秦四清
什么是理论的科学性? 精选
2021-4-18 16:11
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科研人员提出了假说/学说/理论(为便于表述,以下统称理论),据此申请项目、发表论文时,常被评审专家以“理论的科学性不足”批评,让这些科研人员一头雾水,不知所措。那么,理论的科学性究竟是什么呢?或者说,如何衡量理论的科学性呢?

在我看来,衡量理论的科学性的标准应包括:

1、证实(validate)或证伪(falsify

理论的科学性首先在于其必须有证实或证伪的机制,不能证实或证伪的理论往往是伪科学。

如果某理论一直被实验/观测/预测证实,那么在未被更成功的新理论替代前,可认为其靠谱。

如果有个案不支持某理论,但大多数案例仍支持该理论,有两种可能:(1)若个案涉及的数据质量有问题,不能否定该理论;(2)若数据质量没问题,则需要改进或完善该理论。

如果大多数案例不支持某理论,则说明该理论存在严重缺陷,或大幅修正或退出历史舞台。

毋庸置疑,最强有力的实证是前瞻性预测,即在某一现象未出现前,根据理论提前做出的预测;如果预测被证实且预测与实测结果相差较小,则该理论能较快地被学界认可。

顺便扯一句。我注意到不少人混淆了“预言”与“预测”概念,故需澄清。预言不需要科学理论,任何人都可以信口开河;而预测必须基于科学理论。两者的区别就在于此。

2、简约性(parsimony

理论中涉及的逻辑关系越简约,越表明理论的科学性越强。创立科学理论的目的,在于从错综复杂的现象中提炼出普适性的本质规律,本质规律往往涉及到某些控制变量关系的不变性,通常逻辑上是简约的、形式上是简单的,正所谓大道至简嘛。关于简约性,牛顿曾说过:“把复杂的事情简单化,可以发现新定律。”例如,质能方程(E=mc2 )形式很简单,但深刻阐释了质量—能量之间最底层的联系。

3、适用性(scope

如果某理论能统一描述某一类事物的演变,甚至不同类事物的演变,即该理论适用范围广,则该理论往往值得信赖。正如爱因斯坦所说:“理论的前提假设越简单越好,涉及的因素越多越好,适用范围越宽越好。”

4、解释力(explanatory power

如果根据某理论能简单合理地解释多种现象、多种实验/观测结果、前人百思不得其解的问题等,则说明该理论的科学性相当给力。

5、应用性(application

如果某理论已开始应用于实际,这说明人们已基本信赖该理论,即该理论的科学性已十分强壮。

当然,看待理论的科学性时,要以发展的眼光去看,因为新陈代谢是科学发展的主旋律。关于此,爱因斯坦在论及“相对论”时也谦虚地承认:“所有的物理学理论不仅牛顿的而且他自己的都是尝试性的猜测,其总会被更好的猜测所取代。”

为便于理解,下面举一个范例。前几天,有位大咖问我们创立的多锁固段脆性破裂理论与配套预测方法的科学性与可靠性,我简单写了以下几条,分享之供大家参考。

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多锁固段脆性破裂理论能很好地描述板内和板间地震区浅源、中源和深源历史标志性地震的演化,能合理解释多种地震现象和观测结果,能统一前人提出的弹性回跳机制和粘滑机制学说,具有普适性。

采用多锁固段脆性破裂理论和标志性地震预测方法,对某些地震区标志性地震的前瞻性预测也已得到证实。

基于多锁固段脆性破裂理论和地震危险性评估方法,提出的建议——“雄安新区抗震设防烈度从原Ⅶ度调整为Ⅷ度为宜”,已被国务院批复的《河北雄安新区规划纲要(2018-2035年)》采纳。

2019年,多锁固段脆性破裂理论被第二次青藏高原综合科学考察研究项目作为基础理论使用,旨在评估研究区地震危险性。2020年,多锁固段脆性破裂理论被国家重点研发计划项目“强震区滑坡崩塌灾害防治技术方法研究”作为基础理论使用,旨在评估研究区地震危险性。

参考(略)

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