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科学理论进化式发展的基本形式,但是,我 们根据什么可以肯定科学理论进化了呢?要掌握科学理论进化式 的发展,还必须对理论进化的合理性标准进行考察。 一般认为,
其一,在理论的基本原理不改变的情况下,理论经过发展以 后,必须比它发展以前具有更多的经验内容。如果以“A” 表 示 理论发展以前的阶段,以“A′”表示理论发展以后的阶段,那 么这一原则就可表述为: A '既能解释A所能解释的所有事实,并 且A'还能解释A所不能解释的反常事实。同时,凡A所作出的成 功预见A'都能予以推导出来,并且A'还能作出新的成功预见。
其二,用以消除反常事实的假说必须是辅助性假说而不能是 特设性假说。辅助性假说是可以接受独立检验的假说。 “可以接 受独立检验”的含义是“可运用不同于检验原来理论的方法加以 检验”。特设性假说则是不能接受独立检验的。例如,当许多物 质燃烧后增加了重量这一事实被发现以后,燃素说受到了反常事 实的威胁(因为根据燃素说,物质燃烧时燃素将从物质中散发出 来,这样,经过燃烧的物质应当变轻,不可能变重)。为了消除 反常,燃素说的拥护者提出物质燃烧后变重是因为燃素具有负重 量的假设。所谓“燃素具有负重量”就是一个特设性假说,因为 对它的检验方法仍然是燃烧,与检验原理论的方法并无不同,就 是说它是不能接受独立检验的,说得更明确,它是个不能接受检 验的推断。由于特设性假说不能接受独立检验,因而不能起到消 除反常的作用,既不能维护理论更不能发展理论。
2. 科学理论的革命式发展
科学理论不可能永远是渐进的发展,随着原有理论与事实之 间的矛盾越积越多,越来越尖锐,必然爆发科学革命,这时,科 学理论就呈现出革命式的发展。科学理论的革命式发展,表现为 理论的基本原理和基本规律的变更、理论体系的重建、新旧理论的更替。
科学理论是多层次、多序列的综合体,科学革命可以发生在 最高层次,也可以发生在较底层次。前者是全局性、根本性的革 命,后者是某一学科领域或某一分支学科的变革。例如;由哥白 尼、牛顿、爱因斯坦所发动的革命,就是理论的最高层次的革 命,这样的科学革命规模巨大、影响极其深远,可以改变人们的 整个自然观。而电学、光学等具体领域的革命则是层次较低的局 部革命,它们仅仅是分支学科领域内的革命,从更广泛的领域 看,它们的母科学基本上还属于渐进式的发展。
科学理论革命式发展的主要形式是新理论取代原有理论。每 一次科学革命都是淘汰一种理论而支持另一种更进步的理论。但 是,理论的淘汰并不是形而上学的否定,即使是发生在最高层次 的科学革命,新的理论也不是排斥、抛弃原来理论的全部内容,
原有理论的一切经过证实的真理性内容,都将以新的理论形态保 存下来,即归化到新理论之中。
理论的归化,是指原有理论的积极成果被新理论所吸收,原 有理论的经验内容被新理论所包含,从而原有理论成为新理论的 一个推断。经过归化,原有理论虽然在其适用范围内仍然有效, 但实质上已不具有独立的意义,它已经遭受淘汰,被新理论取 代。在科学革命中,有的新理论与原有理论的基本概念是相同 的,有的新理论与原有理论的基本概念是不同的。如果取代原有 理论的新理论与原有理论的基本概念相同,那就是“同质归化淘汰”。如果取代原有理论的新理论与原有理论基本概念不同,则是“异质归化淘汰”。
例如,伽里略通过落体实验发现了自由落体定律,后来,牛 顿把所有力学成果总结为三大定律,这样,伽里略的自由落体定 律就为牛顿的运动定律所吸收,成为牛顿力学理论的一个推断。 由于伽里略的自由落体定律和牛顿三大定律具有相同的基本概 念,因而这是一种同质归化淘汰。
又如,经典力学研究的是大量分子集体运动状态的宏观定 律,不涉及单个分子的微观行为,不涉及热功和能量的微观本 质,因而它有着自己特有的基本概念。后来,统计热力学从物质 的微观运动形态出发,将宏观性质作为相应微观量的统计平均 值。这样,宏观热力学定律就归并到微观的统计热力学中。统计 热力学以自己特殊的概念足以推导、阐明宏观热力学的原理和定 律。这是一个异质归并的例子。
妆 :可以看出,理论的淘汰是指某一个曾被确证的科学理论中断 了原来的研究传统,其理论系统被肢解或归并,为另一个理论系 统所取代。显然,理论的淘汰是发生在理论的竞争过程中的。 一 个理论不会由于遇到反常事实而自弃,这不仅是因为理论具有韧 性,还在于一个理论即使不能消化某些反常事实,人们仍会接受 这个不完善的理论,正所谓“破桨总比无桨好”。只是由于并存 的理论相互竞争,才会产生理论的淘汰,使科学理论呈现出革命 式的发展形态。
那么,理论淘汰的合理性原则是什么呢?或者说,应当根据什么去识别一个理论可以取代另一个理论呢?
其一,新理论必须比原有理论具有超量的内容。这就是说, 新理论(令为Ty) 不仅能在原有理论(令为Tx) 获得成功的地 方同样获得成功,而且能在 Tx 失败的地方也获得成功,即应比Tx 具有更强的解释和预见能力,能推断出更多的经验事实。
其二,取代被淘汰理论的新理论,必须有部分超量的内容是 已被确证的,必须具有超量的成果。这就是说,Ty 不仅能比Tx 推断出更多的经验事实,而且其中有些预见性的推断必须是巳 被证实的。换言之, Ty 应当成功地预测到Tx 无 法 发 现 的 新 事 实,得到支持Tx 的经验证据之外的更广泛的经验证据的支持。 这一原则是对第一条原则的必要补充,如果Ty 所作的预见都还 没有证实,那么仅凭Ty 比Tx 能作出更多的推断还不能认定Ty可以取代Tx。
其三,新理论对经验事实的描述必须比被淘汰理论所作的描 述更精确。这就是说, Ty 能够修正、校准Tx 的误差,Ty 对于事实的反映和概括要比Tx 更符合实际,更逼近真理。
其四,新理论较之被淘汰理论必须更具逻辑简单性。逻辑简 单性是说,在一个理论系统中,基本概念、基本原理的数目尽可 能少。如果一个理论体系的基本假设或公理过多,就可能重复或 矛盾互见,从而破坏体系的逻辑统一性。而且, 一个理论体系若 包含过多的基本假设或公理,就表明它的抽象程度、普遍性程度 不高,从而不能揭示世界的更深刻的本质和更普遍的规律。因 此,具有逻辑简单性是理论进步的一个逻辑上的标志,从理论体 系本身来说,新理论取代原有理论就在于它比原有理论更简单。 例如,哥白尼的日心说取代托勒密的地心说, 一个重要因素就是 前者比后者更简单。托勒密理论从地球静止的观点解释天层表观 运动时,在每个天体上都加上三个圆,使用了79个本轮和均轮, 毫无必要地把宇宙体系复杂化。哥白尼假定地球在其自身的轴上 每天转一周,并且每年围绕太阳转一周,从而把托勒密的79个圆 减少为34个圆,使宇宙体系变得简单了。
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