科学理论的结构，本文主要内容关键词为：理论论文,结构论文,科学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
─＝k[,1]k[,2]＝常数T
亨普尔指出，在他所虚构的这个理论的假说中包含了一个类比，其中的两个关系式中的每一个都是欧姆定律的类似物，并且借助于辞典能从假说中演绎出纯金属的电阻-温度关系定律。但是， 这个类比的存在并不使这个理论比起坎贝尔所虚构的那个理论来增加了任何解释力。亨普尔指出，他自己所虚构的理论与坎贝尔所虚构的理论一样，都没有解释力，因而缺乏科学价值，原因只在于在这两个理论中，每一个理论都恰好只有一个想要导出的定律能够从中演绎出来，而不是有一组定律能从这同一个假说中推演出来。（C.G.Hempel,Aspects of Scientific Explanation and Other Essays in the Philosophy of Science.Glencoe,III.:Free Press.1965）
亨普尔回到迪昂的观点。他像迪昂一样，一方面承认类比在指导研究、构建科学理论中是十分有价值的，但是又认为在演绎出实验定律的结构中，类比并不是作为前提出现的。因此，类比不是科学理论结构的一部分。
亨普尔的批驳虽有启发性，但显然仍有其纰漏。因为他借以反驳而所举的那个实例，至多是说明了：并非只要假说中包含了类比就能为从中演绎出的定律提供解释。但由此并不能否定坎贝尔的主张，即有解释力的科学理论的假说中必须包含类比。坎贝尔或坎贝尔的拥护者可能会提出这样的辩护：关键的问题是，科学理论的假说中所包含的类比必须是合适的；合适的类比必须满足一定的条件。而亨普尔以欧姆定律作“形式类比”却不满足这些条件，因此才使得亨普尔所虚构的理论中虽有类比，但仍然缺乏解释力。英国女科学哲学家玛丽·赫斯（M.Hesse ）正是从这个观点出发，在她于1963年出版的《科学中的模型与类比》一书中维护了坎贝尔的观点，并且具体探讨了理论模型的构建中合适的类比所应当满足的条件。（M.Hesse,Models and Analogies in Science,London:Sheed and Ward,1963）
后来，哈雷（E.Halley）在1970年出版的《科学思维原理》一书中也大致维护了坎贝尔的思想，但他把重点转向了理论中模型机制的重要性；强调一个理论要具有解释力，就必须提供某种合适的模型机制。哈雷强调模型机制是科学理论结构中的一个必要成分。当然，他同意，类比在构建模型机制的过程中常常起到了十分重要的作用，然而他在分析科学理论结构的时候，把重点是转向了模型机制，而不是“类比”，他强调正是“模型机制”才称得上是科学理论的结构要素。在哈雷看来，卡尔纳普强调演算系统仅仅是未经解释的形式系统，只是通过“对应规则”才使它获得了解释的观点是错误的。他认为，理论的演算系统并不是未经解释的，模型机制就是对它的最初的解释，尽管并不是把它解释为可观察词项或命题。
（二）导出原理是不是理论的一个成分。
坎贝尔强调科学理论的结构要素是：（1）假说；（2）辞典； （3）类比。
逻辑实证论学派一些学者，如卡尔纳普和亨普尔都不同意“类比”是科学理论结构的组成要素。
卡尔纳普把科学理论看作是由如下两个要素构成的，即：（1 ）形式演算系统；（2）对应规则（rules of correspondence）。卡尔纳普所说的“形式演算系统”大体上相当于坎贝尔所说的“假说”，而他所说的“对应规则”（早期曾称“语义规则”）则大体相当于坎贝尔所说的“辞典”。
亨普尔有其超越之处，他把科学理论的结构看作是由“内在原理”和“桥接原理”两部分所组成。内在原理不仅仅是一个未经解释的形式演算系统，而且包含着一个模型机制的假定，虽然这些假定中所涉及的理论语词都是不可观察语词；而他所说的“桥接原理（bridge principle）也不完全等同于卡尔纳普等人所说的“对应规则”。
奈格尔（E.Nagel）在其《科学的结构》一书中， 虽然强调科学理论有三个主要成分，即：（1）抽象的推演。 这是解释系统的逻辑主干，它“隐含地规定”（implicitly defines）系统的基本概念；（2 ）一组规则。实际上它透过把抽象推演与具体的观察和实验材料联系起来从而把经验内容赋于抽象推演；（3）抽象推演的解释或模型。 它用多少有些熟悉的概念或形象化材料使主干结构具有了某种描述性。（E.Nagel,The Structure of Science:Problems in the Logic ofScientific Explanation.The Gresham Press.1982.p.p.90—97.中译文载《自然科学哲学问题》1987年第1期）但是， 奈格尔所说的科学理论结构的“三要素”中，其中的（1）和（3）的结合仅相当于亨普尔所说的“内在原理”，而他说的（2 ）则仅相当于卡尔纳普所说的“对应规则”。
但是，不管是卡尔纳普也好，亨普尔也好，或者奈格尔也好，他们都像坎贝尔一样，认为理论的导出定律（由假说和辞典所导出的定律集）不是科学理论的组成成分。这有他们自身的理由。这些理由前面已经说过，不再赘述。不过他们的说法也存在着明显的困难。 主要是：（1）科学理论常常不但导出已知定律，而且还常常导出新的原来所未知的定律，这些新的定律在理论结构上处在与其他已知定律相同的位置上（被导出的位置上），但是却不能归入包含已知定律的任何旧理论中，因而仅仅能够看作是所构建的新理论的一部分，例如，从爱因斯坦的狭义相对论中导出了质能守恒定律E＝mc[2]，它不能被看作是牛顿理论的一部分，也不能被看作是麦克斯韦理论的一部分，它仅仅能被看作是相对论的一部分，是狭义相对论的一个结论（导出命题），它对于相对论并不是外在的或独立的。而且，尽管牛顿理论可以看作是爱因斯坦相对论在极限条件下的近似，但爱因斯坦相对论的导出结论实际上并不能归结为牛顿理论。在这个意义上，导出结论都不是外在于或独立于理论的，而是应当被看作是理论的一部分。（2 ）坎贝尔和卡尔纳普等人不把导出定律看作是科学理论的一个组成要素，理由主要是这些导出定律只是理论（假说或辞典）的逻辑后承，因而它们不具有独立地位。但实际上，科学中许多所谓“导出定律”，当从理论上“导出”它们时，其前提中常常还要引进相关的初始条件和边界条件的假定以及其他的辅助假说，而这些假定或假说的确立常常依赖于或来自于其他学科的理论。科学中的理论常常并不是如他们所想象的那样是如此地“封闭”的。（3 ）再从科学统一的理想来考察。卡尔纳普和亨普尔都是坚持科学统一的理想的，卡尔纳普自己就是“统一科学”这个口号的最早提出者之一。既然主张科学统一，那么从一个理论中导出的结论自然应当被认为是这个理论的一部分，而不是仅仅属于另外的它原来所属的那个理论。
哈雷（E.Halley）于1970年把科学理论的结构区分为三个组成部分，即（1）关于模型的陈述；（2）经验定律；（3）变换规则。 哈雷所说的“关于模型的陈述”，既包括断言理论实体存在的假说，又包括这些理论实体行为的假说。它十分相似或者完全相当于亨普尔所说的“内在原理”。哈雷所说的“变换规则”包括有“因果假说”和“模型变换”两部分。前者的形式是“M→E”，后者的形式是“M←→E”。哈雷的“变换规则”的地位和功能有点近似于亨普尔的“桥接原理”，但又不完全相同，它比亨普尔的桥接原理有较多的局限性。这里的M 是指模型陈述，E是指经验陈述。 哈雷的突出特点是把“经验定律”看作是科学理论结构的第三个组成要素，这些经验定律处在理论的导出结论的位置上。
但是哈雷的理论观仍有较大的局限性，因为：（1 ）一个理论的导出命题不一定是经验定律，它也可以是层次较低的下一层次的理论命题；（2 ）理论的变换规则也不一定是把模型陈述直接与经验陈述连接起来，它也可以是把模型陈述与可由它导出的次一级的理论陈述连接起来。在这个意义上，亨普尔的内在原理和桥接原理的提法比他的好。但他的可贵之处是把从模型陈述导出的命题也归入于这个理论结构之中，而这是十分合理的。
（三）关于辞典
坎贝尔的“辞典”，其功能是把“假说”中的词项或其函项解释为可观察的词项或其函项，由此就可把“概念”中的定律从假说观念中获得解释。它包含着这样的预设：（1 ）观察语词和理论语词的绝对二分法；（2）假设通过辞典直接导致可观察命题。此外， “辞典”一词很容易导致这样一种误解，即认为理论名词通过“辞典”能获得完全的解释。虽然坎贝尔本人未必有这个意思，但他对完全解释的可能性也未明确地加以排除。逻辑实证论学派的主将卡尔纳普通过分析而明确地指出：一个理论中的理论语词通过“辞典”只能获得部分解释。因而他放弃使用“辞典”一词，而改称为“语义规则”，以后又改称为“对应规则”（correspondance rules）。但无论是坎贝尔的“辞典”，还是卡尔纳普的“对应规则”，都是以观察和理论的绝对二分法作为基本假定的。在这个问题上，亨普尔作为一位十分有头脑的逻辑实证论学派的学者，实际上有了重要的突破。他用“桥接原理”来连接“内在原理”和“导出原理”（虽然他不把导出原理作为理论结构中的合法的一部分），这是一个重要的突破。亨普尔所提出的理论结构，还十分有利于用来讨论科学理论的还原问题，使得科学理论的结构问题与科学理论能按照统一的模式来予以解决。
基于以上的分析与考察，所以我们认为，科学理论的结构中主要包括有如下三个成分，它们分别是：（1）内在原理。 它描述理论所假想的基本实体和过程及其所遵循的规律；内在原理本身可构成一个演绎系统，但由于它所假想的基本实体和过程本身都是不可观察的，所以仅由内在原理所构成的系统尚不具有经验内容。（2）桥接原理。 它的基本特征是把理论所假想的基本实体和过程与我们所熟悉的经验现象和规律连接起来，或者与下一层次的理论所设想的某种实体和过程连接起来，经过多层次的桥接最终把理论所假想的基本实体与过程与经验现象和过程连接起来。所以，桥接原理乃是科学理论所不可缺少的基本成分，离开了它，理论将失去经验内容，从而不再成为“科学理论”。（3 ）导出原理。它是从内在原理和桥接原理中导出，有时还要借助于引进其他关于初始条件和边界条件的假定或别的辅助假说才能导出的可以进一步接受检验的规律。这种可以进一步接受检验的规律，并不一定就是通过实验观察可予以直接检验的经验规律，一个理论可能要经过多层次的桥接与推导才能最终导出那种可以直接予以检验的经验规律。但是，作为导出原理的终点，必须是经验规律，它们是可以通过实验观察而予以直接检验的。