第二章科学理论与说明.doc

第二章 科学理论的结构与科学说明 一、科学理论的演绎结构及其一般特征 1。什么是科学理论？ 科学理论是由各种各样的科学定律所组成的统一的体系，使科学理论系统的统一起来的则是该理论的演绎结构。 牛顿（1643-1727）的综合 《自然哲学之数学原理》（1687） 定义：质量、动量、力、时间、空间、运动等 公理 定理 欧几里得 ：13卷《几何原本》（Elements） 定义：点、线、面、体 …… 公理（五大公理） 定理 3。公理选择的任意性 在科学的演绎系统中，把什么样的法则确立为公理，主要取决于实用上的理由 运动三定律（公理）+开普勒三定律（经验定律）——万有引力定律 万有引力定律（公理）+运动三定律（经验定律）——开普勒三定律 4。理论的还原（reduction） （1）一个理论的定律从另一个理论的定律的可推导性，称为理论的还原。 （2）不太基本的理论的公理，是更基本的理论的定理。 （3）科学进步的标准有时可以用还原的程度来衡量。 社会科学—心理学—生物学—化学—物理学 5。还原的本体论与形而上学 （1）实在（reality）是由服从普适规律的简单事物建构而成的复杂事物(complex being)。 （2）宇宙展示为多层因果定律的图景。 （3）存在唯一正确的自然描述，它采取公理化的形式。 二、观察命题与桥接原理 1。理论术语与观察术语 理论术语（theoretical term）：科学理论中用以描述不可直接观察的理论实体（entity）的概念 观察术语（observational term）：科学理论中用以描述与感官经验相连的、可直接观察的现象的概念 2。桥接原理（bridge principle） （1）说明理论所假定的过程及其实在与我们熟悉的经验现象有何关系 （2）把不能直接观察和测定的理论上假定的东西与可以直接观察和测定的东西连接起来 亨普尔（Hempel） 桥接原理（bridge principle） 卡尔纳普(1891-1970) 对应规则（ correspondence rule） 例：气体分子运动论 理论术语： 分子热运动 分子碰撞器壁 分子间距离 …… 观察术语 温度 压强 体积 …… （3）理论术语与观察术语的区分有时只具有相对的意义 阿米巴、病毒、质子、苹果、“气” 三、科学理论的形而上学 实在论（realism）与反实在论（anti-realism）之争： 理论术语是否有其对应的客观实在？ 1。还原主义（reductionism） （1）科学理论中出现的一切理论术语都可以通过观察术语明确定义，或有条件的下定义。 （2）由理论命题还原的观察命题是有关感觉资料（sense data）的命题。 现象主义（phenomenalism） 物理主义（physicalism） 2。工具主义（instrumentalism） （1）科学理论是把观察现象组织起来或从某经验现象预测其他经验现象的工具。 （2）因此，讨论理论本身的真假问题，或理论术语是否指称客观对象的问题是无意义的。 3。实在论（realism） (1)科学理论涉及实在或存在的对象。 (2)科学理论具有真假值。 四、科学说明（scientific explanation） 奥古斯特.孔德（August Comte） 社会发展的三阶段： 神学阶段——形而上学阶段——实证阶段（科学阶段） 1。为什么科学理论可以说明现象？ 假说-演绎主义（hypothetic-deductivism） 理论可以说明现象，正是因为它们是像数学或几何学那样演绎的组织起来的系统. 2.科学说明的定义： 对自然现象与社会现象提供可以接受的、带有规律性的解释，它是科学的任务和目标之一。 亚里士多德：古希腊第一个百科全书式的学者 四因说：形式因、质料因、动力因、目的因 例：超市哭闹的小孩与焦急的母亲，对小孩行为的解释 （1）小孩试图将母亲置于尴尬的境地中，从而操纵母亲的行为（目的因） （2）该小孩天生智力迟钝（质料因） （3）小孩天性本来如此（形式因） （4）小孩今天碰到了不顺心的事情（动力因） 3.科学说明的结构 （1）科学说明包含说明项与被说明项，前者由规律陈述与初始条件组成，后者是有待说明的结论 （2）一般规律陈述起联结作用，将初始条件事实与待说明的事实联结起来 例：为什么在燃烧煤气的房间里墙壁会变黑？ 墙壁的涂料里含有碳酸铅（初始条件1） 燃烧的煤气里含有硫磺（初始条件2） 碳酸铅与硫磺化合生成黑色的硫酸铅（规律陈述） 例：说明哈雷彗星1986年秋在西欧夜空的出现（特殊事实） 牛顿运动定律对哈雷彗星轨道的计算（规律陈述） 对哈雷彗星前次出现位置与动量的观测（初始条件） （3）若待说明的结果是特殊事实，则需要初始条件；若待说明的结果为一般规律，则需要其他已知规律 例：说明理想气体定律P