科学猜想与反驳课件.ppt

1、科学：猜想与反驳科学：猜想与反驳 英卡尔英卡尔波普波普卡尔波普(karl Raimun Popper,1902-1994)n出生于奥地利的犹太人。1928年获维也纳大学哲学博士学位。1937年任新西兰坎特伯雷大学学院哲学教师。1949年任伦敦经济学院逻辑和科学方法讲座教授。第二次世界大战后定居英国，1965年被授予爵士称号。曾任英国科学院院士和美国艺术与科学院院士。1969年退休。卡尔波普(karl Raimun Popper,1902-1994)n主要科学哲学著作：n研究的逻辑（1934，德文版）n科学发现的逻辑（1959）n猜想与反驳：科学知识的增长（1963）n客观知识：一个进化论的研究

2、（1972）本篇分为4章：n第1章 科学划界问题的提出n第2章 证伪主义划界标准n第3章 （科学）知识增长的模式n第4章 休谟归纳问题观点的批判第1章 科学划界问题的提出11 逻辑经验主义可检验性标准的缺陷逻辑经验主义可检验性标准的缺陷12 意义标准与划界标准的关系意义标准与划界标准的关系13 波普证伪主义的来源波普证伪主义的来源11 逻辑经验主义可检验性标准的缺陷逻辑经验主义可检验性标准的缺陷n如果科学理论的可检验性如果科学理论的可检验性诉诸于经验事实的观察或实验的证实。那么不能将科学与伪科学（seudosciences）相区分：n占星术占星术拥有基于观察、根据星象算命图和传记积累的大量的经

3、验证据。n科学预言的可检验性科学预言的可检验性诉诸于经验事实的观察或实验的证实。但是大多数科学理论的预言都起源于神话。哥白尼创立日心说的灵感来源哥白尼创立日心说的灵感来源 n（1）意大利诗人卡里意大利诗人卡里马赫马赫：占星术是没有根据的，天文学家只有两样法宝：数学与观察。n（2）新柏拉图主义新柏拉图主义崇拜太阳光的影响:太阳因崇高而必定占据中心。哥白尼日心系统爱因斯坦（爱因斯坦（18791955）n广义相对论的等效原理：广义相对论的等效原理：一个有引力场作用的参考系，同一个没有引力场作用但作相应加速度运动的参考系，对物理过程的描述是完全等效的。n所以爱因斯坦在谈到科学理论的形成时，曾使用了这样

4、一些词：“自由创造”、“自由发明”、“纯粹思维”、“纯粹虚构”、“放荡不羁的思维方式”、“自由游戏”、“幻想”、“做梦”等等。n由此可见，逻辑经验主义的可检验性标准，即证实主义（verificationism）的可检验性标准不能在科学与伪科学、科学与形而上学之间划出一道分明的界线。12 意义标准与划界标准的关系意义标准与划界标准的关系n逻辑经验主义者：逻辑经验主义者：认识的意义标准的目的是：澄清科学命题，清除形而上学命题或非科学命题。意义问题就是划界问题。所以当维也纳学派的成员读到波普划界问题的文章时，评价他的贡献是，提出了一种建议：“用可证伪性的意义标准取代了可证实性的意义标准”。1 1 A

5、.R.Wright:“Note on meaning and verification”,Mind,Vol.63,1954,p.66.波普：波普：n把意义问题与划界问题等同，实际上把他的证伪主把意义问题与划界问题等同，实际上把他的证伪主义观点变得毫无价值了（第义观点变得毫无价值了（第3 3章第章第5 5段），因为段），因为n其一，科学划界问题与理论的意义问题是有区别的。其一，科学划界问题与理论的意义问题是有区别的。（第（第2章第章第5段）段）我感到，发现一个理论是非科学的或者我感到，发现一个理论是非科学的或者“形形 而上学的而上学的”（我们可以这样说），并不会因（我们可以这样说），并不会因 此

6、而发现它是不重要的、此而发现它是不重要的、“无意义的无意义的”或或 “荒谬的荒谬的”。但是，不能认为它得到了科学意。但是，不能认为它得到了科学意 义上的经验证据的支持，尽管从某种发生的义上的经验证据的支持，尽管从某种发生的 意义上说，它很可能是意义上说，它很可能是“观察的结果观察的结果”。划界问题划界问题：“一种理论什么时候才是可以称为科学的？”或者“一种理论的科学性质或者科学地位有没有标准？”（第1章第1段）“我想要区别科学和伪科学；虽然很清楚科学时常弄错，而伪科学可以碰巧触及真理。”（第1章第2段）n其二，认识的意义问题是一个假问题。波普指出，要证明一个陈述本来就无意义，是必须要证明许多东

7、西的，“对一个陈述本来无意义的证明必须对每一种 前后一贯的语言都有效，而不仅仅对每一种可 以满足经验科学的语言有效。”13 波普证伪主义的来源波普证伪主义的来源n伪科学的典型马克思的历史学说、弗洛伊德的精神分析学和阿德勒的个体心理学的共同特点：n 明显的解释力给人以深刻的印象，只 要你愿意去寻找确证事例，你将会发 现世界充满了对它们的证实。爱因斯坦广义相对论有三个冒险的预测：爱因斯坦广义相对论有三个冒险的预测：n水星近日点的进动。n光谱线引力红移。n光线会被重力很强的物体吸引，而使运行轨道产生弯曲。n科学的典范爱因斯坦的相对论：给人以深刻印象的是它为预测事例承担了很大风险，这种风险就体现在，根

8、据他的理论推导出的观察结果与以前任何人所期望的结果是不相容的。n从爱因斯坦广义相对论预测的风险性中，波普得出结论：观察事实不能证实一个理论，观察事实只能证伪一个理论。波普解决划界问题的证伪主义标准波普解决划界问题的证伪主义标准：n 一个理论是科学的，当且仅当，一个理论是科学的，当且仅当，它具有被某些观察证据反驳的它具有被某些观察证据反驳的 潜在性。潜在性。n证伪主义的基本观点：n（1）证实主义的确证或证实不是真正的证实。（观察事实不能证实一个理论。）（观察事实不能证实一个理论。）n（2）严峻性的确证严峻性的确证（即对冒险的预测的证实）才是真正的确证。n（3）好理论的标准好理论的标准：不容许的事

9、情越多越好。n（4）可反驳性可反驳性是一个理论的长处，不可反驳性是一个理论短处。n（5）可检验性就是可反驳性可检验性就是可反驳性。（6）确证证据对理论没有支持力确证证据对理论没有支持力。（7）特设性假说对理论的检验无效。“约定主义的曲解”或“约定主义的策略”（理论只能被一次性证伪理论只能被一次性证伪）。n总之，“衡量一种理论的科学地位的标准衡量一种理论的科学地位的标准是它的可证伪性或可反驳性或可检验性。是它的可证伪性或可反驳性或可检验性。”第第2章章 波普的证伪主义划界标准波普的证伪主义划界标准21 可证伪度、严峻检验、确认可证伪度、严峻检验、确认2.2 证伪主义划界标准的评价证伪主义划界标准

10、的评价2.1 2.1 可证伪度、严峻检验、确认可证伪度、严峻检验、确认n一个较好的理论必须满足两个条件：n（1）可证伪程度可证伪程度(degree of degree of falsifiabilityfalsifiability)（或可检验程度）较高（或可检验程度）较高：对于一个经验科学的理论来说，理论所具有的经验内容越丰富，它所不允许发生的事情就越多，它的可证伪程度就越高，也就是说，可证伪程度与经验内容的多少成正比。如果我们的目标是追求知识内容的增长，那么高概率就不可能成为我们的目标。n（2）能经受更严峻的检验（严峻的检验（rigorous test）：一个理论的大胆冒险的、常常偏离当时已

11、被公认的理论的，看似不可信的预测结果通过了检验。n经受了严峻检验的理论称作被“确认确认”（corroborationcorroboration）的理论。确认只意味着一个理论在这次严峻的检验中没被证伪，接下来所要做的并不是把这个理论当作真理来接受，而是继续寻找证伪它的证据。一个理论的可确认度以及事实上通过严峻检验的确认度随可检验度的增加而增加。n总之，与逻辑实证主义者相反，在波普看来，科学的目标是追求解释力强解释力强、可证伪可证伪度高或可确认度高度高或可确认度高、概率低概率低的理论。n在对两个理论做选择对两个理论做选择时，对于理论T2和理论T1而言，如果T2比T1可证伪度较高,并且经受了严峻的检

12、验，那么T2比T1较好，应该选择T2。2.2 证伪主义划界标准的评价证伪主义划界标准的评价 n波普证伪主义科学划界标准的价值波普证伪主义科学划界标准的价值：n（1）任何科学理论都具有尝试性和可错性尝试性和可错性，这些特点正是被以往科学观所忽视的，因为人们常把进入了科学大厦的知识的真理性看作是不可怀疑的。n（2）证伪主义所提倡的大胆猜测的精神正是科学家应该具备的气质，所以波谱被许多科学家视为英雄。证伪主义立场所体现的批判精神和理性主义精神，被称作“批判的理性批判的理性主义主义”。波普一次性证伪的观点面临的困难：n假说演绎法假说演绎法理论检验模式理论检验模式：n 假说 预测的观察事实 n 并非（预

13、测的观察事实）n 所以，并非（假说）困难：困难：n第一，观察证据是可谬的。n第二，测量可能有误。测量仪器不够精确，或者观察者的感觉有误。n第三，使理论的反常事例转变为理论的确认事例。n第四，被检验理论的往往不是一个单独的陈述，而是包含背景知识等的一组辅助性假说，还要附加规定实验仪器使用方法的定律和理论，还有诸如实验装置说明之类的初始条件。n由此看来：n并非（假说）并非（假说）：n并非（理论并且背景知识并且初始条件并且规定实验仪器使用方法的定律和理论）n即可能理论为假，可能背景知识为假，也可能初始条件有问题，还可能是规定实验仪器使用方法的定律和理论有错，但并不存在证伪被检验理论的逻辑必然性。n理

14、论富有相当的韧性理论富有相当的韧性。n第五，波普相信用可证伪度高和严峻检验的要求能对理论作出选择，而否认根据理论的确证度作选择，但是在实践中是极为困难的。n第六，可证伪性根本无法把伪科学从科学中驱逐。占星术常常可证伪度极高。n后来不得不承认真理也是科学的目的之一，我们没有任何理由使我们不能说一种理论比另一种更符合于事实，更接近真理。他用“逼真性”（verisimilitude）概念表示理论的真理内容，把“逼真性程度越来越高”作为一个好理论必须满足的又一个条件。1可是，这就损害了他的“可证伪度高”的划界标准。1 Popper K.M.：猜想与反驳，第331332页。第第3章章（科学）知识增长的模

15、式（科学）知识增长的模式 3.1 科学始于观察科学始于观察 3.2 科学始于假说科学始于假说 3.3 3.3 科学知识增长的模式：猜想反驳科学知识增长的模式：猜想反驳 3.4 3.4 科学增长的机制科学增长的机制自然选择自然选择 3.5 3.5 猜想反驳模式的评价猜想反驳模式的评价 n科学知识增长的模式（A model of the growth of knowledge）：科学知识的增长是指科学知识的发展或进步。包括以下问题：新科学知识产生的动力是什么？新旧知识之间的关系是怎样的？科学知识是沿着什么途径进步的？评价知识进步的合理性标准是什么？等等。3.1 科学始于观察n（1）2005年7月3

16、1日晚12点金星位于天空的某个位置。n（2）半截浸入水中的那根木棒，看上去是弯的。n（3）张三打李四。n（4）这张石蕊试纸浸在液体中变成红色。n以上陈述的特点：涉及特定地点、时间的特定事件和事态的单称观察陈述；可以被具有正常感官的观察者不带偏见地直接证明为真陈述。n从以上四个陈述可以分别导出以下四个陈述：n（1）行星以椭圆轨道绕太阳运行。（天文学）n（2）当光线从一种介质浸入另一种介质时，它以一种方式改变方向，入射角的正弦除以折射角的正弦就是这一对介质的常数。（物理学）n（3）动物一般具有某种发泄攻击性行为的先天需要。（心理学）n（4）酸使石蕊试纸变红。（化学）n这四个陈述的特点：是涉及任何地

17、点、时间的特定类的所有事物或事态的全称命题，构成了科学知识的一般性断言。n归纳原则：归纳原则：n 如果大量的A在各种各样的条件下被观 察到，而且如果所有这些被观察到的A 无一例外地具有B性质，那么，所有A都 有B性质。n累积式增长模式累积式增长模式：定律和理论 归纳 演绎 通过观察得到事实 说明和预测 n特点：特点：n（1）具有可靠的客观基础。n（2）从观察陈述导出科学定律的归纳法得到归纳原则的辩护。n（3）科学知识的进步是真知识的渐进累积。3.2 科学始于假说n（5）尽管蝙蝠的眼睛很小而且视力很差，但是它们在夜间如何能飞得如此灵活？n（6）为什么行星会沿一定轨道绕太阳运行？n（7）为什么物体

18、运动时，没有产生“以太风”？n（8）为什么水星的近日点会移动？n观察不仅需要有选择的对象和确定的任务，而它的描述必须有专门的语言，还需要以相似和分类为前提，而分类又以兴趣、观点尤其是问题为前提。n因此，波普断言，科学不是从观察开始，而是从假说开始。n“科学必然始于神话和对神话的批判，既不是开始于观察的集合，也不是开始于发明实验，而是开始于对神话、对巫术技巧和实践的批判讨论。”这句意即，科学开始于假说。n科学家为什么会提出假说？n更精确地说，科学开始于问题。n问题大致分为两类：n一类是实际问题实际问题，即需要通过理论来说明的问题，如以上的问题（5）和（6）。n另一类问题是使理论陷入困境的问题使理论陷入困境的问题，即用现有的理论解决不了的问题，如以上的问题（7）和（8）。1 1 参见美拉瑞劳丹：进步及其问题，刘新民译，华夏出版社，1999年。