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1、第第七七章章 科学理论的评价确认与发展模式科学理论的评价确认与发展模式主要内容主要内容 科学理论的评价科学理论的评价科学理论的检验科学理论的检验科学理论的发展模式科学理论的发展模式第一节第一节科科学学理理论论的的评评价价科学理论的评价是关于人们任何接受和选择理论的问题。对一个理论的评价科学理论的评价是关于人们任何接受和选择理论的问题。对一个理论的评价受多种因素影响，它不仅依赖于理论自身的结构，还受理论与经验事实的关系的影受多种因素影响，它不仅依赖于理论自身的结构，还受理论与经验事实的关系的影响，同时，对理论的评价还要受诸多社会因素如政治、经济、文化等方面的影响，响，同时，对理论的评价还要受诸多
2、社会因素如政治、经济、文化等方面的影响，而科学共同体的价值标准、社会地位等常影响到科学理论的评价。而科学共同体的价值标准、社会地位等常影响到科学理论的评价。一、科学理论的评价一、科学理论的评价1、理论评价的内容、理论评价的内容真理性评价真理性评价真与假的判断、真的程度的判断真与假的判断、真的程度的判断价值性判断价值性判断科学理论的学术意义和社会影响科学理论的学术意义和社会影响燃素燃素”、以太以太”等从没有被经验证实，但同样得到支持，主要由于等从没有被经验证实，但同样得到支持，主要由于其学术意义。博弈论等科学理论更是在社会、经济生活各个方面所应用。其学术意义。博弈论等科学理论更是在社会、经济生活
3、各个方面所应用。科学理论如科学理论如博弈论博弈论的应用的应用“极小极大定理极小极大定理”即二人零和有限纯策略的博即二人零和有限纯策略的博弈是有解的。弈是有解的。在博弈中，有在博弈中，有5个方面的内容，博弈的参加者个方面的内容，博弈的参加者（独立决策并承担后果）；博弈信息；博弈方可选（独立决策并承担后果）；博弈信息；博弈方可选择的全部行为或策略的集合；博弈的次序；博弈方择的全部行为或策略的集合；博弈的次序；博弈方的收益（决策后所得和所失）。的收益（决策后所得和所失）。博弈论作为一门科学创立，是冯博弈论作为一门科学创立，是冯诺依曼提诺依曼提出出“极小极大定理极小极大定理”开始的。该思想指出：在某一
4、开始的。该思想指出：在某一博弈中，如果一个局中人根据博弈中，如果一个局中人根据“极小极大定理极小极大定理”的的标准来选择他可以采取的策略，那么，标准来选择他可以采取的策略，那么，对于对他的对于对他的每一种策略，他首先考虑采取该策略后他能收到的每一种策略，他首先考虑采取该策略后他能收到的最小支付，然后在所有最小支付中选择能得到最大最小支付，然后在所有最小支付中选择能得到最大支付的那个策略。支付的那个策略。约翰约翰冯冯诺依曼（诺依曼（JohnVonNouma，19031957），），美藉美藉匈牙利匈牙利人，被誉为人，被誉为“计算机计算机之父之父”、“博弈论博弈论之父之父”。囚徒的困境囚徒的困境有犯
5、罪嫌疑人甲和乙，因为盗窃案被捕，分别隔离，检查官分别有犯罪嫌疑人甲和乙，因为盗窃案被捕，分别隔离，检查官分别与他们谈话，告诉他们三条路可走：与他们谈话，告诉他们三条路可走：A）由于罪证确凿，无论他们承认与否，都可以判一年刑期。由于罪证确凿，无论他们承认与否，都可以判一年刑期。B）如果一人单独坦白，就可从轻发落，判三个月监禁，而同伙则判）如果一人单独坦白，就可从轻发落，判三个月监禁，而同伙则判10年刑期。年刑期。C）如果都坦白交代，则因为罪证更多而判）如果都坦白交代，则因为罪证更多而判5年刑期。年刑期。那么，这两个囚犯该如何选择呢？那么，这两个囚犯该如何选择呢？在一个强权的世界里，扩军成为双方唯
6、一的选择。由于上述分析是建构在双在一个强权的世界里，扩军成为双方唯一的选择。由于上述分析是建构在双方力量均衡这一假定上的，因此经济实力落后美国的苏联被拖垮，苏联解体。方力量均衡这一假定上的，因此经济实力落后美国的苏联被拖垮，苏联解体。西方人很有爱心，经常关心他人。比如美国就经常问候他人的父母。怎么问西方人很有爱心，经常关心他人。比如美国就经常问候他人的父母。怎么问候呢？候呢？在国家战略方面的运用在国家战略方面的运用如如冯冯诺依曼在美苏争霸中，为美国提供的策略：诺依曼在美苏争霸中，为美国提供的策略：二战后，美苏成为超级大国，双方均有两种策略：扩军和裁军。假定二战后，美苏成为超级大国，双方均有两种
7、策略：扩军和裁军。假定扩军需军费扩军需军费2000亿美元，裁军则军费为亿美元，裁军则军费为“0”。如果一方裁军，另一方扩军，那么，如果一方裁军，另一方扩军，那么，裁军一方的裁军一方的利益将受损失，直至丧失主权，这种利益将受损失，直至丧失主权，这种“支付支付”为为，而，而获胜方的收益并不是获胜方的收益并不是，而是一个有限的数额，因为不能无限地掠夺财富。假定获得而是一个有限的数额，因为不能无限地掠夺财富。假定获得10000亿美元的财富。除亿美元的财富。除掉掉2000亿的成本，亿的成本，“支付支付”为为8000亿美元亿美元。则美苏两家的争霸博弈为：。则美苏两家的争霸博弈为：苏苏联联扩军扩军裁军裁军美
8、国美国扩军扩军2000，20008000，裁军裁军，80000，0TheaterMissileDefense战战区区导导弹弹防防御御体体系系（模模拟拟北北朝朝鲜鲜对对美美国国的的进进攻攻）NationMissileDefense 中国一方面积极发展经济，关注民生，另一方面积极发展反导技术，如中国一方面积极发展经济，关注民生，另一方面积极发展反导技术，如小动量小动量空间控制技术空间控制技术，避开、突破美国的，避开、突破美国的“TMD”。“TMD”还是留给美国人自己吧。还是留给美国人自己吧。古诗古诗乌鹊歌乌鹊歌曰：曰：“南山有乌，北山张罗。乌自高飞，罗当奈何？南山有乌，北山张罗。乌自高飞，罗当奈何
9、？”“神神五五”升升空空 中国中国KT-2导弹拦截导弹拦截“风云风云-1号号C”卫星的示意图卫星的示意图2、理论评价的标准、理论评价的标准（与建构科学理论的原则具有一致性质）（与建构科学理论的原则具有一致性质）一般说来，科学理论的评价标准有以下几个方面一般说来，科学理论的评价标准有以下几个方面：理论与事实相一致；理论与事实相一致；科学理论必须正确反映事物的运动规律，从理论科学理论必须正确反映事物的运动规律，从理论推出的可检验的结论与实验的结果符合。理论与实验符合得越好、越广泛，推出的可检验的结论与实验的结果符合。理论与实验符合得越好、越广泛，理论被接受的可能性也就越大。理论被接受的可能性也就越
10、大。理论的预见性理论的预见性；一个科学理论揭示的自然规律越深刻、越普遍，它一个科学理论揭示的自然规律越深刻、越普遍，它的预见性也就越强；预见的现象越多，它的理论和实践意义也就越大。的预见性也就越强；预见的现象越多，它的理论和实践意义也就越大。相对论之所以深刻，在于它不仅预言了宏观高速运动的特殊规律，还在相对论之所以深刻，在于它不仅预言了宏观高速运动的特殊规律，还在于它能推出质能关系公式，从而预见了原子论利用的可能性。于它能推出质能关系公式，从而预见了原子论利用的可能性。理论内在的逻辑性理论内在的逻辑性 理论内部的自恰性理论内部的自恰性，即理论内部的无矛盾性；，即理论内部的无矛盾性；“燃素说燃素
11、说”内部的矛内部的矛盾盾 与公理相容与公理相容 一个与背景知识逻辑上相容的科学理论，要么包容背景知识，要么为背景知一个与背景知识逻辑上相容的科学理论，要么包容背景知识，要么为背景知识所蕴涵。当新建构的科学理论包含更大范围的现象或更深刻地揭示事物本质时，识所蕴涵。当新建构的科学理论包含更大范围的现象或更深刻地揭示事物本质时，新理论应该按照新理论应该按照“对应原理对应原理”而与旧理论相容。而与旧理论相容。这意味着新建构的科学理论具有更丰富的检验蕴涵；建构的科学理论在原有这意味着新建构的科学理论具有更丰富的检验蕴涵；建构的科学理论在原有理论得到确证的那个领域以渐近线的形式与原有理论相一致。如牛顿力学
12、与相对理论得到确证的那个领域以渐近线的形式与原有理论相一致。如牛顿力学与相对论。论。简单性简单性科学理论的简单性是指科学理论的简单性是指“这样的一种努力，它要把一切概念和一切相互关系，这样的一种努力，它要把一切概念和一切相互关系，都归结为尽可能少的一些逻辑上独立的基本概念和公理都归结为尽可能少的一些逻辑上独立的基本概念和公理”。这是对科学理论的逻这是对科学理论的逻辑基础的要求，而不是科学理论内容的简单性。辑基础的要求，而不是科学理论内容的简单性。自然界不做无用之事，若少作已成，多作则无用。因为自然界喜欢简单化，自然界不做无用之事，若少作已成，多作则无用。因为自然界喜欢简单化，不爱用多余的原因夸
13、耀自己。不爱用多余的原因夸耀自己。牛顿牛顿马赫提出马赫提出“思维经济原则思维经济原则”，认为，认为“科学的目的，是用思维中对事实的摹写科学的目的，是用思维中对事实的摹写和预测来代替经验，或者节约经验和预测来代替经验，或者节约经验”。简化方法简化方法相对近似，理想化的方法相对近似，理想化的方法还原方法用低级结构解释高级系统；还原方法用低级结构解释高级系统；学科之间的还原，如热力学可以被统计物理学所包容。学科之间的还原，如热力学可以被统计物理学所包容。第二节第二节科科学学理理论论的的检检验验一、科学理论的检验一、科学理论的检验1、实践检验、实践检验实践检验是通过观察和实验对理论假说及其推论进行的验
14、证。实践检验是通过观察和实验对理论假说及其推论进行的验证。如电磁波和光波具有一致性，则电磁波的速度应该等于光速。后来由赫兹证如电磁波和光波具有一致性，则电磁波的速度应该等于光速。后来由赫兹证实。实。2、可证实性：证实论、确证论与可证实性：证实论、确证论与“确证度确证度”评价评价可证实性，即逻辑经验主义的经验证实理论。首先由维特根斯坦提出，他认为，可证实性，即逻辑经验主义的经验证实理论。首先由维特根斯坦提出，他认为，只有可证实的命题才有意义。石里克发展了这种理论，认为证实可分为两类，完全只有可证实的命题才有意义。石里克发展了这种理论，认为证实可分为两类，完全证实与可能证实。卡尔纳普提出证实与可能
15、证实。卡尔纳普提出“确证度确证度”问题，认为观察事实只能使一个理论问题，认为观察事实只能使一个理论具有概率的正确性，而不能使一个理论绝对确定。具有概率的正确性，而不能使一个理论绝对确定。3、可证伪性：证伪论与可证伪性：证伪论与“逼真度逼真度”评价评价波普尔认为，科学不能证实，只能证伪。当然，这种观念使许多人难以接受。波普尔认为，科学不能证实，只能证伪。当然，这种观念使许多人难以接受。波普尔解释说，他的波普尔解释说，他的“可证伪性作为划界标准，不是作为意义的标准可证伪性作为划界标准，不是作为意义的标准”。同时，他。同时，他还还强调科学和真理并不是一回事，科学标准和真理标准不是同一标准。强调科学和
16、真理并不是一回事，科学标准和真理标准不是同一标准。他提出他提出“逼真性逼真性”概念，认为科学家的目标是通过批判寻找越来越逼近真理的概念，认为科学家的目标是通过批判寻找越来越逼近真理的科学理论。他把科学理论所具有的逼近真理的性称为科学理论。他把科学理论所具有的逼近真理的性称为“逼真性逼真性”，而把理论逼真，而把理论逼真性质的程度叫做性质的程度叫做“逼真度逼真度”。波普尔的观点有着重要意义，正确揭示了科学理论从似然性到实然性逼近的波普尔的观点有着重要意义，正确揭示了科学理论从似然性到实然性逼近的过程。但要把用一般地把逼真性概念用于科学理论的评价，则有困难。这主要是因过程。但要把用一般地把逼真性概念
17、用于科学理论的评价，则有困难。这主要是因为理论的真实性内容和虚假性质内容难以量化，而且两者在质上也难以比较。为理论的真实性内容和虚假性质内容难以量化，而且两者在质上也难以比较。二、检验科学理论的复杂性二、检验科学理论的复杂性1、带有辅助性假设的检验、带有辅助性假设的检验否定了推论，未必能够否定假说或者理论；否定了推论，未必能够否定假说或者理论；天王星轨道的天王星轨道的“反常反常”、水星的进与牛顿力学、水星的进与牛顿力学轨道新理论的不完备性，使得实验受旧理论轨道新理论的不完备性，使得实验受旧理论“污染污染”。哥白尼哥白尼“日心说日心说”解释不了解释不了“塔的证据塔的证据”。所谓所谓“塔的证据塔的
18、证据”，是地心说的，是地心说的拥护者提出来的。他们认为，如果地球具有周日运动的话，那么一块石头从高塔上拥护者提出来的。他们认为，如果地球具有周日运动的话，那么一块石头从高塔上落下，由于也被地球的旋转所带动，在地球落下的时间内，高塔会向东移动几百码，落下，由于也被地球的旋转所带动，在地球落下的时间内，高塔会向东移动几百码，而石头也应当落在离塔底同样距离的地方。然而，人民看到的是石头垂直落地。因而石头也应当落在离塔底同样距离的地方。然而，人民看到的是石头垂直落地。因此，地球是不动的。在哥白尼的时代，包括哥白尼本人，日心说的拥护者不能作出此，地球是不动的。在哥白尼的时代，包括哥白尼本人，日心说的拥护
19、者不能作出满意的解释。满意的解释。2、关于判决性实验的争论、关于判决性实验的争论傅科关于光的傅科关于光的“波动说波动说”的判决性实验，由于光电效应而被否定。的判决性实验，由于光电效应而被否定。三、科学理论的社会确认三、科学理论的社会确认1、社会确认：科学理论得以最后确立的实现方式、社会确认：科学理论得以最后确立的实现方式2、同行评议：科学理论获得社会确认的必要依据、同行评议：科学理论获得社会确认的必要依据3、社会确认的心理因素、社会确认的心理因素第一，马太效应第一，马太效应新约新约马太福音马太福音第第25章：章：“因为凡有的，还要加给他，因为凡有的，还要加给他，叫他有余；没有的，就连他所有的，
20、也要夺过来。叫他有余；没有的，就连他所有的，也要夺过来。”此即马太效应。此即马太效应。新约新约马太福音马太福音第第25章中有这样一个故事，一个国王远行前，交给三个章中有这样一个故事，一个国王远行前，交给三个仆人每人一锭银子，吩咐他们：仆人每人一锭银子，吩咐他们：“你们去做生意，等我回来时，再来见我。你们去做生意，等我回来时，再来见我。”国王国王回来时，第一个仆人说：回来时，第一个仆人说：“主人，你交给我们的一锭银子，我已赚了主人，你交给我们的一锭银子，我已赚了10锭。锭。”于是于是国王奖励他国王奖励他10座城邑。第二个仆人报告说：座城邑。第二个仆人报告说：“主人，你给我的一锭银子，我已赚了主人
21、，你给我的一锭银子，我已赚了5锭。锭。”于是国王例奖励了他于是国王例奖励了他5座城邑。第三个仆人报告说：座城邑。第三个仆人报告说：“主人，你给我的一锭主人，你给我的一锭银子，我一直包在手巾里存着，我怕丢失，一直没有拿出来。银子，我一直包在手巾里存着，我怕丢失，一直没有拿出来。”于是国王命令将于是国王命令将第三个仆人的一锭银子也赏给第一个仆人，并且说：第三个仆人的一锭银子也赏给第一个仆人，并且说：“因为凡有的，还要加给他，因为凡有的，还要加给他，叫他有余；没有的，就连他所有的，也要夺过来叫他有余；没有的，就连他所有的，也要夺过来。”第二，潮流效应第二，潮流效应少数派在面临大多数人反少数派在面临大
22、多数人反对时，或被多数派说服，或至少在公开场合隐蔽对时，或被多数派说服，或至少在公开场合隐蔽自己的观点。这种效应抑制了新的、非正统思想自己的观点。这种效应抑制了新的、非正统思想的产生。的产生。伊格纳兹伊格纳兹塞米尔维斯（塞米尔维斯（lgnazSemmelweis，18181865）的遭遇的遭遇1847年，年，比较威尼斯总医院两个病房产妇死亡率的差异，比较威尼斯总医院两个病房产妇死亡率的差异，塞米尔维斯认为是医生将某种毒素带入产房，提塞米尔维斯认为是医生将某种毒素带入产房，提出用含氯的水在手术前后洗手，使产褥热的死亡出用含氯的水在手术前后洗手，使产褥热的死亡率从率从1030%降至降至1%，但他的
23、做法激怒了医疗，但他的做法激怒了医疗界，他因此而失去工作，最后死于精神病。界，他因此而失去工作，最后死于精神病。贝塔朗菲提出机体论思想时，除了李约瑟称赞之外，生物学权威指责他是贝塔朗菲提出机体论思想时，除了李约瑟称赞之外，生物学权威指责他是“愚蠢的人愚蠢的人”，他，他1937年就提出这种思想，但不能发表，直到年就提出这种思想，但不能发表，直到1945年才渐为人知。年才渐为人知。弗雷德里克弗雷德里克格里菲斯（格里菲斯（FrederickGriffith，18791941），英国细菌学家。），英国细菌学家。两种肺炎双球菌，两种肺炎双球菌，Rough型，无包膜，无型，无包膜，无传染性；传染性；Smo
24、oth型有包膜，有传染性。型有包膜，有传染性。死的死的S型型+活的活的R型型活的活的S型型可以推断：可以推断：S型细菌中存在某种转化物质：型细菌中存在某种转化物质：R型型S型型艾弗里（艾弗里（OswaldAvery）1944年与科林年与科林麦克劳德麦克劳德和麦和麦克林恩克林恩麦卡蒂麦卡蒂共同发现脱共同发现脱氧核糖核酸氧核糖核酸（DNA）是）是染色染色体的主要成分及构体的主要成分及构成成基因基因的主要材料。但艾弗里等人对于自己的的主要材料。但艾弗里等人对于自己的实验结果过于谨慎，不愿将自己的发现推广为实验结果过于谨慎，不愿将自己的发现推广为一般的结论。一般的结论。他们强调，他们的实验结果仅仅支持
25、这样他们强调，他们的实验结果仅仅支持这样一种见解：一种见解：DNA是个别细菌中特殊遗传性的携是个别细菌中特殊遗传性的携带者，没有证据表明所以机体的全部特性都是带者，没有证据表明所以机体的全部特性都是由同一分子传递的。由同一分子传递的。他们没有勇气同传统观念他们没有勇气同传统观念决裂，回避决裂，回避DNA是基因、基因只不过是是基因、基因只不过是DNA这个主张。这个主张。他们的工作报告发表后，他们羞羞他们的工作报告发表后，他们羞羞答答的结论也不被人所承认，反而遭到保守派答答的结论也不被人所承认，反而遭到保守派的批评。的批评。多糖多糖类脂物类脂物 把从加热的把从加热的S型菌中分离出的提取液（含有转化
26、因子）在去掉各种蛋白型菌中分离出的提取液（含有转化因子）在去掉各种蛋白质、类脂物、多糖和质、类脂物、多糖和RNA等后，再放进等后，再放进R型菌的培养物中，仍然保持活性；型菌的培养物中，仍然保持活性；而用专门降解而用专门降解DNA的酶处理后，就丧失活性。由此，可以断定：的酶处理后，就丧失活性。由此，可以断定：使细菌性使细菌性状发生转化的因子是状发生转化的因子是DNA，而不是蛋白质或，而不是蛋白质或RNA。第三，权威效应第三，权威效应一方面，权威作为学术核心，能起到保证科学健康发一方面，权威作为学术核心，能起到保证科学健康发展的稳定作用；展的稳定作用；另一方面，另一方面，权威权威也难免有决断失误，
27、压制后辈。也难免有决断失误，压制后辈。埃尔文埃尔文薛尔谔薛尔谔（ErwinSchrodinger，1887-1961）积极作用积极作用爱因斯坦支持德布罗意，引起薛定谔爱因斯坦支持德布罗意，引起薛定谔的注意，推动了量子力学的发展。的注意，推动了量子力学的发展。玻尔关于生物学必须用新概念和新方法才能玻尔关于生物学必须用新概念和新方法才能上升到更高水平的思想，影响了德尔布吕克，薛上升到更高水平的思想，影响了德尔布吕克，薛定谔定谔生命是什么生命是什么一书在一书在20世纪世纪4050年代产年代产生了极大的影响，使一大批物理学家转向生物学生了极大的影响，使一大批物理学家转向生物学的领域，对分子生物学的产生
28、起了很大的作用。的领域，对分子生物学的产生起了很大的作用。消极作用消极作用柯西、傅立叶、泊松权威等扼杀伽柯西、傅立叶、泊松权威等扼杀伽罗华罗华，道尔顿反对阿佛伽德罗的分子假说，爱丁，道尔顿反对阿佛伽德罗的分子假说，爱丁顿压制钱德拉塞卡等。顿压制钱德拉塞卡等。第三，权威效应第三，权威效应一方面，权威作为学术核心，能起到保证科学健康发一方面，权威作为学术核心，能起到保证科学健康发展的稳定作用；展的稳定作用；另一方面，另一方面，权威权威也难免有决断失误，压制后辈。也难免有决断失误，压制后辈。唤起生物学革命的物理学家及其小册子唤起生物学革命的物理学家及其小册子 1943年年2月，薛定谔在爱月，薛定谔在
29、爱尔兰都柏林三一学院作了一系尔兰都柏林三一学院作了一系列讲演并于列讲演并于1944年整理出版了年整理出版了一本著作一本著作生命是什么生命是什么。在。在这本书中，他提出了三个著名这本书中，他提出了三个著名的观点：的观点：生命是非平衡系统并以负生命是非平衡系统并以负熵为生。熵为生。遗传物质是一种有机分子，遗传物质是一种有机分子，遗传是以密码的形式通过染色遗传是以密码的形式通过染色体来传递的。体来传递的。生命体系中存在量子跃迁生命体系中存在量子跃迁现象。因此，生命以量子规律现象。因此，生命以量子规律为基础。为基础。薛定谔认为，生命系统比如人，首先一定是一个开放的非平衡系统。熵的变化薛定谔认为，生命系
30、统比如人，首先一定是一个开放的非平衡系统。熵的变化是由两项之和组成：是由两项之和组成：ds=des+disdis为系统由于不可逆过程而引起的熵增量，为系统由于不可逆过程而引起的熵增量，des为系统与外界热量交换时产生为系统与外界热量交换时产生的熵变换项。由上式可知，的熵变换项。由上式可知，ds0时，系统无序程序减小，有序程度增加，生命才能时，系统无序程序减小，有序程度增加，生命才能自然有序地发展。因此，必须提供给系统以足够的负熵流，才能使系统得到一个非自然有序地发展。因此，必须提供给系统以足够的负熵流，才能使系统得到一个非平衡的有序结构。人不断地新陈代谢，不断地产生熵，为了不使生命趋于平衡态，
31、平衡的有序结构。人不断地新陈代谢，不断地产生熵，为了不使生命趋于平衡态，为了摆脱死亡，就必须不断地从环境中吸取为了摆脱死亡，就必须不断地从环境中吸取“负熵负熵”以避免熵的持续增长，避免自以避免熵的持续增长，避免自己衰变。在己衰变。在“负熵负熵”的驱动下，生命成为一种有规律、有秩序的运动。的驱动下，生命成为一种有规律、有秩序的运动。薛定谔成功地将物理学的概念薛定谔成功地将物理学的概念“熵熵”引入生命科学，并用它来解释生命现象。引入生命科学，并用它来解释生命现象。在对生命现象的认识中大胆地应用物理学思想并小心地求证，这种科学的研究方法在对生命现象的认识中大胆地应用物理学思想并小心地求证，这种科学的
32、研究方法使人们对生命现象的认识更接近本质。使人们对生命现象的认识更接近本质。薛定谔的这本是在四十年代和五十年代产生了极大的影响，曾使一批物理学家薛定谔的这本是在四十年代和五十年代产生了极大的影响，曾使一批物理学家转向生物学研究的新领域。薛定谔把量子论和信息论引入生物学和遗传学，对分子转向生物学研究的新领域。薛定谔把量子论和信息论引入生物学和遗传学，对分子生物学的产生起了很大的推动作用。因此有人说，生物学的产生起了很大的推动作用。因此有人说，薛定谔吹响了生物学革命的号角，薛定谔吹响了生物学革命的号角，称他的书为称他的书为“唤起生物学革命的小册子唤起生物学革命的小册子”。权威效应的积极作用权威效应
33、的积极作用爱因斯坦支持德布罗意，引起薛定谔的注意，推爱因斯坦支持德布罗意，引起薛定谔的注意，推动了量子力学的发展。动了量子力学的发展。1932年，玻尔在年，玻尔在生命和光生命和光的演讲中指出，把有的演讲中指出，把有机体简单还原为化学的相互作用来回答机体简单还原为化学的相互作用来回答“生命是什么生命是什么”是困难的。他反对用机械论和还原论的观点来认识生命是困难的。他反对用机械论和还原论的观点来认识生命现象，他认为现象，他认为生物学像物理学一样，必须采用新概念和生物学像物理学一样，必须采用新概念和新方法才可以上升到更高的水平。新方法才可以上升到更高的水平。玻尔的思想深身影响了其学生德尔布吕克（玻尔
34、的思想深身影响了其学生德尔布吕克（MaxDelbrck1906-1981）。德尔布吕克把兴趣从物理学）。德尔布吕克把兴趣从物理学转向生物学。他认为像转向生物学。他认为像摩尔根学派所采纳的经典物理学摩尔根学派所采纳的经典物理学和化学观点是不可能深入揭示基因是如何行使其功能的。和化学观点是不可能深入揭示基因是如何行使其功能的。他认为遗传研究不能停留在果蝇杂交的细胞水平，应当他认为遗传研究不能停留在果蝇杂交的细胞水平，应当深入到低于细胞的层次。他强调研究比细菌还要简单的深入到低于细胞的层次。他强调研究比细菌还要简单的病毒的重要性，他领导的噬菌体小组坚持工作三十年，病毒的重要性，他领导的噬菌体小组坚持
35、工作三十年，终于在终于在1969年获得诺贝尔奖。年获得诺贝尔奖。伽罗华（伽罗华（EacutevaristeGalois18111832），法国），法国数学家。数学家。伽罗华于伽罗华于1829年将论年将论文送交文送交法兰西科学院法兰西科学院时，时，第一次所交论文却被第一次所交论文却被柯西柯西遗失了，第二次则被遗失了，第二次则被傅立傅立叶叶（Fourier）所遗失；）所遗失；他第三次送交科学院的论他第三次送交科学院的论文被文被泊松泊松（Poisson）所）所拒绝。拒绝。消极作用消极作用柯西、傅立叶、泊松权威等扼杀伽罗华柯西、傅立叶、泊松权威等扼杀伽罗华，道尔顿反对阿佛伽，道尔顿反对阿佛伽德罗的分子
36、假说，爱丁顿压制钱德拉塞卡等。德罗的分子假说，爱丁顿压制钱德拉塞卡等。柯西柯西（Augustin-LouisCauchy，1789-1857），法国数学家，很多数学），法国数学家，很多数学的定理和公式也都以他的名字来称呼，的定理和公式也都以他的名字来称呼，如如柯西不等式柯西不等式、柯西积分公式柯西积分公式.第四，普朗克原理第四，普朗克原理科学的重大革新很少是通过说服反对者并科学的重大革新很少是通过说服反对者并使他们转变立场来实现，使他们转变立场来实现，扫罗是难以变成保罗扫罗是难以变成保罗的的实际情况是，反对它的人逐渐死光了，实际情况是，反对它的人逐渐死光了，新一代人从一开始就接受了它。新一代人
37、从一开始就接受了它。普朗克普朗克门捷列夫反对原子的可分性，电子发现之门捷列夫反对原子的可分性，电子发现之后，他持反对态度。马可尼希望利用无线电在后，他持反对态度。马可尼希望利用无线电在大西洋两岸通讯，电磁波的发现者赫兹认为不大西洋两岸通讯，电磁波的发现者赫兹认为不可能可能。德国物理学家普朗克（德国物理学家普朗克（MaxKarlErnstLudwigPlanck，1858-1947）奥地利物理学家泡利思奥地利物理学家泡利思想犀利敏锐，被玻尔等人称想犀利敏锐，被玻尔等人称为为“上帝之鞭上帝之鞭”。泡利反对泡利反对“宇称不守恒宇称不守恒”的观念的观念，甚至在，甚至在吴健雄做实验证实这个思想之前，他还
38、说吴健雄做实验证实这个思想之前，他还说：“我不相信上帝是一个软弱的左撇子，我已经准我不相信上帝是一个软弱的左撇子，我已经准备好一笔大赌注，我敢打赌实验将获得对称的备好一笔大赌注，我敢打赌实验将获得对称的结论结论。”普朗克原理并非绝对，有时候年老的学者普朗克原理并非绝对，有时候年老的学者思想敏锐，年轻的学者倒是思想保守。汤川秀思想敏锐，年轻的学者倒是思想保守。汤川秀树曾经把关于介子理论的论文寄给树曾经把关于介子理论的论文寄给物理评论物理评论，但素以敏锐称著的奥本海默却否定了这篇，但素以敏锐称著的奥本海默却否定了这篇论文，相反，日本老一辈学者仁科芳雄等积极论文，相反，日本老一辈学者仁科芳雄等积极支
39、持。支持。第三节第三节 科科 学学 发发 展展 模模 式式 一、一、归纳主义科学发展模式归纳主义科学发展模式1、古典归纳主义、古典归纳主义 亚里斯多德亚里斯多德培根培根 惠威尔惠威尔 归纳主义认为，科学理论的发展是许多绝对真命题积累，观察次数愈多、愈归纳主义认为，科学理论的发展是许多绝对真命题积累，观察次数愈多、愈广泛、愈深入，在此基础上归纳出来的理论就愈普遍、愈正确；广泛、愈深入，在此基础上归纳出来的理论就愈普遍、愈正确；科学的发展只是科学的发展只是量上的递进、渐进的积累，而没有革命，没有渐进的中断与飞跃。量上的递进、渐进的积累，而没有革命，没有渐进的中断与飞跃。归纳主义的代表人物归纳主义的
40、代表人物惠威尔认为，科学发展是通过将过去的成果逐渐归并到现惠威尔认为，科学发展是通过将过去的成果逐渐归并到现在的理论中而进化的，就好比支流汇合成为江河。并以牛顿力学为例来说明。在的理论中而进化的，就好比支流汇合成为江河。并以牛顿力学为例来说明。事实事实1、事实、事实2、事实、事实3、事实、事实4、事实、事实5、事实、事实6、事实、事实7 定律定律1、定律、定律2、定律、定律3、定律、定律4、定律、定律5 定律定律1、定律、定律2、定律、定律3、理论理论牛顿力学牛顿力学开普勒定律开普勒定律哥白尼学说哥白尼学说例如例如 2、现代归纳主义、现代归纳主义 从重视实证原则到寻求有意义的命题；从重视实证原
41、则到寻求有意义的命题；所谓实证所谓实证，即能否被经验证实。，即能否被经验证实。另外，另外，实证，还指原则上可以被实证，并不需实证，还指原则上可以被实证，并不需要现在就要实证。这样可以是一些科学命题得到保护。要现在就要实证。这样可以是一些科学命题得到保护。有意义的命题包括两类，一是综合命题，以后天的、经验的、以事物为对象的有意义的命题包括两类，一是综合命题，以后天的、经验的、以事物为对象的命题。如命题。如“这朵花是香的这朵花是香的”，可以通过观察来判定。二是分析命题，即数学的、逻，可以通过观察来判定。二是分析命题，即数学的、逻辑的、以纯形式为对象的命题。无意义的命题，即形而上学的，无法证实，应排
42、除辑的、以纯形式为对象的命题。无意义的命题，即形而上学的，无法证实，应排除在科学之外。在科学之外。科学增长模式科学增长模式观察越多，归纳出来的理论就越普遍，观察越多，归纳出来的理论就越普遍，渐进式前进；渐进式前进；某一范围内正确的结论，扩张到另一领域；如从质点力学发展到刚体力学。某一范围内正确的结论，扩张到另一领域；如从质点力学发展到刚体力学。已经得到确证的理论，被更大的理论所容纳。热力学被归化到统计力学中。已经得到确证的理论，被更大的理论所容纳。热力学被归化到统计力学中。3、归纳模式的不足归纳模式的不足强调渐进，否定革命，忽略了科学中的批判方面，强调渐进，否定革命，忽略了科学中的批判方面，因
43、此不因此不能解释科学史上理论被摈弃的现象，如地心说、燃素说等理论并没有被包容在后来能解释科学史上理论被摈弃的现象，如地心说、燃素说等理论并没有被包容在后来的日心说和氧化说之中。的日心说和氧化说之中。你可能是正确的，我可能是错误的；你可能是正确的，我可能是错误的；即使我们的批评性讨论不能使我们明确决定即使我们的批评性讨论不能使我们明确决定谁是正确的，我们仍会希望在讨论后对事物谁是正确的，我们仍会希望在讨论后对事物看得更清楚。我们都可以互相学习，只要我看得更清楚。我们都可以互相学习，只要我们不忘记们不忘记真正重要的不是谁正确，而是我们真正重要的不是谁正确，而是我们更接近真理。更接近真理。卡尔卡尔波
44、普尔波普尔二、二、证伪主义的发展模式证伪主义的发展模式1、证伪、证伪波普尔认为，波普尔认为，科学命题不能被经验证实，科学命题不能被经验证实，只能被经验证伪，能够被经验证伪的命题才只能被经验证伪，能够被经验证伪的命题才是科学命题，能否被证伪是科学与非科学划是科学命题，能否被证伪是科学与非科学划界的标准。界的标准。依据波普尔对科学划界的标准，依据波普尔对科学划界的标准，科学命题是能被经验证伪的命题，例如科学命题是能被经验证伪的命题，例如“所所有天鹅都是白的有天鹅都是白的”；非科学命题是不能被证；非科学命题是不能被证伪的命题，例如占星家的命题、宗教和哲学伪的命题，例如占星家的命题、宗教和哲学上的一些
45、命题都属于这一上的一些命题都属于这一类命题。这就是类命题。这就是他的著名的证伪主义。他的著名的证伪主义。证伪主义认为：可以作为划界标准的不是可证实性而是可证伪性。所谓可证伪证伪主义认为：可以作为划界标准的不是可证实性而是可证伪性。所谓可证伪性，就是说经验科学系统必须具备被经验反驳的可能性。性，就是说经验科学系统必须具备被经验反驳的可能性。2、发展模式发展模式波普从证伪主义出发，把科学看作知识增长的动态过程，提出了著名的科学发展波普从证伪主义出发，把科学看作知识增长的动态过程，提出了著名的科学发展的模式：的模式：P1TTEEP2，即提出问题，即提出问题提出试探性理论提出试探性理论消除错误消除错误
46、提提出新问题出新问题消除错误或后验评价就是证伪，其根本手段就是反驳。消除错误或后验评价就是证伪，其根本手段就是反驳。波普认为只有通过这样波普认为只有通过这样的批判性的检验，才能真正通向真理的轨道，这就是所谓的批判性的检验，才能真正通向真理的轨道，这就是所谓“批判的理性批判的理性”。波普认为，波普认为，在这方面，爱因斯坦为我们作出了榜样，在这方面，爱因斯坦为我们作出了榜样，“爱因斯坦对他自己的理论具有高度的批判爱因斯坦对他自己的理论具有高度的批判精神，这不仅表现在他试图发现并指出它们的局限性，而且也表现在他对所提出的每精神，这不仅表现在他试图发现并指出它们的局限性，而且也表现在他对所提出的每一个
47、理论试图找出在什么条件下，他将把理论看作被实验反驳。一个理论试图找出在什么条件下，他将把理论看作被实验反驳。”科学知识增长并不是指观察的积累，而是指不断推翻一种科学理论，由另一种更科学知识增长并不是指观察的积累，而是指不断推翻一种科学理论，由另一种更好的或更合乎要求的理论取而代之。好的或更合乎要求的理论取而代之。卡尔卡尔波普尔波普尔证伪主义提倡两种重要的科学精神：证伪主义提倡两种重要的科学精神：不怕犯错误的精神（大胆猜测）；不怕犯错误的精神（大胆猜测）；批判批判和革命的精神（不盲从权威）。和革命的精神（不盲从权威）。3、证伪模式的不足证伪模式的不足在强调科学通过批判、否定而前进时，忽略了科学知
48、识的继承和积累，否认科学在强调科学通过批判、否定而前进时，忽略了科学知识的继承和积累，否认科学中的量变过程；中的量变过程；强调猜想、想象、灵感在科学假说中的作用，不仅削弱了假说形成过程中的经验强调猜想、想象、灵感在科学假说中的作用，不仅削弱了假说形成过程中的经验基础，而且忽视了对假说形成过程可能的逻辑性解释。基础，而且忽视了对假说形成过程可能的逻辑性解释。在反对归纳主义、推崇演绎法的同时，却片面否定了归纳法的作用；在反对归纳主义、推崇演绎法的同时，却片面否定了归纳法的作用；在证实与证伪的关系上，认为证实是相对的，证伪是绝对的，忽视了二者的对称在证实与证伪的关系上，认为证实是相对的，证伪是绝对的
49、，忽视了二者的对称性和复杂性。性和复杂性。库恩（库恩（19221996）ThomsSamualKuhn三、三、科学革命模式科学革命模式1、范式、范式范式是科学家集团即科学共同体在某一范式是科学家集团即科学共同体在某一历史时期所共同持有的基本观点、基本原理、历史时期所共同持有的基本观点、基本原理、基本方法、基本信念。这个共同体由于经历基本方法、基本信念。这个共同体由于经历了了相同的教育训练，相同的业务传授从事相同的教育训练，相同的业务传授从事着相同的科学工作，吸收到相同的科学技术着相同的科学工作，吸收到相同的科学技术文献，探索着相同的科学目标文献，探索着相同的科学目标，因而，他们，因而，他们在理
50、解问题的观念上，思考问题的方式上，在理解问题的观念上，思考问题的方式上，培养接班人的方法上就必然形成一种传统，培养接班人的方法上就必然形成一种传统，遵循着一套规则，在把握世界的共同的理论遵循着一套规则，在把握世界的共同的理论框架中活动，在同一种科学信念下研究以致框架中活动，在同一种科学信念下研究以致所用的所用的语言、工具、仪器等等都会相同，语言、工具、仪器等等都会相同，这这就是科学共同体就是科学共同体所共同信奉和遵循的所共同信奉和遵循的“范式范式”。范式是一定时期科学共同体范式是一定时期科学共同体“看问题的方式看问题的方式”，包括共同的世界观、方法论、包括共同的世界观、方法论、信仰和价值标准。