《自然辯證法概論》知識點“科學理論整體模型”教學的邏輯推理進路

摘 ?要：迪昂的科學理論整體模型是波普爾證偽邏輯不能繞過的癥結，而建立在證偽邏輯基礎上的波普爾科學發展模式又是2018版碩士研究生《自然辯證法概論》教材的知識點，問題是，迪昂的科學理論整體模型并非全部的科學實情。因此，有必要徹底弄清楚迪昂的科學理論整體模型的來龍去脈。該文基于《自然辯證法概論》創新教學模式視角，運用邏輯分析方法，通過詳細考查弱相互作用中宇稱不守恒案例，試著構建一種可能的科學理論整體模型教學進路。

關鍵詞：《自然辯證法概論》教學 ?科學理論整體模型 ?迪昂科學理論模型 ?邏輯推理進路

中圖分類號：N09 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ?文章編號：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課是本科生的思想政治理論課的步步高，最為集中的體現就是，研究生的思想政治理論課負載邏輯推理，以培養研究生做問題的意識和能力。而證偽邏輯又是開展科學研究一種重要的方法論手段，波普爾（Karl Popper）是證偽邏輯的成型者。建立在證偽邏輯基礎上的波普爾科學發展模式，是2018版高等教育出版社出版的碩士研究生《自然辯證法概論》教材第二章“馬克思主義科學技術觀”中第三節“國外關于科學發展模式及動力的研究”的一個重要知識點[1]。誠然，波普爾是著名的科學家和科學哲學家，要想準確地把握波普爾的科學發展模式，有必要先弄清楚著名理論物理學家和科學哲學家迪昂（P.Duhem）的斷言，因為迪昂對科學理論整體的斷言是波普爾證偽邏輯不能繞過的癥結。問題是，迪昂所斷言的科學理論整體模型并非全部的科學實情，因此，徹底弄清楚迪昂的科學理論整體模型的來龍去脈，不僅可以澄清波普爾科學發展模式的語境，而且能展示《自然辯證法概論》知識點“科學理論整體模型”教學新模式，更能為研究生其他思想政治理論課程的教學模式提供有用的個案參考。基于這一情景，文章運用邏輯分析方法，首先對迪昂斷言的科學理論整體模型進行歷史追源，然后詳細考查弱相互作用中宇稱不守恒案例，最后試著構建一種可能的科學理論整體模型教學進路。

1 ?迪昂科學理論整體模型的歷史追源

迪昂在《物理理論的目的和結構》一書中斷言，物理學中不存在判決性實驗，因為物理學實驗反駁的不是單一的理論而是理論整體，而理論整體是由理論和一系列的輔助性假說共同組成的，即“理論∧輔助性假說（h∧a）”。1950年代，這一模型得到了蒯因（W. V. O. Quine）的進一步強化。1960年，格倫鮑姆（A. Grünbaum）對迪昂的斷言試圖進行消解論證，但隨后被勞丹（Laurens Laudan）和魏德肯（Gary Wedeking）等人指出消解論證不成功。至此，由理論和一系列的輔助性假說組成的科學理論整體模型“理論∧輔助性假說”便成為了科學史和科學哲學中不變的法則，再也沒有人對此提出過有效的反駁。然而，如果對科學史做仔細考查，不難得出，迪昂斷言的科學理論整體模型可以商榷。因為迪昂的斷言和蒯因、勞丹、魏德肯等人的辯護其實有一個共同的特點，那就是，他們用以進行論證的也都只是具體的科學史案例，眾所周知，邏輯上并沒有必然的保證能從單稱的經驗陳述得出全稱的理論斷言。迪昂斷言的科學理論整體模型“理論∧輔助性假說”固然有它合理的因素，但據此上升到全部的科學實情，沒有必然的邏輯通道。

1.1 迪昂科學理論整體模型的提出

1906年，迪昂在其名著《物理理論的目的和結構》中斷言：物理學中不存在判決性實驗，原因是，物理實驗不是否定單一的理論，而是否定整個理論整體[2]。后來，蒯因在《經驗論的兩個教條》[3]中進一步強化了理論的整體性。雖然迪昂、蒯因等人的目標是否定判決性實驗，但客觀上卻給科學研究設下了魔障。他們堅信，在具體的科學實情中，并不是單一的科學理論去面對經驗證據的反駁，而是理論整體“理論∧輔助性假說（h∧a）”共同面對經驗證據的檢驗。

1.2 迪昂科學理論整體模型的成型

1960年，著名科學哲學家格倫鮑姆在《科學哲學》（Philosophy of Science）上發表了“迪昂論點”文章，對迪昂的理論模型進行了反駁。格倫鮑姆質問迪昂，憑什么保證對于任何科學理論（假說）h，總存在著一套輔助性假說a。沒有通常的邏輯能夠保證，當科學理論（假說）h面對經驗證據時，總有一套a作為被檢驗項而存在。也沒有通常的邏輯能保證，從h和a一定能推演出經驗證據，因為，a的存在與否要由具體的實情來決定[4]。在格倫鮑姆眼里，a的存在不是必然的，要視具體的科學實情來決定，可惜的是，他后來的反駁論證沒能獲得令人滿意的成功。20世紀60年代中后期，同樣著名的科學哲學家勞丹和魏德肯兩人分別在《科學哲學》上發表了題為“討論：格倫鮑姆關于‘迪昂論點[5]”“迪昂、蒯因以及格倫鮑姆關于證偽性”[6]的文章，為迪昂的科學理論整體模型進行了辯護。雖然各自辯護的細節有所不同，但有一個共同的特點，那就是，他們都認為格倫鮑姆錯誤地理解了迪昂，在迪昂那里，“理論∧輔助性假說”是一個理論整體，是不可分離的，而格倫鮑姆在直接承認“理論∧輔助性假說”可分離的基礎上，強行把理論和輔助性假說分開了，但沒有給出分開的充足理由。勞丹堅信，科學家進行科學預測，并不是基于單一的假說，而是基于一些假說和一系列的推理規則，即（h1﹢h2﹢……﹢hn）[5]。魏德肯則堅信，實際的科學實情是非常復雜的，需要更加充足的邏輯推論模式，他指出，科學家用作預測的假說，不僅僅是單一的假說h，而且還有其他的輔助性假說a[6]。可見，勞丹和魏德肯等人雖然對科學理論整體表述不一樣，但意見是一致的，那就是，科學理論不是單一的理論h，而是一個理論整體“理論∧輔助性假說”。

2 ?弱相互作用中宇稱不守恒案例

能否從邏輯推理進路有效構建新的科學理論整體模型，合理分析和揭示出弱相互作用中宇稱不守恒的理論緣由及其邏輯機制是不可或缺的必要條件。

2.1 弱相互作用中宇稱不守恒的理論緣由

弱相互作用中宇稱不守恒假說源于“θ-τ”之謎[7]。依據著名高能物理學家、科學哲學家阿蘭·弗蘭克林（Allan Franklin）的考證，李政道（T. D. Lee）和楊振寧（C. N. Yang）發表弱相互作用中宇稱不守恒假說是經過深思熟慮的。他們查閱了物理學史所有關于宇稱守恒的實驗資料，非常驚訝，強相互作用和電磁相互作用中宇稱守恒有著精確度極高的實驗證據，卻沒有任何實驗證據支撐弱相互作用中的宇稱守恒。弱相互作用中宇稱守恒原來只是一個理論上想當然的推論！最初，兩位偉大的物理學家也像其他物理學家一樣，試圖在傳統的宇稱守恒框架內消解疑難，沒能獲得成功。通過無數次對相關數據進行計算后，兩位物理學家意識到，或許，答案在宇稱守恒框架之外，或許，宇稱是不守恒的，θ和τ或許是同一種粒子。于是，兩位科學家大膽地提出了弱相互作用中宇稱不守恒假說，經由吳健雄（Chien-shiung Wu）、萊德曼（L.M.Lederman）以及泰勒格（Valentin Telegdi）等實驗小組的證實，成為物理學史上經典的理論[8]。

2.2 弱相互作用中宇稱不守恒的邏輯機制

為了清晰地反映出實驗證據與假說之間的邏輯關系，我們可先進行符號的設定。設H為諸相互作用中宇稱守恒，H1為電磁作用中宇稱守恒，H2為強相互作用中宇稱守恒，H3為弱相互作用中宇稱守恒，E為諸相互作用中宇稱守恒的實驗證據，E1為電磁作用中宇稱守恒的實驗證據，E2為強相互作用中宇稱守恒的實驗證據，E3為弱相互作用中宇稱守恒的實驗證據。依據符號上的設定和物理學史的宇稱實情，我們可以構建起弱相互作用中宇稱不守恒假說的邏輯推理進路。

（1）真實存在的實驗證據只有E1和E2，E3并不存在，相反，實驗證據?E3卻真實存在，證據E是由證據E1和證據E2歸納得出的，并沒有必然的邏輯通道。

（2）實驗證據E1能夠支持理論H1，實驗證據E2能支持理論H2，但事實上，實驗證據E1和E2，既不能支持H，也不能支持H3。

（3）H是從H1和H2歸納得出的，并沒有必然的邏輯通道。

（4）H3有兩條獲得途徑： 第一，從H演繹推出;第二，由H1和H2歸納得出。第一條途徑形式上雖然具有必然性，但由于H本身的必然性得不到保證，H3的必然性也保證不了。至于第二條途徑，從理論H1和理論H2歸納得出，根本就夠不成一條合法的邏輯推理規則，只能是想當然的猜測。

（5）真實的實驗證據?E3支持?H3，反駁H。

（6）依據否定后件式推理規則，可以構建起必然性的邏輯推論式，即[H →（H1∧H2∧H3）] ∧（H1∧H2∧?H3）→ ?H[9]。

3 ?一種可能的科學理論整體模型教學進路

依據上面對弱相互作用中宇稱不守恒案例的詳細考查不難得出，迪昂等人斷言的科學理論整體模型“理論∧輔助性假說（h∧a）”并非全部的科學實情，還存在著一種可能的科學理論整體模型，那就是“理論∧背景信念∧挽救性假說（h∧B∧a′）”。這種可能的科學理論整體模型滿足以下邏輯推理進路。

（1）“h∧B∧a′”雖然可以用邏輯句法進行表征，但并非邏輯全然，它也是實踐的，能夠找到與之對應的科學實踐的內容。

（2）“h∧B∧a′”可以變動，但具體怎么變動，需由自身具體的實踐內容來決定，然而，理論整體模型一旦形成，具有相對穩定性。

（3）如遇反常，“h∧B∧a′”能自動發生結構性調整。

由此可見，迪昂的科學理論整體模型“h∧a”并非全然。迪昂過于絕對，沒有區分背景信念B、輔助性假說a和挽救性假說a′，而是把可能存在的背景信念B和挽救性假說a′不加分析地、簡單地看作為單一的輔助性假說a。其實，背景信念B、和挽救性假說a′以及輔助性假說a截然不同，各自具有不同的哲學品質：第一，背景信念B具有公理性，無需證明，要么真要么假，涇渭分明;第二，輔助性假說a的真假需要證明，而且在迪昂的思維里，輔助性假說a是科學理論自身攜帶的，具有不可分割的整體性;第三，不同于輔助性假說a，挽救性假a′并非固定存在，它是松懈的，可以拆解，它的存在與否取決于具體的科學實情。科學理論整體模型“h∧B∧a′”可以很好地得到弱相互作用中宇稱不守案例的支撐。

對于弱相互作用中宇稱不守案例來說，背景信念B（宇宙自身的對稱性）是公理性的，無需證明[10]。格倫鮑姆的反駁之所以無效，主要的一點就是，沒能把背景信念B與輔助性假說a加以區分，降低了背景信念B的公理性。弱相互作用中宇稱不守恒案例印證了輔助性假說a并不存在，如果硬要符合迪昂的概念化，那就只能蘊含在理論h中，命運也會同理論h一樣，最終被證偽。挽救性假說a′是科學家通常選擇的一種保護性手段而添加的，可做調整，為了化解弱相互作用中宇稱不守恒的困境，當時的物理學家們預設了5個可能的挽救性假說，但都一一被實驗證據所否定。

從弱相互作用中宇稱不守恒案例不難看出，科學理論整體模型“h∧B∧a′”能合理揭示科學研究的一般思路。可見，具體的科學實情并不像迪昂所描述的那樣簡單，只能用“h∧a”的靜態結構進行描述，而是存在著多種可能，動態的科學理論整體模型“h∧B∧a′”也是可能的。運用這種可能的動態科學理論整體模型，不難構建弱相互作用中宇稱不守案例的邏輯推理進路。

（1）?E3得出前，如果研究對象只是H3，那么，此時的科學實情就是H3∧B。

（2）第二，如果研究對象是H1∧H2∧H3，那么，此時的科學實情就應該演變成為H1∧H2∧H3∧B。

（3）第三，?E3得出后，以上兩個模型自動會發生結構性調整，即：

①H3 ∧B → H3 ∧B∧a′;

②（H1∧H2∧H3）∧B →（H1∧H2∧H3）∧B∧a′。

這種自動性的結構調整能否化解困境，那是另外的話題。但不管是邏輯上還是具體的科學實情中，迪昂所斷言的科學理論整體模型“理論∧輔助性假說”并非全然。

4 ?結語

《自然辯證法概論》課程承載著研究生的科學方法論訓練，邏輯推理又是科學方法論的一種重要手段，因此，從邏輯推理進路創新研究生的思想政治理論課教學模式具有現實意義。從前文的論證不難看出，邏輯推理進路最直接的效益就是，可以非常清晰地展現科學研究問題的語境：證偽邏輯是波普爾科學發展模式的基石;而波普爾與迪昂的分歧又集中體現在證偽邏輯上;科學理論整體模型是化解證偽邏輯分歧的“靈藥”;因此，揭示和構建合理、有效的科學理論整體模型的工作就自然具有了建設性價值。

參考文獻

[1] 本書編寫組編.自然辯證法概論[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] 陳曉平，陳悅.論蒯因自然主義的內在矛盾—— 從分析哲學的觀點看[J].科學技術哲學研究，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] 董彥邦，劉莉，姜燕媛.諾貝爾物理獎“弱相互作用下宇稱不守恒”的發現案例研究[J].世界科技研究與發展，2018（5）：533-535.

[8] 梁慕宇，趙玉鵬.搶先發表意識與諾貝爾獎——以吳健雄為例[J].自然辯證法研究，2018（1）：88-92.

[9] 舒國萱.中國生態文明建設理念形成的歷史過程及其邏輯結構[J].前沿，2017（10）：72-82.

[10] 薛愛昌.為作為證明方法的“印證”辯護[J].法學研究，2018（6）：22-36.