._1_科学规律与自然规律

• 符合这种形式的陈述或概括，就可以叫 做似律概括或似律陈述。所谓似律性（ lawlike），由陈述的意义决定，主要特 点是不包含对个体的指称，表达某种规 则性。 • “一个概括表达一个规律，当且仅当这 个概括是似律的且是真的。”这是正统 观点最常有的假定。
• 但是，并非所有的似律陈述都表达作为 规律的规则性。于是，还要找到其他标 准。例如， • “史密斯果园的所有水果都是苹果” “所有的恐鸟都活不过50岁”
( • 第四，x)x x 被作为规律概括时，提出者 就相信Φ特征的事物具有一种性质使得它必有 Ψ特征。不存在这样的性质Xi，假如提出者知 道x的值a 同时具有Xi 和Φ ，就会摧毁或者严 重动摇了他对于x的值a具有Ψ的信念。 • 例如，我相信口袋里的香烟都有香水味道，因 为我的衣服被洒了香水，任何香烟放在口袋里 都被染上这种味道。当我被告知口袋里的烟已 经被换成土耳其烟时，这并没有减弱我相信口 袋里的香烟有香水味道的信念。
• 例如，“所有电子都具有-1.6× 19 库仑的电量”。 10 在两种必然主义看来，这都是一个自然规律。 • 在强必然主义看来，宇宙中存在一种物理必然性，正 是这种物理必然性导致了电子具有如此电量的规律。 也就是说，电子具有这种电量，就是物理必然的。 • 在结构论看来，电子具有如此电量的这种物理必然性 就存在于电子本身，是电子的各种性质所致。因此， 这个规律只是表述或表现了宇宙中的必然性。电子具 有这种电量，表现了某种物理必然性。
( x)x x
支持虚拟条件句标准：规律概括覆盖实际事例和 可能事例，支持虚拟条件句。而事实概括只覆盖 实际事例，不支持相应的条件句。按照②，不仅 实际的行星轨道是椭圆的，而且如果某物体是行 星，它就必有某种性质，使它的轨道是椭圆的。 但是，这个标准也是困难的。因为，任何包含倾 向谓词的陈述都支持虚拟条件句，而且可以把“ 所有行星都有拉丁名”这个句子改成倾向陈述： “如果正确地使用术语，就用拉丁名来称呼行星 。”但这不是规律保证的虚拟条件句。不仅如此 ，这个标准还是不够的，因为“可能事例”的定 义不清楚。
三、规律的本质
• 当我们使用“自然规律”这个术语时，指 的是什么？是经验的规则性还是自然必然 性？ • 自然规律是实在的吗？是可以通过经验来 认识的吗？自然规律在科学中起到了什么 作用？ • 表达自然规律的句子有什么特点？根据语 言形式，能够区别规律和非规律吗？
• 对这些问题的回答，构成了科学哲学的 一个重要研究域。 • 这些问题可以被区分为本体论的和认识 论的。 ——本体论问题：自然规律是什么？ ——认识论问题：怎样获得和检验规律？
1、未实现的物理可能性
• 真正的规律不仅能应用于现实的物理系 统状态，还适用于规律允许但并不存在 的物理状态。 • 例如，自1916年爱因斯坦发现辐射的量 子论（受激辐射），人们就一直在讨论 激光的规律，尽管人们还没有真正发现 激光。
2、反实状况问题
• 真正的规律支持相应的反实条件句（ counterfactual），而偶适概括（accidenal generalization）就不支持。 • 例如，如果我们发现了第十个行星，我们仍然 可以断定它服从开普勒定律，从而开普勒定律 是真正的规律。 如果发现了更适合恐鸟生活的条件，恐鸟的寿 命还是小于50岁吗？所有恐鸟活不过50岁的断 言就不支持这个反实问句。
• 我们通常认为，在陈述一个规律时，总有一些 条件没有被精确地规定出来。因而总是存在X， 使得同时具有X和Φ的事物实际上不具有Ψ。但 这时我们仍然认为它是一个规律。例如，指出 水的沸点是100℃而不指出海拔高度，就会出现 反例。 ( • 实际上，这种情况表明，x)x x 只是一个 粗略表述，精确的说应当是：任何x有Φ的事物 有Ψ，如果非X。应当允许承认后者是规律更精 确的表述的人，把 ( x)x x 看作规律表述。
必然论的主要形式
——强必然主义方法：把自然规律看作是本质性 质或自然状态，可能世界的自然限定或是普遍 性质之间的关系。 例如, W.Kneale, D.Amstrong, M.Tooly ——结构方法structural approach：规律不是对 具体对象的陈述，而是陈述一类对象必须服从 的结构限制。 例如，Popper, R.Bhaskar, N.Cartwright, 等.
• 事件或性质之间的不变的统计关系。如 “重复上抛一个物理和几何上都对称的 立方体，该立方体以一个确定面朝上停 住的概率是1/6” “孟德尔群体中某种基因的频率，在各个 世代保持不变”
• 各物理量之间的变化共存。例如， 波义尔定律：PV=aT 斯奈尔定律：nsinθ=msinω 欧姆定律：I=V/R
第一章 科学规律与自然规律
一、科学中的定律 二、规律的标准 三、规律的本质 四、艾耶尔的私人主义观点 五、规则性的客观主义解释 六、托利论规律的本质
一、科学中的规律
• 科学的目的在于解释（explanation）和预 见（prediction），科学解释和科学预见 要依赖于科学发现的自然规律。因此， 规律是科学的支柱。 • 为了回答什么是规律的问题，这里先看 看科学中都有些什么样的规律。
5、系统性
• 科学理论是个陈述系统，其中的规律陈 述应当与该系统中的其他陈述有推演关 系。 • “所有天鹅是白的”，这个概括如果与 生物学理论没有关系，就不表达一个规 律，它只是对迄今为止的考察的概括。
6、普遍性
• 规律是普遍的。普遍性（universality）有 两个意义。第一，不限定时空；第二， 给定时空时不限定区域。
2、个人态度的区别
• 第一、“对于所有的x，如果x具有Φ，则 x就有Ψ”这种形式的陈述，它们所表达的 实际信息都是相同的，无论我们怎样解 释它们。因为如果规律概括与事实概括 的区别仅仅在于x的可能值与实际值的不 同，那么对于实际发生的事例来说，两 者就没有区别。
• 第二，两种概括的区别不在于那些影响 它们真值的事实，而在于做出这种概括 的人的态度。通过间接分析提出者是如 何把一个概括解释为规律陈述或者事实 陈述的，就能给出关于规律是什么的说 明。
规则论的两种形式
——个人主义方法personalist approach：主张一 个关于规则性的概括是否成为规律，取决于理 性主体的认识论态度。 例如，A.J.Ayer(1963), M.Lange(1993) ——客观主义方法objectivist approach：强调一个 概括能否作为一个自然规律，在于它能否进入 被经验确证的概念系统。 例如，Hempel(1966), J.Earman(1984), D.Lewis(1973)等。
• 这是N.Goodman1947年给出的方案。由 此，我们可以把规律做如下的定义： 一个似律且真的概括（x）（Px →Rx） 表达一个规律，则(x)(Px＝＞Rx)
3、归纳确证
• 真正的规律可以有进一步支持事例，从而可以 得到归纳的确证。而偶适概括没有进一步的事 例，因而不能得到归纳确证。 • 平方反比定律，不仅可以由地月关系来例示， 还可以由任何两个天体之间的力学关系来支持 。而史密斯花园里的水果是红的，就只能是由 史密斯花园里的水果来例示，属于循环论证。
按照规律断言的内容
• 一类对象，其若干确定性质之间不变的 共存关系。例如， “所有有心脏的动物都有肾脏” “水在标准大气压下的沸点是100摄 氏度，冰点是0摄氏度，无色，透明。” “岩盐的密度是2.163，熔点是803摄 氏度，硬度是2”
• 事件或性质之间的发育关系。例如， “在人的胚胎发育中，循环系统的形成先 于呼吸系统” “手推磨产生的是封建主为首的社会,蒸汽 磨产生的是工业资本家为首的社会” “社会形态总是由低级向高级演变 ”
几种哲学观点
• 在回答上述问题时，形成了几种不同的 哲学观点： 第一，工具论（instrumentalism），科学 的目的是把杂多的现象组织起来，科学 规律是组织知识的有用工具。
第二，规则论 Regularity Theory, 相信自 然规律是对世界的齐一性uniformities 或 者规则性的陈述，它们只描述世界如此 的方式。 第三，必然论 Necessitarian Theory, 相 信自然规律就是支配这个世界的自然现 象的原则，这种原则又是自然界现象的 支配者，自然界必须服从自然规律。
3、规律的概念
• 一个人把具有 ( x)x x 形式的陈述作 为自然规律的表达，当且仅当不存在性 质X，X是这种信息：一个x的值a具有Φ 时也具有X，就将减弱他的a有Ψ的信念 。
可能的困难及其解决
• 认为“对于所有的x，如果Φx则 Ψx”是自 然规律表达的人，也相信存在X，使得同 时具有Φ和X的某物不具有Ψ。例如，磁 石吸引铁的信念，将由于被告知这块磁 石的物理组成被改变而减弱。 • 这种情况下，X信息降低了Ψ的信念，也 降低了Φ的信念。
按照是否有精密的数学表达式
• 定量规律 • 定性规律
按照演绎的强度
• 决定论规律 • 统计学规律
二、规律的标准及其问题
• 粗略地说，科学规律的符号表述揭示了物理系 统结构的重要特征，而物理系统的结构是由自 然规律支配的。 • 这样，我们首先要关注规律特有的表述形式。 总结上一节列举的各种规律，它们的语言形式 都是全称条件句，即 （x）（Px→Rx） 对于所有x，如果x具有P性质，则x具有R性质。
Baidu Nhomakorabea
四、艾耶尔的私人主义观点
• 1963年，艾耶尔在“什么是自然规律” 一文中，阐发了一种私人主义观念。大 致有以下内容： 1、区别事实概括和规律概括的困难 事实概括与规律概括毕竟是相互区别的。 但是我们不能从两种概括所陈述的内容 方面得到这种区别。
• 例如：①所有行星都有一个拉丁名字,②太阳系 的行星轨道都是椭圆的。这两个陈述都有形式 两个区别方法是失败的： 普遍性标准：事实概括是有确定时空限制的，因 为它们是单称陈述的合取。也就是说，利用事 实概括能够逐一地确定各个个体。 这种标准是不成立的。首先， 概括①并非是逐一 确定行星的名字，也许我知道所有的行星都有 拉丁名，但又不能一一列出来。其次，规律也 可以表述为对于有限个体逐一确定的陈述， ② 这个概括就限定了太阳系的9颗行星。
• 物理量随时间的变化。例如， 自由落体定律： h 1 gt 2
2
速度与路程的关系：S=Vt
• 因果律：原因是结果的充要条件，原因 和结果在空间上是连续的，原因在时间 上先于结果，原因和结果的位置不能交 换（因果关系是不对称的）。 “氢氧混合气体在电火花的作用下，形成 气体” “所有金属固体遇热膨胀”
( • 第三，x)x x 被作为事实概括时，提出者 就不相信Φ特征的事物具有一种性质使得它必 有Ψ特征。假如存在性质Xi，假如提出者知道x 的值a 同时具有Xi 和Φ ，就会摧毁或者严重动 摇了他对于x的值a具有Ψ的信念。 • 例如，我相信口袋里的香烟都是维吉尼亚烟， 但当被告知已经被别人换掉，就摧毁了我的这 个信念。
按照是否具有科学表述
1959年，Michael Scriven在科学进展年会 上提出要区分科学规律和自然规律。他 认为科学规律是真理的近似，应用范围 是有限的。
• 自然规律laws of nature：支配自然界的经验规 则性或者必然性，无论我们是否拥有这种规则 性或必然性的知识，也不论我们是否给出了它 的适当表达。 • 科学规律laws of science：我们已知和已经给出 了适当表达形式的规则性或必然性。 • 科学规律至少是部分或者近似地反映了自然规 律
• 关于规律的归纳支持，有一个怪问题： 由于实质蕴含式在逻辑上与相应的否定 析取式等价，从而有些无关的事物起到 确证的作用。 所有乌鸦是黑的 (x)(Rx→Bx)，与或者不是 乌鸦或者是黑的﹁R∨B等值。对于后一 个式子，除了非黑的乌鸦，任何事例都 是一个归纳论证。
4、解释力
• 规律必须能够解释相应的现象。按照亨普尔， 一个现象得到了解释，仅当关于该现象的陈述 能够被归于更普遍的陈述，即规律陈述。 但是，偶适概括没有这样的解释力，因为这种概 括并没有对一种必然关系给出保证。史密斯花 园，与苹果的颜色之间没有必然的关系，因而 也解释不了苹果的颜色。