第二讲4 科学理论与科学假说.ppt

第八章,科学假说和科学理论,科学假说和科学理论,科学假说和科学理论在整个科研过程中，既是科学研究发展过程中的一个重要环节和思维形式，又是通过经验层次的科研方法、理论层次的科研方法和综合层次的科研方法所形成的科研成果。,科学假说和科学理论,科学假说经过实践的验证可以上升为科学理论，科学理论随着实践的发展，又将接受新事实和新假说的挑战。一部科学技术发展史，实际上就是不断地由科学假说向科学理论转化发展的历史。,内 容 提 要,本章重点有：第一，科学假说的含义、构成、来源、形式、特征与作用、方法论原则和检验；第二，科学理论的内容、构成、特征、建立的方法和评价。,一、科学假说,1、科学假说：根据已经有的科学事实和科学原理，对所研究的自然现象及其规律提出的一种假定性的推测和说明，是自然科学理论思维的一种重要形式。,（一）科学假说及其构成和形式,被广泛地运用于各门自然科学。,事实基础，（已知的科学事实）；背景理论，（已知的科学理论）；对研究对象的本质的猜测；针对研究对象推演出的科学预言和科学预见。如“宇宙爆炸论”的假说。,2、构成假说的基本要素：,“宇宙爆炸论”的假说：就是以哈勃定律所证实的谱线红移等事实为基础；以广义相对论和高能粒子物理学等科学理论为背景知识；以超高温、超高密的原始火球的急剧膨胀为猜测；以氦丰度和3K微波背景辐射为预言所组成的。,一、科学假说,3、假说的形式 假说的形式是多种多样的。常见的有三大类型：第一类，叫模型形式。如，分子模型、原子模型、原子核模型、层子模型等。,一、科学假说,第二类，叫概念形式。如，场、量子等。第三类，叫知识形态的假定性理论体系。如，关于太阳系起源的假说、宇宙爆炸论的假说、生命起源的假说等。,一、科学假说,（二）科学假说的基本特征和作用 1.科学假说的基本特征,科学性与猜测性的统一,(2)多样性与易变性的统一,一、科学假说,第一，科学假说是科学性与猜测性的统一。科学性是指:假说是以一定的科学事实为依据，以已知的科学理论为背景知识而提出来的。,一、科学假说,爱因斯坦广义相对论的提出，就是以引力场中一切物体都具有同一加速度、惯性质量与引力质量相等的经验事实为依据，以已知的狭义相对论为背景知识，而合乎逻辑地推导出来的。,一、科学假说,猜测性是指:假说中包含着对研究对象本质规律的主观猜测，它往往是科技工作者在科学资料不充分，技术手段不太完备的条件下，根据已知的事实和理论，遵循一定的逻辑规则推测出来的。,一、科学假说,这些推测出来的预见既有可能会被后来的实践所证伪并淘汰，也有可能会被后来的实践所证实，并经过修正完善后转化为科学理论。,一、科学假说,第二，科学假说是多样性与易变性的统一.这是由三个原因所决定的。首先，从科技主体的角度来看。由于科技工作者占有的科学事实、资料和信息资源不同，分析问题的角度不同，知识结构不同，使用的科研工具和方法也不同，所以,即使是对同一个研究对象也会产生多种不同的假说。,一、科学假说,其次，从被研究的客体的角度来看。被研究对象始终处于运动、变化和发展之中。它的内在本质、规律乃至必然性，是一个逐渐暴露、逐步显现的过程。所以，科技工作者对研究对象的认识，也有一个不断深化的过程。科技工作者会随着对研究对象认识的不断深化来修正自己的假说。,一、科学假说,再次，从实践的角度来看。社会实践也是不断地向前发展的。随着 社会实践水平的不断提高，实践技术工具的不断革新，假说的内容，也会不断地被实践所验证。经不住实践检验的假说就会被淘汰，经得住实践检验的假说，就会得到完善和科学界的认可。,一、科学假说,在这里请大家注意两点：第一点，多种假说同时并存，相互对峙，相互竞争，可能会有以下四种结果：两个对立的假说中，一个驳倒另一个，新假说战胜旧假说。如，“日心说”战胜“地心说”，“冷起源说”战胜“热起源说”等。,一、科学假说,两个对立的假说中，都包含着部分真理，而为另一个更为完整的假说所代替。如，光的粒子说、波动说被“波粒二象说”所代替。,一、科学假说,两个对立的假说,都是对客观事物错误的反映，随着科学的发展而全部被淘汰。如，精原论和卵原论。两个对立的假说,都有一定的根据，但又都不完满，从而形成争论不休、长期共存的局面。如，关于宇宙爆炸的十几个假说。,一、科学假说,第二点，由于假说的易变性特点不同于理论的相对稳定性，所以往往会给人们造成某种错觉。似乎假说是人造出来的，随心所欲的，是人脑的自由创造。由于这种错觉忽视了假说的科学性及其客观根据，从而会使人们怀疑自己的认识能力，怀疑真理的可靠性，进而怀疑科学的可靠性。,一、科学假说,2、科学假说的作用 第一，科学假说是通向科学理论的桥梁。第二，科学假说是激发思维创造性的媒介。第三，各种不同科学假说的“争鸣”，有利于学术繁荣，对推动科学技术发展具有动力作用。,一、科学假说,（三）建立科学假说的方法论原则 建立科学假说应遵循一些共同的方法论原则。这些原则可归纳为十二个字：,一、科学假说,对应性,可检性,解释性,简单性,一、科学假说,第一，解释性原则。解释性原则，要求科学假说应当同已知的经过实验复核的科学事实相符合。科学假说不仅能解释个别事实，而且能解释已知的全部事实，只要其中有一个事实科学假说不能解释，那么，就意味着这个科学假说不能成立。,一、科学假说,第二，对应性原则。对应性原则是指，科学假说与已知的科学理论必须相对应。一般来讲，科学假说不能同已知的科学理论相矛盾。但是，话又说回来，任何已知的科学理论都具有相对的真理性和自身特有的适用范围。,一、科学假说,科学假说同已有的科学理论发生矛盾的时候，首先应该怀疑的是假说，应对假说进行检查。但是如果新的事实不断地支持假说，这就说明原有的科学理论存在着一定的问题。这时，就需要大胆果断地用新的假说去突破旧的理论。,一、科学假说,按照辩证否定观的科学思维方法，应继承旧理论中经过实践检验过的合理的科学内容，并把旧理论作为特例，或极限的形式，包含在新的假说的理论体系之中。当年相对论对牛顿力学的否定是如此，非平衡热力学对经典热力学的否定也是如此。,一、科学假说,第三，可检性原则。可检性原则是说，科学假说必须能用观察和实验加以检验，才能判定其真伪。如果假说不能被检验，它就不是科学的，不能成立的。如，1959年，美国物理学家韦伯宣布：他的实验装置已接收到了从银河系天体发出的引力辐射，直接验证了爱因斯坦关于引力波的预言。,一、科学假说,但是，由于其他科学家的实验装置均未接收到这一引力辐射，所以韦伯的假说至今都没被科学家们所承认。请大家注意：假说的可检性原则，是通过从假说中推导出的新的预言或预见所表现出来的。,一、科学假说,如果一个假说除了解释它所提出的事实之外，不能作出任何新的预言，那么就说明这个假说不具备可检性原则，就说明这一假说没有继续发展的余地。,第四，简单性原则。科学假说尽可能地在逻辑上简洁明了，能尽可能地解释和符合更多的科学事实和客观对象，即有很大的内存量。,一、科学假说,（四）科学假说的检验 由科学假说转化为科学理论的基本条件是：能经受得住科学实践的检验。科学实践对假说的检验一般采取三种常见的方法：一是逻辑证明（理论检验）二是实践检验（证实与证伪）三是判决性实验（否定对立的假说）,一、科学假说,首先，逻辑证明。逻辑证明又叫逻辑分析。主要是从已知的科学事实和科学原理出发，对假定的条件和预言进行分析，看假说是否具有逻辑上的合理性，是否能在逻辑上成立。其目的就是对假说进行初步筛选。许多科学家的科技实验告诉我们，在把假说付诸实践检验之前，一般都需要对假说进行逻辑证明，或逻辑分析。,一、科学假说,逻辑证明的内容包括三个方面：其一是分析假说中的概念是否具有精确性、明晰性和简单性。其二是分析假说在逻辑结构上是否具有一致性。其三是分析假说是否得到了已有的科学理论和科学事实的支持。,一、科学假说,经过逻辑分析，进行初步筛选之后，才可以确定假说是否具有可检性。在这里请注意：即使是在实践检验的过程中，也经常会伴随着逻辑分析或逻辑证明。,一、科学假说,比如，“四色定理”早已在地图的绘制中被检验过千百次了，但直到20世纪60年代，用计算机作出逻辑证明之后，人们才感到满意。尽管逻辑证明贯穿科学研究过程的始终，但它同实践相比，只是科学实践的一种辅助性的检验方法，它永远也无法取代实践。假说最终必须由科学实践来检验和裁决。,一、科学假说,其次，实践检验。实践检验是指，通过科学观察和科学实验的方法，对假说及其推论进行的检验。假说中作为对事物本质的猜测，通常是以全称判断的形式出现的，具有抽象性和普遍性，无法直接验证。所以，就需要由假说中演绎出若干可以直接检验的推论，然后分别把这些推论诉诸观察和实验，尔后与观察和实验的结果进行对照。,一、科学假说,如，对电磁理论中“电磁波和光波具有同一性”的普遍命题无法进行直接检验，但可以由它演绎出许多能够直接检验的若干推论。假如，电磁波与光波具有同一性，则电磁波应等于光速。,一、科学假说,这个推论在1888年，由物理学家赫兹所确证。但赫兹实验的结果，并不等于完成了电磁波与光波具有同一性的证明。,一、科学假说,因为二者如果具有同一性，就意味着电磁波应显示光波的所有性质。于是，赫兹接着又进行了关于电磁波的反射、聚焦、折射、偏射、衍射等多种实验。,一、科学假说,通过这些实验，证明了当时人们所认识的、光所具有的一切物理特性，电磁波都具有。这样一来，赫兹才算完成了电磁波和光波具有同一性的实验验证。另外，假说中的预言和预见，有些也需要演绎出若干推论和实验结果相对照。,一、科学假说,如，由于引力波很弱，目前还没有仪器能够直接观测。所以，对广义相对论有关引力波的检验，如今只能通过对引力波存在的某些特有效应来间接检验。,一、科学假说,1978年，美国天文学家约瑟夫泰勒小组宣布：他们通过对高速旋转的致密双星的四年观测，测到了双星转动周期缩短了万分之四秒，与广义相对论的引力波理论计算的结果完全一致。从而通过一个引力波的间接效应，证实了引力波的存在和影响。,一、科学假说,科学实践作为检验科学假说的惟一标准，既能证实假说，也能证伪假说。一般来讲，经过观察和实验所证实的科学假说，就可以上升为科学理论，被观察和实验所证伪的假说，就会被淘汰。,一、科学假说,但是实践对假说的检验过程是十分复杂的。不论是证实还是证伪假说，都存在着许多需要从逻辑上分析的问题。,一、科学假说,第一，一个全称判断所演绎出来的接受实践检验的结论，在数量上是无限的。其中，部分结论与观测事实相符，只是为科学假说提供了部分辩护、或部分支持，还不能完全证实这一假说。,一、科学假说,如，赫兹测出了电磁波的速度，证明了电磁波具有反射、折射、聚焦等属性，已经比较全面地证明了电磁波与光波具有同一性。他所进行的实验个例越多，数量越大，精确度越高，该假说被确证的程度也就越高。,一、科学假说,但是，赫兹1888年进行的实验，由于受当时科学技术水平的限制，并未穷尽对光波和电磁波性质的认识，还会存在许多未知的属性。因此，赫兹的实验可以说仍然没有完全证实电磁波与光波具有一致性的判断。,一、科学假说,第二，以全称判断形式出现的科学假说，是通过检验蕴涵的方法接受验证的。这是一种通过证实推论为真，从而证实假设也为真的方法。在逻辑上，这种方法的保真性是没有保证的。证实推论为真，假设既可能为真，也可能为假。如果认为推论真，假设必真，这就犯了肯定推论推理的逻辑错误。,一、科学假说,第三，科学假说的证伪方法。假设一个科学假说用H表示；它所演绎出的可被直接检验的结论，用C表示；若与观察事实不符，用非C或不符合于C表示；那么，在整体上就可以说这个假说已被证伪（证伪，可以用非H、或不符合于H来表示）。,一、科学假说,假说的证伪用符号逻辑形式表示为：（HC）CH 我们可以把这一公式用通俗的话表达为：由科学假说H所演绎出的可直接检验的结论 C，由于完全不符合于C，所以就会推导出假说为非H，即被证伪。,一、科学假说,说到这儿，人们不禁会问，这一公式在逻辑上虽然无可挑剔，但是，一旦出现反例，就能完全否定相关的科学假说吗？事实上，证伪一个科学假说并不象逻辑上否定后件就必然否定前件那样简单。因为：,一、科学假说,一方面，科学实践受科学技术水平的制约，是可错的。当观测到的经验事实与推论不相符合时，不一定是假说错了，而有可能是实验设计不合理，或仪器精度不够造成的。,一、科学假说,另一方面，科学假说本身也是有结构的，它包含了背景知识和许多辅助性假说，不是一个单纯的孤立的全称命题。所以，若假说被证伪了，还可能是因为其中的辅助性假说有误，而不一定是假说的主要内容有误。,一、科学假说,由此可以得到以下逻辑证伪公式：如果：假说H与辅助性假说H，可演绎出直接检验的推论C 已知：非C（已知事实与推论不符）所以：就可推导出假说为非H（伪），或辅助性假说为非H,一、科学假说,如，1906年，德国物理学家考夫曼，曾经通过对高速电子质量的观测实验，来检验爱因斯坦狭义相对论中运动质量随速度增加而增加的论断。他曾宣布：实验得出负结果，没有发现高速电子质量的变化。彭加勒由考夫曼的实验，提出了对爱因斯坦狭义相对论的质疑。,一、科学假说,但爱因斯坦则强调：究竟是考夫曼的实验结果有误还是我的相对论有误，不能只根据考夫曼个人的实验来评定，只有经过多方面的实验，才能作出最后的评定。十年以后，法国两位物理学家揭示了考夫曼实验装置有缺陷，证实了爱因斯坦狭义相对论的正确性。,一、科学假说,由此可见，科学实践对科学假说的检验过程，是一个复杂、长期而且经常反复的过程，不能以一次证实或证伪来判定假说的真伪。最后，判决性实验。,一、科学假说,判决性实验是指：1.如果对同一个研究对象，存在两个对立的假说H1和H2；2.并分别推断出互不相容的结论C1和C2；3.而且可以通过一个实验进行检验；4.其检验结果符合C1（或C2），不符合C1（或C2）；5.则可以认为这个实验肯定了H1（或H2），否定了H1（或H2）；6.那么，这个实验就是关于假说H1和H2之间的判决性实验。,一、科学假说,由于判决性实验可以在两个对立的假说中，起到肯定一个或否定一个的裁决作用，所以历来为科学家和哲学家所重视。如：1850年傅科实验，肯定了光的波动性，否定了光的微粒性。,一、科学假说,注意：虽然观察和实验是科学的最高法庭，但不要把已有的实践检验结果绝对化。检验假说是一个历史的过程，通常不是一次实验就能完成的。往往需要经过许多科学家的多次实验才能完成。,二、科学理论,二、科学理论,（一）科学理论的含义和特点 1.科学理论的含义 科学理论是由科学概念、科学原理以及对这些概念、原理的理论论证所组成的体系。是经过实践检验的系统化了的科学知识体系。,二、科学理论,2.科学理论的特点 科学理论与科学假说相比，有自身独到的特点。其特点表现在五个方面：第一，客观真理性。科学理论同假说相比较，由于它正确地反映了客观事物的本质和规律，因而才具有内容的客观真理性。,二、科学理论,内容的客观真理性，既是科学理论最根本的特征，也是它同假说的最根本的区别。科学理论的客观真理性要求，任何一个科学理论体系，在内容上都必须具备三个基本条件。其一，建立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。,二、科学理论,其二，根据前一事实材料所提出的假定性猜测，必须是已经得到实践确证，并经得起实践的进一步检验的。其三，根据这种理论所做的科学预见或预言，必须是已经在实践中得到了证实的。,二、科学理论,我们在坚持科学理论内容的客观真理性的同时，还应该看到，由于一定历史阶段上的实践，会受到各种历史条件的制约，所以任何科学理论都是在一定时间、地点和历史条件下，对客观事物本质和规律的近似正确的反映。也就是说：科学理论本身，既具有真理的客观性、绝对性，又具有真理的条件性和相对性。,二、科学理论,第二，普遍适用性。这是科学理论的又一个基本特征。科学理论通过揭示某一领域的共同本质，而普遍适用于这个领域，并能对这个领域所有复杂多样的现象作出科学解释，特别是能预言在这个领域的各种新现象。,二、科学理论,在这里，请同学们注意：科学理论的普遍适用性，不是通过形式上的“去异存同”的抽象形式来表达的，而是通过对深刻本质的揭示来实现的。如，经典物理学普遍适用于电、磁、光等宏观客体的解释。量子物理学通过揭示光的波粒二象性规律，而普遍适用于各种微观客体的解释等就是如此。,二、科学理论,第三，全面系统性。这是科学理论本身又一个重要特征。科学理论不是各种孤立概念、原理、定律、公式的机械拼凑，而是根据自然界的有机联系，由各种经过实践检验的知识单元（包括概念、原理、定律等）按系统性原则有机构成的知识体系。,二、科学理论,第四，严密的逻辑性。这是由系统性所引申出来的又一个基本特征。所谓严密的逻辑性就是指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。科学理论能够作到概念明确，判断恰当，推理正确，论证严密，即合乎逻辑。科学理论一般都具有演绎的逻辑结构性、逻辑上的无矛盾性和完备性等特点。,二、科学理论,第五，科学预见性。这是指科学理论不但能够解释已知，而且还能够预见未知。首先，科学理论通过揭示某一领域、或某一类事物的本质规律，而普遍适用于这个领域或这个事物。,二、科学理论,其次，由于科学理论把握了事物发展的一般规律和趋势，具有逻辑上的完备性，所以能够提供新的知识，并在一定程度上对未知的事物状况做出符合逻辑的预言。,二、科学理论,（二）科学理论体系的构成 科学理论体系是由科学事实、科学概念、科学定律、科学假说和科学理论这五个基本要素有机构成的。这五个要素是构成一个完整的科学理论体系不可缺少的组成部分，是不可分割地联系在一起的。它们之间的辩证关系可以用图表示如下：,科学事实是前提和归宿,科学概念是理论奠基石,科学定律是理论的基础,科学假说是过渡的形式,科学理论是成果的体现,二、科学理论,二、科学理论,第一，科学事实是科学理论体系的出发点和归宿。之所以说它是“出发点”,是因为:科学事实是科学理论的经验形式，是建立科学定律、科学假说和科学理论的前提和基础。,二、科学理论,离开了科学事实，科学定律、科学假说和科学理论就成了无源之水、无本之木。之所以说它是“归宿”，是因为：离开了科学事实的检验，科学定律就不能成立，假说就永远是假说，而不可能转化为科学理论。,二、科学理论,第二，科学概念是在科学事实的基础上产生的、构成科学理论体系的奠基石。一个新理论的建立，需要若干新的概念作为它的理论先导或逻辑出发点，需要在逻辑上展开它的理论体系。否则科学理论就会失去它独立存在的支撑点。,二、科学理论,假如没有点、线、面等基本概念，就不会有几何学；假如没有力、质点、速度、加速度、质量、功、能等基本概念，也就没有力学；假如没有元素、原子、分子、化合、分解、价、键等基本概念，也同样不会有化学。,二、科学理论,第三，科学定律是以科学事实和科学概念为前提的构成科学理论体系的基础。科学定律是运用抽象思维，借助于科学概念，对科学事实进行加工制作的结晶，是对事物的本质或规律的科学认识。科学定律虽然还不能从整体上、更深的层次上把握客体的本质和规律，但它却是形成科学理论的逻辑基础。,二、科学理论,第四，科学假说是以科学事实、科学概念和科学定律为条件的形成科学理论体系的过渡形式。只有经过实验检验的科学假说，才有可能转化为科学理论。而科学假说的提出、纯化、修正和证明，都必须以已有的科学理论和科学事实为依据。,二、科学理论,第五，科学理论是科学成果的系统体现。科学理论是以科学事实为根据，从最基本的科学概念和科学定律开始，借助于推理规则及辅助性假设条件，推演出来的严密的逻辑知识体系。科学理论既是科学认识高级阶段的成果，又是形成新的科学认识的起点。,二、科学理论,请大家注意两点：第一点，科学事实、科学概念、科学定律、科学假说和科学理论这五个要素的地位和作用并不是绝对的、凝固的，而是相对的、发展的。随着实践和认识的不断深化，科学理论的客观真理性、普遍适用性、系统全面性、逻辑完备性和科学的预见性都会暴露出新的矛盾，这就需要进一步发展科学理论。,二、科学理论,列宁生前曾经深刻地指出，人类的认识是思维对客体的永远的、没有止境的接近。“理论是灰色的，而生活之树却是长青的。”列宁在这里告诉我们，人类对自然界的反映，不是僵化、被动、机械的反映，而是处在矛盾的产生和解决的永恒过程之中的能动的、创造性的反映。,二、科学理论,第二点，科学家们认为，科学理论在结构形式上采用演绎结构，这是科学理论日益走向成熟的标志之一。随着理论的发展，许多采用归纳结构的经验科学理论，也必将会升华为演绎结构。,二、科学理论,（三）建立科学理论体系的方法 建立科学理论体系有多种方法，人们经常使用的方法主要有三种，这就是:公理化方法 逻辑与历史相统一的方法 从抽象上升到具体的方法。,二、科学理论,第一种，叫公理化方法。公理化方法，我曾经给大家介绍过。就是从尽可能少的不证自明的基本概念、公理、或公设出发，运用演绎推理的规则，从中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，就被称为公理化体系。,二、科学理论,欧几里得几何学体系是世界上人类第一个古典的公理化体系。希尔伯特的几何基础、阿基米德在建立静力学理论体系时，就采取了公理化方法。牛顿，在自然哲学的数学原理一书中，也采用了这种公理化方法，表述了经典力学的理论体系；德国数学家康托尔所发现的集合论公理化系统中的悖论，进一步推动了科技工作者对公理化方法的研究。,二、科学理论,第二种，叫逻辑与历史相统一的方法 历史的方法是指客观事物自身的发展过程和人类对它的认识过程。历史方法的特点有两个：一是具体性；二是自然性。,二、科学理论,逻辑的方法是指人的思维对客观事物本质规律的抽象概括和反映，或者说是人脑对客观事物发展过程和对人认识客观事物过程的抽象和概括。逻辑方法的特点也有两个：一是抽象性；二是修正性。,二、科学理论,在历史方法和逻辑方法的关系中：历史是第一性的，它是逻辑产生发展的客观基础；逻辑是第二性的，它是对历史的抽象概括和理论反映。历史决定逻辑，逻辑反映历史。历史和逻辑是建立在一定社会实践基础上的具体的历史的统一。,二、科学理论,恩格斯曾经指出：“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，然而是按照现实的过程本身的规律修正的。”,二、科学理论,运用逻辑和历史相统一的方法，建立起来的科学理论体系，有两种类型：第一种类型，是按照逻辑发展程序，同自然事物的历史发展过程相一致的原则来建立科学理论体系。象经验性很强的自然科学理论体系，一般都是采用这种类型建构起来的。,二、科学理论,第二种类型，是按照逻辑发展程序和人类认识自然历史的过程相一致的原则，来建立科学理论体系。象理论性很强的自然科学理论体系，一般都是按照这种类型建构起来的。,二、科学理论,如，人类对物质世界的认识，是首先从身边静止的宏观物体开始的，尔后逐渐地进入运动的物体、微观的物体和更遥远的宇观天体。,二、科学理论,因而，物理学的逻辑结构是遵循着：,静力学,运动学,分子物理学,热力学,波动物理学与声学,电磁学,相对论,量子力学,宇宙物理学,二、科学理论,前边我们已经讲到了，科学理论成熟的一个重要标志，是由归纳结构进入演绎结构。在这里，逻辑和历史相统一，也是科学理论成熟的标志之一。逻辑和历史相统一的方法，不仅对于建立科学理论体系具有重要意义，而且对于自然科学研究也具有一般方法论的指导功能。,二、科学理论,这是因为：一方面，在科学研究中，必须对研究对象进行系统的历史分析。不仅要充分了解它的现状，而且还需要了解它的过去，了解它的未来发展趋势。只有掌握了研究对象历史发展的全过程，才能使科学理论具有可靠的历史依据。,二、科学理论,由于历史发展的过程内容丰富，既有现象又有本质，既有偶然又有必然，既有可能又有现实。所以，要想透过表象抓住本质，透过偶然发现必然，透过可能掌握现实，就必须得在运用历史方法的基础上，借助于逻辑的方法，这就引申出了另一方面。,二、科学理论,另一方面，在科学研究中，必须运用逻辑的方法，抽取研究对象的本质属性，暂时舍弃研究对象的非本质属性，舍弃研究对象的具体表象和各种偶然因素，用概念、判断、推理等逻辑思维形式，揭示出研究对象的本质和规律。因为只有这样，才能建立起科学的理论体系。,二、科学理论,第三种，叫从抽象上升到具体的方法 从抽象上升到具体的方法，我们在逻辑思维的方法中已经给大家介绍过了，它主要是指：在感性具体的基础上，通过思维的抽象上升到理性具体的过程，也就是指建立科学理论体系的过程。经典电磁学的建立，就是采用了这种从感性具体到抽象，尔后上升到理性具体的方法。,二、科学理论,首先，科技工作者从雷鸣电闪、摩擦生电、磁石吸铁等“感性具体”的现象中，抽象出了电荷、电势、电场、电流、磁场、磁通量等若干概念和定律。如库仑定律、欧姆定律、法拉第定律、比奥沙伐尔定律、安培定律等。这些抽象出来的概念和定律已经反映了电磁现象的某些本质，为电磁学理论的创立奠定了基础。,二、科学理论,其次，麦克斯韦在此基础上，又引入了“位移电流”的新概念，建立了一组微分方程，来揭示电荷、电流、电场和磁场之间的联系。不仅预言了电磁波的存在，而且还揭示出了光、电、磁三现象在本质上的内在统一关系。,二、科学理论,从而使科技工作者对电磁现象的认识，达到了全面性、系统性和科学性，也就是达到了“理性具体”的高度。于是，电磁学理论才得以最终形成，才得以建立起来。,二、科学理论,（四）对科学理论体系的评价 对科学理论体系的评价，主要介绍的是科学家和哲学家对科学理论体系的评价问题。科学家和哲学家在评价一个科学理论体系的时候，既要考察理论接受实践检验的状况，又要对理论的优劣作出判断。,二、科学理论,在理论评价的过程中，由于科学家和哲学家的知识背景不同，价值观念不同，思维方式不同，因此不同的科学家和哲学家，对同一个理论体系肯定会作出完全不同的评价。,二、科学理论,科学家和哲学家公认的理论评价标准 第一，理论与经验事实的一致性。即从理论中推论出的各种结论应该能经受得住观察和实验的反复检验，应该同实践检验的结果相符合，从而来表明理论自身的真理性和精确性。,二、科学理论,一般来说，理论与实验结果符合的越好、越广泛，理论为大多数科学家接受的可能性也就越大。特别是在新旧理论交替、变革的时期，新理论往往能以更广泛地同实验结果相符合为特点，所以它不仅能说明旧理论已经说明了的现象，而且还能够说明旧理论不能说明的现象。,二、科学理论,请大家注意：当我们把科学理论与实验结果的一致性，看作是评价理论的一个必要条件时，也需要考虑整体论者对经验论提出的质疑。为什么呢？因为：一方面，科学理论有时并不能获得直接的证实。,二、科学理论,另一方面，有时经验事实也会具有可错性。所以，理论与经验事实是否一致，并不是评价科学理论的充分条件。库恩为代表的学派认为不同“范示”之间根本不可能有共同的语言和观察证据。但实际上，尽管各学科的“范示”不同，但不论哪一门学科的“范示”，都无法否认另一个“范示”中那些观察、实验证据的客观性。,二、科学理论,例如中医和西医是两种不同的医学学科，是两种不同的“范示”。但西医无法否定中医辩证施治的疗效；同样中医也无法否定西医通过化验、透视、CT等科学手段获得的治疗效果。,二、科学理论,总之，承认科学理论和经验事实的一致性，就意味着承认理论的真理性和客观性，这是我们既吸收整体论的合理思想，但又不完全苟同整体论之处。,二、科学理论,第二，理论内在逻辑的完备性。由于自然科学理论是由基本概念、基本原理和逻辑结论三部分内容有机构成的科学理论体系，因此必然要求理论内部在逻辑上自恰，即具有完备性。,二、科学理论,理论的完备性包括两层内容：一是理论应保持自身内部逻辑的一致性；二是同公认的相关理论也要具有一致性。理论内在的逻辑的完备性之所以能成为科学共同体公认的评价科学理论的重要标准之一，这主要是因为自然界具有复杂性和多样性。,二、科学理论,所以，各学科对自然界本质规律的揭示，既是相互印证、相互补充、相互关联的，又是具有相互独立性和自主性的。有许多新的科学理论，往往不是通过实验和科学事实的积累而建立起来的，而是先构造理论，列出方程，演绎出可供检验的结论，然后再由实验去加以证实的。,二、科学理论,这说明了什么问题呢？它说明在自然科学发展的进程中，观察和实验确是检验理论科学性的惟一标准，除此之外，还可以辅之以逻辑证明的方法。逻辑证明方法的运用，既显示了科学认识的能动性和相对独立性，同时，也反映了追求科学理论内在逻辑的完备性的重要.,二、科学理论,第三，理论的简洁性。自然科学理论体系应该具有最大的简洁性。科学理论的简洁性是指，科学理论体系所包含的基本概念和基本定律，应该既具有不证自明的独立性，又具有数量的精简性。,二、科学理论,为什么会这样呢？这是由四个原因所决定的。其一，理论的基本概念和基本定律越少，它的整个理论体系在逻辑上的完备性也就越容易为科学家们所判定，也就越能够实现理论体系内部的无矛盾性。,二、科学理论,其二，反映自然界本质的规律的表述越简单，它的理论的科学性也就越容易通过观察和实验来进行检验，也就越能够显示其具有可复核性、可检验性的特征。,二、科学理论,其三，只有在科学理论的基本概念和基本定律尽可能的少，而它所包含的内容尽可能多的情况下，这个科学理论体系才有可能具有应用范围的广普性。,二、科学理论,其四，理论的简单性，也是由科学家追求物质世界的统一性、理论形式的简洁性、和谐性、对称性以及理论的数学美所决定的。,二、科学理论,第四，理论的预见性。理论的预见性要求一个科学理论体系，应当具有广阔的视野，应当能够站在本学科研究领域的最前沿，预见那些未知的、或在理论建立时还没有被解释的现象；应该不仅能解释本学科已知的研究成果，而且还能解释本学科未知的一些新的研究成果。,二、科学理论,自然科学发展史的实践告诉我们，一个科学理论所揭示的自然规律越深刻、越普遍，它的预见性也就越强；预见的现象也就越多；其实践意义和理论价值也就越大。,二、科学理论,如，爱因斯坦所提出的质能关系式：E=mc 这个关系式虽然只是一个逻辑推论，但人们在运用这一关系式解释原子核的质量亏损现象时，却发现了原子核内蕴藏着巨大的能量，从而预见了利用原子能的可能性和重要性。爱因斯坦的这一预见，已经被人类利用原子能的实践所证实。,二、科学理论,在这里，我还想提醒大家注意两点：第一点，评价科学理论的标准既不是单一的，也不是彼此孤立的，而是相互补充、相互论证的。,二、科学理论,科学理论同经验事实的一致性、内在逻辑的完备性、理论的简洁性和理论的预见性，这四个标准只有综合在一起，才能充分反映出科学理论既具有对客观规律反映的真理性，又具有指导人们解决实际问题的可行性。,二、科学理论,第二点，以上评价科学理论的标准，仅限于对自然科学理论的评价，不包括对技术的评价。,