何谓理论壹基本概念贰定义参命题之真假判定肆逻辑推理伍.docx

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何谓理论壹基本概念贰定义参命题之真假判定肆逻辑推理伍

何謂理論

1、基本概念

2、定義

3、命題之真假判定

4、邏輯推理

5、城鄉規劃理論

1、基本概念

●做學問離不開理論的建構。

但是怎樣才能算是一套理論呢?

可謂眾說紛紜，莫衷一是。

此處，吾人指出理論應具備的邏輯要件。

●科學

⏹廣義：

系統化的知識體系（可能是停滯的）

⏹狹義（現代的科學）：

對於現象本質的探討，透過觀察、實驗，不斷的否證、更新。

●理論是一個抽象化的結果，尋找根本的因果關係，會排除一些「不重要、無關主題」的因素。

⏹中地理論、同心圓理論…幾乎所有的理論都忽視土地使用條件、社會經濟、政治影響、交通革新、人文歷史…等因素的考量。

是靜態而非動態理論。

這些「缺陷」是有心或無意?

⏹「質量」是物理學的重要概念。

萬有引力與質量和加速度有關，而與物體的形狀、顏色、密度無關。

在地球上，物體的掉落會受到氣流、物體密度（鵝毛、鉛球）的影響。

但是物理學家並不會把氣流、密度、形狀等因素加入萬有引力。

然而，在「工程技術應用」上，是須要考慮這些因素。

●理論可以是一種「模型」，讓人易於「理解」或「掌握」現象。

不見得與事實相符。

例如原子模型，電子實際上並不是繞著原子核轉，但它可以有效的讓人「理解」，並掌握其行為。

●知識的建立可以分為兩個層次：

⏹個別現象的描述，可以利用統計方法、大數據分析、深度學習（多層類神經網絡）方法來掌握現象。

例如：

◆某市有兩個尖峰小時，分別在上午九點及下午五點。

◆綠建築的成本較傳統略高1-2%。

⏹理論的建立：

現象之間規則（關係）的建立。

◆社會科學不像自然科學可以建立定量化的通則（例如：

牛頓的三大運動定律、愛因斯坦的質能不滅定律）。

◆許多社會科學的通則理論只能夠指出各個因數之間的因果關係，尚無法建立量化的數學公式。

◆社會科學的通則即使能夠寫出一個數學公式，但是它的參數會隨著個案不同，需要加以校估、調整。

◆許多通則的一般性基礎理論都是在理想條件下的（純抽象性）的觀念，無法實驗證明的。

例如中地理論、區位理論、人口分佈理論…等等，都沒有辦法在現實世界中，排除一切其他條件，獲得觀察，加以驗證。

但是我們可以利用這些理論來解釋現象以及啟發我們的想法。

●理論對於個案現象的解釋

◆在理論的指導之下，用於是個案的理論。

它可能是校過過參數的數理模型或者因果關係，也可以是直接引用一些通則理論，用以解釋個案情形。

例如：

●在放寬了落戶限制之後，某城市增加的人口數。

●房屋稅增加了X%後，不動產交易量減量Y%。

●不動產價格與市中心距離的關係。

●理論網路

◆通則理論之間會形成一個理論網路，其中包含了基礎理論，其他的理論植基於這些基礎理論。

◆理論存在著基本假設。

不同的基本假設形成不同的理論網路，相互競爭，看誰的解釋力比較強。

●物理學，化學、生物學，可以在實驗室之中，對於實驗的物件控制其環境變數，使之單純化，而得到確切的因果關係。

但是都是科學如同許多社會科學，無法進行控制式實驗。

但是可以透過比較分析，建立抽象化的通則理論。

此外，都市規劃者可以透過新的規劃設計或者法規制度，（例如公車專用道、新社區規劃設計、科學園區開發、容積移轉），試圖改變改善都市的生活環境或者競爭力。

從某種意義上來講，這也是一種都市實驗。

只是他沒有辦法控制其他因素。

所以不能確定所得到的結果是因為這項改變而造成的，或者來自於其他不能被控制的因素所造成的。

●所有科學理論都有解釋不清的「謎團」，這無礙於理論的建構與發展。

⏹在逐步建構與發展的過程中，逐漸解謎。

⏹現代化學來自於古代鍊金術的迷信。

許多醫術也是來自於迷信。

迷信不構成科學的障礙。

●科學的目標在於探求"真理"，不在於追求"公共利益"。

"規劃"與"規劃理論"不同。

規劃的目的在於追求公共利益；規劃理論在於探討"規劃到底是怎麼一回事"。

●規劃理論不止於上述的科學理論（現象的描述以及內在關係的建立），還加上規劃者或者治理者對於目標價值觀的主張（陳述）。

例如：

⏹最適當的人口密度。

⏹每人應有的公共施服務水準。

●須舉實例或者「觀察程序」加以說明，不能只是空談觀念。

●四位科學哲學家談的都是以「理論」為主，「個案」只是用來檢驗/否證理論。

⏹Popper：

以不符的「個案」否證「理論」。

⏹拉卡托斯：

以補充因素（保護帶）解釋不符「理論」的「個案」。

（核心理論維持不變，包括保護帶的整體理論隨之擴大）。

⏹孔恩：

「理論」與「理論」的競爭、取代。

「理論」非線性發展。

不同典範（公設、價值觀、或認識論）的「理論」之間具有不可共量性。

⏹Feyerabend：

不同典範的「理論」可以存異共存、相互學習、結（融）合。

●不能只就單一理論（如中地理論）來做孔恩及Feyerabend的討論。

⏹【問】都市計畫理論有硬核、保護帶嗎?

●規劃個案（如：

臺南市主要計畫）不等於規劃理論。

規劃個案是在某一規劃理論下的個案實踐。

●孔恩談的是「演化（進）」是常態科學的特徵，而「科學革命」才會帶來典範的轉移。

⏹【問】都市理論曾有科學革命、典範的轉移嗎?

（蘇俄的專業區）

●不可共量性（由於基本公設、價值觀、或認識論的不同）

⏹環保派、古蹟保存派VS經濟發展（開發）派

⏹永續發展派：

在經濟、生態、社會三個面向之間找尋平衡。

●【問】現在有那些相互競爭的規劃理論?

●規劃不是一門精準的科學?

⏹物理學、化學、生物學、經濟學、醫學、土木工程...也都不很精準。

⏹SantaFe的一位物理學家聽完了某位經濟學家的演講，說：

經濟學用的數學比物理學高深多了。

（有必要嗎?

）。

⏹在參觀某天文台時，愛因斯坦的太太說：

我先生都只是用筆和紙討論天文學。

●科學理論是找規律，而非解決問題。

技術是用於解決問題。

【問】以下那些是「理論」，那些是「技術」?

⏹中地理論、區位理論、新都市主義、成長極、田園都市、同心圓、智慧城市、rank-sizerule…

【名詞與表述形式】

●名詞：

命題之中須加以定義的概念。

無對錯的問題。

它本身不是命題。

⏹例如：

「太陽」、「都市」是名詞，無對錯的問題。

●邏輯命題裡的名詞，必須是經過定義，或者一般有共識者。

⏹如「太陽從東方升起」。

「太陽」較無疑義，「東方」容許一定的模糊方位範圍，只要能與南、北、西方加以區別，或者人們不挑戰即可。

⏹承載力：

在一定的資源及技術條件下，只能承載多少人口

●牛頓物理學的理念（論）可以用數學很精準的描述。

●社會學科，一定要用「數學」來表達嗎?

不能用數學表達的就不是科學、不是理論嗎?

⏹Popper並未以數學做為科學的必要條件。

可以用邏輯命題形式表達者即可。

⏹許多社會科學、文學、藝術理論用文字表達觀念。

●何謂「意識型態」?

⏹誠品是否仍是西方的商業掛帥發展主義下虛假意識的馴服?

是一種美式生活的複製?

●不只消費商品，還消費商品背後的符碼。

●自古已有，今有何不同?

⏹全球化、流動的身份認同、蕩遊、非書想像。

●全球化至少有下列幾項指標：

（1）全球性的標準（規範），

（2）與全球同步推出產品，（3）是否提供外國的產品。

⏹但是「全球化」不等於「照抄」。

摩斯漢堡、卡拉OK、泡麵的全球化經驗。

取自外國經驗，加以本土化改良，再外銷國際。

●資本，包括了經濟資本、社會資本、文化資本。

這些資本都可以被再生產出新的資本。

例如：

某位具有名望之人士（社會資本），可以受邀擔任總統府顧問，又被某大公司聘為董事，…。

此即資本積累的過程。

【命題】

●命題是理論的基本元素。

●命題（proposition）：

非真即假的語句，不能「又真又假」或「不真不假」，是一種敘述句的語句，不能是問句或驚嘆句。

●科學命題：

波普將「可否證的命題」才視為科學命題，無法否證者則為非科學命題。

⏹非科學命題

◆「上帝是全能的」。

◆「這場表演很精彩」。

◆「我們應該追求公平正義的都市社會」。

⏹科學命題：

◆太陽從西方升起。

◆太陽從東方升起。

◆「大多數的都市政策是符合公平正義原則的」。

●理論（theory）：

一群「真」（暫時接受）命題的集合。

●參考幾何學的架構，命題可以分為：

公設（axiom）、事實（fact）、定理（theorem）。

⏹在一般的理論中，預設（presumption）可以被視為公設；論點（argument）可以視為定理。

●命題的種類：

⏹公設（Axiom；基本假設。

如被否定/改變，即成另一理論系統，整個理論體系將發生典範轉移、革命）

⏹事實（fact；觀察到的現象。

不必具前提的命題。

）

⏹規則（rule；具因果關係的命題）

⏹假說（hypothesis；待驗證之命題）

⏹定理（theorem；公設、事實、或已證明之定理為基礎，依據推論規則（inferencerule）所演繹（deduce）、歸納（induce）、或設基（abduce）…等所推導出來的「（暫）真」（暫時接受、與其他現有命題不發生矛盾）命題。

●公設是理論的基本假設，「一般而言」，是必須接受的。

是屬於「硬核」的一部份。

（但是高階的研究是鼓勵/容許挑戰公設的。

）

⏹與統計學的｢假設｣（hypothesis）不同。

統計學的假設（hypothesis）是等待檢定（test）的命題。

●從最嚴謹的定義來說，｢事實｣（fact）是指吾人觀察到、已無可置疑的現象，故可將之視為公設之一種。

如果觀察到的現象後來被發現有誤，則該現象及依其而演繹出來的定理，必須從理論排除。

⏹事實是某一特定時、空、對象（人）之現象的陳述。

●

經驗世界

以歐幾里德的幾何學為例，其五大公設改變後

，產生了新的視界，如：

1.平行線的定義（永不相交）→改變

2.平面幾何學的定理→球面幾何學

3.直線的定義→兩點之間的最短距離

…..

●KevinLynch於1981年出版的「都市設計理論」（ATheoryofGoodCityForm）以較為科學的方法談都市意象，但1984年再版時卻將‘ATheoryof’的標題刪除，書名變成GoodCityForm。

⏹Lynch並沒有說明為何書名去掉了”atheory”。

但其內容仍然討論planningtheory,functionaltheory,andnormativetheory（價值與都市形態的關係）。

這意味著KevinLynch對於何謂「理論」的看法趨於審慎?

【Homework】

（1）試列舉各五個科學、宗教與藝術的命題（信念）。

（2）列舉各五個非命題之語句。

（3）讀UrbantheorysinceATheoryofGoodCityForm（1981）-aprogressreview，摘述其內容，撰寫心得。

2、定義

●定義（definition）：

⏹外延定義：

列舉一些典例。

（最好能全部窮舉）。

◆例：

觀看各種不同的圓形，以獲得「圓」的概念。

⏹內涵定義：

指出其基本性質，符合此一性質者均屬之。

◆數學對「圓」的定義：

與圓心等距之所有點的集合。

⏹操作式定義：

明述一套可操作之程序，符合該操作程序之結果者均屬於該定義。

◆如：

以圓規畫出來者為「圓」。

多數人投票贊成之意見為「合理之意見」。

）

●「假科學」，使用了科學的面貌、語彙、格式，但是其定義和研究範圍鬆散、研究方法不嚴謹、證據薄弱、立論矛盾百出。

●有些文章是主觀價值理念或主張之陳述，而非知識性之陳述。

在報章雜誌可以做價值陳述，但學術論文要做知識陳述。

知識陳述係關乎「原因、理由」之陳述。

是故，有些學術研究，不做價值陳述（因不具可否證性）。

3、命題之真假判定

●我們如何判定某一命題是真是假呢?

⏹基於對外在「實在世界」的觀察。

⏹有些命題的「語意（用）」不清，必須加以轉換成邏輯語法構造，同時必須澄清各項語詞概念的涵意，以及判定的方法，才能判定真假。

亦即，並非所有的敘述句都能輕易的判定其真偽。

⏹例如：

◆「數大便是美」。

如何定義「美」?

如何決定某事物是否為美?

如果找得出來判定「美」的方法則該命題是可證偽的。

如果找不出判定方法，則無法證實也無法證偽。

◆a:

「少數必須服從多數」，此乃規定，是民主政治不容挑戰的公設。

此句可改寫為A:

「所有的民主社會均是少數服從多數」。

再加上B:

「台灣是個民主社會」，則可推論出C:

「在台灣（任何狀況下），少數服從多數」。

C是可以證偽的（單稱）命題。

若C為偽，則A或B為偽。

邏輯上，可以到此為止，實務上，則面臨A與B何者為偽（或同時為偽）的問題。

●a本身不宜做為命題，因為他無法與其他命題構成「邏輯系統」。

要改寫成A方可與B，C構成邏輯系統。

◆「耶穌死而復活」。

若耶穌死而復活，會有什麼可觀察的「必然現象」嗎?

若不存在此一必然現象，則不可證偽；若此一必然現象應可被觀察到，但未被觀察到，則可證偽。

有些宗教科學家試圖證明此事，但苦於所觀察的現象和「死而復生」之間缺乏確定的邏輯關係。

⏹「耶穌死而復活」是一個單稱命題（單一現象），可以直接被證實或證偽。

⏹波普的科學命題可證偽性，係指「全稱命題」（所有的…）。

⏹「月球上有嫦娥」（單稱命題）。

若是說神話故事的情境，是一「神話命題」，無需證偽；若是太空科學情境，可予證偽。

⏹「山風吹不散我心頭的人影」是音樂藝術語句?

吾人可於每次刮起山風時，問人影是否在心頭?

則此句具可證偽性。

●「定義」、「公設」是否為科學命題?

⏹「定義：

A為B」可以改寫成「AiffB」，或「（若A則B）且（若B則A）」。

此一邏輯語句是可以證偽的。

以「與某一（圓心）點等距之所有點構成圓」為例，可以檢查是否所有的論證中，均不違反此一性質。

若違反此一性質，而又未宣告錯誤，則定義為偽。

⏹「公設」如同定義。

⏹數學、邏輯系統之可證偽性，即是當定義及公設與其他的命題之間，如發生矛盾時，便面臨定義、公設或命題何者應被捨棄（證偽）的問題。

此時，定義或公設有被捨棄的可能，而重新建立一套新的數學或邏輯系統，故具可證偽性，而為科學之一種。

⏹捨棄何者的判準在於被保留下來的定義、公設、命題之間，存在著一致性。

⏹倘若某種數學或邏輯系統的定義及公設一定不能被捨棄（證偽），則該數學或邏輯非屬科學範疇。

●形而上學（meta-physics）的命題是不可證偽的。

雖然它不是科學，但是，它可能對科學起指導的作用，引導科學的發展嗎?

⏹以形上（不可證偽）命題做為公設，可能推導出可證偽的命題（現象）嗎?

若是，該公設已非形上命題，因可驗證。

⏹形上學指出了一種新的思維方式、觀點。

科學命題可能因此而改寫。

⏹波普認為進化論不是科學，「適者」、「生存」二者相互定義，無法證偽。

但是，進化論的「變異、天擇（排錯）」觀點，大不同於以往的「遺傳」，為下階段的生物科學開拓新視野。

●波普的主張：

⏹反對（維根斯坦的）「實證論（positivism）」。

不可證偽的命題可以用以解釋任何現象，例證再多也無用。

甚至不用例證，因為我們已可「證明」所有的例子均符合該命題之解釋，故無須再舉例證之。

⏹反對（休謨的部份）「歸納法」。

●認為許多的科學理論，並不能由觀察的事實所歸納而得。

實例僅能用於否證，而不可能用於歸納出任何真理。

●事實的堆砌並不能產生理論，必須要經過「轉變、加工」，這是歸納做不到的。

●從刻卜勒、伽利略的理論，無法歸納出牛頓理論；也無法從牛頓理論演繹出前二的理論。

●死守「歸納法」將會扼殺有創意的理論。

⏹如果我們接受某一事實，必然也同時接了某一普遍定律，及某一初始條件。

該普遍定律在該初始條件之下，經由演繹推理，可以推論出該事實。

⏹對於某一事實，可能存在多組普遍定律及初始狀態均可解釋（導致）該事實。

這些普遍定律及初始狀態組處於理論競爭狀態。

⏹觀察是刻意的、有計畫的行為，有理論做為依據，以證偽該理論為目的，而非漫無目的的嚐試與錯誤。

●設計作品也要陳述為何如此設計之理由。

●「有些城市是多核心城市」可以被否證嗎?

如何改寫，使之可被否證?

●如果不同理論的公設互不相同（容）、無法相互化約，則二種理論具有不可共量性。

⏹風水城市理論（台北城是中國最後一個風水城市）和現代都市規劃理論，二者為不可共量。

⏹環保派VS開發派

⏹工程思維經濟思維社會思維環保/生態思維永續思維。

⏹整合越來越多的學科所產生的理論，原本不可共量的理論，可能被其一所勝出取代，也可能彼此修正融合成新的理論。

●都市土地使用分區計畫（zoning）是都市有序發展的必要條件。

⏹美國唯一大都市反例：

休士頓。

⏹休士頓雖無土地使用分區管制，但政府仍透過建築管理、使用限制、環保法規，使都市有序發展。

●政府具有充分的管制能力是都市有序發展的必要條件。

⏹反例?

（民間組織的自我管理；宗族會議、社區組織）

●一般物體的運動，受到許多外在因素的影響，也不符合牛頓的三大運動定律。

⏹牛頓的三大運動定律只存在於實驗室、太空中，以及「觀念」中。

⏹在實驗室中，由於實驗器材的不完美、觀測的誤差，牛頓三大運動定律仍是一個非常好的理論（近似）值。

並沒有因為觀測值與運動定律不符，便否證三大運動定律。

⏹所以，牛頓的三大運動定律有被「否證」過嗎?

【有的，光直線進行】

●一直到很根本的命題（公設），才被推翻。

⏹在實務上，以牛頓理論為基礎，再加上其他修正因素（也是理論），可以達到實用的目的。

4、邏輯推理

●推理方法有：

演繹法、歸納法、設證法、…

●符號邏輯讓邏輯可像數學一樣演算，成為人工智能（ArtificialIntelligence）、專家系統（ExpertSystems）的理論基礎。

●歸納不需要觀察「所有」的案例。

●bigdata歸納

●smalldata猜想

●另詳相關講義。

5、城鄉規劃理論

●城鄉規劃理論的公設是什麼?

⏹Acityisnotatree：

規劃師假設都市空間是一種樹狀結構。

C.Alex認為此乃錯誤的假設（axiom、盲點），都市應是semi-lattice。

Hillier（spacesyntax）、林峰田認為都市應該是網絡（graph）結構。

⏹都市是一個有機體（仿生論：

交通類比血管、綠地類比肺、資訊類比神經）。

⏹複雜的都市現象起因於複雜的（大量的）因素和規則。

量測的誤差經過預測，只會線性放大，可以接受。

複雜系統理論，則認為「失之毫釐，謬以千里」（蝴蝶效應、誤差會被非線性放大）；當數理模型具有某些數學特性時，因蝴蝶效應，預測無意義。

●（景觀）地理學的理論架構

⏹各種地理現象均可描述。

（?

）【應再更具體化、可檢驗】

⏹各種地表現象之間存在因果關係。

【應再更具體化、可檢驗】

⏹地表存在「均質區」、且無縫隙。

⏹景觀（生態）是由均質之區塊和廊道所形成之網絡。

（「點」是小區塊）

⏹區塊具有一個最小門檻（另行定義）。

未達到最小門檻者，可略去不論，不影響結論。

●系統理論

⏹系統由「元素」、「關係」、「目標」所組成，且須界定其「邊界」（那些元素是屬於系統內部[內生變數]，那些是外部[外生變數]）。

⏹有些元素是可觀測的，有些無法直接觀測。

⏹假設未來之發展如同歷史規律。

若歷史資料之校估達一定信賴水準，其推估預測結果可信。

●GIScience的理論架構

⏹所有的空間現象均可數值化。

【應再更具體化、可檢驗】

⏹（數值）空間物件之間具有結構。

【應再更具體化、可檢驗】

【LUCC；LandUseandLandCoverageChange】

⏹核心：

◆空間現象可用網格來描述、模擬、「預測」

◆只需一些主要之因素，即可解釋、預測大部份之LUCC現象。

◆LUCC受到外部因素影響，也有內在之自主機制。

◆LUCC可用「系統」概念來涵括。

◆系統由「元素」、「關係」、「目標」所組成，且須界定其「邊界」（那些元素是屬於系統內部[內生變數]，那些是外部[外生變數]）。

◆有些元素是可觀測的，有些無法直接觀測。

【系統理論】

◆土地使用分類系統是一樹狀結構（等級互斥）。

【?

?

?

】（同一網格之不同屬性對應到不同layer，故，同一網格可對應到多個分類（建成區、綠帶、公共設施….），是否即非為樹狀結構?

【如容許模糊之等級，則非樹狀結構?

】

◆航遙測影像資料判釋之正確性，可以現地調查檢核。

【歷史地圖之判釋，可與文獻文字記載或古圖相印證檢核】

⏹保護帶：

◆網格大小120公尺足以呈現國土（區域）之土地使用變遷。

◆可用multi-layer來描述空間現象（人口、土地使用別、計畫別…）

◆（台北都會區）LUCC之主要元素（因子）為人口、交通、土地使用、自然條件、災害潛勢等五類（確定之項目），其觀測及預測之容許誤差在可接受範圍內。

◆LUCC之主要因素可分為「成長類」（人口、經濟、交通）及「限制類」（防災條件）。

◆LUCC之模擬，應環境優先，再考量都市（經濟）成長。

【價值論、模擬設定】

◆現地檢核之統計抽樣問題（樣本點、空間分佈…）

◆用CA模擬LUCC之誤差可被接受。

（過去歷史資料之模擬校估，其信賴度達一定標準。

假設未來之發展如同歷史規律，故其推估預測結果可信）。

【傳統數理模型、ABM、CA，何者最能（正確）再現LUCC之演變過程?

】

【中地理論】

●Christaller為何會提出一個與事實（南德）不符的理論（六角形層級結構）?

●中地理論的假設、中地理論的結論（定理）?

⏹若假設不成立（大前提為假），則該命題為真。

⏹因為現實之中，中地理論的假設（均質土地）不成立，所以中地理論永遠為真。

因為無法證偽，所以，中地理論（以及其他許多理論）均非科學命題?

。

⏹假設條件：

人口集中於城鎮，城鎮有大小，人口密度怎麼可能均勻分佈?

⏹如何表述中地理論，使之具否證性（科學理論）?

●中地理論「硬核」

⏹城鎮具有階層性。

不同階層的服務範圍不同。

◆為什麼是六角形?

為何不是四方形?

◆鶯歌是小市鎮，但它是陶瓷大鎮。

美濃窯也是。

◆網購有打破（消除）階層結構嗎?

⏹同級城鎮的服務範圍是互斥的。

◆以不同貨品區分其層級及服務範圍。

●結論（推論結果）

⏹三種空間配置型態（K=3,4,7），任意等級。

K=3

marketingprinciple

K=4

transportationprinciple

K=7

administrativeprinciple

●否證條件：

（與推論/結論不符）

●保護帶：

地形、水文、土壤沃度、交通、產業、經濟、社會、法制、軍事…

⏹每一因素均有各自的「個別理論」。

實例是這些「個別理論」的綜合結果。

●當100年前嘉南平原的聚落分佈不符中地理論時，你會作出什麼反應?

⏹依Popper的建議，捨棄中地理論。

⏹解釋為何不符的原因，建立保護帶，確保「硬核」（是什麼?

）

⏹找到另一個可以解釋100年前嘉南平原的聚落分佈現象的理論?

（不可共量?

）

⏹當今的嘉南平原城鎮分佈與100年前有何差異?

交通及資訊科技，有改改了城鎮空間結構嗎?

【田園城市】

●「田園城市」是一套理論嗎?

⏹它的形式是一種理想的狀態，用來說明他的「理念（論）」。

【邏輯】

●Howard直接提出他的空間