主题：【原创】判决性实验：从波普到拉卡托斯 -- 山一程
家园 【原创】判决性实验：从波普到拉卡托斯 看到河里在讨论如何判断某门学问是否是科学，提到了波普和判决性试验。晚饭吃得太多，房间又太小，无法散步消食，索性胡说两句。俺没有核实资料，如有不确，还请大家多多拍砖哈
“科学理论必须可以证伪”，可以说是20世纪科学哲学中的一个著名论段。
近世以来，科学的地位日益崇高，很多人、很多派都想给科学扯上点关系，甚至擅自挂上科学的名头。而证伪说一出，影响相当深远，许多理论就此被扫地出门，比如自认为是顶尖科学的唯物史观。
不过，“证伪说”是否真的就是科学理论的门槛？其实科学哲学内部，也有不同意见。
今天俺老山趁着肚子胀，胡扯两句波普、库恩和拉卡托斯这三个科哲大牛对证伪的态度。
波普当然不用说，自己提出的主意嘛。老波说，一个科学理论必须可以被证伪。如何证伪？必须利用“判决性实验”。
最有名的例子，也许是一战时（还是刚结束？）对某个天文现象（火星凌日？）的测量，观测到日食时行星对光线的引力。牛顿体系和爱因斯坦的相对论推出的预期值非常不同。这个测量巧好可以至少“证伪”其中的一个理论。测量结果与爱因斯坦的计算极为接近，于是牛顿体系被干掉，而这也成了科学史上的一个伟大事件（特别是大战中，英国人在非洲的观测证明了德国人的理论，“科学无国界”云云）。所以波普说，不能证伪的理论，就不是科学。
不过，物理读不下去的晚辈库恩，在“什么是科学”这个问题上，远没有波普那样乐观。他说，不仅在某段时间里，何为科学难以判断（比如炼金术和化学曾经密不可分），就连公认的科学领域之内，科学进步如何发生也不像波普想象的那么简单。他的大概意思是，所谓的判决性试验呢，在历史上是做不得数的。几个相互竞争的理论谁胜谁负，并不在于所谓的判决性试验，而是取决于科学共同体的主流意见。
如果我们把波普叫做“唯理主义”，那么库恩就是“经验主义”啦（瞎编的词儿，大伙一笑了之吧）。
在俺这个外行看来，库恩的见解，比波普高明许多。
当然，真正完成对波普的所谓“判决性试验”致命一击的，还是那个前数学家拉卡托斯。
老拉举了个例子，说明判决性试验在历史上根本就不存在。一个科学理论体系，其实有核心，有外围。核心是最基本的理论，外围则保护许多假定（？）。理论的内核（很少或）并不直接与经验发生联系，而是通过那些外围假定，对经验世界做出一些推断。老拉说，如果推断和经验不符，被“证伪”的只是外围假定，而不会直接危及到理论内核。这样说很枯燥，老拉举了一个很有趣的例子。
话说某天文学家根据牛顿体系（更确切地讲，应该是经拉普拉斯完善后的牛顿体系）来计算某个彗星的轨道。然而观测值和理论值不符。如果按照波普的说法，这就是个判决性试验了，牛顿体系就被证伪啦。
果真如此？老拉笑笑说，老弟，别着急嘛。你看，历史上观测值和理论值不符的例子简直多如牛毛，不过牛顿体系还不是大旗不倒，屹立了许多年？
那究竟怎么回事？这个天文学家并不会因为一次预测错误，就去怀疑整个牛顿体系滴。这个时候，他要做的事情，就是重新进行计算，也许会发现，“哦，原来可能存在一个未知的星体，它的引力影响了那颗彗星的轨道，并且导致了预测的失败。”如果足够刻苦，他会计算出来那颗未知星体的轨道。
如果大家在他预测的轨道上发现了真的存在那么一颗未知的星体，这当然是牛顿体系的一次伟大胜利啦！所有的物理学、天文学家和他们的学生们都会大醉三天。
而且，历史上某些星体，真的就是这样被发现的。
拉卡托斯并没有停在这里。他接着问，“如果在预测的轨道上没有发现那颗行星呢？”这个时候，大家会认为这是个判决性的观测，从而证伪整个牛顿体系么？
当然不会。
天文学家要做的事，是继续进行计算。也许在那个未知星体和地球之间，存在着一个未知的暗星云（俺忘了术语是啥了，哈哈），所以我们观测不到那个未知星体。
好吧，继续观测是否存在那个暗星云。如果发现了暗星云，科学届马上会狂欢，这是牛顿体系一个更加伟大的胜利！
如果没有发现呢？会不会有人站出来说，这是个判决性试验，证伪了牛顿体系？
老拉终于不耐烦了，一举教鞭，“说，刚才谁出的声？下课罚抄新华字典一百遍。居然现在还没搞清楚，天文学家还会不断提出新的假说嘛！”
总之，老拉认为，理论内核和经验观测之间，还隔了很多步骤，很多假设。一旦出现理论值与经验值不符，被触动、被修改的是中间的那些假设，而不会一下就摧毁整个理论内核。
那么爱因斯坦体系究竟是如何取代牛顿体系的？
还是回到库恩那里，科学共同体的代际更替。长江后浪推前浪，用爱因斯坦体系武装起来的新一代，取代了在牛顿体系中长大的老一代（俺没有研究过这段历史，瞎说的，如果不对，大家请拍砖，呵呵）。
于是，十几年前俺特别喜欢这个比较极端的说法：“科学革命本身，毕竟是一个非理性的过程。”
库恩的“科学革命”和拉卡托斯的“科学研究纲领”的出现，把“历史”引入了“科学”，提供了一幅不同的关于科学发展的图景。如果库恩和拉卡托斯的说法更有解释力，那么一个理论，按照波普的标准是否是科学，也似乎变得不那么重要了。
对了，再说一个关于波普的八卦。
他老人家写过《开放社会及其敌人》，国内好像很是流行了一段时间。
但并不是每个人都觉得他老人家很高明。
波普曾想在芝大谋个教职，结果惹闹了施特劳斯，说“芝大怎能要这种不学无术的家伙（俺的yy哈，无论是波普还是施特劳斯，都未向俺证明过）！”，于是联合另一个大牛，三下五除二，就把他老先生给赶跑了。
从波普喜欢得不得了的证伪理论，很轻易地就被库恩之流找到漏洞来看，施特劳斯要赶他走，恐怕真的并不是因为一个是所谓的新保守主义，一个号称是坚定的自由主义那么简单涅。
本帖一共被 3 帖 引用 (帖内工具实现)家园 一点补充 拉卡托斯，用我们熟悉的话说就是对波普进行了批判的继承。批判的地方就是对于这个判决性试验，拉认为这种想法很好，实践上不可行。因为正如楼主所说，对于试验和理论不符合的时候，科学家们总会作不伤害核心部分的改动。不可能有人会老老实实承认失败。
但是拉卡托斯同样不认为科学和非科学之间的认定是完全主观的。他认为杰出的“研究纲领”的共同特点，在于能够预测“新颖的事实”:牛顿力学预测到了哈雷彗星的周期性回归,相对论则预测到了恒星在太阳周围时候位置的偏移(是由于引力场对光线的弯曲造成的)．这种预测是与其互相竞争的纲领无法作出的．
注意这种预测并不是判决性试验，因为旧的纲领可以通过修改非核心理论，对这种事实进行解释．事实上，在拉卡托斯看来，这正是进步和退化的纲领分界之处：进步纲领预测未知事实，退化纲领却总是通过打补丁来容纳新发现的事实．
在我看来，拉卡托斯和波普指出了科学的两个方面：波普指出科学理论要有一定的严格性，不能什么都是模棱两可．拉卡托斯则侧重于科学对未知世界的指导作用．只有科学理论拓展了人类认识的新领域，我们才可以说：科学进步了．
参考：
家园 我也比较倾向库恩 更赞成他的科学革命和“范式转换”表述。
家园 这个看法不错，科学这个概念本身在不断发展变化 要想把科学明确界定出来不是那么容易的。象波普这样
的说法也不是一点道理都没有，但远不能算作对科学
的完整界定。
家园 【原创】何为证伪原则 山一程的帖子中有下面一段话，
波普当然不用说，自己提出的主意嘛。老波说，一个科学理论必须可以被证伪。如何证伪？必须利用“判决性实验”。最有名的例子，也许是一战时（还是刚结束？）对某个天文现象（火星凌日？）的测量，观测到日食时行星对光线的引力。牛顿体系和爱因斯坦的相对论推出的预期值非常不同。这个测量巧好可以至少“证伪”其中的一个理论。测量结果与爱因斯坦的计算极为接近，于是牛顿体系被干掉，而这也成了科学史上的一个伟大事件（特别是大战中，英国人在非洲的观测证明了德国人的理论，“科学无国界”云云）。所以波普说，不能证伪的理论，就不是科学。
对此我有不同的看法，觉得山兄对证伪的观念有所误解。
首先，波普所提的“证伪”是判断理论假说是否符合科学标准的原则之一，所以山兄在这段最后引用到“波普说，不能证伪的理论，就不是科学。”这句话没错，但是山兄将牛顿体系与相对论体系作为例子放在这里试图借此说明波普的观点是错误的（如果我没有理解错的话）却极为不恰当。因为按波普对科学理论的定义来看，牛顿力学恰恰是可以证伪的，并且这个证伪过程之一已经被实践，就是山兄提到的“水星近动”试验，这恰恰说明，牛顿体系由于具有可证伪性所以在波普的学说中它被认定为科学体系。
我们如果仔细想想，实际上波普的证伪主义至少存在两个优点。
第一，他将经验（实验）对科学理论的验证意义明确下来，并利于科学实践。一般说来，科学理论的表达为全称判断，然而经验的对象是个别的。所以，经验如果用来证实理论，那么它面临的将是无穷无尽的试验，而证伪则不同。比如说，对于所有的羊都是白色的这种论断，再多的白羊也不能证明所有的羊都是白的，而只要一只黑羊就能证明所有的羊都是白的这个理论是错误的。所以可见，波普认为经验的真正意义在于可以证伪科学理论。
第二，在证伪主义看来，所有的科学都不会被最终证实，但却会被随时证伪。注意这里分析看来，证伪实际上是个过程，而非结果，任何科学理论假说出来以后就必须随时接受“证伪”，并且这个过程是永远进行下去的。“证伪”从方法论上来说是采用试错法。就是应该大胆地提出假说和猜测，然后去寻找和这一假说不符合的事例。根据事例对假说进行修正，不断重复这一过程，然后对最初的假说进行改进或者部分否定。试错法对理论的修改和完善是没有止境的，试错法的结果只能是一个较好的假说，但不是最好的假说。最好的假说是终极真理的代名词，和科学精神相悖[1]。于是证伪主义使人们相信所有的科学理论都只是一种猜测和假说，而这在我看来无疑是正确的。
另外，波普对科学和非科学的明确划分了界限。非科学的本质不在于他的正确与否，而是在于它的不可证伪性。于是数学和逻辑学便被划分为非科学的[2]。数学和逻辑学之所以被划分到了非科学的原因在于他们并不需要经验去检验它们，他们是必然真理，他们是不依赖于经验而独立存在的。而应用波普的理论，我们也能得出占星说，骨相学，特异功能，UFO为外星人飞船等等观点也是非科学的，因为他们不可证伪。
说起来，波普的哲学核心思想就在于，一切科学理论是可以也是应该被证伪的，经验是检验知识的标准，而不是知识来源的根本。从方法上来看，不完全归纳法提供了科学理论假说的insight，而无穷尽的“证伪”过程保证了这个假说的更快并最终趋近于真理，却永远不是真理[3]。
运用波普的证伪原则，我们可以明白，不管牛顿力学还是相对论力学甚至是托勒密的地心宇宙模型都是可以算是科学假说，因为他们都具有可证伪性。他们之间不同的是相对论力学更接近“真理”一些，因为到目前来看相对论力学还没有发现任何被证伪的例子，而牛顿力学已经被证伪，我们已经知道牛顿力学在某些特殊条件下的“预测精度”是不够的，而地心说则在更广泛的范围内缺乏预测精度，他们都是科学理论，但是他们趋近与“真理”的程度却是不同的。从这个意义上来说，“证伪过程”正是对“科学理论”与“真理”的距离的“测量”过程。
引用为自己以前写过的几篇小文：
[1] 什么是科学精神
[2] 探讨数学与自然科学的关系
[3] 科学为什么更值得信赖
关键词(Tags): #吱声观点，家园 吱声兄误会了，老山没有说过“水星近动”证明了波普不对呀 这个例子，本来就是波普拿来证明自己的“证伪说”的嘛。拉普拉斯体系，一度曾是科学最完美的代表么。
而关于波普“证伪说”的最大争议，俺觉得不在于马克思主义是不是科学（难道一定要披上“科学”的外衣，才更有说服力？），而是科学发展本身，特别是所谓的科学革命（相对论替代牛顿体系、哥白尼体系取代托勒密体系）并不是他老人家描述的那个样子、通过一次次证伪和判决性试验而完成的。
波普实际上是通过分析“科学如何发展”，来回答“什么是科学”这个问题的。毕竟，他还算是一个科学哲学家，总要拿科技史（其实主要还是科学史）来说事。他的可证伪理论，也是从科学史来的。而可证伪性的基础，就是判决性试验。如果判决性试验不能判定一个理论的推论是否正确，那么可证伪性也就大大折扣、甚至变成空中楼阁。
单从逻辑上讲，波普的“证伪说”不仅站得住脚，而且还很漂亮。可问题是，拿来解释科学史的发展时，好像一下就会遇到很多困难。比如，科学史上是否真的存在过“判决性试验”？库恩和拉卡托斯认为，单纯用判决性试验来解释科学史的发展，这个，基本上，很难。而“判决性试验”如果不存在的话，“证伪说”本身的实证基础也会随之动摇。
波普的问题在于他把科学史过于简单化、理想化了，把科学本身也简单化了，以至于忽略了影响科学发展的其它重要因素，比如科学共同体的存在、科学共同体（内外）权力关系的存在。库恩因此提出paradigm，拉卡托斯进一步提出科学研究纲领。
当然，判决性试验在科学史上并不如波普假设的那样广泛和重要，这本身并不能说明波普的可证伪性毫无意义。单就科学哲学本身而言，波普的研究就是一个巨大的进步。库恩和拉卡托斯，都是踩着他老人家的肩膀上去的呢。
老山的一个推论：当然，我们还可以把“可证伪性”当作科学的门槛，不过，这样一来，很多时候，像物理和化学这样最最科学的学科，其发展过程细究起来，也并非始终那么“科学”。
换言之，“科学”这个label本身，也并非始终那么光鲜呢。波普关于科学的门槛、科学的发展的理论既漂亮又有创见，可是，解释起科学的历史时，总会遇到这样那样的困难。
另外，库恩关于化学和炼金术、哥白尼和托勒密的讨论，老山实在记不起来了，在此就不乱说。毕竟，这些都是将近20年前看的东西，最后一次翻，也是十几年前的事情了。
家园 先生所言甚是，这回明白了先生的本意 先生并不是反对科学哲学中把“证伪性”作为科学辨别论据的观点，而是指出波普所提的“证伪”原理在应用到科学史研究中所具有的局限性或者说与传统科学史观点冲突之处，强调的是科学哲学也是不断发展完善中的。
再与先生探讨一个科学史学观的问题。我们在研究科学史的过程中，是应该通过研究科学发展史来定义科学是什么呢？还是反过来，我们先定义科学是什么，或者建立一套逻辑完善的辨别体系，然后用这套体系反过头来重新审视判断科学发展史中的重大事件呢？
我倾向于后者，主要是我个人哲学中不太同意历史决定论。不知道先生倾向如何？
