科学理论的创立

本章从创造性思维的角度，论述创立科学理论的思维过程、思维方法与思维形态，并阐明在这个过程中所使用的语言

第一节创立理论的思维过程

在科学理论创立的过程中，如何从经验上升到基本概念与基本假设的问题，规范的

科学哲学家并没有深入研究，他们只是用概率论方法测定基本假设的经验支持度。

实证的科学哲学家在总结概括自己的科学研究经验的基础上，一方面指出从经验上

升到基本概念与基本假设是“没有逻辑通道”的，另一方面他们深入地研究了这个问

题的整个思维过程，把它划分为若干阶段，并指出其中提出基本概念与基本假设的

阶段必须运用直觉、灵感与想象力等思维形式。

19世纪末，新的科学理论层出不穷，研究新理论是如何创立的关系到科学的发展，根据一些著名科学家进行科学研究的经验，人们总结出创立新理论的整个思维过程，即从提出问题、解决问题到新理论的证明和检验的全过程。认为创造性思维过程一般应概括为如下四个阶段：

第一，准备阶段——问题的提出。研究者针对提出的问题，首先进行周密的调查研究，搜集与问题有关的研究成果，然后用已有的理论进行分析，主要用比较、分析、综合、概括、演绎、归纳等思维方法。这时候是有意识地积累相关背景知识(主要是基础理论、专业理论和相关学科的理论以及有关的事实根据)的阶段。

第二，酝酿阶段——问题的求解。针对问题，根据已有的理论和搜集到的事实，提出各种可能的解决方案(也就是科学探索过程中的假说)，并对所提方案作出评价。这实际上是试错过程，它往往要经过多次甚至无数次的失败，从而促使问题中的矛盾愈来愈尖锐化。这是有意识和无意识交替作用的阶段。

第三，豁朗阶段——问题的突破。解决问题的方案(假说)是在这个阶段形成的，这是创造性思维过程的关键阶段，在这个阶段上突破陈旧的观念，摆脱思维定势的束缚，创造性地提出新观念、新思想、新方法，是决定性的环节。这个阶段也是有意识和无意识交替作用的阶段。第四，验证阶段——问题成果的证明和检验。解决问题的方案是否能成功、是否有价值，只有经过检验、评价才能确定。这个阶段主要是设计、安排实验与观察，检验由新假说推演出来的新结论是否正确。这一阶段基本上是常规思维，是有意识地进行的。

第二节创立理论的语言

客观事物是现象与本质的统一。科学抽象是透过现象认识本质的理性手段。它具有

“分离”、“区分”、“纯化”和“组合”的作用。完整的科学抽象过程包括两个行程，即：

第一，从关于事物的整体的表象，通过科学抽象，形成概念；第二，从科学抽象得

出的概念上升为理论。

科学理论的创立过程实质上是一系列的抽象过程，即概念、规律等等的构成、形成

过程。科学抽象离不开语言。

一、科学理论与科学语言

科学认识的成果是通过语言来表达的，而语言则是以语音或文字(符号)为物质外壳，

以语法为结构规律而构成的、人类社会特有的一种信息系统，是人们进行交际和思

维活动的工具。科学语言是一种特殊的语言，是随着科学作为独立的特殊的认识活

动的产生与发展而发展起来的。科学语言是在科学研究过程中从日常语言(自然语言

——它一般地描述人们的感觉、经验与内心的感受)中提炼出来的，自然语言是它的

基础。原因：自然语言具有自身的缺陷。

科学认识形成的每一个环节(科学事实的获取、科学概念的形成、科学定律的提出直

至科学假说的形成)，无不需要用科学语言来记录、描述与传播，才能成为共同的精

神财富。

1．记录科学事实的语言

科学理论形成的直接基础和前提是科学事实，不论它的获得方式如何不同，都必须通过科学语言中的词和句子来表达、记录、贮存和传递以表明其存在。观察与实验是获得科学事实的一条重要途径，它的结果必须运用科学语言加以记录、整理、描述和交流，否则就不能成为确切的科学事实，在科学界中得到承认。

2．表达科学概念的术语

在科学事实的基础上形成的科学概念，是反映对象的本质属性的思维形式。它是科

学知识体系的基本单位。科学概念必须借助于科学语言、用科学术语来表达。科学

术语是概念的语言符号，是表达概念的词或词组，它将概念和认识对象的特有属性

联系起来。

科学术语有三个基本特征：单义性、信息载量大、关联性。

科学术语在科学研究中具有重要的意义。

科学概念与日常生活概念(或称常识概念)是有区别的：在认识论上，它们虽然都是

反映对象属性的思维形式，但是常识概念比起科学概念来，所反映的对象属性是初

步的、表层的，而后者反映的是进一步的、深层次的；常识概念具有多义性、歧义

性、含糊性，科学概念具有专义性、清晰性、严密性。

3．确立科学定律的命题

无论是经验定律还是理论定律，都是对自然现象或自然过程的本质或规律作出的判

断，而判断是概念的展开，是关于概念所反映的对象(包括客观对象和主观构想出的

对象)属性、内部联系和外部联系的论断，它必须用由科学术语构成的科学语句(即

科学命题)来表述，命题是逻辑推理的基本单位。

在科学发展过程中，新观点、新观念、新理论的出现，必然会形成新的科学概念，

新的科学术语，因此，科学语言是在不断地变化与发展的

二、科学语言与科学理论的创立

科学理论是由科学概念、科学定律与逻辑及数学组成的。（自然科学的基础物理学）。与此相应，科学理论的语言也包括三个组成部分：基本的科学术语；基本的科学命题；逻辑演算和数学演算。以牛顿力学理论为例，它是科学发展史上第一个完整的科学理论，这个科学理论就是由力学的基本术语、力学的基本命题和逻辑语言与数学语言写成的。

三、科学语言的形式化——人工语言

1、人工语言的的产生希尔伯特的《几何基础》(1899)提出公理化方法，它是构造理论体系的演绎方法。罗素与怀特海的《数学原理》(1913)提出数理逻辑，它是逻辑与数学相交叉的一门学科。在这两大成就的基础上构造出人工语言，它最初是出于研究数学基础问题的需要而产生的，是数学语言与逻辑语言的形式化。

2、人工语言的构造程序人工语言的构造分四步：第一步，给出初始符号，它们相当于语言中的字母；第二步，确定形成规则，它们相当于语言中的语法规则；第三步，提出公理，它们相当于科学中的基本假设；第四步，确定变形规则，它们相当于形式逻辑中的推理规则

3、人工语言产生的意义人工语言是科学语言的进一步发展，它是以数学、数理逻辑符号为框架的一种更抽象、形式化程度更高的科学语言，是科学语言发展的一个新飞跃。不过，需要指出的是，这种人工语言依然离不开自然语言的。因为符号的“转换规则”还需要通过自然语言予以确定或描述；尽管在思维推理过程中不必对“符号操作”的每一步都说明其含意，但最终的结果还必须使用自然语言才能加以理解。

第三节创立理论的思维方法

创立科学理论的思维方法是多种多样的，在演绎方法和非演绎方法之外，思想模型方法在科学理论的创立中也发挥越来越重要的作用。