科學(xué)理論系統(tǒng)化

科學(xué)理論系統(tǒng)化一、科學(xué)理論系統(tǒng)化的概述科學(xué)理論的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)而曲折的道路。任何一門(mén)科學(xué)理論當(dāng)其累積了一定數(shù)量的概念、范疇、原理和定律之后，那么，依據(jù)理論陳述的內(nèi)在聯(lián)系加以整理，系統(tǒng)地確定各個(gè)陳述所處的地位，就成為無(wú)可避免的事情了。這就必然存在著一個(gè)如何對(duì)某一科學(xué)理論進(jìn)行系統(tǒng)化的問(wèn)題。積了一定數(shù)量的概念、范疇、原理和定律之后，那么，依據(jù)理論陳述的內(nèi)所謂科學(xué)理論系統(tǒng)化就是運(yùn)用一定的邏輯手段，對(duì)某個(gè)特定研究領(lǐng)域中的某種研究傳統(tǒng)所累積的龐大理論知識(shí)進(jìn)行合理的重建。任何一門(mén)科學(xué)總是要通過(guò)系統(tǒng)化的方法把已經(jīng)獲得的各種理論知識(shí)

概念、定律和原理構(gòu)成一個(gè)嚴(yán)密的科學(xué)理論系統(tǒng)。這是一門(mén)科學(xué)發(fā)展成熟的標(biāo)志。愛(ài)因斯坦說(shuō)，“由經(jīng)驗(yàn)材料作為引導(dǎo)，研究者寧愿提出一種思想體系，它一般地是在邏輯上從少數(shù)幾個(gè)所謂公理的基本假定建立起來(lái)第1卷，第115頁(yè)）也就是說(shuō)，科學(xué)理論應(yīng)當(dāng)作為一些邏輯上相互聯(lián)系的命題的某種系統(tǒng)而存在，這些命題反映（描述）的是某個(gè)對(duì)象領(lǐng)域的本質(zhì)的即規(guī)律的、普遍的和必然的內(nèi)在聯(lián)系。的。我們把這樣的思想體系叫做理論。”（《愛(ài)因斯坦文集》，商務(wù)印書(shū)館，理論系統(tǒng)化的特點(diǎn)在于，構(gòu)成理論體系的那些術(shù)語(yǔ)和陳述并不是按照任意的或外在的次序排列的，它不像辭書(shū)那樣按照詞匯條目排列順序，而是依照理論陳述之間的邏輯性而構(gòu)成一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、完整的、連貫的系統(tǒng)。換句話說(shuō)，理論系統(tǒng)中的術(shù)語(yǔ)、陳述相互間存在著一定的邏輯聯(lián)系。它借助于邏輯的手段從某些陳述過(guò)渡到另外一些陳述，各個(gè)陳述之間串聯(lián)的總和就組成了嚴(yán)密的理論系統(tǒng)。所以，系統(tǒng)化不是任意的，而是合理的重建。的。我們把這樣的思想體系叫做理論?！保ā稅?ài)因斯坦文集》，商務(wù)印書(shū)館，那么這種邏輯性或者合理性，究竟是指什么呢？也就是說(shuō)，理論系統(tǒng)化的邏輯手段（系統(tǒng)化的方法）是什么呢？一種是演繹的理論系統(tǒng)。這里所運(yùn)用的系統(tǒng)化方法（邏輯手段）是公理化的方法，即選擇一些最基本的理論命題作為最原始的前提，叫做公理，然后應(yīng)用演繹法，從公理推導(dǎo)出其他的一切理論命題，叫做定理。用這種方法進(jìn)行系統(tǒng)化就可以建立公理化的演繹系統(tǒng)。最早的演繹系統(tǒng)可以追溯到古希臘的歐幾里得幾何學(xué)體系?，F(xiàn)代的自然科學(xué)理論，普遍采用演繹系統(tǒng)的形式。另一種是闡明對(duì)象發(fā)展的歷史規(guī)律性的演化理論系統(tǒng)。這里所運(yùn)用的系統(tǒng)化方法（邏輯手段）是邏輯與歷史一致的方法，即按照對(duì)象發(fā)展的歷史規(guī)律性來(lái)確定理論系統(tǒng)的邏輯順序。這種邏輯順序不過(guò)是對(duì)象發(fā)展的歷史過(guò)程在理論上純態(tài)的、概括的再現(xiàn)。凡是闡明對(duì)象發(fā)展歷史規(guī)律性的理論，比如天體演化理論，生命起源理論，物種進(jìn)化理論，胚胎發(fā)育理論，科學(xué)程序理論等等，普遍地采用邏輯與歷史一致的方法。理論的系統(tǒng)化無(wú)論采用哪一種方法，其目的都是為了建立具有以下基本特征的理論體系：第一，嚴(yán)密的邏輯性?？茖W(xué)理論體系都應(yīng)有嚴(yán)密的邏輯性，它們都應(yīng)當(dāng)是采用一定的邏輯方法，按照邏輯的必然聯(lián)系組成的嚴(yán)密系統(tǒng)。演繹系統(tǒng)的嚴(yán)密邏輯性表現(xiàn)在從前提推導(dǎo)出結(jié)論具有必然性。也就是說(shuō)，真理性必然從前提傳遞到結(jié)論。邏輯演繹的實(shí)質(zhì)就在于從真前提推出假結(jié)論是不可能的。“我們推崇古代希臘是西方科學(xué)的搖籃。在那里，世界第一次目睹了一個(gè)邏輯體系的奇跡，這個(gè)邏輯體系如此精密地一步一步推進(jìn)，以致它的每一個(gè)命題都是絕對(duì)不容置疑的——我這里說(shuō)的就是歐幾里得幾何。推理的這種可贊嘆的勝利，使人類理智獲得了為取得以后的成就所必需的信心?！保ā稅?ài)因斯坦文集》，商務(wù)印書(shū)館，第一卷，第313頁(yè)）科學(xué)發(fā)展的實(shí)際情況表明，演繹法是使科學(xué)理論系統(tǒng)具有嚴(yán)密邏輯性的重要手段。但是，公理化方法卻不是系統(tǒng)化的唯一方法。由于各門(mén)科學(xué)的性質(zhì)和發(fā)展?fàn)顩r不同，因而它們進(jìn)行系統(tǒng)化的邏輯手段也不完全相同。遵照邏輯與歷史相一致的原則，根據(jù)認(rèn)識(shí)對(duì)象歷史演變的必然性。建立科學(xué)理論體系的邏輯順序同樣是嚴(yán)密邏輯性的表現(xiàn)。關(guān)鍵在于命題之間的過(guò)渡不是任意的，而是合乎規(guī)律的過(guò)程。第二，全面性。科學(xué)理論系統(tǒng)是在一定歷史條件下人們對(duì)外界作出的近似的描述?？陀^世界的事物是復(fù)雜的，是各個(gè)部分、各個(gè)方面的相互作用、相互聯(lián)系的完整統(tǒng)一體。因而反映客觀自然界的理論系統(tǒng)也應(yīng)當(dāng)是在一定歷史條件下盡可能較全面地反映事物的情況。由于歷史條件的限制以及科學(xué)家個(gè)人認(rèn)識(shí)上的限制，許多科學(xué)理論的真理性，開(kāi)始總是不完善的。隨著科學(xué)實(shí)踐的不斷發(fā)展，人們認(rèn)識(shí)的遂步深入，才能一步一步地積累起對(duì)客觀事物的較多方面的認(rèn)識(shí)。而理論的系統(tǒng)化就是綜合以往的認(rèn)識(shí)成果，以理論體系的形式，提供出到目前為止關(guān)于研究對(duì)象的最全面最完整的認(rèn)識(shí)。第三，統(tǒng)一性。愛(ài)因斯坦曾論述過(guò)科學(xué)理論的統(tǒng)一性問(wèn)題，他說(shuō)：“在發(fā)展的第一階段，科學(xué)并不包含別的任何東西。我們的日常思維大致是適合這個(gè)水平的。但這種情況不能滿足真正有科學(xué)頭腦的人，因?yàn)檫@樣得到的全部概念和關(guān)系完全沒(méi)有邏輯的統(tǒng)一性。為了彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，人們創(chuàng)造出一個(gè)包括數(shù)目較少的概念和關(guān)系的體系，在這個(gè)體系中，'第一層’的原始概念和原始關(guān)系，作為邏輯上的導(dǎo)出概念和導(dǎo)出關(guān)系而保留下來(lái)。這個(gè)新的'第二級(jí)體系’，由于具有自己的基本概念（第二層的概念），而有了較高的邏輯統(tǒng)一性，但這是以那些基本概念不再同感覺(jué)經(jīng)驗(yàn)的復(fù)合有直接聯(lián)系為代價(jià)的。對(duì)邏輯統(tǒng)一性的進(jìn)一步的追求，使我們達(dá)到了第三級(jí)體系，為了要推演出第二層的（因此也是間接地推出第一層的概念和關(guān)系，這個(gè)體系的概念和關(guān)系數(shù)目還要少，這種過(guò)程如此繼續(xù)下去，一直到我們得到了這樣一個(gè)體系：它具有可想象的最大的統(tǒng)一性和最少的邏輯基礎(chǔ)概念，而這個(gè)體系同那些由我們的感官所作的觀察仍然是相容的。”（《愛(ài)因斯坦文集》，商務(wù)印書(shū)館，第l卷，第344-345頁(yè)）古代力學(xué)知識(shí)的發(fā)展曾導(dǎo)致亞里士多德“物理學(xué)”和托勒密的“宇宙體系理論”，前者是描述物體在地球上的運(yùn)動(dòng)，后者是描述天體的運(yùn)動(dòng)。這兩種理論是彼此分離、各自獨(dú)立的。伽利略和牛頓將精密的數(shù)學(xué)方法引進(jìn)到力學(xué)中，并使力學(xué)真正成為一門(mén)科學(xué)，隨著開(kāi)普勒行星運(yùn)行定律被歸并進(jìn)牛頓的萬(wàn)有引力定律，引力定律精確地預(yù)言未知行星和彗星周期，地上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和夭體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律驚人地統(tǒng)一起來(lái)，從蘋(píng)果到月亮，從沙粒到太陽(yáng)乃至一般星體無(wú)不滿足牛頓運(yùn)動(dòng)定律和引力定律，牛頓被譽(yù)為S'“宇宙的唯一解釋者"。S'■cJ但是到十九世紀(jì)末，在物理學(xué)的發(fā)展中又發(fā)現(xiàn)了一些新現(xiàn)象，對(duì)于這些現(xiàn)象，經(jīng)典力學(xué)的一些概念和定律就不再適用。經(jīng)典力學(xué)的所謂絕對(duì)真理性，終于被表明為近似的、有限的。經(jīng)典力學(xué)的適用范圍只限于運(yùn)動(dòng)速■cJ二十世紀(jì)初發(fā)展起來(lái)的相對(duì)論則是在更普遍意義上描述了物理客體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，不僅能夠描述低速運(yùn)動(dòng)物體，而且更適于描述牛頓力學(xué)無(wú)法解釋的接近于光速的高速運(yùn)動(dòng)物體。由此可見(jiàn)，科學(xué)理論的發(fā)展是愈來(lái)愈走向統(tǒng)一，因而，統(tǒng)一性是科學(xué)理論系統(tǒng)的最基本特征。第四，簡(jiǎn)單性。公.廿」所謂簡(jiǎn)單性是指一個(gè)科學(xué)理論系統(tǒng)所包含的彼此獨(dú)立的假設(shè)和公理最少。愛(ài)因斯坦是這樣表達(dá)這個(gè)原則的：“我們所謂的簡(jiǎn)單性，，并不是指學(xué)生在精通這種體系時(shí)產(chǎn)生的困難最小，而是指這體系所包含的彼此獨(dú)立的假設(shè)或公理最少；”（《愛(ài)因斯坦文集》，商務(wù)印書(shū)館，第1卷，第299頁(yè)）?！拔业囊馑际侵高@樣一種努力，它要把一切概念和一切相互關(guān)系，都?xì)w結(jié)為盡可能少的一些邏輯上獨(dú)立的基本概念和公理?！保ā稅?ài)因斯坦文集》，商務(wù)印書(shū)館，第1卷。公.廿」“邏輯簡(jiǎn)單性”原則既不是理論內(nèi)容上的簡(jiǎn)單性，也不是數(shù)學(xué)形式上的簡(jiǎn)單性，而是要求理論體系基礎(chǔ)在邏輯上的簡(jiǎn)單性（獨(dú)立的邏輯要素，即不下定義的概念和推導(dǎo)不出的命題盡可能少）和理論體系在結(jié)構(gòu)上的“和諧性”。一般地說(shuō)，在兩個(gè)相互等價(jià)的科學(xué)體系之中，邏輯上具有簡(jiǎn)單性的那一個(gè)可認(rèn)為是更優(yōu)越些。海森堡的矩陣力學(xué)雖然與薛定諤的波動(dòng)方學(xué)等價(jià)，但是矩陣力學(xué)比波動(dòng)力學(xué)更具邏輯簡(jiǎn)單性。在更高層次的量子場(chǎng)論中正是由于矩陣力學(xué)中量子泊松括弧具有邏輯簡(jiǎn)單牲，因而它被采用為表達(dá)理論的有力工具。根據(jù)“簡(jiǎn)單性原則”進(jìn)行理論的選擇，可以提高科學(xué)理論體系的可靠性?；仡櫩茖W(xué)發(fā)展史，物理學(xué)一直存在著這樣一個(gè)企圖，即尋求統(tǒng)一的理論基礎(chǔ)，它是由最少數(shù)概念和基本關(guān)系所構(gòu)成的，本學(xué)科領(lǐng)域的其他一切概念和一切關(guān)系，都可以用邏輯方法推導(dǎo)出來(lái)。實(shí)際上進(jìn)也是所有科學(xué)理論系統(tǒng)所追求的目標(biāo)?？茖W(xué)理論系統(tǒng)所具有的以上特征，充分顯示了科學(xué)理論系統(tǒng)化的必要性。它是科學(xué)理論發(fā)展一定階段的總結(jié)，是科學(xué)理論體系成熟的具體標(biāo)志。二、公理化的方法公理化的方法是科學(xué)理論系統(tǒng)化的有效方法。我們研究和掌握公理化的方法，對(duì)于形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)理論系統(tǒng)，具有重要的意義。任何一門(mén)科學(xué)在其發(fā)展過(guò)程中，當(dāng)積累了大量的理論知識(shí)，具備了一定數(shù)量的范疇、原理和規(guī)律以后，就要求給予整理，構(gòu)成系統(tǒng)的理論。公理化方法就是依照某門(mén)科學(xué)所提供的理論知識(shí)，從中抽取出一些基本概念和基本命題作為定義、公理，然后應(yīng)用邏輯規(guī)則演繹出其它一系列命題，構(gòu)成理論系統(tǒng)。因此經(jīng)過(guò)公理化處理的理論，已經(jīng)不是零散知識(shí)的堆積和羅列，而是按照演繹邏輯建立起來(lái)的科學(xué)理論系統(tǒng)。在科學(xué)史上，公理化方法出現(xiàn)是比較早的。公元前七世紀(jì)以來(lái)，由于丈量土地和建筑的需要，幾何學(xué)不斷發(fā)展起采，積累了大量關(guān)于各種幾何圖形的計(jì)算技術(shù)與計(jì)算規(guī)則，簡(jiǎn)直令人眼花繚亂。怎樣把它整理為一個(gè)嚴(yán)密的邏輯系統(tǒng)呢?這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。歐幾里得選取了少數(shù)不加定義的原始概念和不需證明的幾何命題作為公理、公設(shè)，使它們成為全部幾何學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和原始前提；然后應(yīng)用亞里士多德的演繹邏輯，推演出一系列的幾何定理。這樣就把古代關(guān)于幾何的知識(shí)系統(tǒng)化成為一個(gè)演繹的體系，撰寫(xiě)了著名的《幾何原本》（共十三卷）.其中五卷是關(guān)于平面幾何，五卷是關(guān)于立體幾何，還有三卷是關(guān)于數(shù)和比例的。第一卷開(kāi)始時(shí)給出了23個(gè)定義，五條公設(shè)，繼之為五條公理，其中的定義比如：“點(diǎn)是沒(méi)有部分的”“線是無(wú)寬的長(zhǎng)度”，其中的公設(shè)比如：“直線與另兩直線相交，如某側(cè)兩內(nèi)角之和小于二直角，則此二直角如不限制地引伸出去，必相交于其內(nèi)角之和小于二直角之一側(cè)”，其中的公理比如：“相互重合的兩事物是相等的”，“全體大于部分"。歐幾里得正是從這些定義、公理和公設(shè)出發(fā)，運(yùn)用演繹法推出一系列的幾何定理，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆绞浇⑵饚缀螌W(xué)的理論系統(tǒng)?？梢哉f(shuō)，它是科學(xué)史上理論系統(tǒng)化的最早嘗試。該書(shū)是兩千多年來(lái)傳播幾何學(xué)知識(shí)的重要典籍，在歷史上還從來(lái)沒(méi)有一本教科書(shū)象《幾何原本》那樣鞏固而長(zhǎng)期地流傳成為廣大學(xué)生的讀物。自1482年到十九世紀(jì)末，《幾何原本》的印刷本竟用各種文字出版了一千版以上?！稁缀卧尽返纳羁桃饬x遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出幾何學(xué)本身，而更重要的是方法論方面的意義，它是應(yīng)用公理化方法研究數(shù)學(xué)的典范。所以，歐幾里得不僅是幾何學(xué)理論的奠基人，而且是公理化方法的創(chuàng)始人。隨著人們科學(xué)思維能力的不斷提高，人們逐步發(fā)現(xiàn)了歐幾里得公理體系的一些缺點(diǎn)。例如：“分氣“長(zhǎng)”、“寬氣“界”等概念不加定義就使用了。有些定義用語(yǔ)含糊不清。在論證命題時(shí)，常常若明若暗地借助于幾何直觀。歐幾里得通過(guò)訴諸圖形疊置來(lái)證明它們的全等，推演出某些定理。但在公理中并沒(méi)有提到這種疊置的使用。因此，歐幾里得不得不越出公理系統(tǒng)之外去“證明”他們的一些定理。正如任何科學(xué)的發(fā)展都經(jīng)歷著從不完善到比較完善的過(guò)程一樣，公理化方法也經(jīng)歷著從不完善到比較完善的逐步發(fā)展過(guò)程。后來(lái)許多數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家對(duì)公理化系統(tǒng)進(jìn)行了研究，不斷克服歐幾里得幾何學(xué)公理體系所存在的直觀性、不嚴(yán)密性等缺點(diǎn)，使公理化方法不斷地成熟起來(lái)。公理化的方法產(chǎn)生于數(shù)學(xué)，是形成數(shù)學(xué)理論體系的重要方法。但它不僅屬于數(shù)學(xué)?！稁缀卧尽烦霈F(xiàn)以后，力學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)等仿效它，也把各自的理論公理化成具有嚴(yán)密邏輯性的體系。例如，阿基米得表述“靜力學(xué)”的理論體系時(shí)，先是提出以下的“公設(shè)”：nj“1.相同的重物放在相同的距離上就處于平衡狀態(tài)，而相同的重物放在不同的距離上則不平衡，杠桿要朝著放在較遠(yuǎn)距離上的那個(gè)重物傾斜。njnj當(dāng)放在一定距離上的重物處于平衡時(shí)。如果在其中一個(gè)重物上加一點(diǎn)份量，它們就不平衡了，杠桿要向加了份量的那個(gè)重物一端傾斜。nj同理，如果從其中一個(gè)重物取出一點(diǎn)份量，它們也不平衡，杠桿向沒(méi)有取出份量的那個(gè)重物一邊傾斜。”等等，nJ共七條，再?gòu)墓O(shè)出發(fā)演向沒(méi)有取出份量的那個(gè)重物一邊傾斜。”等等，nJ共七條，再?gòu)墓O(shè)出發(fā)演繹出以下諸定理:“1.在相同距離上處于平衡的重物是相等的??nj在相等距離上不等的重物不平衡，杠桿向較重的重物傾斜?不等的重物也會(huì)（或者說(shuō)可以）在不同的距離上達(dá)到平衡，較重的物體應(yīng)在較近的距離上??”等等共十五條。（參看【美】喬治?伽莫夫著：《物理學(xué)發(fā)展史》，商務(wù)印書(shū)館，第8-9頁(yè)）從哥白尼時(shí)代開(kāi)始，經(jīng)過(guò)伽利略、開(kāi)普勒已發(fā)現(xiàn)了許多力學(xué)定律。然后，牛頓在他的名著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中，第一次有系統(tǒng)地運(yùn)用公理化方法表述了經(jīng)典力學(xué)的體系。在該書(shū)里，他對(duì)“質(zhì)量'、“動(dòng)量”、“慣性”等作了定義后，提出了著名的牛頓三定律：njI.每個(gè)物體繼續(xù)保持其靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，除非有力加于其上，迫使它改變這種狀態(tài)。II.運(yùn)動(dòng)的改變和施加的致動(dòng)力成正比例，并且發(fā)生在施加力的直線方向上。m.作用與反作用總是等量而反向?；蛘哒f(shuō)，兩物體間的相互作用總是大小相等，方向相反。在這三條基本定律中，最重要的是第二定律。由它們出發(fā)，并結(jié)合萬(wàn)有引力定律，運(yùn)用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)手段，可以演繹出整個(gè)經(jīng)典力學(xué)體系。牛頓第二定律作為一組運(yùn)動(dòng)微分方程，在給定初始條件及力場(chǎng)分布后，可以推出物體在任意時(shí)刻狀態(tài)（速度、加速度、位置、軌跡）。定義力對(duì)時(shí)間的積累為沖量，可導(dǎo)出動(dòng)量定理及動(dòng)量守恒定律：物體動(dòng)量的改變等于所受沖量，如物體在某方向受力為零，則該方向動(dòng)量守恒。若定義力對(duì)空間的積累為功，則可推出功能原理及機(jī)械能守恒定律:合外力對(duì)物體做功等于物體動(dòng)能的增量，只受保守力作用的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。把上述定理與定律應(yīng)用于轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，便有角動(dòng)量定理和角動(dòng)量守恒律：系統(tǒng)角動(dòng)量的增量等于外力矩的沖量矩；當(dāng)合外力矩為零時(shí)，系統(tǒng)角以上構(gòu)成了牛頓力學(xué)的整套體系，它在處理速度不太大、體積不太小的宏觀系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)取得了巨大的成功。牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》曾被認(rèn)為是經(jīng)典力學(xué)體系的奠基著作，在科學(xué)歷史上堪與歐幾里得的《幾何原本》相媲美。十八世紀(jì)法國(guó)數(shù)學(xué)家、力學(xué)家拉格朗日引入了虛位移和虛功原理，同樣運(yùn)用了公理化方法研究了任意力系的力學(xué)規(guī)律，推導(dǎo)出任意力系中質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌道的微分方程和其它力學(xué)定律，開(kāi)創(chuàng)了分析力學(xué)這一研究領(lǐng)域，拉格朗日公理化體系所得結(jié)果與牛頓力學(xué)公理化體系是完全等價(jià)的。后來(lái)，1843年，哈密頓應(yīng)用一種新的數(shù)學(xué)方法——變分法，提出了又一個(gè)與牛頓定律等價(jià)的原理——哈密頓原理。哈密頓原理有許多等價(jià)形式，由它可推出拉格朗日方程，進(jìn)而反推出牛頓第二定律的數(shù)學(xué)方程。正因?yàn)槿绱耍霉茴D原理做起始定律，亦可推出牛頓力學(xué)推得的一切定理與結(jié)論。在牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)拉格朗日、哈密額等人的工作把經(jīng)典力學(xué)改造成了更為精致和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓砘w系。公理化方法在熱力學(xué)中也得到了應(yīng)用。從熱力學(xué)的兩個(gè)最基本定律出發(fā)，可以給出各種熱現(xiàn)象及熱運(yùn)動(dòng)體系的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)描述。熱力學(xué)第一定律指出：系統(tǒng)在任一過(guò)程中吸收的熱量等于內(nèi)能的增量與對(duì)外做功之和。第一定律宣告不能制成第一類永動(dòng)機(jī)（不消耗能量而對(duì)外做功的機(jī)器）。它實(shí)際上是能量守恒與轉(zhuǎn)化定律在熱學(xué)方面的體現(xiàn)。熱力學(xué)第二定律指出了熱運(yùn)動(dòng)的方向性，它指出：熱量自發(fā)地由低溫物體轉(zhuǎn)向高溫物體而不引起環(huán)境變化是不可能的。它宣告把吸收的熱量全部對(duì)外做功的第二類永動(dòng)機(jī)也不可能成功。從以上兩條定律出發(fā)，可以討論各種熱力學(xué)問(wèn)題，導(dǎo)出一系列重要結(jié)論和公式。例如：（1）討論理想氣體的性質(zhì)，定量給出系統(tǒng)的熱容量、內(nèi)能、狀態(tài)方程等。（2）討論理想卡諾循環(huán)，指出一切真實(shí)熱機(jī)效率不高于卡諾熱機(jī)效率。⑶導(dǎo)出熱力學(xué)系統(tǒng)的各種熱力學(xué)函數(shù)（熵、焓、內(nèi)能、自由能、吉布斯函數(shù)等）以及各種函數(shù)間的一切熱力學(xué)關(guān)系。（4）討論熱力學(xué)系統(tǒng)的各種平衡問(wèn)題：如熱平衡、力學(xué)平衡、化學(xué)平衡、相平衡等等。這一切構(gòu)成了整個(gè)熱力學(xué)體系。再來(lái)看電動(dòng)力學(xué)。整個(gè)電動(dòng)力學(xué)體系正是以麥克斯韋方程組的四個(gè)方程和洛侖茲力公式為基礎(chǔ)依照公理化方法建立起來(lái)的。十九世紀(jì)，人們?cè)趯?shí)踐中已經(jīng)總結(jié)了諸如庫(kù)倫定律、安培定律、法拉第定律等等許多關(guān)于電與磁的實(shí)驗(yàn)定律。在此基礎(chǔ)上，具有嚴(yán)謹(jǐn)數(shù)學(xué)頭腦的蘇格蘭物理學(xué)家麥克斯韋創(chuàng)造性地概括出高層次的電磁理論，提出麥克斯韋方程組。同時(shí)洛侖茲根據(jù)電磁相互作用關(guān)系提出了運(yùn)動(dòng)電荷在電磁場(chǎng)中受力的著名洛侖茲公式。以上這些電磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及它和帶電物體的相互作用規(guī)律，成為電動(dòng)力學(xué)的理論基礎(chǔ)。已知有關(guān)電磁學(xué)的一切實(shí)驗(yàn)定律：歐姆定律、庫(kù)侖定律、安培定律、法拉第定律等等，都可由此推出。量子力學(xué)也可以看作一個(gè)公理化理論體系，從薛定諤波動(dòng)方程和測(cè)不準(zhǔn)原理出發(fā)，可以得出各種量子化微觀系統(tǒng)的各種力學(xué)量的本征值及取值幾率，從而定量描述微觀系統(tǒng)的狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)。就其本質(zhì)而言，薛定諤方程在量子力學(xué)中的地位與牛頓第二定律在經(jīng)典力學(xué)中的地位相當(dāng)，正象經(jīng)典力學(xué)的一切定理、定律及力學(xué)關(guān)系都由牛頓三定律以及萬(wàn)有引力定律推出一樣，描述微觀運(yùn)動(dòng)的各種關(guān)系均可由薛定諤方程以及測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系推出。20世紀(jì)以來(lái)。公理化方法應(yīng)用到數(shù)學(xué)和物理學(xué)的各個(gè)部門(mén)中去、這說(shuō)明了公理化方法隨著自然科學(xué)的發(fā)展，它本身也得到發(fā)展，從原來(lái)是數(shù)學(xué)中的一個(gè)方法發(fā)展成為物理學(xué)中的一個(gè)方法，并不斷通過(guò)數(shù)學(xué)和物理學(xué)等自然科學(xué)的發(fā)展，經(jīng)受實(shí)踐的檢驗(yàn)。這正如數(shù)理邏輯學(xué)家A.A?弗蘭克爾所說(shuō)：“數(shù)學(xué)中的公理化方法始于歐幾里得韻《幾何原本》，到了十九世紀(jì)，它又得到更新，當(dāng)時(shí)主要是用于幾何學(xué)，二十世紀(jì)以來(lái)，公理化的方法已經(jīng)獲得了巨大的發(fā)展，幾乎所有數(shù)學(xué)與邏輯學(xué)領(lǐng)域和物理學(xué)與其他科學(xué)的某些分支都經(jīng)歷了公理化的分析?！?P.貝爾納斯：《公理集合論》，阿姆斯特丹，1958年英文版，第3頁(yè))公理化方法在經(jīng)驗(yàn)科學(xué)中的應(yīng)用，有它自己的特點(diǎn)。依據(jù)牛頓的看法,在經(jīng)驗(yàn)科學(xué)中應(yīng)用公理化方法可分為兩個(gè)階段:第一階段是建立一個(gè)演繹的公理系統(tǒng)，第二階段是對(duì)公理系統(tǒng)的理論體系作出經(jīng)驗(yàn)的解釋，即公理系統(tǒng)應(yīng)與物理世界中的事件聯(lián)系起來(lái)。在《自然科學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)中，牛頓自始至終堅(jiān)持區(qū)分公理系統(tǒng)和它在經(jīng)驗(yàn)中的應(yīng)用。例如，牛頓在關(guān)于流體動(dòng)力學(xué)的那章中，區(qū)分了在各種假設(shè)沒(méi)有阻力的條件下用以描述運(yùn)動(dòng)的“數(shù)學(xué)動(dòng)力學(xué)”與它在經(jīng)驗(yàn)中的應(yīng)用。在用實(shí)驗(yàn)測(cè)定一種特定的介質(zhì)的阻力怎樣隨穿過(guò)它運(yùn)動(dòng)的物體速度而變化后，就實(shí)現(xiàn)了數(shù)學(xué)動(dòng)力學(xué)的應(yīng)用。這是牛頓對(duì)科學(xué)方法理論做出的最重要的貢獻(xiàn)之一。由于公理化方法對(duì)科學(xué)的發(fā)展及科學(xué)理論體系的形成有著重要的作用，因而引起了人們的重視，并把公理化本身做為研究對(duì)象，探討它的合理性標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。建立公理化系統(tǒng)必須遵循如下原則：第一，公理化系統(tǒng)必須是無(wú)矛盾的。這就是說(shuō)，從公理體系所確定的幾個(gè)基本定義、公理和公設(shè)出發(fā)，無(wú)論推論多遠(yuǎn)，決不會(huì)出現(xiàn)相互矛盾的命題。如果在公理體系中演繹出互相矛盾的命題，那么，這樣的理論系統(tǒng)就不可能是嚴(yán)格的，一貫的。對(duì)于任何一個(gè)經(jīng)驗(yàn)科學(xué)理論系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，如果理論命題A和一A（A的否定）在這個(gè)系統(tǒng)中不會(huì)同時(shí)成立，那么這個(gè)系統(tǒng)可稱為無(wú)矛盾的系統(tǒng)。因?yàn)橄嗷ッ艿拿}不可能同真，因而對(duì)于任何一個(gè)理論系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，如果不滿足無(wú)矛盾的要求，那么這樣的理論系統(tǒng)是含有謬誤的，從而也就失去了科學(xué)的意義。第二，公理化系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)盡可能地完備。這就是說(shuō)，所選定的公理應(yīng)當(dāng)是足夠的。本學(xué)科理論助任何定律均可由這幾個(gè)公理推導(dǎo)出來(lái)。如果缺少了必要的公理，那就有許多定律不能從中推導(dǎo)出來(lái)，也就難以建立嚴(yán)整的科學(xué)理論體系。從排中律的觀點(diǎn)來(lái)看，某個(gè)陳述及其否定必有一個(gè)是真的。如果在一個(gè)理論學(xué)科中所包括的全部真的陳述毫無(wú)遺漏地在本系統(tǒng)中被證明；那么這樣的公理化系統(tǒng)就是“完備的”，如果有的陳述和它的否定都不能被證明，那就說(shuō)明在這個(gè)系統(tǒng)中遺漏了一些真的陳述。這樣的公理化系統(tǒng)就是“不完備的”。第三，每個(gè)公理應(yīng)當(dāng)是獨(dú)立的，這就是說(shuō)，在本系統(tǒng)中，任何一個(gè)公理都不能由其他公理推出來(lái)。對(duì)于構(gòu)造一個(gè)理想的公理化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，必須具有最大的簡(jiǎn)單性。每一個(gè)公理都不能從其余的公理推出來(lái)。如果存在著可從其他公理推導(dǎo)出來(lái)的公理，那么，這個(gè)公理就沒(méi)有獨(dú)立存在的必要了，它就是一般的定理。只有滿足公理獨(dú)立性的要求，才使公理化理論系統(tǒng)具有最大的簡(jiǎn)單性。人類的認(rèn)識(shí)水平總是受一定歷史條件限制的。在特定歷史條件下建立起來(lái)的公理化系統(tǒng)總是有一定的局限性的。因而，對(duì)于任何一個(gè)特定的公理化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，都不是絕對(duì)嚴(yán)格的、絕對(duì)完備的。隨著時(shí)代的推移與科學(xué)的發(fā)展，后世的人們總是可以發(fā)現(xiàn)原來(lái)建立起來(lái)的理論系統(tǒng)的缺陷，他們將建立起新的更為合理的理論系統(tǒng)。三、邏輯與歷史一致的方法任何一門(mén)探討對(duì)象演化的科學(xué)理論都表現(xiàn)為歷史的邏輯體系。這種邏輯體系和對(duì)象的歷史發(fā)展過(guò)程是一致的。邏輯的和歷史的一致為演化學(xué)的理論系統(tǒng)化提供了客觀依據(jù)和方法論的指導(dǎo)原則。這里所說(shuō)的歷史是指客觀事物本身發(fā)展的歷史過(guò)程，人類對(duì)客觀事物認(rèn)識(shí)發(fā)展的歷史過(guò)程。這里所說(shuō)的邏輯，就是指理論對(duì)研究對(duì)象的發(fā)展規(guī)律的概括反映，是歷史的東西在理論中的再現(xiàn)。事物發(fā)展的歷史總是豐富多彩的，是在無(wú)數(shù)的偶然、曲折中展現(xiàn)出事物內(nèi)部的必然性。而邏輯是以“濃縮”的形式，在“純粹”的形態(tài)上，撇開(kāi)了一切偶然的因素去把握客觀事物歷史發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律性。演化學(xué)的理論行程（邏輯順序）必須和客觀事物發(fā)展的歷史相一致，也就是說(shuō)，這里所具有的邏輯性正是再現(xiàn)了對(duì)象發(fā)展的歷史規(guī)律性。恩格斯說(shuō)：“歷史從哪里開(kāi)始，思想進(jìn)程也應(yīng)當(dāng)從哪里開(kāi)始，而思想進(jìn)程的進(jìn)一步發(fā)展不過(guò)是歷史過(guò)程在抽象的、理論上前后一貫的形式上的反映，這種反映是經(jīng)過(guò)修正集》，第2卷，第122頁(yè)）的，然而是按照現(xiàn)實(shí)的歷史過(guò)程本身的規(guī)律修正的?！保R克思恩格斯選的，然而是按照現(xiàn)實(shí)的歷史過(guò)程本身的規(guī)律修正的?！保R克思恩格斯選按照邏輯與歷史相一致的方法，科舉理論系統(tǒng)的邏輯起點(diǎn)與事物發(fā)展的歷史起點(diǎn)應(yīng)當(dāng)相一致。事物的發(fā)展過(guò)程是有開(kāi)端的，人們描述事物的發(fā)展過(guò)程也有一個(gè)開(kāi)端，理論體系的開(kāi)端，要與事物的發(fā)展過(guò)程的開(kāi)端相一致。繼之，理論系統(tǒng)的邏輯次序應(yīng)逐步展示出客觀對(duì)象由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由低級(jí)到高級(jí)的歷史發(fā)展過(guò)程?？茖W(xué)是對(duì)外部世界認(rèn)識(shí)的概括和總結(jié)，要形成自己特有的一套概念、范疇體系反映其客觀對(duì)象的發(fā)展規(guī)律。而每一個(gè)概念、范疇的形成和發(fā)展都表明了人類對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)所能達(dá)到的水平。作為反映和認(rèn)識(shí)世界的概念和范疇體系，也應(yīng)當(dāng)從最簡(jiǎn)單、最抽象的概念和范疇到越來(lái)越具體、復(fù)雜的概念和范疇。并且隨著人類認(rèn)識(shí)的不斷深入，概念和范疇體系也越來(lái)越豐富、越來(lái)越深刻。這就充分體現(xiàn)了由概念、范疇所構(gòu)成的理論體系與人類認(rèn)識(shí)世界的思維發(fā)展進(jìn)程的一致。從概念、范疇發(fā)展的程序來(lái)看，一方面，較前的概念、范疇是發(fā)展到較后的概念、范疇的前提和出發(fā)點(diǎn)，不闡明前者就不能闡明后者，另一方面，較前的概念，范疇比較簡(jiǎn)單、抽象，只有發(fā)展到以后的更復(fù)雜、更具體的概念、范疇才能給前者以最充分、最完全的說(shuō)明，因此后者又是前者的展開(kāi)。這兩方面的有機(jī)統(tǒng)一，恰好形成科學(xué)理論的一個(gè)完整系統(tǒng)?？傊?，任何演化學(xué)的理論系統(tǒng)，它的邏輯結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)保持與事物發(fā)展的歷史相一致，與科學(xué)發(fā)展的歷史相一致。由于演化學(xué)的理論系統(tǒng)不是依靠公理化的手段建立起來(lái)的，所以，它與演繹的理論系統(tǒng)不同，應(yīng)當(dāng)符合以下的基本原則：第一，與歷史一致的邏輯必須是從歷史中“提純”出來(lái)的必然性。邏輯與歷史的一致決不是兩者機(jī)械的相符，而是理論的邏輯性與歷史的必然性一致。現(xiàn)實(shí)的歷史發(fā)展過(guò)程是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的過(guò)程，有必然因素和偶■_rJ然因素。歷史發(fā)展的必然性是通過(guò)無(wú)數(shù)的紛紜復(fù)雜的現(xiàn)象以曲折和迂回的道路表現(xiàn)出來(lái)的。而邏輯必須是撇開(kāi)歷史行程中迂回曲折的細(xì)節(jié)，撇開(kāi)次要的、偶然的因素，而在純粹的形態(tài)上來(lái)把握事物發(fā)展的必然牲。也就是說(shuō)，必須從經(jīng)驗(yàn)的事實(shí)陳述，抽象、概括上升到理論的陳述。以理論的邏輯性展現(xiàn)出歷史的必然性。這種對(duì)歷史進(jìn)行“修正過(guò)”的邏輯的東西，并不是遠(yuǎn)離了歷史，而是真正揭示了歷史的必然性，更加深刻地認(rèn)識(shí)到歷史的本來(lái)面目?！鯻rJ第二，與歷史一致的邏輯必須具有預(yù)測(cè)力。一個(gè)演化學(xué)的理論系統(tǒng)不僅要求能夠成功地解釋已往對(duì)象發(fā)展過(guò)程的歷史事實(shí)，更重要的是必須對(duì)未知事實(shí)作出成功的預(yù)見(jiàn)。因?yàn)檎嬲蠚v史必然性的邏輯，不僅解釋已知的事實(shí)是有效的，而且預(yù)測(cè)未知的事實(shí)也是有效的。誠(chéng)然，現(xiàn)實(shí)的歷史是充滿偶然因素、機(jī)遇事件的，而且許多研究對(duì)象又是很難給予實(shí)驗(yàn)的，如宇宙的演化，從猿到人的演化，等等。但這并不是說(shuō)，演化學(xué)的理論系統(tǒng)是無(wú)力作出預(yù)測(cè)的，更不是說(shuō)不可檢驗(yàn)的。宇宙大爆炸說(shuō)關(guān)于背景輻射的推斷，人猿同祖說(shuō)關(guān)于類人猿遺?。ɑ┑耐茢?，都表明演化學(xué)的理論系統(tǒng)是具有預(yù)測(cè)力的，是同樣可以嚴(yán)格檢驗(yàn)的。那種以為演化學(xué)的理論系統(tǒng)是無(wú)預(yù)測(cè)力，是不可檢驗(yàn)的，類似于占星術(shù)，這種觀點(diǎn)是根本錯(cuò)誤的。凡是真正揭示歷史必然性的理論系統(tǒng)，都是富有成果的。它不僅具有解釋的能力，而且具有預(yù)測(cè)的能力，一個(gè)演化學(xué)的理論系統(tǒng)必須滿足具有預(yù)測(cè)力這一條件。綜上所述，無(wú)論是公理化方法，還是邏輯與歷史一致的方法，都是科學(xué)理論系統(tǒng)化的有效方法。這是從科學(xué)理論的發(fā)展實(shí)際中總結(jié)出來(lái)的，并且是經(jīng)由科學(xué)理論的發(fā)展實(shí)際所檢驗(yàn)。然而，科學(xué)理論的系統(tǒng)化方法和其它方法一樣，不是既成不變的，而是歷史發(fā)展的，這意味著不僅公理化方法、邏輯與歷史一致的方法是有其發(fā)展而趨于完善的過(guò)程，而且還有可能隨著科學(xué)的進(jìn)步，在科學(xué)實(shí)踐中出現(xiàn)新的系統(tǒng)化方法。這就需要人們不斷地創(chuàng)新，不斷地總結(jié)和提高，不斷地發(fā)展科學(xué)理論的系統(tǒng)化方法?？茖W(xué)理論并非是既成不變的，而是不斷演變的。理論的修改、淘汰、復(fù)活就體現(xiàn)了邏輯與歷史一致性，是科學(xué)理論演變的方式。理論的修改、復(fù)活、淘汰表現(xiàn)為理論的辯護(hù)和接收以及被拒斥。四、理論修改的實(shí)質(zhì)、類型和原則理論的修改是指人們?yōu)榱颂岣呃碚摰慕忸}能力，為了提高理論的精確度，在理論的基本概念與基本命題保持穩(wěn)定的情況下，對(duì)理論系統(tǒng)作出某種調(diào)整。理論的修改是理論自身的漸進(jìn)性的演變，沒(méi)有發(fā)生理論中的革命性轉(zhuǎn)變?？茖W(xué)理論所以要進(jìn)行不斷地修改，一方面是由于研究者的認(rèn)識(shí)能力具有局限性。人的認(rèn)識(shí)手段、理論水平受到所處時(shí)代的限制。另一方面是由于研究對(duì)象的性質(zhì)、關(guān)系的暴露往往是個(gè)歷史的過(guò)程。人們不可能一蹴而就地獲得完善的認(rèn)識(shí)。廿」科學(xué)是具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)而且又是具有韌性的。這就使研究者可以通過(guò)調(diào)整理論結(jié)構(gòu)的方式來(lái)完善自己的認(rèn)識(shí)。要對(duì)理論進(jìn)行調(diào)整修改，就必須了解理論的組成。理論通常有兩個(gè)組成部分。一是理論的主要部分。這是一個(gè)理論體系的核心思想，它包括著理論的基本概念、理論的基本命題以及表述定律的基本關(guān)系式等等。例如，在牛頓力學(xué)中，關(guān)于“力”，“質(zhì)量’，“重力”、“作用力”、“反作用力”、“慣性”、“慣性系”等概念是該理論體系中的基本慨念。而三大定律和萬(wàn)有引力以及關(guān)系式，則是該理論體系中的基本定律。廿」理論體系的另組成部分是輔助部分。這是理論核心思想的具體應(yīng)用和辯解。通常所說(shuō)的輔助性假說(shuō)就是由此而得名的，表示這種假說(shuō)在理論體系中是處于次要的輔助性的地位。對(duì)理論進(jìn)行調(diào)整修改，就是對(duì)理論組成的次要部分進(jìn)行刪減、補(bǔ)充、更換，而理論的核心部分依然維持不變。如果修改理論時(shí)，改變了理論核心部分的內(nèi)容觀點(diǎn)，拋棄了原有看待研究對(duì)象的理論框架，那就是原有的理論實(shí)質(zhì)上被否定了。所以，一個(gè)理論的核心部分是否被變換，這是區(qū)別理論的修改與理論被淘汰的界限。理論的修改最重要的有以下兩大基本類型:第一，為理論的完善而自主修改。所謂理論完善的自主修改是指，理論的提出者與支持者為了克服理論自身的不完備，做出一系列理論的補(bǔ)充，以達(dá)到理論同經(jīng)驗(yàn)進(jìn)一步有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。這種修改的特點(diǎn)在于:對(duì)理論的一系列模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換的工作。而模式轉(zhuǎn)換實(shí)際上就是理論的修改與完善。模型轉(zhuǎn)換不僅有利于使理論與經(jīng)驗(yàn)有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，而且對(duì)理論研究方向、研究策略、研究程序提出新的著法，對(duì)可能發(fā)生的問(wèn)題作出新的擐見(jiàn)和解釋。例如，牛頓關(guān)于行星理論體系，即關(guān)于計(jì)算行星和月球軌道的理論，曾有過(guò)一系列的模型轉(zhuǎn)換：M1—定太陽(yáng)和行星都是點(diǎn)狀的質(zhì)點(diǎn)，并且太陽(yáng)是靜止的。但是，M1這個(gè)模型卻和他的動(dòng)力學(xué)第三定律不協(xié)調(diào)。于是又提出適合于行星運(yùn)動(dòng)的M2模型?！鰁JM2——太陽(yáng)和行星都圍繞它們的公共引力中心（即共同質(zhì)心）旋轉(zhuǎn)。然而，M2似乎只有太陽(yáng)中心力，沒(méi)有行星之間的相互作用力。于是他又提出M3■eJ動(dòng)。M3——由于系統(tǒng)中其他行星引力吸引的相互作用，而引起攝M4——行星之間質(zhì)量分布上的不對(duì)稱等。動(dòng)。這個(gè)例子中，牛頓理論由M1到M4的轉(zhuǎn)換過(guò)程的變化，不是由于觀察的“反?！彼鸬模怯捎诳茖W(xué)理論自身的應(yīng)用而促使其修改的。模型的轉(zhuǎn)換是一種自行補(bǔ)充、改進(jìn)與完善的修改過(guò)程。第二，為對(duì)付反常所作的理論修改。所謂對(duì)付反常的理論修改是指：當(dāng)某一理論受到意外的反常事實(shí)的詰難時(shí)，為了消除反常的威脅，而對(duì)理論的輔助部分作出調(diào)整。這種修改的特點(diǎn)在于：修改不是自主進(jìn)行的，而是當(dāng)理論面臨著意外的反常的挑戰(zhàn)，迫使理論作出相應(yīng)的調(diào)整，以提高理論的解釋能力，力圖“消化”反常而成為對(duì)該理論的確證。拉卡托斯在《證偽和科學(xué)研究綱領(lǐng)方法論》中曾虛構(gòu)了下面這個(gè)假想的例子是頗能說(shuō)明問(wèn)題的：“這是一個(gè)關(guān)于一起假想的行星行為異常的故事。有一位愛(ài)因斯坦時(shí)代以前的物理學(xué)家根據(jù)牛頓的力學(xué)和萬(wàn)有引力定律N，和公認(rèn)的初始條件I，去計(jì)算新發(fā)現(xiàn)的一顆小行星P的軌道。但是那顆行星偏離了計(jì)算軌道。我們這位牛頓派的物理學(xué)家是否認(rèn)為這種偏離是為牛頓的理論所不允許的，因而一旦成立也就必然否定了理論N呢?不。他提出，必定有一顆迄今未知的行星P’在干擾著P的軌道。他計(jì)算了這顆假設(shè)的行星的質(zhì)量、軌道及其他，然后請(qǐng)一位實(shí)驗(yàn)天文學(xué)家檢驗(yàn)他的這一假說(shuō)。而這顆行星P’太小，甚至用可能得到的最大的望遠(yuǎn)鏡也不能觀察到它：于是這位實(shí)驗(yàn)夭文學(xué)家申請(qǐng)一筆撥款來(lái)建成一臺(tái)更大的望遠(yuǎn)鏡。經(jīng)過(guò)了三年，新的望遠(yuǎn)鏡建成了。如果這顆未知的行星P’終于被發(fā)現(xiàn)，一定會(huì)被當(dāng)作是牛頓派科學(xué)的新勝利而受到歡呼。但是它并沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。我們的科學(xué)家是否因此而放棄牛頓的理論和他自己關(guān)于有一顆在起著干擾作用的行星的想法了呢？不。他又提出，是一團(tuán)宇宙塵云擋住了那顆行星，使我們不能發(fā)現(xiàn)它。他計(jì)算了這團(tuán)塵云的位谿和特性，他又請(qǐng)求撥一筆研究經(jīng)費(fèi)把一顆人造衛(wèi)星送入太空去檢驗(yàn)他的計(jì)算。如果衛(wèi)星上的儀器（很可能是根據(jù)某種未經(jīng)充分檢驗(yàn)的理論制造的新式儀器），終于記錄到了那一團(tuán)猜測(cè)中的宇宙塵云的存在，其結(jié)果一定會(huì)被當(dāng)作牛頓派科學(xué)的杰出成就而受到歡呼。但是那種塵云并沒(méi)有被找到。我們那位科學(xué)家是否因此就放棄了牛頓的理論，連同關(guān)于一顆起干擾作用的行星的想法和塵云擋住行星的想法呢？不。他又提出，在宇宙的那個(gè)區(qū)域存在著某種磁場(chǎng)，是這種磁場(chǎng)干擾了衛(wèi)星上的儀器。于是，又向太空發(fā)出了一顆新的衛(wèi)星。如果這種磁場(chǎng)能被發(fā)現(xiàn)，牛頓派一定會(huì)慶祝一場(chǎng)轟動(dòng)世界的勝利。但是磁場(chǎng)也沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。這是否就被認(rèn)為是對(duì)于牛頓派科學(xué)的否定了呢？不。不是又提出另一項(xiàng)巧妙的輔助性假說(shuō)，就是……于是整個(gè)故事就被淹沒(méi)在積滿塵土的一卷又一卷期刊之中而永遠(yuǎn)不再被人提起?！保ㄝd拉卡托斯和默斯格雷夫編：《批判和知識(shí)的成長(zhǎng)》，劍橋1974，第100-101頁(yè)）.。理論的修改除了上述的最基本類型之外，還有為擴(kuò)大理論的適用范圍所作的修改，為提高理論系統(tǒng)的嚴(yán)謹(jǐn)性所作的修改，為精確表述定量規(guī)律所作的修改，等等。這里就不再分別具體論述了。因?yàn)槔碚撔薷碾m是多種多樣的，但并不都是對(duì)探討方法論同樣具有特別的意義。現(xiàn)在，我們討論一下如何評(píng)估理論修改的合理性。我們反對(duì)那種認(rèn)為理論的修改無(wú)合理性標(biāo)準(zhǔn)的觀點(diǎn)，而肯定理論修改的以下原則：第一，經(jīng)過(guò)修改后的理論T2,必須能夠解釋原來(lái)理論T1所取得的成果。這就是說(shuō)，凡是原來(lái)理論Tl所能解釋的事實(shí)，修改后的理論T2也能給予解釋，而且凡是Tl所作的成功預(yù)測(cè)都能從T2推導(dǎo)出來(lái)。如果經(jīng)過(guò)修改后，T2失去T1原來(lái)所具有的解釋能力，那么從Tl到T2的演變就不是進(jìn)步了，而是退步了。這是不符合修改的目的。理論修改的目的在于增強(qiáng)理論的解釋能力。第二，經(jīng)過(guò)修改后的理論T2,必須有比T1更多的經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容。所謂“更多的經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容”是指修改后的T2既能解釋T1所能解釋的事實(shí)，又能解釋T1所不能解釋的反常事實(shí)。如果T2能比T1解釋更多的事實(shí)，特別是作出新的成功預(yù)測(cè)，那意味著T2經(jīng)受了更為嚴(yán)格的撿驗(yàn)。第三，禁止作出任何特設(shè)性的假說(shuō)。所謂特設(shè)性的假說(shuō)是為了解釋反常事實(shí)而專門(mén)設(shè)計(jì)出來(lái)的又無(wú)法給予檢驗(yàn)的假說(shuō)。這種假說(shuō)同輔助性假說(shuō)不同之點(diǎn)在于：輔助性假說(shuō)是可以獨(dú)立地給予檢驗(yàn)的，而特設(shè)性假說(shuō)是無(wú)法給予檢驗(yàn)的。例如，“燃素說(shuō)”認(rèn)為燃素是一切可燃物體的根本要素，當(dāng)物體燃燒時(shí)，燃素便逸出?？墒墙饘馘憻龑?shí)驗(yàn)反駁了燃素說(shuō)，因?yàn)闅埵５奈镔|(zhì)都比原來(lái)物質(zhì)重。為了避免燃素說(shuō)被反駁，有人提出了一種假設(shè)，即燃素可以在不同情況下，分別具有負(fù)的重量或正的輕量或沒(méi)有重量，這種辯解是一種無(wú)法檢驗(yàn)的特設(shè)性假說(shuō)。無(wú)論是化學(xué)反應(yīng)前后的重量增加或不變或減少，燃素說(shuō)都可不受其檢驗(yàn)。所以，提出特設(shè)性假說(shuō)是無(wú)助于認(rèn)識(shí)向前發(fā)展的。然而，特設(shè)性假說(shuō)與非特設(shè)性假說(shuō)的區(qū)別又是相對(duì)的。這是由于人們的認(rèn)識(shí)和實(shí)驗(yàn)手段具有歷史的局限性，往往把一些當(dāng)時(shí)還不具備檢驗(yàn)條件廿」的假說(shuō)，也誤認(rèn)為是特設(shè)性假說(shuō)。例如狄拉克為了使自己的相對(duì)論性電子波動(dòng)方程不被反駁，為了解決演繹出現(xiàn)的電子負(fù)能態(tài)困難，作了負(fù)能態(tài)存在和有關(guān)真空新圖象的假說(shuō)，認(rèn)為在通常所知的物理世界中，全部負(fù)能態(tài)的每個(gè)態(tài)都被電子所占據(jù)，而把這些填滿負(fù)能態(tài)的全部電子想象為一個(gè)無(wú)底的電子海，在電子海面以上就是正常的電子態(tài)，具有正的能態(tài)，在真空情況下所有電子正能態(tài)全未被占據(jù)，而所有負(fù)能態(tài)皆被占據(jù)，而當(dāng)電子海中出現(xiàn)一個(gè)空穴時(shí)，電子負(fù)能態(tài)便顯現(xiàn)出來(lái)，一個(gè)處在負(fù)能態(tài)的粒子的運(yùn)動(dòng)相似于一個(gè)處在正能態(tài)卻具有相反電荷粒子的運(yùn)動(dòng)，因此狄拉克假設(shè)有一個(gè)相當(dāng)于電子電量和質(zhì)量的特殊“質(zhì)子”的存在。狄拉克當(dāng)時(shí)的假設(shè)只是為了方程本身的需要，雖然他本人堅(jiān)信他的理論是真理，但是在當(dāng)時(shí)，人們認(rèn)為這是一個(gè)無(wú)法檢驗(yàn)的特設(shè)性假說(shuō)?？墒窃?931年美國(guó)物理學(xué)家安德遜發(fā)現(xiàn)宇宙射線中存在正電子，使得狄拉克的假說(shuō)成為可檢驗(yàn)的，而廿」in且被確證了。又如泡里為了維護(hù)能量守恒原理不被B衰變中有能量虧損這—經(jīng)驗(yàn)事實(shí)駁斥，在1931年提出了一個(gè)解決這些不可思議的損失掉的能量的辦法。他假定另有一個(gè)粒子帶著這些找不到的能量伴隨著8粒子一起從原子核中發(fā)射出，而這是一種神秘的粒子，具有一些特殊的性質(zhì)，它既沒(méi)有電荷，又沒(méi)有質(zhì)量，但卻以光速運(yùn)動(dòng)，具有一定的能量，它的貫穿力極強(qiáng)，能夠極容易地穿透地球，而且宇宙中到處存在著它們的蹤跡。這在in當(dāng)時(shí)被看作是一個(gè)不能被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的特設(shè)性假說(shuō)。就連泡里本人也承認(rèn)，事實(shí)上這種假設(shè)看來(lái)恰象是為了達(dá)到8衰變能量收支平衡而臆造出來(lái)的一個(gè)假項(xiàng)目。但是，物理學(xué)家們不久就確信這種粒子是存在的。費(fèi)米把這個(gè)假想的粒子定名為“中微子”。1956年通過(guò)原子能反應(yīng)堆中的核反應(yīng)過(guò)程間接證明了中微子的存在，1968年又用探測(cè)器俘獲了來(lái)自太陽(yáng)的中微子。inin五、理論淘汰的實(shí)質(zhì)、類型和原則一個(gè)理論的演變過(guò)程是從自身的逐步改進(jìn)發(fā)展到最終被淘汰而中斷原來(lái)的研究傳統(tǒng)。所謂理論的淘汰是指：某一個(gè)曾被確證的科學(xué)理論Tx，它的理論系統(tǒng)被肢解或歸并，不再作為獨(dú)立的系統(tǒng)而存在，而被另一個(gè)理論系統(tǒng)Ty所取代。理論淘汰的特點(diǎn)不是某個(gè)理論與經(jīng)驗(yàn)事實(shí)之間的雙邊關(guān)系，而是相互競(jìng)爭(zhēng)的理論與經(jīng)驗(yàn)事實(shí)之間的多邊關(guān)系。一個(gè)理論不會(huì)由于出現(xiàn)反常事實(shí)而被淘汰。由子理論自身具有韌性，它能夠通過(guò)不斷修改的方式而避免被證偽。況且，它是能夠解釋某些事實(shí)，已被過(guò)去某些事實(shí)所確證的。因此，如果僅僅存在一個(gè)不完善的理論，即使遇到大量的反常也不會(huì)被淘汰的。正如斯臺(tái)格繆勒所說(shuō)，漏的屋頂總比沒(méi)有屋頂好，破槳總比沒(méi)有槳好。但是，如果同時(shí)并存著多個(gè)理論的競(jìng)爭(zhēng)，情況就不同了。人們將有著進(jìn)步與退步、完善與不完善、好與壞的比較，通過(guò)比較將重新?lián)駜?yōu)，而劣的被淘汰。汰。例如，1847-1877年以后，水星近日點(diǎn)軌道的進(jìn)動(dòng)一直是牛頓力學(xué)理論體系的一個(gè)反例，開(kāi)始，科學(xué)家對(duì)這一反例的存在并不在意，至多只是感到有些遺憾?？墒钱?dāng)愛(ài)因斯坦提出廣義相對(duì)論理論體系并用這一理論成功地解釋了水星近日點(diǎn)軌道進(jìn)動(dòng)的超差現(xiàn)象時(shí)（愛(ài)因斯坦計(jì)算闡明的數(shù)字是43角秒，與實(shí)際十分符合），才引起了科學(xué)家的廣泛重視，特別當(dāng)愛(ài)因斯坦提出的兩個(gè)特別大膽、新奇的預(yù)見(jiàn)——光線被太陽(yáng)偏折現(xiàn)象和大密度恒星光譜的紅移現(xiàn)象，被分別在1919年日全食時(shí)對(duì)恒星光的觀察和19231928年對(duì)從太陽(yáng)表面鐵、鈦和氰所發(fā)出的光譜線的觀察所證實(shí)時(shí)，這是對(duì)廣義相對(duì)論強(qiáng)度很大的確證。相對(duì)論理論體系的產(chǎn)生，使牛頓力學(xué)理論體系原來(lái)隱藏著的理論的不適用性被揭示出來(lái)，終于人們發(fā)現(xiàn)在高速運(yùn)動(dòng)條件下，牛頓力學(xué)理論體系所作出的一切預(yù)見(jiàn)都將被經(jīng)驗(yàn)事實(shí)否定，光電效應(yīng)、黑體輻射、體比熱等經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，用牛頓力學(xué)理論都不能作出解電效應(yīng)、黑體輻射、體比熱等經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，用牛頓力學(xué)理論都不能作出解■id釋，在微觀世界領(lǐng)域內(nèi)，新的量子論的預(yù)見(jiàn)卻是驚人地成功，而牛頓力學(xué)理論卻毫無(wú)成效。現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展已經(jīng)清楚地表明，領(lǐng)導(dǎo)現(xiàn)代科學(xué)經(jīng)過(guò)兩個(gè)光榮世紀(jì)的牛頓力學(xué)理論體系，在宏觀低速運(yùn)動(dòng)條件下是具有很高的確證度的，但是在微觀和接近光速運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)條件下，牛頓力學(xué)已不可取了，應(yīng)當(dāng)歸并到范圍更廣的理論體系中，當(dāng)然，在低速宏觀物體的運(yùn)動(dòng)條件下，牛頓力學(xué)尚可以作為新的理論體系的特例而能與實(shí)際情況較好地符■id―^理論被淘汰并不是簡(jiǎn)單地被否定，被拋棄。它的一切被確證過(guò)的真理性內(nèi)容都將以新形式保存下來(lái)。我們從理論淘汰的方式中能夠清楚地了解這一點(diǎn)。理論淘汰的最基本類型如下：第一，異質(zhì)歸并淘汰。所謂異質(zhì)歸并掏汰是指：并存兩個(gè)不同的理論Tx和Ty各自的基本概念是互不相同的，而且Ty包含著Tx的經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容，從而Tx被淘汰。也就是說(shuō)，把Tx原來(lái)所包含的經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容歸并到?。┲腥?，理論Tx不再獨(dú)立作為理論系統(tǒng)存在。例如，經(jīng)典熱力學(xué)是研究大量分子集體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的宏觀定律，是人類科學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，它不涉及單個(gè)分子的微觀行為，不涉及熱功和能量的微觀本質(zhì)。熱力學(xué)定律有著自己特有的概念，如溫度、熵、自由能、官由焓、內(nèi)能、壓力等。后來(lái)，統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)則從物質(zhì)的微觀運(yùn)動(dòng)形態(tài)出發(fā)，而將宏觀性質(zhì)作為相應(yīng)微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值。因此，從物質(zhì)微觀的結(jié)構(gòu)，原則上可以演繹推導(dǎo)出物質(zhì)的宏觀特性和一些定律，宏觀熱力學(xué)定律可以被包含或歸化到微觀的統(tǒng)計(jì)力學(xué)之中。統(tǒng)計(jì)力學(xué)以自己的特殊的概念就足以闡明宏觀熱力學(xué)一些原理和定律，統(tǒng)計(jì)力學(xué)不再使用宏觀熱力學(xué)的概▲念。第二，同質(zhì)歸并淘汰。所謂同質(zhì)歸并淘汰是指：新理論Ty與原有理論Tx的基本概念是相同的，而且Ty可以推導(dǎo)出Tx,從面Tx不再作為獨(dú)立的理論系統(tǒng)存在。也就是說(shuō)，把Tx原來(lái)所包含的經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容歸井到Ty。廿」例如。1589年伽利略通過(guò)比薩斜塔的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了10磅重和1磅重的兩個(gè)球同時(shí)落地，又發(fā)現(xiàn)距離和物體墜落時(shí)間的平方成正比，由此建立了自由落體的定律。到了后來(lái)，牛頓集大成，把所有力學(xué)成果總結(jié)概括成三條定律。這樣，伽利略的自由落體定律及其公式便被“吸收”到牛頓力學(xué)之中，牛頓力學(xué)定律也就包含了伽利略的自由落體定律。伽利略的自由落體定律為牛頓力學(xué)原理所解釋和闡明。伽利略的自由落體定律和牛頓三大定律有著相同的概念，因此說(shuō)，伽利略定律已經(jīng)被牛頓力學(xué)同質(zhì)歸并。廿」又如，十八世紀(jì)，德國(guó)數(shù)學(xué)家兼化學(xué)家里希特租化學(xué)家費(fèi)歇爾發(fā)現(xiàn)了化合物之間的反應(yīng)有定量的關(guān)系，而不是任意的關(guān)系，由此建立了一條經(jīng)驗(yàn)定律一當(dāng)量定律。1799年法國(guó)科學(xué)家普里斯發(fā)現(xiàn)了兩種或兩種以上公.元素相化合成某一化合物時(shí)，其定量之比是一定的，也不是任意的，由此又確立了一條經(jīng)驗(yàn)定律一定比定律。1804年，道爾頓又提出了：當(dāng)相同的兩元素可生成兩種或兩種以上的化合物時(shí)，其中一元素之當(dāng)量恒定，則另一元素在各化合物中相對(duì)重量有簡(jiǎn)單倍數(shù)之比，由此又確立了倍比定律。后來(lái)原子論學(xué)說(shuō)獲得成功和證實(shí)，上述三條經(jīng)驗(yàn)定律便被吸收到原子論中，即原子論包含了上述三條經(jīng)驗(yàn)定律，從本質(zhì)上闡明了三條定律。上述三條經(jīng)驗(yàn)定律和原子論有相同的基本概念，因此，這也是同質(zhì)歸并。公.從上述理論淘汰的方式，可以進(jìn)一步概括出理論淘汰或者說(shuō)評(píng)選理論的合理性原則，它們是以下這些：第一，任何用以淘汰某理論的新理論，應(yīng)有超量的內(nèi)容。所謂有超量?jī)?nèi)容是指：Ty不僅能在Tx獲得成功的地方起到同樣的作用，即能夠解釋原理論已解釋過(guò)的一切事實(shí)，而且Ty還能在Tx失敗的地方榮獲成功，即Ty能解釋或預(yù)測(cè)Tx所無(wú)法解釋或預(yù)測(cè)的事實(shí)。這條原則相當(dāng)于理論修改的原則一和二。在理論的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中，作為優(yōu)勝者的Ty理論，應(yīng)該是具有較強(qiáng)的啟發(fā)力。只有具備這樣的條件，Ty理論才能取代Tx理論。第二，取代被淘汰理論的新理論，應(yīng)該有部分的超量?jī)?nèi)容被確證。所謂部分超量?jī)?nèi)容被確證（或稱超量成果）是指Ty不僅比Tx能推斷出更多的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，而且其中的有些預(yù)測(cè)已被證實(shí)。換句話說(shuō)，Ty成功預(yù)測(cè)到Tx無(wú)法發(fā)現(xiàn)的新事實(shí)，Ty得到了支持Tx的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)之外更為廣泛證據(jù)的支持。只有具備這樣的條件，Ty理論才能取代Tx理論。第三，新理論對(duì)經(jīng)驗(yàn)的描述應(yīng)該比被淘汰理論更為精確。所謂對(duì)經(jīng)驗(yàn)描述更為精確是指：從Ty理論推導(dǎo)出來(lái)的定量描述比Tx理論所得出的更符合客觀實(shí)際，Ty理論的計(jì)算結(jié)果能夠校準(zhǔn)Tx理論計(jì)算中原來(lái)未曾發(fā)現(xiàn)的誤差。換句話說(shuō)，Ty理論比Tx理論具有更強(qiáng)的解題能力，對(duì)Tx理論中計(jì)算結(jié)果的誤差進(jìn)行校準(zhǔn)。一個(gè)富有解題能力的理論甚至能糾正通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)所取得的經(jīng)驗(yàn)報(bào)告的誤差。比如，門(mén)捷列夫根據(jù)元素性質(zhì)是隨著原子量增加而周期性改變的規(guī)律，在他制定的周期表中留下一些未知元素的空位，他把它們稱之為“類鋁”，“類硼”和“類硅”，并預(yù)言了它們的性質(zhì)。1875年，法國(guó)學(xué)者杜布瓦德朗，從閃鋅礦中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新元素，他命名為鎵(Ga)，并測(cè)得Ga的一些重要物理和化學(xué)性質(zhì)，他測(cè)出其比重為4.7。但門(mén)捷列夫預(yù)言的“類鋁”的比重應(yīng)該是5.9-6，因此，門(mén)捷列夫告訴杜布瓦德朗：4.7是個(gè)錯(cuò)誤的數(shù)字。于是杜布瓦德朗再次提純了鎵，重新仔細(xì)測(cè)試了Ga的比重，果然結(jié)論為5.94。它校準(zhǔn)了經(jīng)驗(yàn)報(bào)告中所存在的誤差。第四，新理論較之被淘汰理論更為簡(jiǎn)明。所謂簡(jiǎn)明性是從邏輯上說(shuō)的，在一個(gè)理論系統(tǒng)中，對(duì)那些已經(jīng)簡(jiǎn)化的基本概念、基本原理的陳述，要盡可能減少數(shù)目。對(duì)那些復(fù)雜的現(xiàn)象，要提供盡可能簡(jiǎn)單的有效說(shuō)明。在科學(xué)哲學(xué)史中，曾有人把這個(gè)原則稱為“奧卡姆的剃刀”。奧卡姆主張，應(yīng)該淘汰多余的概念，并建議在說(shuō)明某類現(xiàn)象的兩個(gè)理論中，應(yīng)該選擇更簡(jiǎn)單的理論。如果有兩個(gè)在表述上是等價(jià)的理論，就要選擇較為簡(jiǎn)明的理論。當(dāng)然，理論的簡(jiǎn)明性原則不是個(gè)獨(dú)立的主要的原則，它必須以確證度為先決條件，簡(jiǎn)明性必須服從于逼真性。例如，在哥白尼以前，托勒密以一系列勻速圓周運(yùn)動(dòng)的疊加來(lái)描繪天體的運(yùn)動(dòng)。在數(shù)學(xué)處理上，他采用古代的偏心圓和本輪的概念，又加上對(duì)稱點(diǎn)的概念，用二套非常復(fù)雜的方式來(lái)說(shuō)明行星的運(yùn)動(dòng)和地球的不動(dòng)。但這個(gè)體系仍不能解釋很多天體運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。后來(lái)人們又在托勒密的體系里大量地增加本輪的數(shù)目，其結(jié)果使“地心說(shuō)”的理論體系變得越來(lái)越復(fù)雜，天體和本輪的配置變得越來(lái)越紛亂，行星運(yùn)動(dòng)的幾何圖形竟達(dá)到了有79個(gè)本輪和均輪的地步。而哥白尼的“日心說(shuō)”體系與托勒密“地心說(shuō)”體系比較起來(lái)，則具有邏輯的簡(jiǎn)單性，具有簡(jiǎn)潔明了的數(shù)學(xué)形式。他把太陽(yáng)作為宇宙的中心，看成不動(dòng)的，其余行星按各自的周期繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，就不需要那么復(fù)雜的本輪和均輪來(lái)解釋。在天文學(xué)史上，人們所以選擇哥白尼的理論，而放棄托勒密的理論，其原因之一是哥白尼理論比托勒密理論具有簡(jiǎn)明性。六、理論復(fù)活的實(shí)質(zhì)、類型和原則理論的復(fù)活是指：一個(gè)曾經(jīng)被確證又被淘汰的理論，或一個(gè)未曾取得確證又未能繼續(xù)發(fā)展的理論，在新的歷史時(shí)期，由于種種原因，它的確證度顯著提高，于是人們就以新的形式，重建原先的理論系統(tǒng)，并恢復(fù)一度中斷的研究傳統(tǒng)。理論復(fù)活的特點(diǎn)是：一個(gè)理論只有被拒斥，中斷了它所形成的研究傳統(tǒng)，然后才會(huì)出現(xiàn)在新的歷史條件下重建復(fù)活，這是其一，其二，理論的復(fù)活不是完全復(fù)舊，而是側(cè)重于恢復(fù)其中被確證的部分。理論所以有復(fù)活的可能，這是由于理論確證度的評(píng)估是相對(duì)的，總是受一定的歷史條件一包括生產(chǎn)、科學(xué)與技術(shù)發(fā)展水平的限制。理論的接受或拒斥總是依據(jù)某一個(gè)特定時(shí)期對(duì)理論確證度的相對(duì)評(píng)估。正如一個(gè)被接受的理論，可能在另一個(gè)歷史時(shí)期又被拒斥；一個(gè)被拒斥的理論，也可能在新的歷史時(shí)期被接受?？傊?，對(duì)相互競(jìng)爭(zhēng)的理論的評(píng)價(jià)往往發(fā)生歷史的逆轉(zhuǎn)。關(guān)于理論復(fù)活的因素可以從兩方面給予更具體的分析：首先，理論的評(píng)價(jià)是依賴于經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的。如果發(fā)現(xiàn)以往的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)有謬誤，或者在新的歷史條件下又提供了更多的新經(jīng)驗(yàn)證據(jù)，那么就必須對(duì)競(jìng)爭(zhēng)的理論重斯加以評(píng)價(jià)。原先只有較少經(jīng)驗(yàn)證據(jù)支持的理論Tx在新的歷史肘期卻獲得了較多經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的支持，而原先有較強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)證據(jù)支持的理論Ty在新的歷史時(shí)期卻相對(duì)說(shuō)來(lái)變得只有較弱經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的支持。這樣，原先是拒斥Tx而接受Ty,而現(xiàn)在卻逆轉(zhuǎn)為接受Tx而拒斥Ty。其次，理論真理性的判定不是孤立進(jìn)行的，它與高層理論是息息相關(guān)的。如果在新的歷史時(shí)期，高層理論發(fā)生了轉(zhuǎn)換，在新的理論框架下，作為低層的理論將獲得新的支持。大家知道，高層理論是擁有比低層理論更廣泛經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的支持。當(dāng)原先被接受的理論Ty，是可以從高層理論Ty’推導(dǎo)出來(lái)的，它則依靠Ty’的一切經(jīng)驗(yàn)證據(jù)給予間接支持。而在新的歷史條件下，如果原先被拒斥的理論Tx，由于高層理論轉(zhuǎn)換為T(mén)x’，而且Tx可以從新高層理論Tx‘推出，那么Tx便獲得丁乂’的一切經(jīng)驗(yàn)證據(jù)給予間接支持。這樣，原先被拒斥的理論Tx現(xiàn)在則成為可接受的了?？偠灾?，探討理論的復(fù)活問(wèn)題，將表明理論的競(jìng)爭(zhēng)及其發(fā)展道路的曲折性，人們對(duì)理論時(shí)評(píng)價(jià)是個(gè)復(fù)雜的實(shí)踐和認(rèn)識(shí)的歷史過(guò)程。那么，理論是如何復(fù)活的呢？大致說(shuō)來(lái)，理論復(fù)活有兩大基本類型：第一，理論基本內(nèi)容的相對(duì)完整復(fù)活。這種復(fù)活是指現(xiàn)代某些科學(xué)理論的核心部分溯源于早期的某個(gè)科學(xué)思想.當(dāng)時(shí)不同學(xué)派對(duì)于自然現(xiàn)象的解釋不同，在理論長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中，其中某個(gè)理論占了上風(fēng)，而另一些理論沉寂，甚至被人遺忘。但是，經(jīng)過(guò)科學(xué)技術(shù)實(shí)踐的長(zhǎng)期發(fā)展，使得某些早期被拒斥的科學(xué)思想取得了相當(dāng)程度的確證，因而在新的歷史時(shí)期又重新復(fù)活。例如，1815—1816年，英國(guó)醫(yī)學(xué)博士普勞特在匿名發(fā)表的兩篇文章中，提出了所有原子量均為氫原子量的整數(shù)倍的大膽假說(shuō)。照他的說(shuō)法，氮=4個(gè)氧；碳=12個(gè)氧；氧=16個(gè)氫；等等。普勞特的同時(shí)代人沒(méi)有接受他的觀點(diǎn)，并且很快就指出了一些和他這個(gè)大膽的假說(shuō)有矛盾的事實(shí)。例如，氯和鎘的原子量被發(fā)現(xiàn)分別是35.457和112.d1，它們正好是兩個(gè)整數(shù)之間大約一半的數(shù)值。此外，對(duì)于原子量接近為整數(shù)的元素，如果認(rèn)為原子是由氫原子集會(huì)而成的話，它們?cè)恿康臄?shù)值也總是比預(yù)期的要小些。因?yàn)闅涞脑恿康扔?.0080，那么，氮的原子量就應(yīng)當(dāng)?shù)扔?x1.0080=4.0320，而它實(shí)際上卻是4.003，即少了0.8%，同樣，12個(gè)氫原子集合在一起應(yīng)當(dāng)重12x1.0080=12.096。而化學(xué)上估計(jì)碳的原子量只有12.010。由于這些“明顯的"反常，普勞特的假說(shuō)就被拒斥了，幾乎被人們遺忘了半個(gè)世紀(jì)之久。直到1907年，湯姆遜在他對(duì)“極隧射線”的研究中，發(fā)現(xiàn)在熒光屏上觀察到的是兩條甚至多條拋物線，這表明存在著質(zhì)量不同的原子。例如，對(duì)于氯，得到了一條質(zhì)量為34.98的氯原子拋物線，還有另一條質(zhì)量為36.98的氯原子拋物線，兩個(gè)數(shù)字都很接近為整數(shù)。后來(lái)把同一種元素而原子量不同的原子定名為“同位素"，它們?cè)陂T(mén)捷列夫周期表中古據(jù)同一位置。以后發(fā)現(xiàn)這兩種重量不同的氯原子的相對(duì)數(shù)量分別是75.4%和24.6%。因此，平均原子重為34.98X0.754十36.98X0.246=35.457，與化學(xué)上估計(jì)的氯原子量正好一致。阿斯頓進(jìn)一步的研究表明，這對(duì)其它化學(xué)元素也同樣是正確的。也就是說(shuō)，取得了大量經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的支持。這樣，普勞特的理論又被人們接受了。第二，理論基本內(nèi)容的部分復(fù)活。這是指某一科學(xué)理論在與其它理論競(jìng)爭(zhēng)中，由于該理論缺乏經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的有力支持，被其它更富有成果的理論所取代。但是，后來(lái)出現(xiàn)新理論時(shí)，又把被淘汰理論中合理的部分吸收進(jìn)去，從而使被淘汰理論中的部分內(nèi)容得到復(fù)活。例如，在物理學(xué)史上對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)過(guò)程，就是理論部分復(fù)活的例證。十七世紀(jì)末，牛頓提出了光的微粒說(shuō)，認(rèn)為光是由發(fā)光體發(fā)出的彈性微粒所組成的，并按照力學(xué)定律以一定速度在真空中或介質(zhì)內(nèi)高速飛行的微粒流。這個(gè)學(xué)說(shuō)解釋了光的直線傳播、反射和折射等現(xiàn)象，但不能解釋干涉、衍射等現(xiàn)象。1687年，荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出了光的波動(dòng)說(shuō)。他把光和聲現(xiàn)象相類比，認(rèn)為光是一種類似彈性機(jī)械的縱波，光的傳播是一種彈性介質(zhì)“以太脈動(dòng)”所引起的。這個(gè)學(xué)說(shuō)能解釋一般的反射、折射和雙折射現(xiàn)象，也能說(shuō)明兩束光在空間相遇時(shí)彼此互不相干的光束的獨(dú)立現(xiàn)象。十九世紀(jì)初，英國(guó)的托馬斯?揚(yáng)作了雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，提出了光的波長(zhǎng)、頻率等概念，確立了光的干涉原理，法國(guó)的奧古斯丁?菲涅耳等研究了偏振光干涉現(xiàn)象，確定了光波是橫波。而微粒說(shuō)對(duì)上述現(xiàn)象無(wú)法解釋。1850年法國(guó)的傅科證明了：光在水中傳播的速度比在空氣中要慢，而微粒說(shuō)認(rèn)為光在