科学的基础

观察能客观感受对象？
大量的证据说明，两个正常的观察者， 从同一地方， 在同一物理环境下 看同一物体，并不一定有同样的视觉经验 即使在各自的视网膜上的映像实际上是相 同的，却不一定看到相同的东西。 “看见的比眼球接触的更多”
为什么会把同样的图片看做不同的东西？
光刺激 视网膜 脑中枢皮层 心、脑加工 知觉经验不单单决定于视网膜上的映像， 还依赖于观察者的知识、经验、期望、心 理状态。
指鹿为马
观察能客观感受对象？
常识观认为当我们面对同样景象时，总是 有相同的视觉经验。 是这样吗？
反转的楼梯
树？人脸？
兔子？鸭子？
美少女？ 巫婆？
眼睛看到的东西≠视网膜映像
观察者在看东西时看得到的知觉经验并不 单单取决于他们视网膜上的映像。 观察者在观看物体或情景时看到的东西， 他们体验的主观经验，不仅决定于他们视 网膜上的映像，而且依赖于观察者的经验、 知识和期望。
从事实推出理论：归纳
“科学从事实推导出来” 科学如何从事实中推导出来？ 归纳
两类推理
演绎推理 例1. 1.所有哲学课都是无聊的。 2.这是一门哲学课。 3.这门课是无聊的。 如果前提为真，那么结论必为真。逻辑是保真的。 例2. 1.许多哲学课都是无聊的。 2.这是一门哲学课。 3.这门课是无聊的。
鲁宾的花瓶
事实是通过感觉直接给予的吗？
描述可观察事态的陈述（观察陈述）不是通过 感官直接给予观察者的。 在观察者提出和同意观察陈述以前，他必须拥 有合适的概念框架以及如何使用这个概念框架 的知识。 儿童如何学习描述世界？对“苹果”一词的习 得。 我和一位植物学家同去一个山地考察 植物学 知识
事实先于、并独立于理论？
何为事实？
“科学基于事实，导源于事实。”中的“事实” 具体指什么？ （1）表达事实的陈述：“月球上有山脉和火 山口。” （2）陈述所指的事态：山脉和火山口本身。 （3）引起事实作为陈述接受的知觉：关于山 脉和火山口的知觉经验。 作为科学的基础的事实是（1），即表达事实 的陈述。
阴极射线管
儿童和物理学家
能看到什么？
有经验的医生：生理的变 异和病理的变化，疤痕， 慢性感染和急性病的征 候 医学院新生：心脏和肋骨 的阴影，在他们之间还 有一些蛛状斑。 在科学中，人们 不得不学 会做一个胜任的观察者。
一个回应：从同样地方看同样情景的观察者 看到同样的东西，但他们对看到的东西的解 释不同。 就知觉而言，观察者与之接触的唯一的东西 是他的经验。这些经验随观察者拥有的知识 和期望而改变。 被物理境况独一无二的给予的是观察者视网 膜上的映像，但这种映像并不完全决定观察 者看到什么。观察者并没有与那个映像接触。
可观察事实是客观的，也是可错的
可观察事实的客观性：观察陈述的正确性 应当受到种种常规程序的检验，而无需观 察者方面精巧的主观判断。 可观察事实的可错性：一个可观察事实通 过迄今为止能够向它提出的所有检验，但 这并不意味着它一定能够经住因知识和技 术的进展而成为可能的心的检验。
小结
构成科学知识基础的观察既是客观的，又 是可错的。就它们能够接受简单明了的程 序检验而言，它们是客观的，而就它们可 被由于科学和技术的进展而成为可能的新 型检验推翻而言，它们是可错的。 科学缺乏不可错的观察基础不仅仅是由于 知觉的主观方面。
视觉形成过程
光线→角膜→瞳孔→晶状体（折射光线）→玻璃体（固 定眼球）→视网膜（形成物像）→视神经（传导视觉信 息）→大脑视觉中枢（形成视觉）
两个要点
（1）由于观看时脑记录有关世界的事实，人 类观察者多少能直接获得这些事实知识。 （2）从同一个地方看同样物体或情景的两个 正常的观察者将会“看到”相同的东西。 同样组合的光线射到每一个观察者的眼睛上， 他们正常的眼睛晶体将它们集中在他们正常的 视网膜上，产生相同的映像。于是 ，相同的 信息通过他们正常的视觉神经传到每一个观察 者的大脑，使得两个观察者看到同样的东西
小结
观察是物理过程和心理过程的统一 观察不能够绝对客观地感受对象，他依赖 主体的经验、知识、期望和心理状态。 观察中渗透着理论，理论对观察的影响是 与物理反应同时进行的，观察陈述以理论 为前提，理论指导观察 观察具有可错性
观察：被动的私人的，还是主动的 和公共的？
观察是一种被动的、私人的活动：当观察 时，我们只是睁开眼睛，指挥眼睛让信息 流入，记录看到的东西。因此观察是被动 的。 正是观察者内心或脑内知觉自身直接确证 类似这样的事实：“在我前面有一个红的 西红柿”，这样的话观察就完全是一件私 人的事情。
月食
古人：天狗吃月亮 现代人：当月球运 行至地球的阴影部 分时，在月球和地 球之间的地区会因 为太阳光被地球所 遮闭，就看到月球 缺了一块。
观察陈述的可错性
如果提供我们用来描述我们观察的范畴的知识有 缺陷，以那些范畴作为先决条件的观察陈述同样 有缺陷。 亚里士多德：四要素、以太 “地球是静止的。”：哥白尼以前和哥白尼以后 科学革命不仅仅是科学理论渐进的转换，而且也 是可观察事实的转换！
地心说和日心说
托勒密宇宙体系
哥白尼宇宙体系
同样是昼夜更替，地心说概念系统下的描述是太 阳从东边升起西边落下，日心说概念系统下的描 述则是太阳自西向东自转。
科学导源于事实
科学知识具有特殊地位，部分是因为它建立在可靠 的基础上，由观察坚实确立的扎实事实上。 事实和知识都是可错的，要接受校正，科学知识及 其建基其上的事实是相互依赖的。 两个困难：（1）涉及知识在多大程度上受到观察 者的背景和期望的影响，对一个人是可观察事实， 对另一个人则未必如此。（2）涉及对观察陈述的 真理性的判定在多大程度上依赖于已经知道或假定 的东西，从而使观察事实同作为观察事实基础的预 设一样是可错的。
一个论证是完全有效的，即使前提为假。 例3. 1.所有猫有五条腿。 2.笨笨是一只猫。 3.笨笨有五条腿 。 逻辑的优点在于其保真性，但逻辑一般不构成 新的真理的来源。构成论证前提的事实陈述的 真不能靠诉诸逻辑来确立。
归纳推理
前提： 锐角三角形内角和等 于180度 钝角三角形内角和等 于180度 直角角三角形内角和 等于180度 结论： 所有三角形内角之和 等于180度 前提： 第一只猫有5条腿 第二只猫有5条腿 第三只猫有5条腿 第四只猫有5条腿 第N只猫有5条腿 结论： 所有的猫都有5条腿
观察是主动的、公开的
在看这个行动中，我们对物体进行扫描，移动 我们的脑袋来检验所观察的情景中有什么预期 的变化等。如果由于某种理由，根据我们的知 觉我们对实际发生的情况表示怀疑，我们能够 采取种种行动来解决这个问题。 西红柿 个人的知觉判断因各种各样的原因而不可靠， 而科学的任务是如何安排客观的境况使依赖这 种判断的情况减少到最低限度。
罗素的火鸡
在火鸡饲养场里，有一只火鸡发现，每天 上午9点钟主人给它喂食。这只火鸡观察到： 无论雨天和晴天、热天和冷天、星期三和 星期四……主人都会在上午九点准时喂食。 通过几周的观察后，火鸡得出结论：“主 人总是在上午9点钟给我喂食。”可是，事 情并不像它所想像的那样简单和乐观。在 圣诞节前夕，主人没有按时给它喂食，而 是把这只火鸡宰杀了。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学源导于事实
（1）事实是通过感觉直接给予仔细的、没有偏见 的观察者的。 知觉经验不单单决定于视网膜上的映像，还依赖 于观察者的知识、经验、期望、心理状态。 （2）事实先于，并独立于理论。 2 观察陈述的表述以合适的概念框架的知识为先决 条件，在科学中寻找有关事实受到知识指导。 （3）事实构成科学知识结实而可靠的基础。 表述观察陈述以合适的概念框架为先决条件，并 不决定被表述的陈述的真假。观察陈述的真假是 否能直接由观察确定？
记录可观察事实不仅要求接受刺激。例如射 到眼睛上的光线。它还要求合适的概念图式 以及如何应用它们的知识。 知觉依赖于观察者的知识、经验、期望、心 理状态。 如果我们没有我们要探索何种知识或要试图 解决何种问题的指导，我们如何能确立关于 世界的重要事实？
事实构成科学知识结实而可靠的基 础？
观察陈述的表述以合适的概念框架的知识 为先决条件，在学中寻找有关事实受到知 识指导。 这一观点并没有破坏科学具有经验观察确 立的事实基础的主张：表述观察陈述以合 适的概念框架为先决条件，并不决定被表 述的陈述的真假。 观察陈述的真假是否能直接由观察确定？
事实的获得：有关的事实
科学中所需要不得不仅仅是事实，而且是 有关的事实。 办公室书的数目、邻居家汽车的颜色 哪些事实与一门科学有关，哪些无关相对 于那门科学的发展的目前状态。
事实的获得：实验
做实验是一件不容易的事情。 如果实验结果构成了科学立足的事实，那么它 们肯定不是经由感觉直接给予的。事实的确立 是必须经过努力的，并涉及相当多的实际知识， 实践中的试错法，以及可利用可得技术。 实验结果是可错的，可因明显的理由而更新或 代替。由于技术方面的进步，实验结果可变得 过时，由于理解方面的进展（根据这种理解认 为实验设置不合适），它们可被摒弃。
科学的基础
张志伟
在现在，科学受到高度尊重。
称某一主张、某一产品、某一推理或某项 研究是科学的，是想说明具有某种有点或 某种可靠性。 科学有哪些特点？导致特别值得称赞或可 靠的结果的“科学方法”又是什么？
科学知识的独特性
与其他种类的知识相比，科学知识有什么 独特性？ 科学的特别之处是它是从事实中推导出来 的，而不是根据个人的意见。
观察渗透理论
归纳主义者 客观的感受对象 （逻辑分析） 概念框架或概念模式 （理论） 概念框架或概念模式 （理论） 汉森《发现的模式》 客观的感受对象
观察如何作用理论？
开普勒 第谷
观察陈述以理论为前提
观察的结果需要通过语言来表达，观察陈述 的是要以合适的概念框架为前提，这是由一 定的理论给予的，作为持有不同理论的观察 者，会对同一观察对象给出不同的观察陈述。 观察陈述利用的理论有多精确，观察陈述就 有多精确。 物理学中的“力”、日常语言中的“力”
前提： 1．金属X1在T1遇热时膨胀。 2．金属X2在T2遇热时膨胀。 …… n. 金属Xn在Tn遇热时膨胀。 结论： 所有金属遇热膨胀 单称判断：在特定时间获得的、关于某一具体事态的 单称判断 断言。 全称判断 判断：关于特定种类的所有事件的断言。 全称判断
归纳推理的特点
从单称判断到全称判断 结论超出了包含在前提中的内容 从有限数目的具体事实进行到一般结论，那么 这种概括合理吗？ 一般科学定律总是超越可用来支持它们的有限 数目的可观察证据。
JJ戴维斯：“科学是建立在事实基础上的结构。” （《论科学方法》） HD安东尼：“引起同传统决裂的与其说是伽利 略所做的观察和实验，不如说是他对观察和实验 的态度。对他来说，基于观察和实验的事实被当 作事实来对待，而与某种先入之见无关……观察 的事实可能符合也可能不符合人们承认的宇宙图 式，但是，在伽利略看来，重要的事情是接受这 些事实，别且建立符合这些事实的图式。”
眼见为实
人用他们的眼睛看，人的眼睛最重要的成 分是晶体和视网膜。来自被看物体的光线 通过介质从物体到达晶体。晶体物质使光 线折射，使它们到达视网膜焦点，形成物 体的映像。到此为止，眼睛的功能类似照 相机。但记录最后映像的方式有很大不同。 视觉神经从视网膜通到脑的中枢皮层。这 些神经携带有关光线落到视网膜不同区域 的信息。正是脑记录这一信息使人类观察 者看到物体。
科学导源于事实
科学必须建立在我们能看到和触摸到的东 西上，而不是建立在个人意见或思辨想象 之上。如果对世界进行仔细的、没有偏见 的观察，那么用这种方式确立的事实就构 成科学的可靠的、客观的基础。其次，如 果将我们从这个事实基础推到构成科学知 识的定律和理论的推理是可靠的，那么就 可以认为这样得到的知识本身是可靠地建 立的和客观的。
相关的两个问题
（1）这些“事实”的性质以及科学家如何 得到这些事实。 （2）一旦获得事实后，如何从事实导出构 成我们知识的定律和理论。
科学导源于现实
在常识观中，关于事实应是科学基础的立 场可区分出三个成分： （1）事实是通过感觉直接给予仔细的、没 有偏见的观察者的。 （2）事实先于，并独立于理论。 （3）事实构成科学知识结实而可靠的基础。