爱因斯坦说:想象力比知识更重要你真的理解这句话背后的内涵吗?大家好,今天我们继续分享逻辑实证主义哲学家,卡尔纳普的哲学思想今天我们来聊聊:科学规律在科学中有两类规律,经验规律和理论规律,它们有什么区别和联系呢?。
经验规律是可以由经验观察直接确证的规律,比如“所有的乌鸦都是黑色的”,“物体受热会膨胀”,但是“可观察”这个概念对于哲学家和科学家有点一点区别,对于哲学家来说,可观察仅仅意味着直接由感官观察到的性质,比如颜色、声音、气味和触感等等,但对于科学家来说,可观察范围更广一些,它包括可以用相对简单的、直接的方法来测量的任何量值。
比如物体的重量是83公斤,水的温度是83摄氏度等等,这些在科学家看来也是可观察的但它们之间并没有清晰的界限这里卡尔纳普倾向于用科学家的方法,在更广义的意义上来指“可观察”所以,卡尔纳普的“经验规律”是指直接用感官可观察的,或者用相对简单的技术测量的规律。
比如气体的压力、体积和温度的定律也属于经验规律
经验规律来自于我们人们日常重复的观察和测量,然后发现其中的规律性,并把它们表达为一个定律,这就是经验规律,前面我们介绍过,经验规律是用来解释观察到的事件,并且预言未来的可观察事件的但和经验规律相对于的理论规律,并不涉及可观察的东西,是一个纯粹抽象和理论性的表达,比如在物理学中,关于分子、原子、电子、质子、电磁场以及其他不能用简单的、直接的方法来测量的实体的规律。
简单来说就是,那些包含不可观察的东西的规律如果理论规律是无法直接观察到的,那理论规律是如何获得的呢?
是通过经验规律推论出来的吗?我们可以观察到一根铁棒受热会膨胀,这会得到一个经验规律;我们更进一步观察到任一铁的物体受热都会膨胀,这会得到更普遍的一个经验规律;我们更进一步发现,所有金属受热都会膨胀,或者所有固体受热都会膨胀等等,那我们是否可以通过经验规律不断地概括,进而得到一个更加普遍的理论规律呢?答案是否定的。
因为,在上面所有的规律中,都是可以观察的,或者通过简单的仪器测量的而理论规律是那些无法简单和直接测量事物的规律当我们说:分子受热会加速运动,这条规律就可以称之为“理论规律”,理论规律的表述中,不涉及可观察的东西。
比如我们看到一个事实:一只乌鸦是黑色的,而得出一个经验规律“乌鸦是黑色的”
经验规律有助于解释已经观察到的事实,并预言尚未观察到的事实,但是经验规律是指向事实的而理论规律不同,它并不指向任何具体的事实,比如分子受热会加速运动,这并不涉及任何可观察的物体,它只是描述了一种更底层,更普遍的规律。
卡尔纳普说,理论规律和经验规律的区别,有点类似经验规律和个别事实的关系一样意思是说,它们之间是存在思维跃迁的,无法从个别事实推导出普遍的规律一个经验规律可以由个别事实的观察来证明,但是要证明一个理论的规律,无法做出类似的观察,因为理论规律中所指的实体是不可观察的。
看起来,经验规律和理论规律之间仿佛存在一条无法逾越的鸿沟就像我们无法从经验知识跃迁到普遍真理一样那具有普遍性的理论规律是如何产生的呢?我们从“事实”讲起什么是“事实”?我们通常认为,事实都是经验性的,比如这个苹果是红色的,现在外面正在下雨,这些都是经验事实,可以直接观察到,但是有点科学家们也会说“铜的比热是0.090”这是一个事实,甚至有的科学家也把热膨胀定律和欧姆定律以及其他定律称之为“事实”。
那到底什么是事实呢?卡尔纳普说,这样其实就混淆了“事实”的概念,事实应该被限定在能从时空上详细说明的、特别的、具体的事实,不是一般的热膨胀,而是早上10点观察到的这跟铁棒当被加热时的这种膨胀,事实应该是具体的。
我们观察石头、树木与花朵,注意到各种规则性,并用经验规律来描述它们但无论我们怎样长时间地或怎样小心地观察这些事物,我们从来不会达到观察一个分子的程度“分子”一词绝不是作为观察的结果而产生的由于这个理由,即使对观察做了大量的概括,也不会产生分子过程的理论。
这样的一种理论必须以另一种方式产生它不是作为事实的概括而被陈述的,而是作为假说而被陈述的这句话很重要理论规律和经验规律的关系是,一开始一些假说以类似检查经验规律的方式被检验,从假说中导出某些经验规律,而这些经验规律转而用事实的观察加以检验。
我们可以想象把:事实、经验规律、理论规律看成一个金字塔结构,最上面是理论规律,它一开始是以一种假说的方式被提出的,这个假说可以被经验规律检验,同时还会推导出更多经验规律,而底层的事实是检验经验规律的这里理论规律有两个意义,一个是它可以被经验规律所检验,一个是它可以导出其他经验规律,尤其是第二点非常重要,科学的进步往往就是这么产生的。
同时,卡尔纳普提醒我们:科学家并不是从一个经验规律开始,然后推导出一个理论规律的而是,科学家首先提出一个比较普遍的理论或者说“预言”,从这个理论可以推导出多种多样的经验规律这样的经验规律越多,它们的多样性就越大;它们之间表面上看来联系越少,实则解释它们的理论就会越强。
这种预言以假说的方式被人们理解,如果这个理论成立,那么一定的经验定律也将会成立相反,如果这个经验规律被确证了,它也为这个理论规律提供了间接的确证但无论是经验规律还是理论规律,它们永远都不会是完全被确证,它们只会被部分确证。
新理论的最高价值,就是它预言新经验规律的预言力这句话也非常重要卡尔纳普说,新的理论有两种,一种是对已知经验规律的整合,这种规律以更加优美的方式来统一各种经验规律,而还有一种理论,是可以导出更多新经验的能力,在物理学中,所有导致向前做出巨大飞跃的新理论,都是能导出新经验规律的理论。
比如爱因斯坦的相对论,就首次解释了比如水星近日点运动、光线在太阳附近弯曲等现象的新的经验规律这些预言表明,相对论不只是一个表达旧规律的新方式,它是一个有极大的预言力的理论这才是它真正的价值古希腊哲学家德谟克里特曾经说:所有的事物都由原子组成。
但是他当时并没有给出任何确证,而在2000多年后,这个意味深长的洞察被确证了好了,今天我们介绍了经验规律和理论规律,谈谈了人类在追求真理的道路上,是如何一步步获得突破从经验规律的归纳中,无法得出理论规律,而提出新的理论规律才是人类进步的根源,而如何获得理论规律呢?想象力是非常重要的。
正如爱因斯坦说:想象力比知识重要。为什么想象力比知识更重要呢?因为想象力可以带来新的理论规律的猜想,而知识更多是对过去经验的归纳。