第四讲科学与非科学的划界

案例：1:9999第一次世界大战后，德国工程师斯特斯曼在生活无着落情况下被一家小企业雇用。后来，福特汽车公司的一台大型电机出故障，在自己技术人员无法修理的情况下，请斯特斯曼帮助。斯特斯曼在电机旁听了两天，用粉笔在电机上画了一条白线，他让在此画线处去掉16圈线圈，电机可正常运转，一试果然不错。福特公司因此付酬10000美元，在开报销单时，斯特斯曼写到：“用粉笔画一条线是一美元，知道在哪里画线是9999美元”。原始时代585960（公里）艾赫尔别格《人和技术》第四讲科学与非科学的划界

科学的含义科学哲学关于科学与非科学的划界问题

科学是什么？一、科学的含义１.科学是关于自然、社会和思维及其规律的知识体系。（狭义科学概念）２.科学是对现实世界的不断深入认识的过程，是一种持续不断的认识实践活动。３.科学是人类认识世界的方式和方法（工具）。４.科学是一种社会建制。

思考从小科学到大科学演变的意义在大科学、高技术时代，科学和技术能否完全等同？我们常常将基础科学、应用科学和技术三者，笼统地用“科技”两字包括起来，其实这个简称，易导致了社会上许多人对科学和技术的混淆了解，和因此而来的政策和措施上的偏差。

——吴大猷研究与实验发展（R&D）简介

研究与试验发展：指为增加知识的总量（其中包括增加人类、文化和社会方面的知识），以及运用这些知识去创造新的应用而进行的系统的、创造性的工作。

研究与试验发展活动的基本特征是：

——具有创造性；

——具有新颖性；

——运用科学方法；

——产生新的知识或创造新的应用。

在上述条件中，创造性和新颖性是研究与试验发展的决定因素，产生新的知识或创造新的应用是创造性的具体体现，运用科学方法则是所有科学技术活动的基本特点。而研究水平、任务的来源（国家或省级）和研究中所采用的技术，均不是构成研究与试验发展（R&D）活动的基本要素。

按活动类型，可以把研究与试验发展活动分为：

——基础研究；

——应用研究；

——试验发展。

基础研究和应用研究统称为科学研究。1996-2007年中国R&D状况年份199920002001200220032004200520062007经费（亿元）678.9896.01042.51287.61539.61966.32450.03003.13710.2增幅（%）20.316.916.423.919.627.724.622.623.5R&D/GDP(%)0.831.001.091.231.311.231.341.421.49数据来源：中国科技统计网2008200920102011457054336980861023.217.720.321.91.521.621.751.832006年R&D支出占全部38个OECD支出比例2007年R&D支出占全部38个OECD支出比例2008年部分国家R&D经费支出比较2006年各国基础研究经费占本国R&D的比重2007年各国基础研究经费占本国R&D的比重国家自然奖一等奖获奖情况思考：基础研究的现状与科技自主创新的关系年份20002001200220032004200520062007200820092010一等奖空缺空缺11空缺空缺2空缺空缺1空缺2011空缺二、科学哲学关于科学与非科学的

划界问题（一）逻辑实证主义的科学积累模式1.模式：感觉经验→（归纳）→假说→（观察、实验）→科学理论模式2.解释：科学理论来源于事实的归纳例如：前提1.金属X1在时刻t1受热时膨胀2.金属X2在时刻t2受热时膨胀3.金属Xn在时刻tn受热时膨胀结论所有金属在受热时都膨胀

（一）逻辑实证主义的科学积累模式构成归纳基础的观察数量必须很大例如：要使“所有的金属受热时都会膨胀”这一命题成立，应当注意金属棒的种类、加热的时间、加热的温度、周围的压力、实验者自身情况等等观察必须在不同的条件下可以重复任何公认的观察命题都不应当与推导出的定律相冲突（一）逻辑实证主义的科学积累模式3.对科学和非科学划界的标准——科学命题能被证实命题能被经验证实才为真。证实既可直接证实也可间接证实。观察语言证实。（经验的语言表述的证实替代经验的内容证实）4.评价：科学史上对建立科学理论具有重要作用。重视量变而忽视质变。观察记录陈述的证实的缺陷性。（二）证伪模式1.“四段式”动态模式：

P1（问题）→TT（试探性理论）→EE（批判检验，排除错误。又称“试错法”、猜测与反驳法）→P2（新问题）2.方法：试错法提出尽可能多的各种理论。丰富的猜测性内容。大胆猜测，小心求证严格检验。3.好理论的标准：证伪度较高其特征：普遍性、简单性、精确性（二）证伪模式试比较下面命题能否被否证1）星期三从不下雨2）当光线从一个平面镜上反射时，它的入射角等于反射角3）天或者下雨或者不下雨4）在赌博投机活动中可能是有运气的因此：科学的命题首先能被否证（二）证伪模式普遍性试比较下面两个命题1）火星沿着椭圆形轨道围绕太阳运行2）所有行星都沿着椭圆形轨道围绕太阳运行（二）证伪模式简单性试比较下面两个命题1）水星、金星、地球…沿着椭圆形轨道围绕太阳运行2）所有的行星沿着椭圆形轨道围绕太阳运行（二）证伪模式精确性试比较下面两个命题1）所有行星沿着圆形轨道运行2）所有行星沿着椭圆形轨道运行4.评价动态、否定观点具有辩证法因素科学开始于问题具有方法论意义过分强调否定和质变而忽视科学发展中的肯定和量变在否定机械的纯粹观察时，连观察实验的客观性和可靠性也否认了过于强调猜想、想象、灵感在科学假说中的作用，忽视了逻辑思维在提出假说中的作用在反对归纳主义、推崇演绎法的同时，却片面地否定了归纳法的作用。（二）证伪模式

证实、证伪方法的逻辑困难1）验证方法：假说演绎方法(Hypothesis——Deduction),简称(H—D).即由待检假说出发，演绎得到可观察的结果，然后进行观察实验，获得观察实验的结果，然后分析观察实验结果是否与理论演绎结果一致，如一致，假说在一定程度上被证实；如不一致，假说被证伪。2）证实:待检验的假说(H)

初始条件(I)

初始条件(I)

观察预言(O)

观察预言(O)

待检验的假说(H)理论推论实验检验（1）（2）待检验的理论（H）辅助性假说（A）辅助性假说（A）

初始条件（I）初始条件（I）观察语言（O）观察语言（O）待检验的理论（H）理论推论实验检验3）逻辑困难：两种格式（1)和(2)论证是不等价的，在（1）中，从前提到结论是一个有效的演绎过程；但在（2）中从前提到结论不是一个有效的演绎过程，二者是不等价的。（2）的结论是可能真也可能假。多个竞争理论的困难：对于一个观察事实，逻辑上可以有无限多的理论解释它，存在着可选择理论的难题。4）证伪：初始条件（I）初始条件（I）非观察预言（非O）辅助性假说（A）非待检理论(非H)非观察预言（非O）非待检理论（非H）分析：从逻辑角度看上述推论是正确的。实际验证中的复杂性：可能是实验本身出现了差错。可能是辅助性假说出现了问题。可能是初始条件有问题。一个理论在最初产生时往往不太完善。因此，对假说能否转化为理论不但要进行经验验证，而且，也要进行逻辑分析和理论评价。（三）科学革命结构模式1.范式(paradigm)：科学家集团或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、基本方法、基本信念。2.科学共同体：从事科学活动的人群。能形成持续的研究能力，对科学成果进行同行评议，为科学家提供更多的学术交流机会。3.模式：前科学→常态科学（形成模式）→反常→危机→革命（出现新模式）→新的常态科学→……（三）科学革命结构模式4.范式的形成是评价科学和非科学的标准一门成熟的科学是受单一的一种范式支持范式指导科学家在常态科学时期“解难题”（Puzzle-solving）解难题受到阻碍或失败非范式的不适当而是科学家的失败常态科学家不能批判范式

5.评价动态模式坚持肯定与否定、量变与质变的统一对科学进步因素的探讨从科学本身推及到社会背景和科学家的主观认识。只承认知识的相对性，否认其客观真理性否定新旧范式之间的可比性和继承性在范式的产生上，片面夸大了非理性因素（如灵感、直觉等）的作用将此模式看作是一切时代、一切科学发展的惟一模式，从而否定了科学发展的多样性。

（三）科学革命结构模式（四）科学研究纲领模式1.科学研究纲领：它由相互联系的“硬核”、“保护带”、“启示法”三