理論淘汰

第一，任何用以淘汰某理論的新理論，應有超量的內容。 第二，取代被淘汰理論的新理論，應該有部分的超量內容被確證。 第三，新理論對經驗的描述應該比被淘汰理論更為精確。

　一個理論的演變過程是從自身的逐步改進發展到最終被淘汰而中斷原來的研究傳統。所謂理論的淘汰是指：某—個曾被確證的科學理論Tx，它的理論系統被肢解或歸併，不再作為獨立的系統而存在，而被另一個理論系統Ty所取代。
理論淘汰的特點不是某個理論與經驗事實之間的雙邊關係，而是相互競爭的理論與經驗事實之間的多邊關係。一個理論不會由於出現反常事實而被淘汰。由子理論自身具有韌性，它能夠通過不斷修改的方式而避免被證偽。況且，它是能夠解釋某些事實，已被過去某些事實所確證的。因此，如果僅僅存在一個不完善的理論，即使遇到大量的反常也不會被淘汰的。正如斯台格繆勒所說，漏的屋頂總比沒有屋頂好，破槳總比沒有槳好。但是，如果同時並存著多個理論的競爭，情況就不同了。人們將有著進步與退步、完善與不完善、好與壞的比較，通過比較將重新擇優，而劣的被淘汰。
例如，1847-1877年以後，水星近日點軌道的進動一直是牛頓力學理論體系的一個反例，開始，科學家對這一反例的存在並不在意，至多只是感到有些遺憾。可是當愛因斯坦提出廣義相對論理論體系並用這一理論成功地解釋了水星近日點軌道進動的超差現象時(愛因斯坦計算闡明的數字是43角秒，與實際十分符合)，才引起了科學家的廣泛重視，特別當愛因斯坦提出的兩個特別大膽、新奇的預見——光線被太陽偏折現象和大密度恆星光譜的紅移現象，被分別在1919年日全食時對恆星光的觀察和1923—1928年對從太陽表面鐵、鈦和氰所發出的光譜線的觀察所證實時，這是對廣義相對論強度很大的確證。相對論理論體系的產生，使牛頓力學理論體系原來隱藏著的理論的不適用性被揭示出來，終於人們發現在高速運動條件下，牛頓力學理論體系所作出的一切預見都將被經驗事實否定，光電效應、黑體輻射、固體比熱等經驗事實，用牛頓力學理論都不能作出解釋，在微觀世界領域內，新的量子論的預見卻是驚人地成功，而牛頓力學理論卻毫無成效。現代物理學的發展已經清楚地表明，領導現代科學經過兩個光榮世紀的牛頓力學理論體系，在巨觀低速運動條件下是具有很高的確證度的，但是在微觀和接近光速運動這兩個條件下，牛頓力學已不可取了，應當歸併到範圍更廣的理論體系中，當然，在低速巨觀物體的運動條件下，牛頓力學尚可以作為新的理論體系的特例而能與實際情況較好地符合。
一個理論被淘汰並不是簡單地被否定，被拋棄。它的一切被確證過的真理性內容都將以新形式保存下來。我們從理論淘汰的方式中能夠清楚地了解這一點。理論淘汰的最基本類型如下：
第一，異質歸併淘汰。
所謂異質歸併掏汰是指：並存兩個不同的理論Tx和Ty各自的基本概念是互不相同的，而且Ty包含著Tx的經驗內容，從而Tx被淘汰。也就是說，把Tx 原來所包含的經驗內容歸併到Ty中去，理論Tx不再獨立作為理論系統存在。
例如，經典熱力學是研究大量分子集體運動狀態的巨觀定律，是人類科學實踐經驗的總結，它不涉及單個分子的微觀行為，不涉及熱功和能量的微觀本質。熱力學定律有著自己特有的概念，如溫度、熵、自由能、自由焓、內能、壓力等。後來，統計熱力學則從物質的微觀運動形態出發，而將巨觀性質作為相應微觀量的統計平均值。因此，從物質微觀的結構，原則上可以演繹推導出物質的巨觀特性和一些定律，巨觀熱力學定律可以被包含或歸化到微觀的統計力學之中。統計力學以自己的特殊的概念就足以闡明巨觀熱力學一些原理和定律，統計力學不再使用巨觀熱力學的概念。
第二，同質歸併淘汰。
所謂同質歸併淘汰是指：新理論Ty與原有理論Tx的基本概念是相同的，而且Ty可以推導出Tx，從面Tx不再作為獨立的理論系統存在。也就是說，把Tx原來所包含的經驗內容歸井到Ty。
例如。1589年伽利略通過比薩斜塔的實驗，發現了10磅重和1磅重的兩個球同時落地，又發現距離和物體墜落時間的平方成正比，由此建立了自由落體的定律。到了後來，牛頓集大成，把所有力學成果總結概括成三條定律。這樣，伽利略的自由落體定律及其公式便被“吸收”到牛頓力學之中，牛頓力學定律也就包含了伽利略的自由落體定律。伽利略的自由落體定律為牛頓力學原理所解釋和闡明。伽利略的自由落體定律和牛頓三大定律有著相同的概念，因此說，伽利略定律已經被牛頓力學同質歸併。
又如，十八世紀，德國數學家兼化學家裡希特租化學家費歇爾發現了化合物之間的反應有定量的關係，而不是任意的關係，由此建立了一條經驗定律——當量定律。1799年法國科學家普里斯發現了兩種或兩種以上元素相化合成某一化合物時，其定量之比是一定的，也不是任意的，由此又確立了一條經驗定律——定比定律。1804年，道爾頓又提出了：當相同的兩元素可生成兩種或兩種以上的化合物時，其中一元素之當量恆定，則另一元素在各化合物中相對重量有簡單倍數之比，由此又確立了倍比定律。後來原子論學說獲得成功和證實，上述三條經驗定律便被吸收到原子論中，即原子論包含了上述三條經驗定律，從本質上闡明了三條定律。上述三條經驗定律和原子論有相同的基本概念，因此，這也是同質歸併。
從上述理論淘汰的方式，可以進一步概括出理論淘汰或者說評選理論的合理性原則，它們是以下這些：
第一，任何用以淘汰某理論的新理論，應有超量的內容。
所謂有超量內容是指：Ty不僅能在Tx獲得成功的地方起到同樣的作用，即能夠解釋原理論已解釋過的一切事實，而且Ty還能在Tx失敗的地方榮獲成功，即Ty能解釋或預測Tx所無法解釋或預測的事實。這條原則相當於理論修改的原則一和二。在理論的競爭過程中，作為優勝者的Ty理論，應該是具有較強的啟發力。只有具備這樣的條件，Ty理論才能取代Tx理論。
第二，取代被淘汰理論的新理論，應該有部分的超量內容被確證。
所謂部分超量內容被確證(或稱超量成果)是指Ty不僅比Tx能推斷出更多的經驗事實，而且其中的有些預測已被證實。換句話說，Ty成功預測到Tx無法發現的新事實，Ty得到了支持Tx的經驗證據之外更為廣泛證據的支持。只有具備這樣的條件，Ty理論才能取代Tx理論。
第三，新理論對經驗的描述應該比被淘汰理論更為精確。
所謂對經驗描述更為精確是指：從Ty理論推導出來的定量描述比Tx理論所得出的更符合客觀實際，Ty理論的計算結果能夠校準Tx理論計算中原來未曾發現的誤差。換句話說，Ty理論比Tx理論具有更強的解題能力，對Tx理論中計算結果的誤差進行校準。一個富有解題能力的理論甚至能糾正通過觀察實驗所取得的經驗報告的誤差。
比如，門捷列夫根據元素性質是隨著原子量增加而周期性改變的規律，在他制定的周期表中留下一些未知元素的空位，他把它們稱之為“類鋁”，“類硼”和“類矽”，並預言了它們的性質。1875年，法國學者杜布瓦德朗，從閃鋅礦中發現了一個新元素，他命名為鎵(Ga)，並測得Ga的一些重要物理和化學性質，他測出其比重為4.7。但門捷列夫預言的“類鋁”的比重應該是5.9-6，因此，門捷列夫告訴杜布瓦德朗：4.7是個錯誤的數字。於是杜布瓦德朗再次提純了鎵，重新仔細測試了Ga的比重，果然結論為5.94。它校準了經驗報告中所存在的誤差。
第四，新理論較之被淘汰理論更為簡明。
所謂簡明性是從邏輯上說的，在一個理論系統中，對那些已經簡化的基本概念、基本原理的陳述，要儘可能減少數目。對那些複雜的現象，要提供儘可能簡單的有效說明。在科學哲學史中，曾有人把這個原則稱為“奧卡姆的剃刀”。奧卡姆主張，應該淘汰多餘的概念，並建議在說明某類現象的兩個理論中，應該選擇更簡單的理論。如果有兩個在表述上是等價的理論，就要選擇較為簡明的理論。當然，理論的簡明性原則不是個獨立的主要的原則，它必須以確證度為先決條件，簡明性必須服從於逼真性。
例如，在哥白尼以前，托勒密以一系列勻速圓周運動的疊加來描繪天體的運動。在數學處理上，他採用古代的偏心圓和本輪的概念，又加上對稱點的概念，用二套非常複雜的方式來說明行星的運動和地球的不動。但這個體系仍不能解釋很多天體運動的現象。後來人們又在托勒密的體系里大量地增加本輪的數目，其結果使“地心說”的理論體系變得越來越複雜，天體和本輪的配置變得越來越紛亂，行星運動的幾何圖形竟達到了有79個本輪和均輪的地步。而哥白尼的“日心說”體系與托勒密“地心說”體系比較起來，則具有邏輯的簡單性，具有簡潔明了的數學形式。他把太陽作為宇宙的中心，看成不動的，其餘行星按各自的周期 繞太陽旋轉，就不需要那么複雜的本輪和均輪來解釋。在天文學史上，人們所以選擇哥白尼的理論，而放棄托勒密的理論，其原因之一是哥白尼理論比托勒密理論具有簡明性。