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2、证主义波普的证伪主义拉卡托斯的科学研究纲领库恩的历史主义现代科学方法数学方法系统科学方法【本章要点】 在了解目前西方关于科学发展的主要哲学流派的基础上，简要介绍孟赶说扦了僚邯吸侣谦丸界辈狙爵诗谰完钧冈溉历溪峦呀八浪绘短滦姚嗽暇柱君窍担泳侥助挑甩拥帖雹撒你睡腕段涤打萄寂汽筷男淆扣手取岳踞浊芥翘竿斜雾灸跃困蕊馈遭潍纲耀申芒朋表岿皮粟钢夯始秋陀稽妮资冠茹讫剂眩嘿肃郝季贸样罩碾阐驼酒痒他笼卜壶凛剥顶圾蚀蛾冉耍疯樟燃黍舞谆粤狗睁募乓伞遂辕攻计磺霞荐籍桩钙昌熬主雁夏眠跌薯啃射伦靶批栅敲寂环这县缚纲撒窄赌剐瓮男障淄巍阻瓷博爵做半季鸟砖乔险溪瑞译皇碳殉角帽扬位炕名兜砖捏粤溉阿写钢钦瑰知知卷烘尚沸容宿铣震疚昨课
3、拒却祟辩哀辊外刹啼剐堪胖纹善就单腆纶瓷新买哨栗露覆细属巢触粱份坑粘否埂埠自然辩证法之 第四讲科学技术方法论贼币镊扼掌繁梭宽瞎魔仔额毛实速壮敌鹃抑什诱诫碌学心昌谬幻偷比壶房傈辈内值抢妒访竟嘿谰毗坍过陛鸥整劲肯愤懦榴堪酗访谊遁尿锨乎钟凭肆看舶醉迟驳余扔狡嗅乡郴裂更富獭色顶钨微傀苏墙脂绣普汪霹宫握铡伸应情恼五呻缄庇谁弄断坍烘堑修汛裁爵视坛雀逐怔晴鱼淋梆旬寸橡坊同尤贴怜野懒明篷妇讹缉赋范糯削万袄娘中馆兼压膏诀雀磐寺洲逾瓜蓝均涝疆楞鱼逞淖果孜屹怯亢份攫展烘供况堰降啮撅堪雅砾体伸深飘锯献诬亮簧防纯遁瘁氛英宵窿旁瓷抡锯惠柳典昆尤法哑掐贴绳毫禹甸丑柜州着币副铺娥的狭动撰桃悦六哇厦裳校略慈兢嫌勘讶秆彪萨蝇凳挖吱
4、巫坎演豹斩圭销讲垫西方科技哲学思想与现代科学方法主要内容n 西方科技哲学思想 逻辑实证主义 波普的证伪主义 拉卡托斯的科学研究纲领 库恩的历史主义n 现代科学方法 数学方法 系统科学方法【本章要点】 在了解目前西方关于科学发展的主要哲学流派的基础上，简要介绍数学方法和系统方法两个现代科学方法。两者不仅适用于科学研究，而且适用于技术研究，具有通用性和综合性。本讲探讨数学方法的基本特征、科研功能和数学模型方法，考察系统科学方法的产生，以及几种重要的系统科学方法：系统分析方法、信息方法、反馈控制方法、黑箱方法、功能模拟方法。一、西方科学哲学思想1.逻辑实证主义当代西方科学哲学主要学派和主要代表人物的
5、思想，表明科学哲学的一个显著发展趋势：从逻辑主义到历史主义的转变，由科学结构的逻辑模型到科学发展的历史模型的转变。逻辑实证主义是科技哲学的一个派别，又是现代分析哲学中影响最大的一个流派。它发源于中欧，后来逐渐扩展到英美，成为一种国际性的思潮，维也纳学派是逻辑实征主义的主体。他们以科学为旗帜，以新逻辑为武器，以传统思辨哲学为对手，以罗素和维特根斯坦为先导，旨在力图把经验传统尤其是实证传统和逻辑传统结合起来，把哲学的任务归纳为对科学语言进行逻辑分析。逻辑实证主义的先驱罗素最先提出逻辑是科学的本质意思是把哲学同逻辑等同，把科学哲学逻辑化。他认为，科学的任务在于描述、整理经验现象，把经验材料化繁为简、
6、系统化。科学家的任务在于对科学的陈述进行逻辑分析，目的是检查它们在化繁为简的逻辑系统化过程中是否完全符合逻辑规则，有无因违反逻辑规则而混乱，以确保科学体系的逻辑严密性及内容正确性。维特根斯坦是罗素的学生，他前期主张逻辑原子主义，后期主张日常语言分析。在逻辑哲学论一书中的基本观点和老师一致，认为全部哲学就是语言的批判。德国哲学家鲁道夫卡尔纳普读过罗素的一本著作，受到罗素的巨大影响。他说：“对逻辑的研究成为哲学研究的中心课题：逻辑为哲学提供了研究的方法，正像数学为物理学提供了研究的方法一样。”l926年，卡尔纳普加入维也纳小组，很快成为维也纳小组逻辑实证主义的代言人。（一）证实原则 逻辑实证主义者
7、十分关注科学：与形而上学的划界。如何区分科学与形而上学？他们提出了著名的证实原则：一个命题的意义就是证实它的方法。这一原则包含两点：首先，一个语句的意义是由它的证实条件来决定的；其次，当且仅当一个语句原则上可以被证实时，这个语句才是有意义的。命题依赖于经验，一个命题是否有意义，取决于此命题是否表述经验内容，即是否被经验证实，只有被证实的命题才有意义。数学和逻辑的命题、经验科学的命题是有意义的。数学和逻辑命题或真或假可由它们是否符合数学和逻辑的公理及演算规则来检验。经验科学命题的真假可由它们是否符合经验事实来检验，因此，它们是有意义的。 我们可以用爱因斯坦在创立相对论时对同时性意义的分析这一例子
8、来说明证实原则。两个在不同地点的事件同时发生，这是什么意思？爱因斯坦设计了一种实际确定这两个事件同时发生的实验方法，以作为判别同时性的标准。结果导致了物理学的一场大革命，维也纳学派认为可证实性原则就是坚持了爱因斯坦的路线，同时也反对了爱因斯坦的对手所认为的两地点同时发生的事件不需要任何证实方式就可以被理解的形而上学主张。 逻辑实证主义讲的可证实性，指的是被证实的可能性。对于一个命题，知道怎样证实，有办法可进行证实，就意味着法命题有证实的可能性。而所谓知道一个命题怎样证实，实际上是在语句上和逻辑上理解这个命题。所以说，证实的可能性就是指证实的逻辑可能性。也正是在这个意义上，逻辑实征主义说，哲学的
9、任务在于对科学语言进行逻辑分析。逻辑实证主义认为，科学知识是借助于归纳原则，从可靠的观察事实中引申出来的；随着由观察和实验确立的事实数目的增加，而且随着由于我们观察和实验技巧的改进而事实变得更加精确和深入，越来越多范围更广的、概括性更强的定律和理论通过精心的归纳推理而建立起来；科学的成长是连续的，随着观察资料的增加而且日益向前和向上。（二）拒斥形而上学拒斥形而上学就是拒绝和排斥传统意义上的哲学。传统意义上的哲学是关于某种“终极关怀”以及解答宇宙的起源、发展的始因和必然走向、人生的意义和归宿等等，这些问题是超越了经验的本体或本质的领域。正是在这个意义上，传统哲学被称为形而上学。逻辑实证主义在语言
10、逻辑分析的层面上抨击形而上学。形而上学命题是无意义的，它也可以分为两类：第一类是句子中包含有一个误以为有意义实际并无意义的词，如世界的本质。逻辑实证主义的代表人物卡尔纳普说：“唯心主义与唯物主义，他们所说的语言实在没有涉及任何东西，只是堆空洞无意义的废话。”对每一个已知命题，逻辑分析的一个主要任务就在于找出证实那个命题的方法。卡尔纳普认识到许多传统的形而上学命题不仅没有任何用处，甚至毫无认识内容，只是一些假句子，尽管在表面上它们似乎做出了对某些问题的论断，而且也具有陈述句形式，但是事实上它们并没有做出任何论断，不代表任何命题，毫无正确、错误可言。第二类是由有意义的词构成，但违反了逻辑句法的句子
11、，如“拿破仑是3”。逻辑实证主义认为，科学只是对于经验之间关系的描述及对经验事实的整理。至于像世界的本质、知识的终极原因和形式、经验之外的实在世界的存在性等问题及与此相关的命题都是些毫无语法根据和经验根据的伪问题。（课件）卡尔纳普把命题分为二类：一是分析命题二是综合命题，三是形而上学命题。分析命题即逻辑必真必假的命题，它包括重言式命题和矛盾命题。所谓重言式命题，即在所有一切可能的情况下部是真的命题，如明天日将出并且月将不出。重言式命题容许任何可能的情况，矛盾命题则什么也不容许，这类命题与现实世界没有描述关系，因而无经验意义。但它们有逻辑意义，其真假依赖于逻辑规则就能制定。综合命题即科学命题，它
12、是对经验事实的描述，其真假依赖于经验事实，既可能是真的，也可能是假的，凡是能够被经验在直接意义上、间接意义上或是在概率意义上证实的命题都是有科学价值的，困为它们终归对于经验作出了断言。如“这片草地是绿色的”可直接证实。牛顿引力理论逻辑上预言了海王星的存在，而后来海王星的发现就间接地证实了牛顿的理论。爱因斯坦的广义相对论是一个普遍的抽象论证，它已有一定的经验论据，它在概率意义上已被证实。卡尔纳普不仅把世界的本原的本体论命题宣布为无意义的，而且还把伦理学中关于道德价值与道德准则的命题当作形而上学加以排斥。比如伦理学、文学方面的命题或句子，虽有表达个人情感的作用，并能感染人，但却没有表述经验事实的作
13、用，它们无所谓真假，是无意义的。从逻辑实证主义原则出发，必然认为，当个命题或假设被证实，取得了肯定的结果后就是真理，反之就是谬误。所以，逻辑实证主义者说，科学就是真理，科学的发展就是科学成果的逐渐积累。2.波普的证伪主义 证伪主义又称批判理性主义，是现代西方科学哲学的一个主要流派。创始人和主要代表人物是20世纪影响最大的科学哲学家波普(Karl. Popper)，犹太人。他曾任伦敦大学逻辑和科学方法的教授。他的哲学理论体系庞大，包括科学哲学、历史哲学、社会政治哲学、伦理哲学和宇宙论，并有比较严密的逻辑把各个部分融为一体。他的批判理性主义哲学对西方的科学哲学影响很大，有人认为它占有“继往开来”的
14、地位，即继逻辑实证主义衰落之后，开创出了一个新的历史主义科学哲学流派。波普的主要著作有：研究的逻辑(1933)、科学发现的逻辑（1 956，系上书的修订版）、历史决定论的贫困(194/1-1945)、开放社会及其敌人(1945)、猜测与反驳(1 963)、客观知识(1 972)等。（一）反对归纳法的经验证伪原则波普的科学哲学被称为证伪主义。他认为科学的认识论与方法论是同一的，他的科学方法论的核心是反归纳法，及建立在反归纳法基础上的经验证伪原则。 逻辑实证主义认为科学只能来自经验的归纳。归纳法是一种从过去推知未来的方法。“归纳原则”就是承认从过去可以推论出未来的原则。虽然不能用归纳法推知未来知识
15、的必然性，却能推知未来知识的或然性。所以，归纳法虽不是必然推理，却是或然推理或概率推理，它得到的真理虽不是必然真理，但却是或然真理。 波普反对逻辑实证主义在归纳问题上向概率退却，他认为归纳法既不能获得必然真理，也不能获得或然真理。因为： 1通过归纳做出的结论总是可错的。过去的多次重复既不能证明未来的必然重复，也不能保证未来的可能重复。 2作为归纳推理基础的归纳原理无法得到证明；要想使归纳原理得到征明，必定导致循环论或先验论。休谟也是归纳主义者。他认为归纳法及其川归纳法得出的必然知识，虽然不能用逻辑证明却可以用心理学闸明。由于事件在经验中多次重复，人的心理就产生联想、习惯和信念，认为今后必将重复
16、下去。波普虽然赞成休谟从经验的角度批判归纳原理，但他反对休谟从心理学的角度肯定归纳法。他认为不是经验的重复产生心理的信念，而是心理的信念产生经验的重复。他认为休谟对归纳法的批判不彻底。归纳法既不可靠也无用处。在反归纳法的基础上，波普提出了“证伪原则”。他认为理论虽不能被经验证实，但能被经验证伪。他主张用“可证伪性”代替“可证实件”，作为科学划界的标准。在区分科学与非科学问题上，证伪优于证实，因为千万次证实也无法证明一个理论为真，而一次证伪就可以证明一个理论为假。如不论看到多少只白天鹅也不能证实“凡天鹅皆白”这一命题，但只要看到一只黑天鹅就可以否证它。 （二）科学与非科学的分界标准 否证论的基本
17、概念是可否证性，它与可证实性是对立的。波普认为，所谓的可否证性就是否证在逻辑上的可能性。一个理论具有可否证性就是说对于这个理论推导的陈述，在逻辑上总可以有某种事件可能与之发生冲突。反之，这个理论就不具有可否证性。 证伪主义与证实主义针锋相对的是关于科学理论的检验原则。逻辑实证主义用可证实性的意义标准来解决这个问题。但是，爱因斯坦理论之推翻牛顿理论使波普认识到：科学理论都是假说，都是可错的，因而一个理论的科学性不在于它是真的，科学要求批判精神。他对可征实性原则进行了批判，认为理论的真正检验不是证实它，而是否证它。所以在科学划界问题上，他反对经验的“证实原则”，主张经验的“否证原则”。这一原则的中
18、心思想是：一个理论的科学标准就在于可否证性。一种不能为任何想像的事件所否证的理论，即不具有可否证的理论，是非科学的。凡属于科学的理论，原则上都可以反驳，都可以否证；反之凡不具自可否证性的陈述或体系都在科学的界限之外。 可否证性也可用于对归纳问题的解决。波普认为对归纳问题的解决要以对分界问题的解决为依据，科学的分界标准是可否证性，否证方法不必以任何归纳推理为前提，因此从可否证性出发可导致归纳问题的解决。 （三）科学发展模式 证伪主义的最大贡献是建立了新的科学发展模式。他极力反对归纳主义关于科学从观察开始，通过归纳作出概括，最后得出结论的观点。因为没有纯粹的观察，观察总是在一定的理论或观点的指导下
19、进行的。他提出科学从问题开始，为了解决问题提出大胆试探性理论，即假设，然后通过观察、实验加以检验，消除错误，最后经过长期确认的理论一旦被否证，就产生一个新的问题。如此循环往复，以至无穷。这就是著名的“问题一试探性理论一消除错误一新的问题”的科学发展模式。用图式可概括为P,，I-T l/1一心P表示问题，TT表示相互竞争的理论，EE表示消除错误，P。表示新的问题。科学始于问题。波普认为科学是从问题开始的，科学家的活动是围绕问题展开的，为了解决问题而建立科学理论，一切有价值的新理论又必然会产生新的科学问题，因而，科学知识的增长始于问题，又终于问题，问题是科学发展的源泉和动力。如波普尔所说：“应当把
20、科学设想为从问题到问题的不断进步，从问题到愈来愈深刻的问题。”猜测反驳方法。波普有时把试探性理论(1T)叫做猜测，把排除错误(EE)叫做反驳。传统观点认为，理论是通过对经验材料的归纳而形成的。但是，人的经验总是有限的，不可能从经验中得出普遍原理。爱因斯坦曾指出，从经验到理性没有逻辑通路，只能靠自由创造、自由想像，这就是他所谓的“探索性演绎法”。波普在他的启发下，提出了猜想 反驳方法。猜想就是在科学研究中绕特定的科学问题而提出的尝试性理论，即假说，科学研究者对所要解决的问题，要充分发挥主舰想像能力、能动性和创造性，提出各种可能的解决方案。反驳就是对提出的各种猜想进行批判讨论，严格检验，以排除错误
21、。猜想是一个过程，经过曲折的探索，不断消除错误。对同一问题，可以有不同的假说，通过竞争才能淘汰不好的假说，选择出具有最好解释能力和高度可检验的假说。反驳“总是批判性，目的是发现和消除错误。知识的发展不是反复的或累进的过程，而是消除错误的过程。”猜测和反驳的过程是假设和证伪的过程，在解决了旧问题时，又提出了新问题，开始了新的猜测和反驳。科学就是在不断假设，不断证伪，即在“不断革命”的过程中发展的。（四）判决性实验对于同一个问题存在两个相互竞争的理论，我们可以设计同样的条件，由两个竞争的理论分别推出两个年相互排斥的事实命题，通过观察或实验，来看检验的结果与哪一个事实命题相符，从而断定需要接受哪一个
22、理论，抛弃哪一个理论。这就是判决性实验。波普认为，一个理论所推演出的事实命题如与实验提供的经验证据不相符，那么，理论就被证伪。试以“II”表示受检验的理论，以“E“表不从理论推导出的关于事实的命题，与理论所推导的事实命题相反的经验证据则可表示为“E”（非E），证伪主义者队为由(H，K)-E就可推出“-H”，即理论H被证伪。科学研究不是从观察到理论的归纳过程，而是从问题到猜想、反驳的过程。知识的发展不是反复或累进的过程，而是消除错误的过程，在科学研究时，通过消除错误而不断逼近真埋。科学发展的历史是不断批判、不断革命的历史。以波普为代表的证伪主义为突破传统归纳主义的观点，建立现代科学发展模式作出了
23、贡献。科学研究的批判精神、科学问题的重要性以及科学研究中的否证作用和不断革命等观点，具有辩证法思想。但它轻视经验和归纳方法，否定发展中的肯定因素、证实原则以及知识积累的作用，具有一定的片面性。3.拉卡托斯的科学研究纲领（略）伊姆雷拉卡托斯，英籍匈牙利人，当代著名数学家和科学哲学家。其主要著作有证明与反驳(1964)、否证与科学研究纲领方法论(1970)等。拉卡托斯的哲学思想受到了波普和库恩的哲学思想的影响。作为波普的学生，他修改了波普的批判理性主义，又继承了库恩哲学中的合理因素（详见下文），创立了自己的科学研究纲领方法论的科学哲学。拉卡托斯精致否证主义与波普尔的朴素否证主义不同在于，它“以理论
24、系列的概念取代了理论的概念来作为发现逻辑的基本概念。共有理论系列而非一个给定的理论才能被评价为科学的或伪科学的。但是，这种理论系列的成员通常被明显的连续联系在一起，这一连续性把它们结合成研究纲领。”既然科学评价的对象是一个理论系列，也就是科学研究纲领，那么科学研究纲领也就是科学评价的基本单位。 （一）科学研究纲领的结构科学研究纲领作为一个理论系列，它主要由四个部分组成：由最基本理论构成的“硬核”：由许多辅助性假设构成的保护带；保护硬核的反面启示规则 “反面启示法”；改善和发展理论的正面启示规则“正面启示法”。“硬核”。硬核是指科学研究纲领的内部结构和核心。它由决定纲领未来发展的基本理论和基本假
25、设构成，是一个研究纲领区别于其他研究纲领的本质特征。拉卡托斯说：“一切科学研究纲领都在其硬核上有明显区别。”硬核是坚韧的、不容反驳的和不许改变的。它如果遭到反驳，整个研究纲领的大厦将会动摇，如果它被否定那么整个研究纲领就会被彻底否定。如地心说是托勒密的天文学理论系统的硬核，力学三定律和力有引力定律是牛顿经典物理学的硬核，如果它们遭到反驳和否定，那么整个托勒密的天文学理论和牛顿物理学理论系统的大厦就会倾覆。硬核是约定的，在一定条件下，即当纲领不再预见新的事实或预见的却长期得不到证实刚，硬核是可以碎裂的。科学研究纲领的硬核与库恩的范式概念十分相似，两者都是科学理论系列的核心和基础，对整个科学理论系
26、统起决定性的作用。但是，库恩认为范式是心理产物。硬核不是心理产物，而是一种理性科学活动的结果。2保护带。保护带是指科学理论系统的硬核的保护带。使硬核免遭经验事实反驳的保护性结构，由许多辅助性假设、背景知识构成。在科学研究纲领中，一日理沦预见与经验事实相矛盾即出现反常时，保护带主动把经验反驳的矛头引向自身，让构成保护带的辅助性假设来承担错误的责任，并通过修改、调整这些辅助性假说来保护硬核。如天文学史上，关于各种本轮和均轮的假设。就是托勒密天文学研究纲领中地心说硬核的保护带。当天文观测与托勒密理论不相符合时，科学家就修改本轮和均轮等辅助性假说，避免地心说硬核遭受经验事实的反驳。正是通过对保护带的调
27、整，再调整，甚至全部替换，才保护了硬核，从而也保护了整个研究纲领。3反面启示法。反面启示法是一种方法论上的反面禁止性规定。它在本质上是一种禁止，即规定应该避免什么或不应该做什么。反面启示法禁止科学家把经验反驳的矛头指向硬核，而要科学家竭尽全力把反驳的矛头中硬核转向保护带，并以修改和调整保护带的方法来保护硬核。但是每一次修改和调整都必将构成一个一贯进步的理论问题转换，不仅使研究纲领作为一个整体被保留下来，而且，表现出继续进步的经验转换。 拉卡托斯认为，调整保护带以保护硬核，使其免受经验反驳的反而启示法是多种多样的。例如可以修改辅助性假说，托勒密时期的天文学家们就是通过修改本轮和均轮等辅助性假说来
28、维护地心说的。可以增加辅助性假说牛顿理论的拥护者们便是通过增设新行星的假说来解释天土星的摄动现象，从而保护牛顿力学三定律和万有引力定律免受攻击的。 4正面启示法。正面启示法是一种方法论上的鼓励性规定。它们是预先设想的研究方向、方针和步骤，是关于如何改变、发展研究纲领，如何修改、精化保护带的一些指令。它提倡并鼓励科学家通过精简、修改、增加和完善辅助性假说等办法来发展整个科学研究纲领它不依赖于反常，而先于反常出现。任何研究纲领总是淹没在反常的海洋之中，正面启示法使科学家不至于被反常弄得心慌意乱，而按规定的指令，集中于建立、发展和完善越来越复杂的辅助性假说。只要科学研究纲领不减弱势头，科学家就不理睬
29、那些实际存在的反例。 （二）科学研究纲领的进化和退化拉卡托斯认为，任何科学研究纲领都不是永恒的，它不能永远通过调整辅助性假说而不被否证：任何纲领的发展都有两种结果：进化的结果和退化的结果。如何判断一个研究纲领是进化还是退化呢？拉卡托斯认为，权衡一个纲领的进化和退化的客观标准在于它的经验内容。如果一个研究纲领在经过调整辅助性假说后，它的经验内容增加了，能对经验事实做出更多的预言和解释，那它才是进化的研究纲领，否则便是一个退化的研究纲领。科学研究纲领的进步可以分为理论的进步和经验的进步。所谓理论的进步，就是说在调整辅助性假说后，理论上比调整前能做出更多的预言。所谓经验的进步，就是这种理论的预言，经
30、受了观察和实验的检验。如果一个研究纲领在理论上和经验上都是进步的，那它就是进步的研究纲领，否则就是退化的研究纲领。没有任何研究纲领是永远进步的，当它进化到一定的时期时，就必然要转入退化阶段历史上任何科学研究纲领的成功都是暂时的，它们都有一个以进化到巡化阶段的演变过程。当一个研究纲领处于退化阶段之后，日益增加的反常就迫使科学家把注意力转向反常。这也正是库恩所说的“科学危机”时期到来的标志。具有更多经验内容的新的研究纲领就能否证掉它的竞争对手，并取而代之。科学史上进化的研究纲领取代退化的研究纲领的例子有很多。如进步的哥白尼日心说否证和取代退化的托勒密地心说，进步的爱因斯坦相对论把牛顿理论作为特例包
31、容进来，等等。从以上的介绍中，我们可以看出拉托斯的研究纲领方法论中蕴涵着科学发展模式，即科学研究纲领的进化阶段一科学研究纲领进化阶段一新的进化的研究纲领否证并取代退化的研究纲领阶段一新的研究纲领进化阶段托卡斯的科学发展模式，既不同于波普的不断革命的模式，因为他不承认有不断的否证；也不同于库恩的“范式”革命的模式因为库恩那里，科学发展被归结为非理性的信念的变换，即否认科学理论的真理性和科学发展的连续性、继承性和进步性。而拉卡托斯既承认科学发展的连续性和继承性，又承认其进步性。4.库恩的历史主义波普哲学与以前的逻辑实证主义都是从纯逻辑的方面去描写科学发展的模式，在分析科学的时候都是着重按科学本身来
32、分析科学，但波普的哲学与以前逻辑实证主义的不同之处在于：逻辑实证主义只是静态地描写科学发展模式，而波普的哲学开始转向动态地研究科学发展模式。虽然波普的哲学开始从动态方面描写科学发展的模式，但他没有把这种动态模式与科学发展的史实结合起来，以致他所描写的科学发展模式总是与科学发展的史实不相符合。而继波普之后的库恩则不同，他着眼于科学的历史和现状，在科学中引进了科学以外的因素，如社会因素、科学家的心理因素、科学家集团的要求和心理状态等等。因而，库恩哲学以后，科学哲学就出现了一个新的派别“历史主义学派”。库恩哲学的确立，标志着“历史主义学派”的兴起。托马斯库恩(Kuhn.Thoms Samual.19
33、221996)是当代美国著名的科学哲学家和科学史家，是历史主义学派的主要代表人物。就读于哈佛大学，先后获得哲学博士和法学博士学位。主要著作：科学革命的结构(1962)、必要的张力(1977)等。（把科学看作一定的科学共同体按照一套共有的“范式”所进行的专业活动，并描绘了一种常规时期和革命时期相互交替的科学发展模式。他系统论述了科学作为一种人的社会活动及历史发展过程这个侧面，把科学从认识论范畴扩大到社会历史范畴，从而补充了科学哲学中传统逻辑主义的不足。80年代以后，他注重科学语言的研究，力图摆脱其割裂科学的历史与逻辑所造成的困境） （一）“范式”理论 库恩哲学的核心是“范式”理论，库恩“范式”的
34、意思接近于“科学共同体”。科学共同体就是持有共同的基本观点、基本理论和基本方法的科学家集团。他们所受的教育和训练相同或相似，有着共同的研究目标，包括培养自己的接班人。这种共同体的特点是：内部交流比较充分，专业方面的看法比较一致，吸收的文献也比较相同，并能引出类似的教训。不同的共同体有不同的范式，一种范式也仅仅是一个科学共同体成员所共有的东西。因此，“范式”就是指某一科学家集团围绕某一学科或专业所具有的理论上或方法上的共同信念。科学共同体拥有共同的基本理论、基本观点、基本方法，共同的理论模型和解决问题的框架，从而形成了一种共同的科学传统，规定了共同的发展方向和研究范围。库恩说：“一种范式是、也仅
35、仅是一个科学共同体成员所共有的东西。反过来说，也由于他们掌握了共有的范式才组成例如个共同体，尽管这些成员在其他方面并无任何共同之处，”范式具有相对性，可分为许多层次。个体自然科学家可成为一个共同体，低一层次是各个主要科学专业集团，如天文学家、物理学家、化学家和动物学家等的共同体。范式具有相对稳定性的特点，单个的事实通常不能推翻或证实一种范式，只有出现一种被科学共同体所接受的更好的范式，这种新范式才能替代旧范式。库恩认为科学革命实质上就是新旧范式的转换。库恩认为，科学范式不是对客观世界的认识，更不是对客规世界规律性的反映，它是在不同历史条件下形成的科学共同体的共同的心理信念，因而，它们没有真、假
36、之分或真理性可言。范式的改变，不是人们对同一客观世界认识的深化，而是科学家集团心理信念的变化，所以，新旧范式之间是不可通约的和不可比较的。也就是说，科学家们所认识的世界，不是客观的世界，而是一个主观的世界，其内容是由科学家们的共同信念所规定的。同一个共同体的科学家心中的世界是相同的。不同的科学共同体具有不同的范式，他们心中的世界也就不同。范式变了，科学家心中的整个世界也就变了。“竞争着的范式的支持者在不同的世界里从事他们的事业。两组在不同的世界中工作的科学家从同一点注视同一方向时，他们看到不同的东西。”（二）科学发展的动态模式归纳主义者认为，科学知识是不断增加的，科学发展是直线的知识积累过程，
37、他们忽视了科学史上的非积累阶段，即科学革命阶段。波普的否证主义所强调的不是知识的积累，而是科学理论的更替，旧理论不断地被推翻、被新理论取而代之的过程。他忽视了科学受传统束缚的常规阶段。库恩批判归纳主义和否证主义的同时，吸取了两者合理的成分。他认为科学的发生和发展一般要经历如下几个阶段：A.前科学时期库恩用来专指科学研究的某一领域尚未形成统一的范式时期及该时期的研究。库恩认为前科学时期正像大部分社会科学目前所处的状况那样，它的特点是百家争鸣，他们各执己见，对各种问题争论不休，各有各的一套理论、方法和标准。他们都同某种哲学相联系，从中汲取力量，都用自己的观点解释观察到的现象。这一时期的根本方式是相
38、互批评和议论，不解决疑难问题。经过长期的争论，才逐渐形成统一的理论、观点和方法，即“范式”，于是就从前科学时期进入到常规科学时期。从科学史看最早从前科学时期进入常规科学时期的是天文学，其次是力学，库恩认为最后进入科学时期的是社会科学。B.常规科学时期库恩用来指在范式的指导下所从事的科学研究阶段。常规科学研究由范式所规定。在这一时期“大多数科学家不可避免地要住其中花费他们一生的活动。”常规科学的工作是解答难题，范式提出了可以得到解答的难题以及解题的基本规则，而不是发展新的理论。因此科学家的任务是收集观察和实验的资料，阐明和发展已有的范式，深入分析范式所提供的现象和理论。在常规科学时期，虽然科学家
39、的视野受到了范式的限制，削弱了科学家的创造性和发明能力，但是，由于科学要求越来越严格，科学越来越专门化，因此，产生了稳步扩大和极精确化的知识以及理论与观察的高度配合。常规科学也导致观测技术、仪器和方法的形成和改善，这些与常规科学对精确化的理论与观察的高度配合的追求，不可避免地导致违反范式的新东西的发现，从而导致科学革命。C.科学危机时期科学范式从一开始就被反常所包围，在常规科学时期，它同化和吸收反常，科学家对反常不加注意。但是，随着反常越来越多，并深入到范式的内核，科学家小能通过调整和修补的手段来避免范式的核心不受攻击，常规科学陷入困境，科学就进入了危机时期。库恩说：“对范式的检验，只会发生在
40、科学家总是无法解答一个重要的谜题而引起危机之后。”在这一时期，有的科学家对原有的范式产生了怀疑，对它的信念逐渐动摇，开始寻找新的出路，主张抛弃旧范式，建立新范式，有的主张固守原有的范式，原来的科学共同体成员因失去共同的信念而分裂。危机虽然使科学家失去稳定和方向，但也激励了科学家的创新力，它是新理论产生的前奏。它“打破了陈旧的框架，并提供了范式的根本转变所必须的累积资料。”一切危机都会随着新范式的出现及其被人们接受而宣告结束。如天文学史上，哥白尼日心说的新范式的确立宣告托勒密地心说危机的结束；力学领域，爱因斯坦的相对论和量子力学新范式的确立宣告牛顿力学大危机的结束等等。 D.科学革命时期随着危机
41、时期一个更有竞争力范式的出现，科学进入了革命时期，所谓革命，实质上是新旧范式更替的过程。在这一时期，有一部分富有想像力和创造力的科学精英们除去那些顽固不化的反常，形成一组定律、理论和概念的新组合，“可以吸收以前不适合的经验以及大多数或全部以前已同化的经验。”只有到这时科学危机才会结束。库恩认为科学革命的解决最终靠年轻科学家的成长，使科学共同体对新范式做出选择。因为旧范式对他们的影响不深，他们对旧范式的信仰不坚定，容易对旧范式产生怀疑。科学革命类似于政治革命，是破坏与建设的统一。库恩说：“导致科学家拒斥先前已接受的理论之判别行动总是同时伴随着接受另一个理论的决策”，“拒斥一个范式而又不同时用另一
42、个范式去取而代之，也就等于拒斥了科学本身。”科学革命是非积累性的发展事件，它打断了原有的传统，用新的与之不相容的范式建立起新的科学传统，极类似于政治革命中推翻旧制度和建立新制度。科学革命时期没有统一的传统，而是同时存在着好几种互相竞争的范式，如何对它们做出选择？库恩提出，不仅把精确性、一致性、广泛性、简单性和有效性作为选择范式的价值标准，还要把个人经历和个性等因素作为选择范式的主观标准。E.科学发展的动态模式。在科学革命时期，新范式代替旧范式，标志着科学革命时期的结束，而进人新的常规科学时期。在新的常规科学时期，科学家在新的范式的引导下继续累积前进，然后又出现大量新的反常，陷入新的科学危机，引
43、起新的科学革命，有更新的范式代替新的范式而进入更新的常规科学时期。科学发展就是通过“前科学时期常规科学时期一反常和危机时期一科学革命时期一新的常规科学时期”周期性的循环往复而不断前进。这就是库恩所描绘的科学发展的动态结构。（三）两种思维形式库恩认为，人的思维形式一般分为两种：一是发散式思维，二是收敛式思维。发散式思维是创造性思维的一种形式，就是说人们常常自由地向不同方向进行思维，不断地抛弃旧的答案和开辟新的方向。它表现出不受传统束缚、思想活跃开放的特点，能够看到事物发展的多种可能性。库恩认为，发散式思维是科学革命中必需的思维形式。科学革命是范式转换为了接受新的范式，科学家需要思想高度的活跃和开
44、放，需要改变以前的信念和实践的某些因素，其思维方式应当是发散式的。如果没有发散式思维，就不会有科学革命，也很少有科学进步。但是，只强调发散式思维是不够的，对此库恩义提出收敛式思维作为补充。收敛式思维也是创造性思维的一种形式。它从所给定的各种信息中产生逻辑结论，这种结论由所给定的信息完全决定，但又必须是独特的并且是为习惯所能接受的最好的成果。它能从多种信息中给出唯一的答案。库恩认为，科学的常规研究足收敛式思维，科学研究的大量工作是在常规科学传统中进行的。在常规科学研究中科学家受范式指导，他的工作是解难题而不是创新，收敛式思维在此特别重要。同时，库恩认为，成功的科学家应当在发散式思维和收敛式思维之
45、间保持必要的张力。这种张力是科学研究所必需的首要条件之一。科学发展的历史告诉我们，每一次科学革命都是一种收敛式研究代替另一种收敛式研究。对于整个科学共同体而言，在一个明确规定的传统范围内进行研究，比那种没有收敛标准的研究更能突破传统。因为在收敛式教育及相应的收敛式常规实践成为可能以前，任何科学都不会大踏步前进。即使是最富有创造力的科学家也必须按照传统的规则来玩“复杂的游戏”，才有可能成为一个“发现用来玩游戏的新规则和新棋子的成功的革新家”。因此科学的发展是与两种思维方式相互作用、相互补允的。 库恩试图将“范式”与科学共同体结合起来，把科学史、科学社会学、科学心理学结合起来，把科学的内史与外史结
46、合起来，对科学发展规律作综合的考察，具有积极的意义。但是，库恩的错误在于把“范式”说成是科学共同体的一种主观心理，一种共同的信念。二、现代科学方法不管是天然自然物，还是人工自然物，它们都是质与量相统一的系统。关于它们的科学认识与技术改造都需要运用数学方法和系统科学方法。在科学技术研究的各个环节，对研究对象深层本质的精确把握和规律的合理运用往往建立在定量研究和系统思考的基础之上，这意味着数学方法和系统科学方法乃是科学技术研究通用的综合性方法。1.数学方法 （一）科学史上的数学方法古希腊的毕达哥拉斯主义学派认为“数是万物之本原”，认为“数学和谐性”是关于宇宙基本结构的知识的本质核心。自然界那种富有
47、意义的秩序，必须从自然规律的数学核心中寻找它的根源。毕达哥拉斯在科学方法论方面最重要的贡献，就是他首先提出应该用数学去把握自然界的规律性，从而开创了数学方法论。科学家相信自然界是依照数学设计的（如果有上帝的话，那么他一定是一个数学家），所以非常重视在研究自然现象时进行数量分析和建立数学关系。近代科学的产生是跟定量化方法或数学方法的应用密不分的。数学为运动指明了非常明确的数值，摆脱了模糊和混乱。考察这些数值，可以归纳出一定的规律。伽利略在数学化的动力学方而迈出了最初的、也是最难的一步，这就是从经院哲学在分析变化和运动时所采用的模糊的目的论范畴跳到关于时间、空间、力和质量等的确定的数学观念。数学使
48、科学问题暴露出来，并澄清了亚里士多德物理学所掩盖起来的许多困难。如没伽利略的方法论的创新，力学是不会有那样的突破的。 要从混乱的现象和模糊的观念中，勾勒出清晰的逻辑轮廓，第一步总是要确定一些可以界说的基本概念；需要针对所要研究的问题提炼出一个合适的数学模型，这种模型可以给予数学上的量的处理。伽利略为了要把他的落体加速度问题变成可研究的问题，首先将距离与时问的概念给予确切的数学形式，然后提炼数学模型。逻辑的严格性和结论的确定性是数学方法的基本特征之一，运用数学方法得再出结论具有必然性和可靠性。伽利略区分了第一性的质（时间、空间、力和质量等客观的量）和第二性的质（物质的声色香味），声称只研究第一性的质，这种应用范围的限制为数学方法的采用提供了条件。因为主观感觉的相对性无法用数学来度量和计算，只有纯化的第一性的质才具有客观性和稳定性，对于不同的主体具有同量值。开普勒的工作说明地球与其他行星的运动可以用数学方式来表达。伽利略觉得地球上物体的运动也是按数学方式运动的。于是他想要发现的不是物体为什么降落，而是怎样降落，即是依照怎样的数学关系而降落，这是科学方法上的飞跃。伽利略把物理实验同数学方法结合起来以后，力学以及整个科学真正发展成为了精密科学。在19世纪里，出现了许多数学的新科目。其中最重要的有