[论文解读] On the Nature of Science

B.K. Jennings|ArXiv.org|Jul 26, 2006

Philosophy and History of Science参考文献 20被引用 5

一句话总结

本文提出一种21世纪的工具主义科学观，认为科学进步源于预测能力不断增强的模型，而非验证或证伪。它主张，尽管模型本质上具有试探性，但其预测成功推动了科学进步，且随着每个新模型的出现，哲学含义会不可预测地发生变化，因此拒绝形而上学的确定性，转而支持受误差控制、经验约束的建模方式。

ABSTRACT

A 21st century view of the nature of science is presented. It attempts to show how a consistent description of science and scientific progress can be given. Science advances through a sequence of models with progressively greater predictive power. The philosophical and metaphysical implications of the models change in unpredictable ways as the predictive power increases. The view of science arrived at is one based on instrumentalism. Philosophical realism can only be recovered by a subtle use of Occam's razor. Error control is seen to be essential to scientific progress. The nature of the difference between science and religion is explored.

研究动机与目标

• 将科学的本质重新定义为以预测能力为核心，而非验证或证伪。
• 通过强调通过观察改进模型，解决休谟怀疑主义和波普尔证伪主义的局限性。
• 通过聚焦可检验的预测与超自然解释的对比，阐明科学与宗教之间的区别。
• 解释为何科学模型的哲学与形而上学含义会随着科学进步而不可预测地变化。
• 主张科学模型并非‘事实’，而是通过其预测成功得到验证，而非绝对确定性。

提出的方法

• 采用工具主义框架，仅以预测准确性和简洁性来评判模型。
• 将误差控制作为科学进步的核心机制，确保观察与模型的可重复性及同行评审。
• 将证伪重新解释为非二元测试，而是一种在新模型展现出更强预测能力时替换旧模型的过程。
• 分析历史科学进展（如牛顿物理到爱因斯坦物理的演变），说明模型如何随着预测范围的扩大而演进。
• 将奥卡姆剃刀原则不应用于形而上学主张，而应用于模型的简洁性与预测效率。
• 并非先验地拒绝超自然解释，而是因其无法产生可检验的预测，从而与科学方法保持一致。

实验结果

研究问题

• RQ1 如果没有任何模型能被最终证明，科学如何实现进步？
• RQ2 在经验验证方面，科学模型与宗教或形而上学主张有何本质区别？
• RQ3 为何科学模型的哲学与形而上学含义会随着新模型的出现而不可预测地改变？
• RQ4 科学进步能否被一致地描述为一系列预测能力不断增强的模型？
• RQ5 如果进化论或气候变化等被广泛支持的科学模型并非‘事实’，我们该如何理解其地位？

主要发现

• 科学进步并非仅由验证或证伪驱动，而是由预测能力更强的模型取代旧模型所推动。
• 科学模型的哲学与形而上学含义会随着每个新模型的出现而以不可预测的方式改变，即使新模型是旧模型的改进。
• 除三个基础事实外，经验知识本质上具有试探性：‘我思’、‘我存在’和‘我观察’，它们构成了所有科学探究的基础。
• 模型并非‘事实’，而是通过其在最小假设下精确且正确预测的能力得到验证。
• 超自然解释被拒绝并非因其本质上为假，而是因为它们无法产生可检验的预测。
• 科学方法最好理解为对建模过程的观察约束，而非归纳或方法论自然主义，通过同行评审实现的误差控制是其核心。