第三讲 科学知识的构成

历史主义的“理论负荷说”
“理论负荷说”也称“观察渗透理论” ，由美 国科学哲学家汉森在《发现的模式》（1958） 一书中加以阐述。汉森认为，观察并非只是感 官对观察对象“刺激”的机械反映，而是受观 察者背景理论的影响和支配的。具有不同知识 背景或不同理论观点的人，对同一对象会形成 不同的观察结果。“纯粹中性”的观察是不存 在的。
新发现的机遇；提供新线索从而加速原来研究进程的 机遇。
捕捉机遇的主观条件 机遇观察的合理性在于客
观世界本身就是必然性与偶然性的对立统一。因此， 观察者能否抓住机遇，很大程度上取决于他对这种辩 证关系的理解与自觉程度的高低，能否在注意预期现 象的同时又保持对意外现象的高度警惕性，能否具有 开放的思路、好奇善疑和穷追不舍的探索精神。此外 背景知识的丰富也是很重要的，因为“机遇只偏爱那 种有准备的头脑”。
“观察渗透理论”的例子
你看到了什么？
两根红线有长短区别吗？
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“观察渗透理论”的另一个例子——氧的
发现史
最先制得较纯氧气的是瑞典药剂师席勒。1773年，他通过 分解硝酸盐、氧化物、碳酸盐等制得了氧气。当他将燃烧 的蜡烛放入这种气体中时，发现烛光更明亮，于是称之为 “火气”。他从“燃素说”出发，认为燃烧是空气中的 “火气”与物体中的燃素相结合的过程。席勒实际上并没 有发现氧气。一年以后，英国化学家普利斯特列又独立地 制得了氧气。他用凸透镜聚光加热氧化汞时，发现该物质 分解出了一种气体，老鼠在其中生活的时间比在等体积的 空气中的时间长4倍，人吸入它觉得呼吸轻快了许多。但普 利斯特列只是将这种气体看作氧化氮。因为他同样信奉 “燃素说”，认为一般空气之所以能助燃，是由于它被 “燃素”饱和的缘故。从氧化汞分解出来的这种气体不含 燃素，因而吸收“燃素”的能力特别强，助燃能力也就格 外大。因此普利斯特列也不知道自己制得了氧气。只有拉 瓦锡摆脱了传统“燃素说”，借助于新的燃烧理论—— “氧化说”，才在前人的基础上真正发现了氧气。 39
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科学事实发现的理论
科学事实发现的理论，实际上就是关于观察 与理论关系的理论。有关观察和理论的关系 的认识，在历史上曾出现过三种有代表性的 观点：即“纯观察说” 、“中性观察说” 和“理论负荷说” 。
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古典经验主义的“纯观察说”
“纯观察说” 的代表人物是英国哲学家培根和 洛克。培根认为，观察是一种纯粹的感官反应 活动，它不受任何理论因素的影响。不仅如此， 在观察中也应该排除任何理论的影响，纯粹客 观地进行观察。 洛克也将观察看成是消极、被动的、纯感官的 生理反应，认为观察过程就是人们对客体的感 觉过程。他说：“如果某人的视网膜上有正常 形成的太阳映像，则他就看到了太阳。”
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为什么“观察渗透理论”?
汉森认为，观察过程是一个物理过程与心理过程融 为一体的过程。眼睛从观察对象得到光的刺激而形 成视网膜上的图像，这是物理过程，这时还不是真 正“看到”。“看到”是一种视觉经验，属于心理 过程，它把外来的刺激与过去的认识结合在一起。 观察者对感觉材料的反应，总是有意无意地用一种 概念模式去套眼前的这些感觉材料，使它适应于自 己过去较熟悉的材料，因而形成个人对同一对象的 反应有各种程度不同的差异。汉森设想开普勒和第 谷一起在山上看日出，“第谷看见的是太阳从固定 的地平线上冉冉升起，而开普勒看见的却是静止的 太阳底下滚动着的地平线”。
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观察的客观性如何保证？
科学观察要求实验结果可以用某种标准的方 法进行重演； 科学观察要求以正确反映客观事物本质的理 论为指导； 科学观察要求尽量使用先进的观测技术和仪 器设备； 科学观察要求科学家要具有严谨的、实事求 是的学风。
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观察实验中的机遇问题
机遇可分为两种 导致与原来研究目标完全不同的
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为什么“观察渗透理论”?
第一，科学观察不仅是接受信息的过程，同时也是加 工信息的过程。
第二，观察陈述时用科学语言表述出来的，通过语言， 来自客体的信息被编码记载下来。但科学语言总是 和特定的理论联系在一起。 第三，理论在观察中既起着“定向”作用，引导观察 者有选择地接受外界信息，又起着“加工改造”作 用，帮助观察者理解观察到的究竟是什么。
实验方法的分类
按照检测手段的不同，可分为定性实验和定 量实验 按照实验手段是否直接作用于研究对象，有 直接实验和模拟实验的划分 模拟实验可划分为物理模拟、数学模拟和功 能模拟
思考题：科学实验是否可以完全替代科学观 察？
科学观察和实验的基本作用
证明或反驳假说 如广义相对论的验证 提供新的事实材料 提示新的理论 贝克勒尔发现铀原子的放射性
案例：伽莫夫的宇宙膨胀假说 德布罗意提出了物质波假说 勒维列队“火神星”假说（类比推理的或然 性）
讨论
科学观察和实验获得的科学事实是否具有客 观性？
内容提要
科学事实的获得与整理 科学实验中的经验与理性
案例：错误百出的观察报告
在一次心理学会议上，会议室的门突然开了， 冲进两个人，后面的人拿着枪追赶前面的人。 两个人在会场混战一阵，突然一声枪响，两个 人又一起冲了出去。整个过程只持续了20秒钟。 会议主席请与会者马上写下现场目击情况。这 个事件当然是预先安排的，整个过程事先经过 排练并全部录了像。在收到的40份观察报告中， 只有一篇在主要事实上的错误少于20%，错误占 20%～40%的有14篇，其余25篇的错误在40%以上。 特别值得一提的是，超过半数的报告都有10%以 上的情节是无中生有，纯属臆造的。
科学归纳推理
S1是P S2是P …… Sn是P S1,S2,…,Sn是S类的部分对象,其中没有 Si(1≤i≤n)不是P ;并且科学研究表明,S和P之 间有因果联系 所以,所有S都是P

金受热后体积膨胀; 银受热后体积膨胀; 铜受热后体积膨胀; 铁受热后体积膨胀; 因为金属受热后,分子的凝聚力减弱,分子 运动加速,分子彼此距离加大,从而导致膨胀, 而金,银,铜,铁都是金属; 所以,所有金属受热后体积都膨胀.
哥德巴赫猜想： 17=3+3+11 41=11+13+17 77=7+17+53 461=5+7+449 所以，大于5的奇数可分解为三个素数之和
10=5+5 14=7+7 18=9+9 462=5+457 所以，所有大于4的偶数都可以分解为两个素 数之和.
辨析题（2002年研究生入学考试试题）
对于下图，甲说，这是一只鸟，乙说，这是一 只兔。
这表明，人的认识结果是由认识主体决定的。
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答案要点
认识是主体对客体的能动反映，是主体和客体相互 作用的过程和结果。 上述认识差异表明，主体反映客体的过程是主体获 取、加工、处理客体信息的过程。在此过程中，主 体自身的价值取向、思维方式和知识背景等因素影 响着主体对客体信息的选择和重构，从而造成不同 的认识结果。 但是，不同主体认识结果的差异有客观的根源，归 根到底依然是客观事物的反映。因此，人的认识结 果受主体的影响，但不是主体决定的。
科学事实的整理：归纳、演绎和类比
归纳方法 亚里士多德总结了两种归纳法：简单枚举归 纳和直觉归纳
简单枚举归纳推理
人、马、骡子都是长寿的 人、马、骡子都是无胆汁的动物
所以,所有无胆汁的动物都是长寿的

S1是P S2是P …… Sn是P S1,S2,…,Sn是S类的部分对象,并且其中 没有S不是P 所以,所有S是(或不是)P
科学观察的基本特点
自然发生性 相对自主性和主动性
科学实验：人们根据一定的研究目的，利用 科学仪器、设备，人为地控制或模拟自然现 象，使自然过程或生产过程以纯粹、典型的 形式表现出来，以便在有利的条件下进行观 察和研究
科学实验的特性
可以简化和纯化研究对象 可以强化研究对象 可以使客体对象的属性及其变化过程重复出 现 可以模拟研究对象的运动过程
演绎推理
三段论： 所有的人都是要死的 苏格拉底是人
所以，苏格拉底是要死的
如果一个人感染了肺炎，他血液中的白血球 数目就会增多。 约翰感染了肺炎
约翰血液中的白血球数目会增多
思考题：数学归纳法是归纳还是演绎？
合情推理
A蕴含B B假 A假 A蕴含B B真 A（？）
科学事实一般可分为两类：
客体与仪器相互作用结果的表征，包括观测 仪器上所记录和显示的数字。 对观察经验所得结果的陈述和判断。
科学事实的基本特征
个别性 重复性 精确性
科学观察和科学实验
获得科学事实的两种途径：科学观察和科学 实验 观察：有目的有计划地感知和描述客观事物， 获得感性材料的基本手段 科学观察：一般是在自然发生的条件和状态 下对研究对象所进行的观察 可分为直接观察和间接观察
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思考题
1. 如何理解观察与实验在科学研究中的作用? 2. 观察渗透理论说明观察完全是主观的吗?如 何保证观察的客观性? 3. 如何正确认识观察实验中的机遇问题?
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逻辑经验主义的“中性观察说”
20世纪30年代，现代逻辑经验主义者继承和发展 了古典经验主义的理论传统，提出了“中性观察 说”。美籍德国哲学家卡尔纳普所构造的关于科学 知识结构的“两层语言模型”集中体现了他们对观 察性质的理解。该模型将科学语言分为观察语言和 理论语言两个性质完全不同的层次。其中，观察语 言反映个别对象的性质、状态，表达经验知识和经 验事实，其意义是固定的、也是清楚明白的，因而 不受任何理论的影响；而理论语言则表达不可观察 的事件或事件的不可观察的方面，其意义从观察语 言获得。 33
第三讲ห้องสมุดไป่ตู้科学知识的构成
科学认识过程的成果是科学事实、科学定律、 科学假说以及由逻辑推理和实验检验而建立 起来的科学理论
内容提要
科学事实的获得与整理 科学实验中的经验与理性
事实与科学事实
事实：Thing/Fact 科学事实：特指某个单称命题，即通过观察、 实验、测量等实践活动，借助于一定语言对 特定事件、现象或过程的描述和判断。
溯因推理
如果一个人感染了肺炎，他血液中的白血球 数目就会增多。 约翰血液中的白血球数目增多
约翰感染了肺炎？
合情推理
A蕴含B B真 A更可靠 A与B不相容 B假 A更可靠
A与B不相容 B较不可靠 A稍更可靠
类比推理
A有a、b、c、d B有a、b、c 则B可能有d