1、第七章 科学理论建构方法,科学假说及其检验科学理论及其结构科学理论体系化方法科学理论的评价方法科学理论的解释方法,第一节 科学假说及其检验,科学假说及其特征科学假说的形成科学假说的检验,恩格斯：“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”。,一、科学假说及其特征,科学假说是关于事物现象因果性或规律性的猜测性解释。为了认识自然现象，人们不仅要描述其性质与状态，把各种现象真实
2、地纪录下来，而且还要探求这些自然现象产生的原因，对事实做出理解和解释。这些以科学事实和科学知识为根据的、暗示“自然之谜”的猜想，就是科学假说。,科学假说的体系,科学假说通常表现为一个比较复杂的体系，可以分解为假说的核心成分和假说的辅助成分两个主要部分。,假说的核心成分,即假说的基本理论观点，包括基本概念、基本命题以及表述现象的基本关系等。科学假说不是无缘无故地提出来的，而是为了回答特定的问题，解释特定的事物现象才被构造提出的。因此，一个假说必须论述设想了什么样的基本假设来解答问题和解释事实。,例证,达尔文进化论的基本假设就是“自然选择”法则孟德尔遗传理论的基本假设就是“遗传因子”的存在魏格纳大
3、陆漂移说的基本假设是“大陆漂移”的观念,假说的辅助成分,包括了除假说基本假设以外的其他一切与该假说有关的成分，如假说的初始条件、背景知识、从基本假设出发的一系列推导（解释或预测）、以及表述经验事实的各种观察陈述等等。辅助成分是用于支持和保护作为核心的基本假设的。,科学假说的特征,科学性即科学假说的提出和建立是以一定的事实材料和科学知识为根据的。,达尔文进化论,“在南美洲看到某些事实，有关于生物的地理分布和古代与现存生物的地质关系，我深深地被这些所打动”。此外，拉马克有关生物进化“问题的探讨引起极大注意的”。还有，赖尔关于地质演变的“均变论”思想和马尔萨斯关于人类“生存斗争”的观点，为达尔文用“
4、自然选择”作为生物进化机制的提供启发。,猜测性任何假说都是对未知现象或规律性的猜想和推测，尚未达到确切可靠的认识，有待进一步验证的认识。,孟德尔遗传因子假说,在孟德尔的高矮植株豌豆杂交试验中，子一代均为高植株，子二代高植株和矮植株的比例为3比1。这种现象无法用公认的理论来解释的,因而孟德尔提出存在着“遗传因子”（“显性的高要素”与“隐性的矮要素”）假说来解释。这种猜测是否确切可靠，究竟是否存在着决定豌豆遗传性状的遗传因子，则是尚未判明的，有待实践的进一步验证。,二、科学假说的形成,科学假说的形成大致可以描述为以下一种过程研究者为了回答特定的问题根据为数不多的事实材料和已有的理论原理通过各种创造
5、性的思维加工活动做出初步的假设然后从已确立的初步假设出发经过事实材料和科学原理的广泛论证，使之充实、扩展 最终形成一个结构稳定的假说体系,问题与求解,科学问题是构造科学假说的起点，没有科学问题的求解，就不可能有科学假说的产生与形成。魏格纳创立大陆漂移说是为了回答“为什么地图上南大西洋两岸的海岸线吻合得那么巧妙？”孟德尔提出遗传因子假说是为了回答“为什么高植株豌豆与矮植株豌豆杂交后，子一代全为高植株，子二代高植株与矮植株的比例恰为3比1？”,基本假设的提出,科学问题提出以后，研究者通过构造各种假说来解答问题。它最初可能仅仅是一个基本假设且通常极富猜想成分,例证,为了解释“飞蛾扑火”现象美国昆虫行
6、为学家卡拉汉提出猜想：“也许这棕色的小飞蛾压根儿是对这闪闪烛光落入了情网！若是果真如此，那么这灼热的火焰中除了可见光之外必定还有其他东西也可能在那热焰中放出了一种我们甚至难以想象的红外信号或其他什么电信号，而正是这些信号引起了夜蛾的激情，勾起其无限的爱恋，直到如痴如狂的地步，这种性的诱惑把这着了迷的小生命带进死亡的深渊”。,假说的基本假设不仅具有浓重的猜想色彩，而且在形成初期是粗糙的、不很精确的。卡拉汉先是用“性的诱惑”以及“烛光发射出一种飞蛾能感受到而人眼不能感受到的某种频率”作为基本假设后来他改用相对准确的“性息素”与“红外辐射”等概念再后来随着他对昆虫的研究从飞蛾扩展到合欢虫、蚂蚁乃至整
7、个昆虫领域，他就确立了关于昆虫行为假说的更为严谨的表述，即“昆虫用红外辐射进行通讯（传达信息）”。,基本假设的展开,从已经确立的基本观点出发，通过演绎程序，广泛地解释已知事实和预测未知事实。基本假设解释的事实越多，支持假说的经验证据就越多作为假说辅助成分的外围越扩展，那么作为假说核心的基本假设就越稳固，整个假说的结构系统就越充实,例证,魏格纳以大陆漂移的基本假设为中心，能够圆满解释以下各组事实各大陆块可以像拼版玩具那样拼合起来，大陆块边缘之间的吻合程度是非常高的大西洋两岸及印度洋两岸彼此相对地区的地层构造是相同的大西洋两岸的古生物物种（植物化石和动物化石）几乎是完全相同的留在岩层中的痕迹表明，
8、在3.5亿年前到2.5亿年前之间，今天的北极地区曾经一度是气候很热的沙漠，而今天的赤道地区曾经为冰川所覆盖，这些陆块古时所处的气候带与今日所处的气候带恰好相反。,三、科学假说的检验,一个科学假说的真理性如何，在它形成之时就已经客观上确定了。但是，人们对一个科学假说的真理性的认识，却要通过对假说进行检验才能获得判定。,假说检验的步骤：从假说引申出关于事实的结论、对事实结论的验证。,理论对事实的推导：把假说的核心观点结合以被证明的知识，引申出关于事实的推断或预测。,例证,根据人类居住的大地是球形的假说，可以引申出这个结论：人们从某一地点出发，保持同一方向往前行进，总会回到出发的地方。又如，根据海底
9、扩张学说可以推断出这个结论：离中央海岭越近的海底越年轻，离中央海岭越远的海底越年老。,对事实结论的验证：通过实践检查从假说引申出来的关于事实的推断与预测是否可靠。这个步骤是对事实结论的验证，也是获得证据的过程。,直接检验,把关于事实的推断直接和观察、实验、实践的结果相对照。,间接检验,由于技术上的困难或时过境迁，人们无法或尚不能对被推断的事实通过观察或实验的方法之间核实时，就需要采用间接检验了。,海底扩张学说结论的验证,由于海底移动速度极其缓慢（每年大约数厘米），海底物质从中央海岭涌出，然后移动到海沟又降回地球内部，全部过程大约需要2-3亿年时间。因此，不可能通过直接观察海底移动的方式断定海底
10、的年龄。后来，科学家利用岩层中所含微量放射性元素的自然衰变现象，根据放射性元素的衰变期和数量，计算出了海底岩层的年龄。,假说检验的相对性,一方面，科学假说不是仅仅由个别的实践活动就能完全验证的，它的真理性要在科学发展的长期考验中逐步地判定。另一方面，尽管个别的检验活动对假说的真理性不具有绝对的判定意义，但也不可否认，个别检验活动为假说真理性的判定提供了评估的参考指标。,第二节 科学理论及其结构,科学理论的特征科学理论的结构,一、科学理论的特征,科学理论经过理论论证和实践检验了的客观真理，是对某种自然现象或社会现象的系统说明。它是由一定的科学概念、科学原理以及对其理论论证所组成的知识体系。,客观
11、真理性,自然界的规律是不以人的意志为转移的，构成科学理论的概念、范畴、原理等，都是对客观规律的正确抽象和概括。它所依据的经验材料是经过实践反复检验的，它所建立的理论，是经过严格逻辑论证的。,客观真理性要件,建立这一理论所凭借的事实材料必须是经过实践复核且证明是真实的根据这些事实材料所提出的假定性规定已经得到实践确认，并经得起实践的进一步检验根据这种理论所做出的科学预见都能在实践中得到证明,科学理论的历史性,实践是历史的活动，受到历史条件的制约，因而科学理论也是一定历史条件下的产物，并在一定的实践条件下经受检验，它只能从一定的侧面，在一定的深度和广度上反映客观世界的规律性。,普遍性,科学理论是从
12、各领域、层次、过程或方面现象中抽象、概括出来的，并通过揭示某一领域的共同本质而普遍适用于这个领域，能对这个领域复杂多样的现象做出解释，能预言将出现在这个领域内的新现象。,例证,经典电磁场论通过揭示电磁波的规律性而普遍适用于电、磁、光等现象。量子理论通过揭示波粒二象性而普遍适用于各种微观客体。,普遍性要件,科学理论必须从某个确定范围内的普遍现象出发，从某个事物的全部总和出发，通过对大量有关现象的概括才能形成。科学理论应该具有普适性，即从大量现象中抽象出来的理论必须能够说明包括假象在内的全部有关现象，并且在它所反映事物的范围内获得普遍的应用。科学理论必须反映事物的全部发展过程和阶段。,逻辑性,科学
13、理论必须概念明确、判断恰当、推理正确、论证严密，其逻辑结构能概括地复现客体总体，理论中的范畴和规律是一个个依次推导出来的，有着前后一贯的内在联系。科学理论一般具有演绎的逻辑结构、逻辑上的无矛盾性和完备性等特点。,二、科学理论的结构,科学理论的结构，是指构成科学理论体系的知识元素(概念、定律、原理等)的一种相对稳定的联系方式，表明知识元素在一个科学有机体中以何种方式结合起来，并在理论体系中占据什么地位，它们如何决定着科学理论的整体性质和功能。,基本概念：构成科学理论出发点的起始概念。在一个科学理论中包括着众多的概念，其中一些为数不多，能够在构造理论体系时发挥中心作用并作为逻辑出发点的概念，就是基
14、本概念。,例证,几何学中的点、线、面等力学中的力、质点、速度、加速度、质量、功能等化学中的元素、原子、分子、化合、分解等,基本原理：那些反映事物最普遍、最本质的关系，作为科学理论逻辑前提的，因而在理论中具有公理性质的理论定律。,基本原理是研究对象基本关系的反映，是科学理论赖以建立的基础。基本原理在逻辑结构中表现为判断的思维形式，一般是用全称肯定判断来陈述的。如牛顿力学的三个基本定律和万有引力定律、爱因斯坦狭义相对论的相对性原理和光速不变原理等。,科学推论：科学理论中由基本概念和基本原理演绎推导出来的派生概念和判断，因而也是得到逻辑证明的具体概念和具体推论，它执行着解释和预见功能，与经验事实有着
15、直接的关系。如从狭义相对论引申出来的钟慢、尺缩效应，质能关系式等等。,演绎推论的意义,演绎推论揭示了前提和结论之间的逻辑联系，把某个领域的科学知识系统地结合成一个严密的体系，从而构成科学的解释性基础。演绎推论还是科学预见的手段，它能把一般原理运用于研究对象并做出科学预见，这些科学预见也就可以作为新的观测和实验的出发点。,由基本概念、基本原理和科学推论组成的科学理论，具有演绎式的结构。其中基本概念和基本原理构成了科学理论的逻辑基础，是理论的核心和最本质的部分，决定了理论内在性质和类型，制约着理论的发展方向。,第三节 科学理论体系化方法,公理化方法从抽象上升到具体的方法历史与逻辑相统一的方法,一、
16、公理化方法,公理化方法：从尽可能少的基本概念、公理、公设出发，运用演绎推理规则，推导出一系列的命题和定理，从而建立整个理论体系的方法。由公理化方法所得到的逻辑演绎体系称为公理化体系,爱因斯坦：“我们推崇古代希腊是西方科学的摇篮。在那里，世界第一次目睹了一个逻辑体系的奇迹，这个逻辑体系如此精密地一步一步地推进，以致它的每一个命题都是绝对不容置疑的我这里说的就是欧几里德几何。推理的这种可赞叹的胜利，使人类理智获得了为取得以后的成就所必需的信心”。,牛顿自然哲学的数学原理,力学现象中提出,基本概念,关于行星月球海洋等的运动,现实应用,质量动量惯性力时间空间运动,表述出,牛顿三定律万有引力定律,推论出
17、,公理系统,理论化,运用于宇宙系统中,建立公理化理论体系的关键是如何引进基本概念和确立一组公理。基本概念是不加定义的概念，必须是无法用更原始、更简单的概念去界定的概念。公理是基本概念相互关系的规定，这些规定是必要而合理的。,运用公理化方法的原则,无矛盾性，即要求逻辑上首尾一致，不允许出现相互矛盾的命题，这是科学性的要求。独立性，即所有公理彼此是独立的，其中任何一个公理都不可能从其他公理中推导出来，这是逻辑简单性的要求。完备性，即要求所选择的公理是足够的，从他们能够导出有关本学科的全部定理、定律，这是体系完整性的要求。,公理化方法的局限性,哥德尔的不完备定理说明了任何一个公理化体系不可能既是完备
18、的，又是无矛盾的。一个理论的真理性是不可能在这个理论本身的领域内来解决的。任何公理化体系都是人类认识的一个阶段的总结，都不可能是绝对严格、绝对完备的。,二、从抽象上升到具体的方法,以科学概念为起点，将概念、原理和推论予以网络展开和系统化，使它们依次地表述出来，从而构成一个严密的理论体系结构，综合地再现活生生的具体对象。,抽象的规定,从大量的经验材料出发，经过科学概括，建立某些局部的科学定律（经验定律或经验公式，如波义耳定律），这些定律或公式反映了这一类自然现象的某一侧面或特点反映了其中某些规律性的东西,思维的具体,对抽象规定的经验定律加以分析和综合，从那些最基本的规定扩展到整体，把事物的各种联
19、系在思维中完整地复制出来，即把事物作为整体在思维中再现出来（科学理论，如分子物理学）。,从抽象上升到具体的方法论原则,抽象的适度性作为建构理论体系的逻辑起点的抽象，既是高度的，同时又不是过限的。在实际抽象过程中，往往会发生抽象不足或抽象过限，即有时没有把对象中非本质的、次要的、表面的、偶然的因素排除干净，有时又把本来是构成本质的因素当作非本质的因素排除掉。,上升过程的层次性,在任何一个成熟的理论体系内部，由最简单而抽象的前提到最复杂而具体的结论之间，都要经过一系列的中间环节。即在从抽象上升到具体的过程中，按照对象本身的转化关系，循序渐进地从较低层次上升到较向的层次，不能跳过或超越任何一个中间环
20、节。,决不能不通过任何中介环节，而把一般的抽象形式同它的任何一个特殊形式混淆起来”（马克思）。,“具体”的统一性,由于思维的具体是研究对象全部多样性的统一、综合，因此要全面考察对象，就要把认识对象放在多方面的联系中进行考察，将关于对象各种抽象的规定，按其内在联系加以综合地概括，将原先撇开的因素和联系逐一地恢复起来，从而把对象的本质从整体上完整地抽象出来。只有这样，才能掌握各种规定的统一性，才能将对象的整体性在思维中再现出来。,三、历史与逻辑相统一的方法,历史与逻辑的统一指在建构理论体系时要坚持将由概念、原理和推理所组成的逻辑结构与客观的历史发展过程或人类对它的认识发展过程相一致。所谓历史，是指
21、客观事物的发展过程或人类对它的认识过程。逻辑则指人的思维对客观事物发展规律的概括反映，亦即历史的东西在理性思维中的再现。,恩格斯：“历史从哪里开始，思想进程也应当从哪里开始，而思想进程的进一步发展不过是历史过程在抽象的、理论上前后一贯的形式上的反映；这种反映是经过修正的，然而是按照现实的历史过程本身的规律修正的”。,历史与逻辑相统一的方法论原则,科学理论客观基础的历史性：科学理论的逻辑概括要以历史发展为基础，“它需要历史的例证，需要不断接触现实”马克思恩格斯选集。坚持科学理论基础的历史性，就是要考察研究对象的历史和对研究对象的认识史，将自然本身发展或对自然认识发展的历史过程及其各个环节弄清楚，
22、作为构建科学理论体系的基础和前提，或作为检验理论体系逻辑进程的标准和证明。,科学理论逻辑程序的重演性,海克尔：“个体发育就是种系发育的短暂而迅速的重演”。恩格斯：“整个有机界的发展史和个别机体的发展史之间存在着令人惊异的类似”。“在思维的历史中，某些概念或概念关系(肯定和否定，原因和结果，实体和变体)的发展和它在个别辩证论者头脑中的发展的关系，正如某一有机体在古生物学中的发展和它在胚胎学中(或者不如说在历史中和个别胚胎中)的发展的关系一样”马克思恩格斯选集。,坚持科学理论逻辑程序的重演性，就是把对象的历史或认识对象的历史过程在抽象的纯粹的形态上复制出来，使理论体系真实地再现和反映对象的历史。当
23、然，“这种反映是经过修正的，然而是按照现实的历史过程本身的规律修正的，这时，每一个要素可以在它完全成熟而具有典范性的发展点上加以考察”马克思恩格斯选集。,建构类型之一,按自然事物的历史发展进程和逻辑推演程序相一致的原则来建构理论体系。一般来说，经验性较强的自然科学理论体系是采用这种方法来构造的。如化学理论体系是从简单的元素开始，从元素到化合物，从无机化合物到有机化合物，从小分子到大分子等，这个过程和自然历史的发展过程是一致的。,建构类型之二,按人类认识自然历史过程和逻辑推演程序相一致的原则来建构理论体系。一般来说，数学和数学化的自然科学理论体系是用这种方法来构造的。例如，物理学的逻辑发展顺序是
24、：力学从静力学到运动学到动力学，再到分子物理学与热力学、波动物理学与声学，再进入电磁学、相对论和量子力学，它与人类对物理运动认识发展过程基本一致。,第四节 科学理论的评价方法,逻辑实证方法可证伪性方法历史主义方法,科学理论评价,科学活动主体对科学理论进行再认识，并表示选择意向的一种活动。评价科学理论的目的是为了在相互竞争的多种理论上做出合理的选择，以促进知识成长和科学进步，所以科学理论评价问题在科学哲学各流派中一直受到普遍重视，形成了不同的评价标准和评价模式。,一、逻辑实证方法,强调通过经验事实的观察和逻辑分析来验证和评价科学理论的方法，是伴随着近代科学的发展而逐步确立的科学理论评价方法。,维
25、特根斯坦一个命题要成为有意义的，必须具备两个条件一是命题必须符合语言的逻辑二是命题要与他所描述的事态的存在或不存在相一致，即意义的可证实性,石里克：将“可证实性”区分为“经验的可能性”和“逻辑的可能性”。“经验的可能性”同自然规律不矛盾，或者说同自然规律相容；而“逻辑的可能性”是一种“服从我们，为我们的语言制定的语言规则的”。完全证实是说无论从逻辑上还是经验上，都要求做出明确无误、确凿无疑的说明，事实上这是根本办不到的。因此我们的证实是一种证实的可能性，或者说是一种“可证实性”。,卡尔纳普：提出用确证论来取代证实论。 “如果证实的意思是决定性地、最后地确定为真，那么我们将会看到，从来没有任何(
26、综合)语句是可证实的。我们只能够越来越确实地验证一个语句。因此我们谈的将是确证问题而不是证实问题”。,证实与确证的区别,对一个理论假说的“证实”，就表明这个理论是真的，而且永运正确；而对一个理论假说的“确证”，只是现阶段的得到确定，并不保证以后也确定。换言之，“证实”不仅是对理论过去的评价，也是对理论现实和将来的评价；而“确证”只是对理论过去的评价，它对于这个理论的未来什么也没有说。,评价,逻辑经验主义的科学理论评价模式尽管经历了许多变化，但其基本内容就是将经验证实原则跟归纳逻辑结合起来。逻辑经验主义从谋求一种经验事实对命题的完全证实即强的证实到只要求对命题的部分证实即弱的证实，用确证来代替证
27、实，用概率的真来代替完全的真，这一“战略性”的退却，既反映了他们的实证原则所遇到的困难，也表明了他们对科学知识确证性以及这种确实性合理性标准的执著追求。,但与迄今为止的任何类型归纳逻辑一样，它实际上根本解决不了如何定量这个关键问题，并且还存在着两个致命的弱点：第一，它把任何个别证据对理论假说的支持程度都看作相同的、等价的。第二，检验证据的单称命题对科学理论全称命题的支持程度，其逻辑概率几乎等于零。,二、可证伪性方法,波普尔：“理论的科学标准，就是理论的可证伪性，或可反驳性”。只有具有可证伪性、可反驳性的理论，才是科学的，反之就是非科学的。衡量一种理论的科学地位的标准是它的可证伪性或可反驳性或可
28、检验性。,可证伪性的意义,作为科学理论全称陈述的证实与证伪具有非对称性，“这个不对称来自全称陈述的逻辑形式。因为，这些全称陈述不能从单称陈述中推导出来，但是能够和单称陈述相矛盾”（波普尔）。也就是说,要证实一个全称陈述需要无限个单称陈述而要证伪一个全称陈述则只需要一个单称陈述,科学理论评价标准之一,要求理论比背景理论具有更多的经验内容。因为理论的经验内容愈多，就意味着它愈可检验、愈可证伪。因此这个标准亦即要求选择具有更高的可检验性或可证伪性的理论。,科学理论评价标准之二,要求理论经受住“严峻检验”。若理论和背景知识合在一起所预测的结果跟单独由背景知识所预测的结果不同，前者概率高，后者概率低，这
29、种检验即为严峻的检验。换句话说，一个理论的预测是背景知识所预料不到的，与背景知识的陈述相违反，它是如此出乎预料，如此不可信，但这种预测却能得到确认，这种预测的检验即是严峻的，进而背景知识将被这一理论所修改。,科学理论评价标准之三,理论的逼真性波普尔把科学理论所具有的逼近真理的性质称为“遇真性”，而把逼真性的程度称为“逼真度”。一个理论愈进步，它就愈符合事实，就愈接近真理，它的逼真度就愈高。,评价,波普尔的理论评价标推，归根到底都着眼于科学进步，要求理论比其先行者具有更多、更深刻的内涵，表现了科学哲学对科学理论的深刻性的追求，这对于逻辑经验主义仅仅着眼于追求科学理论的确证性，一味要求理论相对于证
30、据具有高概率，无疑是一个突破。,但朴素的证伪理论预设了一个前提即背景知识为真，是免受检验的，而恰好这一预设是违反了科学史实际的。一个合乎实际的经验事实对理论的检验并不是经验事实和该孤立的被检验理论二者之间的关系，而是经验事实、被检验理论和背景知识三者之间的关系。也就是说，在经验科学的实际检验过程中，证伪一个被检验的理论与证实一个被检验的理论一样，也不存在逻辑的必然性。不仅如此，证伪的复杂性还突出地表现在下述两个方面。,证伪的复杂性之一,新旧理论的更替，在说明事实方面往往是有亏损的，特别是一个新理论在诞生的初期，可能不成熟，往往不能说明旧理论所能说明的全部事实，但它很有前途。这种现象是美国科学哲
31、学家库恩首先指出来的，因此被叫做“库恩亏损”。这说明，理论与经验不符合时，不能立即抛弃理论，否则一个很有前途的科学理论就容易被扼杀在摇篮里。,证伪的复杂性之二,由于观察渗透理论，证据可能被理论污染，“一个理论所以可能同证据不一致，并非因为它不正确，而是因为证据是已被玷污了的”（法伊尔阿本德）。,塔的证据,在提出者看来，物体自高空垂直下落这种自然现象，是表明地球静止不动的一个无可辩驳的论据。在哥白尼时代，没有一个“地动说”的拥护者能成功地解释这一现象。直到伽利略发现了惯性原理之后，才知道不是由于哥白尼的理论不正确，而是由于“塔的论据”受理论污染了。,三、历史主义方法,库恩：不存在一种不变的、统一
32、的客观标准。“这五个特征精确性、一致性、广泛性、简单性和有效性都是一种评价理论是否充分的标准准则”。但这样的特征是无法精确定义的，因此也就有各人不同的理解，“每个人在相互竞争的理论之间进行选择，都取决于客观因素和主观因素的混合，或者说共有准则和各人职责的混合”。由此库恩以科学家共同体的约定来说明如何做出选择。,劳丹：评价一个理论，无论是他的合适性或进步性，都是看其解决问题的能力。“科学本质上是一种解题活动”，科学的目的就是不断地消除未解决问题和反常问题，尽量扩大已解决问题的范围。“理论的合理性和进步性与它的确证性或证伪性并无多大关系，而与它的解决问题的有效性密切相关”。,当然，完美解决存在问题
33、的理想状况几乎没有，我们不必苛求理论的解题效力。“只要一个理论对一个问题作了近似的陈述，就可以说这个理论解决了这个问题”。如果这一理论到后来并不能确立，那么我们就寻找下一个更能解决问题的理论，如此循环往复，持续不断。,第五节 科学理论的解释方法,解释是理论的再建构科学解释的类型科学解释的几种学说科学理论解释的覆盖律模式,一、解释是理论的再建构,解释：通过科学理性，用概念、定律和理论来观察、理解世界，即人们把相关事实纳入到一个可以理解的框架中，通过这个概念体系，各种各样的观察材料形成一个统一的整体，每一个单独的事实在这个整体中具有了恰当的位置。,科学解释：对世界的解释并不是科学特有的任务，哲学、
34、宗教等都在不断努力的给出自己的解释。不同在于哲学和宗教试图将现象归结为终结的实体或超验的原理，而科学解释则在对事物全面分析综合的基础上，形成科学定律和理论表达的概念系统。科学理论系统将不同的现象都归结为同样的基本过程，归结为同样的基本机制，归结为同一组基本规律，从而使人们认识世界成为可能。,科学解释包括对科学理论本身的解释,对世界的解释使我们认识到所发生之事背后看不见的原因。但这一解释首先便建立在认识能力的可靠性的基础之上。假如人类认识能力缺少一种实在的可能性，那么科学理论相当于建立在沙滩上的大厦，随时可能崩溃。对科学理论自身的解释不仅揭示了已知事实的本质，也确立了从理论上把握它们的可能性。,
35、科学理论的预见构成了对相关现象未来某种可能的解释,科学认识并不只是停留在对过去和现在的解释上面，只能说明已知的事实，科学理论之所以能够成为科学理论，有个重要的特征就是其预见性。科学预见是科学理论能动作用最鲜明、最显著的表现之一，也是科学理论相对独立性最有特色的表现之一，在科学预见中显示出理论思维能够明显地超越认识的经验层次。,二、科学解释的类型,因果解释：试图解释现象的发生、某种经验规律存在的原因，在形式上表现为某种还原的程序。如近代物理学就企图用运动学和动力学规律来解释一切物理现象。,概率解释：试图解释现象遵循着怎样的统计规律。这一解释建立在必然性通过偶然性表现出来这一哲学基础上。这里应该强
36、调的是概率解释并不是经验性质的，尽管它来源于经验。其概率特征取决于客观存在的概率本质，并不是认识主体的主观所造成的。如量子力学中的波动方程式对一定外部条件下的原子客体行为给出的解释。,结构解释：在于阐明系统的结构，解释系统各成分之间的联系，用结构来解释系统的某些属性、行为或结果。结构解释以承认结构对物质要素的从属依赖关系为前提，着眼于通过结构来揭示它们之间的本质联系。如在物理化学中，通过揭示高分子、分子、原子等的结构，来说明物质的物理化学属性。,功能解释：把系统某个因素看作是整个系统功能涌现的必要条件，通过分析由这个因素所实现的功能，帮助人们增加对整个系统的认识。但应当注意到，功能解释只是局部
37、的、不完备的，通常要与其它类型的解释结合起来，才能在总体上得出令人满意的结果。如在生物学中，通过对氧气交换分析来解释生命存在的必要条件。,三、科学解释的几种学说,逻辑论证说：科学解释是由普遍律所做的论证，即覆盖被解释项，而对科学解释模式的构造就是对科学解释的解释。,逻辑论证说的内容,科学解释在于回答为什么的问题,而“为什么的问题”又可区分为“寻求解释的为什么的问题”与“寻求理由的为什么的问题”。科学解释是对事件“原因”的说明，而不是提供理由。科学解释可以分为“定律解释”和“对定律的解释”两个层次。“科学解释即逻辑论证”是逻辑实证主义对“广义的科学解释”本质的把握。,因果结构说：科学解释是对世界
38、因果结构的探求，对被解释现象的科学解释就是使之合于自然界的因果模式。“因果结构说”将科学解释分为两个层次：一是考察作为因果性证据基础的统计相关关系。二是进一步用因果关系对统计相关进行解释。,萨尔蒙：“存在于世界之中并为科学解释提供基础的关系是因果关系”。但是“因果性”概念先于 “解释”概念，并且统计性与统计解释被认为是根本的，这都涉及到了现代物理学中爱因斯坦与玻尔关于概率的本体论及其量子力学性质的论争。,范式归化说（消除困惑说）：科学解释是用解释性范式对异常现象的归化或理解，从而使一意外的结果变成意料的结果的活动。,图尔敏：科学解释是“自然秩序理想”规范下的对自然过程的理解活动，“自然秩序理想
39、是科学解释的起点，是一切解释的基础”。对于科学解释来说，自然秩序理想具有作为解释模式和标准的意义。,汉森：所谓“解释”，就是用理论把某事物置于一个与其他事物相互联系的整体的结构或概念模式之中，“仅当我们能把X置于关于其他事物例如Y和Z的概念的联锁模式中，我们才有X的解释”。,语用说科学解释本质上是一个语用的问题，它强调科学解释是一个涉及理论、事实及解释者的三元关系，而不是“逻辑论证说”所说的理论事实的二元关系。实用主义在科学解释的理解中对语用维度的强调，突出了科学解释过程中的社会学的和心理学的因素。,阿欣斯坦的“语旨行为”：科学解释不能脱离对解释者行为的研究，科学解释论应当解决三个主要问题：什
40、么是一个解释行为什么是解释行为的产物，即解释应当如何评价解释,范弗拉森的“解释的语用学”科学解释基本上是一个语用的概念，其基本的解释关系是“对于人p来说x说明y”的形式。“在科学上相关的因素中间,语境决定解释上的相关者”。因此，科学解释就变为一种随时间、地点和人的特定性质构成的语境的不同而不同的对“为什么问题”的回答。,四、科学解释的覆盖律模式,在所有解释模式中，覆盖律模式与1962年亨普尔在演绎定律VS统计解释中提出的“归纳统计”模型(Inductive-Statistical Explanation，简记为I-S)，被誉为科学解释的标准模型，其后出现的许多解释理论大都是对它们的修正或替代。
41、,覆盖律模式,1948年亨普尔和奥本海默在科学解释的哲学研究一文中提出的“演绎定律”模式(Deductive-Nomological Explanation，简记为D-N)。它力图运用逻辑和经验的条件，精确解释科学解释的逻辑过程，给出满足某些条件科学解释的定义。,亨普尔科学解释的条件,被解释项必须是解释项逻辑演绎的结果（）解释项必须包含导出被解释项所不可缺少的普遍律（L）。解释项必须具有经验内容(E)，亦即它必须至少在原则上能被实验或观察所检验。组成解释项的句子必须是真的。,亨普尔解释条件图示,E 被解释项,C1，C2，Ck 初始条件L1，L2，Lk 普遍规,解释项,亨普尔通过将科学解释设定为
42、论证过程，将被解释现象置于覆盖律之下一方面使现象的解释具有知识基础，使现象的导出具有逻辑有效性。另一方面知识与逻辑则使现象的发生表现为“必然的”、“理所当然的”。,科学解释的I-S模型,由于D-N模型没有考虑统计规律，而现实中许多现象是统计的，因此在D-N模型的基础上，1962年亨普尔又提出了科学解释的“归纳统计”模型（I-S模型）。由于D-N模型和I-S模型都必须至少包含一个普遍规律(或统计规律)，因此，合称为科学解释的覆盖律模型，被认为是科学解释的标准模型。,亨普尔标准解释模型不仅适用于对特定事实的解释，还有对普遍规律的解释，不仅适用于自然科学领域，而且还适用于社会、历史领域，理想的科学解释就应该是覆盖律的。,诘难与反例：标准解释模型把科学解释单纯地看作逻辑论证，不能保证解释项与被解释项一定相关，无法解决无关项参与解释的问题。其典型反例Ardon Lyon ( 1974) 的金属受引力：,所有金属都导电 所有导电体都受引力作用 所以，所有金属都受引力作用 ,在Ardon Lyon反例中,和确实逻辑推导出了结论，并且是普遍律，和在原则上可由实验或观察来检验,因此完全符合D-N模型的要求。但金属并不是因为其导电才受到引力的作用，金属受重力吸引是因为其有质量。可见标准解释模型不能排除无关项参与解释。,
