如何对科学理论进行评价?

如题所述

 一、相容性评价


       理论的相容性:如果从新理论T2可以推出公认的理论T1,或者从T2推不出与T1相矛盾的推论,那么T2与T1就是相容的。

       相容性评价就是将新科学理论T2与公认的科学理论T1进行比较,以确定T2是否与T1相容。如果新的科学理论与公认的科学理论不相容,且该新理论得到确认,就将引起科学共同体抛弃相应的公认的理论或其中的一部分,从而引起科学革命或对公认理论的修改或补充。


      例如: 19世纪前期公认的理论认为,磁体之间的作用是通过空虚的空间瞬时完成的,而电磁效应是通过物体以有限的速度传播的。麦克斯韦理论提出光也是电磁波,并且预言无线电波的存在,麦克斯韦理论的被接受,表明与之不相容的公认理论的被抛弃。

                 


二、自洽性评价


       自洽性评价:分析理论内部是否自相矛盾,即分析理论内在逻辑的完备性。一个理论T,如果不能从它逻辑地推出命题A和非A,就是自洽的,反之就不是自洽的。自洽性要求科学理论内部的各个命题之间有逻辑联系,不能相互矛盾。 分析一个理论的不自洽之处,可以不借助直接的实验就能驳倒该不自洽的理论。


      例如:伽利略就是通过理想实验,揭示出亚里士多德物理学的自相矛盾之处,从而推翻亚里士多德关于物体下落速率与物体重量成正比的理论的。 亚里士多德在《论天》一书中提出,一定的重量在一定的时间内运动一定的距离;落体下落的时间同落体的重量成反比。比如,如果一物体的重量为另一物体的两倍,那么它走过一给定距离所需的时间只是另一物体所需时间的一半。伽利略在其《关于两种新科学的对话》一书中使用亚里士多德式的严密的逻辑推理来揭示亚里士多德运动理论的不自洽。他首先按照亚里士多德的理论指出,每个落体具有一种天然速率,亦即除非使用外力或阻力便不会增加或减少的一种速率。设想取天然速率不同的两个物体,把它们连接在一起,那么,速率较大物体将会受到速率较小物体的影响而使其速率减慢,而速率较小的物体将因受到速率较大的物体的影响其速率要加快一些。如果一块大石头的下落速率为8,而一块小石头的下落速率为4,那么把两块石头绑在一起,结果就是这两块石头将以小于8的速率运动;但是两块连在一起的石头显然可以看作是一块比下落速率为8的石头更大的石头,而其速率当然会超过8。这样,按照亚里士多德的逻辑和落体理论,这两块绑在一起的石头下落的速率就有两个,一个大于8,另一个小于8。这是自相矛盾的结论。通过两块石头的推理,伽利略就发现了亚里士多德落体理论的悖理之处。把亚里士多德学说的不自洽性揭示出来,是欧洲科学革命时期新科学胜利的重要原因。

                 


三、简单性评价


       科学理论的简单性:理论体系所包含的彼此独立的基本概念和基本定律尽可能少(逻辑基础简单,不是内容简单。)

       简单性评价就是对理论的形式结构是否简单进行的评价。如果两个理论都能够同样好地解释类似的现象,那么,形式结构简单的理论被称为简单性的理论。在相同条件下,简单性的理论更易被科学共同体接受。

       我们在科学评价中所说的简单性与我们日常生活中所说的简单性的含意不一样。日常生活中所说的简单性,一是指理解一个道理只需要日常经验和最简单的知识,二是指完成一件工作只需要较少的训练或较少的知识。这两种情况,都不是我们在科学理论的评价意义上的“简单性”,因为它们的含意都超出了逻辑之外。

       简单性评价主要包括三方面的内容:

       第一,考察理论的普遍性。

       第二,考察理论的前提或基本假定是否足够少。

       第三,考察理论所包含的公式的参数或变量是否较少,这些参量的次数和方程的级是否较低。


      例如: 设想一下,我们说太阳系的行星围绕太阳运转,比采用分别列举一个一个行星的办法说地球围绕太阳运转、火星围绕太阳运转、木星围绕太阳运转……等等,在逻辑上就简单得多,因为按照前面一个普遍的陈述,只要我们知道某颗行星是太阳系的行星,就知道它绕太阳运转。科学定律的一个重要作用就是概括现象,科学理论的一个重要作用就是概括并解释定律。从某种意义上说,没有概括,科学就没有了意义。

                 


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