论科学中观察与理论的关系 epub pdf mobi txt 电子书 下载 2024

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编辑推荐

　　本书既对科学哲学重要基本问题和理论学说进行介绍和评析，又融入作者独创性工作和深入思考，属于中高级层次的科学哲学普及读物，对于科技工作者和理工科博士生具有很强的吸引力和亲和力，同时对于科技哲学的专业同行和研究生也有重要的参考价值，很好地实现了学术性与普及性的融合。

内容简介

　　科学中观察与理论的关系问题，是科学哲学中实用性非常强的一个核心问题。本书从讨论归纳问题开始，对科学历史上影响深远、甚至深入骨髓的归纳主义观念从逻辑和认识论上进行了深入的解剖；进而讨论科学理论的建构及其方法、科学理论和科学解释的特点与结构，并深入讨论了科学理论的检验结构与检验逻辑，强调观察渗透理论并依赖于理论，科学中的实验与观察实际上既不能证实也不能证伪任何理论；在此基础上讨论人类不可回避的认识论困境——科学的目标。作者所构建的科学三要素目标模型，被学术界评价为迄今为止国际间在相关问题上较好的一个模型，并在此基础上讨论了科学理论的评价模式。

作者简介

　　林定夷，男，1936年出生于杭州，中山大学哲学系退休教授；曾兼任国家教育部人文社会科学重点研究基地评审专家，教育部科学哲学重点研究基地（山西大学科学技术哲学研究中心)首届学术委员会委员，中国自然辩证法研究会科学方法论专业委员会理事，华南师范大学客座教授，《自然辩证法研究》通讯编委，《科学技术与辩证法》编委；目前仍兼任国家自然辩证法名词审定委员会委员，中国自然辩证法研究会科学方法论专业委员会顾问，华侨大学问题哲学研究中心学术委员会主席。出版学术专著《科学研究方法概论》《科学的进步与科学目标》《近代科学中机械论自然观的兴衰》《科学逻辑与科学方法论》《问题与科学研究：问题学之探究》《科学哲学:以问题为导向的科学方法论导论》，编撰大学教程《系统工程概论》，主编《科学?社会?成才》，在国内外发表学术论文100余篇。学术研究成果曾获得首届全国高校人文社会科学研究优秀成果奖二等奖、全国自然辩证法优秀著作奖二等奖、广东省哲学社会科学研究优秀成果奖一等奖、首届广东省高校哲学社会科学研究优秀成果奖二等奖等。

目录

目录

第一章 科学理论是从实验观察的基础上归纳出来的吗：归纳问题

第一节 科学中的归纳主义与庸俗哲学的根源

第二节 何谓归纳，归纳和演绎

第三节 归纳问题：归纳原理合理吗

第四节 科学中是否存在归纳，何处有归纳

第二章 理论的建构

第一节 发现和发明的模式，直觉的作用

第二节 “抽象与具体”方法之重构

第三节 类比与联想 / 第四节科学理论的建构与编故事

第三章 科学理论与科学解释

第一节 科学理论的特点与结构

第二节 科学解释的特点与结构

第四章 实验与观察，观察渗透理论

第一节 实验与观察

第二节 测量仪器中的认识论问题

第三节 关于观察的客观性

第四节 观察依赖于理论

第五节 重要的是把实验和观察当作理性活动来把握

第六节 事实的发现与理论的发明

第五章 科学理论的检验结构与检验逻辑

第一节 论科学理论的检验结构与检验逻辑

第二节 再论科学理论的检验结构与检验逻辑

第三节 检验证据的价值与干净的实验

第六章 科学的目标，科学进步的三要素目标模型

第一节 科学进步与科学目标

第二节 科学进步的三要素目标模型——科学的实际可检测的目标

第三节 个案分析

第四节 蕴涵的结论

第七章 科学理论的评价

第一节 科学理论评价问题的实质和意义

第二节 关于科学理论评价的传统理论

第三节 科学理论的评价：我们的见解

附录 交流：我从事科学哲学的一些体会

后记

前言/序言

本分册可以说是本丛书中篇幅最大的一册。其篇幅之大是其他分册的24倍，以至于其文字量竟占了全套丛书（共五册）的近40%。之所以如此，是因为本分册所涉及的内容乃是科学哲学中最基本、最重要的，与科学研究的实际关系最密切却又是科学工作者中对它们误解最多的东西。正因为如此，故作者宁多费笔墨，对其中的重要问题尽可能做出详尽细致和明晰的分析。

在科学方法论的理论中，长期以来存在着这样一种流传甚广的观念。它认为，在科学中，理论只能在实验观察的基础上通过归纳得到，并且理论的真假也只能在实验观察的基础上通过归纳方法来予以证明。这种观念在科学中有着根深蒂固的长期传统。早在17世纪，近代科学的创始人牛顿就清晰地阐明：“在实验哲学中，我们必须把那些从各种现象中运用一般归纳而导出的命题看作是完全正确的，或者非常接近于正确的”，“实验科学只能从现象出发，并且只能用归纳从这些现象中推出一般命题”。直至20世纪，著名科学家普朗克还在强调说，在物理学的研究中，“除了归纳法以外，别无他法”。著名的数学家兼物理学家普恩凯莱也不容置疑地指出：“物理学的方法是建立在归纳法之上的。”沿着科学中有着如此久远而牢固的传统，作为20世纪科学哲学中第一个开创性的学派，逻辑实证主义对归纳主义的理论做了精细而现代化的探索与加工，用精确清晰的语言，超越长久以来所谓“绝对真理与相对真理”的模糊而含混的观念，利用逻辑和概率论数学的结合，提出“确证度函数”来计算一个命题被经验证实为真的概率。自逻辑实证主义以来，传统的归纳主义观念获得了空前的高度理论化的发展，在科学界和哲学界获得了空前强大的影响力。概括起来，归纳主义理论有两个核心命题。这就是：①它强调，科学的目标是真理，并且它正在向着真理前进；迄今的科学理论已表明它是真理，或至少在一定的程度上（一定的概率意义上）已表明它是真理。②任何一般规律的命题都只能在观察的基础上通过归纳得到，并且其真理性要通过归纳来证明（或换一句话说，要通过实践来证明，并且只有通过实践才能被证明）。但仔细分析起来，这两个命题都是站不住脚的。为此，自20世纪30年代以来，又有许多重要的科学哲学学派或科学哲学家在对逻辑实证主义的批判性思考的基础上，把科学哲学推向了前进。

波普尔可以说是20世纪以来最为重要的科学哲学家了。他从逻辑上批驳了逻辑实证主义的基本观念，指出科学理论都是一些全称命题，它们是不可能从实验观察的基础上归纳出来的，理论不过是在实验观察的基础上通过创造性的想象而用来覆盖（解释和预言）经验的，因而理论归根结底是一种猜测，由于逻辑上的原因，理论不可能被经验证实而只可能被经验所证伪。因而波普尔在否定归纳主义方法论的同时提出了他著名的“猜测-试错”的方法论。往后，以美国科学哲学家库恩为代表的历史主义学派根据科学史的实际，否定了实验观察能够证伪理论的可能性。其指出，实验观察既不能证实也不能证伪任何理论，库恩提出了他的著名的规范变革理论。此后又有拉卡托斯的科学研究纲领方法论、以劳丹为代表的新历史主义理论以及以萨伽德为代表的计算的科学哲学理论等。但所有这些理论，虽然都极具启发性，都对科学哲学理论的发展做出了巨大的贡献，但也都存在着种种难以解决的困难。

举例来说，波普尔虽然批判了归纳主义，但他却走向了极端，绝对否认归纳的可能性，认为科学中不存在归纳。他强调：“我的观点是：不存在什么归纳；我否认的是：在所谓的‘归纳科学’里，存在着归纳。”此外，他虽然提出了科学发展是“猜测-试错”的过程，但“猜测”和“试错”能有方法可言吗？他却基本上沉默不语，尤其是对于前者。然而，在科学创造活动中如何“猜测-试错”？这在科学方法论上却实在有着十分重大的现实意义。又如，自历史主义和拉卡托斯的科学研究纲领方法论兴起以后，科学理论既不能被经验（实验观察）所证实也不能被经验所证伪，这个观念在国际科学哲学界获得了广泛的认同。因为这个观念有着深刻的历史、逻辑和认识论的强有力的根据，其最主要的根据就是在实验观察的背后是理论，相信实验观察所提供的信息，就是相信了实验观察（包括科学仪器）背后的一大堆理论和假定。所以，任何科学理论都是不可能被单一地检验的；要检验一个理论，必须以承认或接受另外的许许多多假定和理论为前提，而这些假定和理论本身是仍然需要接受经验检验的。科学家们在实际的研究工作中对此都会有深刻的体会，但往往又不得不承认实践是检验真理的唯一标准，并且是检验理论真理性的最终标准。然而，细想起来，承认观察的背后是理论，就势必承认实验观察既不能证实又不能证伪任何理论。那么，这又势必要问：既如此，实验观察在科学发展或科学研究中还能起到什么作用呢？在科学发展的历史过程中，科学家不都是通过实验观察来检验理论的吗？这就导致了一个十分困难的哲学问题。在这个问题上，不管是历史主义学派也好，拉卡托斯的科学研究纲领方法论也好，或者那些有影响的分析哲学家也好，几乎都陷进了某种不可自拔的泥潭之中。他们中的多数哲学家都从某个方面片面地否定了实验观察在科学发展中巨大的不可或缺的作用，以至于突出地强调了实验观察在科学研究中所谓的“证实”或“证伪”作用的任意性。如著名的美国分析哲学家蒯因在其著名的论文《经验论的两个教条》一文中，就做出过如下影响广泛的论断,一方面他指出，“我认为我们关于外在世界的陈述不是个别地，而是仅仅作为一个整体来面对感觉经验的法庭的”，另一方面他又极端夸张地否定科学中经验检验的意义及其任意性。他说：“我曾极力主张可以通过对整个系统的各个可供选择的部分做任何可供选择的修改来适应一个顽强的经验”；他还说：“如果这个看法是正确的，那么谈论一个个别陈述的经验内容……便会使人误入歧途。而且，要在其有效性视经验而定的综合陈述和不管发生什么情况都有效的分析陈述之间找到一条分界线，也就成为十分愚蠢的了。在任何情况下任何陈述都可以认为是真的，如果我们在系统的其他部分做出足够剧烈的调整的话，即使一个很靠近外围的陈述面对着顽强不屈的经验，也可以借口发生幻觉或者修改被称为逻辑规律的那一类的某些陈述而被认为是真的。反之，由于同样的原因，没有任何陈述是免受修改的。”所以，实验观察结果对于科学理论究竟说“是”还是“不”，具有很大的任意性，就看研究者的意愿了。由此，作为一个分析哲学家，蒯因竟然试图尽量抹杀科学与神学的界限，说“就认识论的立足点而言，物理对象和诸神只是程度上的、而非种类上的不同”。蒯因的这个观点，对部分主张非理性主义的科学哲学家，如费亚阿本德等起到了重大的影响，费亚阿本德甚至走到了把科学视作与神学、巫术没有本质区别的荒谬程度。而这种影响，不仅发生在那些主张非理性主义的科学哲学家那里，实际上，连举世公认的主张理性主义的科学哲学家也如此。例如，著名的英籍匈牙利科学哲学家拉卡托斯，他在他的科学研究纲领方法论中，也同样使科学检验活动失去了它的大部分意义，更不要说强调科学家应当设法对相关科学理论进行“严峻的”检验活动了。在他那里，科学中的经验检验活动的价值，所能留下的只是要为研究纲领寻找到新颖的认证证据，并且这种寻找新颖认证证据的活动甚至奇妙到了这种地步：“如果研究工作者具有足够的动力，那么创造性的想象力就可能为哪怕‘最可笑的’纲领找到新颖的认证证据……科学家凭空得出幻想，然后又高度选择性地猎取符合这些幻想的事实。这一过程可以说是‘科学创造其自己的宇宙’的过程（只要记住这里是在一种刺激性的、特有的意义上使用‘创造’这个词的）。一派杰出的学者（得到富有社会的支持以筹措几项计划周密的检验的资金）可能成功地推进任何幻想的纲领，或者相反，如果他们愿意的话，可能成功地推翻任何任意选出的‘业经确立的知识’的支柱。”所以在蒯因和拉卡托斯那里，科学检验活动失去了它的真正的价值，它对科学理论的肯定或否定，只是随科学家的任意的意愿而定。然而，这种看来与科学实际相背离的荒唐结论，却是一种逻辑的必然结果。只要我们承认科学的目标是真理，理论的真理性要依据实验观察来检验，而实验观察的背后又是一大堆的理论和假定，那么我们就势必要得出以上的结论。所以，在国际上，蒯因和拉卡托斯的见解被哲学家普遍认为是具有深刻洞察力的非凡哲学见解而获得推颂。

这是一种困境。如何摆脱困境？这关涉一系列的相互纠结的重大问题。科学是否有目标可言？如果有目标，这目标是什么？如果如传统观念所言，科学的目标是真理，那就几乎摆脱不了前述困境；如果科学无目标可言，那就如库恩的理论，根本说明不了科学会有进步，并且是以如此明确的方式而进步。科学理论的检验究竟是怎样一回事？显然，要相信一种实验观察结果，就要相信与科学背景相关的一系列既有的理论和假说，包括对实验观察中初始条件和边界条件相关的各种假定。所以，对于任何一个清醒的科学家来说，对实验观察结果的信赖绝不比对理论的信赖更加容易；相反，对实验观察结果提出诘难也绝不会比对理论提出诘难的根据或理由更少。此外，有可能进一步弄清楚科学理论的检验结构和检验逻辑吗？有可能做出在一定条件下被认为是简单而结论明确的因而是易于被科学共同体公认的所谓“干净的实验”吗？它所应当满足的逻辑结构和条件是什么？实际上，当实验结果与理论相矛盾的时候，应当受到指责的未必一定是受检的理论，还可以指责实验结果，通过指责实验观察背后的理论和操作（操作背后所依据的也是相关理论或假说），就可以把指责的矛头指向实验观察；此外，还可以通过指责与初始条件和边界条件相关的其他辅助假说而使理论与实验观察结果的表面矛盾调和起来，甚至还可以通过增加一些必要的新的补充假说使之调和起来，等等。此类问题追究下去，还不得不涉及对科学假说或科学理论的评价问题。在相互竞争的各种假说和理论中，怎样评价或选择理论，甚至去创造出比任何既有理论更优的理论？这里可以有任何合理的可公共一致认可的模型吗？科学研究实际上是以问题为导向的。科学研究不但从问题开始，而且正是问题推动研究，指导研究，问题是科学研究的灵魂。但问题的实质是什么？科学问题与科学目标的关系是怎样的？科学中的问题有某种一般的结构和逻辑吗？能够有正确问题和错误问题、真问题和伪问题之分吗？如何判定正确问题和错误问题？如何判定真问题和伪问题？此外，科学进步过程中的一种引人注目的现象是科学革命。库恩曾经提出并讨论了常规科学和科学革命的区别。但在库恩那里，虽然他在其名著《科学革命的结构》一书的最后一章的大标题是“科学由于革命而进步”，但实际上，库恩的理论根本不能说清楚科学能够由于革命而进步。库恩自己也不得不承认这一点。但是，为什么科学能够由于革命而进步？科学革命的机制是怎样的？是什么样的机制而能够保证科学由于革命而获得飞跃的进步？最后，还不得不回答， 就科学而言，“真理”究竟是什么？能够认为“真理”就是与实际存在的客观世界背后的“本质”相一致的认识吗？

这是一堆相互纠缠而难分难解的问题乱麻。几十年来，我这颗笨拙的脑袋始终被这堆问题乱麻所困惑和纠结。经过了30多年的艰难思考过程，我才大体理清了这些问题及其相互关系，通过对它们各个问题的分解和深入思考而建立起解决相关问题的基本模型和理论，并把思考的成果以论文或小册子的形式发表出去。直到20世纪90年代中，我已届耳顺之年，我才有了一种勇气，想对以往已解决的那些问题做一个整合，以解决我所认为的国际科学哲学界面临的难以逾越的困境，并着手写作《科学哲学——以问题为导向的科学方法论导论》一书（2009年由中山大学出版社出版，读者的评论可参见亚马逊网等）。现在摆在读者面前的这套丛书，可以说是我最想写作的用以解决那堆乱麻似的难解之题的作品了。我希望本丛书的主要读者对象是科学家和理科博士生们；希望本丛书对科学家和理科博士生们在他们创造性的研究工作中会有半点或甚至一点助益，更希望他们通过对自己工作的切身体验而对我的作品做出深入的批评和指正。因为通过科学家和理科博士生们结合他们自身的工作的思考而对我的理论提出批评才是我所最为需要的，也是科学哲学界最为需要的。我深深地知道，我的工作虽然花去了我的大半辈子甚至一辈子的精力，但它也一定只具有暂时性的意义。科学、哲学和任何学术性的理论，都必须在学术共同体内通过不断地自我挑剔、自我质疑和自我扬弃的过程，才能使之获得真正的发展，那种企图把某种既有理论凝固化，甚至提出对既有理论“只能坚持，不许反对”的口号，只能使这种理论失去生命力，甚至只能使它变成用以吓人的、使别人恐惧的僵尸。应当说，提出诸如此类的口号或观念，是彻底地反科学的。我作为一个科学哲学工作者，自觉坚持科学精神的底线，因而切实地希望读者对我的著作提出深入的批评和指正。愈是能较快速地有更好、更深入的理论来取代它，对于学科的发展而言，一定是更好、更令人愉快的事情。因为它意味着学科的发展和进步。

本丛书中的本分册，所涉及的是所说的这个相互纠结的问题堆中的一系列重大问题。其中：

第一章探索一个重大问题：“科学理论是从实验观察的基础上归纳出来的吗？”这个问题的核心是著名的“归纳问题”。在本章中，我们批判了归纳主义观点，但我们不像波普尔那样，绝对地否定归纳。我们有分析地指出，对于科学理论和其中的“本质论规律”而言，归纳法在其中不起作用，误以为归纳法会在其中起重要作用，反而会束缚思维，阻碍发现。但是，对于“现象论规律”而言，则归纳能在其中起到“助发现”的作用，甚至某种检验准则的作用。我们有理有据地对此做出了明晰而详尽的分析。我们还进一步通过详细地分析而指明，在科学中以及在我们的认知过程中，何以会存在归纳？我们从进化认识论的角度上，肯定人有先天的认知结构，并以此为根据，对科学中以及人的认知结构中何以会存在归纳，做出了别具个人特色的自然主义的论证。本章的主要内容，作者曾于1986年所出版的《科学研究方法概论》一书中做过初步的、较详细的论证，该书于1995年获得了国家教委颁发的首届全国高校人文社会科学研究优秀成果奖二等奖，并于2002年获得全国自然辩证法研究优秀著作奖二等奖。

本书第二章阐述“理论的建构”。这实际上是一个有重要实际意义的理论问题。既然科学理论不可能在实验观察的基础上通过归纳得到，波普尔为此强调，科学理论实际上只不过是一种“猜测”，科学就是通过“猜测与试错”发展起来的。然而，对于在实际的科学探索中构建理论的“猜测与试错”活动，能有某种合理可行的启发性方法吗？波普尔对此基本上是沉默不语。本章中，笔者依据于科学史、科学家们的体验和自身的切身体会，讲了四方面的问题。它们分别是：①发现和发明的模式，直觉的作用。在其中，一方面根据于科学家们对自身工作的总结和心理学家的有关实验，分别阐述了科学发现和技术发明的不同模式;另一方面又突出地强调，无论在哪一种模式中，直觉都在其中发挥着不可或缺的十分关键的重要作用。由于篇幅的限制，笔者在这方面的工作，曾经把“发现与发明的模式”与“直觉的作用”暂时相对地切割开来，分别发表于不同的刊物。②“抽象与具体”方法之重构。这是作者自以为是一项十分重要的工作。笔者希望此项工作对科学工作者构建具有创新性的理论，能起到某种有益的启发性的作用。③类比与联想。类比与联想是在科学理论或模型的建构中经常起作用的方法。笔者的此项工作最初是将研究成果于1984年发表在国内著名刊物《哲学研究》之上，一年后，美国方面就把它全文翻译过去并刊登出来［Analogy and Association�� Chinese Stadies in Philosophy�� New York S�盪�盇�盨ummer(1985）］。④科学理论的建构与编故事。科学理论的建构需要虚构，编故事也需要虚构，但两者所虚构的东西不同。笔者根据科学的历史，详细深入地比较了两者的异同。作者希望此项工作对于科研工作者同样会起到某种有益的启发性作用。

第三章“科学理论与科学解释”。本书的前两章的主题主要是讨论科学中如何从观察到理论的“途径”，分析清楚从观察到理论虽然可以有某种启发性方法，但从观察到理论归根结底是没有逻辑通道的。而第三章则是讨论科学理论的功能，其中特别讨论了科学理论的解释和预言功能，这实际上是讨论从理论到观察的（由于理论的检验是十分复杂的问题，在另章讨论）问题。笔者通过对科学理论和科学解释（以及科学预言）的结构的讨论而指出，从理论到观察是可以有逻辑通道的。

本书第四章“实验与观察，观察渗透理论”。在本章中，主题是讨论观察与理论的相互关系，但主要是讨论科学理论的检验。在科学中，实验观察是用来检验理论的，但笔者又从各个方面强调了观察本身是渗透理论甚至是依赖于理论的。我们强调指出，在科学中，正是理论告诉我们应当观察什么，理论告诉我们应当通过什么样的方法和途径才能进行可靠的和有意义的观察，理论告诉我们观察到了什么，对于观察到的东西，能否对检验某种理论起到肯定或否定的作用，也还是需要通过理论来获得解释。笔者还进一步强调，在实验观察中，要提高观察的客观性和精密度，更要依据于理论。简单地和肤浅地认为实践（如实验和观察）能决定性地证实和证伪理论，这是一种十分肤浅和庸俗的观念，对科学的发展是十分有害的。笔者最后还从所创造的问题学的理论上，有理有据地说明了

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