理论修改（理论修改）-趣爱秀

简介

科学理论所以要进行不断地修改，一方面是由于研究者的认识能力具有局限性。人的认识手段、理论水平受到所处时代的限制。另一方面是由于研究对象的性质、关系的暴露往往是个历史的过程。人们不可能一蹴而就地获得完善的认识。

结构

科学是具有复杂的结构而且又是具有韧性的。这就使研究者可以通过调整理论结构的方式来完善自己的认识。要对理论进行调整修改，就必须了解理论的组成。理论通常有两个组成部分。一是理论的主要部分。这是一个理论体系的核心思想，它包括着理论的基本概念、理论的基本命题以及表述定律的基本关系式等等。例如，在牛顿力学中，关于“力”，“质量’，“重力”、“作用力”、“反作用力”、“惯性”、“惯性系”等概念是该理论体系中的基本慨念。而三大定律和万有引力以及关系式，则是该理论体系中的基本定律。

理论体系的另组成部分是辅助部分。这是理论核心思想的具体应用和辩解。通常所说的辅助性假说就是由此而得名的，表示这种假说在理论体系中是处于次要的辅助性的地位。

对理论进行调整修改，就是对理论组成的次要部分进行删减、补充、更换，而理论的核心部分依然维持不变。如果修改理论时，改变了理论核心部分的内容观点，抛弃了原有看待研究对象的理论框架，那就是原有的理论实质上被否定了。所以，一个理论的核心部分是否被变换，这是区别理论的修改与理论被淘汰的界限。

理论的修改最重要的有以下两大基本类型：

第一，为理论的完善而自主修改。

所谓理论完善的自主修改是指，理论的提出者与支持者为了克服理论自身的不完备，做出一系列理论的补充，以达到理论同经验进一步有机地联系起来。

这种修改的特点在于：对理论的一系列模型进行转换的工作。而模式转换实际上就是理论的修改与完善。模型转换不仅有利于使理论与经验有机联系起来，而且对理论研究方向、研究策略、研究程序提出新的看法，对可能发生的问题作出新的擐见和解释。

例如，牛顿关于行星理论体系，即关于计算行星和月球轨道的理论，曾有过一系列的模型转换：

M1——假定太阳和行星都是点状的质点，并且太阳是静止的。但是，M1这个模型却和他的动力学第三定律不协调。于是又提出适合于行星运动的M2模型。

M2——太阳和行星都围绕它们的公共引力中心(即共同质心)旋转。然而，M2似乎只有太阳中心力，没有行星之间的相互作用力。于是他又提出M3。

M3——由于系统中其他行星引力吸引的相互作用，而引起摄动。

M4——行星之间质量分布上的不对称等。

这个例子中，牛顿理论由M1到M4的转换过程的变化，不是由于观察的“反常”所引起的，而是由于科学理论自身的应用而促使其修改的。模型的转换是一种自行补充、改进与完善的修改过程。

第二，为对付反常所作的理论修改。

所谓对付反常的理论修改是指：当某一理论受到意外的反常事实的诘难时，为了消除反常的威胁，而对理论的辅助部分作出调整。

这种修改的特点在于：修改不是自主进行的，而是当理论面临着意外的反常的挑战，迫使理论作出相应的调整，以提高理论的解释能力，力图“消化”反常而成为对该理论的确证。

拉卡托斯在《证伪和科学研究纲领方法论》中曾虚构了下面这个假想的例子是颇能说明问题的：

“这是一个关于—起假想的行星行为异常的故事。有一位爱因斯坦时代以前的物理学家根据牛顿的力学和万有引力定律N，和公认的初始条件I，去计算新发现的一颗小行星P的轨道。但是那颗行星偏离了计算轨道。我们这位牛顿派的物理学家是否认为这种偏离是为牛顿的理论所不允许的，因而一旦成立也就必然否定了理论N呢？不。他提出，必定有一颗迄今未知的行星P’在干扰着P的轨道。他计算了这颗假设的行星的质量、轨道及其他，然后请一位实验天文学家检验他的这一假说。而这颗行星P’太小，甚至用可能得到的最大的望远镜也不能观察到它：于是这位实验天文学家申请一笔拨款来建成一台更大的望远镜。经过了三年，新的望远镜建成了。如果这颗未知的行星P’终于被发现，一定会被当作是牛顿派科学的新胜利而受到欢呼。但是它并没有被发现。我们的科学家是否因此而放弃牛顿的理论和他自己关于有—颗在起着干扰作用的行星的想法了呢？不。他又提出，是一团宇宙尘云挡住了那颗行星，使我们不能发现它。他计算了这团尘云的位置和特性，他又请求拨一笔研究经费把一颗人造卫星送入太空去检验他的计算。如果卫星上的仪器(很可能是根据某种未经充分检验的理论制造的新式仪器)，终于记录到了那一团猜测中的宇宙尘云的存在，其结果一定会被当作牛顿派科学的杰出成就而受到欢呼。但是那种尘云并没有被找到。我们那位科学家是否因此就放弃了牛顿的理论，连同关于一颗起干扰作用的行星的想法和尘云挡住行星的想法呢？不。他又提出，在宇宙的那个区域存在着某种磁场，是这种磁场干扰了卫星上的仪器。于是，又向太空发出了一颗新的卫星。如果这种磁场能被发现，牛顿派一定会庆祝一场轰动世界的胜利。但是磁场也没有被发现。这是否就被认为是对于牛顿派科学的否定了呢？不。不是又提出另一项巧妙的辅助性假说，就是……于是整个故事就被淹没在积满尘土的一卷又一卷期刊之中而永远不再被人提起。”(载拉卡托斯和默斯格雷夫编：《批判和知识的成长》，剑桥1974，第100-101页).。

理论的修改除了上述的最基本类型之外，还有为扩大理论的适用范围所作的修改，为提高理论系统的严谨性所作的修改，为精确表述定量规律所作的修改，等等。这里就不再分别具体论述了。因为理论修改虽是多种多样的，但并不都是对探讨方法论同样具有特别的意义。

现在，我们讨论一下如何评估理论修改的合理性。我们反对那种认为理论的修改无合理性标准的观点，而肯定理论修改的以下原则：

第一，经过修改后的理论T2，必须能够解释原来理论T1所取得的成果。这就是说，凡是原来理论Tl所能解释的事实，修改后的理论T2也能给予解释，而且凡是Tl所作的成功预测都能从T2推导出来。如果经过修改后，T2失去T1原来所具有的解释能力，那么从Tl到T2的演变就不是进步了，而是退步了。这是不符合修改的目的。理论修改的目的在于增强理论的解释能力。

第二，经过修改后的理论T2，必须有比T1更多的经验内容。所谓“更多的经验内容”是指修改后的T2既能解释T1所能解释的事实，又能解释T1所不能解释的反常事实。如果T2能比T1解释更多的事实，特别是作出新的成功预测，那意味着T2经受了更为严格的捡验。

第三，禁止作出任何特设性的假说。所谓特设性的假说是为了解释反常事实而专门设计出来的又无法给予检验的假说。这种假说同辅助性假说不同之点在于：辅助性假说是可以独立地给予检验的，而特设性假说是无法给予检验的。

例如，“燃素说”认为燃素是一切可燃物体的根本要素，当物体燃烧时，燃素便逸出。可是金属锻烧实验反驳了燃素说，因为残剩的物质都比原来物质重。为了避免燃素说被反驳，有人提出了一种假设，即燃素可以在不同情况下，分别具有负的重量或正的轻量或没有重量，这种辩解是一种无法检验的特设性假说。无论是化学反应前后的重量增加或不变或减少，燃素说都可不受其检验。所以，提出特设性假说是无助于认识向前发展的。

然而，特设性假说与非特设性假说的区别又是相对的。这是由于人们的认识和实验手段具有历史的局限性，往往把一些当时还不具备检验条件的假说，也误认为是特设性假说。例如狄拉克为了使自己的相对论性电子波动方程不被反驳，为了解决演绎出现的电子负能态困难，作了负能态存在和有关真空新图象的假说，认为在通常所知的物理世界中，全部负能态的每个态都被电子所占据，而把这些填满负能态的全部电子想象为一个无底的电子海，在电子海面以上就是正常的电子态，具有正的能态，在真空情况下所有电子正能态全未被占据，而所有负能态皆被占据，而当电子海中出现一个空穴时，电子负能态便显现出来，一个处在负能态的粒子的运动相似于一个处在正能态却具有相反电荷粒子的运动，因此狄拉克假设有一个相当于电子电量和质量的特殊“质子”的存在。狄拉克当时的假设只是为了方程本身的需要，虽然他本人坚信他的理论是真理，但是在当时，人们认为这是一个无法检验的特设性假说。可是在1931年美国物理学家安德逊发现宇宙射线中存在正电子，使得狄拉克的假说成为可检验的，而且被确证了。又如泡里为了维护能量守恒原理不被β衰变中有能量亏损这—经验事实驳斥，在1931年提出了一个解决这些不可思议的损失掉的能量的办法。他假定另有一个粒子带着这些找不到的能量伴随着β粒子一起从原子核中发射出，而这是一种神秘的粒子，具有一些特殊的性质，它既没有电荷，又没有质量，但却以光速运动，具有一定的能量，它的贯穿力极强，能够极容易地穿透地球，而且宇宙中到处存在着它们的踪迹。这在当时被看作是一个不能被实验验证的特设性假说。就连泡里本人也承认，事实上这种假设看来恰象是为了达到β衰变能量收支平衡而臆造出来的—个假项目。但是，物理学家们不久就确信这种粒子是存在的。费米把这个假想的粒子定名为“中微子”。1956年通过原子能反应堆中的核反应过程间接证明了中微子的存在，1968年又用探测器俘获了来自太阳的中微子。