自然辩证法：第五讲什么是科学
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该理论强调科学进步具有革命性，强调科学 共同体的社会学特征所起的作用。
范式是理解这一模式的关键。
• 范式：由一些具有普遍性的理论假设和定 律以及应用方法构成，而这些理论假设、 定律和应用方法都是某个特定的科学共同 体所接收的。
• 一门成熟的科学是受单一的范式支配的
• 范式将协调和指导在它的框架之中工作的 常态科学家群体解难题的活动
常态科学家必须预先假设，一个范式为出现 于它之中的难题提供了解决方法，
前科学时期：范式是一门学科成为科学的必要条 件，所以前科学时期就是共同的范式没有形成之 前的时期。观点纷立，争论激烈，科学发展缓慢
。
常规科学时期：著名的科学成就出现，学 派数目大量减少，逐渐形成统一的基本理 论、观点和方法，即出现了范式。科学家 根据范式进行科学研究，不同的观点很快 销声匿迹。对待反常，常有三种情况：1、 不予理睬；2、提出辅助性假说消化掉反常； 3、怀疑自己理解和运用范式的能力有问题， 从而去检查自己的设计和计算，以及使用 的仪器、设备等是否正确，是否有误差。 这个时期科学家的精神是保守的，思维方 式是收敛的。科学家的目的不是做出任何 重大的科学发现，而是使“科学知识稳定 地扩大和精确化”
一个范式比它挑战的范式优越没有一个 确定的、中立的标准。
解题能力 简洁性 范围 与其他专业的 兼容
科学的本质是“实质上是社会学的”， 通过“考察社会团体的本质，弄清楚他 们重视什么、容忍什么、蔑视什么”来 实现的。
依赖于个人、团体的价值观而定
逻辑支撑
前提：在地点X和时间t观察到一只天鹅不 是白的
结论：所有天鹅都是白色的是错误的
科学理论的区分标准不在于可证实，而在 于可证伪。
如：星期三从不下雨 天或者下雨或者不下雨 X
科学假说是可否证的，是因为只有通过排 除一组逻辑上可能的观察命题，一个定律 或理论才能增进知识
Βιβλιοθήκη Baidu 一个理论的可证伪程度越高，这个理论就
对观察命题的真假判断在一定程度上依赖 于已知或假设的是什么，这样使得可观察 事实像作为其基础的前提一样是可错的
地球是静止不动的 火焰向上升
辩护
观察是被动的和个人性的
还是主动和公共性的
同一现象因观察者不同而有不同的知觉经验， 取决于他们的背景、文化和期望。而从确定 的事实中产生的那些问题，在很大程度上可 通过采取适当的行动对之予以回答
第五讲 什么是科学
一、一种广泛持有的常识科学观 科学是从经验事实中推导出来的知识 这一判断涉及两个问题： A经验事实的本质以及科学家怎样获得事实， B构成知识的定律和理论怎样从事实中推导出
来
常识观中对事实的认识
• 事实是细心、无偏见的观察者通过感观直 接获得的
• 事实是在理论之前独立理论的 • 事实为科学知识构建了牢固和可靠的基础
• 把理论看作是结构，一个理由源于科学史， (大多数科学的进步展现了一种结构，如哥 白尼革命之后，牛顿物理学的发展）还有 一个源于普遍的哲学论据，它与观察依赖 理论密切相关。
• 对科学更恰当的说明，必须从理解科学活 动发生其中的理论框架开始
库恩的科学革命模式：
前科学——常规科学(形成范式)——反常— —危机——科学革命(新范式战胜旧范式)—— 新常规科学……
1知识中涉及不可观察的事物 2许多科学规律都是以精确的在数学上得到了系统阐
述的定律形式出现的，很难理解精确的定律怎么 能在不精确的证据的基础是上通过归纳证明
3归纳问题 休谟首先提出
归纳原理如何能被证明是正确的。
他认为归纳得到的因果联系不一定是事物 的恒常联系，它只是出于人的心理习惯。 归纳法在逻辑上和经验上都无法证明其正 确性。
• 科学始于问题与理论先于观察与观察事实 完全相容
从经验到假说没有逻辑的通道，假说是 思维的自由创造
运用想象，构想一种新的猜想、假说或 推测
面对世界形势的猜想性理论的数量越多， 那些猜想的推测力越强，科学中取得进 展的机会越大
• 假说应满足的条件
越可否证越好，清晰性和精确性
相对可否证度而非绝对可否证度，恰当的提 问“这个新提出来的理论是否是它所挑战 的一个理论的可行的替代者。”
科学的发展是新理论抛弃并取代与之不 相容的旧理论的革命的过程。革命的标 志是范式的转换，新范式的产生必然是 旧范式的彻底破坏。
• 一部分科学家范式的转换被库恩称作“格式 塔转换”或“宗教转换”
• 范式之间不可比较
• 相互竞争的支持者们所赞成的一系列标准和 形而上学原则不尽相同。只有当一个理论的 前提被接受时，它 结论才具有说服力。相 互竞争的范式支持者们都不会接受对方的前 提，因而也必然不会被对方的论证说服
可观察事实是客观的，也是可错的
从事实中推导出理论：归纳推理
从个别到一般的论证，称为归纳论证。不 同于演绎论证
构成完善归纳论证的是什么
1观察的数量必须很大 2观察必须在许多不同条件下可以重复 3任何公认的观察命题都不应当与推导出的定
律有冲突
• 质疑 对前面条件的质疑
归纳主义进一步的问题
科学知识是通过某种归纳推理从观察事实中推导出 来的立场，称之为归纳主义
越好；
理论提供的信息量越大，就越容易被证伪
如：火星沿椭圆型轨道绕太阳运动
所有行星沿椭圆型轨道绕太阳运动
再如：开普勒
牛顿理论
高可证伪性的理论要求理论得到清晰阐述
并应当是精确的
高可证伪性的理论如未能否证则比低可证
伪性理论更受欢迎。
科学的发展就是理论不断被证伪的过程。 科学发展的模式 P1→TT→EE→P2
• 科学的目的就是证伪理论并用更好的、具 有更大的经受检验的能力的理论取而代之
• 评价 • 与归纳主义比较的优势
归纳主义强调理论要有确定的事实基础、 归纳方法
不足
波普尔认为科学是以对假说或理论的证伪 而进步的。
重大的科学进展以对大胆猜想的确证、或 谨慎猜想的证伪为标志
•源于逻辑情境的难题
A蕴含B B假 A假
危机时期：当以下四种情况的反常出现时，人们 会对范式产生怀疑，对范式的信念逐渐动摇，从而 使范式出现危机：1、反常数目越来越多；2、反常 十分顽固，既不能排除它们，又不能消化它们；3、 有些反常打击了范式的基本原则；4、社会上的某 种需要，使原来的范式受到巨大压力。
危机的到来使科学家失去了共同的信念，引
方式：①逻辑上证明。它在逻辑上不允许。 单称陈述不管有多少，都是有限，而理论 是普遍的，是无限的，在有限和无限之间 存在不可跨越的鸿沟。
②经验上证明。它在经验上无法证实。观 察只能得到关于过去的事实，而普遍命题 要求对于一切时间内的观察都有效。在过 去和未来之间存在着不可跨越的鸿沟。
通过归纳得到的全称的理论是不可靠的。
证伪的复杂性：如果H而且C，那么E 非E 非H？
①先行条件和当时公认的背景知识陈述可能 有误；
②理论具有韧性
③事实证据往往不可靠
④反驳一个理论的经验证据，要靠另一个理 论来解释
• 一个令证伪主义者窘迫的历史事实是，如 果科学家们严格遵循他们的方法，那么， 那些被普遍认为是科学理论的最好榜样的 理论永远也不能得以发展，因为它们在其 初期可能被拒绝了。(如牛顿力学面临水星 近日点的反例）
• 质疑：
事实是细心、无偏见的观察着通过感观直接 获得的
•视觉经验并非仅由被观察物决定
观察需要使对象和 观察着的 感官相 互作用，产生图像。但观察不等于感 官的 感觉图像，要使认识发生，还 必须对感觉图像加以组织。
•观察中渗透理论
• 对观察命题的系统阐释以有效的知识为先 决条件
• 观察命题是可错的
• 把科学革命和政治革命做比较
合理因素
他提出的科学发展模式一定程度上反映了科学发 展历史过程中实际存在的量变(常规科学)和质变 (科学革命)、肯定和否定的辩证关系
常态科学的功能
革命的功能
科学通过革命而进步的主张取代了归纳主义通过 累积而进步的主张
否定了证伪主义不断革命的主张
缺陷和错误（绝对主义VS相对主义）
二、证伪主义
卡尔·雷蒙德·波普尔爵 士（ 1902年- 1994， Sir Karl Raimund Popper）
1928年在维也纳 大学获得博士学位，是 英国学术学院和美国艺 术与科学院院士，著作 被翻译成40种语言。
波普尔的思想重点在于批判的理性主义， 尤其反对观测－归纳法。
理论不能通过归纳得到和证实，但却能被 证伪。
起不同派别的争论。同时也给科学家带来了批判精 神和创造精神。“首先由于危机，才有新的创造。”
科学革命时期：危机发展的结果是出现新
的范式，新范式的出现是危机终结的标志， 使科学发展进入科学革命时期。
新的常规科学时期：经过科学革命， 新范式最终取代了旧范式，科学发展进 入了新的常规科学时期。新的范式就成 了科学共同体的新的共同信念，科学研 究又在新范式的指导下继续按累积模式 前进。
三、作为结构的理论（一）： 库恩的范式
托马斯·塞缪尔·库恩 (1922—1996) 出生 于美国俄亥俄州， 库恩在哈佛大学物理 系读书，1949年获 博士学位。1979年 后他成为麻省理工学 院哲学教授。
• 做为结构的理论
• 史学研究揭示，大多数科学的进步都指向 为一种结构的变化
• 证伪主义和归纳主义对科学的说明过于琐 碎，它们把注意力集中于理论和个别的或 成组的观察命题之间的关系上，而未能把 握重要的理论发展模式的复杂性
即：科学从问题(P1)开始，经过试探性理 论(TT)，又经过批判性检验、排除错误 (EE)，进而提出新的问题(P2)。这四个环 节循环往复，推动科学不断前进。
猜测和反驳是科学发展过程中最基本的 环节。科学的发展是理论不断被经验反 驳和证伪的反复过程。猜测和反驳是科 学发展过程中最基本的环节。
• 科学研究始于问题，只有根据与某种理论 相悖才成为问题。科学的进步来自于现有 理论相悖的现象的提出。
• 范式组成部分：包含了一个特别的可以借 以观察世界和描述世界的概念框架，还有 一组特别的使范式与自然相配的实验技术 和理论技术
1有陈述明确的基础定律和理论假设
2把那些基础定律应用于各种类型的情况的标 准方法
3使范式的定律对现实世界产生作用所必须的 仪器制造和使用技术
• 4一些普遍的形而上学原则，对在范式框架 内进行的工作提供指导
科学理论应当变得越来越可否证，这样的要 求排除了仅仅旨在保护一个理论避免受到 否证的威胁而对理论的修改
当一个成功的经受住广泛的严格检验的假说 最终被证伪时，一个与业以解决的问题大 相径庭的新问题出现了
这个新问题要求人们发明新的假说，随着进 行新的批判和检验，这样的过程会无期限 地继续下去
永远不能说一个理论是完全正确的，只能说 比以前理论更优越
范式是理解这一模式的关键。
• 范式：由一些具有普遍性的理论假设和定 律以及应用方法构成，而这些理论假设、 定律和应用方法都是某个特定的科学共同 体所接收的。
• 一门成熟的科学是受单一的范式支配的
• 范式将协调和指导在它的框架之中工作的 常态科学家群体解难题的活动
常态科学家必须预先假设，一个范式为出现 于它之中的难题提供了解决方法，
前科学时期：范式是一门学科成为科学的必要条 件，所以前科学时期就是共同的范式没有形成之 前的时期。观点纷立，争论激烈，科学发展缓慢
。
常规科学时期：著名的科学成就出现，学 派数目大量减少，逐渐形成统一的基本理 论、观点和方法，即出现了范式。科学家 根据范式进行科学研究，不同的观点很快 销声匿迹。对待反常，常有三种情况：1、 不予理睬；2、提出辅助性假说消化掉反常； 3、怀疑自己理解和运用范式的能力有问题， 从而去检查自己的设计和计算，以及使用 的仪器、设备等是否正确，是否有误差。 这个时期科学家的精神是保守的，思维方 式是收敛的。科学家的目的不是做出任何 重大的科学发现，而是使“科学知识稳定 地扩大和精确化”
一个范式比它挑战的范式优越没有一个 确定的、中立的标准。
解题能力 简洁性 范围 与其他专业的 兼容
科学的本质是“实质上是社会学的”， 通过“考察社会团体的本质，弄清楚他 们重视什么、容忍什么、蔑视什么”来 实现的。
依赖于个人、团体的价值观而定
逻辑支撑
前提：在地点X和时间t观察到一只天鹅不 是白的
结论：所有天鹅都是白色的是错误的
科学理论的区分标准不在于可证实，而在 于可证伪。
如：星期三从不下雨 天或者下雨或者不下雨 X
科学假说是可否证的，是因为只有通过排 除一组逻辑上可能的观察命题，一个定律 或理论才能增进知识
Βιβλιοθήκη Baidu 一个理论的可证伪程度越高，这个理论就
对观察命题的真假判断在一定程度上依赖 于已知或假设的是什么，这样使得可观察 事实像作为其基础的前提一样是可错的
地球是静止不动的 火焰向上升
辩护
观察是被动的和个人性的
还是主动和公共性的
同一现象因观察者不同而有不同的知觉经验， 取决于他们的背景、文化和期望。而从确定 的事实中产生的那些问题，在很大程度上可 通过采取适当的行动对之予以回答
第五讲 什么是科学
一、一种广泛持有的常识科学观 科学是从经验事实中推导出来的知识 这一判断涉及两个问题： A经验事实的本质以及科学家怎样获得事实， B构成知识的定律和理论怎样从事实中推导出
来
常识观中对事实的认识
• 事实是细心、无偏见的观察者通过感观直 接获得的
• 事实是在理论之前独立理论的 • 事实为科学知识构建了牢固和可靠的基础
• 把理论看作是结构，一个理由源于科学史， (大多数科学的进步展现了一种结构，如哥 白尼革命之后，牛顿物理学的发展）还有 一个源于普遍的哲学论据，它与观察依赖 理论密切相关。
• 对科学更恰当的说明，必须从理解科学活 动发生其中的理论框架开始
库恩的科学革命模式：
前科学——常规科学(形成范式)——反常— —危机——科学革命(新范式战胜旧范式)—— 新常规科学……
1知识中涉及不可观察的事物 2许多科学规律都是以精确的在数学上得到了系统阐
述的定律形式出现的，很难理解精确的定律怎么 能在不精确的证据的基础是上通过归纳证明
3归纳问题 休谟首先提出
归纳原理如何能被证明是正确的。
他认为归纳得到的因果联系不一定是事物 的恒常联系，它只是出于人的心理习惯。 归纳法在逻辑上和经验上都无法证明其正 确性。
• 科学始于问题与理论先于观察与观察事实 完全相容
从经验到假说没有逻辑的通道，假说是 思维的自由创造
运用想象，构想一种新的猜想、假说或 推测
面对世界形势的猜想性理论的数量越多， 那些猜想的推测力越强，科学中取得进 展的机会越大
• 假说应满足的条件
越可否证越好，清晰性和精确性
相对可否证度而非绝对可否证度，恰当的提 问“这个新提出来的理论是否是它所挑战 的一个理论的可行的替代者。”
科学的发展是新理论抛弃并取代与之不 相容的旧理论的革命的过程。革命的标 志是范式的转换，新范式的产生必然是 旧范式的彻底破坏。
• 一部分科学家范式的转换被库恩称作“格式 塔转换”或“宗教转换”
• 范式之间不可比较
• 相互竞争的支持者们所赞成的一系列标准和 形而上学原则不尽相同。只有当一个理论的 前提被接受时，它 结论才具有说服力。相 互竞争的范式支持者们都不会接受对方的前 提，因而也必然不会被对方的论证说服
可观察事实是客观的，也是可错的
从事实中推导出理论：归纳推理
从个别到一般的论证，称为归纳论证。不 同于演绎论证
构成完善归纳论证的是什么
1观察的数量必须很大 2观察必须在许多不同条件下可以重复 3任何公认的观察命题都不应当与推导出的定
律有冲突
• 质疑 对前面条件的质疑
归纳主义进一步的问题
科学知识是通过某种归纳推理从观察事实中推导出 来的立场，称之为归纳主义
越好；
理论提供的信息量越大，就越容易被证伪
如：火星沿椭圆型轨道绕太阳运动
所有行星沿椭圆型轨道绕太阳运动
再如：开普勒
牛顿理论
高可证伪性的理论要求理论得到清晰阐述
并应当是精确的
高可证伪性的理论如未能否证则比低可证
伪性理论更受欢迎。
科学的发展就是理论不断被证伪的过程。 科学发展的模式 P1→TT→EE→P2
• 科学的目的就是证伪理论并用更好的、具 有更大的经受检验的能力的理论取而代之
• 评价 • 与归纳主义比较的优势
归纳主义强调理论要有确定的事实基础、 归纳方法
不足
波普尔认为科学是以对假说或理论的证伪 而进步的。
重大的科学进展以对大胆猜想的确证、或 谨慎猜想的证伪为标志
•源于逻辑情境的难题
A蕴含B B假 A假
危机时期：当以下四种情况的反常出现时，人们 会对范式产生怀疑，对范式的信念逐渐动摇，从而 使范式出现危机：1、反常数目越来越多；2、反常 十分顽固，既不能排除它们，又不能消化它们；3、 有些反常打击了范式的基本原则；4、社会上的某 种需要，使原来的范式受到巨大压力。
危机的到来使科学家失去了共同的信念，引
方式：①逻辑上证明。它在逻辑上不允许。 单称陈述不管有多少，都是有限，而理论 是普遍的，是无限的，在有限和无限之间 存在不可跨越的鸿沟。
②经验上证明。它在经验上无法证实。观 察只能得到关于过去的事实，而普遍命题 要求对于一切时间内的观察都有效。在过 去和未来之间存在着不可跨越的鸿沟。
通过归纳得到的全称的理论是不可靠的。
证伪的复杂性：如果H而且C，那么E 非E 非H？
①先行条件和当时公认的背景知识陈述可能 有误；
②理论具有韧性
③事实证据往往不可靠
④反驳一个理论的经验证据，要靠另一个理 论来解释
• 一个令证伪主义者窘迫的历史事实是，如 果科学家们严格遵循他们的方法，那么， 那些被普遍认为是科学理论的最好榜样的 理论永远也不能得以发展，因为它们在其 初期可能被拒绝了。(如牛顿力学面临水星 近日点的反例）
• 质疑：
事实是细心、无偏见的观察着通过感观直接 获得的
•视觉经验并非仅由被观察物决定
观察需要使对象和 观察着的 感官相 互作用，产生图像。但观察不等于感 官的 感觉图像，要使认识发生，还 必须对感觉图像加以组织。
•观察中渗透理论
• 对观察命题的系统阐释以有效的知识为先 决条件
• 观察命题是可错的
• 把科学革命和政治革命做比较
合理因素
他提出的科学发展模式一定程度上反映了科学发 展历史过程中实际存在的量变(常规科学)和质变 (科学革命)、肯定和否定的辩证关系
常态科学的功能
革命的功能
科学通过革命而进步的主张取代了归纳主义通过 累积而进步的主张
否定了证伪主义不断革命的主张
缺陷和错误（绝对主义VS相对主义）
二、证伪主义
卡尔·雷蒙德·波普尔爵 士（ 1902年- 1994， Sir Karl Raimund Popper）
1928年在维也纳 大学获得博士学位，是 英国学术学院和美国艺 术与科学院院士，著作 被翻译成40种语言。
波普尔的思想重点在于批判的理性主义， 尤其反对观测－归纳法。
理论不能通过归纳得到和证实，但却能被 证伪。
起不同派别的争论。同时也给科学家带来了批判精 神和创造精神。“首先由于危机，才有新的创造。”
科学革命时期：危机发展的结果是出现新
的范式，新范式的出现是危机终结的标志， 使科学发展进入科学革命时期。
新的常规科学时期：经过科学革命， 新范式最终取代了旧范式，科学发展进 入了新的常规科学时期。新的范式就成 了科学共同体的新的共同信念，科学研 究又在新范式的指导下继续按累积模式 前进。
三、作为结构的理论（一）： 库恩的范式
托马斯·塞缪尔·库恩 (1922—1996) 出生 于美国俄亥俄州， 库恩在哈佛大学物理 系读书，1949年获 博士学位。1979年 后他成为麻省理工学 院哲学教授。
• 做为结构的理论
• 史学研究揭示，大多数科学的进步都指向 为一种结构的变化
• 证伪主义和归纳主义对科学的说明过于琐 碎，它们把注意力集中于理论和个别的或 成组的观察命题之间的关系上，而未能把 握重要的理论发展模式的复杂性
即：科学从问题(P1)开始，经过试探性理 论(TT)，又经过批判性检验、排除错误 (EE)，进而提出新的问题(P2)。这四个环 节循环往复，推动科学不断前进。
猜测和反驳是科学发展过程中最基本的 环节。科学的发展是理论不断被经验反 驳和证伪的反复过程。猜测和反驳是科 学发展过程中最基本的环节。
• 科学研究始于问题，只有根据与某种理论 相悖才成为问题。科学的进步来自于现有 理论相悖的现象的提出。
• 范式组成部分：包含了一个特别的可以借 以观察世界和描述世界的概念框架，还有 一组特别的使范式与自然相配的实验技术 和理论技术
1有陈述明确的基础定律和理论假设
2把那些基础定律应用于各种类型的情况的标 准方法
3使范式的定律对现实世界产生作用所必须的 仪器制造和使用技术
• 4一些普遍的形而上学原则，对在范式框架 内进行的工作提供指导
科学理论应当变得越来越可否证，这样的要 求排除了仅仅旨在保护一个理论避免受到 否证的威胁而对理论的修改
当一个成功的经受住广泛的严格检验的假说 最终被证伪时，一个与业以解决的问题大 相径庭的新问题出现了
这个新问题要求人们发明新的假说，随着进 行新的批判和检验，这样的过程会无期限 地继续下去
永远不能说一个理论是完全正确的，只能说 比以前理论更优越