泛理解为西方文明最高命令的启蒙合理化，把自然当成一个好象要为了主体的利益而加以剥削的他者加以对待。启蒙理性不仅强化了对自然的统治，而且不可避免地加强了对人的统治。这样，自然和社会都成了在理性主义名义下被统治的对象，启蒙理性成为一种新的极权主义。 非此即彼，启蒙的讹诈（福轲语）

22、,33,阿多诺发觉理性的独断是“同一性”逻辑的必然结果。同一性思维体现了西方根深蒂固的形而上学传统，即在统一的基础上把握世界。无论是在本体论还是在认识论上，传统的形而上学家都力图给自己的理论确立一个稳固的基础，寻求一个本原、始基，无论它是精神的还是物质的，是语言的还是结构的。他们都把这类东西抽象为第一性的东西，并把有限的第一性的东西作为构成世界的基础。而哲学真正感兴趣的东西非概念性、个别性和特殊性恰恰是柏拉图以来形而上学传统有意忽略了的。“最微不足道的非同一性的残迹都足以否定一个被概念视若整体的同一性”。 工具理性在两个方面影响人类社会： 科学的客观化和定量化致力于把质变变成可测试的量。合理性

23、本身逐渐与数学方法和定量化的能力等同起来； 主体与定量化倾向相结合就是把认识者还原为纯粹逻辑的、没有个性的、一般的人。 这样，同一性就压制、侵犯了差异、特殊和他者。,34,要通过不断的否定和批判，来打破任何赋予世界以“同一性”从而把世界体系化的企图。 法兰克福学派对工具理性的批判最终回到对资本主义社会的批判上。 哈贝马斯希望通过交往合理性来恢复和重建启蒙的理想实现真正的自由。 以理解为目的的交往行动不同于以成就为目的的认识性工具性活动。 利奥塔：所谓的进步，不过是理性的“宏大叙事”而已 。启蒙的神话 赖特：知识分子的任务是揭露这一虚假的神话。 库恩：结构破除对进步的迷恋。 科学进步体现为学科的

24、增多（共时性） 知识的增长并不是朝向某个目标（真理），毋宁说是离开某个起点。,35,库恩的最大贡献，在于促成了看待科学的视角转换，即把科学从一种表象（representation）的活动，看成是一种实践(practice)的活动。 把知识建立在表象基础上的传统科学哲学侧重于为科学知识辩护，他们科学知识看成是公理体系，利用语言分析的工具，把理论与经验（世界）的关系，转化为理论语言与观察语言之间的逻辑关系。 库恩把科学知识看成是历史的产物，用具体的案例研究(case study)代替逻辑分析，以把握实践中的科学，并提出了一种进化的知识观，从而革了“传统科学形象”的命。,36,受库恩研究的启发，19

25、60年代以来，爱丁堡学派的科学知识社会学、科学知识的社会建构论、福轲以来的“知识/权力”的系谱学研究、女性主义的科学史与科学哲学研究等，形形色色的“科学研究”（science studies），均把作为客观性和理性象征的科学知识，作为批评或解构的对象。 虽然遭到索卡尔的激烈反对（科学大战与社会文本事件），但是这些研究启动了对科学知识本性的重新研究。,37,1960年代以来，一些研究者对科学实践的研究采取了自然主义和经验主义的方法，分别侧重于对科学知识的社会学研究和认知研究。 科学知识建构论者倾向于从社会的角度分析科学知识的构成，把利益、权力和磋商等因素纳入到科学知识之中。例如科学知识社会学研究

26、的“强纲领”、人类学的实验室研究、以及行动者网络理论。 与传统的科学哲学家和科学知识社会学者不同，一些认知科学家开始利用心理学、神经生理学、人工智能等认知科学的成果，来分析形成科学知识的认知过程，揭示科学知识的认知本质，她/他们特别侧重于对科学发现和概念变化的认知机制分析。,38,三、关于科学的划界问题（Demarcation of Science）,（一）科学划界的意义 （二）划界标准的演变,39,（一）为什么要划界,1、反思科学需要确定科学的界限 以科学为研究对象，需要区分科学与非科学的人类活动领域。 2、非科学、伪科学、反科学 非科学（non-science）也是知识，如（艺术、道德、宗

27、教、经验陈述）。 伪科学（pseudoscience ）: 颅相术、占星术、人体特异功能、“水变油”。 反科学（anti-science） 拒绝现代生活的阿米什人。,40,3、划界的社会政治意义 天主教会对哥白尼学说的压制。 苏联对摩尔根遗传学的拒斥（李森科事件） 文革时我国对“相对论”的批判 美国对是否应该在阿肯萨斯公立中学教授“特创论”的争议。 清除伪科学的危害：特异功能、占星术、“水变油”。,41,李森科事件,李森科出于政治与其他方面的考虑，坚持生物进化中的获得性遗传观念，否定基因的存在性，用拉马克和米丘林的遗传学抵制主流的孟德尔摩尔根遗传学，并把西方遗传学家称为苏维埃人民的敌人。 从1

28、920年代后期开始借助政治手段打击对其理论（春化处理育种法）的批评。 到1964年，李森科的主张才被投票否定。李森科在生物学界的垄断地位，使苏联失去了两代生物学家，在分子生物学和遗传工程学上落伍于世界。,外因决定论,42,中国对自然科学的哲学批判,建国初期批判自然科学中的“唯心主义”和“形而上学”， 使得一些学科得不到重视和发展。如孟德尔摩尔根遗传学、优生学、化学共振。 科学批判打击了科技工作者的积极性，怕被扣上唯心主义帽子不敢从事科研。 一九五一年开始了对资产阶级数理逻辑唯心主义的原则的批判。声称： “如何把数理逻辑从唯心主义的笼罩下解放出来，明确它的对象、方法、及适用范围，不仅是苏联的数学

29、家与逻辑学家们的任务，新中国从事数学基础的工作者想必也是十分关心的。”“社会主义科学的本质与资产阶级的科学的本质是不同的”。,43,1951年发表卡尔波夫论爱因斯坦的哲学观点一文，称爱因斯坦关于物理学的哲学思想是一种“物理学的唯心主义”。这种观点是在休谟、马赫和叔本华等“唯心主义哲学家”的影响下形成的。 人民日报在1952年5月21日发表苏联科学界批判量子力学中的唯心论观点对哥本哈根学派对量子现象的“互补原理”、测不准关系作为唯心主义批判，号召“一切人民的科学家，先进的科学工作者，应该为进一步批判物理学中的唯心主义，为建设辩证唯物主义指导的物理科学而奋斗。” 七十年代对科学的批判基本上是为政治

30、服务的。,44,45,46,47,48,（二）划界标准的演变,1、亚里士多德以来划界标准的变化 2、逻辑实证主义的划界标准 3、批判理性主义的划界标准 4、历史主义的划界标准 5、科学实在论者的划界标准,49,亚里士多德： “科学通过其原理的确实可靠性而与意见、迷信区分开来，通过对第一因的理解而与工艺区别开来。” 科学知识的确实可靠性思想在中世纪后期和文艺复兴时期支配着关于科学本质的讨论。 培根：科学方法具有确实可靠性。 随着认识论中可错论观点的胜利，科学知识的确实性弱化为方法的确实可靠性。 孔德、赫姆霍茨和马赫等把科学方法作为科学划界的标准。 孔德：“从培根以来的一切优秀思想都一再地提出除了

31、观察到的可以依据的事实之外，没有任何真实的知识。”,1、从知识的可靠性弱化为方法的可靠性,事实一般性原理,50,实证主义者,第一代实证主义：孔德 第二代实证主义：马赫、彭加勒 第三代实证主义：逻辑实证主义,51,孔德：Auguste Comte,经验证实原则 经验是知识唯一的来源和基础，一切科学的知识必须建立在来自观察和实验的经验事实基础之上。 把知识局限在主观经验范围之内，不讨论经验之外是否有事物存在，这就是孔德的实证主义(positivism)原则。 规律是经验的关系 科学的目的是寻找规律，而“规律”是属于经验现象的东西，是“经验的”，即经验中的或感觉之间的某种“不变的先后关系和相似关系”

32、 。科学的任务就是用归纳法去寻找这些相似关系，然后简化，简化为最少量的关系， 之所以这样做，是为了研究的方便。 穆勒：规律是心理的联想。,52,马赫（Ernst Mach，18381916）,物是（感觉）要素的复合 科学陈述必须是在经验上可证实的，必须还原为关于感觉的陈述。 要素是中性的，从物理角度看是物理的（客观的），从心理角度看则是主观的。 时空与运动都是感觉的复合，永恒的时空是人们为了解释大量感觉经验的需要而制造出来的东西。（爱因斯坦） 只有函数关系，而无因果关系 因果问题会导致物自体 因果源于人们的心理联想 因果关系是人们思维简单化的结果，无法认识复杂的事物。 思维经济原则 科学不是对

33、客观世界及其规律的正确反映，而是对感觉要素的函数关系的模写。 一切科学理论都是“作业假设”,53,彭加勒（Henri Poincare，1854-1912 ）,从马赫的假设主义出发，彭加勒认为科学理论不是客观实在的反映，而是根据简单性原则而制定出来的假设。这种假设实际上是科学家的约定，从而把假设主义约定主义化。彭加勒反对约定的任意性，认为科学的约定必需受经验的制约。 一切科学理论都是人为的约定，它们没有真假之分，只有方便与否之别。,54,2、逻辑实证主义：反形而上学,（1）区分科学与形而上学的“意义标准” 科学知识的最小单位是科学命题，当一个命题能为经验或逻辑所证实或否证时，它才是科学的，才是

34、具有意义的；否则，就是非科学的，是无意义的。 A 单身汉即是没有结婚的男子； B 在月亮的背后有3000米以上的高山存在。 C 物质是客观存在的。 D 所有天鹅的羽毛都是白色的。,55,科学理论是一个公理系统，其中术语分为三类：逻辑术语和数学术语、理论术语、观察术语。,理论术语,观察术语,对应规则,A 给理论术语下定义； B 保证理论术语的的认识论意义； C 给出把理论应用于观察的实验程序,56,“可证实性”是保证一个科学术语具有意义的标准。但什么样的命题才是有意义的？逻辑实证主义者认为，只有能用逻辑分析和经验证实的方法确定其真假的命题才是有意义的。比如逻辑的、数学的命题和经验科学的命题。 如

35、果一个命题既不能用逻辑分析方法加以证明，又不能用经验事实加以证实，那这个命题就没有意义。因而是形而上学的，由于逻辑经验主义的目的是给我们关于世界的认识提出某种清晰而精确的经验理论，并避免形而上学争论，他们就用经验可证实性作为划分科学与形而上学的标准。 由于全称命题不能为有限观察证实，（休谟问题）后来的逻辑经验主义用“可检验性”或“可验证性”来代替“可证实性”作为科学划界的标准。,57,（2）逻辑经验主义的“经验证实”标准不断弱化 石里克：“可证实性原则” R卡尔纳普：“可检验性原则” 赖欣巴哈：“概率的可证实性” 艾耶尔：“弱的可证实性”,58,石里克（Moritz Schlick；18821

36、936,石里克认为，判定一个命题是否为真，是科学家的任务，而判定一个句子是否有意义，是哲学家的任务。 “一个命题的意义，就是它的证实方法”。除此之外，都是可以抛弃的无意义形而上学。 对经验真理的判断必须在观察中进行，而形式真理以分析命题为根据，是纯粹的先验真理。 在证实方面，石里克区分了完全证实和可能证实。完全证实是从逻辑上、经验上都能做出明确无疑的说明。而可能证实是指一个命题具有被证实的可能性。可证实性分为“逻辑的可能性”和“经验的可能性”。,59,R卡尔纳普的“可检验性原则”Rudolf Carnap,18911970,60,原则上可证实,经验的可否证实是“原则上”的 “月亮背后有3000

37、米以上的高山”虽然在技术上讲一时无法检验，但它在原则上是可以检验的，因而此命题有意义。 经验证实有直接和间接证实两种 “直接经验证实”是指当下的经验证实，如观察金属的色泽，掂量金属的重量等等； “间接经验证实”是在直接经验的基础上，通过逻辑推理来证实。 但间接经验证实由于使用归纳，是不可靠的，且直接的经验证实也是不可靠的，这样，我们对经验内容的考察转向了对经验陈述的逻辑结构考察。卡尔纳普改“经验证实”为“经验验证”，一个陈述得到证实次数越多，其“验证度”愈高。,61,概率证实,确证度 卡尔纳普的概率逻辑建立在逻辑概念基础上，他认为归纳具有先验性质，它代表了一部分的逻辑蕴含关系，逻辑概率正是对归

38、纳前提与结论的逻辑关系的量化表示。 C(h,e1,e2,en)=r 例如：纽约1000万人囗中，有100万黑人，那么Johnson是黑人的可能性是10%。 经验对命题“无差别原则”的归纳支持备受批评。 在实际的科学实践中，并不是所有的经验对命题的支持具有相同的权重。,62,赖欣巴哈：频率概率的可证实性Hans Reichenbach, 18911953,赖欣巴哈用事件发生频率来解释概率，将概率理解为事件频率的极限。因为他认为归纳并不意味着提出一个真命题，而只是提出一个决定，即认定一个事件序列要按已观察到的频率继续下去。 科学就是不断逼近真实概率。 即一个命题得到更频繁经验支持，它就是比较好。如

39、牛顿力学得到三百年来经验实践的支持，其频率概率是非常高的。,63,艾耶尔：Alyer,艾耶尔区分了“强”证实和“弱”证实，前者要求以后不能为经验所反驳，是绝对的证实，他承认这是不能达到的。如果经验能使一个命题的真实性成为可能，那它就是“弱”证实。 “如果某一个观察陈述可从这个陈述与某些其他前提的合取中推演出来，而不能只从其他前提单独地推演出来，那么这个陈述就是可证实，从而是有意义的。”,64,3、批判理性主义的划界标准,（1）波普尔对可证实性标准的批判 意义问题是用词问题，理论有无意义，取决于它与当时公认的事实和理论的逻辑关系，也就是它对事实的解释、预见如何，它与以前的理论和与之竞争的理论关系

40、如何，它的解决现存问题和提出新问题的能力如何，而不是决定于来表达理论的词的意义。 由于从单称陈述到全称陈述没有逻辑通道，因此，科学定律、理论不能从观察陈述中归纳出来。 可证实性标准既宽又窄。（相对论/占星术） 实证性并不能真正排除形而上学，而形而上学在一定条件下可转化为科学。（原子）,65,科学与非科学的区别在于它是否具有可证伪性。 由于单称结论为真，并不能传递到全称的前提上，因此，全称的科学命题或理论不可能为经验证实。但可以被经验证伪，其逻辑根据是全称陈述与单称陈述的逻辑不对称性。 可证伪性仅是划界标准，既不是意义标准也不是真理标准,66,（2）理论基础：否定后件推理 前提1 PQ 前提2

41、Q 结 论 P “凡天鹅皆白”（P），则“天鹅t亦白”（Q）；“天鹅t非白”（ Q ），所以“凡天鹅皆白”为假（ P ） 可否证性指在逻辑上可以用经验来证明为假。“明天这里下雨”虽然今天实际经验无法证明它为假，但在逻辑上是可以否证的。而“明天这里下雨或不下雨”是不可否证的。 不可否证的有两种： 重言式：“凡独身汉没有妻子”。 模棱两可：“明天下雨或不下雨”。 一个命题所包含的内容越多，其可否证度越高，就越可能被否证，也就越科学。 今天中午12点30分会降水10毫米。,67,（3）波普尔可证伪性（fallibility ）标准的应用 数学、逻辑学以及哲学、方法论不可否证，不属于经验科学。 占星术

42、、理性宗教（试图用事实、经验，甚至自然科学来论证宗教教义）等是假科学，它们的结论都是不可否证的。 马克思主义国家学说、弗洛伊德性心理分析和阿德勒个性心理学都是假科学。 （4）局限 科学理论不那么易证伪； 可否证性标准太窄，随便提出个假说都可混入科学之列,没有判决性实验；受检验的不是单个假说，而是理论体系（拉卡托斯）,68,4、历史主义的划界标准,69,（1）历史主义否认惟一确定的划界标准 区分 context of discovery 竞争中最好的策略是合作的竞争 而不是把对方淘汰出局.,y,156,捕食者-被捕食者模型,加拿大猞猁和野兔90年数量变化（实线表示野兔，虚线表示猞猁，通过公司市场

43、买卖获得猞猁和野兔皮毛反映）,157,三、获取科学事实中的认识论问题,（一）观察与理论的关系 （二）观察、实验中的机遇问题 （三）实验仪器引入及其问题,158,（一）观察与理论的关系,纯粹中性观察 培根认为，观察是一种纯粹的感官反应活动，它不受任何理论因素的影响，在观察中也应该排除任何理论的影响，纯粹客观地进行观察。 洛克把观察看成是消极、被动、纯感官的生理反应过程，观察就是人们对客体的感觉过程。“如果某人的视网膜上有正常形成的太阳映象，则他就看到了太阳”。 赫胥黎：“你们要象一个小学生那样坐在事实面前，准备放弃一切先入之见，恭恭敬敬地照着大自然指的路走，否则，就将一无所得。” 纯观察说实质上

44、把观察过程等同于纯粹的生理反应过程，即把观察看作类似于摄影机镜头的物理成像状态。,159,观察渗透理论,160,161,162,163,164,165,166,汉森：科学发现的模式,汉森认为，持不同的理论观点的人可能会对同一对象形成不同的观察结果。如开普勒和第谷看到的并不是同一个太阳。这是因为： 眼睛从观察对象得到光刺激而形成视网膜印象，这是物理过程，而“看到”是一种观察经验，属于心理过程，它已把外来刺激与过去认识（包括理论和经验）溶为一体。 人们对感觉材料首先的反应，是有意无意地以一种概念模式去套，使它适用于自己过去较为熟悉的材料，从而使各人对同一对象的反应有各种程度的差异。类似于格式塔心理

45、学（完形心理学）。,167,心理场 物理场,168,科学事实的发现有赖于科学理论背景的转换,氧化说 瑞典药剂师席勒1773年首先通过分解硝酸盐、氧化物、碳酸盐等制得了氧气。由于坚持燃素说，他认为燃烧是空气中的这种“火气”与燃烧物中所含燃素相结合的过程。 1774年英国化学家普利斯特勒独立分解出氧，但命名之为“脱燃素空气”。 拉瓦锡：摆脱燃素说，认为燃烧是可燃物与氧发生化合的反应，于1777年正式提出燃烧的氧化学说。 库恩认为，在哥白尼之后的天文学家，由于理论框架不一样，他们实际上生活在不同的世界里。 视而不见与先入之见。,169,（二）观察、实验中的机遇问题,科学观察实验是人们在一定的理论指导

46、下认识未知的实践活动，具有明确的目的性、高度的组织性和严密的计划性；另一方面由于人们的观察只能建立在已有的认识基础上，难免具有一定的不确定性、意外性。而这种意外，有时却能导致重大的科学发现。 机遇 即能够导致发现的机会。 是一种意外和偶然。,170,1839 固特异Doodyear橡胶的硫化技术。 1895 伦琴X射线。 1899年 冯梅林与明可夫斯基：胰脏与糖尿病。 袁隆平：野生稻种/杂交水稻。,171,机遇性发现的类型,同向性发现 与原有理论（假说）相一致的发现。如海王星，填补化学元素周期表空格的各种元素的发现，正电子的发现等等 背向性发现 与原有理论或预言相反的发现。如迈克尔逊莫雷实验，

47、卢瑟福a粒子散射实验。 异向性发现 与原有理论或假说预言不相干的发现，射马得獐。伽伐尼关于生物电的发现，伦琴关于X射线发现，彭齐亚斯的微波背景辐射的发现。,172,机遇只垂青那些有准备的头脑,有敏锐的思想，丰富的想象力和判断力 巴斯德“在观察的领域，机遇只偏爱那种有准备的头脑”。 弗莱明青霉素/伦琴/约里奥居里误把中子当成高能r射线 要有严密观察的良好习惯和较强的洞察力 达尔文观察野鸭和家鸭 密立根1910年油滴实验，测量电荷，但他指出有一个电荷为电子电荷的2/3是不是一个夸克？ 要有广博的知识和经验 1609里波斯/伽利略的望远镜 勇于探索、勤于尝试，不局限于传统观念和步骤 詹纳并不是第一个

48、给人种牛痘以预防天花的人，达尔文并不是第一个提出进化论的人；巴斯德也不是第一个提出疾病的细菌学说。哥白尼,173,（三）实验仪器及其引出的问题,1、科学仪器加速了科学认识的发展 科学仪器是人类在认识的一定阶段，从生产和生活工具中分化出专门用于认识的工具，科学工具的出现加速了科学认识的发展。科学仪器是实现科学认识的物质手段，是人体认识器官的延伸，是科学知识和科学理论物化的认识工具。 规定主体的认识内容。 改变主体的认识方式：理性思辨/实验探索/集体研究。 推动了认识主体的形成与发展：专门的科学家。,174,2、实验设备和技术是衡量科技发展水平的重要指标,作为科学认识的重要手段，真正系统的科学实验

49、是在16世纪开始的。随着生产的发展和科学技术的进步，科学实验的深度、广度以及手段、规模发生了深刻的变化。 一直到19世纪初，当时最卓越的化学家柏齐里乌斯的实验室还在他在厨房，化学与烹饪一起进行；1817年格拉斯哥大学建立第一个供教学用的化学实验室，1824李比希在吉森大学建立另外一个更出名的化学实验室，至此，实验成为科学家训练必要组成部分。到1870年代剑桥卡文迪许物理实验室成立，爱迪生主持芝加哥“发明工厂”，科学实验的规模才有了突变。20世纪，科学实验进一步社会化，由小集团到国家，甚至国际规模。例如美国的曼哈顿计划，耗资42亿美元，而欧洲核子研究中心实验室，集合了欧洲12个国家的人力和资金。

50、,175,3、世界著名的实验室：卡文迪什实验室与贝尔实验室,176,卡文迪什实验室是电磁理论、气体放电理论、原子物理、核物理、晶体物理、分子生物学和射电天文学的发祥地，成为对新型半导体材料超导体和凝聚态理论等做出重要发展的场所。 在这里,发现过电子、中子、正电子、脉冲星、DNA双螺旋结构、非晶体半导体和有机聚合物半导体材料等。,卡文迪什实验室成就,177,该实验室发明过对核物理、粒子物理学、化学、晶体和射电天文学天体研究有重大作用的仪器和设备，如云室、质谱仪、加速器、X射线摄谱仪和射电望远镜等。 该实验室在科学史上培养出了25位诺贝尔获得者、上百个皇家学会会员、4个皇家学会主席、6个大英科学促

51、进协会主席，出了3个勋爵，23个爵士。为英国和世界各国培养了数以千计的著名物理学教授。,178,贝尔实验室成就,贝尔实验室至今已经产生了11个诺贝尔奖获得者（其中有华裔美籍物理学家朱隶文、崔琦）、8个美国国家科学奖获得者。 专利超过26500个,1996年9月前平均每天1个专利;此后每天平均33.5个专利.,179,4、使用仪器在测量时存在的客观性问题,科学实验一般由实验者（主体）、实验对象（客体）和测量系统（仪器、测量手段）三部分组成。 但问题是，实验者从测量系统中获得的信息是否表征客体的“真实”（real）状态？ 经典物理学相信，测量是对客体固有性质的记录，虽然测量系统对客体有一定干扰，但

52、是可以通过改进实验技术方法，逐渐修正误差，使测量在一定精度内进行。 但当测量微观领域时，这种“干扰”表现得特别严重。,180,海森堡“测不准关系”认为如果人们对电子的位置进行精密的测量，那将会在某种程度上干扰对电子位置 p的认识，反之，如果人们精确地测定了电子的动量，那么位置 x 就完全不清楚，这就是： Et h/2 普朗克常数给出了量子测量的限度。,181,而操作主义认为，测量具有约定性、主观性和任意性。他们认为特定的操作以及由此产生的数据就是测量。测量本身只与完成了的操作有关而与独立于个人经验之外的客观实在无关。 操作主义者强调，对象的可测属性及量的大小不能独立于测量操作而存在，在被测对象

53、与被测手段之间划不出明确的界限。 这样，我们能够理解的，只是操作活动本身而已。,1790年，法国科学界测量了地球子午线，提出把从赤道经过巴黎到北极的子午线的一千万分之一作为长度标准，称为1米。人们根据这个长度标准，用铂制成了第一根标准米尺。1889铂铱合金的X型国际标准米尺；1960年确定为氪86在真空中所发射的色光波波长的1650763.73倍为米的标准长度； 1983年以光在真空中在1/299792458秒的时间间隔内所传播路径的长度。,分形数学：海岸线的长度是不确定的,它依赖于测量时使用的尺度，尺度越小，海岸线越长，甚至无限长。,182,183,184,我们如何把从观察实验中获取的科学事

54、实（感性材料），运用理性思维进行一番去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的加工制作，从繁纷复杂的现象中抽取本质规律？即最终使观察和实验所获得的事实，以理论的形态出现？这得依靠理性的和非理性的思维过程。,185,第三节 科学研究中的思维方法,一、比较与分类 二、类比与移植 三、分析与综合 四、归纳与演绎,一、直觉与灵感 二、形象思维与科学想象,逻辑的,非逻辑的,186,一、比较与分类,比较方法是对彼此有某种联系的事物进行对照，从而揭示它们的共同点和差异点的一种科学方法。通过比较，揭示客观对象之间的异同，是人类认识客观事物最原始、最基本的方法。 分类方法是根据事物的共同点和差异点将事物区分为不同

55、种类的一种科学方法。通过分类，我们就可以将事物区别为具有一定从属关系的不同层次的大小类别，形成各种概念系统，反映客观世界中事物间的区别和联系。,187,二、类比与移植,类比方法也称类推方法，是根据两类对象之间在某些方面的相似或相同而推出在别的方面也可能相似或相同的一种科学方法。 类比是以比较为基础的，它借助比较找出不同事物的相似或相同点，但不顾及差异点，先“以比求类”，然后由事物的已知类似点推出其他的类似点，也即“以此类推”。 卢瑟福：原子结构的太阳系模型；库仑电荷与引力相互作用的类比；富兰克林：莱顿瓶放电与雷电类比,188,共存类比：根据模型系统的元素a与b之间具有共存关系，推断原型系统中相

56、应的a与b也有类似的关系。 因果类比：根据两个对象系统各自的属性之间可能具有同一种因果关系而进行的类比，借助另一相似对象的因果关系探索某个对象的因果关系。 对称类比：根据某些对象系统之间存在着的属性对称关系，把一个对象的属性推论到另一个对象上去，推断它也具有对应的属性。 协变类比。两个对象系统在各自的属性之间可能具有相同的数字关系，把一个对象要素之间的协变关系推断到与其相似的另一个对象上去的类比。 综合类比。根据对象要素间的多种关系与另一对象综合相似而进行的类比推论，如物理模拟就是综合类比。,189,移植方法是吸取、借用一个研究领域、一个研究对象的理论成果和科学方法，运用于其他研究领域和对象的

57、一种方法。 移植法有助于认识从简单走向复杂、从低级走向高级，如对生命现象的研究，都是通过力学、物理学、化学等的最新成果不断向生物学领域移植才得以深化的。,190,三、分析与综合,分析是把客观对象的整体分解为一定部分、单元、环节、要素并加以认识的思维方法； 综合是在分析基础上把对客观对象一定部分、单元、环节、要素的认识联结起来，形成对客观对象统一整体认识的思维方法。 分析与综合相互依存、相互渗透和相互转化，是形成科学概念、构建和发展科学理论体系的重要逻辑方法。 近代科学中的还原主义分析方法，从宏观物体深入原子内部，进入夸克层面，但是容易只是树木，不见森林，有必要辩证的系统分析。,191,四、归纳

58、与演绎,192,（一）归纳,1、归纳法是从个别或特殊事物概括出共同本质或一般原理的逻辑发现方法。 2、历史上的归纳方法 亚氏：简单枚举法、直觉归纳法 培根：三表法 穆勒五法,193,穆勒五法,穆勒认为任何新知识都来自对经验事实的归纳，没有归纳法，就没有新知识。他贬低演绎法，其理由如下： （1）演绎的内容是同义反复，其结论包含在前提之中。如“柏拉图必死”这样的结论包含在“凡人皆死”的前提内，没有告诉我们任何新的内容。 （2）演绎在形式上犯了“预期理由”（petitio principii）的错误。演绎推论正确以其前提的正确为保证，这样为了证明前提的正确性，需要无穷回归，除非窃取一个没有论证过的论

59、据作其论据。 但是归纳法同样面对演绎法的诘难，科学的逻辑必须给人以可靠的知识，但归纳法不能保证必然性。休谟用信念说明必然性知识的来源，但不能保证它的可靠性。为解决归纳逻辑的可靠性问题，穆勒创立“归纳五法”，希望这样就可以得到可靠的新知识。,194,求同法 如果现象A的发生，总是与现象a相关联，并在任何情况下都不改变，则A与a之间存在可靠的因果联系。如戴仑发现物体发声与空气振动的关系。 差异法 如果现象A发生，a现象也相应发生；现象A不发生，现象a就不发生，则现象A与现象a之间存在可靠的因果联系。如巴斯特液体发酵试验。两瓶同样的液体，一瓶密封，一瓶启口与空气相通，后者发酵而前者否，这说明空气中的细菌作用是液体发酵的原因。,195,求同差异法 即上述两种方法的合用。如果A、B、C等喉症患者因及时注射血清而痊愈；D、E、F等喉症患者注射同样的血清，但因不及时而失治。这说明注射血清及时与否是喉症治愈与否的原因。 共变法 现象a只有在条件A发生变化而其他条件都无变化情况下，才与A发生相应的变化，则a与A之间必有有靠的因果关系。如波义