第二科学观与科学方法论

第二科学观与科学方法论1第1页，共154页，2023年，2月20日，星期一本章学习要点学习目的：了解科学在人与自然关系中的地位和作用，把握科学的本质和特征及其活动过程，培养现代科学意识。学习内容：1、从本体论的角度看待科学的一般本质和特征，科学理论的结构体系；2、从认识论的角度看待科学发展的一般规律和动力，探讨科学发展的模式；3、从方法论的角度理解把握科学活动的过程。2第2页，共154页，2023年，2月20日，星期一本章学习内容第1节科学的本质与特征

1、“科学”观念形态的演变

2、近代科学的兴起及其特征

3、科学的本质第2节科学的体系与结构（静态）

1、科学的划界

2、科学理论的结构第3节科学发展的模式（动态）

1、逻辑实证主义的科学发展模式

2、波普尔的科学发展模式

3、库恩的科学发展模式

4、社会学的科学发展模式第4节科学方法论

1、科学问题的提出

2、科学事实的获取

3、科学抽象与科学思维

4、科学假说的形成

5、科学理论的创立3第3页，共154页，2023年，2月20日，星期一第一节科学的本质和特征1、“科学”观念形态的演变2、近代科学的兴起历史及其特征3、科学的本质4第4页，共154页，2023年，2月20日，星期一今天人们所面对的科学一词的含义广义，知识体系（有时特指自然知识体系）“认真学习科学文化”狭义，科学并非一般的自然知识，而是从16、17世纪近代以来形成的一种特定的认识形态，包含着对事物的特定看法、处理问题的特定方法、知识创造的特定机制。它为人类规定了如何看待自然、研究自然、征服自然和改造自然的方式。

也是一种关于自然的知识体系，但这种知识体系的形成却是独有的，简言之，近代科学是建立在实验基础上，并且是定量的表述自然规律的一种知识体系。5第5页，共154页，2023年，2月20日，星期一“SCIENCE”词源分析从词源上讲，英文的“科学”即Science源于拉丁语的“scientia”，指静态的“知识、学问”，西方古代是没有科学这个词的，科学研究体现在“自然哲学”与“道德哲学”之中。19世纪，自然科学从哲学中最终独立出来，1825年，科学家休厄尔创办“Physicist”（物理学家）一词，1833年，创办“Scientist”（科学家）一词，用来称呼像法拉第那些在实验室中探索自然奥秘、增进人类自然知识的人，从语源学的意义上标志着科学的独立，成为一种专门的职业，也就是今天所称的“Science”（科学）。“自然哲学”与“道德哲学”研究也就演变为今天的“自然科学”与“社会科学”研究，我们《自然辩证法》所讲的“科学”，主要是狭义意义上的“自然科学”。6第6页，共154页，2023年，2月20日，星期一既然科学是一个近代才出现的词汇，它所指的也是“近代科学”这样一种特定时间以后出现的特定的自然知识体系，那么这个自然知识体系较之前出现的自然知识体系有何不同，具备哪些特征呢？下面就从历史和逻辑两个维度来阐释近代科学的特征。7第7页，共154页，2023年，2月20日，星期一2、近代科学的兴起历程及其特征近代意义上的科学首先兴起于欧洲。在经历了古希腊对自然界总体性考察的“自然哲学”探讨，欧洲黑暗中世纪的缓慢发展，经14世纪开始的文艺复兴、18世纪的启蒙运动对“科学精神”和“人文精神”的提倡，以及16-17世纪的欧洲哲学转向，在以哥白尼、布鲁诺、伽利略为主要推动者的天文学革命和以维萨留斯、塞尔维特、哈维为主要推动者的医学革命的带动下产生了。在近代科学兴起的过程中，伴随着如下特征：（1）对自然的数学化本质的考察和运用（2）近代科学与实验的结合（3）近代科学与技术的紧密结合（4）近代科学的社会化：科学日益成为一种社会建制8第8页，共154页，2023年，2月20日，星期一

中文词汇“科学”的由来首先将Science翻译为“科学”的是日本的福泽谕吉，出现在其1872的著作《劝学篇》中，福泽谕吉将“科学”理解为“一科一学”，主要是认识到当时西方的“Science”都是“分科之学”。中国的康有为将日本学者的翻译方法于1893年首次引进到中国，严复在翻译赫胥黎的《天演论》中第一次公开使用了这一翻译，而梁启超在《变法通议》中也使用了这一概念。在中国古代，一直将科学称为“格致之学”。《礼记·大学》中指出“致知在格物，物格而后知至”，意思是为了辨别是非，首先要考察事物，获得知识。9第9页，共154页，2023年，2月20日，星期一科学发展的历史分期科学的起源——原始社会——经验、原始宗教从人类诞生到文明诞生，没有文字，此时的科学准确的说应该是一种生存或生活的经验，同时其观念内容与原始宗教分不开古代科学的发展——奴隶制和封建制——实用、思辨、宗教世界文明中心的转移和更迭四大文明古国的科学：埃及和印度的医学，巴比伦的数学，中国的农学和天文学；埃及和巴比伦灭于古希腊，印度和中国继续发展古希腊科学成就古罗马科学成就（分崩离析东罗马持续到15世纪，西罗马5世纪进入中世纪）中世纪时期阿拉伯文化兴起十字军东征后传回欧洲近代科学产生——16c—18c——真正意义的科学近代科学全面发展——19c前后现代科学技术发展——20c至今10第10页，共154页，2023年，2月20日，星期一1.人类的产生

原上猿（3000万年前）埃及猿（2800-2600万年前）森林古猿（2300－1000万年前）-现代类人猿的祖先？人与猿共同的祖先：正在形成中的人（猿—人过渡）：

腊玛古猿（西瓦古猿<雄>）（1400－800万年前）南方古猿（400-100万年前）——与人十分相似可归入人的系统

完全形成的人：制造生产工具；直立行走能人（250万年前，元谋人）直立人，又称猿人（170万年前-20万年如北京人）早期智人（20－4万年前）晚期智人（4－1万年前）现代人南方古猿直立人北京人克罗马农人晚期智人尼安德特人早期智人能人11第11页，共154页，2023年，2月20日，星期一四大文明古国古希腊（1）爱琴文化时代：公元前20—12世纪，爱琴文化包括克里特文化和迈锡尼文化，属于城邦文化。

（2）荷马时代：公元前11—9世纪，这一时期开始使用铁器，属于军事民主制文化。

（3）早期希腊文化（或古风）时代：公元前8—6世纪，这一时期是希腊城邦形成的时期。

（4）古典时代：公元前5—4世纪前期，这是希腊奴隶制城邦的极盛时期。

（5）马其顿统治时代：公元前4世纪末—公元前2世纪中期，希腊奴隶制城邦衰落，处于马其顿统治之下，最后为罗马所灭。古罗马前753－前27王政时代－罗马共和国(元老院和百人会议－罗马帝国建立（元首制）前27－192前期罗马帝国——繁荣期

192－235后期罗马帝国：395年分裂

476年西罗马灭亡-欧洲中世纪

1453年东罗马被奥斯曼人灭亡中世纪西罗马崩溃后欧洲的基本历史进程4AC-5AC末民族大迁徙和日尔曼诸王国的建立（日耳曼灭西罗马）6AC－8431、法兰克王国：墨洛温—加洛林（查理曼大帝统一西欧）查理曼帝国三分：法兰西、德意志、意大利

2、央格鲁.萨克逊王国：七国并立-英格兰（威塞克斯王国）8431054基督教分裂

11世纪前后中世纪城市的兴起，手工业行会的出现

1096－1270十字军东征

1337－1453英法百年战争

1453东罗马被奥斯曼人灭亡

…………15-16世纪西欧封建制度的衰落与资本主义的兴起12第12页，共154页，2023年，2月20日，星期一13第13页，共154页，2023年，2月20日，星期一14第14页，共154页，2023年，2月20日，星期一十字军东征大翻译运动大学的创立航海运动文艺复兴宗教改革近代科学诞生1113141516马可波罗游记来自西方的推动力来自东方的推动力1543近代科学产生的原因资本主义萌芽15第15页，共154页，2023年，2月20日，星期一十字军东征的意义十字军东征运动（1095-1291）在诸多因素的支配下，延续了二百多年，对欧洲历史产生了极大的影响。它促成了拜占庭所保存的希腊文明、阿拉伯文明以及通过它所了解的中国文明，与欧洲人所继承的罗马文明之间的交流和融合。正是这场疯狂的宗教战争，推动了一种新的文明的铸造。16第16页，共154页，2023年，2月20日，星期一十字军从东方带回了阿拉伯人先进的科学、中国人的四大发明、希腊人的自然哲学文献。12世纪，欧洲掀起了翻译阿拉伯文献的热潮。希腊原始文献经过叙利亚文，到阿拉伯文，再被译成拉丁文。亚里士多德和柏拉图的哲学著作、欧几里德和托勒密的科学著作，开始为欧洲人所熟悉。通过大翻译运动，当时已知的希腊科学与哲学文献都被译成当时欧洲学术界通用的拉丁文，为欧洲的学术复兴奠定了基础。到1270年，亚里士多德的著作全部被译成拉丁文，亚里士多德学说被确立在经院哲学中的统治地位指日可待。

大翻译运动17第17页，共154页，2023年，2月20日，星期一大学诞生十一世纪(1087年)在意大利诞生的博洛尼亚大学，是西方世界第一所大学。十二世纪，法国巴黎大学和英国牛津大学诞生，再到十三世纪剑桥大学诞生，之后大学蓬勃发展。1895年，中国近代第一所大学北洋大学堂诞生，1898年中国近代第一所国立综合大学京师大学堂诞生，1912年改为北京大学。1920年前后产生了中国近代第一所现代意义上的国立综合大学东南大学，此为早期中国现代大学发展的三个里程碑。此后清华大学、浙江大学等相继发展为中国早期高水平的现代国立大学。18第18页，共154页，2023年，2月20日，星期一近代自然科学产生的社会历史背景

资本主义生产方式的出现——社会历史动因13世纪中叶，由于广泛应用新技术，手工业迅速发展。在封建社会内部发展起来的手工业导致了生产力水平的提高和商品经济的活跃，逐渐突破自然经济的局限，出现资本主义生产方式的萌芽14世纪，在意大利，家庭手工业已转化为工场手工业。当时意大利佛罗伦萨约有毛纺织企业300个，工人3万。15世纪下半叶，德、法、英、荷等国的资本主义经济也相当发达资本主义生产方式的出现需要生产技术，需要有探索自然物体属性和自然力活动方式的科学。19第19页，共154页，2023年，2月20日，星期一近代自然科学产生的社会历史背景

航海运动与地理大发现——社会历史动因葡萄牙、迪亚士、好望角西班牙、哥伦布、发现新大陆意大利、阿美利哥、阿美利加洲葡萄牙、达迦马绕过好望角到印度西班牙、麦哲伦环球一周开拓了殖民地、开辟海外市场、掠夺原料和劳动力，加速资本主义生产关系的形成开阔了人类的视野加紧了文化间的融合收集了宝贵的经验材料航海使用的技术的创新20第20页，共154页，2023年，2月20日，星期一21第21页，共154页，2023年，2月20日，星期一近代自然科学产生的社会历史背景

文艺复兴——文化前提和思想基础本质：资产阶级新文化运动内容：打着复兴古希腊文化的旗帜，倡导以人文主义为中心的思想，赞颂人的智慧和才能，提倡人性、个性解放和个性自由，批判宗教宣扬的来世思想和禁欲主义，肯定人是现实生活的创造者。实际上是用人性反对神性。作用：破除了人们对信条的迷信，培育了自由研究的精神，引导人们去观察研究自然和现实世界；培养了一批自然科学家；使长期以来工匠与学者之间相互隔离的状况得以改变，整个社会对物质的追求，使学者更加关心工匠们的技术实践实现了工匠和学者的早期结合；增进了人对自然观察的兴趣，通过对自然的研究，科学研究开始走向重视实验的道路，实验科学正是在此基础上诞生的。22第22页，共154页，2023年，2月20日，星期一从西洋美术史看“以神为本”

和以人为本23第23页，共154页，2023年，2月20日，星期一近代自然科学产生的社会历史背景

宗教改革——文化前提和思想基础德国，马丁路德，“信仰可以获救”法国，加尔文，新教“人要实现上帝的使命”宗教改革反对教父的权威，认为研究万物是对上帝的爱戴，这有助于推动自然科学的发展，但同时宗教改革与自然科学的关系是复杂的，当科学与教义相抵触时，新教照样会送科学者去火刑场，甚至比旧教更残酷24第24页，共154页，2023年，2月20日，星期一近代科学革命（1）在近代自然科学为争取独立而同神学的斗争中有两个突出的起点事件一是哥白尼《天体运行论》的发表——对大宇宙“天体结构”的解释——冲破了宗教地心说，被称为近代科学史上第一次科学革命“天文学革命”二是血液循环理论的提出——对小宇宙“人体结构”的解释——冲破了宗教的直线运动信条，使医学等从神学中解放出来这两个事件作为划时代的标志而载入史册近代科学革命正是由这两个事件开始的。25第25页，共154页，2023年，2月20日，星期一布鲁诺(1548—1600年)是意大利著名思想家、学者，出生于那不勒斯附近的小镇。他冲破反动教会的重重阻力，热情地宣传哥白尼的太阳中心说，通过《论原因、本原和同一》、《论无限宇宙和世界》等著作，从多方面补充了哥白尼的学说，并且比哥白尼还前进了一大步。他认为宇宙是无限的，太阳不过是无数恒星之一，宇宙中可以居住的星球也是无限多的。26第26页，共154页，2023年，2月20日，星期一（2）牛顿力学体系的建立——近代科学最辉煌的成就伽利略的贡献创立了动力学自由落体运动定律；惯性定律；抛物线运动定律开普勒的贡献开普勒：行星运行三定律椭圆定律面积定律周期定律27第27页，共154页，2023年，2月20日，星期一伽利略——近代科学之父

（1564—1642年）意大利的杰出天文学家和物理学家。1609—1610年，他第一次用望远镜观察浩瀚无际的天空，发现了可以证明哥白尼学说的许多事实。

28第28页，共154页，2023年，2月20日，星期一

伽利略认为较小天体围绕较大的天体公转是一种自然规律。1632年，伽利略在他的《关于托勒密和哥白尼两大宇宙体系的对话》中，根据观察到的事实，结合力学原理，批判了托勒密学说的荒谬，论证了哥白尼学说的科学性。这一著作是继哥白尼之后，对经院哲学的又一沉重打击，进一步动摇了基督教统治的思想基础，在科学史上占有重要地位。

29第29页，共154页，2023年，2月20日，星期一

1638年，伽利略发表了《关于两种新科学（力学和运动的未知）谈话与数学证明》，研究了物体的距离、速度和加速度之间的关系，提出了无穷集合的概念。这是伽利略最后一部科学著作，在物理学方面取得重要成就。用数学来研究自然现象用数学来表达自然规律30第30页，共154页，2023年，2月20日，星期一近代实验科学的开端单摆实验，发现摆的摆动，虽然摆幅大小一次比一次减小，但每次摆动的时间却总是相等的——摆的等时性定律自由落体的理想实验，发现物体的加速度与重量无关，这样就否定了亚里斯多德关于落体加速度与重量成正比的臆断，并推断力是产生加速度的原因，力所引起的不是物体的运动而是运动的改变。自由落体的降落速度与时间成正比，降落距离与时间的平方成正比——自由落体运动定律斜面实验，发现小球的末速度与斜面倾角无关，仅随垂直高度变化，获得一定速度的小球，当进入一个平面，没有外力作用，他将按原有速度做匀速直线运动，即物体在不受外力作用的条件下，其运动速度经保持不变——惯性定律抛物线实验，发现当吧一个物体沿倾斜面上抛时，他的路径恰好是一条抛物线，这可以用力的平行是方形法则求出来——平行四边形法则

31第31页，共154页，2023年，2月20日，星期一“天空立法者”开普勒

（1571—1630年）

开普勒德国天文学家、光学家。1571年12月27日生于德国魏尔，父亲早年弃家出走，母亲脾气极坏。他是七个月的早产儿，从小体弱多病，四岁时的天花在脸上留下疤痕，猩红热使眼睛睛受损，高度近视，一只手半残，又瘦又矮。但他勤奋努力，智力过人，一直靠奖学金求学。1587年进人蒂宾根大学学习神学与数学。他是热心宣传哥白尼学说的天文学教授麦斯特林的得意门生，1591年取得硕士学位。1609-1619年开普勒根据第谷的观测资料提出了行星运动三大定律。32第32页，共154页，2023年，2月20日，星期一行星运动第一定律第一定律又称椭圆轨道定律，定律指出：“所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上。”33第33页，共154页，2023年，2月20日，星期一行星运动第二定律第二定律又称面积定律，定律指出：“在行星运动时，联结行星和太阳的线，在相等的时间内，永远扫过同样大小的面积。”34第34页，共154页，2023年，2月20日，星期一35第35页，共154页，2023年，2月20日，星期一牛顿（1642──1727年）在伽利略、开普勒等人研究工作的基础上，英国物理学家牛顿把物体的运动规律归结为三条基本运动定律和万有引力定律，由此建立起一个完整的力学理论体系。这样，他就把过去一向认为是截然无关的地球上所谓“世俗”的运动和日月星辰那些属于神圣的“天堂”的运动统一在同一理论框架之中。这可以说是人类认识自然的历史中第一次理论的大综合。

36第36页，共154页，2023年，2月20日，星期一牛顿：《自然哲学的数学原理》（1687）——天体力学和刚体力学统一，标志着近代自然科学体系形成牛顿力学三定律万有引力定律牛顿力学的证实：哈雷慧星的发现地球形状的证实行星摄动现象的证实：海王星的发现37第37页，共154页，2023年，2月20日，星期一（3）牛顿时代其他科学的发展（17－18世纪）

微积分的建立——牛顿、莱布尼茨物理实验研究的新发现：光的微粒说与波动说声学、热学和电磁学的进展化学的发展：氧化燃烧理论显微镜的发明和生物学的成果细胞的发现38第38页，共154页，2023年，2月20日，星期一（1）对自然的数学化本质的考察和运用自古希腊开始直到近现代，人们对自然的考察从来也没有脱离过数学，而这一特征也构成了近代科学的基本特征之一：①希腊人在自然哲学的探讨过程中，虽然总体上基于直观性、思辨性的特征，但对世界的考察和把握从来没有离开过数学手段。希腊哲学家认为，自然具有内在规律，可以从整体上把握，而把握自然规律的手段就是数学。如泰勒斯对初等几何学的研究和应用、毕达哥拉斯关于自然的数学化本质的思考、阿波罗尼乌斯对几何学的研究、欧几里得数学公理化体系的建立、阿基米德数学化的力学知识的建立、托勒密数学化的天文学体系的构成等，而数学知识及其运用得益于古代文明国家对数学、几何学等知识的考察。39第39页，共154页，2023年，2月20日，星期一（1）泰勒斯第一个把埃及的测地术（geometry）引入希腊有人说他在埃及求学期间运用相似三角形原理求出了金字塔的高度；方法是当人的影子与人的高度大小一样时，测量金子塔的影子就能得出金子塔的高度泰勒斯提出了如下几个定理：圆周被直径等分；等腰三角形的两底角相等；两直线相交时，对顶角相等；两三角形中两角及其所夹之边相等则两三角形全等；内接半圆的三角形是直角三角形40第40页，共154页，2023年，2月20日，星期一（2）毕达哥拉斯及其学派毕达哥拉斯定理毕达哥拉斯提出“数即万物”的学说。传说，有一次他经过铁匠铺，听见里面打铁声时有变化，过去一看，原来是不同重量的铁发出不同的谐音，回家后，他以琴弦做实验，发现了同一琴弦中不同张力与发音音程之间有数字关系。这些研究启发他想到导致万物之差异的不是其物质组成，而是其包含的数量关系。说数都是万物当然有失偏颇，但毕达哥拉斯却揭示了自然界所遵循的规律是可以用数学来描述的。41第41页，共154页，2023年，2月20日，星期一（3）欧几里得的几何学体系

Euclid0

(活动于约公元前300年)

欧几里得在他留传了几千年的光辉著作《几何原本》中，用公理化方法，以23个定义、5条公设和5条公理为出发点，推演出467个数学命题，将古希腊丰富的几何学知识整理在严密的逻辑系统之中，使几何学成为一门独立的、演绎的科学。42第42页，共154页，2023年，2月20日，星期一（3）公理化的楷模这样，欧几里得从10条公设与公理出发，将古希腊时代人们发现的465个几何和算术定理全部推演出来，从而把古希腊数学组织在一个严密的、逻辑线索清晰的公理化体系之中，被世人称为公理化的楷模，为后人不断地效仿。43第43页，共154页，2023年，2月20日，星期一（4）科学巨匠阿基米德用数学公理的方式提出了杠杆原理杠杆如平衡，则支点两端力（重量）与力臂长度的乘积相等。用数学公理的方式总结了浮力原理浸在液体中的物体所受的向上的浮力，其大小等于物体所排开得液体的重量。44第44页，共154页，2023年，2月20日，星期一45第45页，共154页，2023年，2月20日，星期一形式逻辑学的奠基人

亚里士多德认为分析学或逻辑学是一切科学的工具。他是形式逻辑学的奠基人，他力图把思维形式和存在联系起来，并按照客观实际来阐明逻辑的范畴。46第46页，共154页，2023年，2月20日，星期一形式逻辑的基本规律关于形式逻辑的基本规律：同一律、矛盾律和排中律，亚里士多德是在《形而上学》一书中叙述的。矛盾律和排中律是他首次提出的。同一律：同一个思维过程中，每一思想与其自身是同一的；即“Ａ就是Ａ”；矛盾律：同一思维过程中，两个互相否定的思想不能同真，必有一假；即“Ａ不能是非Ａ”；排中律：同一个思维过程中，两个相互矛盾的思想不能同假，必有一真，即“要么Ａ要么非Ａ”；47第47页，共154页，2023年，2月20日，星期一最博学的人亚里士多德运用观察试验的方法和辩证思维的方法，大大推动了当时科学的进展。亚里士多德的一个突出特点就是追求真理，他认为这是哲学家的神圣职责。他的一句名言“我爱我师，我更爱真理”，一直为后人津津乐道。亚里士多德集上古知识于一身，在他死后几百年中，没有一个人象他那样对知识有过系统考察和全面掌握。他的著作是古代的百科全书。恩格斯称他是“最博学的人”。48第48页，共154页，2023年，2月20日，星期一②欧洲中世纪，科学成为“神学的婢女”，虽然科学发展缓慢，但数学作为科学研究的工具从来也没有停止过，数学知识被继承下来，如对欧几里得《几何原本》的翻译；对托勒密《天文学大成》的翻译；③16-17世纪开始了欧洲近代科学革命，近代科学重要的方式之一就是用数学化的方式考察自然，而这一点是由“近代科学之父”伽利略来完成的，他开启了自然的数学化运动，并提出了“自然之书是由数学语言写成的”名言。数学和数学方法成为近现代科学分析的主要方法，乃至出现在社会科学的研究中，如经济学。49第49页，共154页，2023年，2月20日，星期一（2）近代科学与实验的结合近代科学的另一个本质就是对实验的依赖。英国哲学家培根大力提倡实验方法，然后通过归纳的方法总结出科学定律。（1）使用实验工具观测自然（2）通过实验发现规律（3）通过实验验证规律伽利略身体力行，从而成为现代实验科学传统的奠基人。在物理运动的实验中，摆脱了古希腊亚里士多德的“目的论”的思辨哲学影响，通过单摆实验、斜面实验、以及传说中的比萨斜塔实验等，提出了匀速运动、自由落体运动、抛物运动等概念和定律，为牛顿总结出运动的“三大定律”奠定了基础，并使科学摆脱了传统的形而上学思辨；（亚里士多德的冲力论）②伽利略还自制实验工具，通过望远镜对天体进行观察，如木星的四颗卫星（美的奇星）的发现，对月球表面环形山以凸凹表面的观察对太阳的各个卫星围绕太阳运行的“恒星视差”的发现等.近代科学与实验的结合体现出科学的另外一个特征就是科学知识或者科学理论必须接受实验的证实，即能够被实验或经验检验的知识才是科学，这也就是科学的实证（被实验证实）性特征。而这一特征，也构成了“科学的划界”、“科学的评价”等科学哲学中的基本问题之一。50第50页，共154页，2023年，2月20日，星期一（3）近代科学与技术的紧密结合伽利略所开创的实验科学传统，也体现出来近代科学的另一个本质，即科学是通过或者借助于技术来完成的。近现代科学已经不同于古代思辨和直观的科学研究，对科学仪器和工具等技术的应用，已经成为近现代科学必不可少的成分，也构成了近现代科学的必然特征之一。正如美国科学史学家和科学哲学家托马斯·库恩所言：“技术经常在新科学的突现中起着重要的作用。”今天，“technoscience”即技术科学的概念，越来越深入人心。51第51页，共154页，2023年，2月20日，星期一（4）近代科学的社会化：科学日益成为一种社会建制①新的实验科学精神，激励了越来越多的才智出众者加入探究自然奥秘的行列，他们起初是单干，后来感到了交流、讨论与协作的必要性，于是他们自发组织起小团体共同研究问题。如血液循环理论基本上是意大利的帕多瓦大学一手培育的_因为维萨留斯、法布里休斯、哈维均出自这个学院②近代以来的科学已经不同于传统上个体科学家依靠个人兴趣进行研究的时代，而是向“科学家集团”共同研究的时代推进。依靠个人之力显然无法完成愈加复杂的科学研究，而是表现为，科学家被社会地组织起来，规模化、组织化、常规化的研究。到后来，随着科学研究的复杂性和重要性加强，科学总是在一定目的指导下，有目标、有组织，有投入、依靠国家和政府资助，各种科学之外的社会因素渗透到科学研究之中，科学日益成为一种社会建制。1963年，美国普莱斯出版《小科学、大科学》一书，指出小科学是传统的、自发的、零散的、小规模的科学活动；而大科学是有目的、有计划、大规模的科学活动。52第52页，共154页，2023年，2月20日，星期一科学活动的组织意大利：自然秘密研究会1560年（第一个自然科学的学科组织）林琴学院（山猫）1603

齐曼托学院1657英国：哲学学会1640

皇家学会1660（牛顿1671）《皇家学会哲学学报》

格林威治天文台1675（皇家出资建立）法国：巴黎科学院1666德国：柏林科学院1700（莱布尼茨）53第53页，共154页，2023年，2月20日，星期一3、科学的本质

马克思曾经对近代科学的本质进行了综合的、动态的哲学分析。他从以下几个方面指出了近代以来科学的本质。（1）科学是人对自然界的理论关系和实践关系。（2）科学是社会和精神领域的劳动。（3）科学是生产力。（4）科学从物质生产和精神生产两个层面体现出其社会价值。54第54页，共154页，2023年，2月20日，星期一（3）马克思指出，科学同技术一样，已经成为一种生产力。随着现代工业将自然力和自然科学并入生产过程，大大提高了劳动生产率。而随着现代工业的发展，“现实财富的创造较少地取决于劳动时间和已耗费的劳动量，较多地取决于在劳动时间所运用的动因的力量，而这种动因自身——它们的巨大效率——又和生产它们所耗费的直接劳动时间不成比例，相反地却取决于一般的科学水平和技术进步，或者说取决于科学在生产上的应用。”由此形成的就是“科学技术是生产力”的著名论断。（4）马克思和恩格斯指出，科学的社会作用表现在物质生产和精神生产两个方面。科学是人类知识体系中最重要的组成部分，因而构成了社会的精神财富；同时，科学作为生产力的要素被用于创造物质财富，因此科学本身成为那些发展科学的人、组织和国家的致富手段。

55第55页，共154页，2023年，2月20日，星期一

通过对近代科学缘起和特征，可以推演出一般科学的本质：（1）科学是一种理论化、系统化的知识体系；（2）科学又是产生知识体系的认识活动；（3）科学是一种文化现象；（4）科学是一种社会建制。56第56页，共154页，2023年，2月20日，星期一首先，科学是理论化、系统化的知识体系。“科学是以范畴、定理、定律形式反映现实世界多种现象的本质和运动规律的知识体系。”因此，科学具有理性和可证实性的特征。其次，科学是产生知识体系的认识活动。科学的任务就是发现事实，揭示客观事物的规律性。因此，科学是具有探索性的、创造性的社会劳动。第三，科学是一种文化现象。从人类文明史和科学的发展历史可以看出，科学作为一种特殊的知识生产方式和精神创造方式，是人类文化中最活跃、最重要的组成部分。科学既具有不同于其他文化的性质和价值，同时科学又扎根于文化之中。最后，科学是一种社会建制。早期的科学只是单纯的认识自然，是属于科学家个人的行为。随着近代科学的诞生和科学潜在应用价值的出现，科学开始出现组织化和社会化，企业、集团、国家乃至国际间合作的科学研究逐步增多，科学研究之外的社会因素直接或间接地介入到科学研究中来。为了更好地管理和协调科学研究的进行，科学逐步成为一种社会建制，用社会的组织形式来协调科学活动，使科学研究带有明显的社会色彩。57第57页，共154页，2023年，2月20日，星期一第二节科学的体系与结构1、科学的划界(何种知识体系可称科学)2、科学理论的结构两部分内容的解释：

既然科学是一种可检验性的、需要验证的知识，那么这种知识就可能存在错误，因此科学的真理性是相对的。同时，科学又是一种系统化、理论化的知识，具有自身的内部结构。那么，区分“科学”与“非科学”的界限在哪里？什么样的知识才算是科学知识或科学理论？科学又具有什么样的体系结构？

58第58页，共154页，2023年，2月20日，星期一1、科学的划界一些例子：科学：牛顿力学定律；量子力学理论非科学：魔术，艺术，宗教，哲学伪科学：星占学，特异功能问题：为何只有第一种被称为科学？有什么样的划界标准？几种划界标准：逻辑实证主义的“证实”标准；逻辑证伪主义的“证伪”标准；拉卡托斯的“精致证伪”主义标准；历史主义的“范式”标准。59第59页，共154页，2023年，2月20日，星期一（1）逻辑实证主义——“经验证实”标准：逻辑实证主义是第一个成熟的科学哲学流派，它推崇自培根以来的经验归纳法，认为科学知识是通过经验观察和实验，在归纳法的基础上由数学和逻辑所表达和形成的，科学认识只能局限在经验范围内（这就是法国Comte的实证主义原则），而一个命题是否有意义，是否是科学理论或者知识，在于能否从逻辑上被“经验证实”，凡是不能被证实的都是没有意义的伪命题这一证实标准被逻辑实证主义的先驱罗素、维特根斯坦，以及被卡尔纳普、赖欣巴哈等逻辑实证主义者运用；由于逻辑实证主义是科学哲学的第一个成熟流派，在当时西方的哲学中处于主流地位，它的“证实”或“可证实性”的划界标准在当时占据了主导地位。60第60页，共154页，2023年，2月20日，星期一逻辑实证主义“经验证实原则”的目的在于反对“形而上学”。传统科学的研究包含在哲学即形而上学之中，逻辑实证主义认为科学应当与形而上学划分界限，认为传统哲学探讨的问题如物质存在问题、物质和意识的关系问题，以及巫术、神话等，超出了经验，都是毫无意义的形而上学问题，应当加以抛弃。61第61页，共154页，2023年，2月20日，星期一（2）逻辑证伪主义——“证伪”标准：

当逻辑实证主义20世纪初期在西方思想领域占主导的时候，奥地利犹太裔英国哲学家波普尔开始反驳逻辑实证主义。一种理论所提供的经验内容愈丰富、愈精确和普遍，它的可证伪度就愈大，科学性就愈高。

波普尔“证伪”标准提出的前提：①批判理性主义②反经验归纳法

62第62页，共154页，2023年，2月20日，星期一①批判理性主义：与传统上对知识的理解不同，波普尔认为，科学知识既不来自归纳理性，也不来自先天的演绎理性，因为归纳理性和演绎理性都存在问题，二者的基础都受到了冲击，理性并非必然确定的，也是可错的。因此，基于归纳和演绎理性而来的知识并非都是确证无疑的知识，而是可错的。因此，从本质上讲，科学知识仅仅是一种临时性的猜测和科学家头脑中临时的假设，也就决定了科学知识是可错的，是可反驳的、可批判的，或者说，可证伪的；63第63页，共154页，2023年，2月20日，星期一

②反经验归纳法：A、由于归纳而来的命题都是单称命题，是或然性命题；而科学理论是全称命题，是必然性命题，具有普遍性和一般性，不存在逻辑推导上的必然通道；或者说，具体的归纳无法走向一般的普遍性；B、归纳而来的知识是不可靠的，是可错的。因为归纳法基于经验或观察之上，而经验总是具有私人性，是不可靠的。C、归纳推理要得到证明，必然导致循环论证，即“休谟的归纳难题”。一种循环推理是无效推理。

经验证伪原则的提出：证实不具有逻辑必然性，而证伪倒是具有逻辑必然性，因为只要有一次例外的例子，就会否定一个理论，而无论有多少次证实，也无法推出普遍的理论。或者说，理论只能被证伪，而不能被证实。64第64页，共154页，2023年，2月20日，星期一证伪原则的合法依据——证伪原则是建立在“逻辑不对称”的基础上的。这就是说，用数量极大的个别也不能证实一般，而只要用数量极少的个别甚至只有一个就可以证伪一般。即一个“证实”只能证实一个经验事实，而一个证伪却可能证伪整个科学原理。证伪原则的实质——科学知识是可错的，是受到批判的。正如波普尔指出，“没有所谓科学的方法，有的只是所谓试验和试错的方法”。证伪原则的目的——科学划界。只有那些能够被证伪的命题才是科学的命题，反之，不可检验，不能证伪的，就是非科学的，形而上学的”。如宗教、神话、巫术、传统形而上学问题等，都无法证伪，都不是科学的。推论出Popper的真理观——知识总是可错的，可批判的，因此我们永远无法获得终极真理，而只能不断逼近真理。（这种认识涉及到后边关于科学发展模式的探讨）65第65页，共154页，2023年，2月20日，星期一可证伪的含义这里是几个简单断言的例子．它们在所指的意义上是可证伪的。1．星期三从来不下雨。2．所有的物质受热都膨胀。3．在靠近地球表面的地方松手将重物（如一块砖）放开，如果不被阻挡，就垂直下落。4．当光线从平面镜上反射时，它的人射角与反射角相等。断言（1）是可证伪的，因为观察到有一个星期三下雨就能被证伪。断言（2）是可证伪的。它能被大意是这样的观察陈述证伪：某一种物质X，在时间t，受热不膨胀。接近冰点的水就能证明（2）为伪。（l）和（2）都是可证伪的，并且是假的。断言（3）和（4）据我所知也许是真的，虽然如此，它们在所指的意义上是可证伪的。一块砖被松手放开时往上“掉”，在逻辑上是可能的。断言“砖”松手放开时往上“掉”，并无逻辑上的矛盾，虽然也许这类陈述从来没有被观察所支持过。断言（4）是可证伪的，因为光线射向镜面的人射角是斜角时可以设想，以垂直于镜面的方向反射出去。如果反射定律是正确的，这就永远不会发生，但是假如发生，也无逻辑上的矛盾。（3）和（4）都是可证伪的，即使它们也许是真的。如果存在与某个假说相矛盾的逻辑上可能的一个或一组观察陈述，这个假说就是可证伪的，如果这个或这组陈述被确定为真的，就会证明这个假说是假的。66第66页，共154页，2023年，2月20日，星期一不可证伪的含义这里有几个陈述不满足这个要求，因而是不可证伪的。

5．天或者下雨或者不下雨。

6．在欧几里得圆上，所有的点与圆心等距。

7．在赌博性的投机事业中，运气是可能存在的。没有逻辑上可能的观察陈述能驳倒（5）。不管天气怎么样，它总是真的。断言（6）必定是真的，这是由于欧几里得圆的定义。假如在一个圆上的点不与某个定点等距，那末，这个图形就不是一个欧几里得圆。由于同样的理由，“所有单身汉都是未婚的”，是不可证伪的。断言（7）是从报纸上的一个占星图中引来的。它代表了算命者的狡猾策略。这个断言是不可证伪的。它等于告诉读者。如果他今天打一个赌，它可能赢，而不管他打赌还是不打赌，如果他打赌了，不管他赢还是没有赢，这仍是真的。67第67页，共154页，2023年，2月20日，星期一某些理论虽然它们表面上似乎具有真正的科学理论的特征，事实上只是伪装成科学的理论，因为它们是不可证伪的，因此应该予以摈弃。阿德勒理论的一个基本原则是：人的行动的动机是某种自卑感。在我们的漫画式介绍里，这一论点得到下列事件的支持。当一个小孩掉进河里的时候，附近一个人正站在这条危险的河的河岸上。这个人或者跳进河里去救这个小孩或者他不这样做。如果他跳进水里，阿德勒派的反应是指出这如何支持了他们的理论：这个人由于表明他勇敢得足以不顾危险跳进水里。显然需要克服他的自卑感。如果这个人没有跳进水里，阿德勒派又能声称这是对他理论的支持。当这个小孩淹死的时候，这个人由于表明他具有强烈的意志力留在岸上不受干扰，他正在克服他的自卑感。68第68页，共154页，2023年，2月20日，星期一一个真正的科学定律或理论是可证伪的，正因为它对世界提出明确的看法。对于证伪主义者来说，从这一点很容易地就得出这样的结论：一个理论越是可证伪的，它就越好，这里的“越”字是在不严格的意义上使用的。一个理论断言得越多，表明世界实际上并不以这个理论规定的方式运动的潜在机会就越多。一个十分好的理论是一个对世界提出非常广泛的看法的理论，因此它是高度可证伪的，无论什么时候去检验它，它都是经受得住证伪的。这一点可以用一个浅显的例子来加以说明。考虑一下这两个定律：

(a)火星以椭圆形轨道围绕太阳运行。

(b)所有行星以椭圆形轨道围绕太阳运行。

（b）作为一则科学的知识比（a）有更高的地位。定律（b）告诉我们（a）告诉我们的一切、并且此外告诉我们的还更多。定律（b）这个更可取的定律，比（a）更可证伪。如果对火星的观察结果是证明（a）为伪，那末它们也就证明（b）为伪。任何对（a）的证伪都是对(b)的证伪，但是反之则不然。可以设想证伪（b）的有关金星、木星等轨道的观察陈述同（a）不相干。如果我们遵循波普尔，把那些能证伪定律或理论的观察陈述叫做那个定律或理论的潜在证伪者。那末，我们就能说，（a）的证伪者形成一个类，它是（b）的潜在证伪者的子类。定律（b）比定律（a）更可证伪，这就等于说它断言得更多，是更好的定律。69第69页，共154页，2023年，2月20日，星期一（C）拉卡托斯“精致证伪主义”的标准：拉卡托斯精致证伪主义标准提出的前提：波普尔证伪主义标准存在缺陷：①在波普尔看来，理论一旦被经验从逻辑上证伪，理论就会被取代。在波普尔的学生，匈牙利籍英国哲学家拉卡托斯看来，波普尔的证伪主义是朴素的证伪主义，科学理论的坚韧性及科学发展的继承性无法得以解释；②波普尔的证伪主义过度强调科学的证伪、批判和革命等特点，一味强调批判和否定，抹煞了科学常规时期的建设性活动和探索性活动；③与逻辑实证主义一样，逻辑证伪主义注重从科学本身按照逻辑的角度来分析科学及其哲学问题，忽视了大科学时代科学共同体的作用及其对科学理论的选择，忽视了科学理论发展真实的历史背景，因此他所描述的科学往往与科学的实际发展不相符合为了纠正这种错误，拉卡托斯的精致证伪主义和以库恩为首的历史主义提出了自己的科学划界标准。

70第70页，共154页，2023年，2月20日，星期一拉卡托斯精致证伪主义标准：

证伪并不能推翻一个科学理论，只有一个新的、更成功的科学理论才能取代旧的科学理论。因为任何科学理论都不是孤立的，而是相互联系的。所以，当我们评价一个科学理论的时候，所面对的不是一个单一的理论，而是一系列理论。拉卡托斯用“理论系统”的概念取代了“理论”的概念，实际上是接受了一种“整体主义科学观”，即任何科学命题和理论都不是孤立存在并可以受到经验的证实或者证伪，而是形成了整体网络的、彼此关联的命题系统，接受经验检验的是理论系统而不是单个的理论或者命题。

拉卡托斯把评价单个理论的问题转变成怎么评价整个科学理论系统的问题，理论系统构成了一个“科学研究纲领”。拉卡托斯认为，如果是整个理论系统接受经验评价的话，那么理论就不会那么脆弱，不会轻易被证伪。71第71页，共154页，2023年，2月20日，星期一拉卡托斯“科学研究纲领”的构成：硬核、保护带、反面启示法和正面启示法（1）硬核——科学研究纲领或者科学理论体系的基础理论部分和核心部分。硬核不允许遭到反驳，经验检验轻易触及不到硬核；（2）保护带——由科学理论的一些辅助性假说构成。保护带的任务就是保护硬核，竭力不让硬核遭受经验事实的反驳，让对硬核的反驳矛盾指向自己，通过调整自身的各种辅助性假说来承担反驳的责任；（3）反面启发法——不得在这个纲领的发展过程中修改和触动其硬核的禁令。就是让保护带发挥功能的一种措施。它是一种禁令，防止把反驳矛头对准硬核，而通过保护带的修改和调整，保护硬核；（4）正面启发法——积极鼓励科学家修改、完善、精确化保护带，以发展整个科学研究纲领。如果说反面启发法是消极的保护硬核，正面启发法就是积极主动的修改和完善保护带，保护硬核。72第72页，共154页，2023年，2月20日，星期一这一理论的先进之处在于他形成了一个科学发展的动态模式──研究纲领的成长。当研究纲领与某些事实不一致时，科学家不应急于抛弃纲领，而是通过调整辅助性假设消除反常；一个新的研究纲领内部也可能是自相矛盾的，同样需要通过调整，如果调整后经验内容增加,并提高了预见性,它就是一个进步的研究纲领；但是任何研究纲领都会退化，如果调整后经验内容减少或不能预见新的事实，那末它就是一个退化的研究纲领。科学的发展过程就是一个新的进步的研究纲领不断取代陈旧的退化了的研究纲领的过程。拉卡托斯认为研究纲领的进步性是科学的划界标准。但他又认为一个研究纲领是否真正退化，人们往往只能在事后得知。

73第73页，共154页，2023年，2月20日，星期一举例说明“科学研究纲领”哥白尼天文学的硬核：地球和其他行星沿着轨道环绕静止的太阳运行，而地球则每天自传一周哥白尼天文学保护带：发现某一时期行星行为不符合哥白尼天文学纲领的预见，纲领的硬核就可以通过增加一些条件或者修改起初一些隐含的假定揭示出来加以修改。比如给最初的行星轨道增添上许多本轮，和改变以往人们对恒星和地球之间距离的估计，以保证内核的正确，这些条件和假定就是保护带74第74页，共154页，2023年，2月20日，星期一对拉卡托斯精致证伪主义划界标准的评价：拉卡托斯继承了波普尔的证伪主义标准，但是相对于波普尔的朴素证伪主义，强调了科学理论的整体性和坚韧性，还承认了科学的继承性和连续性。拉卡托斯还在其著作《科学研究纲领方法论》中指出，“科学和伪科学的界线不全然是一个书斋里的哲学问题：它是一个与社会和政治息息相关的问题。”其中的原因就是科学理论不仅是一个事关认识论的问题，同时还具有重大的伦理含意和政治含意。这就表明，科学的划界不应当仅仅是科学内部进行，还应当考虑科学之外的社会因素。虽然科学的内史有助于对科学知识的增长作出合理的说明，但科学内史不能完全说明科学实际发展的全部历史，要用适当科学的“外部历史”（社会的、心理学的）对此加以说明和补充。在理想的条件下，证伪主义者很希望能够说，构成一门科学历史演变的理论系列，是由可证伪的理论组成，在这种理论系列中的每一个理论都比前一个理论更可证伪。75第75页，共154页，2023年，2月20日，星期一（D）科学的“范式”标准

“范式”标准的提出：关于科学的划界标准，以美国科学哲学家和科学史学家库恩为首的历史主义科学哲学学派提出了“范式”标准。即一个理论或命题，是不是科学理论，关键看其有没有形成统一的科学“范式”，而科学的发展也不体现为科学理论从逻辑上被经验“证实”或者“证伪”，而在于范式“替代”。76第76页，共154页，2023年，2月20日，星期一什么是“范式”？按照库恩的理解，范式是“科学家共同体”的成员们所“共同具有的东西”，范式接近于“科学共同体”。而“科学共同体”之所以叫做“科学共同体”，是因为他们掌握了“共同的范式”，范式决定了他们。科学共同体范式共有决定77第77页，共154页，2023年，2月20日，星期一科学共同体――在科学发展的某一历史时期，该学科领域中持有共同的基本观点、基本理论、基本方法的科学家集团。

一群科学家经历了相同的教育吸收了相同的文献获得了相同的训练探索问题的目标相同培养新人的方式相同理解问题的观念相同解决问题的方式相同科学共同体78第78页，共154页，2023年，2月20日，星期一对范式的最终界定：（1）科学家共同体共同的科学信念；（2）科学家共同体共有的研究传统；（3）科学家共同体共有的“理论框架和方法模型”；（4）科学家共同体所共同使用的“工具、仪器”。

“范式”决定了“科学共同体”的形成，规定着科学家共同体的研究传统、研究方向、研究范围、研究目标，科学研究活动受到“范式”制约，科学共同体具有共同的历史知识背景和科学研究传统。比如历史上的“地心说”范式，“日心说”范式，“亚里士多德力学”范式，“牛顿力学”范式，量子力学范式等。不同的范式为科学家规定了各自的基本理论、基本观点和基本方法，从而为科学家提供了研究问题和解决问题的基本模型和框架、并为该范式下科学的发展规定了方向。79第79页，共154页，2023年，2月20日，星期一库恩的范式标准：（1）一个理论之所以被称为科学，是因为科学家共同体具有了统一的“范式”。范式形成之前的理论研究只能叫做“学科”，还不是“科学”，“范式”是一门学科成为科学的必要条件。（2）“范式”的形成受到“科学共同体”所处的社会历史条件、历史背景、以及社会心理和文化因素的影响。（3）一个理论具有了统一的范式之后，科学家共同体就会按照既定的范式，统一思想和行动，进行科学常规性研究；（4）范式具有韧性或相对稳定的特点，对于科学研究来说，与逻辑实证主义和证伪主义不同，单个事实通常不能证实或证伪一种范式。只有更好的范式出现并被科学共同体认同，才会出现新旧范式的更替。因此，科学革命实质上就是范式的转化、过渡和更替。新旧范式有质的差别，当范式发生变化的时候，科学的理论、定律和基本观念都已经改变。（涉及到后边科学发展模式的内容）80第80页，共154页，2023年，2月20日，星期一对库恩范式标准的评价——

库恩认为不能单纯从科学内部的结构和逻辑上分析科学理论的意义及其发展，而应该强调科学共同体及其形成的范式在科学发展和认识中的作用；并强调科学理论提出和发展的真实历史背景，即社会因素、心理因素等对科学理论提出和发展的积极作用；致使哲学家费耶阿本德就认为根本不存在划分科学和非科学、科学和宗教、科学和神话的绝对普遍的标准。因为宗教神话同样对科学发展有价值、有意义。科学与宗教、神话等非科学形态有着密不可分的关系。没有这些非科学形态的存在，就没有近代科学的产生。这就使得科学的划界问题从波普尔等纯逻辑的“内部”标准，走向了纯社会的“外部”标准。81第81页，共154页，2023年，2月20日，星期一关于科学划界标准讨论的意义及复杂性从各种关于科学的划界标准可以看出，划界的方法可以分为两种：一种是认识论的方法，一种是解释学的方法。从认识论的标准来看，科学、非科学、伪科学具有相对明显的划界标准，那就是数学和逻辑的标准。解释学的方法是从历史的角度、文化的角度来理解科学，在解释学的方法看来，历史上有些在我们现在看来是“非科学”东西，在当时的历史环境中却是最高级的“科学”，发挥了应有的作用，例如亚里士多德的物理学。82第82页，共154页，2023年，2月20日，星期一从文化的角度来看，不同的文化在不同的历史时期内都发展出了各自的科学。虽然这些“地方性”的科学按照西方科学的标准来看不属于科学，但是它们却有各自的合理成分，发挥了一定的效用，甚至在现在依然被使用，例如中医学，由于跟西方医学的理路不同，很容易被划分到“非科学”、甚至“伪科学”的领域中去。因此，科学划界是一个非常复杂的问题，也是一个不断识别的过程，这既牵扯到我们对科学改变本身的理解，也涉及到不同的历史时期和不同的文化背景。我们对科学的理解不能仅仅从西方的标准出发，而且还应当把科学本身作为是一个历史的、文化的概念来看待。83第83页，共154页，2023年，2月20日，星期一总之，科学的划界问题并不是能够简单回答的问题，其中的原因在于，近代科学已经从“小科学”变为“大科学”，从一种兴趣爱好变为一种职业和国家行为。因此，科学的发展受到了越来越多的社会因素的影响，而对科学本质的考察，也就不能单纯从科学内部来进行，必须考虑到更多的社会、文化、历史等因素。84第84页，共154页，2023年，2月20日，星期一2、科学理论的结构

科学理论就其内容而言，是人们借助抽象思维把握的关于事物的本质及其规律性的认识，这也就决定了科学理论从逻辑形式上，应该由概念、推理、判断等部分组成。科学理论的体系结构构成：（1）事实——科学理论首先应当建立在客观事实之上；（2）基本概念——这是从客观事实和科学实验中提炼、抽象出来的，是科学理论得以建立的基础；（3）原理和定律——这是通过逻辑的或非逻辑的方法提出来的有关基本概念之间的关系，是事物得以遵从的规律，是科学理论体系的基本内容；（4）结论——这是在事实的基础上，从科学的基本概念出发，遵照科学的原理和定律，逻辑地导出的结果，并且可以与与实验事实相比较。如：牛顿三定律第一定律（惯性定律或伽利略定律）：物体在无外力作用时，或者保持它的静止状态，或沿着笔直的线作匀速运动的状态。（静者恒静，动者恒动）第二定律（加速度定律）：运动的变化与外加推动力成正比；并发生在该力的作用线方向上。F=ma

第三定律（作用力与反作用力定律）：对每一个作用力，总存在一个相等的反作用力和它对抗；或者说，两个物体彼此施加的相互作用力总是相等的，并各自指向其对方。85第85页，共154页，2023年，2月20日，星期一

表述科学理论的方法——公理化方法。这种方法首先产生于数学，欧几里德几何学体系是第一个古典的公理化体系。欧几里德在《几何原本》中以23个定义、5条公理为出发点，推演出467个数学命题，将古代关于几何学的知识系统化为一个逻辑上完美、严密的体系。86第86页，共154页，2023年，2月20日，星期一科学理论公理化应该遵循的原则——（1）无矛盾性：这就是说，从公理系统的公理出发，所得出的结论不能相互矛盾。无矛盾性决定了理论体系的真实性；（2）完备性：这就是说，所选定的公理应当是足够完善的，系统中的任何定理均可由这几个公理推导出来。完备性决定了理论系统的严谨性；（3）独立性：这就是说，公理系统中的任何一个公理都不能由其他公理推导出来。如果某一公理可以从其他公理推导出来，那么，这个公理就没有独立存在的必要，它只是一般的定理。独立性决定了公理系统的简单性。87第87页，共154页，2023年，2月20日，星期一如何辩证看待科学理论的公理化方法？1、科学理论公理化方法中存在的问题：A、作为公理化前提的公理本身的可质疑性与独立性问题。例如欧几里德几何学中的公理在非欧几何学中就不再是公理；在牛顿力学中，万有引力和运动三定律是公理，但是在相对论中却是导出的——这说明任何一个科学理论都有它的适用范围，它在一种情境中可以很好进行说明、解释和预测，但这并不一定证明在其他情境中一定适用。

88第88页，共154页，2023年，2月20日，星期一

B、作为公理化方法的无矛盾性与完备性问题。1930年，奥地利数学家哥德尔从数学上证明，任何一个公理系统所导出的结论中，至少有一个自相矛盾的命题，可证明是错的或者必然是假的。而如果完全排除了矛盾，公理系统将是不完备的，这就是所谓的“哥德尔不完备性定理”。89第89页，共154页，2023年，2月20日，星期一C、科学理论系统中指称对象的客观存在问题。比如“科学实在论”认为，如果我们认为一个理论是真的，就必然承诺科学理论所指称的对象是客观存在的，尽管有的对象我们目前还不能检测到；而“反实在论”则认为，科学理论所指称的对象并不实际存在，应该从工具主义的角度来理解科学理论，把理论当作启发性的装置；90第90页，共154页，2023年，2月20日，星期一2、辩证的认识——科学对事物的认识是一个逐步发展的过程，人类对世界的认识是无限的，科学有它的适用范围。在一定的范围内，科学理论具有客观真理性、普遍性、系统性和逻辑性。91第91页，共154页，2023年，2月20日，星期一第三节科学发展的模式科学是如何发展的？或者说，科学发展的动力是什么？牵涉到对科学发展模式的探讨。本节涉及四种科学发展模式。1、逻辑实证主义的科学发展模式2、波普尔和拉卡托斯的科学发展模式3、库恩的科学发展模式4、社会学的科学发展模式92第92页，共154页，2023年，2月20日，星期一1、逻辑实证主义的科学发展模式逻辑实证主义的科学发展模式：科学是一种由逻辑和数学表达的，能够得到证实的知识。而科学的发展和进步是基于经验归纳法基础上的知识累积而实现的，科学进步的模式就是：感觉经验→（通过归纳方法）提出假说→进一步的观察和实验（对假说进行验证或检验）→科学理论提出······、逻辑实证主义的累积发展观：

逻辑实证主义的科学发展模式是知识积累的模式，而科学进步的历史是连续的和渐进的，科学知识的增长是量的递进，没有质的变化。当出现新的经验事实时，科学理论就可以在已有模式的基础上，修改和完善现有的理论。科学理论就是在不断的完善和调整中，以及与旧理论逻辑一贯性保持一致的新理论不断的建立的过程中，实现渐进、累积式的发展。93第93页，共154页，2023年，2月20日，星期一逻辑实证主义科学发展模式的困难：（1）有一些科学知识是不能直接观察的，甚至有些科学知识仅仅是一种假说，因此科学知识并不是完全能得到经验证实的。（2）其所依赖的归纳方法是有问题的，因为归纳是从有限数量的事例总结出普遍的陈述，无法保证不存在例外；（3）它所描述的科学发展模式与科学发展的历史事实不相符合。94第94页，共154页，2023年，2月20日，星期一2、波普尔的科学发展模式

证伪主义的科学发展模式：科学理论本质上是猜测和假说，总会受到经验的检验和批判，科学理论就是在不断提出猜测、发现错误遭到否证和证伪、再提出新的猜测的循环往复的过程中向前发展的。P1-TT-EE-P2·····。

也就是说，科学理论是在不断的否证和证伪中，在不断发生革命的过程中，不断走向真理。正如波普尔所言，“我们无法达到终极真理，而只能不断逼近真理”。95第95页，共154页，2023年，2月20日，星期一证伪主义科学发展模式的困难：①科学理论的脆弱性。按照波普尔的证伪主义思想，一次反例就可以推翻一个理论。而科学史表明，理论常常是坚韧的而非如此脆弱。②理论总是不断被证伪，无法解释科学的日益复杂和增长。同时，证伪主义的模式仅仅体现出科学革命的一面，而忽略了科学理论继承性和连续渐进性的一面。96第96页，共154页，2023年，2月20日，星期一外加：拉卡托斯精致证伪主义的科学发展模式在拉卡托斯看来，波普的证伪主义表现出科学的脆弱性，科学史中的科学则表现出科学的坚韧性，因此波普的证伪主义是朴素的证伪主义，由此他提出了精致证伪主义的科学发展模式，即科学的发展不在于理论被经验的连续证伪，而在于科学研究纲领的被证伪和被替代。科学研究纲领（硬核-保护带-正面启发法—反面启发法）科学研究纲领的确立—研究纲领的退化—研究纲领的替代—新的研究纲领的建立···。正如拉卡托斯所言，“一部科学史就是相互竞争的研究纲领的斗争史”。

而新的研究纲领体现为理论上的进步即理论可以做出更多预言；也体现为经验内容上的进步即理论包含了更多可接受检验的经验内容。97第97页，共154页，2023年，2月20日，星期一3、库恩的科学发展模式库恩基于“范式”理论的科学发展模式提出的前提：1、科学理论发展的研究不能孤立地、离开其真实的社会历史环境进行，单纯从逻辑的角度看待科学发展是有缺陷的，要超出单纯逻辑的范围之外看待科学发展，将科学置于动态的发展过程之中；2、累积式和否证式科学进步观存在不足，科学史上既有科学的革命和飞跃，又有科学的渐进和累积。四阶段模式：前科学时期——常规科学时期（包含‘反常’）——科学危机时期——科学革命时期······新常规科学时期。

98第98页，共154页，2023年，2月20日，星期一1、前科学时期

在前科学时期，科学研究还没有形成统一的“范式”，学科工作者各持己见，相互论争。经过长期论争，逐渐形成统一的基本理论、基本观点、基本方法，即共同的范式产生。结果前科学时期进入科学时期。一些著名的科学成就得到认可，学派数目大量减少，最终一个有成效的科学模式出现。如“地心说”范式，亚里士多德力学范式，炼金术范式，牛顿力学范式等。99第99页，共154页，2023年，2月20日，星期一2、常规科学时期

“是根据规范而进行科学研究的时期”，此时期有了公认的范式，在共同范式的基础上，科学共同体统一思想和行动，通力协作，科学不断迅速发展，表现出累积渐进的科学发展模式。

此时，科学家的任务不是检查范式或者改变范式，而是坚守范式；科学家的思维是保守的、收敛的；科学家的任务主要是搜集资料、进行观察和实验，进行一般理论性研究，科学家受到范式制约，创造性不强甚至无须创造，但是，却可以深入研究某一具体领域，并取得成就。如果常规科学时期出现了理论与经验相矛盾的问题，科学家的责任在于提高解题的能力，由此科学呈现出累积渐进式的发展。100第100页，共154页，2023年，2月20日，星期一3、科学危机时期

当科学研究中出现越来越多的反常新现象后，而且出现的越来越频繁，常规科学就出现了危机，也就是“范式”出现了危机，人们对“范式”开始怀疑，信念开始动摇，危机时期到来。此时涌现出各种各样竞争性的理论。科学家们一反常规，科学共同体观点开始分裂，怀疑共同的“范式”，失去了共同的信念