基础科学研究中实验与理论关系探析
基础科学研究中实验与理论关系探析
基础科学研究中，实验与理论的关系一直是科学哲学探讨的重要议题。本文从贝叶斯主义的视角出发，深入分析了实验如何证实或证伪理论，并结合物理学中的具体案例，探讨了理论与实验互动的复杂性。
理解基础科学研究中的实验如何“证实”理论，对于坚持科学精神和推动科技创新至关重要。周光召早年对此有重要的论述。文章从科学哲学的角度进一步分析这一问题：从贝叶斯主义的视角推导出证伪主义，为科学理论与实验之间关系的正确处理提供了一种哲学上的理解。联系物理学中理论与实验的关系，文章提出了渐进可证伪性的观点，强调通过贝叶斯主义方法，实验能够更新理论的后验概率，以“定量”的方式逐步接近科学真理。此外，探讨了物理学中理论如何影响实验设计和数据采集，分析了量子模拟结果为何难以证伪，以及双盲实验在物理学中实践可证伪性所面临的逻辑挑战。最后，强调，只有坚持科学精神和学术诚信，才能避免由此产生的学术灰色地带。
一、从科学哲学看实验何以“证实”理论
科学的发展离不开理论与实验的“相互作用”。理论为实验提供了指导原则和预测框架；而实验则为理论提供了作为事实依据的实际数据，通过验证或证伪理论的方式推动理论的发展和完善。在物理学和天文学等自然科学领域，理论和实验的互动作用尤为显著。历史上，许多重要的科学突破都是通过实验对理论的验证或挑战而实现的。例如，爱因斯坦的广义相对论通过引力导致光线弯曲效应的定量实验观测得到验证，从而得以确立。相反，迈克尔逊-莫雷实验则通过速度拖曳的定量测量证伪以太假说，推动了相对论的提出。理论和实验的互动促进了科学知识累积和科学真理的探索，极大地拓展了准确表达自然界基本规律的思想疆界。通过理论与实验的这种互动，科学不断修正和完善自身，从而更加深刻、更加普适、更加逼近客观世界的真实。
本文原文来自《中国科学院院刊》2024年第12期“ 学部咨询与院士建议”