科学理论的评价标准
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第六章科学理论的评价与发展在科学的发展过程中,当一个新的科学理论提出后,它要经过科学共同体的评价和选择,才能被科学界接受;而科学理论一旦被接受,它又会按照一定的逻辑向前发展。
科学共同体依据什么样的标准评价和选择理论,理论在发展过程中又会呈现出什么样的规律性?本章将对这些问题给予回答。
第一节科学理论的逻辑评价与经验检验科学理论的评价包括:逻辑评价和经验检验两个环节,科学理论的形成和确立必须通过评价和检验。
科学家在经验检验之前,首先要对理论进行逻辑评价,以选择出一个优先进行检验的理论来,然后,再通过经验来验证理论的可靠性。
逻辑评价:优劣,经验检验:真假一、科学理论的逻辑评价“科学理论的逻辑评价,主要是科学共同体的成员对科学理论的逻辑结构做出评价,即它是否合乎逻辑,它属于理性的考察,有时候也被人们称为理性检验。
”新理论首先应经得起理性检验。
发现理论的逻辑结构的欠合理和完备,为科学理论的发展指出方向。
经不起理性检验的理论则没有必要经受进一步的经验检验。
科学理论的逻辑评价主要包括相容性评价、自洽性评价和简单性评价三个方面。
1、相容性评价1)含义“指通过与公认的相关科学理论的比较,评价新理论是否与公认的相关理论相违背。
”公认的相关理论:一般是科学上已确立的理论。
通过相容性评价,可以确认新理论在逻辑上是否合理。
2)评价规则相容与不相容,两种理论间的逻辑关系。
A, 相容如果:从新理论T2 —→公认理论T1,或者:从新理论T2—/→∪公认理论T1那么:两者相容。
可以断定:新理论得到了公认观点的支持。
B, 不相容如果:从新理论T2—→∪公认理论T1,或者:—→与公认理论T1相悖的推论,两者不相容。
在这种情况下可以断定:新理论没有得到公认理论的支持。
举例:相对论、量子力学与牛顿力学“能量亏损”与“能量守恒与转换定律”3)不相容的解决当发现新的科学理论与公认的传统理论不相容时,必须区分两种情况:不相容是由于新理论自身的表述方式与通用的表述方式不协调造成的,还是由于新理论从本质上就和公认的传统理论中的基本原理根本抵触造成的前一种情况:考虑修改或完善新理论的表述方式,以避免新理论刚一问世就面临暴风雨般的敌视,在新理论的初始创作过程中,更应如此。
(一)科学理论的评价科学理论创立之后,必须经过同行的评价和检验,才能成为人类共同的精神财富。
一个新的科学理论提出后首先要接受同行的评价。
科学理论的评价主要是科学共同体对科学理论的逻辑结构进行评价,检查其是否有欠合理、欠完备之处,有时称为理性检验。
科学理论的逻辑评价主要包括:相容性评价、自洽性评价和简单性评价。
1.相容性评价(1)理论的相容性:如果从新理论T2可以推出公认的理论T1,或者从T2推不出与T1相矛盾的推论,那么T2与T1就是相容的。
(2)相容性评价就是将新科学理论T2与公认的科学理论T1进行比较,以确定T2是否与T1相容。
如果新的科学理论与公认的科学理论不相容,且该新理论得到确认,就将引起科学共同体抛弃相应的公认的理论或其中的一部分,从而引起科学革命或对公认理论的修改或补充。
2.自洽性评价(1)自洽性评价:分析理论内部是否自相矛盾,即分析理论内在逻辑的完备性。
(2)一个理论T,如果不能从它逻辑地推出命题A和非A,就是自洽的,反之就不是自洽的。
自洽性要求科学理论内部的各个命题之间有逻辑联系,不能相互矛盾。
3.简单性评价(1)科学理论的简单性:理论体系所包含的彼此独立的基本概念和基本定律尽可能少(逻辑基础简单,不是内容简单。
)(2)简单性评价主要包括三方面的内容:第一、考察理论的普遍性。
第二、考察理论的前提或基本假定是否足够少。
第三、考察理论所包含的公式的参数或变量是否较少,这些参量的次数和方程的级是否较低。
科学理论的逻辑评价是实验检验的前提和基础,但科学理论最终必须接受实验的检验。
科学理论的实验检验,是通过观察和实验对假说的推论进行经验的验证,以确定该理论的真伪。
1.实验检验科学理论的实验检验是指通过观察和实验对假说的推论进行实验的验证。
科学理论的推论与观察事实的对照有三种可能情况:第一,推论和已知经验事实相符,这其实是理论对该事实的解释,不能确证该理论是真是假。
第二,推论与未知的现象符合。
有关科学理论检验与评价的标准初探科学理论的检验与评价一直以来存在很多争议与分歧,许多学者给出了不同的检验或评价标准,但都不可能存在统一的标准,因为检验与评价任何科学理论要综合考虑多方面因素。
理解理论检验与评价有助于明确科学理论及其意义,指导科学实践,促进科学知识的成长和科学进步。
科学理论的检验是一个具体的操作概念,是一个验证的过程,即通过用各种方法对那些描述事实或概括事实的理论进行验证,使得我们确信其理论的正确与否,科学与非科学的过程,它的主体是客观的体系。
理论的评价是通过一系列的标准检验后判断科学理论的优劣,好坏的过程,它的主体是人,属于价值的范畴。
一个理论被选择之前要先接受检验与评价,如果仅有评价没有检验,就是不确定这个所谓的理论是否是正确的,是否是科学的,尽管这个理论能够很好地解释某些现象——例如创世说,也不会促进科学进步;如果只有检验没有评价,那么在众多的竞争理论中该如何选择最优的理论来解释和指导实践?尽管理论的检验不能等同于理论的评价,但学者们普遍认为理论的检验过程同时也是对理论进行评价的过程。
那么,科学理论的检验与评价有怎样的标准,是否存在有统一标准?夏佩尔坚持历史主义和科学实在论的立场,认为指导科学进步和解决科学推理所用的标准会随着科学知识进步而进步,随着历史时期变化而变化。
他指出,评价科学理论的标准就是看其所在信息域的质和量,以及科学家在评价和选择科学理论过程中确认的“可信度”。
“可信度”就是人类在长期社会实践中对各种科学理论的有效性或其社会价值形成的信念度。
他认为,在综合检验和评价一个理论的标准应该是三个方面:成功性、无怀疑性和相关性。
凡是符合这三个标准的理论就是真的和好的。
反之,就可能是假的,伪科学的,必须被修改或抛弃。
夏佩尔认为评价科学理论,除了由成功性确定的“信念”外,没有更好的依据和标准了。
显然,夏佩尔给出理论的检验和评价的标准更多的是与使用理论者的心理因素有关。
例如达尔文在检验自然选择中物种是渐进进化的理论时,用实验或搜集到更多事实来检验,每得到的实验结果或观察到的事实与理论相一致时,更多的是出于对自己的学说增加的一份信心。
如何评价一个科学理论理论这个词来自希腊文,意思是明白。
科学理论是一个得到充分证实的思想框架,对我们观察到的东西进行解释的,是了解、明白观察结果的一种方式。
科学理论只是一种猜测,像非科学家有时把某个科学想法说成是“不过是个理论”那样,这是错误观念。
观察与理论之间动态的相互作用是科学的本质。
观察是科学进程的开端。
科学以直接经验(观察和实验)和对这种经验进行组织与理解的理性思维为基础。
科学的这种经验与理性的基础将它与基于信仰、直觉、个人权威或权威性书籍的其他形式的知识区分开来。
如果一个理论不能接受观察的检验,它就不能告诉我们有关这个可观察的宇宙的任何东西,那么他就根本不是一个科学理论。
科学理论必须有观察结果检验,而观察结果可以想象是可能和理论抵触的。
例如,“一个探测不出的外星生物正生活在我们中间”就不是一种科学论断,这不是因为这种想法似乎很古怪(大多数科学理论都是古怪的),而是因为说这种生物是探测不出来的。
从科学上讲,这个想法是不对的,可也不是错的。
由于是不能检测,它就不属于科学范畴。
不属于科学的概念自然也可以成立。
“贝多芬的音乐是崇高的”,或者“我爱你”,或者“愿上帝保佑这个家”,都可以是有意义的表达,但它们都不属于科学。
作为现代人,如何评价一个科学理论?在科学理论评价上,当代科学哲学各个学派都是以科学理论的认识价值问题为中心而展开讨论的。
哲学和科学史的研究表明,科学理论本身是认识和逻辑、真理和效用、理性因索和非理性因素的统一。
根据科学理论的不同方面的特性,人们可以规定不同的评价标准,从而使作为价值客体的理论具有不同的价值。
与确定的标准相符合的理论获得正价值,与确定的标准不符合的理论获得负价值,不能决定与确定的标准是否符合的理论获得零价值。
具有零价值的理论,相对于该标准而言,就是中立性的。
只有选取同一价值标准,我们才能谈甲理论比乙理论更好。
综观科学理论诸方面的特性,我们认为可以从认识价值、审美价值、逻辑价值和功利价值四个方面来确定科学理论的价值标准。
如何评价一个科学理论-精2020-12-12【关键字】方法、环节、条件、动力、前提、成就、文件、效益、增长、传统、认识、问题、难点、系统、深入、充分、整体、现代、合理、和谐、持续、保持、统一、发展、建立、提出、研究、规律、关键、理想、成果、地位、根本、基础、需要、利益、环境、工程、途径、倾向、体系、能力、需求、作用、标准、结构、主体、最大限度、反映、关系、检验、主张、推广、满足、坚持、保证、指导、帮助、解决、改善、方向、实现、健全、推动、推进、规范、中心、核心摘要:科学理论的评价问题,是当代科学哲学的一个中心问题。
本文探讨了对一个科学理论从真理评价、价值评价和美学评价三个层次的评价。
论证了只有保持科学理论评价体系的内在统一,才能体现出作为人性证明的科学认识活动的内在本质。
我们只有对科学理论依次进行三个层次的评价,才能保证其发展和利用的正确方向,保证科学始终是人类社会可持续发展的直接动力。
关键词:科学理论,真理评价,价值评价,美学评价。
引言科学理论的评价问题,是当代科学哲学的一个中心问题.不仅是哲学价值论的难点,也是科学哲学的关键。
国外的科学哲学界,对科学理论的评价间题,见解是很不相同的。
但大体上可以分为两大派。
一派主张用理性和逻辑的方法来判定理论的真假;一派则强调理论的社会功能,即解决间题的能力。
所谓评价,就是对功能、对价值的评价,它虽说以科学理论的真假为前提,但决不应局限于此。
科学理论的评价的实质是:在相互竞争的多种理论中,如何合理地选择理论。
问题的核心是要提出一种评价或选择科学理论的合适标准。
从系统论的观点看,任何科学理论都有结构和功能两个方面。
从结构上看,是由基本概念和公理、定理等部分组成。
显然,在理性和逻辑方面,对其概念和定理系统进行初步的逻辑检验是必要的。
此外,还要看它解决间题的能力是否强,其社会功能或效益如何等等。
科学理论的评价,是个十分复杂的问题,如何使科学理论评价的这两个方面结合起来呢?科学理论的评价方法以往人们只是从真理角度对科学理论进行评价。
第六章科学理论的评价与发展在科学的发展过程中,当一个新的科学理论提出后,它要经过科学共同体的评价和选择,才能被科学界接受;而科学理论一旦被接受,它又会按照一定的逻辑向前发展。
科学共同体依据什么样的标准评价和选择理论,理论在发展过程中又会呈现出什么样的规律性本章将对这些问题给予回答。
第一节科学理论的逻辑评价与经验检验科学理论的评价包括:逻辑评价和经验检验两个环节,科学理论的形成和确立必须通过评价和检验。
科学家在经验检验之前,首先要对理论进行逻辑评价,以选择出一个优先进行检验的理论来,然后,再通过经验来验证理论的可靠性。
逻辑评价:优劣,经验检验:真假一、科学理论的逻辑评价“科学理论的逻辑评价,主要是科学共同体的成员对科学理论的逻辑结构做出评价,即它是否合乎逻辑,它属于理性的考察,有时候也被人们称为理性检验。
”新理论首先应经得起理性检验。
发现理论的逻辑结构的欠合理和完备,为科学理论的发展指出方向。
经不起理性检验的理论则没有必要经受进一步的经验检验。
科学理论的逻辑评价主要包括相容性评价、自洽性评价和简单性评价三个方面。
1、相容性评价1)含义“指通过与公认的相关科学理论的比较,评价新理论是否与公认的相关理论相违背。
”公认的相关理论:一般是科学上已确立的理论。
通过相容性评价,可以确认新理论在逻辑上是否合理。
2)评价规则相容与不相容,两种理论间的逻辑关系。
A, 相容如果:从新理论T2 —→公认理论T1,或者:从新理论T2—/→∪公认理论T1那么:两者相容。
可以断定:新理论得到了公认观点的支持。
B, 不相容如果:从新理论T2—→∪公认理论T1,或者:—→与公认理论T1相悖的推论,两者不相容。
在这种情况下可以断定:新理论没有得到公认理论的支持。
举例:相对论、量子力学与牛顿力学“能量亏损”与“能量守恒与转换定律”3)不相容的解决当发现新的科学理论与公认的传统理论不相容时,必须区分两种情况:不相容是由于新理论自身的表述方式与通用的表述方式不协调造成的,还是由于新理论从本质上就和公认的传统理论中的基本原理根本抵触造成的前一种情况:考虑修改或完善新理论的表述方式,以避免新理论刚一问世就面临暴风雨般的敌视,在新理论的初始创作过程中,更应如此。
科学说理的评价
科学说理的评价可以从多个方面进行,包括科学方法、逻辑推理、证据支持、结论可靠性和表述清晰度等。
首先,科学方法是指研究过程中使用的实验设计和数据分析方法。
好的科学方法应该是基于可靠的理论基础,能够准确、重复和可靠地产生数据。
其次,逻辑推理是研究中的关键要素。
研究人员应该根据证据和数据合理地得出结论,并且结论应该是基于所提供的数据和证据。
此外,证据支持也是评价科学说理的重要因素。
好的科学研究应该提供足够的证据来支持其结论,并且这些证据应该具有可信性和说服力。
可靠性是指研究结果的一致性和稳定性。
好的科学研究应该能够重复实验并获得相同的结果,这表明结果的可靠性较高。
最后,表述清晰度也是评价科学说理的重要标准。
研究人员应该清晰地呈现研究结果,并使用易于理解的语言和图表来解释数据和结论。
综上所述,科学说理的评价需要综合考虑多个方面,包括科学方法、逻辑推理、证据支持、结论可靠性和表述清晰度等。
只有综合考虑这些因素,才能对科学说理进行评价并得出可靠的结论。
科学理论的评价标准
晚年,爱因斯坦把自己在科学实践中的经验从认识论和方法论的高度加以思考和提炼。
在“自述”(1946年)这篇有名的回忆录中,他在开始批判那个作为理学基础的力学之前,论述了批判各种物理学理论的普遍观点。
爱因斯坦明确提出,评价科学理论有两个标准。
他认为:“第一个观点是很明显的:理论不应当同经验事实相矛盾。
”它“所涉及的是用现成的经验事实来证实理论基础”。
“第二个观点涉及的不是关于(理论)同观察材料的关系问题,而是关于理论本身的前提,关于人们可以简单地,但比较含糊地称之为前提(基本概念以及这些概念之间作为基础的关系)的‘自然性’或者‘逻辑的简单性’。
”爱因斯坦分别称这两个标准为“外部的确认”和“内部的完美”。
它们可以看作是评价科学理论的外部标准和内部标准。
在爱因斯坦看来,评价科学理论的外部标准是最高标准和最终标准。
他这样说过:“物理学中没有任何概念是先验地必然的,或者是先验地正确的。
惟一地决定一个概念的‘生存权’的,是它同物理事件(实验)是否有清晰的和单一而无歧义的联系。
”我认为,这里的“惟一”,无疑是就最高标准和最终标准而言的,它并不排斥作为评价科学理论的内部标准的地位和作用。
爱因斯坦认为,经典力学中的一些基本概念,如绝对同时性、绝对速度、绝对加速度等等,在相对论中之所以被抛弃,正因为它们同实验之间不可能有单一而无歧义的联系。
欧几里得几何学中的“平面”、“直线”等概念,也遭到了同样的命运。
爱因斯坦提出了一个原则性的命题:理论体系所具有的真理性取决于它同经验总和的对应可能性的可靠性和完备性。
他后来还说过:“只有考虑到理论思维同感觉经验材料全部总和的关系,才能达到理论思维的真理性。
”这说明,理论的真理性的确立必须在实验检验之后,它是一个后验问题,而不是先验问题。
我认为,这并不意味着一些科学理论在提出(未受实验检验)时不具有真理性。
试问,难道麦克斯韦1864年提出的电磁场方程不具有真理性,而只是赫兹1887年的电磁波实验才使它具有真理性?难道狄拉克1928年预言正电子的理论不具有真理性,而只是安德森1932年通过实验在宇宙线中发现了正电子才使它具有真理性?这些科学理论在提出时本身就具有真理性,它们只是不具有所谓的“现实的真理性”。
与此相对,我们不妨称科学理论在未受实验检验时本身所“固有的”真理性为“潜在的真理性”。
通过实验检验,这些潜在的真理性就转化为现实的真理性,从而使科学理论焕发出它的现实性和力量。
也许可以说,“内部的完美”标准,恰恰就是用来评价科学理论的“潜在的真理性”的。
外部标准固然是评价科学理论的最高标准和最终标准,但它也有明显的局限性。
对于这一点,爱因斯坦是了如指掌的,这也是他相当重视内部标准的原因。
综观爱因斯坦的观点,内部标准在评价科学理论中之所以必不可少,概括起来,主要是由以下几方面的因素引起的。
第一,理论不应当同经验事实相矛盾,这一要求初看起来似乎很明显,但应用起来却非常伤脑筋。
爱因斯坦敏锐地觉察到:“人们常常,甚至总是可以用人为的补充假设来使理论同事实相适应,从而坚持一种普遍的理论基础。
”爱因斯坦认为,理论物理学的完整体系是由基本观念(基本概念和基本原理)以及由此用逻辑推理得到的结论构成的,前者是整个理论体系的基础。
在用外部标准对理论进行评价时,常常可以引入人为的补充假设把反驳事实变成非反驳的事实甚或有利的证据,从而保持理论基础不变。
这正如迪昂(旧译杜恒)早在本世纪初就指出的,预言出现某一现象涉及到若干个假设,即使这类情况的先行条件陈述无误,未能观察到所预见的现象,也仅仅是否证那些假设的合理。
为了恢复与观察的一致,科学家可以随意改变出现在前提中的任何一个假设。
拉卡托斯后来在他的“研究纲领”方法论中进一步发挥了这些观点。
研究纲领有内部结构即“硬核”,它对应于爱因斯坦的基本观念;研究纲领的外部结构即“保护带”,它由各种辅助性的理论假设构成。
因此、当经验事实与理论不相容时。
人们可以通过调整辅助性假设来使理论适应经验事实,从而使“硬核”免遭否证。
例如,斐兹杰惹和洛伦兹针对迈克耳逊-莫雷实验的否定结果提出的收缩假设就是这样的人为的辅助假设。
从这个意义上讲,没有也不可能有所谓的“判决实验”。
我在一篇短文中通过历史事实表明,就连许多人认为是判决实验的迈克耳逊-莫雷实验,当时既没有驳倒一般的
以太理论,也没有驳倒流行的静止以太说。
奎因也认为,科学是一个由许多相互联系的命题和理论组成的大网络;这个网络的四周是具体科学和应用科学,它们与经验事实直接联系;而处于网络中心的是高度抽象的数学和逻辑,它们一般不受经验事实变化的影响,尽管它们并非绝对不可修改。
这就给直接应用外部标准检验科学理论带来极大的困难。
第二,爱因斯坦发现:“对应于同一个经验材料的复合,可以有几种理论,它们彼此很不相同。
但是从那些由理论得出的能够加以检验的推论来看,这些理论可以是非常一致的,以致在两种理论中间难以找出彼此不同的推论来。
”例如在生物学领域,在达尔文关于物种由于生存竞争的选择而发展的理论中,以及在以后天获得性遗传这一假设为根据的物种发展理论中,就有这样的情况。
以牛顿力学为一方,以广义相对论为另一方,又是两种理论的推论非常一致的实例,它们都受到同一经验材料复合的支持。
尽管这两种理论的摹本假定完全不同,但是要从广义相对论中找出能加以检验而为相对论以前的物理学理论所得不到的推论,为数还是很少的。
显而易见,这不仅对理论形成中的“归纳万能论”是一个致命的打击,也为依据外部标准评价科学理论提出了一个棘手的问题。
第三,要用外部标准评价理论,首先必须确定这个理论的经验内涵,即确定该理论可用实验事实证实的命题。
然后才能着手进行实验,对命题进行评价。
但是,这并非总是立即可以实施的,科学家当然也不能为等待这一天的到来而把理论思维停顿下来。
在这种情况下,内部标准就能够发挥它的特殊作用。
诚如爱因斯坦所说:“只要数学上暂时还存在难以克服的困难而不能确立这个理论的经验内涵,逻辑的简单性就是衡量这个理论的价值的惟一准则,即使是一个当然还不充分的准则。
”
第四,当基本概念和公理距离直接可观察的东西愈来愈远,以致用事实来验证理论的含义变得愈来愈困难和更费时日的时候,“内部的完美”对于理论的选择和评价就一定会起更大的作用。
例如,牛顿力学中的许多基本概念都与日常经验相一致,它们距离那些可否证它们的直接可观察的东西相当遥远。
但是,当人们用内部标准来衡量它们时,却会发现它们是不自然、不简单的。
面对牛顿力学,善于深思的科学家都可能提出这样的问题:绝对空间是力学过程的无所不在的积极参与者,而它自身为什么不受物体及其运动的影响呢?惯性参照系为什么比其他一切刚性坐标系优越呢?为什么速度是相对的而加速度却是绝对的呢?运动定律中出现的惯性质量也在引力定律里出现,但为什么不在其他各种力的表示式里出现呢?把能量划分为本质上不同的两部分(动能和势能)是自然的吗?爱因斯坦正是从这些问题入手批判牛顿力学的,而不是主要依据实验事实进行评价的。
这是他创立相对论的思想基础。
第五,用外部标准评价理论,必须把理论同观察到的实验事实进行比较。
在这里,恼人的问题出现了:观察并非是中性的,事实也不是赤裸裸的。
观察者是能动的主体,他的观察不可能对所发生的一切现象一览无余,而是有目的、有选择的;观察是受理论指导的,不同知识背景的人观察同一现象,也会看到不同的东西;观察到的事实要用语言陈述才能与理论比较,才能进行交流,观察陈述本身就包含着理论。
这就是当代科学哲学所谓的“观察渗透理论”的命题。
因此,用外部标准来评价科学理论,实际上并不是把理论同赤裸裸的实验事实进行比较,而是把理论同通过渗透理论的观察所得到的、包含着理论的观察陈述进行比较,这势必造成了运用外部标准评价科学理论的复杂性和困难程度。
爱因斯坦也是清醒地认识到这一点的,他在同海森伯的一次谈话中承认:观察是一个十分复杂的过程,实际上是理论决定我们能够观察到的东西。
在我们能够宣称已经在最低程度上观察了任何东西之前,我们必定能够说出自然界是怎样起作用的,必定至少用实践的语言知道了自然规律。
只有理论,即只有关于自然规律的知识,才能使我们从感觉印象推论出基本现象。
当我们宣称我们能够观察某种事物时,我们实际上应当是说:虽然我们就要提出同旧规律不一致的新的自然规律,可是我们仍然假定,这些现存的规律——包括从现象到我们的意识这整个途径——以这样的方式起作用,使我们可以依靠它们,从而才可以谈论“观察到的结果”
第六,实验的检验当然是任何理论的有效性的一个必不可少的先决条件,但是一个浅显的道理是:一个人不可能什么事都去试一试;由于材料、技术等客观条件的限制,并非所有设计好的实验都能在短时间内付诸实施。
这也是科学家对“自然性”、“简单性”等内部标准感兴趣的原因。
资料来源:李醒民:《哲学研究》,1985(6)。