科学理论范文（精选8篇）

科学理论 第1篇

中国地质大学江城学院

课程报告

姓 名： 张 周 容

专 业： 英 法

班 级： 41400807

学 号： 414008070

5指导教师： 葛 静

论行为科学理论之需要层次理论

学完管理学这门课程后，让我印象最深刻最触动我的就是行为科学理论。这个理论强调从人的作用、需求、动机、相互关系及社会环境等方面研究其对管理活动及结果的影响，研究决定人的的行为的因素，以及如何去激励人，如何正确处理人与人之间的关系，如何有效地引导成员为实现目标而努力。其主要理论学派有三种，而让我体会最深刻的就是第一派：需要层次理论。这个理论是由美国心理学家马斯洛通过大量的研究提出的，因而又被称为很著名的马斯洛需要层次理论。他把人的需要分为五类：生理的需求；安全的需求；社交的需求；尊重的需求；自我实现的需求。在接下来我将结合自己日常生活中的体验与感受，来讲述我对马斯洛需要层次理论的理解及感悟。

这五个需要由低到高梯式排列，像金字塔一样：

（1）生理的需要，是一个人生存的基本需求，位于“金字塔”的最底部，是对食物、衣服、空气、水、住、睡眠和性的需要。它们的满足对于生存是必不可少的；（2）安全的需要，包括心理上与物质上的安全保障，例如偏爱劳动安全的职业，要求有社会保险和退休金等；（3）归属和爱的需要，也称社交的需要，包括社会交往，参加某一团体或俱乐部，通过人际交往建立与他人之间的亲密关系；（4）尊重的需要，这种自尊、自重和来自他人尊重的需要。例如实力、成就、优秀、自由、威望和名誉等等；（5）自我实现的需要，要求实现个人聪明才智、理想与抱负。这是最高层次的一种需要。马斯洛把自我实现一词加以限定：说道自我实现的需要，就是指促使他的潜力得以实现的趋势，这种趋势可以说成是希望自己越来越成为自己所期望的任务，完成与自己能力相称的一切事情。自我实现能促进和丰富人的成长，趋向更大的愉快和欢乐，趋向心理上的“成就”，趋向更多的顶峰体验。

马斯洛将生理的需要和安全的需要归为低级的需要，是人与动物所共有的，绝大多数人都可以得到满足的。而自我实现的需要是高级的需要，是人类所特有的，得到满足的只有10%，真正能自我实现的仅占1%，且高级需要具有强大的激励力量。同时他认为，人类的需要是一个从低级到高级的过程，较低层次的需要得到高峰式的满足，但尚未完全消失时，高一层次的需要已开始出现并逐渐占优势，形成一个波浪式的演进过程。所以，在某一时期内，一个人可能同时受到不只一种需要的激励，其行为受到多种需要的影响。但是，在一个时期内，只有一种需要占主导地位，起支配作用，其他需要则处于从属地位，对人 的行为的影响较轻。假如社会没有基本秩序，不稳定，连生命安全都得不到保障，那么人是不可能奢望得到别人尊重的。正如同我国古代思想家管仲所说的：“仓禀实则知礼节，衣食足则知荣辱。”马斯洛认为，行为是由优势需要所决定的。当优势需要获得满足以后，它的动力作用随之减弱，高一级的需要才处于优势地位。

当然，马斯洛的这个层次顺序并非“刻板”的，少数人的优势需要出现了“跃级”。例如涉及理想、崇高的社会和价值，具有这样价值观的人会成为殉道者。匈牙利爱国诗人裴多菲的诗即验证了这一点——“生命诚可贵，爱情价更高，若为自由故，二者皆可抛。”

我认为，一个人在不同的状态下做相同的事情，决定他行为的优势需要并不一定是同一层次的。对于一个饥肠辘辘的人，他看到桌上摆满了丰盛的晚餐，他会狼吞虎咽，以此满足自己最底层的生理需要。若他成为一个功成名就的有钱人，不愁吃穿，他把进食当作人生的享乐，他会从满满一桌的佳肴感受到自己的实力、自信、自尊等等，这时，起主导作用的则是尊重的需要，而假如这时候餐桌的对面坐着的是他心爱的人，也许吃饭这件事情满足的就是他的归属和爱的需要。

不同的人做同一件事情，也很可能是出于不同的需要。同一种工作，对于一个心态很好的人，他能够在工作中充分的发挥自己的才智，全身心的投入而感到了极大的快乐和成就感，这项工作对于他是一个自我实现的过程。但是，假如是一个心态不好的人，竞争意识太强而把别人都当成潜在竞争者和敌人，他会将许多精力放在防止和抵御那些潜在的威胁，他工作时将会缺乏安全感，充满了紧张的情绪，工作之于他可能只是为了在社会上生存而进行的活动。这时，他的主导的需要层次就出现了“降级”。

在现代社会中，大多数人的较低层次的需求都能够得到满足，但仅仅达到不愁吃穿或小康生活的水平，还不是一种充实的，能够令人心满意足的生活，更高层次的追求能够促进人的进步。如果一个人的生存需要得到满足后没有更高层次的追求，就会出现“衰变综合征”，最后陷入麻木，绝望和精神错乱。可见对高层次需要的追求十分重要。

高层次的需要，特别是自我实现的需求，具有强大的激励作用。

因此，我大胆的提出一个设想：如果我们能够把我们的学习和工作所属的需要层次提升，就能更好的激发出自身的潜力。我们的生活将会更加快乐而充满意义。

不知大家是否有这样的经历，当你发自内心的热爱你所做的一件事情，你无需考虑生计，无需担心他人的看法，你认为你在做一件非常有意义的事。这个时候，你才能够爆发出强大的力量，展现出聪明才智，实现理想与抱负。这时的你很幸福。

在具有启发意义的印度电影《三个傻瓜》中，同一屋檐下住着三个工程学院的学生，他们都天资聪颖但是学习动机却不同。拉吉来自一个贫苦的家庭，肩负着整个家庭寄托的重任，他生活在恐惧中，害怕因为自己无法成为一个工程师而没法让家人过上好的生活；法涵则是为了实现他父亲对他寄予的希望而读书，然而他真正向往的职业是动物摄影师；兰彻与其他两人不同，他认为学习是一件非常快乐的事情，他不在乎是否拿得到学位，亦无所谓以后能否找到好的工作能赚多少钱，他把学习当作一件提升自己的事情，为了满足自己的求知欲而非为了考试。他擅于打破传统思维，具有很强的创造力。期末考试的结果出来了，兰彻是第一名，而拉吉和法涵则是倒数的一、二名。

看来，当我们怀有不同的动机做一件事情的时候，过程和结果可能都会不同。追求自我实现则是人的最高动机，它的特征是对某一事业的忘我献身。

那么，如何才能提升一件事所属的需要层次呢？或者，换句话说，如果提升我们的动机的层次？

首先，应提高自己的认识能力，培养统一和谐的人格和健康的自尊，能够独立自主，不受文化和环境的束缚，具有自己的人生信仰；然后，专注于我们认为重要的并且是自己热爱的工作、任务或责任，充分发挥自己的创造性；再者，培养民主型的性格结构，乐于与他人相处，谈吐应具有哲理性、友善和幽默感；最后，我们要学会用一种知足常乐的态度对待较低层次的需要，以便更容易进入更高层次的需求，如果一个人的追求永远只停留于物质，那么他绝对不可能成为一个自我实现者。

试想，如果人们学会了利用提升自己的需要层次完善自己，距离自我实现者越来越接近，甚至成为了自我实现者。那么，你走到街上，看到的将会是一张张洋溢着自信和幸福的笑脸。

所以，作为大学生的我们，在学完这一伟大的理论后，我们是不是应该用它来更好地指导我们的行动呢？对于我自身，自己会通过努力达到最难实现的需要:自我实现的需要。

科学理论 第2篇

县政府办公室以深入学习实践科学发展观活动为契机，着力倡导四种作风，提高四项能力，使办公室干部职工政治上更坚定、学习上更努力、业务上更过硬、作风上更扎实、形象上更优良，进一步提升服务科学发展的水平。

深入学习政治理论，自觉钻研业务知识，争做学习型干部。通过学习，进一步坚定理想信念，不断提高理论素养、政策水平和工作能力，努力把学习成果转化为谋划工作的思路、推进工作的措施、领导工作的本领。

争创一流的作风。自觉克服“只求过得去、不求过得硬”的想法，始终坚持高标准、严要求，追求高效率、高质量。尤其在信息传递、办文办事过程中做到精准、快捷、准确无误。对一些可预见性的工作，主动着手，超前准备。以创新的理念谋划工作，以创业的精神推动工作，以创优的态度做好工作，努力使自己始终充满生机与活力。

始终牢记党的宗旨，始终保持共产党员的先进性，自觉遵守廉洁自律各项规定，坚持做到自重、自省、自警、自励，展示自己的良好形象。

学习实践科学发展观要重在服务领导决策，当好参谋助手上下功夫。围绕县委工作和群众关心的热点难点问题深入开展调查研究，认真收集信息，及时掌握实际情况，忠实反映基层和群众意见，提出有针对性的、切实可行的对策建议。

科学理论 第3篇

科技创新则不同于科学发现,它是原创性科学观念和技术创新的总称,包括创造和应用新知识与新技术、新工艺,采用新的生产方式和经营管理模式,进而开发新产品,提高产品质量,为广大民众提供新服务等丰富内涵。科学发现和科技创新这两者之间的联系将随着人类生产与生活的不断发展和进步而越来越密切,势必形成你中有我、我中有你、合二为一的整体系统结构,从而为科学理论大发展奠定坚实基础。总之,科学观察、科技实验与科学理论是科学发现与科技创新的三大要素。

一、科学观察是科学发现与科技创新的起点

科学观察是人们在科学认识中用自己的器官或借助仪器对客观事物进行的一种有目的、有计划的感知活动。观察是一种感性认识活动,通过观察,人们获得关于事物的外部特征和外在联系的经验知识。传说1665年秋季,牛顿坐在自家院中的苹果树下苦思着行星绕日运动的原因。这时,一只苹果恰巧落下来,它落在牛顿的脚边。这是一个发现的瞬间,这次苹果下落与以往无数次苹果下落不同,因为它引起了牛顿的注意。牛顿从苹果落地这一理所当然的现象中找到了苹果下落的原因——引力的作用,这种来自地球的无形的力拉着苹果下落,正像地球拉着月球,使月球围绕地球运动一样。牛顿去世后,他被当作发现宇宙规律的英雄人物被赋予了传奇色彩。

著名科学家法拉第曾说:没有观察,就没有科学,科学发现诞生于仔细的观察中。科学观察是科学发现与科技创新的起点,可以从两方面理解:

一方面,科学观察是获取第一手科学事实的重要手段,而科学事实是科学研究的基础。通过观察可以导致科学发现和科技创新。新中国成立以来贡献最大的农学家、“杂交水稻之父”——袁隆平,在水稻品种试验田的细致观察,在田野间观察、统计、分析水稻株型,通过科学研究,揭示出水稻杂交的奥秘和规律。在他发表的论文中论述了水稻具有雄性不孕性,并预言:通过进一步选育,可以从中获得雄性不育系、保持系和恢复系,实现三系配套,可以使利用杂交水稻第一代优势成为可能,带来大幅度、大面积增产。这就是袁隆平首创的“三系法”杂交水稻。

另一方面,通过科学观察可以扩大研究领域并为科学研究开辟新的道路。例如,现代人类学家古多尔运用观察方法对非洲黑猩猩进行了将近10年时间的观察,最后写出了《人类的近亲》《黑猩猩在召唤》等重要的科学著作,为古人类学的研究工作开辟了新的道路。通过科学观察,能够发现问题并提出问题,从抓住事物或现象的外部特征入手,可以对事物或现象作出初步的科学判断。在科学观察中,人们不仅要充分发挥眼睛和其他感觉器官的作用,而且要勤于动脑,思考发挥思维能力作用。

二、科技实验是证实或否定科学发现和科技创新的中间环节和必要手段

科学实验是指人们运用科学仪器、设备,在人为控制或模拟自然过程的情况下获取科学事实的活动。科学实验既是一种感性认识活动,又是一种能充分体现人的主观能动性的、积极与主动的实践活动。正像法国科学家居维叶所说:实验者是“质问自然界,并且迫使自然界袒露她的奥秘”。1895年伦琴在对阴极射线的性质研究中,他用黑色薄板把一个克鲁斯管密封起来,在完全暗的室内做实验。在接上高压电流进行实验中,他意外发现在放电管荧光屏上发生亮的光辉,一断开电源,荧光就会立即消失。由于这个现象非常惊奇,于是他全神贯注地重复做实验,他发现即使在距仪器2米处还有荧光出现。伦琴确信,这是一个新的发现。经过反复实验,他确信发现一种过去未被人们所知的具有许多特性的新射线。

总之,科学实验对简化、纯化、强化研究对象以发现新科学认识的功能不可替代。科技实验是在科学技术研究过程对对象的本质、规律进行研究的必不可少的过程,是证实或否定科学发现和科技创新的中间环节和必要手段。

三、科学理论是科学观察和科技实验的最终归属和最后成果,是科学发现与科技创新的最终产物

例如,1821年英国物理学家法拉第在小磁针绕轴实验中发现了电磁感应现象,在此基础上,又引入了“场”和“力线”的概念,从而建立了电磁感应定律。1846年法拉第在研究磁的实验中又创造性地提出“光的本性是电力线和磁力线的振动”,这一观点在后来被麦克斯韦发展成光的电磁说。法拉第被公认为是19世纪最伟大的实验物理学家。他的理论标志着经典物理学发展进入一个新的转折时期,预示了物理学新时代的来临。

爱因斯坦认为,科学理论形成的基本条件是“外部证实”和“内部完备”,即一种科学理论要得到大量科学事实的支持并具有逻辑自洽性。因此,科学理论的提出必须经历从形象思维到逻辑思维、系统思维的辩证思维的发展历程。

科学理论是在观察与实验的基础上,运用理性的方法(比较、分析、综合归纳与演绎、溯因与类比等方法)整理感性材料,从而形成与发展起来的。正如爱因斯坦所说:“理论物理学的完整体系是由概念、被认为对这些概念是有效的基本定律以及用逻辑推理得到的结论这三者所构成的。”它是一个有层次、有结构的系统。从认识成果逻辑关系来看,科学理论是以科学事实、科学概念和科学规律作为基础和前提,在更高层次上综合统一了的科学认识成果。从而科学理论已变成当代科学观察和科技实验最终的科学认识“产品”。

四、科学观察、科技实验与科学理论之间的辩证关系

众所周知,科学事实是科学研究的基础,而科学观察和科学实验又是获取科学事实的两个基本手段。近现代自然科学也称为实验科学,主要是科学观察和科学实验构成近现代自然科学的基础。随着现代经济的快速发展,科学发现不断涌现并且和科学与技术密切融合,科学观察和科技实验已经密不可分,你中有我、我中有你,这种合二为一的整体系统结构,使得科学观察和科技实验的地位不断上升,在当今全球化时代扮演着越来越重要的角色。

科学事实是科学理论提出的起点和基础,而科学理论是科学观察的成果和科技实验的系统体现。事实上,科学规律的发现、科学理论的创建,无不是从科学事实入手进行分析的。牛顿的经典力学理论,麦克斯韦的电磁统一理论,爱因斯坦的相对论理论等,整个近现代科学理论的发展无不如此。就像列宁所说,认识是思维对客体的永远的、没有止境的接近。自然界在人类的大脑中的反映,不是“僵化的、静止的、无矛盾的,而是处在矛盾不断产生和解决的永恒运动过程中。

丁肇中认为:“所有的自然科学都是实验科学”,“事实上,自然科学理论不能离开实验的基础。特别是物理学,它是从实验产生的。”(2)纵观科学史,科技实验成果是铺就科学发展大道的碎石,是科学家构建科学理论大厦的“物质”材料,也是我们迈向大科技时代的奠基石,它还是检验假说、理论的唯一可靠的客观途径,离开了科技实验,科学便成了“水中月,镜中花”,犹如“空中楼阁”。

“实践是检验真理的唯一标准”,对于自然科学理论其检验标准是生产过程中的实践和科学实验的实践。近现代交叉科学的迅速发展和科学的综合,已超前于社会生产,这使得科技实验已成为检验科学理论的主要标准。科学史上有很多这样的例子。比如从哥白尼、开普勒到牛顿,已经完成了经典的天体力学理论体系。但是,只有在1845年勒维烈和亚当斯等,通过计算预测到在天王星外还有一个新行星的存在,并在1846年由加勒根据预测发现了海王星之后,万有引力定律和哥白尼的太阳系学说,才得到更确切的证实。

综上所述,科学观察、科技实验与科学理论这三者相互联系、密不可分。科学观察是科技实验和科学理论的起点,科技实验是证实或否定科学理论必不可少的中间环节。科学理论是科学观察和科技实验的指导者、最终成果和最终产物、最终体现。三者你中有我、我中有你,是一个密不可分的整体系统结构。

注释

1许良英,李宝恒,赵中立.爱因斯坦文集[M].北京:商务印书馆,2009.

试析科学假说与科学理论的关系 第4篇

关键词:科学假说;科学理论;关系;区别;联系

一、科学假说和科学理论的概念总述

科学假说和科学理论,是科学哲学中的两个基本概念。科学假说是“依据已有的科学知识和新的科学事实,对所研究的问题作出一种猜测性的说明和尝试性的解答”。它是以科学事实为依据、以科学理论为前提而提出来的。科学假说包含着对事物的本质和规律的猜测。科学理论是系统化的科学知识,是关于客观事物的本质及其规律的相对正确的认识,是经过逻辑论证和实践检验并由一系列概念、判断和推理表达出来的知识体系。科学假说和科学理论的关系,表现在科学假说与科学理论的区别和联系两个方面。

二、科学假说和科学理论的区别

1.科学假说带有或然性和推测性,其内容有一定的科学依据,但却没有经过实验来验证,所以只能称为假说;而科学理论是经过了实践检验并已经显示出自身理论正确性的理论。科学假说只是一种“应然”层面上的东西,而科学理论是一种“实然”层面上的东西。衡量两者的标准便是实践检验。科学假说只有经过实践的检验,才能上升到理论的高度。

2.物理学家普朗克说:“每一种假说都是想象力发挥作用的产物。”而大多数科学理论的最终确立,都要经过科学假说这个发展阶段。例如:海王星的发现,先是经过检测,发现了天王星轨道的不正常,后来,经过计算,预测在天王星旁边有一颗行星存在,这是科学假说阶段。直到很多年后,才由太空望远镜探测到了海王星的存在和具体运行轨道,这时,海王星的存在才由假说上升到了理论。从这个意义上讲,科学假说和科学理论是理论发展的不同阶段。理论的发展,要经过想象力,再到科学假说,再到科学理论,而且要经过实践的反复检验,才能确定一种理论的最终真确性。

3.科学假说,由于其“假说”性质的决定,可以存在对于同一种事物或事件的多方面的性质不同的假说。而科学理论,对于同一种事物或现象的解释,只能是唯一的,原因在于真理的唯一性,或者事物存在的唯一性。

三、科学假说与科学理论的联系

1.科学假说和科学理论,有一个共同的建构基础:科学因素。不论是科学假说,还是科学原理,都是在经过科学的分析之后建构出来的。马克思主义理论,是建构在科学基础之上的理论,是建构在深厚的政治学、经济学、哲学基础之上并经过实践验证的科学理论,因此,构成马克思主义学说的三部分之一的马克思关于社会主义的学说,被称为科学社会主义。性质上来讲,是一种科学理论。

2.科学假说,从一定意义上而言,是科学理论的前期发展阶段。任何一种复杂科学理论的建构,都是经过了一个长期的历史和逻辑发展过程的。其中一个重要且必须的阶段,就是科学理论的科学假说阶段。关于大陆板块的形状探讨,一个划时代的标志就是魏格纳的大陆板块漂移学说。但当此学说刚问世时,它只是一种假说。直到很多年之后,随着人类航海技术和地质勘探技术的进步发展,魏格纳的板块漂移学说才得到了证实。当然,从科学假说发展到科学理论,有以下几种不同的结果:(1)科学假说经过实践和实验的证实,科学假说便具有了真理性,上升为科学理论;(2)科学假说被实践和实验证伪,便蜕变成了谬误;(3)科学假说一直得不到实践和实验的证明,只能一直停留在科学假说阶段,留待未来先进的科学技术来证明。

物质运动的科学理论 第5篇

而实际两个主要的物理理论：量子力学和广义相对论相互之间争议太多，相互矛盾。

宏观物理和微观粒子没有统一的认识。

本篇通过对布朗运动的研究，用绝对论重新解释物理运动的科学理论。

关键词：布朗运动 量子力学 物质场 波动函数

引子：这篇论文是洗衣服时出现的一些现象，让我很好奇，所以我开始了对布朗运动的研究。

布朗运动：悬浮微粒永不停息地做无规则运动的现象(说明一下：永不停息是不存在的，长时间或较长时间，人们是可以接受的)，很对不起大家，刚开始就要括号说明，只是现在的定义，真是永不停息。

布朗运动的例子特别多，大家很容易见到，如把一把泥土扔到水里搅合搅合，或在无风的情况下对着阳光观察空气中的尘粒等等，现在这些类似运动都称为布朗运动。

1827年，植物学家R布朗首先提出发现这种运动。

在他之后的很长时间，人们对布朗运动进行了大量的实验、观察。

最后古伊在1888-1895期间对布朗运动提出自己的认识：

布朗运动并不是分子运动，而是从分子运动导出的一些结果能向我们提供直接和可见的证据，说明对热本质假设的正确性。

按照这样的观点，这一现象的研究承担了对分子物理学的重要作用。

古伊的文献产生过重要的影响，后来贝兰(我们第一个实验测量原子大小的人)把布朗运动正确解释的来源归于古伊。

实话实说，古伊的文献太重要了，在我看来：一语中的。

太对了，古伊是归纳总结的天才，也是真正从实验的角度来解释布朗运动的第一人。

古伊的话有三个重点：

一、布朗运动不是分子运动。

二、说明热本质假设的正确性(下面会专门论述热的本质问题)。

三、利用分子布朗运动的结果来承担对分子物理学的研究。

19爱因斯坦根据分子运动论的原理提出布朗运动理论，同时期的斯莫罗霍夫斯基作出同样的成果。

爱因斯坦在论文中指出：按照热的分子运动论，由于热的分子运动大小可以用显微镜看见的物体悬浮在液体中，必定会发生大小可以用显微镜观测到的运动，可能这里所讨论的运动就是布朗运动，观测这种运动和预期的规律性，就可能精确测量原子的大小，反之证明热分子运动的预言就不正确。

这些是爱因斯坦的研究成果。

现在人们认为这是对布朗运动的根源及其规律性的最终解释，我认为不是。

这是爱因斯坦成功的利用布朗运动的原则创造性提出热分子运动论，利用这一理论可以测量分子原子的大小，把布朗运动近似为热分子运动论。

或许是天意，爱因斯坦的论文我怎么看都有绝对论的意思。

“有大小可以用显微镜看见的物体悬浮在液体，必定会发生大小可以用显微镜观测到的运动”。

运动的绝对性，不过这里他说的是发生相对于物质本身的运动，可能这是相对论的名称来源吧。

我的评价：初级的绝对论。

在绝对论中只要有物质存在就有物质运动，运动是绝对的。

爱因斯坦的热分子运动论：舍本取末，换句话说他把布朗运动等同于分子运动了，认为热分子运动引起了的不规则运动，就是观察到的布朗运动。

既然相对论是初级的绝对论，我今天提出绝对论，那么所有爱因斯坦做过的事情，我可能都要去做一遍。

布朗运动不是热分子运动，但是可以引起热分子运动，爱因斯坦的成果只是利用了布朗运动引起的热分子运动，他没有分析布朗运动的根源：物质为什么会存在布朗运动。

当显微镜越来越清晰的时候，爱因斯坦的扩散统计方程就不能适用了。

现在随着科学的不断进步，量子理论对真空涨落的认识不断加深，量子理论也对布朗运动的根源给出自己的看法，同样今天绝对论也给出自己对布朗运动的认识：

一、布朗运动不是分子运动，或者说不是单个粒子间的运动。

二、布朗运动是一个由点到面，再由面到点的运动形式。

三、布朗运动是与波动函数有关的物质运动的一个特性。

布朗运动不是分子的运动或者说不是单个粒子之间的运动，为什么这么说呢：一滴水融入大海永不干涸(永字应为长时间，不过人们习惯认识，所以没有改为长时间)大海汹涌澎湃，一盘水很容易平静。

相比之下，为什么有如此巨大反差：物质场运动的叠加效应，滴水穿石的道理也是如此。

简单的一滴水为什么能够融入大海呢?正像洗衣服为什么能把衣服洗干净，洗不干净会在衣服干后留下许多渍迹一样。

液体的形态对物质运动产生了如何的影响呢?这是我们应该思考的问题，这里我引入二个概念：物质场与波动函数。

说一下自己的看法：一滴水的运动比如一个粒子的运动，大海是一个物质场，一盆水也是一个物质场，同样一滴水也可是一个物质场，那么一个电子也可是一个物质场，也就是说一个量子可以看作是一个物质场，量子的运动可以当成物质场在运动。

其实为了研究布朗运动，引入物质场这个概念，把物质现实中的.存在状态看成是一个物质场的存在，相信大家能够理解。

把物质形态存在的状态不去看它把当成一个独立的物质场存在，比如一块铁、一块钢、一块砖，我们都把它当成一个独立的物质场存在，那么这个物质场中的电子、原子、质子等粒子都是这物质场的一部分，那么这物质场中的一切物质都应是这物质场的一部分。

一个统一的物质场。

对于运动而言，物质场有整体的运动，也有物质场的内部运动：质子、电子、中子等微粒之间的运动，比如我用力去拿一件东西，我的全部身体都在运动，手的运动和身体内部的运动时截然不同的，但作为一个整体，我把东西拿了起来，而东西作为一个完整的物质场表现是被我拿了起来，整个的分子、原子、电子构成的物质场共同被我拿了起来。

诸如这些运动是整体的完整的物质场，对另一个完整的物质场的作用，牛顿力学已经很好的应用到多个方面，宏观物理研究的物体很明确，运动也很明显，都可以准确测量计算。

为什么这里一定要强调完整的物质场呢?一滴水进入了大海之后，这一滴水的完整物质场依然存在，而变成大海的物质场一部分，这一滴水所有的运动，所有的信息都变成了大海物质场的一部分，大海的每一滴水都是一个完整的物质场，但都是大海物质场的一部分，大海有每一滴水的信息 ，但当空气蒸发水蒸气时，大海不会单独让哪一个完整的小水滴去蒸发，而是大海整个的一个物质场在做蒸发这件事，与个体的物质场的状态关系不大。

可能从小水滴到大海大家觉得不直观，在量子力学把电子看成小水滴，把一个物质粒子看成大海，或者几公斤的金属板看成大海，相信这样我们的科学人士都能够理解。

光电效应的原理：把光子看成一个物质场，把金属板看成一个物质场，光照到金属板上，放出电子(当然需要一个极限频率)是一个物质场对另一个物质场的反应，那么释放的电子是物质场的整体行为，不是单个电子吸收能量而释放出来。

极限频率，用水吸收80卡的热量才能变成水蒸气来说明吧，80米的水位永远流不出100米的大坝。

每个物质场都有自己的固有频率，超过这个频率的东西来破坏它，这个物质场就发生变化用大锤去打东西，物质会反应不同的。

另一个问题：固体微粒之间结合很好，但是一个个的原子又是相互隔开，可是这一个个原子又构成统一的物体。

为什么?：波动函数，物质的特性是一个个小的原子共同表现出的特性，两块铁融化后能够形成一块铁，人类有无数的合金材料以及其它合成物质，为什么这些材料表现出了原来不同的特性呢，物质场的特性为什么变化呢?

物质的特性变化了，那么每一个小的物质场的特性也会变化。

一般情况下原子不可能变，合金状态的原子也未变，那么什么变化了呢?量子的运动方式变化了，也就是电子和质子以及其它的微粒运动形式变化了，整个的物质场的量子波动函数变化了。

波动函数是为了形象说明布郎运动的本质引入的一个物质特征，一个物质场的波动函数体现物质作布郎运动的能力，也体现了物质场内部物质运动能力。

波动函数是物质场与物质场之间结合(叠加)能力的一种体现。

一个物质场中会有很多不同的波动函数如：分子之间，原子之间，电子之间，质子之间，原子于分子之间，电子与原子核之间，质子与中子之间等等许许多多的量子之间。

波动函数是物质运动的一种能力的体现。

当然这个概念也很符合量子力学的波动方程的需要，那就是所有的物质场都有自己的波动函数，而且不止一个。

当波动函数达到一定数值，物质场之间既可融合。

这样虽然原子之间的距离是分开的，但是电子之间的物质场却可以是融合在一起的(当然还有比电子更小物质，那它们的物质场更会融在一起)

波动函数越高，物质融合的越快，反之越慢，诸如扩散现象，渗透等等，固体之间的波动函数低，所以最好融化或锻打成液态式的结合，需要外部的力量加大它的波动函数。

波动函数是物质作布郎运动的一种能力，我更愿意认为波动函数是物质运动的一种能力(在绝对论中运动是物质的生命)。

与物质本身的温度有关，与外界的干涉有关。

例如：加热气体，溶液或用力搅拌溶液等等会增波动函数值。

(下面我们还要专门研究热的本质问题)

用一个方程式来表达吧。

H值=H℃温度+Hoi外部干涉，H：波动函数。

其实我的波动函数和量子力学中的的物质波不是完全相同。

波动函数是物质场的特性，是物质生命能力的一种体现。

表现在粒子上，粒子就具有波动性，同时物质运动一定需要能量的，也一定出现物质的波动。

所以不是粒子具有波粒二象性，而是物质场具有波动函数。

就象一整铁的内部具有轻微的布郎运动，也就是说这块铁的所有原子、分子、电子等等一切粒子都在做一定的布郎运动。

所有的粒子都具有这块铁的物质特性。

也就是所有的粒子都有自己相应的波动函数。

这与这块铁的运动和外界条件都有关系。

就比如大海是所有的水滴和水中的悬浮物体构成一个统一的物质场，是所有的物质场的叠加效应，如果你取出一滴水，那么这一滴水就不属于大海了，它和大海就毫不相干了，完全是不同的物质场了。

说到这些，大家可能会乐了，我也很乐的：这就是我们量子力学上著名的不确定原理和测不准原理，因为你要对这一个量子测量，那你就要破坏这个粒子在物质场的状态，你永远不能无法精确测量一个量子系统。

因为你测量一滴水的结果就会脱离大海这个物质场。

这一滴水在大海里就和大海一样大，除非有测大海一样大的仪器，否则无法测量这一滴水在大海中运行状态。

但是我们可以运用统计学对整个的物质场的运动进行统计。

我们可以计算大海每天蒸发了多少吨的水，但不可以说是那一吨水。

其实量子力学碰到的最大问题，不是实验不能证明。

而是无法说明粒子为什么不可测，而且无法确定位置，因为任何一个物质场都是一个面，一个量子只是一个点，而运动和变化是物质场与物质场之间发生的，与单个的粒子运动关系不大。

当然也不能说一点没有，就象人与人打架一样，是两个物质场在运动，打在手上，而全身都难受，手痛得最厉害。

是整个物质场在对外界的物质场共同的感受。

可不是只是手不舒服，所以我们能够精确地确认各个量子运动叠加之后统计结果(宏观物理)，但我们不能很精确一个物质场内部的那一小点起作用。

物质是整体运行的，当外部的物质变化时内部的物质也会有相应变化的，量子运行方式会发生一些改变。

量子力学从来没有从一个面去研究物体，只注重了一个点，而经典物理只注意宏观物理现象的规律性，也就是注意面了。

量子力学注重研究了物质场的内部运动：单个粒子的运动(点)。

经典物理学：牛顿力学，相对论只注重了物质场与物质场的外部运动(面)。

而布郎运动是把物质场的内部和外部运动结合一起的表现运动，是点到面，再面到点全过程，所以对布郎运动的研究也是一个科学研究物质运动史的一个缩影。

人对事物的认识总是渐近的，按照绝对论的原则，弧立的事情是不存在的，所有的系统都是宇宙整体的一部分，所有的运动都是宇宙生命的一种体现。

现在用量子理论中的概念说明热的本质问题：热量只是能量的一种表现形式。

热的来源一般是：化学反应，物理作用(包括核反应)，能量转化。

等等的这一切源于：量子运行方式的改变。

量子运行只会一个场，一个场的变化，也就是说量子运动只可123456 不会连续不断 没有0.1，0.2，0.3，0.4等等。

量子的运行方式改变只可这个场直接到那个场，要么吸收一定能量，要么释放一定能量。

水分子或者是固态，或是气态，液态，没有中间的状态。

能量有许多表现形式，而热量是能量的一种表现形式，所以我们可以测定温度等等现象。

量子运行方式改变了，物质的特性也就改变了。

烧火做饭，木柴变成灰烬，原子一个不少，电子一个不少，可是它们之间的运行方式改变了，能量或释放了或吸收了，物质也就变化了。

再说一个问题：质能方程E=MC2，先说一下一定是不对的，为什么这么说呢?因为物质释放能量一定是量子级别的。

不是连续的，物质不同的量子运行方式会释放不同的能量，同质量的物质可以释放不同的能量。

一公斤的质子和一公斤的电子释放的能量根本不是一个级别的，至少会相差几十万倍的，大家可以用实验证明这一点。

所以如果有质能方程的话，那也会有N个质能方程,一个一定不行的，绝对不对。

一个一百多斤的瓶子可以容纳一个恒星的能量，其实并不夸张，只要你能够改变恒星的量子运行方式或你改动瓶子内部的量子运行方式，这就可以轻松实现。

没有什么事物是不可以认识的，科学的发展是一步一步的，这篇论文是杂乱无章的，其实我很想写的条理，可是做不到。

我尝试了很长的时间，因为量子理论的不确定性和测不准原理和经典物理相互矛盾。

而大家又都是对的，一个事物的两个方面。

科学理论 第6篇

论文关键词 ：科学发展观 基本内涵 逻辑结构 现实意义

论文摘要：科学发展观是我国社会主义市场经济条件下经济发展规律在认识上的重要升华，是我们党执政理念的一次飞跃，发展是科学发展观鲜明的理论主题；历史唯物主义人本观是科学发展观最直接的哲学基础，以人为本是科学发展观的核心内容；独特的理论框架使得科学发展观构成了严密的科学理论体系。

科学发展观回答了当代中国发展面临的重大问题，是与时俱进的马克思主义发展观，学习和研究科学发展观，只有从总体的层面了解这个理论的框架结构和全貌，才能深刻理解这个科学体系包括哪些基本内容和基本理论，以及各个原理的位置及其相互关系，从而掌握这个理论的精神实质。

一、发展本质的新升华

中国的社会主义需要发展，更需要科学发展。十六大以来，面对国际国内形势的新特点、新变化，面对国内经济社会发展的各种新问题、新挑战，以胡锦涛为总书记的党中央以历史和时代的眼光，以对社会主义发展规律、发展本质的深刻理解和准确把握，在马克思主义发展史上，第一次全面、系统地提出了科学发展观。十六届五中全会扣紧发展主题，进步阐发了凝结着几代共产党人带领人民群众建设中国特色社会主义心血的科学发展观，明晰了社会主义发展的 目标和战略，为中国在今后一个时期内的发展指明了道路。坚持科学发展观，我国的经济社会发展必须以人为本，全面、协调、可持续发展。科学发展观是全面总结我国 50多年特别是改革开放 20多年来的发展经验，深入思考未来 中国的发展道路和发展目标后做出的一项重大战略决策。科学发展观决不是对以经济建设为中心的否定，而是对 20多年来经济建设中的发展思路、发展观念、发展模式的新调整，以更适应全面建设小康社会的需要。发展是个系统工程，必须协调推进。社会主义发展要符合社会主义发展的本质，要尊重经济规律，更应尊重社会规律和自然规律。在迈向工业文明的过程中，人口、生态、环境、资源等易成为制约发展的瓶颈，必须把控制人口、保护生态环境、节约资源放到更加重要的位置，使人口增长与社会生产力相适应，使经济建设与生态、环境、资源相协调，实现又好又快的发展。

二、唯物史观的新发展

马克思主义哲学是关乎人的科学。实现人的“自由而全面的发展”，是唯物史观的要义所在，是马克思主义哲学 的最高价值追求。科学发展观的核心是以人为本，这是坚持历史唯物主义的基本原理，对“靠谁发展”、“为谁发展”的问题作出的科学回答。马克思、恩格斯第一次以自然史的精确性去考察群众生活的历史条件以及这些条件的变更，创立群众史观。他们认为，历史是由人民群众创造的，人民群众是历史的主人。因此，坚持以人为本，就是要牢固确立人 民群众在社会主义现代化建设中的主体地位，就要把依靠人作为发展的根本前提，把提高人作为发展的根本途径，把尊重人作为发展的根本准则，把为了人作为发展 的根本 目的。依靠人，就要看到人民群众是实现发展的根本力量 ；提高人，就是要不断提高全体国民的思想道德素质、科学文化素质和健康素质；尊重人，就是要尊重人权，包括人的经济、政治、文化权利，尊重人的需求、生命、价值和尊严，就是要尊重劳动、尊重知识、尊重人才、尊重创造；为了人，就是要把人 民利益作为一切工作的出发点和落脚点，实现好、维护好、发展好人民群众的利益。“提高人”进一步回答了怎样“依靠人”的问题，“尊重人”具体回答了怎样“为了人”的问题，依靠人、提高人、尊重人、为了人，相互联系，密不可分，共同构成 了马克思主义“以人为本”的发展理念。

三、科学发展观独特的理论框架

科学发展观围绕“发展”这个主题，形成了一整套崭新的科学发展理论，这些理论之间互相联系、互相贯通，构成了一个统一完整的科学思想体系。

第一，“发展目的”论。科学发展观总结反思在发展问题上的历史经验，明确提出发展的目的是为了促进人的全面发展，满足人民群众日益增长的物质文化需要，保障人民群众的经济、政治、文化权益，使发展的成果惠及全体人民。这是我们党执政宗 旨的必然要求，是社会主义本质在发展观上的具体体现。“以人为本”的发展 目的表明，人民是否得到实惠，人民生活水平和生活质量是否得到提高，人民权益是否得到保障，人民是否高兴和满意，应当成为我们发展的出发点和落脚点，成为检验我们的发展是不是科学发展的最高标准。

第二，“发展中心”论。我们党的科学发展观的中心是“发展”，而发展的中心是解放和发展生产力，这是由社会主义的根本任务和我国社会主义初级阶段的主要矛盾所决定的。邓小平讲“发展是硬道理”；江泽民同志讲发展“是党执政兴国的第一要务”；首先强调的都是发展经济。正如胡锦涛同志所说，科学发展观是用来指导发展的，离开发展这个主题就没有意义了。坚持经济建设为中心，不断增强综合国力，才能为抓好发展这个党执政兴国的第一要务，为全面协调发展打下坚实的物质基础。只有坚持以经济建设为中心，不断增强综合国力，才能更好地解决前进路上的矛盾和问题，胜利实现全面建设小康社会和社会主义现代化的宏伟目标。

第三，“发展整体”论。马克思主义认为，社会是一个由诸种要素构成的有机体，社会的发展也是各种要素互动的结果，因此指导社会的发展必须重视社会整体的发展。科学发展观就是以经济建设为中心推动社会全面进步的整体发展观。坚持“以经济建设为中心”，这句话的逻辑结论意味着还有围绕中心的东西，否则就不成为中心了。作为对社会的整体把握，在 20世纪我们党的基本路线确立的奋斗目标是把我国建设成 为富强、民主、文明的社会主义现代化国家，即包括经济、政治、文化在内的整体 目标。党的十六大确立全面建设小康社会的奋斗 目标以后，我国社会主义现代化建设的总体布局就由社会主义经济、政治、文化建设的“三位一体”发展为包括社会建设在内的“四位一体”。第四，“发展协调”论。我国城乡、区域、经济社会发展不协调由来已久，当前城乡差距和区域差距仍然很大。缩小城乡差距、区域差距，解决发展中的不协调问题，是我国现代化建设的必然要求，也是发展的迫切需要。由于我国幅员广阔，生产力发展不平衡，二元结构的特征极为突出，城乡、区域、经济社会发展不协调、不平衡 的现象决不是在短时期内能够解决的问题。

第五，“发展持续”论。由于长期积累的结构性矛盾的解决和粗放型经济增长方式的根本改变不会一蹴而就，制约我 国发展的人 口、资源、环境的压力还将加大，实现可持续发展任重道远。坚持可持续发展，解决好我国经济发展与人口资源环境的矛盾，将是贯穿我国现代化进程始终的要求。

第六，“发展动力”论。实现科学的发展，必须解决发展动力问题。通过体制改革，充分调动亿万人民群众在经济社会发展中的积极性和主动性。通过科技创新，充分发挥第一生产力在经济社会发展中的重大作用。进一步改革开放，充分发挥 国际国 内两个市场、两种资源的作用。

第七，“发展和平”论。从对外关系上说，科学发展观，是和平发展观，即主张和平的发展、开放的发展、合作的发展。中国坚持对外的基本国策，在平等互利的基础上同世界各国展开交流合作，努力实现互利共赢。我们要一方面充分利用世界带来的发展机遇发展 自己，另一方面又以自己的发展更好地维护世界和平、促进共同发展。参考文献：

[1]马克思恩格斯选集(第l卷)[M]．北京：人民出版社，1995．67．

[2]马克思恩格斯全集(第42卷)[M]．北京：人民出版社，l979．24．

最有趣的五大科学理论 第7篇

2013-10-10 12:18:57| 分类： 科普新解|字号 订阅

当《生活大爆炸》里谢耳朵运用各种科学理论来验证生活中的小事时，科技宅们惊呆了！原来枯燥乏味的科学理论跟我们如此的近，所以今天笔者也收集了五大科学理论，可以让科技宅的你了解后有资本在人前炫耀一下。奥斯特瓦尔德熟化

我们在喝矿泉水的时候经常都会留下一部分没有喝完，然后就随手放到了桌子上。等过一段时间你再去看时，你会发现瓶壁上出现了无数的小水珠，这种现象就是由于冷凝引起的。但是你知道吗？如果你继续不动它，里面的小水珠就会慢慢汇集成大水珠，这样的现象就被称为奥斯特瓦尔德熟化。因为根据这个理论的解释，大水珠相比小水珠更加“有利”，也就是物理结构更加稳定，所以小水珠会慢慢的聚拢到一起形成大水珠。这也就是为什么冰淇淋在放置很久以后，所有的甜份都会集中在一个区域。冯·卡门涡街

在流体力学领域，物理学家们对流体通过空间后留下的各种漩涡深深痴迷。比如轮船留在海面上的波纹、飞机留下的空气漩涡等等。而冯·卡门涡街正是两种波纹碰撞后的情况。它多出现在船行驶过水面的时候，留下两条波纹，而船走后两条波纹就会互相影响形成碰撞，这种情况就被称为冯·卡门涡街。这种现象在生活中经常看到，风通过桥洞或者两栋楼之间的时候都会产生，而物理学家就是要研究如何避免出现这个现象，减少力的发作用力。快子电话

想给过去的自己留个信儿吗？用快子电话就行！在1907年爱因斯坦就已经提出了这个设想，通过超越光的速度，以时光倒流的方式给过去传递信息。但是对此爱因斯坦并没有给其进行定义，直到1970年格雷戈里·本福德才真正启用了这一个名字。然而这个名字一直存在于理论物理学试验中，因为“超光速粒子”现在也没有找到。毛球定理

如果你动过要将椰子上乱哄哄的毛梳理顺的念头？那么我劝你还是及早打消了吧，因为科学会告诉你这是不可能实现的——它总会有地方变得秃秃的。这样的情况就被称为毛球定理。现在这个定理被运用于气象学上，比如气旋席卷某地的时候，科学家就可以通过这个定理找出那个“秃秃”的地方，能够幸免于难。四色定理

如果从字面上来看，你肯定会对此嗤之以鼻，但是这个定理却是如此的庞大，大到困扰了所有的科学家，成为世界上最大的数学问题之一。单单这个问题，有超过100名世界著名的科学家为之倾尽毕生心血，数以百计的期刊来争论这个定理，还有超过15000页的报告来证明这个理论，可惜都没有任何结果，直到近代计算机的出现才证明了该定理，而到现在，能够完整解读这个定理的数学家也没有超过100位。

科学理论的发展 第8篇

历史上,许多学者提出了自己的科学观,试图以一个单一的模式概括科学理论的发展过程。虽然这些科学观和科学发展模式都受到不同观点的责难和批判,但是它们均从不同方面概括和反映了科学理论发展的某种情况。本文将把科学理论发展的四个主要模式置于不同的角度,分别进行阐述。

亚里士多德等人提出逻辑实证主义精细研究的归纳-演绎模式,反映的是科学累积发展的情况。笛卡儿、孔德和波普尔等人提出的猜想-反驳模式,反映的是科学否证发展的情况。萨伽德等人倡导计算科学哲学,提出的概念革命模式反映的是科学理论认知框架的变化。库恩和拉卡托斯认识到科学理论的复杂性,提出的结构模式反映的是科学理论变化的历史性和社会性。前两个模式注重的是科学理论发展的逻辑一面,后两个模式注重的是科学认识冷热认知的一面。

一 科学理论的累积式发展

累积科学观是关于科学理论发展的较早且较有影响的科学观。20世纪,围绕科学理论的发展,出现了一个又一个不同的理论。这些理论的出现,加深了我们对于科学理论发展的认识。这些不同的理论的一个共同点,就是对于所谓传统科学观的批判。但是,我们在接受这些新理论的时候,不能否定一个基本事实,这就是,随着科学的发展,我们对于自然界的认识增加了。就是说,就人类认识的总体而言,科学知识是在不断积累的。累积式科学观虽然受到许多理论的批判,但是,目前它仍然是科学界占重要位置的科学观。我们把它的适用范围限定在一定的方面,就可以看出它仍然能够反映科学理论发展的某些情况。

(一)科学累积发展的经典模式

能够体现累积式科学观的科学理论发展模式,是归纳-演绎模式。这个模式最初由亚里士多德系统论述,经过赫歇尔(J.Herschel)和惠威尔(W.Whewell)的发展,后来在逻辑实证主义那里得到更加精致的阐发。

亚里士多德模式认为,科学假说从经验事实中归纳得来,然后借助于演绎法推出预见,预见经受新的经验的检验。预见与新的经验如果不符合,则对假说进行修改;如果符合,则假说被证实[3]5。这个模式的特点是强调归纳在提出原理中的作用以及演绎在解释和预见观察结果中的作用。这个模式可以表示为:

归纳-假说模式比归纳-演绎模式更加注重科学定律和科学理论的提出。这个模式是赫歇尔提出来的。这个模式认为,发现定律和理论有两条途径,这就是归纳和假说。科学理论的发现分为三个步骤:第一步是把复杂现象分解为有关方面;第二步是通过归纳和假说寻找有关方面之间的关系,形成自然定律;第三步是再次通过归纳和假说把有关的自然定律组合成为科学理论[3]104-108。这个模式所说的假说实际上就是猜想。这个模式可以用以下图示表示为:

支流-江河模式把科学的发展看做是支流汇入江河的过程,认为科学就是把以前的成就逐步并入新的理论而进步的。比如,牛顿理论就把伽利略定律、开普勒定律综合了起来。提出这个模式的是惠威尔[3]109-110。惠威尔提出,事实和观念的结合导致科学的进步。事实就是为新的定律和理论提供原料的知识,包括经验事实与被合并进新理论中的定律。观念就是把事实绑在一起的原理。这个模式认为,科学的发展经过三个步骤。第一是把事实分解为基本事实,同时阐明和澄清有关观念。第二是通过归纳把事实综合成为定律和理论。不过,这里的归纳不是归纳逻辑,而是用新的观点,通过试探,对事实作出冒险的概括。第三是从理论演绎出相同的事实(解释)和不同的事实(预言)。下图是这个模式的直观表示:

下面,我们进入逻辑实证主义的累积发展观。

(二)可证实性与意义

科学知识为什么不同于其他知识,比如哲学知识或者文学知识,从而能够累积发展呢?我们可以首先对科学知识的特点进行重构。这种重构不是历史重构,而是逻辑重构或者理性重构。就是说,不是通过科学的历史研究,去考察科学知识的特点,而是确定哪些知识应当是科学的,哪些知识不应当是科学的或者应当从科学中排除出去。

近代科学是从哲学、特别是自然哲学中分化出来的。近代科学中包含了许多哲学命题。人们首先要从科学中排除的,就是形而上学的概念和命题。科学研究的是现象实体。形而上学实体不是现象实体或者观察实体,描述形而上学实体的形而上学术语不可能是观察术语,只可能是理论术语。但是,只有规定了把理论应用于现象的观察实验程序,以此描述现象的理论术语,才是科学术语。只有这样的理论术语,才可以成为科学理论术语。“物质”、“灵魂”、“上帝”等等术语表示的就是形而上学实体,因此不是科学术语。形而上学术语无法与经验世界进行比较,在科学上是没有意义的。

科学上的命题如何与经验世界比较呢?人们提出了证实原则,把可证实性作为判定一个命题是否有意义的标准。将一个陈述与经验事实进行比较,如果该事实与经验事实一致,则该陈述就得到了证实。如果该陈述一时还没有得到经验的证实,但只要它有可能得到经验的证实,那它就具有可证实性。可见,证实与可证实性都是一个命题相对于经验而言的。证实原则是指一个陈述(命题)的意义是由它可能被证实的方式所决定的,而该命题的被证实就在于它被经验所检验。按照这个原则,能被经验证实的命题,就是有意义的,因而也是科学的。反之,不能被经验所证实的命题,就是无意义的,因而也是非科学的。由此可见,证实原则与意义标准是联系在一起的,是科学与非科学的一个分界标准。

但是,强调经验的证实,会遇到两个问题。一个问题是,有些远离经验的理论实体比如电子,是无法直接观察的,表示这样的实体的术语是不是就应当排除在科学之外呢?第二个问题是,科学命题的普遍性如何能被个别有限的经验性所证实呢?一个特称命题,比如“有些乌鸦是黑的”,是对于现象的直接描述,可以直接与经验比较,就能够证实。但是,有些经验命题,比如“凡乌鸦皆黑”,是一个普遍性的陈述,或者叫做全称陈述,它所包括的个别事件无限多。对这类陈述,如何将其与经验进行比较来证实呢?这两个问题都涉及科学理论如何发展的问题。本节第三目讨论第一个问题,第四目讨论第二个问题。

(三)内在原理和连接原理

我们可以从科学理论内部的原理组成上来分析理论命题与经验命题的联系。

表述一个科学理论,需要表征理论诉诸的基本实体和基本过程,并且假定与这些基本实体和过程相应的规律。起这种作用的原理叫做内在原理。同时,我们还需要指出理论所设想的过程如何与人们已经熟悉且理论能够解释和预言的经验现象相联系。符合这种目的的原理叫做连接原理[4]。

我们以气体分子运动论为例,可以明白这两类原理在科学理论中的作用。在气体分子运动论中,内在原理是关于分子的运动和碰撞假定,以及由这种运动和碰撞产生的分子动量与能量变化的各种规律,它们包括:内在实体(理想分子)、内在过程(分子的随机运动)、内在规律(统计规律)。连接原理有两个:气体的温度与其分子的平均动能成正比;不同气体直达容器壁的扩散率与该气体分子数量和它们的平均速度成正比。根据这两个连接原理,就可从气体分子运动论导出波义耳定律。理论通过连接原理接受经验的检验,连接原理把理论与经验联系在一起,使理论具有经验的内容。

但是也要注意,这并不意味着一定要把理论上不可观察的东西与实验上可观察的东西联系起来。我们可以分析一下玻尔氢原子结构理论。其中的内在原理是:氢原子由一个带正电的原子核和一个围绕它运动的电子组成;一个氢原子的电子只能得到一组量上确定的不连续的能级;每个氢原子的电子轨道对应着一个能级。连接原理是:氢蒸气因电和热受激而发光,是原子中电子从高能级跃迁到低能级时释放能量的结果;电子跃迁放出的能量ΔE产生波长为λ的光。λ=(hc)/ΔE。此处h是普朗克常数,c是光速。根据这两个连接原理,就可以得出每条氢光谱谱线对应于两个能级之间的量子跃迁的结论来。由此,我们可以进一步推出计算氢发射光谱谱线波长的巴尔末公式来。至此,我们是不是就已经把玻尔氢原子结构理论中不可观察的实体,比如量子跃迁与直接可观察的量联系起来了呢?没有,因为我们这里只是把量子跃迁之类的理论实体与氢原子发射光谱谱线的波长联系起来了,而这种波长并非可直接观察的量。测量这种波长,还依赖于与光的波动理论在内的其他理论相联系的一些测量程序。而由光的波动理论推出的检验蕴涵,则是可以与经验直接进行比较的。在这种情况下,还要求理论的内在原理把该理论与相应的背景理论联系起来。只有这样,连接原理才会起作用。

(四)确证与归并

从前面的论述我们可以明白,理论命题通过经验检验才有意义,理论术语要由观察术语来定义。那么从这种意义上看,科学必须从观察开始,形成经验概括,才能发展成为理论。但是,科学发现过程是一个心理学过程,就是科学发现者也无法弄清楚自己是如何作出科学发现的。就是知道发现的过程,不同的科学家作出科学发现的方式也是不一样的。比如,科学史上,开普勒是通过圣父、圣子、圣灵三位一体的类比,把太阳比做圣父,把恒星比做圣子,把气和太空比做圣灵,提出他的行星运动理论的。经验验证和论证是他发表理论时采取的办法。于是,人们就把科学发现与科学论证和科学辩护分开来讨论。因此,从累积发展的观点看,我们讲科学发展的观察经验概括理论观察这样的过程,是科学论证和辩护的过程,是科学理论发展的过程,而不是发现的过程。

科学理论无论是在提出的时候,还是在经受进一步检验的时候,都需要得到观察陈述的支持。由于理论命题多是全称陈述,而相应的观察陈述的数目是有限的,我们就不可能通过穷尽相应的观察陈述来为理论命题提供充分的证据和支持。因此,我们只能诉诸概率,用观察陈述对理论陈述的支持,说明科学理论的确证性程度。归纳确证法是说明和评价一个理论的重要方法。但是我们还应当看到,归纳法不是完全可靠的方法,它是一种概率意义上的确证,而不是最终的证明。这样,归纳法在证明的评价问题上,只需证明理论是否具有最大的正确概率就够了。按照这种概率论的归纳逻辑,一个理论得到观察陈述支持的概率愈大,它得到确证的程度就越高。一种理论如果得到高度的确证,就应该得到承认和接受。科学发展就是这种得到高度确证的理论在新领域的扩展,或被归纳和合并到更全面的理论中。

从累积的观点看,科学理论在其发展过程中,有两种情况导致科学的进步。第一种情况是,某个理论在原来的范围内继续得到确证以后,其适用范围得到扩展。第二种情况是,若干个得到确证的理论,被新的理论所包容。这两种情况的一个共同特点,就是旧理论没有被抛弃,而是被归化入更全面的理论之中。

第一种情况为什么表现出科学的进步呢?这是因为某个理论如果在它原来的范围内成功地经受住了经验检验,得到了确证,而且确证度比较高,那么它就很难在进一步的检验中被否证。如果这个理论在进一步的发展中遭遇到失败,也不能否证这个理论。为什么呢?因为它既然在原来的范围内得到了高的确证度,那么它就不大会在原来的范围内失败,而这种失败只可能来自后来发现的在原来的范围以外的不同于原来的现象的新现象。既然是新现象,就必须需要新的实验技术手段来检验,而新的实验技术手段就需要引进新的对应规则,有时候还需要引进新的原理。有了新的对应规则和原理,就意味着理论有了新的发展。如果该理论被否证,则否证的部分应当是原有理论扩展了的部分,或者说是新发展了的理论。如果该理论得到了确证,则原有理论的发展就得到了确证,科学就会向前发展。在这种情况中,原来的理论术语与新的理论术语的意义并不需要发生多少变化,变化的只是增加对应规则和原理。经典力学扩展到刚体力学,就是这种情况。 第二种情况很容易理解。以开普勒行星运动三定律与牛顿理论的关系为例。开普勒三定律都可以从牛顿万有引力定律加上相应的边界条件和少量其他原理(如角动量守恒等)推演出来,开普勒定律成了牛顿理论的推论和特例。科学史上充满着这方面的实例。

两种情况的归化展示的科学累积发展的图景是:归纳使科学理论得到论证和确证。得到高度确证的理论在进一步发展过程中很难被否证,它们或者扩展到更广泛的范围,或者合并到更一般的理论之中。这就像中国套箱,小箱子外面套大箱子,箱子的数目不断增加。确证度高的理论不会被抛弃,而是不断被更全面的理论代替。因此科学成就不断得到增加,科学知识累积式地向前发展。这是科学理论发展的一种方式。

二 科学理论的否证式发展

科学理论发展的另一种方式是否证。否证主义科学观虽然是20世纪才出现的科学观,但是,与这种科学观相联系的科学理论发展的假说-演绎模式或者猜想-反驳模式的初步形态,是文艺复兴时期就出现了的。否证主义科学观有朴素的和精致的两种形式。本节把否证看做科学理论发展的一种形式而不是普遍的形式,并且综合两种形式的否证主义的思想来论述。

科学发展的否证形式是:科学始于问题,为回答问题提出猜想,根据猜想演绎出一系列的预见,再根据这些预见设计观察和实验方案,通过经验与预见的比较检验猜想,然后依据经验检验的结果来调整理论或假说。科学理论的发展就是不断经受否证检验的过程。这个过程可以简单表示为[5]:

P1TTEEP2

其中,P1代表问题,TT代表试探性理论,EE代表排除错误,P2代表新的问题。

(一)否证与演绎

我们在上一节认识到,可证实性是科学知识的一个重要特征。但是,仔细分析起来,这种认识并不全面。从科学认识与经验的关系上看,我们可以把科学知识的特征更全面地概括为可检验性,就是科学知识与经验可以比较的性质。而这种可与经验比较的性质,包括可证实性与可否证性两个方面或者说是两种形式。在20世纪80年代美国阿肯色州关于“创世科学”与进化论的一场影响很大的立法官司中,科学知识的可证实性与可否证性就作为科学知识要满足的必要条件同时出现在检察官的证词中,并且这场司法诉讼的结果有利于进化论的传播。这说明,可证实性与可否证性作为科学知识与非科学知识划界的条件已经得到社会的赞同。如果说可证实性是从肯定的方面认识科学知识的性质,那么,可否证性就是从否定的方面认识科学知识的性质。二者不能互相代替。

可否证性指的是逻辑上可以被经验否证的性质。一个理论只有在逻辑上有可能被否证,才是科学的,否则,就是非科学的。根据这一原则,在逻辑上有可能被否证但至今尚未被否证的理论,如相对论和量子力学,是科学的。历史上已被否证的理论如地心说、燃素理论等等,也是科学的,因为它们具有在逻辑上被经验否证的性质。而分析命题、数学命题、形而上学命题以及模棱两可的命题则是非科学的,不具有可否证性。

把否证原则作为科学与非科学的分界标准是基于全称陈述与单称陈述之间逻辑关系的不对称性。这个不对称性来自全称陈述的逻辑形式。因为,这些全称陈述不能从单称陈述中推导出来,但是能够和单称陈述相矛盾。我们不论看到多少只白天鹅,都不能证实“凡天鹅皆白”的理论,但只要看到一只黑天鹅就可否证它,这就是逻辑上的不对称性。这是否证主义科学观的逻辑起点。否证用的是演绎法,它是否定后件的推理,结论假必然要传递到前提上。因此,只要发现与全称陈述相矛盾的事例,就可否证该陈述。而证实用的是归纳法,证实难以实现,因为个别有限的单称陈述不能证明严格的全称陈述。“凡天鹅皆白”这个全称陈述,要证实它,就必须对世界上所有的天鹅进行检验,这显然是做不到的。如果从反归纳的立场出发,坚决反对借助概率演算来发展归纳推论的理论,那么使全称陈述从观察到确认的归纳推论也是根本不存在的。如果存在着归纳推论,则必然也存在着一种证明归纳推论的归纳原则。这种归纳原则应该是综合陈述,按照逻辑实证主义的要求,它作为综合陈述必须是由经验支持的。又因为这一原则是普遍陈述,所以这种支持并不是证实,而是确认。这样,这个归纳原则必定是用归纳方法得出的。为了证明这个归纳原则,就必须假定更高一级的归纳原则,于是就陷入了一种无穷的倒退。由此可见,严格的全称陈述有一个显著的逻辑特征,只能否证,不能证实。

否证原则不仅是科学与非科学的分界标准,而且还是推进知识增长的重要手段。科学的进步不仅有不断归纳、证实、积累的过程,而且还有不断否证、不断批判旧理论,大胆猜测新理论的过程。没有否证就没有科学革命,就没有科学知识的增长。

(二)科学知识增长的动态过程

科学始于问题。为什么呢?因为,观察渗透着理论,观察事实的陈述和观察事实的确证都必须借助于理论。所以,观察不是科学的起点。同时理论也不是科学的起点,因为理论是为了解决问题而提出的。只有问题才是科学的起点。问题出现后,科学家们就要提出各种试探性理论用以解决问题。试探性理论不是从过去积累的经验材料中概括出来的,而是大胆猜想的产物。各种试探性的理论提出后,就要接受严格的批判和检验,即寻找反例进行反驳和否证。对一种理论的任何真正的检验,都是企图否证它或者驳倒它。当试探性理论被经验否证后,又产生了新的问题。这样,又从新问题到新理论,以及新理论再被否证,科学正是如此从旧问题向新问题的发展。这就是科学发展的否证模式。这一模式强调了科学知识的增长是一个动态的不断革命的过程,是与我们上一节所讨论的累积式静态模式不同的模式。

每一个理论的可否证性程度是不同的。容易被否证的理论其可否证性的程度就高,不容易被否证的理论其可否证性的程度就低。从逻辑上看,一个好的理论,应当是可否证度高的理论。理论表述的内容越普遍,它所提供的信息量越大,可否证度就越高;其次,理论表述的内容越精确,它的可否证度就越高。可否证度是理论评价的重要标准,但不是唯一标准,理论在接受逻辑检验以后,还必须接受经验的检验。只有当理论或由之推导出的预言经受了观察实验的严格检验,并得到了确认,才可称为是真正进步的理论。当然,更重要的是可否证度,可否证度高的理论是有意义的和重要的,即使它遭到经验的反驳,也对科学的发展提出了问题,因而有助于科学的进步。

否证主义方法是一种对理论进行检验、进行批判和革命并最终把它否证的方法。这种方法强调批判,因为现代自然科学革命表明,科学的精神是批判,即不断推翻旧理论,不断作出新发现。

(三)科学的成长与进步

如果科学的发展仅仅是否证,那么科学如何成长和进步呢?

通过我们在前一章讨论的确证与否证的内容,我们可以想到,证实一个科学理论不可能,彻底否证一个理论也不可能。因为,第一,经验命题本身就负载着理论,而理论是可错的,理论的可错性传递给经验命题,那么,可错的经验命题对理论的否证就有了可错性。第二,我们看一看科学史,几乎所有的科学理论都曾经面临与经验命题的矛盾,但是,这些理论有很多都存活下来了,就是说,它们实际上(而不是逻辑上)并没有被否证掉。所以,在一个理论遇到反例时,人们并不会马上抛弃该理论,而是要对这个理论作一些修改或者新的辅助性的说明,把这个反例解释过去,以推动进一步的检验。

如果为了使某个科学理论免遭被否证的危险,对该理论进行修改或者增加一些新的假定,使该理论不具有可否证性或者可检验性,这样的做法称为对原有理论的特设性修改。特设性修改不会导致科学的进步,只会使一个理论堕落。伽利略用望远镜观察到月球表面的凸凹不平时,亚里士多德的信徒为了坚持一切天体都是完美球体的学说,提出月球上存在的不可检测的物质充满了凹处,使得月球仍然保持完美球体形状。这就是一个典型的特设性修改,它不仅没有导致新的检验,而且还逃避检验,其结果只能使亚里士多德学说在文艺复兴时期更加处于劣势。海王星发现的例子,情况正好相反。海王星的预言,提供了对牛顿理论的新的独立的检验,是非特设性的,它所导致的是科学的进步。从发现海王星的例子我们也可以看到,否证主义模式并不完全否定确证在科学发展中的地位。

科学的进步有两方面的标志。一方面的标志是理论的可否证度。增加理论的可否证度,就是增加了一个理论被否证的可能性,增加了该理论经验内容。经验内容的增加就是知识的增多,而知识的增多就是陈述的内容为真的可能性的减小。另一方面的标志是确证度的增加。高度可否证的理论如果得到不断的确证,那就使我们的知识经受住了否证的考验。所以说,可否证度是科学理论潜在的进步标准,确证度是科学理论的实际进步标准。

比较累积模式与否证模式,我们也可以看出,前者更加注重追求真理的证明或者可能的真理,后者更加强调科学的成长。在否证主义模式看来,确证的意义更在于它提供了证据表明被确证的理论有理由否证并且取代旧理论。

三 科学理论发展中认知框架的变化

科学也是一种认知现象和过程。所谓认知,就是智能实体(人、计算机)与其环境的相互作用。认知科学是人工智能、心理学、语言学、人类学和神经科学诸学科相互交叉,专门研究心智能力的结构、功能、过程、机制及其表达和实现的一门新兴学科。认知科学研究的主要现象包括诠释(包括视觉的产生、语音的辨识、语言的理解)、记忆、推理(包括学习、解题与计划)、创造力等。

随着认知科学的发展,人们试图借助计算机,对传统的科学哲学问题给出具体的答案,并尝试提出新的更加具体的问题。为了在计算机上实现这些想法,可以根据科学哲学、科学史和科学社会学诸领域达成的共识,把影响科学理论发展的因素分为理性因素和社会因素两大类。相应地,把科学认知分为热认知和冷认知两类。研究者的动机和情感因素在其中起作用的认知称为热认知;不包括研究者的动机和情感因素的认知叫做冷认知。人们已经用这种思想在计算机上系统处理了拉瓦锡氧理论、达尔文进化论、魏格纳大陆漂移说、哥白尼宇宙体系、牛顿力学、爱因斯坦相对论、量子力学等典型的科学革命案例中的冷认知过程。[6][7]

(一)对理论优劣的认知

对理论优劣的认知,就是面对两个相互竞争的理论,从中选出好的理论,抛弃不好的理论的过程。人们借助计算机来探讨这种认知的机制。

要在计算机里表达和研究两个理论的竞争机制,需要把两个理论系统解析成为能够输入计算机里的命题系统,还需要有一个共同的比较标准系统即经验命题系统。这样,总共就需要根据科学史实重建三个命题系统,即两个理论命题系统和一个经验命题系统。

为了研究命题之间的关系,萨伽德提出了解释一致性的计算理论。该理论提供了一套确立科学理论内部各命题之间关系的原则。如果两个命题彼此支持(hold together),它们就一致。令科学解释系统S由命题P、Q和P1Pn组成。解释一致性原则包括以下7项。对称原则:(a)如果P与Q一致,则Q与P一致;(b)如果P与Q反一致,则Q与P反一致。解释原则:如果P1Pm解释Q,则(a)对于P1Pm中的每一个Pi,Pi与Q一致;(b)对于P1Pm中的每一个Pi和Pj,Pi与Pj一致;(c)在(a)和(b)中,一致度与命题P1Pm的数目成反比。类推原则:如果P1解释Q1,P2解释Q2,P1与P2类似,且Q1与Q2类似,则P1与P2一致,且Q1与Q2一致。数据优先原则:描述观察结果的诸命题都以它们自身为一个可接受度。矛盾原则:如果P与Q矛盾,则P与Q反一致。竞争原则:如果P和Q都解释命题Pi,且如果P和Q是解释上不相联系的,则P和Q反一致。这里,如果具备以下三个条件中的任一个,则P和Q是解释上相联系的:(a)P是Q解释的一部分;(b)Q是P解释的一部分;(c)P和Q一起是某个命题Pj解释的一部分。可接受性原则:(a)命题P在系统S中的可接受性取决于它与S中诸命题的一致;(b)如果许多有关的实验观察结果没有解释,则仅仅解释其中一些结果的命题P的可接受性就降低。

萨伽德等人设计了一个叫做ECHO的人工智能程序。在ECHO中,每个命题由一个单元即结(node)表示,单元之间的关系用连接(link)表示。如果两个命题P和Q一致,则在表示它们的单元之间有一个兴奋连接;如果P和Q反一致,则在表示它们的单元之间有一个抑制连接。假说的可取性用其结的活化度(degree of activation)表示。一个结的活化度要根据与之相连的其他结的活化度以及这些连接的兴奋与抑制权重进行校正。关于校正的细节,这里不作介绍。重要的是,概念系统的取代,就是兴奋连接导致整个假说子系统一起有活性而使之与竞争的系统失去活性。

如果把以上三个命题系统输入到计算机里,ECHO程序根据这些输入运行,建立起相应的连接,并且调整了权重,获胜的理论命题就有了大于0的渐近活化,而失败的理论命题就成为无活性的了。初略地说,两个相互竞争的科学理论,取胜的科学理论就是其理论命题与经验命题比较一致的理论。

(二)概念网变化

上一目处理的是一个科学理论何以代替另一个科学理论的问题。但是,一般说来,在一个新理论出现之前,人们总是相信一个旧理论。那么,在一位取得革命性突破的科学家的头脑里,新理论是如何在与之相反的旧理论的基础上形成的呢?

我们可以把理论的发展看做认知框架的变化。一个科学理论,就是由科学概念和这些概念之间的联系构成的一个网络。这里,我们用一个“结”(node)表示一个科学概念(注意不是上一目那样表示一个命题),用某些连接(link)表示科学概念之间的联系(注意不是上一目那样表示命题之间的联系是兴奋或者抑制)。连接共有5种,即种连接(kind links)、例连接(instance links)、规则连接(rule links)、性质连接(property links)和部分连接(part links)。例如,金丝雀与鸟之间是种连接,啾啾(小鸟名字)与金丝雀之间是例连接,金丝雀有黄颜色是规则连接,喙(器官)与鸟(整体)之间是部分连接,等等。反映在概念网的图上,人们用一个内标有概念名称的方框表示例概念结,其他结用椭圆圈表示;用连接不同结的带箭头的连线表示规则连接,用连接不同结的不带箭头的连线表示其他连接。这样就构成了一个概念网(network)。概念网的变化,就是结和连接的增删。

从概念网的观点看,科学家头脑里科学理论从旧到新的变化,就是概念网中结(概念)和连接(概念之间的关系)二者的变化。结的变化有增生(accretion)和取代两种方式。增生就是在原有概念网中增加了新的结(即新概念)。取代就是新的结(新概念)取代旧结(旧概念)。增生和取代都可能伴随着连接方式(概念之间的关系)的变化。

四 科学理论发展的历史-社会结构

研究科学史,我们发现,有许多科学发现是不能确定何人在何时何地作出了何发现的。比如,关于氧的发现,至少涉及5位科学家的独立工作,19世纪40年代能量守恒定律的发现至少涉及12位科学家。另一方面,如果我们把历史上的某些科学理论中的错误和确证了的知识分离开来,我们就不能理解那些科学理论,去掉了错误的许多科学理论就不成其理论了。这说明,科学发现是有历史和社会结构的,同时也说明,仅仅从证实、否证和认知框架方面理解科学的发展是不够。

库恩和拉卡托斯在上述认识的基础上,提出科学发展的结构理论[8][9]。本节,我们吸收综合他们二人的工作,特别是库恩理论的框架,对科学理论发展的历史-社会结构进行讨论。从科学革命结构的观点看,科学发展的模式是:

前科学常规科学危机革命新的常规科学新的危机

这个模式认为,科学认识活动是由科学共同体进行的,在科学发展的社会史上可以分为几个时期:前范式时期,各种理论、观点、假说相互竞争,但没有一种在科学共同体中得到确认;常规科学时期,科学共同体在范式(已确立的科学理论)指导下不断积累知识的时期,常规研究是不断开拓与加深范式的内涵,为新观念、新理论的突破奠定基础;科学革命时期,出现了与范式所预期的不相符合的反常现象,当调整范式不能解决反常的问题时便出现科学危机,这时候原有的范式受到质疑,科学革命时期从此开始。

(一)范式与共同体

从历史-社会结构的观点出发,可以看到,仅仅把可证实性或者把可否证性作为科学的标志,都不能正确回答什么是科学。从科学的整体性来看,可以把范式作为科学与非科学的分界标准。所谓范式(paradigm),是指从事同一个特殊领域的研究的学者所持有的共同的信念、传统、理性和方法。范式是重要的科学成就,它有两个显著的特点,一是它可以把一大批坚定的拥护者吸引过来;二是它能指导这些拥护者进行解难题活动。因此,范式对科学研究者既有心理上的定向作用,又有实际工作上的指导作用。据此,可以把有无范式的存在看做区分科学与非科学的标志。范式是科学革命结构方法论中非常重要的概念,其重要性不仅表现在它是划界标准,而且还表现在新旧范式的更替是科学革命的标志。科学革命就是旧范式向新范式的过渡。

与范式紧密相连的,是“科学共同体”概念。“范式”一词无论实际上还是逻辑上,都很接近于“科学共同体”这个词。一种范式是、也仅仅是一个科学共同体成员所共有的东西。反过来说,也正由于他们掌握了共有的范式才组成了这个科学共同体,尽管这些成员在其他方面并无任何共同之处。要完全弄清楚范式,首先必须认识科学共同体。所谓科学共同体是指某一特定研究领域中持有共同观点、理论和方法的科学家集团。这一科学家集团的成员受到过大体相同的教育和训练,因而有共同的探索目标和评判标准。科学知识实质上是科学共同体的产物,因为范式的产生、形成以及更替是与科学共同体成员的创造、拥护以及叛离活动联系在一起的。

前科学是尚未形成范式的时期。在前科学时期,科学家们各持己见,对某一问题的解释存在着众多相互争论的理论。例如,牛顿以前的光学就是这样。在牛顿提出光的微粒说以前,对于光的本质的见解众说纷纭,无所适从。有的人认为光是物体和眼睛之间介质的变化;有的人认为光是介质同眼睛发射物的相互作用;还有的人把光看做是从物质客体发射出来的粒子。直到18世纪牛顿提出了微粒说,认为光是物质粒子,为光学提供了第一个范式,光学也就从前科学进入到常规科学。

(二)常规科学及其危机

范式的形成标志着科学的成熟。有了一个范式,有了这个范式所容许的那类更具有小圈子性质的研究,这就是任何一个科学领域的发展达到成熟的标志。有了范式就意味着前科学进入到了常规科学。在常规科学时期,科学家们在范式的指导下进行解难题活动。难题不同于问题,因为难题有解,而有的问题可能根本不存在解。在范式指导下,科学家们满怀信心集中精力解决范式所规定的理论和实验两个方面的难题。解决难题是为了保护和发展范式,而不是否定范式。因此,随着难题的解决,范式的结构更加完善,内容更加丰富,范式在理论上和实验上与自然界更为一致。在常规科学时期,科学是渐进发展的,是一种累积的事业。

在常规科学时期有时会出现反常现象,即范式无法解决的难题。反常现象的出现并不表示“否证”了一个理论或范式,只是对它提出了一个反例。在常规科学时期,科学家们对反常现象并不介意,不是一出现反常,就抛弃理论,而是把反常现象看做是实验仪器的问题或自己对解决难题的无能。但是,随着反常现象的频繁出现,使范式陷入了危机,这时科学家对范式开始怀疑,对它的信念逐渐动摇,原范式的定向作用失效。于是,危机给科学共同体带来分裂,科学研究变得类似于前科学时期,各学派之间相互竞争。

(三)科学革命

要解决危机,必须进行革命,抛弃旧范式,建立新范式。要创建新范式,就需要批判精神与创造精神。在科学革命时期,科学的发展是突变和飞跃,是新旧范式的更替。科学经过一场革命后,新的范式诞生,新的共同体形成,于是科学便进入了新的常规科学,在新的常规科学之后又伴随着新的危机。科学就是按照这种模式不断发展的。

在常规科学时期,科学家的思维方式是收敛性的,收敛性思维具有保守性,这是科学家集中精力解决难题所需要的,同时也是维护和发展范式所需要的。在科学革命时期,科学家的思维方式是发散性的,发散性思维要求科学家具有思想活跃、开放的性格,这是建立新范式所需要的。由这两种思维方式形成的互相牵引的“张力”,决定着范式的发展和更替,这种张力是科学前进的动力。

革命在科学中具有重要作用。科学革命导致了新范式代替旧范式。由于新范式能消除反常现象,其解难题能力比旧范式强,因而显示出科学在进步。但是,这并不意味着新范式比旧范式优越。新旧范式之间是不可比的,不存在客观的合理的标准。新旧范式的更替是“格式塔”转换、世界观演变或宗教信仰的改变,因而没有在范式之间评判谁优谁劣的统一标准。理论的选择和科学进步的标准只能是因科学共同体而异。这就是所谓的“不可通约性”(亦译为“不可共量性”或“不可公度性”)。

附记:本文是作者为教育部社会科学研究与思想政治工作司组编的《自然辩证法概论》(高等教育出版社2004年5月出版)撰写的第8章书稿。承蒙该书统稿者好意,此文稿正式出版时被大量改写。现恢复文稿原貌,删去原稿中与文献[7]重复的部分,加上参考文献,在此发表。

致谢:唐文佩博士逐字阅读本文,帮助作者更正了其中的多处植字错误。谨此致谢!

参考文献

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