论科学合理性问题

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1、论科学合理性问题论科学合理性问题作者：唐悦作者：唐悦 物理科学学院物理科学学院摘要：一摘要：一 研究科学合理性的意义研究科学合理性的意义二二 什么是科学合理性什么是科学合理性三三 对几种科学方法论的评价对几种科学方法论的评价四四 总结总结本人是物理专业的学生。由于科学哲学的发展在物理学史中扮演了重要地位，因此我 认为讨论科学合理性问题对本专业的学习也是很有必要的。本人才疏学浅，对这个问题的 理解必然有片面和不足之处，希望老师可以多多指正。一一 研究科学合理性的意义研究科学合理性的意义我们生活在一个崇尚科学，尊重科学的时代中。然而，这样的时代在人类几千年的文 明中并不多见。那么，什么是科学？科学

2、有什么特征？科学与伪科学的区别又是什么？这 个问题不仅是一个哲学问题，更是一个于社会和政治息息相关的问题。 就历史经验而言，科学与伪科学的分界是模糊的：哥白尼理论在 1616 年被教会所禁止， 因为它是伪科学；1820 年教会从禁书中解放了哥白尼理论，因为教会认为事实已经证明了 哥白尼理论是科学的。可见，政治势力持有决定什么是科学，可以发表；什么是伪科学， 应该惩处的权利。许多哲学家曾试图以此定义知识：如果足够多的人足够强烈地相信一个 陈述，则这个陈述就构成知识。但是，在人类过去的大部分时间里，许多人完全虔信荒唐 的信仰：天堂与地狱里发生的事难道也该看作知识吗？现如今许多人对科学的崇拜也走向

3、极端，他们“迷信科学” ，排斥任何背离于他们已知理论的新知识，盲目地虔信一个科学理 论，这对于真理的探索也是有害无益。 既然科学与伪科学的界限如此模糊，为什么还要研究科学合理性的问题呢？我想，这 是由科学发展的客观规律决定的。因为理论上永远存在着无数个与经验相一致的理论，我 们需要一个标准来淘汰大多数理论，只留下为数不多的，获得真理可能性更大的几个理论 作为研究对象。确立这个标准的关键不在于它能解释所有已知现象，而是能成功预测人类 未知的现象。我们称这样的理论为进步的研究纲领。 一个新生的研究纲领在诞生之处必然是有缺陷的，甚至是漏洞百出的，我们应当对其 进行批评。但批评不意味着扼杀，而是帮助它

4、一点点向进步的研究纲领靠拢，最终取代旧 的，落后的研究纲领。我想，这正是我们研究科学合理性的意义所在。二二 什么是科学合理性什么是科学合理性“合理性”这个术语已经有各种各样的理解和说法，如有“合乎逻辑” 、 “合乎理智” 、 “合乎本性” 、 “合乎人性” 、 “有根据的” 、 “有理由的” 、 “有条理的” 、 “合乎情理的”等等 不同说法。这一概念有着极为丰富的内涵和外延。在内涵上，它至少有三个相互联系的基 本方面：一是指事物本身的必然性，二是指理论逻辑上的必然性， 三是指具备理性的评价原则和评价标准。在外延上，合理性随着社会历史和文化的演进而不断地拓展，可以归纳 为下述四类：一是本体论合

5、理性与认识论合理性；二是概念合理性与逻辑合理性；三是工 具合理性与价值合理性；四是社会合理性与实践合理性。 因此，我们通常支持或反对的只是合理性的某一方面，而不是整个科学的合理性。三三 对几种科学方法论的评价对几种科学方法论的评价正如康德的名言：没有科学史的科学哲学是空洞的，没有科学哲学的科学史是盲目的， 合理的评价科学哲学提供的方法论对我们理解科学具有重要作用。 一般说来，科学进步的合理性模式应当包括科学的目的以及一套评价科学是否朝向这 个目的进步的合理性标准，人们有可能据此标准在相互竞争的理论之间作出合理的选择。 1.归纳主义归纳主义 归纳主义者认为，只有描述了确凿事实的命题和由确凿事实无

6、误地归纳概括出的命题 才可被接纳到科学体中来。他们认为，合理性先于进步性，进步性依赖合理性，科学哲学 就是追求永恒不变的规范性原则，对科学理论作出合理的选择。它把科学哲学等同于科学 方法论，把科学方法等同于逻辑方法，以经验证实或确证科学命题的意义，用逻辑规则预 设理论形成的方式，试图呈明科学的方法保证了科学的合理性以及科学的进步性。归纳主 义的科学严密性是严格的：命题要么由事实证明，要么由其他已经证明的命题归纳地导出。归纳主义的主要典范是开普勒对第谷的周密观察所概括出的开普勒天体三定律。 第谷（1546-1601） ，丹麦人。第谷十分擅长对天体的观测。他通过长期的天文观测， 积累了许多重要数据

7、。他观测的精密度令人惊叹，许多天体的位置误差不超过 1 分，这几 乎是肉眼观测的极限。但是他不善于理性思维和科学整理，因此未能在理论上有重大发现。第谷病逝后，他的学生开普勒（1571-1630）继续老师的研究。在推算火星的运动轨道 时，计算结果与观测数据有 8 弧分的误差，由于这在允许范围内，因而没有引起第谷的重 视，但开普勒没有放过。他通过“昼夜与成百上千的五位数打交道” （开普勒语） ，终于发 现了开普勒第一定律：行星的轨道是一个椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上。同理他又发现 了第二定律和第三定律：行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积；两行星公转 周期的平方与轨道平均半径的平方成正比。

8、 我们可以看到，开普勒的理论几乎全部是以计算结果作为突破口提出的，这类似于我 们“找规律”那样的益智游戏。因此，归纳主义的不足之处在于从根本上抹煞了科学的社 会性和历史性,并不适合于科学史绝大多数实际案例。 2.约定主义约定主义 约定主义者建立了一个把事实组织成某个整体的鸽笼体系。只要可能，他们永远不愿 触动这体系的内核。当鸽笼体系面对外部入侵而出现困难时，他们只会改变鸽笼的外围， 其提供一个保护带，将对内核的冲击引向保护带。由此，约定主义者建构了一个被认为独 立于历史的、永恒不变的规范方法论。 这是一个想象出的故事：我们采纳了牛顿力学和万有引力定律，并在它的帮助下计算 出了一颗行星 P 的轨

9、道。然而，该行星却偏离了计算出的轨道，那么，我们会因此认为牛 顿理论是错误的呢？不会的，约定主义者会提出有一颗我们未知的行星 P扰乱了 P 的轨道， 并计算出 P的质量、轨道等，然后建造出一架望远镜来观测它。假如这个未知的 P被发 现了，它就会被当作牛顿理论的伟大胜利而受到欢呼。但是，假如它没被发现，我们会就 此反驳牛顿理论么？不会的，因为约定主义者会提出有一团宇宙尘埃挡住了 P，使我们看不见它，并计算出这团宇宙尘埃的位置、性质等，然后发射一颗人造卫星去检验它。假如 卫星上的仪器记录下了这团宇宙尘埃的存在，这一成果就会被当作牛顿理论的巨大胜利而 受到欢呼。然而，假如卫星没有记录下任何物质，我们

10、会不会放弃牛顿理论呢？不会的， 因为约定主义者又会提出更为巧妙的假说 约定主义的不足之处在于它无法提供一个合理的解释说明为什么在各个鸽笼体系优劣 尚不明确的阶段，人们便选择了某些特定的鸽笼体系而排除了其他的。意即，约定主义者 无法保证他们辛辛苦苦保护的内核是准确无误的。 3.3.证伪主义证伪主义 波普尔派历史学家认为：一个理论要具备科学的资格所必需的条件是，它必须能预测 新颖的事实。波普尔是以批判取代证明，以猜测性知识的增长或逼真性追求来取代绝对知 识的获得而来实现知识论的合理构想的根本性转变。波普的科学发现的逻辑是：用批评与 猜想来摧垮绝对论。 波普尔派历史学家所喜爱的典范是由瑞利-金斯公式

11、和维恩公式引发的“紫外灾难”以 及量子理论的提出。 20 世纪初，人类在研究黑体辐射问题时，主要依靠的是瑞利-金斯公式和维恩公式。 以上两个公式均由经典统计理论出发，尽管在长波部分与实验数据符合得很好，但在短波 部分却出现了无穷大的荒谬结果。经典物理的这一错误预言被人们称为“紫外灾难” ，成为 了 20 世纪物理学的“两朵乌云”之一。 为了得到正确的辐射公式，德国物理学家普朗克（1858-1947）建立起一套新理论，即 量子论。这种认为物质和能量是分立的思想与经典物理格格不入，但普朗克“准备牺牲以 前对物理定律所抱的任何一个信念” （普朗克语） ，毅然在量子论的道路上前进。在他的带 领下，一大

12、批青年物理学家完善了量子论，成功地给出了正确的黑体辐射公式，量子理论 获得了空前成功。 尽管证伪主义在逻辑上是无懈可击的，但它也有自己的困难：波普尔在专注于合理性 的批判功能时，把真性容纳在合理性之中，却可能使创造性经受批判而使创造性置于合理 性的范围之外。这种“破而不立”的作法意味着它可能丧失使科学进步的机会。四四 总结总结既然我们不能用单一的方法论解释科学的合理性，我想，科学合理性应该既然我们不能用单一的方法论解释科学的合理性，我想，科学合理性应该 是多元的，尽管我们无法实现绝对的合理，但我们可以将各个方法论中的可取是多元的，尽管我们无法实现绝对的合理，但我们可以将各个方法论中的可取 之处

13、总结起来，以达到尽量地相对合理：以往的经验事实固然可以作为衡量一之处总结起来，以达到尽量地相对合理：以往的经验事实固然可以作为衡量一 个理论是否科学的重要标准，但我们不能完全依赖于经验的判断；当我们头脑个理论是否科学的重要标准，但我们不能完全依赖于经验的判断；当我们头脑 中的正确理论受到质疑时，为保护理论而采取的补救措施也无可厚非；但当大中的正确理论受到质疑时，为保护理论而采取的补救措施也无可厚非；但当大 量事实与理论冲突时，我们大可潇洒的抛弃它量事实与理论冲突时，我们大可潇洒的抛弃它因为它是落后的。因为它是落后的。 这正如当我们无法找到混在一起的红豆与绿豆时，根本不必费劲地一颗颗这正如当我们无法找到混在一起的红豆与绿豆时，根本不必费劲地一颗颗 去找。只要把它们撒到土壤中，到了收获的季节，一切不言自明。去找。只要把它们撒到土壤中，到了收获的季节，一切不言自明。参考文献： 论科学合理性与科学进步作者：陈其荣 科学合理性的两种重要格局作者：王善博科学与方法作者：（法）昂利彭加勒 商务印书馆 科学研究纲领方法论作者：（英）伊姆雷拉卡托斯 上海译文出版 社