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科學發(fā)展模式

1第1頁題解：何謂科學發(fā)展模式？

定義：“從動態(tài)上描述科學發(fā)展主要特征和內在機理”指數(shù)增加律湯淺現(xiàn)象凱德洛夫：帶頭學科理論累積模式波普爾模式庫恩模式應包含兩個方面：宏觀上描述科學整體運動規(guī)律：2第2頁

微觀上闡述科學理論生長

過程：觀察、試驗假說檢驗理論問題嘗試性答案檢驗理論3第3頁科學發(fā)展模式特點和意義特點模型和型式化不可能詳細表征科學發(fā)展一切方面意義加深科學及其規(guī)律認識推進科學進步和發(fā)展4第4頁一、證實標準與科學積累發(fā)展模式

可證實性標準（verifiabilityprinciple)認識和理論既來自經驗，又由經驗驗證。一個陳說是科學還是非科學，應以其是否被證實為判別標準?？茖W隨經驗不停積累而向前發(fā)展。5第5頁邏輯實證主義證實標準有意義命題：綜合命題：（經驗證實）

后天、經驗、以事務為對象命題“這朵花是香”分析命題（邏輯句法規(guī)則證實）

數(shù)學、邏輯、以純形式為對象命題“假如a=b;b=c;那么a=c”無意義命題：形而上學（世界是由物質組成）6第6頁累積增加模式科學是一個不停積累過程，知識從少到多，日漸積累，越積越多.代表人物:亞里士多德（Aristotle）惠威爾（W.Whewell）7第7頁亞里士多德從觀察上升到理論，再從理論返回到觀察，以指導觀察。前者采取“歸納”，后者采取“演繹”。8第8頁

從過程1到過程2,普通理論1成了認識背景，指導并解釋經驗觀察2，這就要暗含一個前提：前后不矛盾。不矛盾意味著知識融匯可能。經驗觀察1經驗觀察3一般理論2經驗觀察2一般理論1歸納演繹歸納演繹過程1過程2認識背景指導、解釋觀察2用圖表示：9第9頁在認識每一個階段，作為認識起點知識所包含內容越來越多,知識就像滾雪球一樣越滾越大

假如相信累積模式，則:對發(fā)覺抱樂觀態(tài)度；科學發(fā)展就是這種必定真知識不停增多過程；整個科學史就是科學不停進步歷史10第10頁19世紀以前科學界相信科學發(fā)展是累積。分析原因：⑴科學研究只有一個模式（從觀察開始）；

⑵大多數(shù)歷史事實使學者領悟到也是如此（牛頓；文件）

11第11頁惠威爾：

把科學進化比作支流匯成江河形式，即科學是經過歸并而進化

開普勒定律伽利略自由落體定律潮汐運動規(guī)律其它事實牛頓萬有引力理論12第12頁怎樣歸并呢？

首先要有事實1、2······m經驗定律1、2、········n更高層次定律1、2、········o理論歸并歸并歸并13第13頁

事實1，事實2······事實m經驗定律1，2，······經驗定律n

更高層次定律1，2，······o

理論m＞n＞014第14頁必定推論：

定律和理論并不在同一個層次上15第15頁對惠威爾觀點批評圖爾明批評給科學史強加了一個虛假連續(xù)性；科學發(fā)展是坎坷不平，理論并不相互流入對方；相反，競爭是法則，一個理論被另一個理論替換，經常是革命性推翻燃素說和氧化說之間是取代、推翻關系，是競爭結果，是不連續(xù)16第16頁亞里士多德：

速度V取決于作用力與阻力之比；運動存在表明作用力起了作用；需要解釋是運動本身，不是運動改變牛頓第一定律勻速直線運動是慣性運動，它不需要作用力，也不需要解釋；要解釋只是運動改變這兩種理想之間是沖突，牛頓理想獲勝是對亞氏理想否定，不是歸并。17第17頁內格爾批評：

牛頓力學

相對論解釋范圍大；能夠推出前者單純用惠威爾方法不能說明科學理論改變，如：18第18頁內格爾將歸并分為兩類：“同質歸并”，這是惠威爾自己提出?！爱愘|歸并”這是他自己補充：從經典熱力學統(tǒng)計力學從牛頓力學相對論19第19頁累積模式圖示知識量時間直線發(fā)展不存在突變沒有科學革命地位20第20頁卡爾納普：中國套箱21第21頁評價：優(yōu)點：能很好地說明新舊理論之間繼承性問題：科學發(fā)展并不全是漸進，其間曾經存在革命，有間斷，無法用繼承性加以說明;新理論產生常開始于舊理論與觀察事實矛盾;累積模式把科學發(fā)展問題太簡單化了22第22頁二、證偽標準與不停革命模式

1905年相對論提出以前，牛頓理論已經受千百次檢驗，取得驚人成功，被證實是真理。在相對論沖擊下，根基發(fā)生了動搖一個理論，不論多么成功，都難免被推翻命運。由此出發(fā)看1919年愛丁頓試驗（不是對愛氏理論證實，而是對牛頓理論“證偽”、“否證”）科學不可能是“向著最終目標穩(wěn)步前進系統(tǒng)，它永遠得不到真理，甚至象幾率那樣真理替換物?！北尘?3第23頁證偽標準證偽主義（falsificationism)波普爾反對歸納法

經驗觀察---個別，特稱；科學理論----普遍命題

區(qū)分科學與非科學-----可證偽性科學理論不能被經驗證實，卻能夠被經驗證偽可證偽性：邏輯上可能性24第24頁模式描述P1TTEEP2P1＝問題TT＝TentativeTheory

試探性理論EE＝Eleminationoferror

用證偽消除錯誤P2＝下一個新問題

猜測和反駁是科學知識發(fā)展過程本質25第25頁波普爾模式包含四個步驟①科學從問題開始②針對問題，科學家進行各種大膽嘗試性猜測，即提出假設和理論③各種理論之間激烈競爭，相互批判，并經受觀察和試驗嚴格檢驗，從而去除錯誤，篩選出逼真度較高新理論④新理論被證偽，又出現(xiàn)新問題，開始下一個過程26第26頁把科學看成是從問題到問題而進步，伴隨這種進步，問題深度不停增加貫通該模式紅線是猜測與反駁過程他自己將這個模式稱為“以猜測和反駁為伎倆來處理問題普通模式”27第27頁應提倡科學精神①要有勇于犯錯誤精神“怕犯錯誤是一個可憐愿望”“從錯誤中學習”“科學史僅是一部不可靠猜測史或錯誤史”

②要有批判精神向權威批判向自己批判③要有否定精神否定舊理論是發(fā)展新理論前提，否定得越早，進步越快。28第28頁對波普爾模式評價：①突破了邏輯實證主義者對科學知識僅作靜態(tài)語言邏輯分析框框，把人們眼光引導到對科學知識增加作動態(tài)考查和對這一過程內在機制作邏輯說明方向上去。②他科學始于問題提法也給人以啟迪。③他認為一個反例就能夠證偽一個問題（理論）不對。理論免疫問題。④問題有各種類型：29第29頁a、產生于理論內部問題地心說統(tǒng)治時期逆行問題懸天說提出后“天會不會掉下來”問題愛氏引力理論提出后光線會不會彎曲問題

b、產生于兩種不一樣理論之間天體演化和地質進化提出后會問“地球表面生物怎么來？”上帝創(chuàng)造嗎？C、產生于理論和觀察矛盾日心說理論和恒星周年視差30第30頁恒星視差aO日21恒星β1和2相差六個月，兩次觀察同一恒星，應該有不一樣視角，（a≠β）但未有看到。原因：恒星太遠日心說不對1938年才觀察到恒星視差問題產生以后，怎樣從一個問題轉換到另一個問題，波普爾也沒有作出令人信服說明。31第31頁歷史主義者批評波普：

不一樣意不停否定論，這么不會有知識增加了不一樣意經驗證偽主義波普爾理論與科學發(fā)展史不相符合⑤只強調理論只能被證偽，不能被證實，必定造成他對真理錯誤看法。32第32頁

波普理論并沒有改變科學直線發(fā)展總趨勢：時間知識量33第33頁歷史主義學派

庫恩范式主義拉卡托斯研究綱領費耶阿本德無政府主義34第34頁三.庫恩（T.S.Kuhn)范式改變模式

又叫科學革命模式。因為他強調科學發(fā)展是“新理論拋棄并取代與之不相容舊理論革命過程，革命主要標志是范式（Paradigm）變換.”35第35頁關鍵詞：范式（Paradigm）《科學革命結構》（1962）100多頁，20余種范式解釋《必要張力》（1977）36第36頁

范式要素一定時期內科學共同體“看問題方式”，包含共同世界觀、方法論、信仰和價值觀?？茖W共同體一致接收專業(yè)學科基本理論和取得重大成就，包含能夠進行邏輯和數(shù)學演算符號概括系統(tǒng)?？茖W共同體擁有儀器設備和使用方法科學共同體從事科學活動所遵照范例37第37頁1、模式描述前科課時期常規(guī)科課時期危機時期科學革命時期新常規(guī)科課時期38第38頁

“前科課時期”

“范式”沒有形成之前時期。亞里士多德以前動力學阿基米德以前靜力學布萊克以前熱力學燃素說以前化學赫頓以前地質學前科課時期39第39頁

范式是一門學科成為科學必要條件

“常規(guī)科課時期”是范式已經形成時期科學發(fā)展快對待反常態(tài)度：

不理會消化反常懷疑自己能力40第40頁

普勞特（W.Prout,1785-1850）假說

（1815-1816年提出）普勞特時代仍相信，上帝只會用少數(shù)幾個砌塊來創(chuàng)造世界，氫就是其中之一。因為當初發(fā)覺氫原子量為整數(shù)，其它元素原子量是氫整數(shù)倍，所以元素原子量應該是整數(shù)。（相信元素是氫化合物或聚合物）以后發(fā)覺氯原子量不是整數(shù)。有了反常出現(xiàn)。相信傳說說法科學家干脆不予理會這一反常。41第41頁

洛倫茲（H.A.Lorentz,1853-1928）收縮假說消化反常42第42頁收縮假說消化了反常43第43頁●懷疑自己利用范式能力科學家思想保守

極少有創(chuàng)造性很有必要44第44頁

“危機時期”：對舊范式發(fā)生了懷疑

有四種情況會造成懷疑反常數(shù)目越來越多。有些反常非常頑固。如“以太”有些反常打擊了范式基本標準

社會需要45第45頁1895年，x射線，倫琴1896年，鈾放射性，貝克勒爾1987年，電子，J.J.Thomson1898年，α、β射線，盧瑟福1901年，me隨速度增大，考夫曼

原子不可分原子最小元素不變質量不變傳統(tǒng)認識新發(fā)覺沖擊著傳統(tǒng)（反常出現(xiàn)）46第46頁●地●均輪能夠解釋行星亮度改變和逆行歐多克斯引進了26個球面，每個球面都有一個方向不一樣旋轉軸。亞氏引入56個球面，太復雜了。

阿波羅尼烏斯（fl.BC230）提出本、均輪概念本輪47第47頁地心說早期“同心球”概念

●●●恒星系不能解釋:行星不規(guī)則運動；行星與地球改變；行星亮度改變和逆行。

天體地48第48頁派別斗爭激烈科學家心理改變復雜科學家熱衷于哲學和基本問題爭論49第49頁科學革命時期拋棄舊范式確立新范式時期但不是全體科學家一致行動科學革命時期，科學家能夠不拋棄舊范式：范式選擇不完全由觀察、試驗決定；兩個范式之間不可比，無中性元標準，如莫雷試驗50第50頁“一個新科學理論并不是靠使它對手信服并使他們接收而獲勝。不如說是因為它對手死絕了，而不熟悉這個真理新一代又成長起來了?！保ㄆ绽士苏Z）“范式轉換是一代人轉換”（庫恩）51第51頁對范式選擇也不是毫無標準：

簡單性有效性準確性廣泛性一貫性52第52頁新常規(guī)科課時期：以新范式為指導科學發(fā)展時期53第53頁2.庫恩模式評價①克服了直線發(fā)展模式存在問題，既看到了科學發(fā)展繼承性，又看到了科學發(fā)展間斷性科學革命知識量常規(guī)科學時間54第54頁②新范式是怎樣產生？

突然出現(xiàn)，有點象格式塔轉換③科學革命后產生理論是否更靠近真理？④新范式產生是否是舊范式決定性破壞？55第55頁拉卡托斯科學研究綱領拉卡托斯Lakatos（1922-1974），匈牙利人，曾為盧卡奇指導碩士。自稱早年深受黑格爾哲學影響；后期被Popper否證論之科學哲學影響，成為批判理性主義者，批判邏輯實證主義，但也不一樣意Popper「樸素否證論」及其科學化界標準，而提出一個主張科學理論含有內在整體性結構「精巧否證主義」或「科學研究綱領方法論」。56第56頁拉卡托斯57第57頁對「樸素實證論」批判

Lakatos認為Popper否證論只是一個「樸素否證論」或「教條否證論」，其最大錯誤在于，科學理論并不是一旦為經驗所否證，就立刻遭到拋棄，經驗反駁并不能淘汰一個理論。理由有以下：（一）成功科學理論有許多是屬于「概率式理論」（probabilistictheories），以此來批判科學理論關鍵是全稱命題看法。（二）因為經驗含有主觀性，不一樣人對于同一事實會有不一樣觀察結果。所謂「經驗否證」，其實是因人而異，并無絕正確客觀標準。58第58頁對「樸素實證論」批判（三）任何相關理論正確性檢證都是有條件，只要訴諸「輔助假設」，（auxiliaryhypoththeses），即可把問題歸諸于其它原因，把反例消化，從而保護理論。（四）任何理論都有與其相互聯(lián)絡其它理論，組成此一理論背景知識，經由適當?shù)卣{整理論背景知識，能夠將任何理論從經驗反駁中拯救出來。59第59頁

精巧否證論

Lakatos認為任何理論都不是孤立存在，而是一系列相互聯(lián)絡，含有嚴密內在結構理論系統(tǒng)，所以提出「精巧否證論」（sophisticatedfalsificationism）主張以「理論系列」或「科學研究綱領」取代理論。60第60頁科學研究綱領組成（一）硬核（hardcore）：「研究綱領」基礎理論，是不受經驗檢驗陳說和命題所形成集合，是一組含有啟發(fā)力形而上理論或是預設，假如遭到反駁和否定，整個「研究綱領」就會遭到動搖或徹底否定。61第61頁科學研究綱領組成（二）保護帶（protectivebelt）：由許多「輔助假設」所組成，其功效為保護硬核，將經驗反駁矛頭引向本身。（三）反面啟示法（negativeheuristic）：又稱消極性誘導。是一個方法論上禁止性要求，禁止把批判矛頭指向硬核，并要求科學家用自己智慧去型塑硬核或創(chuàng)造一些輔助假設以形成保護帶。（四）正面啟示法（positiveheuristic）：又稱為主動性誘導。是科學家預先想好研究方向、方針和步驟，能夠開展出一系列越來越復雜模型以仿真實在，而不用理會實際存在反例。62第62頁「科學研究綱領」進化與退化假如有一系列理論，一個后續(xù)理論在前一個理論上添加一些輔助假設，便能消化與原來理論不一致「異例」（anomaly）；同時后續(xù)理論又能夠預測一些先前理論未能預見“新奇事實”，則這種理論上調整過程是“理論上進步”（theoreticallyprogressive）。假如一個理論在新奇預測中，有一些能夠被經驗左證（corroborated），則此一調整過程是經驗上進步（empiricallyprogressive）。假如一個理論調整在理論上與經驗上都是進步，則此一調整過程為進化，科學；反之則為退化。63第63頁科學研究綱領競爭Lakatos認為一個研究綱領，即使在進化時期，也常有一個或更多個對手與之競爭。對于科學進步而言，「理論多元論」比「理論一元論」要好，即使是在Kuhn常規(guī)科課時期，科學家也應該有批判精神。不過批判對象是「保護帶」，而非「硬核」。64第64頁科學研究綱領淘汰在Lakatos精巧否證主義觀點下，科學理論惟有含有下述特點時，才真正受到否證：（一）新理論必須比舊理論含有更多經驗內容。（二）新理論能解釋比舊理論先前成功，或者新理論內容包含了舊理論中不可反駁部分。（三）新理論經驗內容比舊理論多，而且能得到觀察或試驗驗證。65第65頁淘汰一個退化研究綱領注意以下標準一，不要急于淘汰剛處于萌芽狀態(tài)研究綱領；二，一個已經退化研究綱領也可能取得新生，而轉化為進步研究綱領。在研究過程當中，并沒有所謂判決性試驗，這種認為試驗能夠馬上判定研究綱領是否退化觀點，Lakatos稱之為實時理性（instantrationality），并給予徹底批判。66第66頁科學研究綱領科學發(fā)展模式：科學研究綱領進化階段→退化階段→新進化科學研究綱領取代退化研究綱領→新科學研究綱領進化階段…（以下重新循環(huán)）。67第67頁科學與非科學分界Lakatos對于「科學/非科學」劃界標準，和邏輯實證及Popper否證論一樣，都是以經驗作為基礎，但不一樣之處于于Lakatos從歷史角度來對待此一問題，不認為有某種永恒不變劃界標準，也不像Kuhn那樣，完全以科學社群信念作為「科學」劃界標準，而能夠防止陷入心理主義泥沼。68第68頁科學史Lakatos將科學史區(qū)分為「內部史」與「外部史」，依據(jù)方法論啟發(fā)，我們能夠建立關于科學理性理論。能夠用方法論來對知識史進行「理性重建」（rationalreconstruction）；所編寫出來科學史，就是內部史（internalhistory）。那些無法由任何一個方法論能夠加以合理化，而必須用社會心理原因（組織、宗教信仰、性別、階級意識等）來解釋事件，就組成科學史外部史。假如有一個科學方法論能夠把科學史里愈多事實包含進內部史里，相對地縮小外部史范圍，由此產生科學史著作就是很好科學史，伴隨舊方法論向新方法論移轉進步，內部史疆界會逐步地入侵外部史地盤。69第69頁費耶本德科學無政府主義

“怎么都行“anythinggoes”70第70頁費耶阿本德將歷史主義學派推行極端是美國哲學家費耶阿本德（PaulKarlFeyerabend,1924-1994）。他生于奧地利維也納，1951年獲哲學博士學位。曾任美國伯克利大學、瑞士蘇黎世工業(yè)大學教授。主要著作有《反對方法》（1975）、《自由社會中科學》（1078）、《與理性告別》（1987）等。71第71頁質疑：事實與理論一致性證實“一致性”比證實“不一致性”更輕易一樣事實能夠支持或反對不一樣理論理論比事實可靠證實一致性并不能確保理論科學性廢除“一致性準則”，允許不一樣理論競爭72第72頁科學與非科學關系科學與非科學不能完全分離，非理性與非科學成份在科學中應占主要地位。科學歷史發(fā)展中，非理性不可少。

保護新理論科學與非科學分界

科學并無特殊普遍科學方法科學不是神圣不可侵犯73第73頁理論多元主義與方法論多元主義理論能夠與經驗事實不一致經驗證據(jù)“污染”“韌性理論”理論之間能夠不一致“增生理論”方法論：怎么都行沒有絕正確一定之規(guī)不受束縛發(fā)散思維74第74頁“韌性”和“增生”理論（1）科學在發(fā)展過程中含有“韌性”，在一定時期人們總會信守一個理論，置大量反例而不顧，所以，他反對波普關于理論總是不停遭到證偽觀點。（2）科學理論含有“增生”，允許對現(xiàn)有理論進行調整，甚至改變形式，所以，他反對庫恩“規(guī)范”絕對統(tǒng)治論和存在“常規(guī)科學”論斷。75第75頁“韌性”和“增生”理論（3）科學“韌性”和“增生”是相互作用，要勇于在困難面前堅持自己觀點，又要善于修正自己觀點，容忍不同理論。（4）“常規(guī)科學”和“科學革命”不是科學發(fā)展兩個