科學(xué)技術(shù)哲學(xué)導(dǎo)論（第3版） 課件 第三章 科學(xué)邏輯與科學(xué)方法

1第三章

科學(xué)邏輯與科學(xué)方法

對(duì)科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的分析表明：?jiǎn)栴}是科學(xué)研究的始點(diǎn)；科學(xué)認(rèn)識(shí)具有不同的層次，需要厘清科學(xué)發(fā)現(xiàn)與科學(xué)辯護(hù)（證明）之間的關(guān)系；直覺、靈感和機(jī)遇在科學(xué)創(chuàng)造活動(dòng)中具有特殊的作用；應(yīng)當(dāng)在程式化的追求與隨心所欲之間尋求互補(bǔ)。一、科學(xué)研究中的問題1.科學(xué)研究始于問題科學(xué)問題一經(jīng)提出，科學(xué)家就會(huì)通過猜測(cè)去尋求解答，或是發(fā)現(xiàn)新的事實(shí)，或是引入新的解釋性理論，或是引入新的概念。2

科學(xué)問題是指一定時(shí)代的科學(xué)家在特定的知識(shí)背景下提出的關(guān)于科學(xué)認(rèn)識(shí)和科學(xué)實(shí)踐中需要解決而又尚未解決的問題?？茖W(xué)問題是特定時(shí)代的產(chǎn)物?？茖W(xué)問題從形式上可以分解為以下三種主要類型：其一，“是什么”的問題。其二，“為什么”的問題。其三，“怎么樣”的問題。一般把問題所指向的研究對(duì)象，稱為“問題的指向”。第一類問題指向自然界的某種可觀察的實(shí)體或現(xiàn)象，第二類問題指向現(xiàn)象的原因，第三類問題指向?qū)ο蠡驅(qū)ο笙到y(tǒng)的狀態(tài)或過程。32.科學(xué)問題的提出當(dāng)代美國科學(xué)哲學(xué)家勞丹曾把科學(xué)問題劃分為經(jīng)驗(yàn)問題和概念問題兩大類。經(jīng)驗(yàn)問題可分為：（1）未解決的問題，即未被任何理論恰當(dāng)解決的問題；（2）已解決的問題，即被同一領(lǐng)域中所有理論都認(rèn)為解決了的問題；（3）反常問題，即未被某一理論解決，但被同一領(lǐng)域中其他理論解決了的問題。概念問題分內(nèi)部概念問題和外部概念問題兩種：內(nèi)部概念問題是由理論內(nèi)部的邏輯矛盾產(chǎn)生的問題；外部概念問題是指同一領(lǐng)域中不同理論的矛盾或理論與外部的哲學(xué)、文化觀念等的不一致產(chǎn)生的問題，如科學(xué)家關(guān)于“時(shí)空”“因果性”“實(shí)在”等概念的爭(zhēng)論就屬外部概念問題。43.解決科學(xué)問題的基本途徑對(duì)科學(xué)問題的解決，可以總結(jié)出三條基本途徑：（1）通過進(jìn)一步獲取事實(shí)來回答問題（2）通過引入新的假說來解答問題（3）通過引入新的概念解決問題54.由問題激發(fā)的創(chuàng)造過程發(fā)現(xiàn)過程不是平緩的、漸進(jìn)的，它采取跳躍的形式，其中有一個(gè)突變，這個(gè)突變就叫創(chuàng)造。創(chuàng)造行為從思維突然被轉(zhuǎn)變的角度來看是一種方向的改變，往往開初是不完善的，帶有這樣或那樣的缺點(diǎn)。在科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程中，勇氣是最可寶貴的。發(fā)現(xiàn)是奇特的，是意料之外的事情。人們總是在有了一個(gè)更好的概念以后才放棄現(xiàn)有概念的，否則就不叫創(chuàng)造，只能叫紊亂。6二、證明的邏輯與發(fā)現(xiàn)的邏輯

當(dāng)代關(guān)于科學(xué)方法的主要爭(zhēng)議是：究竟著眼于對(duì)科學(xué)的結(jié)果（知識(shí)）做靜態(tài)分析，還是著眼于對(duì)科學(xué)的過程（發(fā)現(xiàn)）做動(dòng)態(tài)把握。1.證明的邏輯基礎(chǔ)經(jīng)驗(yàn)論的科學(xué)哲學(xué)家比較強(qiáng)調(diào)歸納推論的作用，一般認(rèn)為，歸納推論是一套根據(jù)事實(shí)、由猜測(cè)引導(dǎo)到發(fā)現(xiàn)上去的發(fā)現(xiàn)邏輯。但邏輯經(jīng)驗(yàn)主義者仍然堅(jiān)持，歸納推論是在一種證明的要求中被完成的，因此它也是證明的邏輯。7命題的意義是通過邏輯分析澄清的，具體說有下面三個(gè)主要觀點(diǎn)：（1）所有有意義的認(rèn)識(shí)陳述或者是分析的（不然就是自相矛盾的），或者是經(jīng)驗(yàn)的。（2）所有有意義的經(jīng)驗(yàn)陳述，原則上可以用經(jīng)驗(yàn)來證實(shí)，也只能用經(jīng)驗(yàn)來證實(shí)。（3）所有有意義的經(jīng)驗(yàn)陳述都能歸結(jié)為中立的直接觀察語句。經(jīng)驗(yàn)原則、證實(shí)理論和還原分析方法，這些都是邏輯實(shí)證主義的精髓，是現(xiàn)代經(jīng)驗(yàn)論的核心。82.對(duì)發(fā)現(xiàn)邏輯的關(guān)注1958年，美籍英國科學(xué)哲學(xué)家NR漢森在《發(fā)現(xiàn)的模式》一書中著重對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)邏輯進(jìn)行了研究。漢森確信存在發(fā)現(xiàn)邏輯，并尋找科學(xué)家構(gòu)思和產(chǎn)生新思想時(shí)所遵從的邏輯方法。漢森對(duì)邏輯實(shí)證主義只限于考察科學(xué)研究的結(jié)果而不注意借以提出假說、定律和理論的推理方法提出了批評(píng)。他認(rèn)為，科學(xué)哲學(xué)不應(yīng)只限于研究科學(xué)認(rèn)識(shí)業(yè)已取得的成果，它可以也應(yīng)當(dāng)對(duì)認(rèn)識(shí)過程的一切階段，因而也包括對(duì)新的科學(xué)思想、科學(xué)假說和科學(xué)理論的產(chǎn)生階段加以研究。93.發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)之間的真正區(qū)別發(fā)現(xiàn)涉及科學(xué)理論和假說的起源、創(chuàng)造、發(fā)生及發(fā)明。它是主觀的，與文化因素、心理構(gòu)成、社會(huì)背景有關(guān)，屬于心理學(xué)和社會(huì)學(xué)的課題，只適合于描述性研究。辯護(hù)則涉及科學(xué)理論和假說的評(píng)價(jià)、檢驗(yàn)、維護(hù)、成功及確認(rèn)。它是客觀的、規(guī)范的。它決定什么應(yīng)該被接受，屬于科學(xué)哲學(xué)（認(rèn)識(shí)論和方法論）的課題。10真正的區(qū)別在于猜測(cè)、假設(shè)的或然性與理論可接受性之間。猜測(cè)表示最初的思索，這可以不要理由，邏輯對(duì)于猜測(cè)不是必要的。假設(shè)的或然性是指有好的理由支持一個(gè)假設(shè)，但它尚未被檢驗(yàn)。理論的可接受性或理論的確認(rèn)，這就是辯護(hù)。11或然性先于可接受性。好的理由支持或然性，肯定將有利于可接受性。但給或然性以根據(jù)的東西可能不足以給可接受性以根據(jù)，可接受性更為嚴(yán)格，要求的東西更多。或然性的一個(gè)強(qiáng)的甚至結(jié)論性的理由，對(duì)于接受而言，可能既不足夠強(qiáng)，也不具有結(jié)論性。當(dāng)然，這種差別只是程度上的，或然性的理由和可接受性的理由之間不存在基本的區(qū)別。124.收斂性思維與發(fā)散性思維的互補(bǔ)創(chuàng)造性對(duì)于科學(xué)工作者的思維素質(zhì)提出了復(fù)雜的要求，這種要求可以簡(jiǎn)單概括為：在收斂性思維與發(fā)散性思維之間形成必要的張力，即達(dá)到某種適當(dāng)?shù)钠胶狻０l(fā)散性思維是指科學(xué)思維中具有高度思想活躍和思想開放的性格的思維。收斂性思維是指科學(xué)思維中建立在傳統(tǒng)一致基礎(chǔ)上受到一系列規(guī)范約束的思維。收斂思維與發(fā)散思維的統(tǒng)一，在某種意義上可轉(zhuǎn)化為科學(xué)研究中傳統(tǒng)與創(chuàng)新的統(tǒng)一。13傳統(tǒng)和創(chuàng)新是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)相互補(bǔ)充的方面。常規(guī)研究是一種遵循傳統(tǒng)的、高度收斂的思維活動(dòng)，這種研究總是在科學(xué)傳統(tǒng)的范圍內(nèi)進(jìn)行，試圖調(diào)整現(xiàn)有理論或現(xiàn)有觀察，使之越來越趨于一致?？茖W(xué)研究只有牢固地扎根于當(dāng)代科學(xué)傳統(tǒng)之中，才能打破舊傳統(tǒng)而獲得創(chuàng)新。在一個(gè)明確規(guī)定的根深蒂固的傳統(tǒng)范圍內(nèi)進(jìn)行研究，比那種沒有收斂標(biāo)準(zhǔn)的研究更能打破傳統(tǒng)，因?yàn)槿魏纹渌难芯慷疾豢赡芟襁@樣通過長期集中注意而找到困難所在。145.言傳與意會(huì)、知道是何與知道如何人類的知識(shí)分為兩類。通常被說成知識(shí)的東西，即用書面語言、圖表或數(shù)學(xué)公式表達(dá)的東西，只是其中的一種，即言傳知識(shí)；而非系統(tǒng)闡述的知識(shí)，例如我們對(duì)正在做的某事所具有的知識(shí)，是另一種形式的知識(shí)，叫作意會(huì)知識(shí)。15言傳知識(shí)顯然重要的原因是，只要大腦在不借助于語言的情況下工作，即使成年人也看不出比動(dòng)物高明多少。言傳知識(shí)具有清晰的邏輯特征，它使我們可以對(duì)之進(jìn)行批判性思考。所謂意會(huì)，就是理解。精神的意會(huì)作用是理解的過程，對(duì)詞語和其他符號(hào)的理解又是意會(huì)過程。意會(huì)知識(shí)的最大特點(diǎn)在于它不脫離認(rèn)識(shí)主體，人的身心是達(dá)到意會(huì)的工具，因此又可以把它稱為個(gè)體知識(shí)?？偟膩砜?，意會(huì)知識(shí)比言傳知識(shí)更為基本，人們能知道的比他所能說出來的東西多得多。言傳知識(shí)，也只有通過意會(huì)才能被深刻理解。意會(huì)知識(shí)既是訣竅，也是認(rèn)識(shí)的中心動(dòng)作，因?yàn)槔斫獍⒆罱K依賴通過實(shí)踐而成功地獲得的領(lǐng)悟。161949年，英國哲學(xué)家賴爾在《心的概念》一書中，提出了區(qū)別兩類知識(shí)范疇的一種有用的分法：知道是何（knowingthat）與知道如何（knowinghow），這種分法可以很好地說明發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)的關(guān)系。知道是何，是一種可以明確表述的知識(shí)，證明的邏輯就屬于這種知識(shí)，常以勸告、程序和常識(shí)規(guī)則的形式出現(xiàn)，目的是對(duì)科學(xué)活動(dòng)過程做出明白無誤的解釋。知道如何，則是一種無法明確表述的知識(shí)，認(rèn)知者心里明白，但講不出來。發(fā)現(xiàn)的邏輯屬于這種知識(shí)。17三、直覺、靈感和機(jī)遇1.直覺思維有意識(shí)的努力和下意識(shí)的作用，相互之間有如下關(guān)系：在科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程中，有意識(shí)的努力給下意識(shí)一個(gè)尋找問題答案的參考范圍；下意識(shí)則從知識(shí)積累的材料中、從個(gè)人以往和現(xiàn)在的經(jīng)驗(yàn)中，選擇某種可用概念的結(jié)合；然后，把下意識(shí)的想法交給有意識(shí)的見解去鑒定，如果證明它們是有用的就保留下來，要不然就自行消失。下意識(shí)活動(dòng)的主要特點(diǎn)是聯(lián)想，它是不受控制的，因而有可能提出完全出乎意料的思想。18直覺思維區(qū)別于邏輯思維的重要特征，在于它那種直接把握的思維方式。直覺思維是人腦對(duì)客觀世界及其關(guān)系的一種非常迅速的識(shí)別和猜想。雖然直覺是難以預(yù)期的，但直覺思維需要一定的主客觀條件,這些條件是：有一個(gè)能解決的問題，問題的解決已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)目陀^條件，研究者頑強(qiáng)地探求問題的答案，并且經(jīng)歷了一段緊張的思考。還需注意，盡管直覺思維不同于邏輯思維，但在科學(xué)理論的創(chuàng)造和發(fā)展中，二者之間存在著一種互為補(bǔ)充的關(guān)系。在直覺的創(chuàng)造以前，人們總是在前人鋪就的邏輯大道上行走。一旦邏輯通道阻塞了，產(chǎn)生了已有知識(shí)難以解釋的矛盾，在邏輯的中斷中才會(huì)出現(xiàn)直覺的識(shí)別和猜測(cè)。192.自覺地激發(fā)靈感靈感產(chǎn)生的前提條件，就是科學(xué)家執(zhí)著于創(chuàng)造性地解決問題。對(duì)要解決的問題，他已經(jīng)做了非常充分的準(zhǔn)備，強(qiáng)烈地期望有所突破。由于對(duì)該問題揮之不去，驅(qū)之不散，長期思索的結(jié)果，大腦建立了許多暫時(shí)聯(lián)系，一旦受到某種刺激，就如同打開電鈕一樣，豁然貫通。靈感產(chǎn)生時(shí)，注意力處于高度集中狀態(tài)。擺脫分散注意力的各種干擾，尤其是不為私生活的煩惱所困，對(duì)于靈感的產(chǎn)生是非常必要的。琴弦不能繃得太緊，否則就會(huì)使聲音發(fā)木。靈感是突發(fā)的、飛躍式的。203.機(jī)遇及其利用

機(jī)遇，按語義學(xué)上的解釋，就是偶然的遭遇。但機(jī)遇是蘊(yùn)涵著轉(zhuǎn)化為必然條件的偶然。科學(xué)認(rèn)識(shí)本來要達(dá)到必然性，為什么客觀上倒常常由偶然性起作用呢?原因有二：其一在于科學(xué)認(rèn)識(shí)過程本身的復(fù)雜性，人們不可能完全循著一條預(yù)定的路線達(dá)到預(yù)期的目的。其二在于客觀事物發(fā)展的必然性，總是通過偶然性來實(shí)現(xiàn)的。21認(rèn)識(shí)了機(jī)遇在做出新發(fā)現(xiàn)中的重要作用，就應(yīng)當(dāng)正視它，辯證地看待它，并且認(rèn)真研究機(jī)遇與發(fā)現(xiàn)之間的關(guān)系。在做前瞻性的研究時(shí)，應(yīng)當(dāng)做好準(zhǔn)備，有意識(shí)地利用機(jī)遇:其一，主動(dòng)增加機(jī)遇的出現(xiàn)率。其二，注意線索，保持對(duì)意外事物的警覺性。其三，善于解釋線索。其四，具有堅(jiān)持的膽識(shí)。22四、程式化的追求與隨心所欲1.兩個(gè)互相矛盾的基本目標(biāo)人們對(duì)科學(xué)及其方法的追求有兩個(gè)互斥的基本目標(biāo)：一個(gè)是基礎(chǔ)性和程式化方面的追求，另一個(gè)是擺脫任何先驗(yàn)預(yù)設(shè)和固定方法程式束縛的傾向。在科學(xué)與方法的基本問題即科學(xué)的合理性問題上，形成了兩條明顯對(duì)立的路線：一條是預(yù)設(shè)主義，一條是相對(duì)主義。23（1）預(yù)設(shè)主義經(jīng)驗(yàn)主義的預(yù)設(shè)主義是對(duì)科學(xué)合理性問題的傳統(tǒng)解決辦法，它的宗旨是預(yù)設(shè)兩個(gè)前提來為科學(xué)辯護(hù)，其一是以經(jīng)驗(yàn)為合理性的最終目標(biāo)，其二是以邏輯為合理性的基本形式。（2）相對(duì)主義相對(duì)主義者在分析近代、現(xiàn)代科學(xué)革命時(shí)發(fā)現(xiàn)，事實(shí)往往與預(yù)設(shè)主義者斷言的相反。相對(duì)主義者還發(fā)現(xiàn)，任何形式的東西都不是絕對(duì)的、不可改變的，包括科學(xué)陳述的邏輯特征、科學(xué)理論的邏輯結(jié)構(gòu)，概莫能外。相對(duì)主義對(duì)預(yù)設(shè)主義傾向的討伐有時(shí)候也是對(duì)科學(xué)合理性本身的否定。24（3）互斥兩極的互補(bǔ)性在科學(xué)合理性問題上，有兩種基本情況是不容忽視的：第一，科學(xué)的變化和創(chuàng)新是無所不在的，它們比單純發(fā)現(xiàn)新事實(shí)、比簡(jiǎn)單更替有關(guān)世界的信念要深刻得多。很難確定一個(gè)作為普適的仲裁者的科學(xué)合理性或科學(xué)進(jìn)步標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)本身如同科學(xué)事業(yè)也是變化的。第二，在人類的實(shí)踐中，科學(xué)確實(shí)在進(jìn)步，現(xiàn)代科學(xué)的主張確實(shí)比過去的要好，這是一個(gè)給人印象深刻的事實(shí)；盡管科學(xué)并非萬能，但科學(xué)在大多數(shù)人心目中畢竟更具合理性、更有資格被稱為理性事業(yè)，這也是無可否認(rèn)的。25上述兩個(gè)共存的基本情況明顯地具有互斥性。它們各自為對(duì)方設(shè)定了界限和障礙，以致如果任何人固守某個(gè)確定的預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，他必定行之不遠(yuǎn)；而如果任何人放棄科學(xué)是進(jìn)步事業(yè)的信念、否定科學(xué)合理性，他又必定與人類的實(shí)踐相左。262.程式化追求的里程碑回顧歷史，我們可以看到在方法論研究領(lǐng)域幾個(gè)像里程碑那樣屹立著的成就：（1）亞里士多德的科學(xué)方法論亞里士多德對(duì)科學(xué)程序、科學(xué)解釋和科學(xué)結(jié)構(gòu)提供了一套完整的論述。關(guān)于科學(xué)程序，他認(rèn)為是從觀察上升到一般原理，然后再返回到觀察，即科學(xué)研究應(yīng)該從被解釋的現(xiàn)象中歸納出解釋性原理，然后再從這些原理演繹出關(guān)于事件、性質(zhì)和現(xiàn)象的陳述。27（2）歸納邏輯的深入研究1600年前后，弗·培根在科學(xué)方法論領(lǐng)域一反亞里士多德的正統(tǒng)地位，把程式化的方向轉(zhuǎn)向科學(xué)發(fā)現(xiàn)的程序，導(dǎo)致了歸納邏輯的深入研究。培根主張逐漸上升的科學(xué)程序。（3）現(xiàn)代歸納主義20世紀(jì)正統(tǒng)的科學(xué)方法論思想是一種現(xiàn)代歸納主義者的觀點(diǎn)，認(rèn)為只有經(jīng)驗(yàn)才能給我們提供關(guān)于世界的可靠知識(shí)，只有通過數(shù)學(xué)與邏輯尋求到的知識(shí)才可能精確。28（4）智能機(jī)器人的成功與困惑隨著電子計(jì)算機(jī)從第一代發(fā)展到第五代，人類思維程式化的努力已經(jīng)獲得了驚人的成果。程式化已經(jīng)取得的成果固然給人深刻的印象，但它的可能前景卻使人困惑。作為人類思維工具的機(jī)器思維是否能超越作為工具的職能而達(dá)到人的智能的水平？如果答案是肯定的，那么，從正面來說，人類通過某種程式化的努力，終于可找到一種具有自主性的方法——智能機(jī)器人，它具有類似人的創(chuàng)造性，人類可以借助它達(dá)到自己的目的。從反面來說，人類這種程式化的巨大努力，不僅可能給自己提供一種有效的幫助思維的方法，而且可能成為人類的對(duì)手，反過來和人類激烈競(jìng)爭(zhēng)，一改人類把它作為自己工具的初衷。293.擺脫固定方法程式的束縛（1）方法論中的“機(jī)會(huì)主義”科學(xué)巨人愛因斯坦把這種不受制于固定思想和方法程式的態(tài)度戲稱為“機(jī)會(huì)主義”，他自己一生的思想和工作恰恰具有這種特點(diǎn)：敢于正視矛盾的、互斥的兩個(gè)極端，善于在它們之間保持必要的張力，由此而得益匪淺?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)并無一定之規(guī)，常常要另辟蹊徑?？茖W(xué)發(fā)明也常常是由于自覺采用與傳統(tǒng)方法悖逆的方法來獲得成功的。30（2）隨心所欲的反規(guī)則費(fèi)耶阿本德建議用反歸納來代替歸納。費(fèi)耶阿本德強(qiáng)調(diào)，科學(xué)是一種自由的實(shí)踐，理論上的無政府主義比主張按規(guī)律和秩序辦事更為人道，更容易鼓勵(lì)進(jìn)步。費(fèi)耶阿本德曾把他的上述原理稱為“反規(guī)則”。對(duì)于方法論，他反對(duì)一切普遍性標(biāo)準(zhǔn)，