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自然辩证法课程教案专题一、观察渗透理论一、教学目标1、知识掌握：使学生理解观察渗透理论这一命题的内容和含义，理论与命题之间的关 系，以及该命题在当代科学哲学中的地位和意义。2、了解日常经验问题的复杂性，引发学生的思考和讨论。二、内容分析1、本专题重点：(1)逻辑经验主义关于经验问题的看法；(2 )观察渗透理论;(3)历史主义和整体 主义2、本专题难点：(1)为什么说经验不是中立和纯粹的；(2)理论与经验之间的复杂关系三、教学方法和手段L 专题教学；2、多媒体教学；3、问题讨论四、教学时数1学时五、教学内容"观察渗透理论"，是美国科学哲学家汉森提出的著名命题。这个命题指出了我们的 任何观察都不是纯粹客观的，具有不同知识背景的观察者观察同一事物，会得出不同的观 察结果。"观察渗透理论"摧毁了逻辑实证主义所追求的科学合理性。它重点表征了 "先行信息"在人的视角转换中的意义；科学活动中的观察渗透理论是 一个关于科学的概念框架的变换问题，而哲学层面考察的则是主体的"先行具有"、"先 行掌握"和"先行视见”等精神的本质力量对于现实的认识活动的条件性。观察是一种经验活动的方法，是科学家认识问题的窗口，也是解决问题的重要手段。 科学家通过观察，可以发现许多经验事实，为科学理论的建立提供感性的经验基础。观察 可以分为自然观察和实验观察两大类。前者主要指在不变革观察对象的条件下，用人的感 觉器官（主要是视觉器官）或借助于一定的观察仪器对客观对象自然形态的观察。例如对 生物形态及其生活习性、生态平衡等的观察，或是对遥远星体的亮度、空间位置等的观察。 后者主要指人们通过科学实验的途径，在变革观察对象的条件下，人的感觉器官或通过各 种实验仪器对实验对象特定方面的观察。观察与问题科学是人类对自然界的一种认识活动，这种认识活动与观察和问题有着密切的关系。一旦科学家头脑中产生出对自然界的某个问题时，他就有一种强烈的探索的欲望，想要通 过有目的的观察加以解决。反之，如果观察是没有目的的，那他观察到的只是事物表面的 一些东西，因为他不知道要观察什么。观察实际上并不是科学家特有的认识活动，而是每一个人随时都在进行着的认识过 程。但是只有那些目的是为了解决科学问题的观察，才可以称为科学的观察。换句话说， 观察有目的性或者无目的性，是科学观察与非科学观察的分界。当代英国理论物理学家霍 金在牛津大学当学生时，有一年暑假，他到格林威治天文台给台长郭莱当助手。霍金通过 天文望远镜观察星空，觉得只是一些模糊的光点，趣味索然，儿时对神秘星空的美妙幻想 顿时烟消云散。可是当他提出了有关黑洞的一系列问题以后，他的观察就变成有目的的了。 在广漠的星空，他特别注意观察天鹅星座中X-1这颗星体。因为这颗射电源星体是否是黑 洞，对他的理论检验关系重大，所以对射电源星体的观察可以为黑洞理论提供感性的经验 基础。又如对候鸟的冬去春来，花草的春荣秋实，湖泊的冰封化冻，某些动物的冬眠春惊， 这些观察事实是许多人司空见惯的，可是他们并没有提出什么科学理论。当竺可祯带着气 候与生物有什么内在关系这个问题进行观察时，这一草一木、一鸟一虫，就给物候学理论 提供了丰富的感性经验基础。达尔文在随"贝格尔舰”作环球旅行时，开始他尽管也观察、作记录，但是并没有形 成科学理论。只有当他提出了一系列"是什么？""是多少？”的事实问题和"为什 么？""能不能？"等理论问题以后，他的这些观察事实才成为进化论思想的有力证据。实际上，科学研究的过程就是发现问题、提出问题和解决问题的过程。而这个过程又 是和科学的观察密切相关的。二观察渗透理论在科学研究中，老一辈的科学家往往告诫青年一代的科学工作者：不要有先为主的思 想，要实事求是地观察，看到什么就是什么，要力求做到中性的观察等等。中性观察实际 上要求人带着"空脑”去观察，这只有刚生下来的婴儿的观察才有可能。刚生下的婴儿， 对这个陌生世界的一切都很好奇，对周围的一切都要认真地"观察”一番，但这又是什么 观察呢？它并不属于科学观察范畴，而只能是人类发生学范畴的观察。英国科学哲学家汉森最先系统而深入地阐述了观察渗透理论的观点，认为观察是一个 有理性因素渗入其间的感性反映形式。因为不同理性因素对观察的影响，所以使不同的个 体对同一事件的观察很不一样。设想哥白尼和托勒密"观察日出"。公元二世纪时的托勒密看日出，看到的是东方的 晨曦驱赶着沉沉的黑夜，玫瑰色的朝霞迎来了令人心醉的黎明。一轮红日，带着光和热从 地平线上腾起，太阳神阿波罗接替了他的双生姐姐月神阿耳忒尼斯。可是十六世纪时的哥 白尼看日出，看到的又是什么呢？他必定看到他所站立的那一座山头，随着自西向东转动 的地球，逐渐接近太阳迷人的光锥，在光锥与地球上这座高山的相切处，就是阿波罗与阿 耳忒尼斯交接班的地方，这里呈现出一切令人心旷神怡的美景。沐浴着温暖日光的哥白尼 和欣赏清晨美景的托勒密观察到的是同一个东西吗？我们说他们观察到的既是同一个东西，又不是同一个东西。哥白尼和托勒密观察日出 的物理过程是完全相同的。那些同样的光子被太阳辐射出来，它们穿过太阳系空间和地球 大气层。假定哥白尼和托勒密都有正常的视觉器官，所有这些光子以同样的方式穿过他们 眼睛的角膜、水状液、虹膜、晶状体和玻璃体，同样的光子刺激他们的视网膜，产生同样 的图形。直到这时，他们二人都在进行同样的观察，也就是说他们可以毫不含糊地告诉我 们，他们观察的那个东西是什么？他们都认为这是一个闪耀着迷人光芒的橘红色的圆球， 这个图象是不变的，唯一的，从几何学的角度来看，是没有什么区别的。可是哥白尼和托 勒密观察到的是同一个东西吗？不是。托勒密观察到的是一个动态的太阳，哥白尼观察到 的却是一个静态的太阳。这是因为托勒密坚持的是“地心说"，而哥白尼坚持的却是"日 心说"。他们是在不同的理论指导下进行观察的。在科学史上类似哥白尼和托勒密的例子多得很，普利斯特列和拉瓦锡，牛顿和爱因斯 坦，玻尔和海森堡可以说这些人中的每一对都作了相同的观察，但是观察到了极不相同 的东西。这就给科学理论的检验和选择带来了巨大的困难。人们不仅要分析这些理论所赖 以建立的经验事实，而且还要进一步分析这些经验事实是如何观察的。正因为观察渗透着理论，所以不存在中性的观察。这就使我们以往的感觉经验可以运 用到每一项新的观察过程中去，而不必在认识每一个新事物时，完全排除我们以往的认识 史，保持一个白板式的大脑，事事要重新认识。对于科学观察，理论渗透尤其重要。实际 上,如果没有一定的科学理论渗透到观察过程中，那么根本就不存在科学的观察。一束日 光通过三棱镜被分解成红、橙、黄、绿、蓝、青、紫七种颜色。不懂光学的人只是观察到 这七种颜色组成了一条绚丽的彩带。可是光学家却观察到日光中含有不同频率的电磁波。 又如1960年诺贝尔奖金获得者美国物理学家格拉泽发明了探测高速度短寿命粒子的"气 泡室"，这个"气泡室"每星期要拍摄几十万张照片。对于这几十万张照片的观察，训练 有素的基本粒子物理学家与一个普通的正常人，观察到的是同一个东西吗？对于基本粒子 物理学家来说，他可以在几十万张照片中，观察到某一个新粒子出现的证据。可是对一般 正常的普通人来说，他只是观察到一大堆杂乱无章粗细不匀的线条而已。这是因为对这几 十万张照片的观察，需要基本粒子物理学的理论指导。三观察过程是按照有关概念的不同组织方式进行的观察不但包括观察者的感官接受到被观察对象的信息，而且包括大脑对感官输送来的 信息的组织过程。这种组织过程与每一个观察者所具有的背景知识密切相关。这就是说， 观察过程是按着有关概念的不同组织方式进行的。因此这种观察过程总是和以往的认识史 有联系。我们说："桂林山水甲天下，阳朔山水甲桂林"，这是因为漓江两岸的青山绿水, 可以给任何人以美的享受，每个人可以根据各自生活的经验和对漓江山水的观察，充分发 挥自己的想象力。正因为不同的观察者对同一处山水可以产生完全不同的感觉，可以观察 到不同的东西，所以才使漓江山水具有一种永久的魅力。科学的观察从某种意义上说，也正是这种漓江山水式的观察。汉森曾设想有两个生物 学家观察同一个原生动物阿米巴。一个人把它看成单细胞动物，因为阿米巴从各方面 来说，都类似于一个单细胞，有细胞壁、细胞核和细胞质等。只不过阿米巴的特点是它能 够独立生活。然而，在另一个人看来，它却是非单细胞动物。与一切动物一样，阿米巴也 摄取食物、消化、吸收和排泄，它也能繁殖，而且能活动它更象一个完整的动物，而 不象一个单体的组织细胞。我们在观察过程中感到观察对象象什么，那我们必定在头脑中存在相应的表象。当我 们把土星看作是一个戴着草帽的人头时，那我们是把人戴草帽这种形象归并到观察过程中 去了。当我们把同一颗土星看作是浮在浴盆里的一个大球时，那是把浮球、浴盆等形象归 并到观察过程中去了。因此背景知识在观察过程中，对有关概念不同组织方式所起的作用 是不容忽视的。四观察离不开语言描述观察所产生的图象和把观察到的东西用语言形式描述出来，这两者是完全不同的逻辑 类型。前者属于视象逻辑类型，后者属于认识逻辑类型。这两种不同的逻辑类型通过观察 过程结合起来了。视象与认识都是观察的必然结果。视象主要表现为图象，认识主要表现 为语言。如果没有图象因素，我们的感官对外界的反映就失灵，就不存在观察的表象，也 就没有观察。如果没有语言因素，观察到的东西就不能与我们原有的背景知识接通，也不 能表达为有科学意义的观察陈述，这种不能表述出来被他人间接感知的观察，显然不能对 人类精神财富的增殖有什么贡献。当观察到的东西用语言陈述的形式表达出来以后，就会 以知识的形态贮存起来，作为新的观察的背景知识。语言在观察中的作用还仅在这一点，它还表现在语言的抽象性、约定性和提示性这些 特点对观察的作用上。图象与语言都是对观察对象的反映，但两者的摹写程度不一样。图 象是对原物在形式上的忠实反映，但两者的摹写程度不一样。图象是对原物在形式上的忠 实反映，图象中的各种线条摹仿原物的各个构成部分，图象各部分的关系反映原物各部分 的关系。例如反映南京玄武湖的图象就很接近原物，照相、录相、电影，就是这种与原物 十分接近的图象。但是，作为南京市地图来说，玄武湖在地图上只是占据了一定地位的相 似曲线，它对原物的忠实反映表现在玄武湖和鼓楼、中山陵等建筑物在空间的相互关系上。 在航空照片上维妙维肖的玄武湖，在地图上只是一个符号标志了。语言与图象的关系一样。 语言对观察对象的反映具有高度的抽象性，并不企求每一部分都完全一致。这种反映还具 有事先的约定性，用什么符号来反映，并不影响我们对事物的认识。利用语言的提示性我 们还可以通过联想和逻辑推理建立起观察对象与原有知识的因果联系。由此我们知道，对于同一对象的观察是十分复杂的。这种复杂性还不是来自观察的理 论解释，而是来自观察本身。怪不得美国科学家费耶阿本德挑衅性地提问，天文学家观察 到的红移是天体本身具有的吗？因为我们对红移的观察是在视向速度变化的理论指导下得 到的。同样的，对基本粒子径迹的观察是它自身吗？在显微镜下对细胞染色体的观察也是 它自身吗？等等。但是我们认为观察渗透理论并不意味着观察不能解决任何科学问题，而 只是说我们在观察时，必须要选择一个标准条件，只有在这个标准条件下观察到的东西， 才是观察对象本质的属性，而在任何非标准条件下所作的观察都是观察对象非本质的属性。 要选择标准条件，就非要依靠理论不行。由此可知，任何一个观察都不是中性的。五、从经验主义到历史主义和整体主义经验渗透理论在一定程度上构成后来的历史主义和整体主义的起源。在库恩看来，由 于作为理论的范式具有巨大的作用，范式在科学中具有决定性的、至高无上的地位，所以 范式决定了观察：范式是观察的来源；它规定了如何操作和测量；规定了如何以观察语言 写实验报告。在谈到观察时，库恩说："对于科学观察科学家除了用他的眼睛和工具看 到的以外，没有什么可以依靠的。如果有更高的依据，只要求助于它就可以证明他的视觉 已经转变，那么这种依据本身就会成为他的资料来源，他的视觉行为就会成为各种问题的 来源。这里所说的"更高依据"不是别的，正是范式。库恩认为，科学共同体成员在进行 观察时，已经戴上了他们所从属的"范式"这副有色眼镜，或者说，范式已经影响了观察 者的视觉，而观察恰恰又是通过视觉为主的感官系统对观察对象的感知，所以库恩断定范 式是观察资料的来源。不仅如此，库恩认为范式还规定了观察得以进行的实验活动。他说: "一个科学家在实验室所进行的操作和测量并不是经验，给定的而是艰难地收集到的， 它们并不是科学家所看见的东西操作和测量是由范式决定的二在科学中，观察的最终 形式是观察报告或观察语言，库恩认为，任何以观察语言组成的观察报告都从属于一定的 范式，在不同的范式下，对同一对象使用相同的仪器、进行相同的操作，关于它们的观察 报告会完全不同。因此，不存在一种普适于任何范式的、不依赖任何范式的中性观察语言, 观察总是由理论来决定的。经验与理论都是认识活动中不可或缺的组成部分，经验是可错的，具有社会性，无论 是经验还是理论都不具有独立自足的地位，都无法充当认识活动的牢固基础，整体主义应 当突破经验主义的藩篱。理论在科学认识中是不可缺少的基本要素，不仅科学研究的目的就是要建立正确的理 论，而且在科学研究的任何一个环节都离不开理论的参与。理论在认识活动可以促进经验 的产生、帮助塑造经验以及对经验进行解释。经验在科学认识中要发挥作用总是离不开理 论协同的作用。理论在认识活动中发挥着主导性的作用。通过以上分析我们可以看到，在认识的任何一个环节中，只要有经验出现的地方，理 论都发挥着重要的作用，甚至我们可以说，理论在认识活动的全过程中无所不在。但强调 理论无所不在的作用，并非是要倒向相反的极端，并非要抹杀经验在认识活动中无可替代 的作用，而是要强调认识活动中经验和理论是相互依存、相互补充、相互渗透、相互转化 的，共同构成了认识活动的整体。所以说作为基础主义的经验主义应该为整体主义所取代。