假说与理论

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第四章
假说与理论
第一节
假说是自然科学 理论发展的方式
假说的含义
所谓假说,就是对于事物、现象及其 本质、规律或原因的一种猜测性的说明方 式或一种可能的说明方式。
恩格斯指出,“只要自然科学在思维着, 它的发展形式就是假说”。事实上,假说 正是自然科学理论发展的形式。
假说是科学发展的必然方式
自然科学不能仅仅停留在搜集事实材 料和对现象的外部描述上,它必须深入揭 露事物的本质、规律和因果关系。而事物 的本质、规律和因果关系,都不是直接暴 露于我们的感官之下,能够为我们的感官 所直接感知的。它们只有通过理论思维才 能被把握。
概率性规律
正因为如此,不但决定论规律能够支 持虚拟条件句和与事实相反的条件句,而 且概率性规律也能够支持这两种条件句。 也正因为概率性规律在说明大量随机事件 中发生某种结果的相对频率所趋向的极限 的意义上是普遍的和必然的,所以它才具 有科学上的预见力和解释力。
第三节
科学理论的 特点与结构
理论和假说的关系
规律与偶然情况的概括
但是,如果是一种偶然情况的概括, 那么即使它是一种普遍性陈述,并且所有 的经验事实都确证了它,而且看起来是真 的。这类普遍陈述,不能用来支持虚拟条 件句,也不能支持与事实相反的条件句。
规律与偶然情况的概括
规律必须是一种普遍性的陈述,同时 又是一种对自然界的客观必然性的描述。 戈德曼所提出的这种原则性的区别,也许 能为一种普遍陈述是否包含有客观必然性 的描述,提供一个可检验的判据。
科学解释与科学预言
解释:由于这一组规律和相应地 所具备的条件,所以有现象E发生。 预言:根据这一组规律,如果给
出一组条件C,那么,将会有现象E发
生。
科学解释与科学预言
按照演绎-规律模式进行的解释(或预 言),是一种决定论的解释,它对现象的 解释具有一种必然的性质。其意思是:在 所有的条件下,当F条件实现时,G类事件 必然产生。相应地,在这种演绎-规律模式 中,作为解释之基础的是一种决定论的规 律。
概率性规律
概率性规律在这个意义上不是普
遍的,即它并不断言它所覆盖的现象
有某种一致性的联系,而只断言现象
间有一定的概率上的联系。但就它所
断言的概率来说,却仍具有统计意义
的普适性。
概率性规律
概率性规律则通常具有 P(0,R)=r 的形式,即它只断言在某种长系列的随机 实验R的演示中,出现结果为0的相对频率 将逼近于r,并且随着演示次数的无限增加, 相对频率将收敛于某一个数学上的极限r。
假说在科学发展中的意义
假说在科学发展中的重大作用,具体 表现为如下几个方面:
第一,科学假说一方面是对以往经验 事实的总结,另一方面又是对自然界的一 种新的探索。它提供对于自然现象的新的 说明方式,因而也是求得自然界新知识的 一种方式。
假说在科学发展中的意义
第二,科学假说提供进一步研究的方向,
从而也为新的观察和实验提供明确的指导
规律与偶然情况的概括
如何来区别一种普遍陈述是“偶然情 况的概括”还是客观必然性的描述呢?这 种判决的依据部分地是依赖于科学中已被 接受的理论。事实上,一个普遍形式的陈 述,即使没有任何一个经验证据,但是如 果有理论上的支持,它仍然有资格作为一 个规律。
规律与偶然情况的概括
美国科学哲学家纳尔逊·戈德曼认为,
这个标准面前,只可能有认识的正确与谬
误之分,而不可能有假说与理论之分。假
说和理论的界限是不可能从这个标准中获
得规定的。
理论和假说的关系
事实上,假说和理论根本不是相
互排斥的概念。在科学中,许多假说
就是理论,许多理论就是假说。企图
以是否经过实践检验或是否具有真理
性来作为区分假说和理论的界限,结
果是完全找不到界限。
一个普遍陈述是规律还是偶然情况的概括, 其中最重要的原则性区别是:规律能够用 来支持虚拟条件句和与事实相反的条件句, 而偶然情况的概括却不能用来支持虚拟条 件句和与事实相反的条件句。
规律与偶然情况的概括
一条自然规律的陈述,如“在标准大 气压之下,纯净的水在0°C结冰”,它就能 支持这两种形式的条件句:“在标准大气 压之下,如果把纯净的水的温度降到0°C以 下,则它就会结冰”。“如果这纯净的水 的温度已经降到了0°C以下,那么它已经是 冰了”。
科学解释的模式
L(规律):凡密度小于水的东西都
浮于水 C(条件):这块木头的密度小于水 E(被解释现象):这块木头浮于水
科学解释的模式
在大部分的科学解释中,它们往
往是由一组特定的规律集和一组特定
的条件集的合取作为解释项,才能构
成某种解释。然而,这种解释尽管比
较复杂,但却仍然具有相同的结构形
式。
科学解释的模式
长期以来,盛行着一种传统观念,认 为:假说是科学中未经实践检验的推测性 的认识,理论是经实践检验为正确的真理 性的认识;假说仅当实践的检验证实了它 以后,才发展为理论。按照这种意见,理 论与假说的根本区别在于是否经过实践的 检验而具有确实的真理性。
理论和假说的关系
然而,这种意见是根本站不住脚的。
因为在是否经受过实践检验和具有真理性
演绎-规律解释中的那种必然性质,而只是
一种其概率或高或低的或然性(概率性)
解释。然而,尽管如此,这种概率性解释
的结构却仍然具有演绎-规律解释那种类似
的结构。
概率性解释
概率性解释的结构具有如下格式:
L(概率性规律):与流感病人
接触,被传染上流感的概率很高。
C(条件):张三接触了流感病人 具有很高 E:张三得了流感
概率性规律
然而,尽管概率性规律与决定论规律 有着上述种种不同,但两者作为自然规律 都同样意味着:它们不仅是对已知事实作 出概括,而且是对未知事实作出断言;不 但对已经发生的事实作出断言,而且对现 在未发生的、但将来可能发生的事实作出 断言。
概率性规律
从这个意义上,概率性规律也包含着 必然性的内容,只不过它不是对个别事件 的发生作出必然性的断言,而只对大量事 件中发生某种结果的相对频率所趋向的极 限作出必然性的断言。
为通常我们不会说存在一种假的自然
规律。但是,问题在于,我们必须把
客观的自然规律与科学规律区分开来。
规律与偶然情况的概括
在科学中,我们作为解释之基础的正 是这种以定律或定理形式表现出来的科学 规律。反过来说,一种真的普遍性陈述却 不一定是规律。例如“在这只盒子里的手 表都是电子手表”,这个语句就具有普遍 的形式,它即使是真的,也不是一条规律, 因为它只是一种“偶然情况的概括”。
第一,是不知道现象背后起作用的
规律。因此要作出科学解释的关键,
是在于发现覆盖现象的新规律。
科学解释的模式
第二种困难可能来自未能判明产
生现象的条件。因此,实现科学解释
的决定性的洞察力又往往是在于对特
定事实(条件)的发现。
科学解释的模式
第三种困难还可能来自对于被解
释现象与现有科学背景知识中的已知
规律和资料的相关性的理解。这时,
假说是科学发展的必然方式
然而,思维在把握本质、规律和因果 关系的时候,只能从个别认识一般,从有 限认识无限,从暂时认识永久。因此,自 然科学的理论在它自身的形成和发展过程 中,不能不采取假说的形式。假说是自然 科学中探索自然界的本质、规律和因果关 系的必经的和必然的方式。
假说在科学发展中的意义
假说在科学发展中具有巨大的意义。 因为在一切需要探索的地方都需要假说, 探索的思维方式就是假说。科学史表明, 科学理论发展的过程,就是假说的连续更 替和假说的内容不断精确化、深刻化的过 程。特别是在各门科学的前沿,在一切探 索性强的领域,情况就更是如此。
假说在科学发展中的意义
在科学发展中,作为思维形态的假说 与作为实践形态的科学观察和实验是相互 推动的。科学观察和实验固然推动Hale Waihona Puke Baidu说的 形成和发展,而科学假说对于观察和实验 的发展也具有极大的推动力。
假说在科学发展中的意义
在科学发展的历史上,不但至今 仍被确认的假说在科学发展过程中有 着积极的意义,甚至许多至今已被证
科学解释的模式
在这里,C(冰的密度小于水)是一 种自然界的普遍性的一致性条件,它表现 为一种全称陈述,实际上也是具有规律性 质的普遍命题。而被解释项E(凡冰浮于 水)同样是某种具有变成性的规律。因而 在这种情况下,就构成了对一条自然规律 的解释。
科学解释的模式
由于这种解释模式都是含规律的 并且是演绎的,所以通常被称为科学解 释的演绎-规律模式,或简称D-N模式。
的理由,从而使前者通过后者得到了
一种解释。
科学解释的特点
作为科学的解释必须满足两个基 本的要求:第一,相关性要求,即一 个科学解释中的解释项与被解释项之 间必须在逻辑上是相关的;第二,可 检验性要求,即一种解释是否能够成 立,必须在原则上是可检验的。
科学解释的模式
科学解释中的典型模式具有两个 特点:第一,它们都是含规律的;第 二,它们在结构上都是演绎的。总而 言之,它们都具有如下的形式: L(规律) } 解释项 C(条件) E(被解释的现象)被解释项
做出一项科学解释的主要成就就在于
如何能够从背景知识中得出对现象的
解释。
科学解释与科学预言
科学假说的作用不但是解释现象,同 时也用来作为科学预言,以便指导我们的 实践,并且由此进一步对它作出检验。然 而,从原则上说,科学预言与科学解释具 有基本相同的结构。
科学解释与科学预言
科学预言的形式也是: L1,L2,L3, „Lr C1,C2,C3, „Ck E(预言) 在解释中,条件集C往往是由实言判断所组 成,而在预言中,条件集C往往是由假言判 断来表述。
另一种是概率性规律。这两种规律在
特征上是不同的。
决定论规律
作为决定论规律必须是一种普 遍陈述。它指出现象间的这样一种普 遍的、一致性的联系:无论何时何地, 只要有一类详细规定的条件F发生, 则毫无例外地一定有另一类事件G发 生。
决定论规律
抽象地说来,一种普遍陈述,仅
当它是真的时候才称得上是规律,因
其中,D表示演绎(deductive),N表
示规律(nomological)。
科学解释的模式
从解释的演绎-规律模式,我们可以看
到,对于科学中要作出一种合适的解释,
可能在哪些环节上发生困难。例如,当我
们在实验或观察中发现了一种疑惑不解的
新现象,演绎-规律模式提示我们,这些困
难可能来自三个方面。
科学解释的模式
〔 的概率 〕
概率性解释
这种概率解释的形式可表示为: L:P(0,R)=r C:r是R的一个事例
}解释者
﹝r﹞ E:i是0的一个事例(被解释者)
其中, P(0,R)=r为一概率性规律,表示 在一长列的随机实验观察R的演示中,其结 果为0的概率为r。
科学解释中的规律
显然,科学中有两种不同类型的
规律。一种是决定论规律或必然规律,
理论和假说的关系
如果一定要在假说和理论之间作出
区分和设定界线,那么,毋宁说理论是 一种特殊的假说。科学中的一组陈述, 之所以能够被称之为“理论”,是由它 本身的特点和结构决定的。
科学解释与科学预言
然而,科学中的规律,不但有这种决 定论的规律,也有概率性质的规律。这种 规律不具有决定论规律的那种普遍必然的 有效性,它只是给出一种或高或低的概率, 因此称作概率性规律。因此,科学中这种 解释,不但有这种演绎-规律类型的解释, 而且还有概率性规律的解释。
科学解释与科学预言
用概率性规律作出的解释,同样不具有
思想。为了验证假说,就必须设计新的观
察和实验,从而通过新的观察和实验,去
发现自然界新的事实和现象。
假说在科学发展中的意义
第三,关于同一类对象的多种不同的 假说,甚至相互对立的假说的相互竞争, 有利于揭露各种假说中存在的问题,取长 补短,相互补充,乃至发展出新的假说, 从而有利于在实践的基础上使我们的认识 不断地深化和精确化。
明为错误的假说也曾经在历史上起过
积极的作用。
第二节
科学解释的
特点与结构
1.凡有营养力的东西就能营养身体。
鸡蛋有营养力。 ∴鸡蛋能营养身体。
2.凡密度低于水的东西都浮于水。
这块木头的密度低于水。 ∴这块木头浮于水。
科学解释的特点
任何解释都由两个部分组成:一 个是被解释项,一个是解释项。后者 被认为是对于前者提供了说明或论证
L(规律集):L1,L2,„Lr }解释项 C(条件集):C1,C2,„Cr E(被解释者) 被解释项 或者,也可以把它表述为如下形式: L∧C→E 或 (L1,L2,L3)∧(C1,C2,C3)→E
科学解释的模式
例如,当我们一般性地解释冰浮 于水时,就具有了这样的形式: L:凡密度小于水的东西都浮于水 C:冰的密度小于水 E:凡冰浮于水
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