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科学理论

时间:2010-05-22 09:10:06  来源:  作者:

一、假说向理论的转化

  科学假说经实践的检验,就向理论转化。假说向理论发展的情形,大体有三种情况。

  第一,假说经过实践检验逐步转化为科学理论,而与之矛盾的假说被否定。例如,关于热现象的本质,科学史上曾有两种相对立的假说:热素说和热之唯动说。前者认为热是没有重的某种流质,叫热质也叫热素,后者认为热是构成物质的某一种微粒的运动。两种观点都有一些根据,进行着长期的争论。但到了十八世纪末,英国的伦福德和戴维首先用严格的实验初步证实运动说而否定了热素说。以后,十九世纪四十年代,焦耳等人通过测定热功当量的实验建立了能量守恒定律。十九世纪中叶以后,分子运动论的建立并得到了实验的验证,这样,热的运动说就得到了证实而转化为科学理论,而热素说就从根本上被否定了。

  第二,经实践检验后,假说的基本观点被肯定,但在些具体细节上存在着矛盾,需要进行某些修正。例如,世纪六十年代,通过沃生、克里克等人的研究,建立起了生物遗传的所谓中心法则。这个法则认为,DNA是遗传物质,它只能通过自我复制产生,并且它所带的遗传信息转录到RNA后才能控制蛋白质的合成(即DNA®RNA®蛋白质)。大量的实践证明,遗传的中心法则基本上是正确的。它对人们改造生物的实践具有重大指导意义。但是,七十年代以来人们又发现,在蛋白质的合成过程中,不单由DNA决定RNA,RNA同样可以反过来决定DNA。例如,1970年发现某些致癌病毒中有一种酶,叫做逆向转录酶,在这种酶的作用,用RNA作为模板,合成DNA,以后在两栖动物、?乳运动中都发现了这种逆向转录现象。逆向转录现象的发现说明,DNA只能由DNA自我复制产生,和单向转录观点就不合实际了。应该对中心法则加以修正。修正后的中心法则应写成:DNA¬®RNA®蛋白质。这样就使遗传的中心法则更加近客观真理了。

  第三,通过实践检验,证明两个对立假说各自包含局部真理,而为另一种更深刻的学说所代替。例如,十七世纪末,对光的性有两种假说:一种是“微粒说”,认为光是直线运动的微粒流;另一种是“波动说”,认为光是一种波。有一类实验,如干涉实验和衍射实验可为波动说所解释,而不能为微粒说所解释;另一类实验,如黑体辐射、光电效应等可为波动说所解释而不能为微粒说所解释。这两种假说,各自解释了光的某一方面的属性,却又都具有片面性。二十世纪初,爱因斯坦提出了光量子概念,在微观水平上说明了光既是微粒又是波。光的波粒二象性学说比以往的微粒说、波动说,更深刻地反映了光的内在本质。
 

 

综上所述我们可以清楚地看到,在科学发展中,充满着假说的不断更替,或者推翻一些假说,或者修正一些假说,或者验证一些假说。它反映了人类认识的复杂性和迂回性,人类正是在实践中把握客观真理,认识事物本质,通过实践提出假说,又通过实践验证假说,使科学假说发展为科学理论。

  二、科学理论的基本特征

  科学理论是经过实践检验的客观真理,是对某种自然现象的系统说明。它是由一定的科学概念、科学原理以及对这些概念、原理的理论论证所组成的知识体系。科学理论作为认识发展过程中相对完成的东西,具有如下一些基本特征:

  (1)客观真理性。科学理论正确地反映了客观事物的本质及其规律性,因而具有客观真理性。这是科学理论的基本特征,也是它和假说的根本区别。实践是检验真理的唯一标准。因此,作为一个科学理论,必须做到:建立这种理论所凭借的经验材料必须是真实的,经过实践检验的,是能够重复的;根据这些经验材料提出的假说中的假定性的规定已经得到实践确认,并经得起实践的进一步检验;根据这种理论所作出的科学预见已在实践中得到证明。总之,一种科学理论必须包含必要而又充分的实践证明,并且贯穿于理论的始终。

  (2)普遍性。科学理论通过揭示某一领域的共同本质而普遍适用于这个领域,能对这个领域的复杂多样的现象作出解释,能预言出现在这个领域内的新现象。科学理论的普遍性不是通过形式上的“去异存同”来达到的,而是通过对深刻本质的揭示而实现的。比如,经典电磁场论通过揭示电磁波的规律性而普遍适用于电、磁、光等现象,量子理论通过揭示波粒二象性而普遍适用于各种微观客体。

  (3)系统性。科学理论不是务种孤立的概念、原理的简单堆砌,也不是互不相关的各种论点、论据的机械组合,而是根据自然界的有机联系,由它的知识单元(概念、原理、定律等)按系统性原则组成的有内在联系的知识体系。

  (4)逻辑性。科学理论必须概念明确、判断恰当、推理正确、论证严密,即合乎逻辑。理论中的范畴和规律是一个个依次推导出来的,有前后一贯的内在联系。科学理论一般具有演绎的逻辑结构、逻辑上的无矛盾性和完备性等特点。

  (5)预见性。科学理论能够根据它的基本规律及逻辑结构,揭示客观事物的关系和联系,发展的趋向和特点,对现有事实的多样性做出科学解释和理论说明,并对尚不知道的事实做出合乎逻辑的预言。科学理论体系也就是一个科学预测体系,因而能够指导人们的科学实践。
 

 

  客观真理性、普遍性、系统性、逻辑性和预见性,这是科学理论的基本特征。但是,实践是历史的,科学理论也是一定历史条件下的产物,因此,从另一方面来看,就正如列宁所指出的:“人不能完全把握=反映=描绘全部自然界,它的,直接的整体,人在创立抽象、概念、规律、科学的世界图画等等时,只能永远地接近这一点。”[1]任何理论,只能是相对完成的体系。这就决定任何一个科学理论必然地在实践的推动下不断向前发展的,它不可能是凝固不变的。

  三、科学理论的逻辑体系

  科学理论作为系统化了的科学知识体系,它是由三个基本的元素组成的:基本概念;联系这些概念的判断即基本原理或定律;由这些概念与原理推演出来的逻辑结论,即各种具体的规律和预见。正如爱因斯坦(A.Einstein)所说:“理论物理学的完整体系是由概念、被认为对这些概念是有效的基本定律,以及用逻辑推得到的结论这三者所构成的。”[2]

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