这一公式表明，如果一个研究纲领能够对经验事实作出新的成功的预言，那么是进化的，否则就是退化的。其合理性在于，把科学理论看成一个由硬核保护着的整体，认为经验反驳并不能立即淘汰理论，而是先修改和调整保护带，这就否定了波普尔的证伪主义原则，即认为理论一旦被经验证伪就应该被抛弃。另一方面，它肯定了科学研究纲领之间的连续性和继承性，认为新纲领只有继承旧的全部合理的经验内容并有新的预见才能取代旧纲领，这就消除了库恩新旧范式之间没有边界性和继承性的错误。但是，拉卡托斯认为，科学理论的进化和退化的标准是预见性大小，尚未认识到检验预见性大小的标准是什么，这是他的主要缺陷。
5.劳丹的科学进步模式
1977年，美国科学哲学家劳丹在《进步及其问题》一书中提出的科学发展模式具有明显的特色，因而引起了科学哲学界的广泛重视。他认为，“科学本质上是解决问题的活动”，科学的目的在于获得具有较高的解决问题的能力理论。因此，科学进步就在于后继理论比前理论能解决更多的问题。他的科学发展模式可概括为：
问题1→理论1→问题2→理论2→问题3→理论3……→问题n
劳丹的科学进步模式的核心思想是：①已解决的问题是科学进步的基本单元；②科学的目的是最大限度地解决问题，当后继理论比前一个理论更有效地解决问题时，后一理论取代前一理论的变化就是进步的；科学的进步就是科学理论系统解决问题的效力或有效性的增长。劳丹的科学进步模式注意到了科学发展过程中的连续和间断，科学革命中的批判和继承的关系。但是，他只把科学看作“解决问题的一个有效工具”，从而根本否定了认识的客观真理性。
6.夏皮尔的“域”理论模式
“域(domain)”是美国科学哲学家夏皮尔提出的一个基本概念。他认为，科学研究自17世纪以来就采用了一种与古代中世纪“整体方法”完全不同的方法，即“将特定的题材孤立起来考察”的“化整为零的方法”。这种特定的、被孤立的研究题材或专题叫作“域”。它大体相当于通常所说的学科研究领域，但比之更灵活，内涵更丰富，既可以指各个具体学科的领域，也可以指跨学科的领域，甚至可以指小于学科的某些专业课题。“域”是由观察所获得的经验事实和来自“科学信念”两方面的信息共同组成的一个整体。在夏皮尔的“域”理论中，科学的发展过程被表现为“域”的不断变化。
可以看出，“域”理论具有综合各种科学发展模式的特征，它既坚持了科学进步的阶段性，又能说明这种阶段性的变化，因而与科学发展的实际历史更为接近。比如，他们认为，16、17世纪形成力学的域，18世纪是化学的域，19世纪是电磁学和热力学的域，可以看出这是阶段性与连续性的统一。但是，夏皮尔的理论和其他科学哲学家的一样，还是在科学理论自身内考察问题，没有把它置身于社会的广阔背景和实践当中，即没有把科学的内部问题和外部问题结合起来。实际上，离开了外部问题的解释，也不可能真正理解内部问题。
5.5 科学发展的内在动力与当代趋势
研究科学发展的一般规律，不仅要了解科学是怎样发展的，即科学的发展模式，而且要进一步考察科学为什么能够发展？关于这个问题，可以从两个角度来考查，一个是把科学放在宏大的社会背景中，探讨一个社会的经济、政治、哲学、宗教和文化传统等对科学发展的影响和制约，人们把这些叫作科学发展的外部动力；另一个视角是考查科学发展的内在根据，科学内部各种因素之间相互作用，相互影响，这些是科学发展的内在动力；把这种科学发展动力的内在论和外在论结合起来，就形成科学发展的动力学系统。关于前者实际上与科学技术的社会功能密切相关，为了论述集中，本书在第9章作详细阐释，这里主要谈后一方面。
1.当代科学发展的内在动力
科学发展的内在动力包括科学理论与科学实验之间的矛盾，科学理论本身的逻辑矛盾(即悖论)，以及不同学派之间的争论。
(1)理论与实验的矛盾
科学成果有两种表现方式，一种是理论形态，另一种是实验结果。当它们表达了同一研究成果的时候，二者是一致的，即理论反映并解释了实验。但是，就理论来说，它有一种超越性，它从一个具体的科学研究出发得出的结论往往要超越这种具体性，有一定的普遍意义。这时理论与原来的实验就产生了矛盾，理论反思出实验本身的不足或前景。为了解决这种矛盾，实验本身就需要重新展开，或另换思路，最终结果又会出现原有理论涵盖不了的现象，这时实验又走在前面了，理论必须更新内容，这样循环往复的互动过程便促进了科学的发展。
(2)科学理论本身的逻辑矛盾——悖论
从一定的理论前提出发，同时推导出逻辑上互相矛盾的命题，就是悖论，也译为“佯谬”。悖论作为一种特殊的逻辑矛盾，是一种重要的证伪手段，在一个理论内部出现逻辑矛盾，就说明该理论是有问题的。如果经过反复检查、修正，仍然不能排除矛盾，就意味着该理论已经失去意义。这就是悖论的作用，它指导人们抛弃旧的有逻辑矛盾的理论，寻求逻辑上一致的新的理论。在科学史上，悖论的解决往往导致科学的突破性进展，比如，数学领域的三次革命都与出现的悖论及其解决有密切关系。其中第一次是由于不可通约的发现而引起的，毕达哥拉斯学派发现若a、b不可通约，则b/a是无理数，这和该学派的一切量都可以用有理数来表示的理念相冲突，从而被看作是一个谬论，并因此引发了第二次数学危机，导致了古典逻辑和欧几里得几何学的诞生。
(3)不同学派之间的争论
这里包括一门学科内部不同理论之间的矛盾，比如物理学中的微粒说与波动说，化学中的燃素说与氧化说等；还包括不同学科的不同理论之间的矛盾，比如热力学第二定律和进化论之间的矛盾，进化论认为世界是朝着由简单到复杂、由低级到高级、由信息量少到信息量多，即朝着产生信息、产生有序、减熵的方向发展，而热力学第二定律则认为世界是朝着消灭信息、产生混乱、增熵的方向发展。上述几种矛盾有的是正确认识和错误认识的对立，通过争论，其结果是正确的理论取代错误的理论，比如燃素说被氧化说所代替；有的则是从不同的侧面反映了事物的本质，通过争论之后在更高的层次上得到统一，比如微粒说和波动说，从各自特定的角度都是正确的，而从整体上说它们又都是片面的，只有在实物粒子都具有波粒二象性的基础上，才能克服片面性，达到辩证的综合。
2.科学发展的一般规律
科学发展的各种动力因素综合作用的结果，使科学的整个发展呈现出以下一些基本规律。
(1)指数-逻辑曲线增长规律
以科学杂志和科学论文(时间上和序列性)为例。1750年，全世界出版的科学期刊只有10种，到1800年，达到100种；1850年，1000种；1900年，10000种；1960年，10万种；现在已达90万种。由此可知，科学杂志每隔50年，数量大约增加10倍，这就是指数曲线增长规律。就科学发展的事实看，整个规律是指数-逻辑曲线增长。
美国学者普赖斯在1963年出版的《小科学，大科学》一书中第一次提出科学增长理论，书中指出，反映科学增长的所有计量指标(科学家人数、重大科学发现的数量、科学期刊种类、科研经费数量、成果数量)，大体上都是指数增长的。也就是说，它们在每一时期的增长率都与其在这一时期的实验总量成比例。但这种模式一开始潜藏着一个根本性的困难：它能延续多久，它对未来科学的发展是否仍然适用？比如按照指数增长规律，作为主要计量指标的科学家人数到20世纪末即已超过千万，再过50年呢？普赖斯指出，如果科学如此发展下去，就会出现一种荒唐的结论：每一个男人、女人、孩子和狗中就会有两个科学家，而且用于科学的支出将两倍于我们现有的资金。这样，用不了一个世纪，科学的末日就要到来。事实上，当代科学发展的实际情况已使指数模式的潜在困难日渐显露出来，科学的增长指数直到20世纪中叶都大体上与实际情况相符。但是，经过20世纪五六十年代的高速增长，到70年代已出现明显异常。数学式的“小科学”转变为工业式的“大科学”。为了克服指数增长模式所遇到的困难，普赖斯对他提出的“逻辑增长曲线”进行了修正。他看出，客观世界的任何增长都不会是单一模式的永无止境的积累，它在达到某一恰当值时，就会出现一些新的制约机制来制止进一步增长的势头。
(2)科学中心转移规律
科学属于全人类，但是科学的发展存在着地域上的不平衡性，而且这种不平衡性在历史上是随着时代的推移而不断变化的。近代科学诞生以来，世界科学活动中心按下述序列作历史转移：意大利(1504-1610)-英国(1660-1730)-法国(1770-1830)-德国(1830-1920)-美国(1920至今)。
最先明确指出这种现象的是英国科学家贝尔纳。他在《历史上的科学》一书中列出了从古到今的各个历史时期的科学活动中心所处的地域及其随着时代推移而变化的情形，分析了科学活动中心转移的原因或条件，诸如：社会的需要被领导层意识到从而给予强有力的支持，教育作为科学的基础地位，科学精英(学派)的存在，与该时代的科学理论、方法特征相适应的民族科学传统，等等。同时他还探讨了失去中心地位的原因，诸如：工业发展的落后，缺少国家的经济支持，科学界老化现象和后继无人，纳粹主义对科学的疯狂摧残，等等。
在贝尔纳的工作和思想的直接启发下，1962年日本的汤浅光朝发表了《科学活动中心的转移》，进一步研究了这一规律，使贝尔纳早已观察到的事实得到进一步证实和精确化。他指出，一个国家的科学兴盛期在平均80年左右，当然，中心的转移并不意味着原来处于领先地位的国家的科学规模的绝对下降，而只表明另一个国家的科学在一定历史条件下发展更为迅速。后来学者们就把某个国家保持科学兴盛期这一现象称为“汤浅”现象。
(3)带头学科更替规律
自然科学各学科的发展并不是齐头并进的，而是在一定历史时期内，总有一门或一组学科作为先锋学科走在前面，从而对其他学科及整个科学产生很大影响，先锋学科即“带头学科”。
近现代科学史中，带头学科的更替具有下述三个特点。
①作用替换。当某一带头学科完成它对整个科学发展的带头作用之后，它便把这个作用让给其他学科，而且不是让给一个学科，而是让给一组学科。比如，力学(17-18世纪)-化学、物理学、生物学(19世纪)-微观物理学(20世纪前50年)-控制论、原子能科学、宇宙航行学(20世纪50年代至70年代)。
②速度加快。指带头学科的更替日益加速。具体来说，从17世纪开始到20世纪70年代，各带头学科带头周期依次为200年、100年、50年、25年。
③社会性突出。即带头学科的出现，取决于社会实践的需要和科学自身发展的内在逻辑及其相互作用，社会生产最需要的学科总是最先发展起来，那些揭示的规律具有较普遍意义的学科，或者其成果能对其他学科具有方法论意义和应用价值的学科，都可能成为带头学科。
3.当代科学发展的趋势
以上探讨了科学发展的一般形式及其模式，那么在当代，这种发展又有何特点和趋势呢？概括地看，以下几点值得关注。
(1)科学发展的数字化
马克思说过一句话：“一门科学只有在成功地运用数字时才算达到真正完善的地步。”当代科学中的数字化表现为：
①任何科学都需要数据和信息的收集、分析和解释；②需要科学、原理和经验定律的定量表述；③用数字模型、公式进行表达、研究和确证；④用数字模型理解科学势态和帮助决策。
(2)自然科学与社会科学的合流
在古代，二者就是统一的，不过是一种很低水平上的直接统一。比如像亚里士多德这样的学者，就既研究哲学、政治、历史、伦理、逻辑等社会科学，也研究物理、天文、气象、生物等自然科学，不愧是“百科全书”式的学者。到15世纪下半叶，生产发展起来，科学逐渐发达、分门别类、各自独立，自然科学和社会科学形成两大门类，到20世纪后半期，这两大门类又出现了结合的趋势，因为在本门类内解决自身的问题不太可能，需要借鉴别的门类的方法和成果。这种结合有这样一些表现：①理念、理论、方法和相互渗透，比如把自然科学中的概念如熵、信息反馈等引入经济学，把语言学关于自然语言的构造和规律运用于计算机程序语言，都属于这类情况；②二者之间涌现一系列综合学科，比如前面提到的环境科学、能源科学、思维科学等都具有高度综合性；③系统科学成为沟通二者的桥梁，这就是新、旧三论；④技术、生产与管理成为二者的结合点。
(3)科学社会化与社会科学化
近代以前的科学研究主要以个人自由研究为主，现代科学则已经成为一种高度社会化的活动，已经发展到了国家规模和国际规模。像美国的阿波罗登月计划，就动员了42万人、2万家公司、120余所大学、耗费近300亿美元，为期10年才得以完成。像这样大规模的科学活动现在越来越普遍了。
思考题
1.如何理解科学的本质？
2.科学与非科学划界的基本标准是什么？有何现实意义？
3.如何理解科学中心转移现象？
4.试分析科学发展的内在动力。
