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科学究竟是什么(第三版)

时间:2013-10-31 10:04:47  来源:  作者:艾伦·查尔默斯  
简介:这本书旨在对科学性质的现代观点作一个简单、明了和初步的介绍。当作者教授科学哲学的时候,感到没有一本适用的书可以推荐给初学者。可以得到的关于现代观点的唯一资料,只有原著。许多原著对初学者来说太难,同时无论如何,它们数量太多,要使之适合于大学生,是不易办到的。这本书对于任何想认真从事研究这个题目的人来说,是不能代替原著的,但是作者希望它将提供一个有用的较易接近的起点。...
  2拉卡托斯的研究纲领
  我们在第七章看到波普尔证伪主义的一个主要困难是,对明显的证伪应该责备一堆理论中哪一部分没有明确的指南。如果让个别科学家去随他或她的意去责备不管是哪一部分,那么就很难看到成熟科学怎么能以团结协作的方式进步。拉卡托斯的回应是提出,不是科学的所有部分都是同样的。某些定律和原理比其他的更为基本。确实,某些是如此根本,几乎是一门科学起定义作用的特征。因而对任何明显的失败,都不会责备它们。相反,应该责备不那么根本的成分。于是可以将一门科学看作根本原理含义的纲领式发展。科学家可以通过修改较为外周的假定来谋求解决问题,只要他们认为合适就行。只要他们的努力是成功的,他们就将对同一研究纲领的发展作出贡献,不管他们修补外周假定的努力多么不同。
  拉卡托斯所指的根本原理就是研究纲领的硬核。一个纲领的硬核,除了其他方面之外,起着界定一个纲领特征的作用。它表现为一些非常一般的、构成纲领发展基础的假说。以下是几个例子。哥白尼天文学的硬核就是这样一些假定:地球和其他行星沿着轨道环绕静止的太阳运行,而地球则每天自转一周。牛顿物理学的硬核,则由牛顿的三个运动定律加上他的万有引力定律组成。马克思的历史唯物主义的硬核则是这样一种假定:社会的重大变化要由归根到底决定于经济基础的阶级斗争、阶级的性质以及这种斗争的细节来说明。
  一个纲领的基本原理需要增添一系列补充假定,以便充实纲领,使之能够作出确定的预见。组成这一系列补充假定的不仅有补充硬核的明确的假定和定律,而且也有作为初始条件(用来具体规定特定境况)基础的假定以及在观察和实验结果中预设的理论。例如,哥白尼纲领的硬核就需要通过再给最初的圆形行星轨道增添许多本轮而加以扩充,而且还必须改变先前对地球与恒星间距离的估计。起初,这个纲领也包括用肉眼揭示有关恒星和行星位置、大小和亮度的假定。在一个明确阐明的纲领与观察之间的匹配不合适,则归因于补充假定,而不归因于硬核。拉卡托斯称补充硬核的附加假说的总合为保护带,强调它保护硬核以免证伪的作用。按照拉卡托斯(Lakatos, 1970, p. 133)的意见,"它的创立者的方法论决定"使硬核成为不可证伪的。与之对照的是,必须修改保护带中的假定,以努力改进纲领的预见与观察和实验结果之间的匹配。例如,通过将椭圆代替哥白尼的若干组本轮以及用望远镜观察数据代替肉眼观察数据来修改哥白尼纲领内的保护带。最后,通过修改恒星与地球之间距离的估计和增添新的行星终于使初始条件也得到修改。拉卡托斯在表征研究纲领时充分使用"助发现法"一词。一个助发现法是帮助发现或发明的一组规则或提示。例如,解决十字谜的助发现法,一部分也许是"从要求短词回答的开始,然后进到要求长词回答的线索"。拉卡托斯将研究纲领内的工作分为反面助发现法和正面助发现法。反面助发现法规定建议科学家不要去做的事。正如我们已经看到的那样,建议科学家不要去修补他们在其中工作的纲领的硬核。如果一个科学家确实去修改硬核,那么结果他或她就退出了这个纲领。当布拉赫·第谷提出只有其他行星而不是地球绕太阳旋转,而太阳绕地球旋转时,他就退出了哥白尼纲领。
  一个纲领的正面助发现法规定科学家应该做什么,而不是规定他们不应该做什么,这就比反面助发现法更难加以具体表征。正面助发现法对应该如何补充硬核以及如何修改保护带以便使纲领产生可观察现象的说明和预见提供指导。用拉卡托斯自己的话来说(Lakatos, 1970, p. 135),"构成正面助发现法的是已部分明确表达出来的有关如何改变、发展研究纲领的'可反驳的变种'以及如何修改、加强'可反驳的'保护带的一组暗示或提示。"发展一个研究纲领所要做的不仅是增添某些合适的辅助假说,而且也要发展某些适宜的数学的和实验的技术。例如,从哥白尼研究纲领创始之初就十分清楚,必须要有能够处理本轮的数学技术,以及经过改进的观测行星位置的技术。拉卡托斯为了阐明正面助发现法的观念,引用了牛顿引力理论早期发展的故事。在这里正面助发现法包括人们应该从简单的、理想化的场合开始,然后在掌握这些场合以后,再进到更复杂和更现实的场合这样的思想。牛顿最初通过考虑一个点状行星环绕一个静止的点状太阳的椭圆运动而得出他的引力平方反比定律的。显而易见的是,要把这个纲领实际上应用于行星的运动,就必须将纲领的这种理想化形态发展成为更加现实的形态。但是这种发展牵涉到一些理论问题的解决,因而不经过大量的理论工作就无法实现。牛顿本人面临着一个确定的纲领,也就是由于受正面助发现法的指导而取得了重大的进展。他首先考虑到太阳和行星都是在它们相互吸引的影响下运动的事实,然后,他考虑到行星的有限的体积,并且把它们都当作球体看待。在解决了由于采取这一步而产生的数学问题之后,他进一步考虑到其他的复杂因素,例如由于行星有自转的可能以及各行星之间以及每个行星与太阳之间都存在着引力这一事实而引起的其他复杂情况。一旦牛顿在这纲领方面沿着一条从开始就以一定的必然性显现出来的途径走到那样远的地步时,他开始关注他的理论与观察之间的匹配问题。当他发现缺乏这种匹配时,他就能够进一步考虑非球体行星之类问题。正面助发现法既包含理论纲领,也包含实验纲领。这种纲领包括发展更精确的望远镜以及把望远镜用于天文学所要求的辅助理论,例如提供适宜的手段来考虑光在地球大气层发生折射的那些理论。牛顿对于他的纲领的最初的表述已经表明要制造其灵敏度足够在实验室的规模上检测引力(卡文迪许实验)的仪器。
  牛顿的运动定律和引力定律作为其核心的这个纲领提供了强有力的助发现指导。这是从一开始就制订好的相当确定的纲领。作为另一个正面助发现法起作用的例子,拉卡托斯(Lakatos, 1970, pp. 140-155)对玻尔的原子理论的发展作了论述。拉卡托斯强调,发展研究纲领的这些例子的一个重要特点是,观察性检验都是在较晚的发展阶段上才成为相干的方面。这与我在第八章第1节关于伽利略创立他的力学的评论是一致的。在一个研究纲领内进行研究工作,早期总是在对显而易见的观察证伪不加注意或不予置理的情况下进行的。必须给予一个研究纲领有充分实现其潜在可能的机会。应该设置适度精致而适宜的保护带。在我们所举的哥白尼纲领的例子中,这包括发展适宜的力学和有助于解释望远镜数据的光学。根据拉卡托斯的意见,当一个纲领发展到适于接受实验性检验的地步时,具有压倒性重要意义的是确认而不是证伪。一个研究纲领的价值在于它在多大程度上作出可被确认的预见。当盖勒首次观测到海王星和哈雷如预测的那样回归时,牛顿纲领曾经历过这种戏剧性的确认。像牛顿早期计算月球轨道那样的预见失败,只不过表示需要做更多的工作来补充或修改保护带。
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