科学理论的发展

学的，不具有可否证性。

把否证原则作为科学与非科学的分界标准是基于全称陈述与单称陈述之间逻辑关系的不对称性。这个不对称性来自全称陈述的逻辑形式。因为，这些全称陈述不能从单称陈述中推导出来，但是能够和单称陈述相矛盾。我们不论看到多少只都不能证实“凡天鹅皆白”的理论，但只要白天鹅，

看到一只黑天鹅就可否证它，这就是逻辑上的不对称性。这是否证主义科学观的逻辑起点。否证用的是演绎法，它是否定后件的推理，结论假必然要只要发现与全称陈述相矛盾传递到前提上。因此，的事例，就可否证该陈述。而证实用的是归纳法，证实难以实现，因为个别有限的单称陈述不能证明

。“凡天鹅皆白”这个全称陈述，要严格的全称陈述

证实它，就必须对世界上所有的天鹅进行检验，这

坚决显然是做不到的。如果从反归纳的立场出发，反对借助概率演算来发展归纳推论的理论，那么使全称陈述从观察到确认的归纳推论也是根本不存

则必然也存在着一种在的。如果存在着归纳推论，

证明归纳推论的归纳原则。这种归纳原则应该是

综合陈述，按照逻辑实证主义的要求，它作为综合陈述必须是由经验支持的。又因为这一原则是普遍陈述，所以这种支持并不是证实，而是确认。这样，这个归纳原则必定是用归纳方法得出的。为了证明这个归纳原则，就必须假定更高一级的归纳原于是就陷入了一种无穷的倒退。由此可见，严则，

只能否证，格的全称陈述有一个显著的逻辑特征，不能证实。

否证原则不仅是科学与非科学的分界标准，而

且还是推进知识增长的重要手段。科学的进步不仅有不断归纳、证实、积累的过程，而且还有不断否证、不断批判旧理论，大胆猜测新理论的过程。没有否就没有科学知识的增长。证就没有科学革命，

（二）科学知识增长的动态过程科学始于问题。为什么呢？因为，观察渗透着观察事实的陈述和观察事实的确证都必须借理论，

助于理论。所以，观察不是科学的起点。同时理论也不是科学的起点，因为理论是为了解决问题而提出的。只有问题才是科学的起点。问题出现后，科学家们就要提出各种试探性理论用以解决问题。试探性理论不是从过去积累的经验材料中概括出来的，而是大胆猜想的产物。各种试探性的理论提出后，就要接受严格的批判和检验，即寻找反例进行反驳和否证。对一种理论的任何真正的检验，都是企

图否证它或者驳倒它。当试探性理论被经验否证

后，又产生了新的问题。这样，又从新问题到新理以及新理论再被否证，科学正是如此从旧问题向论，

新问题的发展。这就是科学发展的否证模式。这一模式强调了科学知识的增长是一个动态的不断革命

是与我们上一节所讨论的累积式静态模式的过程，不同的模式。

每一个理论的可否证性程度是不同的。容易被

不容易被否证否证的理论其可否证性的程度就高，

的理论其可否证性的程度就低。从逻辑上看，一个

应当是可否证度高的理论。理论表述的好的理论，

内容越普遍，它所提供的信息量越大，可否证度就越

高；其次，理论表述的内容越精确，它的可否证度就但不是唯越高。可否证度是理论评价的重要标准，一标准，理论在接受逻辑检验以后，还必须接受经验的检验。只有当理论或由之推导出的预言经受了观察实验的严格检验，并得到了确认，才可称为是真正进步的理论。当然，更重要的是可否证度，可否证度

即使它遭到经验的高的理论是有意义的和重要的，

反驳，也对科学的发展提出了问题，因而有助于科学

的进步。

否证主义方法是一种对理论进行检验、进行批判和革命并最终把它否证的方法。这种方法强调批判，因为现代自然科学革命表明，科学的精神是批判，即不断推翻旧理论，不断作出新发现。

（三）科学的成长与进步

如果科学的发展仅仅是否证，那么科学如何成长和进步呢？

通过我们在前一章讨论的确证与否证的内容，我们可以想到，证实一个科学理论不可能，彻底否证一个理论也不可能。因为，第一，经验命题本身就负载着理论，而理论是可错的，理论的可错性传递给经那么，可错的经验命题对理论的否证就有了验命题，

可错性。第二，我们看一看科学史，几乎所有的科学理论都曾经面临与经验命题的矛盾，但是，这些理论

就是说，它们实际上（而不是有很多都存活下来了，

逻辑上）并没有被否证掉。所以，在一个理论遇到

反例时，人们并不会马上抛弃该理论，而是要对这个理论作一些修改或者新的辅助性的说明，把这个反

以推动进一步的检验。例解释过去，

如果为了使某个科学理论免遭被否证的危险，

对该理论进行修改或者增加一些新的假定，使该理论不具有可否证性或者可检验性，这样的做法称为对原有理论的特设性修改。特设性修改不会导致科

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学的进步，只会使一个理论堕落。伽利略用望远镜观察到月球表面的凸凹不平时，亚里士多德的信徒提出月球为了坚持一切天体都是完美球体的学说，

使得月球仍上存在的不可检测的物质充满了凹处，

然保持完美球体形状。这就是一个典型的特设性修

它不仅没有导致新的检验，而且还逃避检验，其改，

结果只能使亚里士多德学说在文艺复兴时期更加处

情况正好相反。海王于劣势。海王星发现的例子，

提供了对牛顿理论的新的独立的检验，是星的预言，

非特设性的，它所导致的是科学的进步。从发现海王星的例子我们也可以看到，否证主义模式并不完全否定确证在科学发展中的地位。

科学的进步有两方面的标志。一方面的标志是理论的可否证度。增加理论的可否证度，就是增加了一个理论被否证的可能性，增加了该理论经验内

而知识的增容。经验内容的增加就是知识的增多，

多就是陈述的内容为真的可能性的减小。另一方面

的标志是确证度的增加。高度可否证的理论如果得那就使我们的知识经受住了否证的到不断的确证，

考验。所以说，可否证度是科学理论潜在的进步标准，确证度是科学理论的实际进步标准。

比较累积模式与否证模式，我们也可以看出，前后者者更加注重追求真理的证明或者可能的真理，

确证更加强调科学的成长。在否证主义模式看来，的意义更在于它提供了证据表明被确证的理论有理

由否证并且取代旧理论。

机和情感因素的认知叫做冷认知。人们已经用这种思想在计算机上系统处理了拉瓦锡氧理论、达尔文进化论、魏格纳大陆漂移说、哥白尼宇宙体系、牛顿

爱因斯坦相对论、量子力学等典型的科学革命力学、

案例中的冷认知过程。

［6］［7］

（一）对理论优劣的认知对理论优劣的认知，就是面对两个相互竞争的理论，从中选出好的理论，抛弃不好的理论的过程。人们借助计算机来探讨这种认知的机制。

要在计算机里表达和研究两个理论的竞争机需要把两个理论系统解析成为能够输入计算机制，

里的命题系统，还需要有一个共同的比较标准系统总共就需要根据科学史实即经验命题系统。这样，重建三个命题系统，即两个理论命题系统和一个经验命题系统。

为了研究命题之间的关系，萨伽德提出了解释一致性的计算理论。该理论提供了一套确立科学理论内部各命题之间关系的原则。如果两个命题彼此

它们就一致。令科学解释系统支持（holdtogether），

S由命题P、Q和P1…Pn组成。解释一致性原则包括

对称原则：（a）如果P与Q一致，则Q与P以下7项。

一致；（b）如果P与Q反一致，则Q与P反一致。解释原则：如果P1…Pm解释Q，则（a）对于P1…Pm中Pi与Q一致；（b）对于P1…Pm中的每的每一个Pi，

Pi与Pj一致；（c）在（a）和（b）中，一一个Pi和Pj，

致度与命题P1…Pm的数目成反比。类推原则：如果P1解释Q1，P2解释Q2，P1与P2类似，且Q1与Q2类似，则P1与P2一致，且Q1与Q2一致。数据优先原

则：描述观察结果的诸命题都以它们自身为一个可接受度。矛盾原则：如果P与Q矛盾，则P与Q反一致。竞争原则：如果P和Q都解释命题Pi，且如果P和Q是解释上不相联系的，则P和Q反一致。这里，如果具备以下三个条件中的任一个，则P和Q是解释上相联系的：（a）P是Q解释的一部分；（b）Q是P解释的一部分；（c）P和Q一起是某个命题Pj解释的

可接受性原则：（a）命题P在系统S中的可一部分。

接受性取决于它与S中诸命题的一致；（b）如果许

多有关的实验观察结果没有解释，则仅仅解释其中一些结果的命题P的可接受性就降低。

萨伽德等人设计了一个叫做ECHO的人工智能程序。在ECHO中，每个命题由一个单元即结（node）表示，单元之间的关系用连接（link）表示。如果两个命题P和Q一致，则在表示它们的单元之间有一个兴奋连接；如果P和Q反一致，则在表示

三科学理论发展中认知框架的变化

科学也是一种认知现象和过程。所谓认知，就是智能实体（人、计算机）与其环境的相互作用。认

知科学是人工智能、心理学、语言学、人类学和神经科学诸学科相互交叉，专门研究心智能力的结构、功

过程、机制及其表达和实现的一门新兴学科。认能、

知科学研究的主要现象包括诠释（包括视觉的产生、语音的辨识、语言的理解）、记忆、推理（包括学解题与计划）、创造力等。习、

随着认知科学的发展，人们试图借助计算机，对传统的科学哲学问题给出具体的答案，并尝试提出新的更加具体的问题。为了在计算机上实现这些想法，可以根据科学哲学、科学史和科学社会学诸领域达成的共识，把影响科学理论发展的因素分为理性因素和社会因素两大类。相应地，把科学认知分为热认知和冷认知两类。研究者的动机和情感因素在其中起作用的认知称为热认知；不包括研究者的动14

它们的单元之间有一个抑制连接。假说的可取性用其结的活化度（degreeofactivation）表示。一个结的活化度要根据与之相连的其他结的活化度以及这些连接的兴奋与抑制权重进行校正。关于校正的细节，这里不作介绍。重要的是，概念系统的取代，就是兴奋连接导致整个假说子系统一起有活性而使之与竞争的系统失去活性。

如果把以上三个命题系统输入到计算机里，ECHO程序根据这些输入运行，建立起相应的连接，并且调整了权重，获胜的理论命题就有了大于0的

而失败的理论命题就成为无活性的了。渐近活化，

初略地说，两个相互竞争的科学理论，取胜的科学理

论就是其理论命题与经验命题比较一致的理论。

（二）概念网变化

上一目处理的是一个科学理论何以代替另一个

一般说来，在一个新理论出科学理论的问题。但是，

现之前，人们总是相信一个旧理论。那么，在一位取

得革命性突破的科学家的头脑里，新理论是如何在与之相反的旧理论的基础上形成的呢？

我们可以把理论的发展看做认知框架的变化。一个科学理论，就是由科学概念和这些概念之间的我们用一个“结”联系构成的一个网络。这里，

（node）表示一个科学概念（注意不是上一目那样表示一个命题），用某些连接（link）表示科学概念之间的联系（注意不是上一目那样表示命题之间的联系即种连接（kind是兴奋或者抑制）。连接共有5种，

links）、例连接（instancelinks）、规则连接（rulelinks）、性质连接（propertylinks）和部分连接（partlinks）。例如，金丝雀与鸟之间是种连接，啾啾（小金丝雀有黄颜色鸟名字）与金丝雀之间是例连接，是规则连接，喙（器官）与鸟（整体）之间是部分连接，等等。反映在概念网的图上，人们用一个内标有

其他结用椭圆圈表概念名称的方框表示例概念结，

示；用连接不同结的带箭头的连线表示规则连接，用

连接不同结的不带箭头的连线表示其他连接。这样就就构成了一个概念网（network）。概念网的变化，

是结和连接的增删。

从概念网的观点看，科学家头脑里科学理论从旧到新的变化，就是概念网中结（概念）和连接（概念之间的关系）二者的变化。结的变化有增生（ac-cretion）和取代两种方式。增生就是在原有概念网中增加了新的结（即新概念）。取代就是新的结（新概念）取代旧结（旧概念）。增生和取代都可能伴随着连接方式（概念之间的关系）的变化。

四科学理论发展的历史－社会结构

研究科学史，我们发现，有许多科学发现是不能关于确定何人在何时何地作出了何发现的。比如，

19世氧的发现，至少涉及5位科学家的独立工作，纪40年代能量守恒定律的发现至少涉及12位科学

家。另一方面，如果我们把历史上的某些科学理论我们就不能理中的错误和确证了的知识分离开来，解那些科学理论，去掉了错误的许多科学理论就不成其理论了。这说明，科学发现是有历史和社会结

同时也说明，仅仅从证实、否证和认知框架方构的，

面理解科学的发展是不够。

库恩和拉卡托斯在上述认识的基础上，提出科学发展的结构理论

［8］［9］

。本节，我们吸收综合他们

二人的工作，特别是库恩理论的框架，对科学理论发展的历史－社会结构进行讨论。从科学革命结构的观点看，科学发展的模式是：

前科学→常规科学→危机→革命→新的常规科学→新的危机

这个模式认为，科学认识活动是由科学共同体进行的，在科学发展的社会史上可以分为几个时期：前范式时期，各种理论、观点、假说相互竞争，但没有一种在科学共同体中得到确认；常规科学时期，科学共同体在范式（已确立的科学理论）指导下不断积

常规研究是不断开拓与加深范式的累知识的时期，

内涵，为新观念、新理论的突破奠定基础；科学革命

时期，出现了与范式所预期的不相符合的反常现象，当调整范式不能解决反常的问题时便出现科学危

这时候原有的范式受到质疑，科学革命时期从此机，

开始。

（一）范式与共同体

从历史－社会结构的观点出发，可以看到，仅仅把可证实性或者把可否证性作为科学的标志，都不能正确回答什么是科学。从科学的整体性来看，可以把范式作为科学与非科学的分界标准。所谓范式（paradigm），是指从事同一个特殊领域的研究的学者所持有的共同的信念、传统、理性和方法。范式是重要的科学成就，它有两个显著的特点，一是它可以把一大批坚定的拥护者吸引过来；二是它能指导这些拥护者进行解难题活动。因此，范式对科学研究者既有心理上的定向作用，又有实际工作上的指导作用。据此，可以把有无范式的存在看做区分科学与非科学的标志。范式是科学革命结构方法论中非常重要的概念，其重要性不仅表现在它是划界标准，

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而且还表现在新旧范式的更替是科学革命的标志。科学革命就是旧范式向新范式的过渡。

“科学共同体”。“范与范式紧密相连的，是概念

“科学共一词无论实际上还是逻辑上，都很接近于式”

同体”这个词。一种范式是、也仅仅是一个科学共同也正由于他们掌握体成员所共有的东西。反过来说，

尽管这些成了共有的范式才组成了这个科学共同体，

员在其他方面并无任何共同之处。要完全弄清楚范

首先必须认识科学共同体。所谓科学共同体是指式，

某一特定研究领域中持有共同观点、理论和方法的科学家集团。这一科学家集团的成员受到过大体相同的教育和训练，因而有共同的探索目标和评判标准。科学知识实质上是科学共同体的产物，因为范式的产形成以及更替是与科学共同体成员的创造、拥护生、

以及叛离活动联系在一起的。

前科学是尚未形成范式的时期。在前科学时期，科学家们各持己见，对某一问题的解释存在着众多相互争论的理论。例如，牛顿以前的光学就是这

对于光的本质的样。在牛顿提出光的微粒说以前，

见解众说纷纭，无所适从。有的人认为光是物体和

眼睛之间介质的变化；有的人认为光是介质同眼睛发射物的相互作用；还有的人把光看做是从物质客体发射出来的粒子。直到18世纪牛顿提出了微粒说，认为光是物质粒子，为光学提供了第一个范式，光学也就从前科学进入到常规科学。

（二）常规科学及其危机

范式的形成标志着科学的成熟。有了一个范式，有了这个范式所容许的那类更具有小圈子性质的研究，这就是任何一个科学领域的发展达到成熟的标志。有了范式就意味着前科学进入到了常规科学。在常规科学时期，科学家们在范式的指导下进行解难题活动。难题不同于问题，因为难题有解，而

科学有的问题可能根本不存在解。在范式指导下，家们满怀信心集中精力解决范式所规定的理论和实

验两个方面的难题。解决难题是为了保护和发展范而不是否定范式。因此，随着难题的解决，范式式，

的结构更加完善，内容更加丰富，范式在理论上和实验上与自然界更为一致。在常规科学时期，科学是渐进发展的，是一种累积的事业。在常规科学时期有时会出现反常现象，即范式无法解决的难题。反常现象的出现并不表示“否证”了一个理论或范式，只是对它提出了一个反例。在常规科学时期，科学家们对反常现象并不介意，不是一出现反常，就抛弃理论，而是把反常现象看做是16

实验仪器的问题或自己对解决难题的无能。但是，

随着反常现象的频繁出现，使范式陷入了危机，这时科学家对范式开始怀疑，对它的信念逐渐动摇，原范式的定向作用失效。于是，危机给科学共同体带来分裂，科学研究变得类似于前科学时期，各学派之间相互竞争。

（三）科学革命要解决危机，必须进行革命，抛弃旧范式，建立新范式。要创建新范式，就需要批判精神与创造精

科学的发展是突变和飞跃，是神。在科学革命时期，

新旧范式的更替。科学经过一场革命后，新的范式

诞生，新的共同体形成，于是科学便进入了新的常规科学，在新的常规科学之后又伴随着新的危机。科学就是按照这种模式不断发展的。

在常规科学时期，科学家的思维方式是收敛性的，收敛性思维具有保守性，这是科学家集中精力解决难题所需要的，同时也是维护和发展范式所需要的。在科学革命时期，科学家的思维方式是发散性的，发散性思维要求科学家具有思想活跃、开放的性格，这是建立新范式所需要的。由这两种思维方式“张力”，形成的互相牵引的决定着范式的发展和更替，这种张力是科学前进的动力。革命在科学中具有重要作用。科学革命导致了新范式代替旧范式。由于新范式能消除反常现象，其解难题能力比旧范式强，因而显示出科学在进步。但是，这并不意味着新范式比旧范式优越。新旧范式之间是不可比的，不存在客观的合理的标准。新

“格式塔”转换、世界观演变或宗教旧范式的更替是

信仰的改变，因而没有在范式之间评判谁优谁劣的

统一标准。理论的选择和科学进步的标准只能是因（亦科学共同体而异。这就是所谓的“不可通约性”

“不可共量性”“不可公度性”）。译为或附记：本文是作者为教育部社会科学研究与思

《自然辩证法概论》（高等教育想政治工作司组编的

出版社2004年5月出版）撰写的第8章书稿。承蒙

该书统稿者好意，此文稿正式出版时被大量改写。7］重复的部现恢复文稿原貌，删去原稿中与文献［分，加上参考文献，在此发表。致谢：唐文佩博士逐字阅读本文，帮助作者更正了其中的多处植字错误。谨此致谢！

【参

考

文

献】

［1］邱仁宗．科学方法和科学动力学：现代科学哲学概述（第

M］．北京：高等教育出版社，2006：初版序，1．二版）［

［2］M］．法伊尔阿本德．反对方法：无政府主义知识论纲要［

2007．周昌忠，译．上海：上海译文出版社，

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1986．上海译文出版社，

征，译．上海：

OntheDevelopmentofScientificTheory

2

RENDing－cheng1，

（1．CollegeofHumanities＆SocialSciences，

GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；2．CenterforSocialStudiesofScience，PekingUniversity，Beijing100871，China）

Abstract：Thedevelopmentofscientifictheorydoesnotfollowafixedmodel．Theinductive－deductivemodelofAristotle，Herschelandlogicalpositivismdescribestheaccumulationofthedevelopmentofscientifictheory．Thefal-sificationistmodelofDescartes，Comte，andPopperdescribestheprocessofconjecture－refutationofscientifictheo-smodelbycomputationalphilosophyofsciencedescribesthechangesofcognitiveframeworkofsci-ry．P．Thagard’

entifictheory．ThestructuremodelofT．KuhnandI．Lakatosdescribeschangeofhistorical－socialaspectsofscien-tifictheory．

Keywords：scientifictheory；accumulativemodel；falsificationistmodel；cognitiveframework；historic－socialstruc-ture

（责任编辑

殷

杰）

櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗·动态信息·

本刊主编郭贵春教授被聘为中国社会科学杂志社哲学高等研究院院长

2011年7月6日上午，中国社会科学杂志社哲学高等研究院在北京召开成立大会。中国社会科学院常务副院长王伟光、中央编译局局长衣俊卿出席成立仪式并为哲学高等研究院揭牌，来自全国二十余所高校和科研

。《科学技术哲学研究》机构的五十余名哲学工作者参加了大会杂志主编郭贵春教授和常务副主编殷杰教授受邀参加了大会。人民日报、新华社、光明日报、人民网、中国社会科学网等十余家媒体进行了现场采访。

中国社会科学杂志社哲学高等研究院是全国第一家哲学高等研究院。中国社会科学院常务副院长王伟光被聘为荣誉院长，本刊主编郭贵春教授被聘为院长，吉林大学哲学基础理论研究中心主任孙正聿教授被聘为学术委员会主任。

中国社会科学杂志社哲学高等研究院是由中国社会科学杂志社发起，联合北京大学哲学系、清华大学哲学系、中国人民大学哲学院、复旦大学哲学学院、中山大学哲学系、华东师范大学哲学系、北京师范大学价值与文化研究中心、吉林大学哲学基础理论研究中心、浙江大学语言与认知研究中心、山西大学科学技术哲学研究中心和山东大学犹太教与跨宗教研究中心11家高校哲学院系和重点研究基地，共同建立的哲学一级学科高等级学术组织协调机构。

中国社会科学杂志社哲学高等研究院的建立，是为了贯彻落实国家哲学社会科学创新工程，促进哲学的繁荣发展与走向世界，协调和整合国内一流的哲学研究力量，建设引领当代哲学发展的高端平台，形成学术研究合力，推进哲学学科理论、方法的创新与发展，将在中国哲学的未来发展中发挥积极作用。

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