华科自然辩证法复习提纲

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为什么单凭经验既不能证实又不能证伪理论

从科学存在的事实可以断定,原则上能够接受可观察经验的检验,的确是科学的一个基本规定性。波普尔说:“我当然只在一个系统能为经验所检验的条件下,才承认它是经验的或科学的。”对科学来说,无论是证实还是证伪,其实都是检验,并且最终都必须归结到可观察经验命题的经验检验。从表面上看,有待检验的科学命题有两类:一类是全称命题,这类命题获得必要的证实后即成为所谓的科学定律;一类是单称命题或具有特称意义的存在命题,这是原则上可观察经验命题。而真正有待检验的科学命题在形式上都是全称命题,因而在内涵上都超出了经验,都是“不可观察的”超验命题,不能直接接受经验检验,只可通过由它们演绎地导出的可观察经验命题加以间接地检验。对科学理论的经验检验也是如此。

科学命题的经验检验是可能的,但是有一个基本条件,即应将待检验的(包括推论性的)命题和用于检验的可观察经验命题严格限制在同一理论背景中。实际情况也正是这样:一个理论在导出待检验的经验命题的同时,也规定了用于检验的可观察命题的经验意义,或者获得有检验意义的可观察经验命题的方法。可以认为,这是可检验性的一个基本原则。用相对论或者量子力学意义下的观察陈述去检验(证实或证伪)牛顿经典力学的经验推论是没有意义的,反之亦然。用库恩的说法,就是范式或范型不可通约。这再一次说明,在科学认识过程中,不需要也不能在待检验的命题或理论之外寻找进行经验检验的意义规则。

但是,按照这种对科学命题的经验检验的理解,范式或范型不可通约会引起一个困难问题。精致证伪主义要求的检验是经验与(至少)两个相竞争的理论三者之间的“决斗”。这种“决斗”只要(也只能)通过经验检验进行,也就必须符合上述可检验性原则。这意味着,这两个理论必须对用于检验的可观察命题的经验意义采取一致的规定,不能各执己见。为此,它们必须共处于同一个更高层次的理论中,或者在同一“范式”之下。显然,这样的检验即便结果是证伪,也不能导致更高层理论的更新和范式的变革。然而,这与科学发展的实际事实并不相符。从另一方面看,证伪作为科学发现的一个基本表征,必须并必然有助于理论的更新和范式的变革,而事实上也是如此。

概言之,“检验”的实质就在于“解释”:证实意味着既有的理论或命题能够解释观察到的事实,证伪则表明观察到的事实是既有的理论或命题解释不了的。

波普尔：单凭经验不能证实理论。 他提出了其证伪性的划界标准:“一个理论的科学地位的标准是它的可证伪性,或可反驳性, 或可检验性。”他将非科学命题或理论划分为如下六类:逻辑上已列尽可能的命题、重言式命题、数学命题、形而上学命题、伪科学命题、宗教神话等。科学理论通过不断证伪而发展。但就其划界问题理论而言, 他仍坚持以“经验”作为判别科学与非科学的唯一标准。一方面可将数学命题、划归为非科学。

拉卡托斯：单凭经验不能证伪理论。

要区分科学与非科学, 首先要依据实际的历史发展过程将一个研究纲领或理论系列辨别出来,只有当这个理论构成了进步的问题转移的时候,它才是科学的;如果该理论系列体现了退化的问题转移,它就是非科学的。由此看来他的分界标准已不是波普尔和逻辑经验主义者原先所要解决的那个分界问题了。其次, 判定一个研究纲领合理与否的标准就是在理论之间进行比较。当一个理论系列确证其经验内容已超过了其前者(即其竞争者) ,即导致新的发现时,这个理论系列就是理论上进步的,因而才是“可接受的”或“科学的”。这也就是说,拉卡托斯划界标准在于理论是否产生新的事实或是否具备预见能力。

阐述波普尔证伪理论的内容并讨论其贡献。 在受到爱因斯坦广义相对论预言得到证实的展动下，科学哲学家波普尔认为：如果像牛顿物理学经受了长期的、无数次检验的理论尚且有错误，那么，还有什么科学理论能够永远正确呢?因此，被普尔提出了科学理论的否证式发展观，他认为，任何一种科学理论都不过是某


种猜想或假说，其中必然潜藏着错误，即使它能够暂时逃脱实验的检验，但终有一天会暴田出来，遭到实验的反驳，即“证伪”。科学理论就是在不断地提出猜想、发现错误而遭到否证、再提出新的猜想的循环往复的过程中向前发展的。所以，在被普尔看来，科学理论的否证式发展是：猜想一证伪一猜想。

他强调从动态角度去解释科学知识增长的机制。其次它把“问题”看作科学发展的动力。最后，他强调发挥思维的能动作用。此外，还强调了革命的批判精神。 该理论的意义在于提出：科学问题是科学理论演变的动力、贯穿问题模式的红线是猜测与反驳、没有纯粹的观察，经验中总是渗透着理论。

科学的本质特征在于科学是“真正的实证科学”，其真理性是绝对的，不可证伪的，也是没有历史局限的。

错。马克思提出科学“是真正实证的科学”，是“真正的知识”。但科学具有可错性，即科学的真理性总是有条件的，有适应的范围，科学理论超出其适用的范围就会转变成错误。按照波普尔的观点，科学理论虽然不能被经验证实，却能被经验所证伪。科学的真理性在于它能够被证伪，不能证伪的理论是没有真理性的，一个理论或科学定律是可证伪的，是因为它对世界提出了明确的看法。证伪主义给我们的启示是，科学理论应当越精确就越具有真理性。科学内在具有被证伪的可能，科学不等于正确

经验和理论是什么关系？

经验和理论之间不是双边关系而是多边关系。 双边关系：一个经验可以证实或证伪理论。

多边关系：可以在将两个理论比较的时候起作用。 关键是看理论对经验的解释力和预见力。 爱因斯坦是如何创立狭义相对论的？

爱因斯坦为了解决当时光速不变原理和伽利略相对性原理的矛盾所提出的一种新理论，该理论以前两大原理为基本公设，后人称其为狭义相对论。

提出时间：1905年 光速不变原理：光在真空中的传播速度相对于该观测者都是一个常数，不随光源和观测者所在参考系的相对运动而改变。这个数值是299 792 .458 公里/秒。

伽利略相对性原理：物理定律在一切惯性参考系中具有相同的形式，任何力学实验都不能区分静止和匀速运动的惯性参考系，这就是伽利略相对性原理。该原理最早由伽利略提出，是经典力学的基本原理。

爱因斯坦提出的狭义相对论指出，一个物体相对于静止的观察者而言，它运动越快，它的时间就过得越慢。例如，有一个宇宙飞船以接近光速在飞行，那么飞船上的时间就要比地球上慢得多。在飞船上，宇航员丝毫不会感到有任何异常。他的时钟看来在正常地走着，他的心脏会以正常的速率跳动。可是，如果地球上的观察者有什么办法能看到他们的话，他们看上去将运动得如此缓慢，就好像待在那里不动一样。

20世纪初，在科学处于革命的形势下，物理学革命的先锋和主将阿尔伯特？爱因斯坦于1905年在德国的《物理学杂志》上发表了一篇具有划时代意义的论文―――《论动体的电动力学》，从根本上突破了关于时间和空间的传统观念，提出了一种有别于经典物理学的新理论，这就是“狭义相对论”。1915年，他又创立了“狭义相对论”的发展形式，即“广义相对论”。爱因斯坦的科学建树开辟了物理学发展的新纪元。

在相对论的形成和创立过程中，悖论在其中起了不可忽视的作用。其中，“光速悖论”的发现和研究促使爱因斯坦提出狭义相对论；“双生子悖论”的发现和解决则为爱因斯坦提出和研究广义相对论提供了科学答案。

众所周知，狭义相对论是建立在狭义相对性原理和光速不变原理之上的。那么，这两个


原理是如何发现的呢？两者又是如何统一起来的呢？爱因斯坦晚年在其《自述片断》中说：“在阿劳这一年里，我想到了这样一个问题：倘使一个人以光速跟着光波跑，那么他就处于一个不随时间而改变的波场之中。但看来不会有这种事情！这是同狭义相对论有关的第一个朴素的理想实验。”这就是说，爱因斯坦在阿劳中学读书的时候，狭义相对论的思想萌芽就在他的脑海里滋生了。但是，从爱因斯坦的研究过程来看，发现并创立狭义相对论似乎并不存在什么逻辑的道路，很可能与直觉有关。

其实，从阿劳中学想到的“追光悖论”到在伯尔尼专利局的最终突破，爱因斯坦为创立狭义相对论花了整整10年时间。他说：“这个悖论我在16岁时就已经无意中想到了：如果我以速度C（真空中的光速）追随一条光线运动，那么我就应当看到，这样一条光线就好像在空间里振荡着而停滞不前的电磁场，但无论是依据经验，还是按照麦克斯韦方程，看来都不会有这样的事情。”

“追光悖论”的发现，不仅表明理论与实践之间存在矛盾，而且这个悖论还体现了从一个理论观点到另一个理论观点之间的矛盾。经过“十年沉思”，爱因斯坦对“追光悖论”有了明晰的认识，他说：上述悖论现在就可以表述如下。从一个惯性系转移到另一个惯性系时，按照经典物理学所用的关于事件在空间坐标和时间上的联系规则，下面两条假定：1.光速不变，2.光速不变定律同惯性系的选取无关，它们是彼此不相容的。

实际上，“追光悖论”反映了间断的质点力学和连续的电磁场不一致的理论矛盾。这种不一致性集中地表现在牛顿力学所依据的伽利略相对性原理和麦克斯韦理论所得出的光速不变原理之上。我们知道，从伽利略变换中一定能推导出绝对静止的坐标系，要求有绝对空间和绝对时间，并不存在极限速度。然而，光速不变则意味着光速是不可超越的极限速度。这种理论矛盾深深地困扰着爱因斯坦，他曾经尝试在传统观念的模型框架内解决这种矛盾，但努力的结果使他失望。

然而，这种失望并不是绝望。反过来，这种失望又转化为爱因斯坦在科学研究道路上的动力，进一步促使他以怀疑和批判的眼光看待和分析物理学的传统概念和理论。他发现：只要把同时性的绝对性作为一个公理，并且不知不觉地留在潜意识里，就休想令人满意地澄清并解决“追光悖论”；与之相反，清楚地认识到狭义相对性原理和光速不变原理的抵触是表面的，并且把它们同时作为公理，实际上就意味着“追光悖论”的解决。

1905年，是爱因斯坦最幸运的一年。当他领悟到同时性的相对性这一关键问题时，终于茅塞顿开：立足于同时性的相对性，就可以把光速不变原理和相对性原理协调一致。换句话说，光速不变原理对于一切惯性系都能成立，从一个惯性系转移到另一个贯性系的变换不是伽利略变换，而是洛伦兹变换。如果事件的坐标和时间的换算是按照一种新的关系即“洛伦兹变换”来进行的，那么，光速不变原理和相对性原理就不会彼此矛盾而是相容的。

思想上考虑成熟以后，爱因斯坦仅仅用了五个星期左右的时间就写出了《论动体的电动力学》一文，一举创立了狭义相对论，从而，在运动学的基础上把牛顿力学和电磁学统一起来了。

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