科學猜想與反駁課件

1、科學：猜想與反駁 英卡爾波普卡爾波普(karl Raimun Popper, 1902-1994) 出生于奧地利的猶太人。1928年獲維也納大學哲學博士學位。 1937年任新西蘭坎特伯雷大學學院哲學教師。1949年任倫敦經(jīng)濟學院邏輯和科學方法講座教授。第二次世界大戰(zhàn)后定居英國，1965年被授予爵士稱號。曾任英國科學院院士和美國藝術(shù)與科學院院士。1969年退休?？柌ㄆ?karl Raimun Popper, 1902-1994)主要科學哲學著作：研究的邏輯（1934，德文版）科學發(fā)現(xiàn)的邏輯（1959）猜想與反駁：科學知識的增長（1963）客觀知識：一個進化論的研究（1972）本篇分為4章：第1

2、章 科學劃界問題的提出第2章 證偽主義劃界標準第3章 （科學）知識增長的模式第4章 休謨歸納問題觀點的批判第1章 科學劃界問題的提出11 邏輯經(jīng)驗主義可檢驗性標準的缺陷12 意義標準與劃界標準的關(guān)系13 波普證偽主義的來源11 邏輯經(jīng)驗主義可檢驗性標準的缺陷如果科學理論的可檢驗性訴諸于經(jīng)驗事實的觀察或?qū)嶒灥淖C實。那么不能將科學與偽科學（seudosciences）相區(qū)分：占星術(shù)擁有基于觀察、根據(jù)星象算命圖和傳記積累的大量的經(jīng)驗證據(jù)?？茖W預(yù)言的可檢驗性訴諸于經(jīng)驗事實的觀察或?qū)嶒灥淖C實。但是大多數(shù)科學理論的預(yù)言都起源于神話。 哥白尼創(chuàng)立日心說的靈感來源 （1）意大利詩人卡里馬赫 ：占星術(shù)是沒有根據(jù)

3、的，天文學家只有兩樣法寶：數(shù)學與觀察。 （2）新柏拉圖主義崇拜太陽光的影響:太陽因崇高而必定占據(jù)中心。哥白尼日心系統(tǒng)愛因斯坦（18791955）廣義相對論的等效原理：一個有引力場作用的參考系，同一個沒有引力場作用但作相應(yīng)加速度運動的參考系，對物理過程的描述是完全等效的。所以愛因斯坦在談到科學理論的形成時，曾使用了這樣一些詞：“自由創(chuàng)造”、“自由發(fā)明”、“純粹思維”、“純粹虛構(gòu)”、“放蕩不羈的思維方式”、“自由游戲”、“幻想”、“做夢”等等。 由此可見，邏輯經(jīng)驗主義的可檢驗性標準，即證實主義（verificationism ）的可檢驗性標準不能在科學與偽科學、科學與形而上學之間劃出一道分明的界線

4、。 12 意義標準與劃界標準的關(guān)系邏輯經(jīng)驗主義者：認識的意義標準的目的是：澄清科學命題，清除形而上學命題或非科學命題。意義問題就是劃界問題。所以當維也納學派的成員讀到波普劃界問題的文章時，評價他的貢獻是，提出了一種建議：“用可證偽性的意義標準取代了可證實性的意義標準”。1 1 A. R. Wright: “Note on meaning and verification ”, Mind, Vol. 63, 1954, p.66. 波普：把意義問題與劃界問題等同，實際上把他的證偽主義觀點變得毫無價值了（第3章第5段），因為其一，科學劃界問題與理論的意義問題是有區(qū)別的。（第2章第5段） 我感到，發(fā)

5、現(xiàn)一個理論是非科學的或者“形 而上學的”（我們可以這樣說），并不會因 此而發(fā)現(xiàn)它是不重要的、“無意義的”或 “荒謬的”。但是，不能認為它得到了科學意 義上的經(jīng)驗證據(jù)的支持，盡管從某種發(fā)生的 意義上說，它很可能是“觀察的結(jié)果”。 劃界問題：“一種理論什么時候才是可以稱為科學的？”或者“一種理論的科學性質(zhì)或者科學地位有沒有標準？”（第1章第1段）“我想要區(qū)別科學和偽科學；雖然很清楚科學時常弄錯，而偽科學可以碰巧觸及真理?！保ǖ?章第2段） 其二，認識的意義問題是一個假問題。 波普指出，要證明一個陳述本來就無意義，是必須要證明許多東西的， “對一個陳述本來無意義的證明必須對每一種 前后一貫的語言都有

6、效，而不僅僅對每一種可 以滿足經(jīng)驗科學的語言有效。” 13 波普證偽主義的來源偽科學的典型馬克思的歷史學說、弗洛伊德的精神分析學和阿德勒的個體心理學的共同特點 ： 明顯的解釋力給人以深刻的印象，只 要你愿意去尋找確證事例，你將會發(fā) 現(xiàn)世界充滿了對它們的證實。 愛因斯坦廣義相對論有三個冒險的預(yù)測： 水星近日點的進動。 光譜線引力紅移。 光線會被重力很強的物體吸引，而使運行軌道產(chǎn)生彎曲。 科學的典范愛因斯坦的相對論 ：給人以深刻印象的是它為預(yù)測事例承擔了很大風險，這種風險就體現(xiàn)在，根據(jù)他的理論推導出的觀察結(jié)果與以前任何人所期望的結(jié)果是不相容的。從愛因斯坦廣義相對論預(yù)測的風險性中，波普得出結(jié)論：觀察

7、事實不能證實一個理論，觀察事實只能證偽一個理論。 波普解決劃界問題的證偽主義標準 ： 一個理論是科學的，當且僅當， 它具有被某些觀察證據(jù)反駁的 潛在性。證偽主義的基本觀點：（1）證實主義的確證或證實不是真正的證實。（觀察事實不能證實一個理論。）（2）嚴峻性的確證（即對冒險的預(yù)測的證實）才是真正的確證。（3）好理論的標準：不容許的事情越多越好。（4）可反駁性是一個理論的長處，不可反駁性是一個理論短處。（5）可檢驗性就是可反駁性。 （6）確證證據(jù)對理論沒有支持力。 （7）特設(shè)性假說對理論的檢驗無效?！凹s定主義的曲解”或“約定主義的策略”（理論只能被一次性證偽）?？傊?，“衡量一種理論的科學地位的標準

8、是它的可證偽性或可反駁性或可檢驗性?！?第2章 波普的證偽主義劃界標準21 可證偽度、嚴峻檢驗、確認2. 2 證偽主義劃界標準的評價2.1 可證偽度、嚴峻檢驗、確認一個較好的理論必須滿足兩個條件 ：（1）可證偽程度(degree of falsifiability)（或可檢驗程度）較高 ：對于一個經(jīng)驗科學的理論來說，理論所具有的經(jīng)驗內(nèi)容越豐富，它所不允許發(fā)生的事情就越多，它的可證偽程度就越高，也就是說，可證偽程度與經(jīng)驗內(nèi)容的多少成正比。如果我們的目標是追求知識內(nèi)容的增長，那么高概率就不可能成為我們的目標。 （2）能經(jīng)受更嚴峻的檢驗（rigorous test）：一個理論的大膽冒險的、常常偏離當

9、時已被公認的理論的，看似不可信的預(yù)測結(jié)果通過了檢驗。經(jīng)受了嚴峻檢驗的理論稱作被“確認”（corroboration）的理論。確認只意味著一個理論在這次嚴峻的檢驗中沒被證偽，接下來所要做的并不是把這個理論當作真理來接受，而是繼續(xù)尋找證偽它的證據(jù)。一個理論的可確認度以及事實上通過嚴峻檢驗的確認度隨可檢驗度的增加而增加。 總之，與邏輯實證主義者相反，在波普看來，科學的目標是追求解釋力強、可證偽度高或可確認度高、概率低的理論。在對兩個理論做選擇時，對于理論T2和理論T1而言，如果T2比T1可證偽度較高,并且經(jīng)受了嚴峻的檢驗，那么T2比T1較好，應(yīng)該選擇T2。 2.2 證偽主義劃界標準的評價 波普證偽主

10、義科學劃界標準的價值 ：（1）任何科學理論都具有嘗試性和可錯性，這些特點正是被以往科學觀所忽視的，因為人們常把進入了科學大廈的知識的真理性看作是不可懷疑的。（2）證偽主義所提倡的大膽猜測的精神正是科學家應(yīng)該具備的氣質(zhì)，所以波譜被許多科學家視為英雄。證偽主義立場所體現(xiàn)的批判精神和理性主義精神，被稱作“批判的理性主義”。波普一次性證偽的觀點面臨的困難：假說演繹法理論檢驗?zāi)Ｊ?： 假說 預(yù)測的觀察事實 并非（預(yù)測的觀察事實） 所以，并非（假說） 困難：第一，觀察證據(jù)是可謬的。第二，測量可能有誤。測量儀器不夠精確，或者觀察者的感覺有誤。第三，使理論的反常事例轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚摰拇_認事例。第四，被檢驗理論的往往

11、不是一個單獨的陳述，而是包含背景知識等的一組輔助性假說，還要附加規(guī)定實驗儀器使用方法的定律和理論，還有諸如實驗裝置說明之類的初始條件。 由此看來：并非（假說）：并非（理論并且背景知識并且初始條件并且規(guī)定實驗儀器使用方法的定律和理論 ）即可能理論為假，可能背景知識為假，也可能初始條件有問題，還可能是規(guī)定實驗儀器使用方法的定律和理論有錯，但并不存在證偽被檢驗理論的邏輯必然性。理論富有相當?shù)捻g性。 第五，波普相信用可證偽度高和嚴峻檢驗的要求能對理論作出選擇，而否認根據(jù)理論的確證度作選擇，但是在實踐中是極為困難的。第六，可證偽性根本無法把偽科學從科學中驅(qū)逐。占星術(shù)常?？勺C偽度極高。 后來不得不承認真理

12、也是科學的目的之一，我們沒有任何理由使我們不能說一種理論比另一種更符合于事實，更接近真理。他用“逼真性” （verisimilitude）概念表示理論的真理內(nèi)容，把“逼真性程度越來越高”作為一個好理論必須滿足的又一個條件。1可是，這就損害了他的“可證偽度高”的劃界標準。1 Popper K. M.：猜想與反駁，第331332頁。第3章 （科學）知識增長的模式 3.1 科學始于觀察 3.2 科學始于假說 3.3 科學知識增長的模式：猜想反駁 3.4 科學增長的機制自然選擇 3.5 猜想反駁模式的評價 科學知識增長的模式（A model of the growth of knowledge ）：科

13、學知識的增長是指科學知識的發(fā)展或進步。包括以下問題：新科學知識產(chǎn)生的動力是什么？新舊知識之間的關(guān)系是怎樣的？科學知識是沿著什么途徑進步的？評價知識進步的合理性標準是什么？等等。3.1 科學始于觀察（1）2005年7月31日晚12點金星位于天空的某個位置。（2）半截浸入水中的那根木棒，看上去是彎的。（3）張三打李四。（4）這張石蕊試紙浸在液體中變成紅色。以上陳述的特點：涉及特定地點、時間的特定事件和事態(tài)的單稱觀察陳述；可以被具有正常感官的觀察者不帶偏見地直接證明為真陳述。 從以上四個陳述可以分別導出以下四個陳述：（1）行星以橢圓軌道繞太陽運行。（天文學）（2）當光線從一種介質(zhì)浸入另一種介質(zhì)時，它

14、以一種方式改變方向，入射角的正弦除以折射角的正弦就是這一對介質(zhì)的常數(shù)。（物理學）（3）動物一般具有某種發(fā)泄攻擊性行為的先天需要。（心理學）（4）酸使石蕊試紙變紅。（化學）這四個陳述的特點：是涉及任何地點、時間的特定類的所有事物或事態(tài)的全稱命題，構(gòu)成了科學知識的一般性斷言。歸納原則： 如果大量的A在各種各樣的條件下被觀 察到，而且如果所有這些被觀察到的A 無一例外地具有B性質(zhì)，那么，所有A都 有B性質(zhì)。累積式增長模式 ： 定律和理論 歸納 演繹 通過觀察得到事實 說明和預(yù)測 特點：（1）具有可靠的客觀基礎(chǔ)。（2）從觀察陳述導出科學定律的歸納法得到歸納原則的辯護。（3）科學知識的進步是真知識的漸進累積。3.2 科學始于假說（5）盡管蝙蝠的眼睛很小而且視力很差，但是它們在夜間如何能飛得如此靈活？（6）為什么行星會沿一定軌道繞太陽運行？（7）為什么物體運動時，沒有產(chǎn)生“以太風”？（8）為什么水星的近日點會移動？ 觀察不僅需要有選擇的對象和確定的任務(wù)，而它的描述必須有專門的語言，還需要以相似和分類為前提，而分類又以興趣、觀點尤其是問題為前提。因此，波普斷言，科學不是從觀察開始，而是從假說開始?！翱茖W必然