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科学方法论读书报告

中国地质大学研究生课程论文封面

课程名称科学方法论

教师姓名

研究生姓名

研究生学号

研究生专业

所在院系

类别: 硕士

日期: 2013 年11 月11 日

评语

科学方法论读书报告

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科学方法论的发展简史、当代发展

的困境与其现实意义

摘要:本文是在阅读科学方法论相关论文的基础上总结而来,主要为读书报告,文中的主要科学论点均援引自文后的参考文献中。

关键字:科学方法论;发展史;困境;现实意义

科学方法论的发展简史

依据古登(Gutting. G)的观点,我们可以将科学方法论描述为“处于科学的成功追求背后的所有普遍而系统地可表达的程序”[1]。同时,我们将科学方法论的本质归结为三个层面:哲学层面 ,科学家层面 ,科学实践的历史学和社会学层面[2]。其中哲学层面的基本特征是基于普遍的形而上学和认识论之上的方法论追问,科学家层面的基本特征是根据具体科学问题所进行的,同时局限于科学家群体内部的方法论争论,而科学实践层面的特征是根据科学实践的具体历史以及社会特征而对科学方法所进行的一种描述。这种变化是随着科学哲学的发展逐步而来的,下面笔者将简要介绍科学方法论的发展历史。

1,古希腊科学方法论的起源

早在古希腊时,哲学家们便已经开始了科学本质与来源的讨论与争辩。泰勒斯说“概括是科学的起源”[3],问题识我们该如何去概括。这里哲学家们分成了两个派别。

其一是唯理论,唯理论所持核心观点是:世界上的知识需要依赖人类的智力中的理性或直觉或理念的洞见才能获致。其中,数学总是知识的理想形式。最早的唯理论可以追溯到柏拉图的理念论。理念论试图对数学知识的可能性提供一种解释,这种思想根源于毕达哥拉斯[2]。唯理论的表述试图说明存在着一种独立于物理事物之外的另一类事物,例如:给予一条直线和直线外一个点,通过这个点有一条、并且只有一条平行线与这条直线平行。这显然不是我们能够通过直接观察而得到,而是通过现实观察之外的理性思考得到的。而它又真实存在,并不以物理事物的形式存在,更像是一种理念式的,而又能被人接受的真实推论。虽然并不真实存在,但却可以确实其存在的合理性。这种理念在柏拉图看来,能够求得对事物的解释、能够洞察理想事物的属性,从而获取关于实在事物的知识。

其二是以亚里士多德为代表的经验论,其两大核心是:科学在起源上是经验的;科学在内容上是必然的[1]。这一观点与唯理论是完全相反的,认为科学的最终根源不是神圣的权威、人类的想象或者思辨的推理,而是我们对物质客体的感知经验。但是,亚里士多德并不明白物质客体的感知经验如何导出极其重要的智力判断,这就造成了经验论最大的弊端,也成为了人们后来进行科学方法论反思的根源。

2,近代科学方法论的革命

唯理论与经验论的争论从来都没有停止过,只是时间到了近现代,争论的主脚换成了笛卡尔与弗朗西斯?培根。

笛卡尔坚持并发展了唯理论,其关于科学方法论的两个核心主张是::第一,用理念概念取代了本体的理性直觉,也就是“科学的根据不是外在本体的不可靠的智力版本,而是确实认识到了它自身的内容。”[1]第二,丢弃亚里士多德的三段论逻辑,主张一种新型的数学推理,那就是以连续思维去把握秩序的“演绎法”。从这种观点可以得出科学是从问题或者待证明的事物中能直觉到的东西出发所进行的演绎这种结论。事实上,唯理论的演绎只能揭示前提中所包藏的结论,除非另有一个综合真理已被知道,否则它就不能建立综合真理。对

于这个问题的解决,康德的给出的答案是先天综合判断的存在,即力证存在综合的先天真理。康德在先天真理理论在数学和物理学中都得到了很好的印证,但其本质只支持一般数学和牛顿经典力学的范畴,在相对论、量子力学的发展其根基也不再牢固了。

弗朗西斯的观点则更倾向于经验论,提出一种“应该如何根据经验数据创立假说和检验假说”的方案。这种观点的表述表明科学家是不断的搜集基本材料,再加上自身经验来创造出更有价值的产品。这里就忽略了数学分析与推理,即只有经验科学,而非数学才是知识的理想形式。培根的经验论经洛克、休谟获得进一步地发展。洛克的经验论坚守这一条原则:一切概念,即使是数学和逻辑学的概念,都经由经验进入我们的思维。他基本上是不加批判就接受了归纳法,并把它视为一切经验知识的有用工具,认为思维中的东西没有不是先在感觉中的。休谟更是坚持一种更为彻底的经验论,最终走向了不可知论。

3,逻辑经验主义的科学方法论

20世纪诞生的相对论和量子力学是逻辑经验主义建立其科学方法论的支点。在逻辑经验主义者看来,这种推翻了经典力学的新科学彻底摧毁了先前从亚里士多德到康德的关于科学必然性探究的所有努力。科学的必然性只不过存在于用来阐述定律的数学程式中,以及公理与定理之间的演绎关系中,这种新认识既为科学的理论化提供了依据,同时又限制了科学的理论化[2]。逻辑经验主义所面对的基本方法论问题是,如何使得作为知识的不变主体的科学具有意义。对于这一问题逻辑经验主义的答案是建立科学观察事实和它们的理论解释之间的明确区分,并同时提出了还原语句的逻辑技巧来提炼科学陈述里的可观察的本质。

逻辑经验主义的相关主张后来遭到了蒯因等人的批判,其中蒯因提出了逻辑经验主义的两大教条:一是分析和综合的区分,二是还原论。而历史主义学派领袖库恩更是拒绝接受逻辑经验主义者根据先验的哲学原理去阐述科学方法论的策略[2]。

4,历史主义的科学方法论

历史主义的科学方法论起源于19世纪后期。代表人物是马赫和迪昂,历史主义以历史为基础,借助科学编年史学来思考科学,从而对逻辑经验主义提出了挑战。库恩反对逻辑经验主义中认为科学理性都可以还原为任何一组显而易见的方法论的观点,认为坚持科学理性存在于科学共同体基于可靠信息所做出的判断之中。同时库恩提出了重要的三个概念:范式、不可通约性和革命。在库恩看来,一门成熟的科学是由单一的一种范式所支配的,范式为在它所支配的科学内合法的工作规定了标准,它协调并指导在该范式内工作的一群常规科学家的解疑等活动。第二个概念不可通约性意味着根本就没有任何科学方法论的算法去消除相互竞争科学范式之间的歧义。而当科学共同体内部的一致性意见拒绝现行范式而赞成另一范式时,这就导致了科学革命。

科学方法论当代发展的困境

1,对归纳逻辑的反对与辩护

20世纪以来,归纳原理对科学方法的重要性被进一步的阐述。赖欣巴赫说:“这个原理决定科学理论的真理性。从科学中排除这个原理就等于剥夺了科学决定其理论的真伪的能力。显然,没有这个原理,科学就不再有权利将它的理论和诗人的幻想的、任意的创作区别开来了。[4]

对逻辑经验主义的归纳逻辑,波普尔首先立足于他的否证哲学进行了有力的批评,但波普尔自身对什么是归纳都从未清晰地说明。拉卡托斯认为,归纳逻辑的原始目的是“从怀疑论中拯救科学知识”,存在着某种归纳原则或拟归纳原理可以把“实在论的形而上学与方法论的评价、逼真性与确认性联系起来”。沃特金斯却认为拉卡托斯的归纳进步观站不住脚,认为我们无法从确认评价推进到逼真评价。他的观点显然也没有好多少。

2,当代科学方法论家的自悖

2.1拉卡托斯的自悖

拉卡托斯力劝科学家作出新颖的预见:如果预见正确,就认为你的理论是进步的;如果错误,就进行拯救理论硬核的活动;如果不能作出长时间跨度的任何成功预见,那么你的研究纲领是退化的,应当抛弃。但另一方面,拉卡托斯对于其研究观领中的硬核的解释却是“实际上硬核并不是一出现就是全副武装的??它通过长期的预备性的试错过程而缓慢地发展。”这使得我们无法凭借方法论来得知科学家接受或抛弃哪个理论,因此拉卡托斯的方法论也就失去了它的规范能力。

2.2劳丹的自悖

劳丹在阐明历史与方法论的相互关系时采用直觉主义的方式,并认为前分析知觉的标准是固定不变的,它成为方法论的一种根基。而另一方面劳丹又认为前分析直觉本身毕竟是变化的,受制于一些历史条件。劳丹自80年代末90年代初开始抛弃他的前分析直觉标准,宣称我们必须完全摆脱对直觉的任何依赖,而致力于建构一种联结规范性与描述性的规范自然主义(normative naturalism)。

2.3吉尔的自悖

吉尔是一位标准科学方法论的坚定拥护者,他坚持科学的哲学与科学史之间的关系不是紧密的,而是一种基于利害关系的结合(a marriage of convenience)。[5]吉尔坚持从历史中获取准则就是用未经证明的假定来论证,结果只能导致一种恶性循环。但进入20世纪80年代以来吉尔却加入到自然主义的阵营中,支持方法论与历史之间关系,并喻之为“就是理论模型与经验证据之间的这种标准关系。”[6]

3,元方法论层次上的困境与无合理性原则

元方法论的核心讨论的核心问题是究竟什么有资格构成科学方法的标准。罗伯特·布朗认为元方法论至少包含两方面的内容:“(1)公正地对待历史,(2)公正地对待概念性东西。”

[5]他认为,丹与拉卡托斯的科学哲学都试图对(1)给出必要而充分的条件;加伯(D. Garber)及其他先验的方法论者集中于(2)。他们都是片面的。基于科学的实际历史,布朗提出了如下的一种规范的元方法论标准(R):“若(其他方面都相等)某方法论使其理论性重建与规范性重建符合最多的科学史片段,同时与相关的独立的社会理论相谐调,那么该方法论是最好的。”

与罗伯特不同,劳丹否定元方法论存在的价值,并认为历史主义学派的元方法论是,对一种科学方法的评价要依据它在多大程度上能把过去科学家的选择再现为合理的,而这种元方法论没有正确对待这样的事实:科学家的目的和背景信念都因人而异,尤其在不同于我们的科学时期时就更是如此。

无合理性原则(a rationality principle)是一种类似于宽容性原则的方法论原,即从人类活动的可能选择性解释中选择一个更好的解释。无合理性原则主要有两层含义:第一层是当面临在一项活动的合理解释与其它解释(如心理学与社会学说明)之间进行选择时,我们应选择合理性的解释。第二层,无合理性原则并非坚持惟有心理——社会因素在起作用,而是说人们通常对一定活动找不到理性的解释,在这样的情形下就必须诉诸于心理——社会(或其它“外在的”的原因。[5]

科学方法论之于现实的指导[7]

科学方法论是人类科学研究的共同经验与普适智慧的理性表达,是一套关于科学研究的普遍有效的方式。在科学研究的任一阶段我们都应该遵循科学方法论的理性指引,为我们的科学研究照亮明灯。

1,发现科学问题的哲学指引

在文明的较高梯度上,科学研究的起点往往不是生活直观或者生活偶遇,而是科学问题的发现。科学研究往往是从理性自觉的科学问题开始的,而不是从很可能盲目的经验观

察入手的。因此,发现科学问题就显得特别重要。爱因斯坦等一些科学巨匠甚至认为,发现科学问题的重要性超过了解决问题。如何才能科学地发现科学的问题呢?哲学智慧至少给我们如下指引。要做到要聆听生活深处的声音,要拥有宏远的视野,要涉足交叉地带,要搜寻空白点,要敢于前瞻高险之处。

2,获取科学事实的哲学指引

面对科学问题,就应该充分准备相应的科学事实,为日后的科学发现打下良好的基础。要想更好地获得科学事实,最好具有以下的哲学思想基础。从客观事实到科学事实,从单面观察到全面观察,从感性实验到科学真理渗透的理性实验。

3,提出科学假说与科学理论的哲学指引

针对特定的科学问题,在充分累积科学事实的基础之上,科学假说和科学理论的出现几是囊中之物、必然之事。但是,提出科学假说和科学理论也是有科学的哲学基础的。这里我们要注意归纳与演绎统一,分析与综合结合,抽象与形象兼备,逻辑与直觉相通

4,检验、评价科学假说和理论的哲学指引

科学假说和科学理论问世之后,接受评价和检验的过程是必然的,这一过程未必是旷日持久的,但必定是复杂而重要的。我们应该讲求实验吻合,逻辑圆满,形式之美。同时要反对和杜绝功利之好。我们反对在科学假说和科学理论问题上的极端狭隘的功利主义或实用主义,但是科学恰恰是追求广义功利的;假说和理论虽然并不直接带来功利,特别是物质利益,但它们的功过利弊是可以预测和评估的。对假说与理论的功利的评价可以主要通过对其对应技术的功利性的系统预测来实现:技术成果是否利大于弊、经济成本是否巨大、时间成本会有多高、市场空间到底有多大、影响社会生活到底有多深远......如果某假说或理论在以上各方面都是十分有利,那么我们便应该给它以功利之好的好评。

当某种假说和理论已拥有多种优势并经科学实践反复检验,则该种科学发现可以宣告诞生;此时此刻,相应的技术发明和生产生活的变革就可能为时不远了。

总之,人类生活的逻辑或科学的真谛原本如此:科学的哲学是始,幸福的生活是终,科学精神、科学方法、卓越的科学技术成果则是三位至善的中介。虽然真实的历史顺序有时错位甚至颠倒,但文明升华至今天,大道如此。

参考文献

[1] 牛顿-史密斯. 科学哲学指南[M]. 成素梅,殷杰,译. 上海:上海科技教育出版社,2006.

[2] 沈健. 科学方法论的演化. 河池学院学报[J]. 2008. (28)6,8-12.

[3] H·赖欣巴哈. 科学哲学的兴起[M]. 伯尼,译. 北京:商务印书馆,2004.

[4] 波珀. 科学发现的逻辑. 科学出版社. 1986

[5] 王善博. 当代科学方法论的几种困境. 自然辩证法通讯. 23(136)17-24

[6] R. Giere. Towards a Unified Theory of Science. in Cushing et al(eds.) Science and Reality. Notre

Dame: Uni2 versity of Notre Dame Press. 1984,p. 28.

[7] 严小成. 科学方法论的哲学思考. 石油科技论坛. 2011.(1).37-40

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