《自然辩证法概论》知识点“科学理论整体模型”教学的逻辑推理进路

摘  要：迪昂的科学理论整体模型是波普尔证伪逻辑不能绕过的症结，而建立在证伪逻辑基础上的波普尔科学发展模式又是2018版硕士研究生《自然辩证法概论》教材的知识点，问题是，迪昂的科学理论整体模型并非全部的科学实情。因此，有必要彻底弄清楚迪昂的科学理论整体模型的来龙去脉。该文基于《自然辩证法概论》创新教学模式视角，运用逻辑分析方法，通过详细考查弱相互作用中宇称不守恒案例，试着构建一种可能的科学理论整体模型教学进路。

关键词：《自然辩证法概论》教学  科学理论整体模型  迪昂科学理论模型  逻辑推理进路

中图分类号：N09          文献标识码：A              文章编号：1672-3791（2021）02（a）-0227-04

A Logical Reasoning Approach to the Teaching of "the Integral Model of Scientific Theory" in the Course of Introduction to Dialectics of Nature

——On Duhem's Holistic Model of Scientific Theory

SHU Guoxuan

（Guangzhou Medical University，Guangzhou，Guangdong Province，511436 China）

Abstract： Duhem's overall model of scientific theory is the crux that Popper's falsification logic can't be bypassed， and Popper's scientific development model based on falsification logic is the knowledge point of 2018 edition of Introduction to Dialectics of Nature for postgraduates. The problem is that Duhem's overall model of scientific theory is not all scientific facts. Therefore， it is necessary to make a thorough understanding of the whole model of Duhem's scientific theory. Based on the perspective of innovative teaching mode of Introduction to Dialectics of Nature， this paper tries to construct a possible teaching approach of overall model of scientific theory by using the method of logical analysis and examining the cases of non conservation of parity in weak interaction.

Key Words： Teaching of Introduction to Dialectics of Nature; Overall model of scientific theory; Duhem's model; Logical reasoning approach

研究生的思想政治理論课是本科生的思想政治理论课的步步高，最为集中的体现就是，研究生的思想政治理论课负载逻辑推理，以培养研究生做问题的意识和能力。而证伪逻辑又是开展科学研究一种重要的方法论手段，波普尔（Karl Popper）是证伪逻辑的成型者。建立在证伪逻辑基础上的波普尔科学发展模式，是2018版高等教育出版社出版的硕士研究生《自然辩证法概论》教材第二章“马克思主义科学技术观”中第三节“国外关于科学发展模式及动力的研究”的一个重要知识点[1]。诚然，波普尔是著名的科学家和科学哲学家，要想准确地把握波普尔的科学发展模式，有必要先弄清楚著名理论物理学家和科学哲学家迪昂（P.Duhem）的断言，因为迪昂对科学理论整体的断言是波普尔证伪逻辑不能绕过的症结。问题是，迪昂所断言的科学理论整体模型并非全部的科学实情，因此，彻底弄清楚迪昂的科学理论整体模型的来龙去脉，不仅可以澄清波普尔科学发展模式的语境，而且能展示《自然辩证法概论》知识点“科学理论整体模型”教学新模式，更能为研究生其他思想政治理论课程的教学模式提供有用的个案参考。基于这一情景，文章运用逻辑分析方法，首先对迪昂断言的科学理论整体模型进行历史追源，然后详细考查弱相互作用中宇称不守恒案例，最后试着构建一种可能的科学理论整体模型教学进路。

1  迪昂科学理论整体模型的历史追源

迪昂在《物理理论的目的和结构》一书中断言，物理学中不存在判决性实验，因为物理学实验反驳的不是单一的理论而是理论整体，而理论整体是由理论和一系列的辅助性假说共同组成的，即“理论∧辅助性假说（h∧a）”。1950年代，这一模型得到了蒯因（W. V. O. Quine）的进一步强化。1960年，格伦鲍姆（A. Grünbaum）对迪昂的断言试图进行消解论证，但随后被劳丹（Laurens Laudan）和魏德肯（Gary Wedeking）等人指出消解论证不成功。至此，由理论和一系列的辅助性假说组成的科学理论整体模型“理论∧辅助性假说”便成为了科学史和科学哲学中不变的法则，再也没有人对此提出过有效的反驳。然而，如果对科学史做仔细考查，不难得出，迪昂断言的科学理论整体模型可以商榷。因为迪昂的断言和蒯因、劳丹、魏德肯等人的辩护其实有一个共同的特点，那就是，他们用以进行论证的也都只是具体的科学史案例，众所周知，逻辑上并没有必然的保证能从单称的经验陈述得出全称的理论断言。迪昂断言的科学理论整体模型“理论∧辅助性假说”固然有它合理的因素，但据此上升到全部的科学实情，没有必然的逻辑通道。

1.1 迪昂科学理论整体模型的提出

1906年，迪昂在其名著《物理理论的目的和结构》中断言：物理学中不存在判决性实验，原因是，物理实验不是否定单一的理论，而是否定整个理论整体[2]。后来，蒯因在《经验论的两个教条》[3]中进一步强化了理论的整体性。虽然迪昂、蒯因等人的目标是否定判决性实验，但客观上却给科学研究设下了魔障。他们坚信，在具体的科学实情中，并不是单一的科学理论去面对经验证据的反驳，而是理论整体“理论∧辅助性假说（h∧a）”共同面对经验证据的检验。

1.2 迪昂科学理论整体模型的成型

1960年，著名科学哲学家格伦鲍姆在《科学哲学》（Philosophy of Science）上发表了“迪昂论点”文章，对迪昂的理论模型进行了反驳。格伦鲍姆质问迪昂，凭什么保证对于任何科学理论（假说）h，总存在着一套辅助性假说a。没有通常的逻辑能够保证，当科学理论（假说）h面对经验证据时，总有一套a作为被检验项而存在。也没有通常的逻辑能保证，从h和a一定能推演出经验证据，因为，a的存在与否要由具体的实情来决定[4]。在格伦鲍姆眼里，a的存在不是必然的，要视具体的科学实情来决定，可惜的是，他后来的反驳论证没能获得令人满意的成功。20世纪60年代中后期，同样著名的科学哲学家劳丹和魏德肯两人分别在《科学哲学》上发表了题为“讨论：格伦鲍姆关于‘迪昂论点[5]”“迪昂、蒯因以及格伦鲍姆关于证伪性”[6]的文章，为迪昂的科学理论整体模型进行了辩护。虽然各自辩护的细节有所不同，但有一个共同的特点，那就是，他们都认为格伦鲍姆错误地理解了迪昂，在迪昂那里，“理论∧辅助性假说”是一个理论整体，是不可分离的，而格伦鲍姆在直接承认“理论∧辅助性假说”可分离的基础上，强行把理论和辅助性假说分开了，但没有给出分开的充足理由。劳丹坚信，科学家进行科学预测，并不是基于单一的假说，而是基于一些假说和一系列的推理规则，即（h1﹢h2﹢……﹢hn）[5]。魏德肯则坚信，实际的科学实情是非常复杂的，需要更加充足的逻辑推论模式，他指出，科学家用作预测的假说，不仅仅是单一的假说h，而且还有其他的辅助性假说a[6]。可见，劳丹和魏德肯等人虽然对科学理论整体表述不一样，但意见是一致的，那就是，科学理论不是单一的理论h，而是一个理论整体“理论∧辅助性假说”。

2  弱相互作用中宇称不守恒案例

能否从逻辑推理进路有效构建新的科学理论整体模型，合理分析和揭示出弱相互作用中宇称不守恒的理论缘由及其逻辑机制是不可或缺的必要条件。

2.1 弱相互作用中宇称不守恒的理论缘由

弱相互作用中宇称不守恒假说源于“θ-τ”之谜[7]。依据著名高能物理学家、科学哲学家阿兰·弗兰克林（Allan Franklin）的考证，李政道（T. D. Lee）和杨振宁（C. N. Yang）发表弱相互作用中宇称不守恒假说是经过深思熟虑的。他们查阅了物理学史所有关于宇称守恒的实验资料，非常惊讶，强相互作用和电磁相互作用中宇称守恒有着精确度极高的实验证据，却没有任何实验证据支撑弱相互作用中的宇称守恒。弱相互作用中宇称守恒原来只是一個理论上想当然的推论！最初，两位伟大的物理学家也像其他物理学家一样，试图在传统的宇称守恒框架内消解疑难，没能获得成功。通过无数次对相关数据进行计算后，两位物理学家意识到，或许，答案在宇称守恒框架之外，或许，宇称是不守恒的，θ和τ或许是同一种粒子。于是，两位科学家大胆地提出了弱相互作用中宇称不守恒假说，经由吴健雄（Chien-shiung Wu）、莱德曼（L.M.Lederman）以及泰勒格（Valentin Telegdi）等实验小组的证实，成为物理学史上经典的理论[8]。

2.2 弱相互作用中宇称不守恒的逻辑机制

为了清晰地反映出实验证据与假说之间的逻辑关系，我们可先进行符号的设定。设H为诸相互作用中宇称守恒，H1为电磁作用中宇称守恒，H2为强相互作用中宇称守恒，H3为弱相互作用中宇称守恒，E为诸相互作用中宇称守恒的实验证据，E1为电磁作用中宇称守恒的实验证据，E2为强相互作用中宇称守恒的实验证据，E3为弱相互作用中宇称守恒的实验证据。依据符号上的设定和物理学史的宇称实情，我们可以构建起弱相互作用中宇称不守恒假说的逻辑推理进路。

（1）真实存在的实验证据只有E1和E2，E3并不存在，相反，实验证据?E3却真实存在，证据E是由证据E1和证据E2归纳得出的，并没有必然的逻辑通道。

（2）实验证据E1能够支持理论H1，实验证据E2能支持理论H2，但事实上，实验证据E1和E2，既不能支持H，也不能支持H3。

（3）H是从H1和H2归纳得出的，并没有必然的逻辑通道。

（4）H3有两条获得途径： 第一，从H演绎推出;第二，由H1和H2归纳得出。第一条途径形式上虽然具有必然性，但由于H本身的必然性得不到保证，H3的必然性也保证不了。至于第二条途径，从理论H1和理论H2归纳得出，根本就够不成一条合法的逻辑推理规则，只能是想当然的猜测。

（5）真实的实验证据?E3支持?H3，反驳H。

（6）依据否定后件式推理规则，可以构建起必然性的逻辑推论式，即[H →（H1∧H2∧H3）] ∧（H1∧H2∧?H3）→ ?H[9]。

3  一种可能的科学理论整体模型教学进路

依据上面对弱相互作用中宇称不守恒案例的详细考查不难得出，迪昂等人断言的科学理论整体模型“理论∧辅助性假说（h∧a）”并非全部的科学实情，还存在着一种可能的科学理论整体模型，那就是“理论∧背景信念∧挽救性假说（h∧B∧a′）”。这种可能的科学理论整体模型满足以下逻辑推理进路。

（1）“h∧B∧a′”虽然可以用逻辑句法进行表征，但并非逻辑全然，它也是实践的，能够找到与之对应的科学实践的内容。

（2）“h∧B∧a′”可以变动，但具体怎么变动，需由自身具体的实践内容来决定，然而，理论整体模型一旦形成，具有相对稳定性。

（3）如遇反常，“h∧B∧a′”能自动发生结构性调整。

由此可见，迪昂的科学理论整体模型“h∧a”并非全然。迪昂过于绝对，没有区分背景信念B、辅助性假说a和挽救性假说a′，而是把可能存在的背景信念B和挽救性假说a′不加分析地、简单地看作为单一的辅助性假说a。其实，背景信念B、和挽救性假说a′以及辅助性假说a截然不同，各自具有不同的哲学品质：第一，背景信念B具有公理性，无需证明，要么真要么假，泾渭分明;第二，辅助性假说a的真假需要证明，而且在迪昂的思维里，辅助性假说a是科学理论自身携带的，具有不可分割的整体性;第三，不同于辅助性假说a，挽救性假a′并非固定存在，它是松懈的，可以拆解，它的存在与否取决于具体的科学实情。科学理论整体模型“h∧B∧a′”可以很好地得到弱相互作用中宇称不守案例的支撑。

对于弱相互作用中宇称不守案例来说，背景信念B（宇宙自身的对称性）是公理性的，无需证明[10]。格伦鲍姆的反驳之所以无效，主要的一点就是，没能把背景信念B与辅助性假说a加以区分，降低了背景信念B的公理性。弱相互作用中宇称不守恒案例印证了辅助性假说a并不存在，如果硬要符合迪昂的概念化，那就只能蕴含在理论h中，命运也会同理论h一样，最终被证伪。挽救性假说a′是科学家通常选择的一种保护性手段而添加的，可做调整，为了化解弱相互作用中宇称不守恒的困境，当时的物理学家们预设了5个可能的挽救性假说，但都一一被实验证据所否定。

从弱相互作用中宇称不守恒案例不难看出，科学理论整体模型“h∧B∧a′”能合理揭示科学研究的一般思路。可见，具体的科学实情并不像迪昂所描述的那样简单，只能用“h∧a”的静态结构进行描述，而是存在着多种可能，动态的科学理论整体模型“h∧B∧a′”也是可能的。运用这种可能的动态科学理论整体模型，不难构建弱相互作用中宇称不守案例的逻辑推理进路。

（1）?E3得出前，如果研究对象只是H3，那么，此时的科学实情就是H3∧B。

（2）第二，如果研究对象是H1∧H2∧H3，那么，此时的科学实情就应该演变成为H1∧H2∧H3∧B。

（3）第三，?E3得出后，以上两个模型自动会发生结构性调整，即：

①H3 ∧B → H3 ∧B∧a′;

②（H1∧H2∧H3）∧B →（H1∧H2∧H3）∧B∧a′。

这种自动性的结构调整能否化解困境，那是另外的话题。但不管是逻辑上还是具体的科学实情中，迪昂所断言的科学理论整体模型“理论∧辅助性假说”并非全然。

4  结语

《自然辩证法概论》课程承載着研究生的科学方法论训练，逻辑推理又是科学方法论的一种重要手段，因此，从逻辑推理进路创新研究生的思想政治理论课教学模式具有现实意义。从前文的论证不难看出，逻辑推理进路最直接的效益就是，可以非常清晰地展现科学研究问题的语境：证伪逻辑是波普尔科学发展模式的基石;而波普尔与迪昂的分歧又集中体现在证伪逻辑上;科学理论整体模型是化解证伪逻辑分歧的“灵药”;因此，揭示和构建合理、有效的科学理论整体模型的工作就自然具有了建设性价值。

参考文献

[1] 本书编写组编.自然辩证法概论[M].北京：高等教育出版社，2018： 60-61.

[2] Pierre Duhem.The Aim and Structure of Physical Theory[M].Princeton University Press，1954.

[3] 陈晓平，陈悦.论蒯因自然主义的内在矛盾—— 从分析哲学的观点看[J].科学技术哲学研究，2020（3）：       15-21.

[4] A. Grünbaum.The Duhemian Argument[J].Philosophy of Science，1960（27）：75-87.

[5] Laurens Laudan.Discussion：Grünbaum on“The Duhemian Argument”[J].Philosophy of science，1965（32）：295-299.

[6] Gary Wedeking.Duhem，Quine and Grünbaum on Falsification[J].Philosophy of Science，1969，36（4）：375-380.

[7] 董彦邦，刘莉，姜燕媛.诺贝尔物理奖“弱相互作用下宇称不守恒”的发现案例研究[J].世界科技研究与发展，2018（5）：533-535.

[8] 梁慕宇，赵玉鹏.抢先发表意识与诺贝尔奖——以吴健雄为例[J].自然辩证法研究，2018（1）：88-92.

[9] 舒国萱.中国生态文明建设理念形成的历史过程及其逻辑结构[J].前沿，2017（10）：72-82.

[10] 薛爱昌.为作为证明方法的“印证”辩护[J].法学研究，2018（6）：22-36.