科学理论与科学发展.ppt
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1、1,第四讲 科学理论与科学发展,2,主要内容和结构,1 科学的划界2 科学的本质3 自然科学的价值4 科学发展的模式5 科学理论的逻辑结构及其评价依据,3,1 科学的划界,4,1.1 早期认识:亚里士多德和培根,(1)亚里士多德(Aristotle,384-332B.C.)科学知识是关于事物原因的、必然的、普遍的、永恒的认识,因而是不可能靠感觉经验获得的。科学知识必须是能用逻辑来证明的知识,逻辑证明和推论是获得科学知识的方法。例如,他将运动视为广义上的变化,包括实体的生成和消灭,量的增大和减少,质的变化以及位置的移动等。,5,1.1 早期认识:亚里士多德和培根,(2)弗兰西斯培根(Franci
2、s Bacon,1561-1626)近代自然科学的鸣锣开道者。首次总结出科学实验的经验方法归纳法,对近代科学的发展起到了指导作用。科学是对自然的解释。新工具:“解释自然和人的王国的箴言”。科学知识只能来自自然,获得知识的途径有二:实践与思考,或观察与论证。,6,1.2 实证主义哲学,孔德(Auguste Comte 17981857),实证主义的创始人、实证主义在法国的最大代表。实证主义哲学认为,应当以实证的知识来代替神学和形而上学的思辨概念。科学是应当由经验(观察、实验)来证实的知识,因为科学知识只能来自经验。,7,1.3 逻辑经验主义,德国科学哲学家石里克(M.Schlick,1882-1
3、936)在20世纪科学革命以后,实证论也有很大的发展,成为逻辑经验论,或者叫逻辑实证论。这就是维尔纳学派的哲学。石里克是维尔纳学派的领袖,他原来是学物理的,博士论文是关于相对论的,但是他后来研究科学哲学。,8,1.3 逻辑经验主义,石里克(M.Schlick,1882-1936)如果一个命题,既不能用经验来证实,也不能用逻辑来证明,那它就没有任何意义,就不是科学的命题。石里克认为“证实”有两种:“事实的”证实和“逻辑的”证实。证实原则的内在困难:因为科学命题一般都是全称命题(如,所有的金属都是导体,所有乌鸦都是黑色的等),在时间和空间上都是无限的,而我们的经验永远都是有限的。,9,1.3 逻辑
4、经验主义,美籍德裔哲学家卡尔纳普(R.Carnap,1891-1970),现代逻辑经验主义的主要代表及集大成者。“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(综合)语句是可证实的。我们只能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。”用“可检验性”来代替“可证实性”。例如:达尔文的自然选择进化论。,10,1.4 批判理性主义,波普尔(Karl Popper,1902-1994),英国科学哲学家。命题不能被经验所证实,因为每次经验证实都是单称判断,而科学理论一般都是全称判断。经验证实原则是以归纳法的有效性为信念的。例,“所有天鹅皆白色”。波普尔
5、的新观念:命题虽然不能证实,但可以证伪。,11,1.4 批判理性主义,证实与证伪在逻辑上是不对称的。例如,1亿只白天鹅的观察,也不能证实“所有天鹅皆白色”的命题,只要观察到1只黑天鹅,就彻底推翻了这个全称陈述。经验证伪的科学划界标准:“一个陈述只有它是可检验或可证伪的,才是科学的;反之,不可证伪的就是属于非科学、形而上学”。,12,1.4 批判理性主义,根据证伪标准,下列六类命题都不是科学命题:(1)重言式命题。如“生物是有生命的物体”。(2)罗列了各种可能性的逻辑命题。如“明天这里可能下雨,也可能不下雨”。(3)数学命题,也是同义反复,如“2+2=4”。(4)形而上学命题。哲学命题都是经验以
6、外的命题,不可能用经验来证伪。(5)宗教神话命题,也是超越经验的命题。(6)伪科学命题,虽讨论了经验问题,但叙述模棱两可,如占星术、相面术。,13,1.5 科学历史主义,库恩(T.S.Kuhn),当代美国著名科学史家和科学哲学家。不能只从科学理论与经验事实的关系方面来思考科学划界问题;应当从历史的、社会的角度来研究。,14,1.5 科学历史主义,历史的过程:前科学常规科学反常危机科学革命新的常规科学常规科学与前科学的区别,在于形成了“范式”。“科学共同体”:在科学发展的某一个时期,许多科学家在一定的学科领域形成了具有共同的基本理论、基本观点和基本方法的集团。“范式”:科学共同体所共有的信念、理
7、论观点、模型、范例。科学家按照一定的范式解决难题的活动,便是科学。,15,1.6 科学无政府主义,奥地利哲学家费耶阿本德(Paul Karl Feyerabend,1924-1994)他提出了一种与传统看法截然对立的科学方法论论点“怎么都行”。科学与非科学既不可能区分,也不应该区分。非科学的方法和成果,对科学的发展有很大促进作用,所以不应当把科学与非科学硬性拆开。例如,古代巫医不分,医学得益于巫术。中医的针灸不是科学,但对医学很有帮助。,16,1.7 多元论,加拿大物理学家、哲学家邦格(M.Bunge)科学是一种复杂的存在,具有多方面的本质属性。科学划界的标准也应当是多元的。,17,1.7 多
8、元论,邦格说:“我们判断一块金属是不是真金,除了看颜色和光泽之外,还要考察许多其他属性。同样,判断一个知识领域是不是科学也要考察它的许多特征。”他把科学看作一个特定的知识领域,分为共同体、社会、哲学、所谈论的事物、形式背景、特殊背景、问题、特殊知识储备、目标、方法等10方面元素。这些元素共有12方面特征,满足了这些条件的知识领域才是科学。,18,2 科学的本质,19,2.1 科学是一种知识,(1)意识形式知识、符号形式知识和物化形式知识意识形式知识是存在于人们大脑中的知识,或存储于人们记忆之中的知识。符号形式知识,是由言语、文字、图画等符号所表述出来的知识。物化形式知识,是凝聚在人造物中的知识
9、。科学具有这三种形式的知识,可是当我们谈论科学知识时,主要是指符号形式知识。,20,2.1 科学是一种知识,(2)言传知识和意会知识英国物理化学家、哲学家波兰尼(M.Polanyi)把知识分为言传知识和意会知识。他认为科学知识中也有意会知识,他甚至把言传知识比喻为巨大冰山露出水面的小小的尖顶。波兰尼强调长期被人忽略的意会知识,是有意义的,但不能因此认为科学“只可意会,不可言传”。科学必须是言传知识,必须是可表述、可解释、可论证的,否则各种神秘主义、伪科学就会混淆视听。,21,2.1 科学是一种知识,(3)日常知识和专业知识常识的两层含义:其一,人们在日常生活中自发地、自然而然地形成的知识,主要
10、是生活经验和生产经验,或者是自己的亲身体验,或者是从别人那里听来的经验;其二,一个时期被公众知道的知识。专业知识是由特殊人群(专业人员)研究出来的知识。自然科学是关于自然界的专业知识。,22,2.2 自然科学本质上是关于自然界物质和运动的认识,自然界是个庞大的系统,那么自然科学是以什么为切入口来研究自然界的呢?或者说,自然科学研究自然界时,主要研究的是什么?恩格斯认为,自然科学的研究对象主要是物质或物体,而物质或物体只有在运动中,在相关联系中才能被认识。,23,2.2 自然科学本质上是关于自然界物质和运动的认识,知识社会学中的建构主义观点:自然科学知识的内容不是来自于自然界,而是由科学家在社会
11、活动中建构出来的。自然科学的发展(包括科学理论的形式、选择、竞争)受着各种社会因素的影响,但它的内容是对自然界各种物质形态、运动形态的具体本质、具体规律的正确反映,并不是科学家关在实验室里随心所欲闭门造车的结果。如果取消了科学的客观对象,也就取消了科学的客观内容。建构主义这样来理解“建构”、“知识的制造”是不妥当的。,24,2.3 科学也是一种活动,一种社会建制,人类最初认识自然的活动,是生存活动的一部分。体力劳动与脑力劳动分工以后,科学认识活动逐渐形成。到了近代,出现了一批既有专业分工、又有广泛学术交流的职业科学家,建立了一定的研究机构与组织。科学家采用了系统的科学研究方法和认识工具,使用了
12、一套专门的学术用语和符号。社会为科学家提供了一定的经费和奖励,学校培养了专门人才,出版了大量的学术性和普及性的刊物和著作。这一切都使自然科学认识活动成为一种典型的、系统的、专业化的、高级的认识活动。,25,3 自然科学的价值,26,3.1 认识功能与认识价值,(1)自然科学使人类对自然界的认识领域不断拓展,已涉及到微观、宏观和宇观等层次。空间范围:大至150亿200亿光年,小到1013厘米以下;时间范围:历史追溯已达150亿200亿年之久。(2)自然科学使我们逐步掌握了许多自然物的内部结构和变化规律。例如,生物遗传现象。,27,对生物遗传的本质和规律的认识的历程,28,3.1 认识功能与认识价
13、值,(3)自然科学研究可以使我们发现过去所不知道的自然物与自然运动。法国的勒维列和英国的亚当斯根据牛顿力学预言了海王星的存在;俄国的门捷列夫根据化学元素周期律预言了一些新的化学元素的存在。,29,3.2 间接的经济价值,自然科学是知识形态的生产力,通过技术可以转化为现实的、物质的生产力,从而具有间接的经济价值。例如,法拉第的电磁感应研究起初是纯电磁学研究,却揭开了电的时代的序幕。相对论研究的起因同经济生活毫无关系,可是质能关系式E=mc2的发现,却预示了原子能时代的到来。俄国昆虫学家施万维奇多年对蝴蝶翅膀花纹的研究,曾被人嘲弄为是没有任何用处的雕虫小技,可是在卫国战争期间,竟然为建筑物的伪装作
14、出了重要贡献。,30,3.3 多方面的文化价值,科学研究是创新的事业,一部科学史处处都体现着实事求是、解放思想的品格。近代自然科学是欧洲文艺复兴运动的产物,也是人类这场空前思想解放运动的一个重要组成部分。科学研究又要求人们实事求是,从实际出发,尊重客观事实和客观规律;要求人们严谨认真,一丝不苟。科学作为一种文化,不仅指科学知识,还包括科学精神,启发人们用科学的态度、科学的方法来分析和处理各种问题。,31,4 科学发展的模式,32,4.1 因经验积累而进步的发展模式,思想萌芽:弗兰西斯培根科学家的研究活动蜜蜂采蜜,即从自然界采取原料,然后把它变成新产品。经院哲学家像蜘蛛一样只用自身物质来织网。炼
15、金士和其他经验主义者像蚂蚁一样只知道不加选择地搜集原料而不作丝毫加工。,33,4.1 因经验积累而进步的发展模式,最早代表:19世纪的科学哲学家惠威尔(William Whewell,1794-1866)通过对科学史的研究发现,科学是在从事实出发,用概念去综合事实,使事实上升为定律;再通过综合上升为理论这个历史过程中进步的。,34,4.1 因经验积累而进步的发展模式,最早代表:19世纪的科学哲学家惠威尔科学的进化发展支流汇合成江河,强调科学通过把过去的成果逐渐合并到现在的理论中而不断进化。比如,牛顿的万有引力定律相对于伽利略定律、开普勒定律的研究体现为一种进步,是因为在牛顿理论中包含了伽利略的
16、自由落体定律、开普勒的行星运动定律等。旧理论不论多么荒谬总会对科学的进步产生影响,如燃素说虽被氧化说所取代,但它把燃烧、酸化和呼吸归为一类来进行研究的见解却在化学史上起了积极作用。,35,4.1 因经验积累而进步的发展模式,20世纪初期逻辑实证主义者的科学理论发展观:先后产生的两个理论T和T之间的关系,逻辑地看,可以有T与T等价和T优于T两种,但历史地看,从T到T便是知识的增长。科学进步或知识的增长,在于通过归纳逻辑得到高概率经验证实的命题和理论的积累。,36,4.1 因经验积累而进步的发展模式,基本主张科学发展是一个渐进积累的直线发展过程,其中没有渐进的中断,没有革命;观察事实越多,越深入,
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