文档介绍：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与检验,才能成为人类共同的精神财富。本章从科学理论的特点(即它必须满足的逻辑条件与经验条件)出发,讨论对科学理论的逻辑评价与实践检验,并进一步作出分析。
第一节科学理论的逻辑评价
1、科学理论必须具备的基本条件科学理论必须具备两个基本条件:第一,逻辑条件。科学理论是用数量上尽可能少的、逻辑上互不相关的假设为基础建立起来的概念体系。第二,经验条件。科学理论必须反映“各种经验事实之间的联系,这种联系使我们能够根据那些已经经验到的事实去预见以后发生的事实”。把这两个基本条件(逻辑条件同经验条件)联系起来的基本方法就是观察方法与实验方法。所以爱因斯坦认为,科学理论虽然是科学家的自由创造,但它们是否符合自然界的实际情况,可以而且必须“后验地用经验方法来检验”。
2、科学理论被接受的条件在科学发展过程中,当一个新的科学理论提出后,它要经过科学共同体的评价、检验和选择,才能被科学界所接受。科学理论的评价,是判断科学理论优劣的过程。科学理论的检验,是判断科学理论真假的过程。科学理论的选择,是在两个及两个以上的科学理论中挑选出更佳的理论的过程。在上述过程中,最重要的是实验检验,因为只有经过实验检验的理论才是科学真理。
3、科学理论的逻辑评价科学理论的逻辑评价,主要是科学共同体对科学理论的逻辑结构作出评价,它属于理性的考察,有时候也被人们称之为理性检验。新的科学理论首先应当经得起理性的检验。理性的检验会发现理论的逻辑结构的欠合理和欠完备之处,为科学理论的发展指出方向,而经不起理性检验的理论则没有必要经受进一步的经验检验。
科学理论的逻辑评价主要包括相容性评价、自洽性评价和简单性评价三个方面。
一、相容性评价
1、定义相容性是指新的科学理论同公认的科学理论在逻辑上是相容的。这就是说,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Tl相矛盾的推论,那么,T2与T1,就是相容的。在这种情况下,可以对新理论作出评定:它得到了公认理论的支持。反之,不相容性是指:如果从新理论T2推出了对公认理论T1的否定,或者从T2推出了与T1相矛盾的推论,那么,T2与T1,就是不相容的。所以,相容性评价是通过一个理论与相关理论的比较进行的。
2、相容性评价中可能出现的两种情况科学理论是相对真理,它总有不完善的地方,因此,在把新理论同公认的科学理论相比较时,可能出现两种情况:
第一,新理论包含有错误。例如,有位科学家发现β衰变中出现能量“亏损”的现象,于是他提出对能量守恒定律的质疑,认为至少在β衰变过程中,能量不守恒了。物理学家泡利否定了这一观点,提出在β衰变过程中,很可能是某种尚属未知的粒子带走了部分能量,使得实验中观察到的现象表现为能量的“亏损”。而在已有的实验中之所以没有观察到该粒子,那是由于该粒子是电中性的而且质量很小的缘故。后来,人们由此发现了一种新的粒子即中微子。瑞士籍奥地利物理学家泡利正是通过分析“质量亏损”说与能量守恒定律之间的不相容性,提出中微子假说。
第二,旧理论包含有错误。例如,19世纪前期公认的理论认为,磁体和充电体间的作用是通过空虚的空间瞬时完成的,而电磁效应则是通过物体以有限的速度传播的。麦克斯韦理论提出光也是电磁波,并且预言无线电波的存在。麦克斯韦理论的被接受,表明与之不相容的公认理论的被抛弃。再例如,人们发现原子有核存在后,卢瑟福在经典电动力学的基础上提出了原子结构的“太阳系”模型。但是根据经典电动力学,绕核旋转的电子会不断地向外辐射电磁波,从而损失能量,于是电子轨道半径越来越小,最后会沿着一条螺线轨道,掉落在原子核上。后来发展起来的量子力学即新量子论表明,卢瑟福模型及其背景理论即经典电动力学在微观领域是有问题的。
如果一个新理论与公认理论不相容,并且该新理论得到确认,那么,将由之引起科学共同体抛弃相应的公认理论或其中的某一部分,从而引起科学革命或对公认理论的修改与补充。
考察一个理论与公认理论之间是否相容,是科学家们拒斥轻率的理论的重要办法,也是利用经过大量经验证实了的、公认的理论抵制伪科学的重要手段。如中国科学院自成立以来,一直都收到大量关于永动机的设计方案和20世纪80年代至90年代出现过的“水变油”的事件。
二、自洽性评价
1、自洽性评价就是分析理论内部是否自相矛盾。一个理论T,如果不能从它逻辑地推出命题A和非A,那么T就没有逻辑矛盾,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相互之间有逻辑联系,不能相互矛盾。
2、评价一个理论是否自洽,这是逻辑问题,可以不借助直接的实验。伽利略就是通过理想实验,揭示出亚里士多德物理学的自相矛盾之处,从而推翻亚里士多德关于物体下落速率与物体重量成正比的理论的。
3、处于退化阶