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1、,科学技术哲学,科学理论的创立、检验与发展,第六章 科学理论的创立 第七章 科学理论的评价与检验 第八章 科学理论的发展 创立科学理论的过程是人类充分利用创造性思维不断创新的过程。本章从创造性思维的角度，论述创立科学理论的思维过程、思维方法与思维形态，并阐明在这个过程中通过科学抽象得到的主要成果。,第一节 科学理论的创立,一、创立理论的思维过程 在科学理论的创立过程中，创造性思维是其核心和灵魂。创立理论的思维过程可以概括为如下四个阶段： 创立理论的思维过程的典范,第二节科学抽象及其成果,科学理论的创立过程实质上是一系列的科学抽象过程。科学抽象的主要成果包括：科学概念、科学符号和思想模型。 一、
2、科学抽象 科学抽象是指在思维中对同类事物去除其现象的、次要的方面，抽取其共同的、主要的方面，从而做到从个别中把握一般，从现象中把握本质的认知过程和思维方法。 从实践中取得充分可靠的资料是进行科学抽象的必要前提。资料不可靠、不充分，无从由此得出科学的结论。但是，材料再丰富，不借助于头脑的抽象思维，也无法上升为定律和理论。,第二节科学抽象及其成果,二、科学抽象的基本成果与模式科学概念、科学符号、思想模型 1.科学概念 科学概念是在科学认识中反映自然现象本质属性的思维形式。它是科学思想模型 。 （1）科学概念的特点,1.科学概念,（2）科学概念的作用,2.科学符号,科学符号是以自然语言符号系统为基础
3、，以专业学科符号系统为基本，以计算机语言、人工智能语言为最高发展阶段的符号系统。它的作用：,3.思想模型,思想模型是科研中建立的对原型高度抽象化了的思想客体或思想事物。它以最纯粹形式甚至某种极限状态体现对象本质属性和基础过程。它具有流动性、互补性、条件性的特点。 思想模型是科学理论 与现实原型之间的必 要中介，成为理论研 究的直接对象。科学 规律只有在相应的思 想模型中才有严格精 确的体现。,第三节创立理论的思维方法,创立理论的思维方法思维方法多种多样，主要包括演绎方法和非演绎方法（分析与综合、归纳与概括、类比等）。 演绎方法：是从一般原理推论出个别或特殊事物及其结论的过程。它的根本特点是前提
4、与结论之间具有蕴涵关系。 现在的演绎方法包括演绎推理和以演绎推理为基础的证明及公理化方法。 公理化方法是指从可能少的概念、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，从而建立理论体系的方法。,由公理化方法得到的逻辑演绎体系称为公理化系统。建立公理化系统的一般程序：,演绎方法在科学假设的检验过程中发挥着独一无二的作用，也是科学发现的一种重要方法。,二、非演绎方法,1.分析与综合 分析方法是把研究对象整体分为各部分、方面、因素和层次等,并分别加以考察的认识方法。,分析是对一定综合体的分析,分析离不开综合。,综合方法是将已有的关于研究对象各个部分、方面、因素和层次的认识联系起来，形成
5、对研究对象整体性认识的认识方法。它以分析为基础，探索研究对象的各个部分、方面、因素和层次之间的相互联系的方式，由此形成一种新的整体性认识。 辩证的综合不是各个要素的简单加和,本质上是一种在分析基础上的创造。,2.归纳与概括,归纳是从个别或特殊上升到一般。它分为完全归纳法和不完全归纳法（简单枚举归纳法和科学归纳法）。 在近代自然科学中盛行的归纳法，实质上是改进后的简单枚举法，比如，培根的“三表法”和穆勒的“穆勒五法”。,2.归纳与概括,概括是一种从个别或特殊性认识上升为一般性认识的思维方法，是一种不完全归纳。归纳推理虽然结论不具有逻辑必然性，却更明显地表现出是一种由已知进到未知的方法。,3.类比
6、,类比是根据两个或两类不同对象的部分属性或功能等相同或相似，推论出它们的其他属性或功能等也可能相同或相似。,类比推理在科学研究和解决科学技术问题过程中具有启发思路、提供线索、借助于某种规范（范例）而举一反三、触类旁通的作用。,第四节创立理论的思维形态,创立理论的思维形态也是多种多样的，主要包括：抽象思维与形象思维；发散思维与收敛思维；顿悟。 一、抽象思维与形象思维 1抽象思维以概念为基本要素，是在概念及其判断的基础上进行的推理。它通常是线性的、串行的。 2形象思维以意象（imagery）为基本要素，是在意象及其联想（想象）和典型化的基础上进行的推理。它通常是非线性的、并行的。 在科学思维中，抽
7、象思维和形象思维是相互补充、相互渗透、相互促进的。在逻辑方法还走不通的地方，科学就要用非逻辑方法开辟新的道路；非逻辑方法打开通路后，又必须及时地在从旧认识到新认识之间的“深渊”上架起“逻辑的桥梁”。,二、发散思维与收敛思维,1发散思维（divergent thinking或称“求异思维”）：在解决问题时，思维能不拘一格地从仅有的信息中尽可能扩展开去，朝着各种方向去探寻各种不同的解决途径和答案。它的特点是流畅性、灵活性和独特性。 2收敛思维（convergent thinking或称“辐合思维”、“求同思维”)：在解决问题的过程中，思维能尽可能利用已有的知识和经验，把众多的信息逐步引导到条理化的
8、逻辑系列中去，从所接受的信息中产生逻辑的推论。,发散思维与收敛思维,发散思维和收敛思维的优化综合是一切创造性思维的共性特征。创造力较高的人兼有发散思维和收敛思维两种能力。,三、顿悟直觉与灵感：,1.直觉 直觉是在已有知识和经验的基础上不受某种固定的逻辑规则约束而直接领悟事物本质，是对客观事物的本质特征和普遍规律的直接领悟的深刻理解。这种领悟和理解取决于经验的积累，只有当经验积累达到融会贯通产生“共鸣”时，直觉的领悟和理解才能发生。,2.灵感,灵感是主体对反复思考而尚未解决的问题，因某种偶然因素或潜意识信息启发而得到突然顿悟的心理状态。它在本质上是认识过程中的需要诱发的心灵受激感应活动。 灵感的
9、基本特征：发生的突发性（随机性）、显现的瞬时性、认识成果的突破性、常伴有情感的波动。 灵感在科学创造中具有重要作用：它能使人们在思维的困境中突然领悟到问题的症结或本质；也能使人们产生意想不到的创造性设想，为创造者提供富有启发的解题线索,或沟通发明思路，或涌现新颖的创造方案，或指出全新的探索方向。,第七章 科学理论的评价和检验,科学理论创立之后，必须经过同行的评价和检验，才能成为人类共同的精神财富。本章主要讨论如何对科学理论进行逻辑评价和实验检验。 一、相容性评价 理论的相容性：如果从新理论T2可以推出公认的理论T1，或者从T2推不出与T1相矛盾的推论，那么T2与T1就是相容的。 相容性评价就是
10、将新科学理论T2与公认的科学理论T1进行比较，以确定T2是否与T1相容。如果新的科学理论与公认的科学理论不相容，且该新理论得到确认，就将引起科学共同体抛弃相应的公认的理论或其中的一部分，从而引起科学革命或对公认理论的修改或补充。,二、自洽性评价,自洽性评价：分析理论内部是否自相矛盾，即分析理论内在逻辑的完备性。一个理论T，如果不能从它逻辑地推出命题A和非A，就是自洽的，反之就不是自洽的。自洽性要求科学理论内部的各个命题之间有逻辑联系，不能相互矛盾。,三、简单性评价,科学理论的简单性：理论体系所包含的彼此独立的基本概念和基本定律尽可能少（逻辑基础简单，不是内容简单。）,简单性评价主要包括三方面的
11、内容： 第一，考察理论的普遍性。 第二， 考察理论的前提或基本假定是否足够少。 第三，考察理论所包含的公式的参数或变量是否较少，这些参量的次数和方程的级是否较低。,第二节 科学理论的实验检验,科学理论的逻辑评价是实验检验的前提和基础，但科学理论最终必须接受实验的检验。科学理论的实验检验，是通过观察和实验对假说的推论进行经验的验证，以确定该理论的真伪。 一、实验检验 科学理论的实验检验是指通过观察和实验对假说的推论进行实验的验证。 科学理论的推论与观察事实的对照有三种可能情况： 第一，推论和已知经验事实相符，这其实是理论对该事实的解释，不能确证该理论是真是假。 第二，推论与未知的现象符合。这是对
12、未知现象的理论预见。 这未知现象被确证，是对该理论为真的一种确证。 第三，推论与未知现象不符，该理论被否证。,二、实验检验的复杂性,第一，一个全称命题所演绎出的接受检验的结论是无限多的，其中部分结论与观察事实相符，并不足以完全证实该假说，只是为该假说提供了辩护和支持。 第二，以全称判断形式出现的科学假说是通过检验蕴含的方法接受验证的。这是通过证实后件（即推论）为真从而证实前件（假说）为真的方法，但在逻辑上，这种方法的保真性是没有保证的后件真，前件不一定真。 第三，证伪假说在逻辑上是简单的（后件假，前件必假），但实际证伪并不比证实容易。,拓展阅读：米勒模拟实验,三、判决性实验与检验,判决性实验是
13、指如果对同一研究对象，存在两个对立的理论H1和H2，并分别推断出互不相容的结论C1和C2，而且可以通过一个实验进行检验，其检验结果符合C1（或C2），不符合C2（或C1），那就可以认为这个实验肯定了H1（或H2），否定了H2（或H1），该实验就是关于理论H1和H2之间的判决性实验。借助判决性实验进行的科学理论检验就是判决性检验。案例,第八章 科学理论的发展 （了解）,科学理论确立之后如何发展是科学观的一个重要内容。本章主要阐述20世纪盛行于西方的三种发展模式（观）：累积式发展观、否证式发展观和社会历史观。 第一节科学理论的累积式发展观 第二节科学理论的否证式发展观 第三节科学理论的累积式发展观
14、,第一节科学理论的累积式发展观,科学理论的各种发展模式中，最早的是累积式发展观。累积式发展观包括两个阶段：古典归纳主义的累积式发展观和逻辑实证主义的累积式发展观。 一、古典归纳主义的累积式发展观 古典归纳主义累积式发展观的代表人物是英国的科学家弗兰西斯培根。,培根提出的累积式发展模式：,19世纪英国科学史家惠威尔把科学的进化发展比作支流汇合成江河形式，即科学是通过归并而进化的。这种归并是指把过去的成果归并到现在的理论中。,评价：累积式发展观认为科学的发展是一个量的不断累积的过程，没有革命，没有质的飞跃。,二、逻辑实证主义的累积式发展观,逻辑实证主义的主要代表性人物是：卡尔纳普、赖欣巴哈、亨普尔
15、。,逻辑实证主义按归纳主义观点说明科学知识增长的特征：,第一，科学知识的增长来自对经验事实的归纳，科学发展即通过归纳获得的科学知识的不断增加，因此，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。 第二，观察事实积累越多、越深入，通过归纳逻辑得出的科学定律或理论越被高频率经验证据所证实，那么它就越普遍，解释力和预见力越强，所包括的非科学的错误成分也越少。 评价:逻辑实证主义按归纳主义观点说明科学知识增长，勾画了一幅积累式的科学发展途径，从一个侧面反映了科学不断进步的总趋势，但它的根本缺陷是忽视了科学中的革命，不能解释人们是怎样提出逻辑上和传统理论不同的革命性新理论的。,第二
16、节科学理论的否证式发展观,逻辑经验主义的科学累积进步模式符合大多数科学工作者的朴素直觉，但却难以解释科学中的革命性发展，因此，英国科学哲学家波普尔提出了证伪主义模式。 一、理论的可否证性 可否证性指的是逻辑上可以被经验否证的性质。一个理论只有在逻辑上有可能被否证，才是科学的，否则，就是非科学的。否证用的是演绎法，它是否定后件的推理，结论假必然要传递到前提上。因此，只要发现与全称陈述相矛盾的事例，就可否证该陈述。,二、科学发展的否证模式,1.科学理论的否证式发展 科学发展的否证式发展模式的代表人物是奥地利著名哲学家波普尔。他从证伪主义出发，否定了逻辑实证主义的逐渐积累的模式。认为，任何一种科学理论都不过是某种猜想或假说，其中必然潜藏着错误，即使它能够暂时逃避实验的检验，但终有一天会暴露出来，遭到实验的反驳（证伪）。科学理论就是在不断地提出猜想、发现错误而遭到否证、再提出新的猜想的循环往复的过程中向前发展的。所以，科学理论的否证式发展过程是：猜想证伪猜想。,2.科学发展的否证模式,该模式的具体含义：,3.对证伪主义科学发展模式
