素馨花事
22-12-20 08:46

科学检验=可证伪性

波普尔把可证伪性、可反驳性和可检验性当作同义词使用,它们都是判别一个理论是否科学的依据。这意味着,一个严肃的科学检验必须极力搜寻可以反驳假设的否定性事例,这就是试错过程。可证伪性或可检验性有下面两个特点。

第一,可证伪性与经验内容成正比。在两个假设之间,如果一个比另一个具有更大的可证伪性,这就是说,它有更多被推翻的机会,那么,它对现实作了更多的判断,因而也就有更加丰富的经验内容。这一结论实际上是“理论的内容和它为真的概率成反比”公式的推论。

第二,检验的严格性。在《科学发现的逻辑》中,波普尔指出:“决定验证度的与其说是验证的数目,不如说是所说的那个假说能够并且已经经受的种种检验的严格程度。但是检验的严格程度本身取决于可检验性程度,并且因此取决于假说的简单性:高度可证伪的假说,或更简单的假说,也是高度可验证的假说”。可见,检验的严格性取决于可证伪性的程度。一个理论的可证伪性越高,它所能经受的经验的严格性也就越高。

那么,什么是检验的严格性呢?严格性有两个参数:证据和背景知识。设我们有理论T,背景知识K和检验T所得到的证据E。如果E相对于K来说,是不可信的,但相对于K和T来说,却能给予T以必要的经验支持,那么,E对于T的检验便是严格的。

这里所说的背景知识,指的是在检验时刻被本领域科学家们普遍接受的知识。通俗地说,它是一种流行观念。根据背景知识K,人们不可能期待着事实E的出现。在这种情况下,如果一个人提出了和K不同的假说T,出人意料之外地预测了E的存在,并且在以后的实验中,人们以T所规定的方式观察到了事实E,那么,T便经受了E的严格检验。

检验严格性这一概念旨在对科学理论的价值作出评估。根据这一标准,一个理论的价值不在于对既存知识中已知的事实作出新解释。一个在这一解释之前已为人们熟悉的事实对该解释不起检验作用。科学理论的价值在于它提出了惊人的、出人意料之外的预测:它的内容在背景知识中显得不可信和不可能发生,但却在观察中被经验事实所确认。

只有经过了这样严格检验的理论才对人类知识的积累有所贡献。因为假说一旦被严格的检验所确认,背景知识中与这个假设相矛盾的部分就要被排除,甚至背景知识会被新知识所替换,这意味着知识的增长和科学的进步。

在波普尔的心目之中,严格检验的范例是对爱因斯坦相对论的检验。相对论中的一些结论,如光线弯曲,时间延长,空间缩短,宇宙膨胀等,在经典物理学的背景中,乃至一般人的常识中,都是不可理解的。但是,它们都获得了某种观察证据的支持,使得相对论成为经过严格检验的科学理论,并修订了经典物理学。

然而,经典物理学也是曾经由严格检验的科学。海王星的发现就是对牛顿力学的一次严格检验。天文学家发现,天王星的运行轨道和根据牛顿定律计算的结果相比有细微的偏差,这一事实似乎证明了牛顿力学的不精确。然而,英国的亚当斯和法国的勒维里叶根据牛顿力学作出预测,这一偏差是由于天王星轨道外侧的一颗尚未观察到的行星对天王星的引力造成的,他们计算出这颗未知行星的精确位置,不久,海王星的存在便由观察所确认。用同样的方法,人们又发现了冥王星。海王星的发现把对牛顿力学的威胁转变成牛顿力学的一次重大胜利,它显示了科学理论预测未知事实的力量。

——赵敦华《赵敦华讲波普尔》

发布于 江苏