对科学进步四种观点问题的研究

1、对科学进步四种观点问题的研究【摘要】科学进步是科学哲学界最关心的问题之一，它有着非常悠久的历史,但是早期的科学哲学家却忽 略了这一概念。随着科学需要在发展过程中展现其进程，有关科学进步的问题才又成为科学哲学中的核心问题。 当代科学哲学家在此问题上提出了四种观点，即：进步与似真性、进步与解决问题、进步与知识、进步与理解。科 学进步的每一种观点都有其优点，但也存在着各自的问题和困难。这几种观点虽然在相互争论和竞争，但是它们 在思考和评价的过程中也不同程度的从对方身上吸收了有利于自我发展的因素。【关键词】科学进步;似真性；解决问题;知识积累；增加理解在科学技术史上，“进步”的概念不是表面含糊的表 述

2、，就是没有进一步的详尽分析。正是由于进步的这种标 准难以统一，科学进步的观点才会一直是科学哲学中的一 大难题。结合以前的哲学家和目前的研究,可以总结出以 下四种在科学哲学中被认可的主流观点:第一种观点认为 科学是接近真理的，如果一种科学在不断地接近真理，那 么表明它在进步；第二种观点认为科学是解决问题的，如 果现在的科学比以前的科学能解决更多问题，那么表明它 在进步；第三种观点认为科学等同于一种知识的增长，如 果新的科学能让我们增加更多的知识，那么表明它在进 步;第四种观点认为如果科学能增加我们的理解,增加我 们对这个世界、社会和物质本身的理解，那么这时它就是 进步的。一、科学进步与似真性万物

3、都是由微粒构成的。公元前5世纪，古希腊哲学 家德谟克里特（Democritus）认为，原子是构成物质的微粒， 万物都是由简短的、不可分割的原子构成。随着生产力的 进步，原子结构模型得到了不断地发展。1803年，约翰道 尔顿（John Dalton）提出了一切物质都是由最小的不能再分 的粒子原子构成，它既不能被创造也不能被毁灭（实 心球模型）。然而，大约一世纪以后,1904年,约瑟夫约翰 汤姆森（J. J. Thomson）发现了电子,他用实验方法测出电 子质量，并确定了质荷比，即正电荷均匀地分布在原子之 中，电子则散布在正电荷之中（枣糕模型）。根据汤姆森的 实验结论可知，道尔顿最初关于原子不可

4、分的说法是完全 错误的。几年后，汤姆森的理论再次被欧内斯特卢瑟福 （Ernest Rutherford）修正，卢瑟福认为原子大部分是空的， 中间有一个几乎集中了所有原子的质量且体积很小的粒 子原子核，电子在原子核外空间绕核做高速运动（行 星原子模型）。就像汤姆森修改了道尔顿关于原子的观点 一样，卢瑟福也是如此修改汤姆森的。这个过程继续下去 是尼尔斯波尔（Niels Bohr）引入量子论观点，认为电子只 能在原子内的一些特定轨道上运动（分层模型）以及1935 年电子云模型的产生。田通过科学技术的发展，科学进步的进程也日渐显现。 通常来说，如果我们知道一件事情的真理,那么它就取得 了进步。这样一来

5、就会衍生出一种更合理的观点，即科学 进步等于不断地去接近真理，而接近真理这个过程中的每 一步都是正确的，这一观点就是似真性解释的关键，它认 为科学是接近真理的（如果一种科学在不断地接近真理（ 那么表明它在进步。向在科学实在论者看来,一个好的理论 实际上可能仅仅是对真理的一个很好的近似，而事实本身 并不是严格真实的。冏所以科学实在论者倾向于用增加似 真性（接近真理）的方式来描述科学进步，而不是直接从真 理本身的角度来描述科学进步。现实生活中就有很多这样 的事例，从托勒密的地心体系到哥白尼的日心体系，从中 世纪的动力理论到伽利略的新力学，从牛顿的一系列运动 理论到相对论和量子理论。尽管这些理论严格

6、来说都是错 误的，但是牛顿力学本身并不对科学进步作出贡献的说法 你不觉得很奇怪吗？更准确地说，你真的认为过去的一些 理论对牛顿力学的错误信念与进步无关吗？如果当时我们 就接受这些似真的正确甚至是错误的理论，而不是拒绝它 们,结果岂不是对我们的科学发展更有帮助吗？虽然我们 在经验科学中没有足够充足的论据来说明我们实际上已 经达到了真理，但我们可以用有力和合理的理由来声称我 们可能已经朝着真理的方向取得了进步。二、科学进步与解决问题对科学进步问题的另一种观点不在于似真或逼真，而 在于理论能否使科学家解决各种问题。解决问题的基本想 法是：当一个理论a比另一个理论b解决了更多的问题 时,则理论a到理论

7、b的变化是进步的。例如，当卢瑟福的 原子理论被玻尔理论取代时,科学进步就产生了，为什么 会产生？因为波尔的理论能解决罗瑟福不能解决的问题， 更重要的是，波尔的理论解决了为什么氢气和其他一些化 学元素一样发射具有固定波长的辐射问题。在玻尔理论 中，电子具有量子化的角动量，这意味着电子只能在相对 于不同辐射波长的固定离散量子点中增益或损失能量。这 个问题的解决方案在卢瑟福的理论中是无法使用的，因为 后者并没有指明电子的角动量是量化的。通过科学实践， 我们发现科学研究者与科学问题处于一种紧密联系的状 态，它们两者之间往往是同时存在的。例如,我们在观看新 闻报道时总是会听到新闻记者说“某科学家提出一个

8、具有 现实意义的某问题”“某科学家就某一问题提出解决方案” 等，这种现象是源于解决问题的传统，根据这个例子，假设 我们知道已知行星在牛顿力学和引力理论的框架内的运 动,那我们应该如何解释月球的运动？这个问题一直困扰 着18世纪的天文学家和数学家，激励着他们去研究有关 此问题的研究。亚历克西斯克莱罗(Alexis Clairaut)最终 表明，与牛顿理论相协调的困难是由于使用不合适的近 似。我们可以看出，在解决这个问题时，克莱罗由此在天文 学方面取得了进步。解决问题方法的主要支持者是托马斯库恩(Thomas Kuhn)和拉里劳丹(Larry Laudan)。对库恩和劳丹来说， 科学研究通常是在形

9、而上学、概念和方法假设的背景下进 行的库恩的“范式”,劳丹的“研究传统”它决定着 什么是真正的问题，一个人的理论对解决每个问题有多重 要，实际上什么才是解决一个问题的办法和手段。“范式” 这个概念是在科学革命的结构一书中提出的，库恩认为 “范式”通常是指那些公认的科学成就，它们在一段时间里 为实践共同体提供典型的问题和解答，也就是说科学实际 上可以理解为一种解谜的活动，而范式是解谜过程中的一 种标准的模板和例子。而“研究传统”是在扬弃库恩“范式” 的基础上提出的,研究传统就是指导许多具体的理论发展 构成的一套准则，它并不能为一些具体的问题提供答案， 但是它在我们解决经验问题和概念问题的过程中提

10、供了 必要的工具，也就是说一个研究传统与其构成理论解决问 题的有效性密切相关。因此,从相关“研究传统”的观点来 看，对劳丹来说，理论解决问题的有效性取决于理论解决 问题的数量和重要性，即当我们的理论解决问题的有效性 增加的时候,科学进步就会发生。难道科学进步真的等同 于解决问题吗？我们知道解决问题有四个阶段:发现问题、 分析问题、提出假设、检验假设，很明显科学进步不能与之 完全等同，科学进步这个概念比解决问题包含的东西应该 更多一些，如果科学进步只通过解决问题的方法来衡量的 话，我们得出的结论就不会很全面。解决问题虽然说是可 以量化的,但是解决的问题越多,就越代表科学进步吗？例 如,a和b都在

11、做善事,a做的善事比b做的善事多,那么我 们可以直接得出a的道德水平比b的道德水平高吗？也不 一定。a可能一直做善事并且一直比b做的善事多,但是突 然有一天它做了一特别大的恶事或者它一直做的善事其 实是另有所图的，所以a的道德水平是高是低我们没有办 法判断。也就是说即使一个理论能解决更多的问题，但是 它是否能从根本上代表科学进步是有疑问的。三、科学进步与知识的增长从历史上看，科学进步常常与科学知识的增长联系在 一起,例如这种观点的主要支持者弗朗西斯培根(Francis Bacon)、乔治萨顿(George Sutton)和威廉布拉格 (William Bragg)。2007 年，亚历山大伯德(

12、Alexander Bird)出版了第一个基于知识的系统辩护，即认识论。在伯 德看来，科学进步应该从知识的角度来理解。知识”一词 是在认识论者的意义上理解的，在认识论中，知识包括真 理、证据和信念，真理、证据和信念是知识的必要条件。即 为了知道一件事情，一个人必须相信它，这个信念必须是 真实的,而且这种信念必须通过科学证据或论点(例如观 察、实验或计算)来证明是正确的。在米勒的故事中，他们 居住在一个没有窗户、没有空调的房间里，所有的一切都 是他们在猜测,琼斯猜想“天气不热,不下雨,也不刮风”， 而史密斯猜想“天气不热,下雨,刮风”。问事实上,天气热, 下雨，刮风，所以琼斯的猜测没有一个是正确

13、的，而史密斯 的猜测则有两个是正确的。如果我们进一步假设史密斯的 猜测是在琼斯的猜测之后做出的(那么根据似真性的观 点,这看起来就像是进步。但是，支持知识论的科学家们认 为幸运的猜测对科学进步没有任何贡献。现在，让我们想 象一下，就像巴恩斯(Barnes) 一样,史密斯和琼斯形成他们 的信仰不是通过猜测，而是通过调查他们附近的温度、降 水和刮风状况，运用可靠的方法，以正常的科学标准得出 来的结论。只不过，在琼斯的所有调查中，事情都出了差 错，所以才导致了他的错误信念。而在史密斯的所有调查 中，他的测量降水和风速的方法是可靠的，只有在测量温 度的过程中，他的方法出了问题，所以史密斯下雨和刮风 的

14、信念是正确的,温度的信仰是错误的。所以，我们应该从增长知识,而不是从似真性的角度 来看待科学进步。在认识论者眼中什么是科学进步？答案 不言而喻，他们认为科学在显示科学知识的积累时，就会 取得精确的进步,也就是说在某一片段结束时,知识比开 始的时候更多，那么科学中的这一片段就是进步的。如果 认识论是不可能的，那么科学充其量不过是一连串错误的 理论。在认识论中,知识包括真理、证据和信念,伯德认为 任何一种通过没有证据的方法意外获得真理的信念都不 会取得进步，但是罗伯顿(Darrell P. Rowbottom)却不以 为然，他认为，“没有证据的科学信念也可能是进步的”。的 他用一种思想实验来捍卫语

15、义观点。想象两个行星:第一 个星球上的居民没有证据的科学信念，而第二个星球上的 居民有证据的科学信念和科学知识。但我们从两个星球的 表面上来看它们同样都取得了进步。一个有真实的信念， 没有公正的科学信念，因此这种情况的“形而上学可能性” 表明,有证据的科学信念对于科学进步来说是不必要的。回 既然知识意味着真理，那么伯德如何对一个错误理论被另 一个错误理论所取代的进步过程进行认识论的解释呢？认 识论的困难在于,由于知识包含真理,任何错误的理论不 管它有多么真实，它都不能算作知识。伯德的解决方案是， 在每一个虚假理论T中，找出一个由T引起的真实命题 T-，鉴于T-这一更为温和的命题是严格正确的（而

16、不仅仅 是某种程度上类似于真理），那么就有可能知道T-（假设满 足了对知识的其它要求）。四、科学进步和理解虽然关于科学进步的文献很少讨论科学进步和理解 的观点，但在上个世纪后半叶，由于科学研究的需要，与此 相关的观点也慢慢地浮出了水面。要想了解科学进步与理 解两者之间的关系，必须要先对理解本身的性质有一个充 分的把握。在科学研究的过程中，理解的概念一直都备受 争议，因为理解是一个程度问题，对于不同的人来说，理解 就有不同的含义：同一个现象下，一部分人可能对其理解 越来越多,另一部分人可能对其理解越来越少，这种理解 要么是事实性的，要么是准事实性的（也就是说，一个人不 能基于一个错误的或根本不正

17、确的理论来理解）。芬努尔 德尔森（Finnur Dells e n）认为如果一个科学家掌握了如 何在适当的情况下正确解释和预测目标现象的某些方面， 那么他就会部分理解某件事，问例如一位科学家想要正确 的预测天气的变化，那么他就要对某一天的天气有一定的 了解（用气压表进测量得出来结论）；在此基础上,戴尔顿 （Delton）提出了一种基于理解的科学进步描述，即当科学 家掌握如何在事件结束，而不是开始的时候时正确地解释 或预测世界上更多的方面，科学中的某一进程才是进步 的，理解解释科学的目的是使我们能够了解世界。阿伯德认 为理解是一种知识，并认为认识论可以包含这一观点，但 是德尔森在他的一系列文献中

18、反对了这一观点，德尔森认 为在关于科学进步的问题上,基于理解的思维解释要优于 基于知识的认识论解释，他主要从没有知识的进步和理解 与没有理解的进步和知识两个方面对此观点进行论述（当 然，德尔森并不是认为知识的增长在科学进步上没有作 用,而是认为不能增进理解的知识的增长在科学进步上没 有什么作用即不能构成科学进步。在理解增加而没有相应知识增长的情况下，会发生什 么呢？爱因斯坦在1905年对布朗运动的解释是基于热动 力学理论的,但是在20世纪初，热动力学理论在物理学家 中间具有非常大的争议。在认识论者眼中除非我们能采用 准确的标准来验证它的真理性，否则爱因斯坦对布朗运动 的解释就不算是科学上的进步。但德尔森却认为爱因斯坦 的成就构成了科学进步（因为他使我们能够掌握如何正确 地解释和预测布朗运动，从而为我们提供了以前无法理解 的东西。网在知识增长而没有相应的增加理解的情况下， “理解解释”给出了