一、假说向理论的转化
科学假说经实践的检验，就向理论转化。假说向理论发展的情形，大体有三种情况。
第一，假说经过实践检验逐步转化为科学理论，而与之矛盾的假说被否定。例如，关于热现象的本质，科学史上曾有两种相对立的假说：热素说和热之唯动说。前者认为热是没有重的某种流质，叫热质也叫热素，后者认为热是构成物质的某一种微粒的运动。两种观点都有一些根据，进行着长期的争论。但到了十八世纪末，英国的伦福德和戴维首先用严格的实验初步证实运动说而否定了热素说。以后，十九世纪四十年代，焦耳等人通过测定热功当量的实验建立了能量守恒定律。十九世纪中叶以后，分子运动论的建立并得到了实验的验证，这样，热的运动说就得到了证实而转化为科学理论，而热素说就从根本上被否定了。
第二，经实践检验后，假说的基本观点被肯定，但在些具体细节上存在着矛盾，需要进行某些修正。例如，世纪六十年代，通过沃生、克里克等人的研究，建立起了生物遗传的所谓中心法则。这个法则认为，DNA是遗传物质，它只能通过自我复制产生，并且它所带的遗传信息转录到RNA后才能控制蛋白质的合成（即DNA®RNA®蛋白质）。大量的实践证明，遗传的中心法则基本上是正确的。它对人们改造生物的实践具有重大指导意义。但是，七十年代以来人们又发现，在蛋白质的合成过程中，不单由DNA决定RNA，RNA同样可以反过来决定DNA。例如，1970年发现某些致癌病毒中有一种酶，叫做逆向转录酶，在这种酶的作用，用RNA作为模板，合成DNA，以后在两栖动物、？乳运动中都发现了这种逆向转录现象。逆向转录现象的发现说明，DNA只能由DNA自我复制产生，和单向转录观点就不合实际了。应该对中心法则加以修正。修正后的中心法则应写成：DNA¬®RNA®蛋白质。这样就使遗传的中心法则更加近客观真理了。
第三，通过实践检验，证明两个对立假说各自包含局部真理，而为另一种更深刻的学说所代替。例如，十七世纪末，对光的性有两种假说：一种是“微粒说”，认为光是直线运动的微粒流；另一种是“波动说”，认为光是一种波。有一类实验，如干涉实验和衍射实验可为波动说所解释，而不能为微粒说所解释；另一类实验，如黑体辐射、光电效应等可为波动说所解释而不能为微粒说所解释。这两种假说，各自解释了光的某一方面的属性，却又都具有片面性。二十世纪初，爱因斯坦提出了光量子概念，在微观水平上说明了光既是微粒又是波。光的波粒二象性学说比以往的微粒说、波动说，更深刻地反映了光的内在本质。
综上所述我们可以清楚地看到，在科学发展中，充满着假说的不断更替，或者推翻一些假说，或者修正一些假说，或者验证一些假说。它反映了人类认识的复杂性和迂回性，人类正是在实践中把握客观真理，认识事物本质，通过实践提出假说，又通过实践验证假说，使科学假说发展为科学理论。
二、科学理论的基本特征
科学理论是经过实践检验的客观真理，是对某种自然现象的系统说明。它是由一定的科学概念、科学原理以及对这些概念、原理的理论论证所组成的知识体系。科学理论作为认识发展过程中相对完成的东西，具有如下一些基本特征：
（1）客观真理性。科学理论正确地反映了客观事物的本质及其规律性，因而具有客观真理性。这是科学理论的基本特征，也是它和假说的根本区别。实践是检验真理的唯一标准。因此，作为一个科学理论，必须做到：建立这种理论所凭借的经验材料必须是真实的，经过实践检验的，是能够重复的；根据这些经验材料提出的假说中的假定性的规定已经得到实践确认，并经得起实践的进一步检验；根据这种理论所作出的科学预见已在实践中得到证明。总之，一种科学理论必须包含必要而又充分的实践证明，并且贯穿于理论的始终。
（2）普遍性。科学理论通过揭示某一领域的共同本质而普遍适用于这个领域，能对这个领域的复杂多样的现象作出解释，能预言出现在这个领域内的新现象。科学理论的普遍性不是通过形式上的“去异存同”来达到的，而是通过对深刻本质的揭示而实现的。比如，经典电磁场论通过揭示电磁波的规律性而普遍适用于电、磁、光等现象，量子理论通过揭示波粒二象性而普遍适用于各种微观客体。
（3）系统性。科学理论不是务种孤立的概念、原理的简单堆砌，也不是互不相关的各种论点、论据的机械组合，而是根据自然界的有机联系，由它的知识单元（概念、原理、定律等）按系统性原则组成的有内在联系的知识体系。
（4）逻辑性。科学理论必须概念明确、判断恰当、推理正确、论证严密，即合乎逻辑。理论中的范畴和规律是一个个依次推导出来的，有前后一贯的内在联系。科学理论一般具有演绎的逻辑结构、逻辑上的无矛盾性和完备性等特点。
（5）预见性。科学理论能够根据它的基本规律及逻辑结构，揭示客观事物的关系和联系，发展的趋向和特点，对现有事实的多样性做出科学解释和理论说明，并对尚不知道的事实做出合乎逻辑的预言。科学理论体系也就是一个科学预测体系，因而能够指导人们的科学实践。
客观真理性、普遍性、系统性、逻辑性和预见性，这是科学理论的基本特征。但是，实践是历史的，科学理论也是一定历史条件下的产物，因此，从另一方面来看，就正如列宁所指出的：“人不能完全把握=反映=描绘全部自然界，它的，直接的整体，人在创立抽象、概念、规律、科学的世界图画等等时，只能永远地接近这一点。”[1]任何理论，只能是相对完成的体系。这就决定任何一个科学理论必然地在实践的推动下不断向前发展的，它不可能是凝固不变的。
三、科学理论的逻辑体系
科学理论作为系统化了的科学知识体系，它是由三个基本的元素组成的：基本概念；联系这些概念的判断即基本原理或定律；由这些概念与原理推演出来的逻辑结论，即各种具体的规律和预见。正如爱因斯坦（A.Einstein）所说：“理论物理学的完整体系是由概念、被认为对这些概念是有效的基本定律，以及用逻辑推得到的结论这三者所构成的。”[2]
基本概念是思维的基本单位，是反映自然事物本质属性的思维形式。任何科学都有自己专有的一些科学概念。例如：几何学中的点、线、面等；力学中的、速度、加速度、质量、功能等；化学中的元素、原子、分子、化合、分解、价、键等。科学概念是构成科学理论的基石，一个新理论的建立，需要若干新的概念作为它的先导或逻辑出发点，籍以在逻辑上展开它的理论体系。否则，科学理论就会失去它独立存在的支撑点。基本原理或定律是科学对所研究对象的基本关系的反映，是科学理论赖以建立的基础。它在语言、结构上表现为判断的形式，一般用全称判断来表述。牛顿（J.Newton）力学中的三个基本定律，爱因斯坦（A.Einstein）狭义相对论中相对性原理和光速不变原理等等都是如此。科学推论是科学理论中由基本原理演绎推导出来的结论。它执行着理论解释和预见的功能。例如，狭义相对论中引伸出来的钟慢、尺缩效应，质能关系式等。
在由基本概念、基本原理或定律、科学推论所构成的科学理论中，各元素不是按照任意的外在的次序排列的，而是表现为一个严密的、前后一贯的系统的逻辑体系。
一个科学领域里，比较成熟的完整的科学理论，它的说明的逻辑体系通常都是按下面的方式构成的。首先叙述那些涉及该门科学的逻辑的出发点的某些十分抽象的规定如基本概念、基本原理，然后，这些规定在整个叙述过程中不断深化、发展和丰富，同时又以越来越具体的内容加以充实，直到这一研究对象得到完整的科学的说明。这就是说，一种系统化的科学理论的逻辑体系，事实上都是按照从低级到高级、从简单到复杂，按照从抽象上升到具体的方式撰述的。从抽象上升到具体是辩证的思维方法也是辩证的叙述方法。
这种从抽象上升到具体的叙述过程，不是别的东西，它正是历史过程在理想的或者纯粹的形式上的反映。这种逻辑体系反映历史发展顺序的情况有两种类型：
一种是逻辑发展反映自然事物本身的发展进程。例如，有机化学首先叙述的最简单的有机化合物——碳氢化合物，而在碳氢化合物中又是从最简单的脂肪族化合物开始的。然后再经过一些特殊的有机化学反应，使碳氢化合物转化为它的衍生物。这种转化也是由一系列环节构成的过程。即从最简单、最低级的衍生物向越来越复杂，越来越高级的衍生物、直至向生物大分子转化的过程。这一逻辑过程，同地球早期发展史上由简单有机物到生物大分子的化学进化过程，总的趋势是一致的。在这里逻辑过程正是自然事物本身的发展历史过程的反映。
我们说逻辑过程是历史的反映，逻辑和历史是统一的，但这种统一不是机械的统一，而是在总的发展趋势上的大体一致。逻辑的东西不是对历史的机械的反映，而是对其本质的规律性的反映，它撇开了历史行程中迂回曲折的细节，大量次要的，偶然的因素，而在纯粹的形态上把握事物发展的内在必然性。正如恩格斯所说：“历史从哪里开始，思想进程也应从哪里开始，而思想进程的进一步发展不过是历史过程在抽象的，理论上前后一贯的形式上的反映。这种反映是经过修正的，然而是按照现实的历史过程本身的规律修正的，这时每一个要素可以在它完全成熟而具有典范形式的发展点上，加以考察。”
另一种情况是，逻辑过程所反映的不是自然界已经发生或正在发生的客观过程，而是人们认识的历史发展过程。这种逻辑的与认识历史的统一同样不是机械的统一，逻辑过程是认识过程的概括和理想化。
例如，经典力学是以研究物体平衡条件的静力学部分开始叙述，然后进到运动学，最后叙述动力学。这个逻辑体系大体上是经典力学发展史的缩影。1586年斯台文（S.Stevin）研究斜面上的平衡，已经暗含地发现了一个力分解为分力的法则，即力的平行四边形法则。1589年伽利略（Galileo）开始落体的研究，以后又提出惯性定律（力学第一定律）从而开创了运动学（也包含动力学的萌芽），17世纪牛顿（J.Newton）指出了作用在物体上的力和物体加速度成正比的普遍运动规律（力学第二定律），奠定了动力学的基础。
人类的认识过程归根结底还是沿着由简单到复杂、由低级到高级的方向发展。沿着这条线索，同样可以按内在的逻辑必然性，如此精确地从一个结论得出另一个结论，直到得出最终的结论和论断为止。关于这种逻辑过程和认识过程相统一的情况，恩格斯曾说过：“在思维的历史中，某些概念或概念关系（肯定和否定，原因和结果实体和变体）的发展和它在个别辩证论者头脑中的发展的关系，正如某一有机体在古生物学中的发展和它在胚胎学中（或者不如说在历史中和个别胚胎中）的发展的关系一样。这就是黑格尔（Hegel）首先发现的概念的见解。”在这里逻辑的过程正是认识史以简化形式的重现或重映。
上述两种方式，从根本上说是一致的。因为从抽象到具体，从最基本概念开始也就是从最简单要素开始，这同认识的由浅入深过程是一致的。但是，两者有时又是有矛盾的。因为，最简单的要素，又往往是更深入的层次，这又是随着人们的认识的深化才能达到的。因此，在某些学科里，采用何种形式来安排，并不是十分固定的。例如遗传学，长期以来是以孟德尔（G.J.Mendel）的遗传规律开始，进而论述连锁交换规律和染色体理论，最后论述分子遗传学。这个逻辑体系和遗传学发展的历史是大体一致的。但近年来有些遗传学教程从遗传的物质基础——核酸的结构与功能开始，进而论述比较低级的原核细胞生物（病毒、细菌）的遗传规律，再论述比较高级的真核细胞生物的遗传规律，后讨论遗传与发育问题。这种逻辑体系就基本上和自然界遗传方式进化的过程相一致。两种方式，还常常是相互交叉运用的。在基本上采取从抽象到具体，从基本概念上升到具体事物的逻辑体系叙述时，为了便于说明问题，易为人们所理解，在个别问题说明上也不能排除由浅入深、从具体到抽象的方法。
研究逻辑和历史的统一，对自然科学研究有着重要的意义。
辩证唯物主义认识论主张“主观和客观、理论和实践、知和行的具体的历史的统一”，就是逻辑和历史的辩证统一。逻辑的东西是人们头脑中的产物，然而却不是纯粹思辨的产物，一个科学理论所包含的概念、原理是客观事物的反映，我们只有遵循历史的线索才能建立起有内在联系的逻辑体系，这种联系归根到底是研究对象实际的转化关系。同样，我们只有遵循历史的线索才能更好地理解和把握一种相对成熟的科学理论的逻辑系统。
四、科学理论的评价
理论的目的在于指导实践，而要能指导实践，首先就要为人们所接受。科学理论的评价就是关于人们如何接受和选择理论的问题。理论的评价，除了由理论本身的特征所决定外，还要受到科学家的知识背景、价值观念及其它社会心理因素等等的影响。但评价科学理论不应随心所欲，由个人偏爱所左右。因为科学的基本价值是追求真理，这与追求理论的解决能力和有效性是一致的。据此，我们对理论的评价，一般应该从以下几个方面进行考虑：
（1）理论同经验事实的一致性。即从理论推出的可检验的结论应该与实验的检验结果相符合，以表明理论具有真理性与精确性。理论与实验结果符合得越好、越广泛，理论的可接受性就越大。特别是在新、旧理论的交替时期，新理论往往以更好、更广泛地与实验结果相符合为特点，它不仅能说明旧理论已说明的现象，还能说明旧理论不能说明的现象。
但是，光以理论的经验证据来评价是不够的，它不能解释科学发展中的许多现象，特别是科学处于革命或转折时期的现象。例如，在16世纪支持哥白尼（N.Copernicus）日心说的观察事实，比支持地心说的少，但许多科学家却选择和接受日心说。这是因为理论的评价，还要考虑其他的要求。
（2）理论内在逻辑的完备性。这个问题从来都在选择和评价各种理论中起着重大的作用。由于自然科学理论是具有一定逻辑结构的理论体系，因此必然要求理论内部在逻辑上自洽。理论不仅应保持内部逻辑上的一致性，而且与公认的有关的理论也应该具有一致性。理论内在逻辑的完备性之所以能成为评价科学理论的重要规范之一，还因为自然界具有复杂性和多样性，对于某种理论总可以增加许多辅助性假设，使之与某些事实相适应。因此，只以外部证实作为评价标准是不充分的。我们还应考虑科学理论具有相对独立性与自主性，有许多新科学理论不是通过实验和科学事实的积累而建立的，而是先构造理论，列出方程，演绎出可供检验的结论，然后再由实验加以验证。这种方法既显示了科学认识的相对独立性也说明了追求科学理论内在逻辑完备性是非常重要的。
（3）理论的简单性。自然科学理论体系应具有最大的简单性，即该体系所包含的彼此独立的基本概念和基本定律最少。这是因为：第一，理论的基本概念和基本定律越少，它的整个理论体系在逻辑上的完备性也越容易判定，理论体系内部的无矛盾性也越易于实现；第二，反映自然界本质的规律表述得越简单，也越容易通过观察实验进行检验，使实验具有容易重复、反复检验的优点；第三，科学理论的基本概念和基本定律尽可能少，意味着每个概念中包含的经验内容尽可能多，这样的理论体系才具有应用的广泛性。此外，理论的简单性也与科学家追求物质世界的统一性，追求理论形式的简单、和谐、对称与理论的数学美有关。当然，理论的简单性并不是数学工具和计算方法的简单，而是追求科学理论体系的逻辑的简单性。
（4）理论的预见性。科学理论应当有广阔的视野，能预言那些未知的、或在理论建立时未被解释的现象，能超过最初所解释的那些经验事实产生大量新的研究成果。这样的理论体系属于进化的研究纲领。科学理论的功能不仅表现为能够解释已知的自然现象，更重要的是表现为能够预见目前尚未观察到、但却能为尔后科学实践观察到的自然现象。科学史表明，一个科学理论所揭示的自然规律越深刻、越普遍，它的预见性便越强；预见到的现象越多，它的实践和理论意义也越大。
根据科学理论的基本特征，对科学理论进行客观的评价，有利于促进科学知识的增长。但是，由于科学理论以及人对科学理论的认识都是历史的、发展的，因此任何标准都具有相对性的一面，而不能把它绝对化。科学理论是不断发展的，人对科学理论的评价也是发展的。
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[1]列宁：《哲学笔记》第194页。
[2]《爱因斯坦文集》第1卷，商务印书馆1976年版，第313页。
科学假说经实践的检验，就向理论转化。假说向理论发展的情形，大体有三种情况。
第一，假说经过实践检验逐步转化为科学理论，而与之矛盾的假说被否定。例如，关于热现象的本质，科学史上曾有两种相对立的假说：热素说和热之唯动说。前者认为热是没有重的某种流质，叫热质也叫热素，后者认为热是构成物质的某一种微粒的运动。两种观点都有一些根据，进行着长期的争论。但到了十八世纪末，英国的伦福德和戴维首先用严格的实验初步证实运动说而否定了热素说。以后，十九世纪四十年代，焦耳等人通过测定热功当量的实验建立了能量守恒定律。十九世纪中叶以后，分子运动论的建立并得到了实验的验证，这样，热的运动说就得到了证实而转化为科学理论，而热素说就从根本上被否定了。
第二，经实践检验后，假说的基本观点被肯定，但在些具体细节上存在着矛盾，需要进行某些修正。例如，世纪六十年代，通过沃生、克里克等人的研究，建立起了生物遗传的所谓中心法则。这个法则认为，DNA是遗传物质，它只能通过自我复制产生，并且它所带的遗传信息转录到RNA后才能控制蛋白质的合成（即DNA®RNA®蛋白质）。大量的实践证明，遗传的中心法则基本上是正确的。它对人们改造生物的实践具有重大指导意义。但是，七十年代以来人们又发现，在蛋白质的合成过程中，不单由DNA决定RNA，RNA同样可以反过来决定DNA。例如，1970年发现某些致癌病毒中有一种酶，叫做逆向转录酶，在这种酶的作用，用RNA作为模板，合成DNA，以后在两栖动物、？乳运动中都发现了这种逆向转录现象。逆向转录现象的发现说明，DNA只能由DNA自我复制产生，和单向转录观点就不合实际了。应该对中心法则加以修正。修正后的中心法则应写成：DNA¬®RNA®蛋白质。这样就使遗传的中心法则更加近客观真理了。
第三，通过实践检验，证明两个对立假说各自包含局部真理，而为另一种更深刻的学说所代替。例如，十七世纪末，对光的性有两种假说：一种是“微粒说”，认为光是直线运动的微粒流；另一种是“波动说”，认为光是一种波。有一类实验，如干涉实验和衍射实验可为波动说所解释，而不能为微粒说所解释；另一类实验，如黑体辐射、光电效应等可为波动说所解释而不能为微粒说所解释。这两种假说，各自解释了光的某一方面的属性，却又都具有片面性。二十世纪初，爱因斯坦提出了光量子概念，在微观水平上说明了光既是微粒又是波。光的波粒二象性学说比以往的微粒说、波动说，更深刻地反映了光的内在本质。
综上所述我们可以清楚地看到，在科学发展中，充满着假说的不断更替，或者推翻一些假说，或者修正一些假说，或者验证一些假说。它反映了人类认识的复杂性和迂回性，人类正是在实践中把握客观真理，认识事物本质，通过实践提出假说，又通过实践验证假说，使科学假说发展为科学理论。
二、科学理论的基本特征
科学理论是经过实践检验的客观真理，是对某种自然现象的系统说明。它是由一定的科学概念、科学原理以及对这些概念、原理的理论论证所组成的知识体系。科学理论作为认识发展过程中相对完成的东西，具有如下一些基本特征：
（1）客观真理性。科学理论正确地反映了客观事物的本质及其规律性，因而具有客观真理性。这是科学理论的基本特征，也是它和假说的根本区别。实践是检验真理的唯一标准。因此，作为一个科学理论，必须做到：建立这种理论所凭借的经验材料必须是真实的，经过实践检验的，是能够重复的；根据这些经验材料提出的假说中的假定性的规定已经得到实践确认，并经得起实践的进一步检验；根据这种理论所作出的科学预见已在实践中得到证明。总之，一种科学理论必须包含必要而又充分的实践证明，并且贯穿于理论的始终。
（2）普遍性。科学理论通过揭示某一领域的共同本质而普遍适用于这个领域，能对这个领域的复杂多样的现象作出解释，能预言出现在这个领域内的新现象。科学理论的普遍性不是通过形式上的“去异存同”来达到的，而是通过对深刻本质的揭示而实现的。比如，经典电磁场论通过揭示电磁波的规律性而普遍适用于电、磁、光等现象，量子理论通过揭示波粒二象性而普遍适用于各种微观客体。
（3）系统性。科学理论不是务种孤立的概念、原理的简单堆砌，也不是互不相关的各种论点、论据的机械组合，而是根据自然界的有机联系，由它的知识单元（概念、原理、定律等）按系统性原则组成的有内在联系的知识体系。
（4）逻辑性。科学理论必须概念明确、判断恰当、推理正确、论证严密，即合乎逻辑。理论中的范畴和规律是一个个依次推导出来的，有前后一贯的内在联系。科学理论一般具有演绎的逻辑结构、逻辑上的无矛盾性和完备性等特点。
（5）预见性。科学理论能够根据它的基本规律及逻辑结构，揭示客观事物的关系和联系，发展的趋向和特点，对现有事实的多样性做出科学解释和理论说明，并对尚不知道的事实做出合乎逻辑的预言。科学理论体系也就是一个科学预测体系，因而能够指导人们的科学实践。
客观真理性、普遍性、系统性、逻辑性和预见性，这是科学理论的基本特征。但是，实践是历史的，科学理论也是一定历史条件下的产物，因此，从另一方面来看，就正如列宁所指出的：“人不能完全把握=反映=描绘全部自然界，它的，直接的整体，人在创立抽象、概念、规律、科学的世界图画等等时，只能永远地接近这一点。”[1]任何理论，只能是相对完成的体系。这就决定任何一个科学理论必然地在实践的推动下不断向前发展的，它不可能是凝固不变的。
三、科学理论的逻辑体系
科学理论作为系统化了的科学知识体系，它是由三个基本的元素组成的：基本概念；联系这些概念的判断即基本原理或定律；由这些概念与原理推演出来的逻辑结论，即各种具体的规律和预见。正如爱因斯坦（A.Einstein）所说：“理论物理学的完整体系是由概念、被认为对这些概念是有效的基本定律，以及用逻辑推得到的结论这三者所构成的。”[2]
基本概念是思维的基本单位，是反映自然事物本质属性的思维形式。任何科学都有自己专有的一些科学概念。例如：几何学中的点、线、面等；力学中的、速度、加速度、质量、功能等；化学中的元素、原子、分子、化合、分解、价、键等。科学概念是构成科学理论的基石，一个新理论的建立，需要若干新的概念作为它的先导或逻辑出发点，籍以在逻辑上展开它的理论体系。否则，科学理论就会失去它独立存在的支撑点。基本原理或定律是科学对所研究对象的基本关系的反映，是科学理论赖以建立的基础。它在语言、结构上表现为判断的形式，一般用全称判断来表述。牛顿（J.Newton）力学中的三个基本定律，爱因斯坦（A.Einstein）狭义相对论中相对性原理和光速不变原理等等都是如此。科学推论是科学理论中由基本原理演绎推导出来的结论。它执行着理论解释和预见的功能。例如，狭义相对论中引伸出来的钟慢、尺缩效应，质能关系式等。
在由基本概念、基本原理或定律、科学推论所构成的科学理论中，各元素不是按照任意的外在的次序排列的，而是表现为一个严密的、前后一贯的系统的逻辑体系。
一个科学领域里，比较成熟的完整的科学理论，它的说明的逻辑体系通常都是按下面的方式构成的。首先叙述那些涉及该门科学的逻辑的出发点的某些十分抽象的规定如基本概念、基本原理，然后，这些规定在整个叙述过程中不断深化、发展和丰富，同时又以越来越具体的内容加以充实，直到这一研究对象得到完整的科学的说明。这就是说，一种系统化的科学理论的逻辑体系，事实上都是按照从低级到高级、从简单到复杂，按照从抽象上升到具体的方式撰述的。从抽象上升到具体是辩证的思维方法也是辩证的叙述方法。
这种从抽象上升到具体的叙述过程，不是别的东西，它正是历史过程在理想的或者纯粹的形式上的反映。这种逻辑体系反映历史发展顺序的情况有两种类型：
一种是逻辑发展反映自然事物本身的发展进程。例如，有机化学首先叙述的最简单的有机化合物——碳氢化合物，而在碳氢化合物中又是从最简单的脂肪族化合物开始的。然后再经过一些特殊的有机化学反应，使碳氢化合物转化为它的衍生物。这种转化也是由一系列环节构成的过程。即从最简单、最低级的衍生物向越来越复杂，越来越高级的衍生物、直至向生物大分子转化的过程。这一逻辑过程，同地球早期发展史上由简单有机物到生物大分子的化学进化过程，总的趋势是一致的。在这里逻辑过程正是自然事物本身的发展历史过程的反映。
我们说逻辑过程是历史的反映，逻辑和历史是统一的，但这种统一不是机械的统一，而是在总的发展趋势上的大体一致。逻辑的东西不是对历史的机械的反映，而是对其本质的规律性的反映，它撇开了历史行程中迂回曲折的细节，大量次要的，偶然的因素，而在纯粹的形态上把握事物发展的内在必然性。正如恩格斯所说：“历史从哪里开始，思想进程也应从哪里开始，而思想进程的进一步发展不过是历史过程在抽象的，理论上前后一贯的形式上的反映。这种反映是经过修正的，然而是按照现实的历史过程本身的规律修正的，这时每一个要素可以在它完全成熟而具有典范形式的发展点上，加以考察。”
另一种情况是，逻辑过程所反映的不是自然界已经发生或正在发生的客观过程，而是人们认识的历史发展过程。这种逻辑的与认识历史的统一同样不是机械的统一，逻辑过程是认识过程的概括和理想化。
例如，经典力学是以研究物体平衡条件的静力学部分开始叙述，然后进到运动学，最后叙述动力学。这个逻辑体系大体上是经典力学发展史的缩影。1586年斯台文（S.Stevin）研究斜面上的平衡，已经暗含地发现了一个力分解为分力的法则，即力的平行四边形法则。1589年伽利略（Galileo）开始落体的研究，以后又提出惯性定律（力学第一定律）从而开创了运动学（也包含动力学的萌芽），17世纪牛顿（J.Newton）指出了作用在物体上的力和物体加速度成正比的普遍运动规律（力学第二定律），奠定了动力学的基础。
人类的认识过程归根结底还是沿着由简单到复杂、由低级到高级的方向发展。沿着这条线索，同样可以按内在的逻辑必然性，如此精确地从一个结论得出另一个结论，直到得出最终的结论和论断为止。关于这种逻辑过程和认识过程相统一的情况，恩格斯曾说过：“在思维的历史中，某些概念或概念关系（肯定和否定，原因和结果实体和变体）的发展和它在个别辩证论者头脑中的发展的关系，正如某一有机体在古生物学中的发展和它在胚胎学中（或者不如说在历史中和个别胚胎中）的发展的关系一样。这就是黑格尔（Hegel）首先发现的概念的见解。”在这里逻辑的过程正是认识史以简化形式的重现或重映。
上述两种方式，从根本上说是一致的。因为从抽象到具体，从最基本概念开始也就是从最简单要素开始，这同认识的由浅入深过程是一致的。但是，两者有时又是有矛盾的。因为，最简单的要素，又往往是更深入的层次，这又是随着人们的认识的深化才能达到的。因此，在某些学科里，采用何种形式来安排，并不是十分固定的。例如遗传学，长期以来是以孟德尔（G.J.Mendel）的遗传规律开始，进而论述连锁交换规律和染色体理论，最后论述分子遗传学。这个逻辑体系和遗传学发展的历史是大体一致的。但近年来有些遗传学教程从遗传的物质基础——核酸的结构与功能开始，进而论述比较低级的原核细胞生物（病毒、细菌）的遗传规律，再论述比较高级的真核细胞生物的遗传规律，后讨论遗传与发育问题。这种逻辑体系就基本上和自然界遗传方式进化的过程相一致。两种方式，还常常是相互交叉运用的。在基本上采取从抽象到具体，从基本概念上升到具体事物的逻辑体系叙述时，为了便于说明问题，易为人们所理解，在个别问题说明上也不能排除由浅入深、从具体到抽象的方法。
研究逻辑和历史的统一，对自然科学研究有着重要的意义。
辩证唯物主义认识论主张“主观和客观、理论和实践、知和行的具体的历史的统一”，就是逻辑和历史的辩证统一。逻辑的东西是人们头脑中的产物，然而却不是纯粹思辨的产物，一个科学理论所包含的概念、原理是客观事物的反映，我们只有遵循历史的线索才能建立起有内在联系的逻辑体系，这种联系归根到底是研究对象实际的转化关系。同样，我们只有遵循历史的线索才能更好地理解和把握一种相对成熟的科学理论的逻辑系统。
四、科学理论的评价
理论的目的在于指导实践，而要能指导实践，首先就要为人们所接受。科学理论的评价就是关于人们如何接受和选择理论的问题。理论的评价，除了由理论本身的特征所决定外，还要受到科学家的知识背景、价值观念及其它社会心理因素等等的影响。但评价科学理论不应随心所欲，由个人偏爱所左右。因为科学的基本价值是追求真理，这与追求理论的解决能力和有效性是一致的。据此，我们对理论的评价，一般应该从以下几个方面进行考虑：
（1）理论同经验事实的一致性。即从理论推出的可检验的结论应该与实验的检验结果相符合，以表明理论具有真理性与精确性。理论与实验结果符合得越好、越广泛，理论的可接受性就越大。特别是在新、旧理论的交替时期，新理论往往以更好、更广泛地与实验结果相符合为特点，它不仅能说明旧理论已说明的现象，还能说明旧理论不能说明的现象。
但是，光以理论的经验证据来评价是不够的，它不能解释科学发展中的许多现象，特别是科学处于革命或转折时期的现象。例如，在16世纪支持哥白尼（N.Copernicus）日心说的观察事实，比支持地心说的少，但许多科学家却选择和接受日心说。这是因为理论的评价，还要考虑其他的要求。
（2）理论内在逻辑的完备性。这个问题从来都在选择和评价各种理论中起着重大的作用。由于自然科学理论是具有一定逻辑结构的理论体系，因此必然要求理论内部在逻辑上自洽。理论不仅应保持内部逻辑上的一致性，而且与公认的有关的理论也应该具有一致性。理论内在逻辑的完备性之所以能成为评价科学理论的重要规范之一，还因为自然界具有复杂性和多样性，对于某种理论总可以增加许多辅助性假设，使之与某些事实相适应。因此，只以外部证实作为评价标准是不充分的。我们还应考虑科学理论具有相对独立性与自主性，有许多新科学理论不是通过实验和科学事实的积累而建立的，而是先构造理论，列出方程，演绎出可供检验的结论，然后再由实验加以验证。这种方法既显示了科学认识的相对独立性也说明了追求科学理论内在逻辑完备性是非常重要的。
（3）理论的简单性。自然科学理论体系应具有最大的简单性，即该体系所包含的彼此独立的基本概念和基本定律最少。这是因为：第一，理论的基本概念和基本定律越少，它的整个理论体系在逻辑上的完备性也越容易判定，理论体系内部的无矛盾性也越易于实现；第二，反映自然界本质的规律表述得越简单，也越容易通过观察实验进行检验，使实验具有容易重复、反复检验的优点；第三，科学理论的基本概念和基本定律尽可能少，意味着每个概念中包含的经验内容尽可能多，这样的理论体系才具有应用的广泛性。此外，理论的简单性也与科学家追求物质世界的统一性，追求理论形式的简单、和谐、对称与理论的数学美有关。当然，理论的简单性并不是数学工具和计算方法的简单，而是追求科学理论体系的逻辑的简单性。
（4）理论的预见性。科学理论应当有广阔的视野，能预言那些未知的、或在理论建立时未被解释的现象，能超过最初所解释的那些经验事实产生大量新的研究成果。这样的理论体系属于进化的研究纲领。科学理论的功能不仅表现为能够解释已知的自然现象，更重要的是表现为能够预见目前尚未观察到、但却能为尔后科学实践观察到的自然现象。科学史表明，一个科学理论所揭示的自然规律越深刻、越普遍，它的预见性便越强；预见到的现象越多，它的实践和理论意义也越大。
根据科学理论的基本特征，对科学理论进行客观的评价，有利于促进科学知识的增长。但是，由于科学理论以及人对科学理论的认识都是历史的、发展的，因此任何标准都具有相对性的一面，而不能把它绝对化。科学理论是不断发展的，人对科学理论的评价也是发展的。
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[1]列宁：《哲学笔记》第194页。
[2]《爱因斯坦文集》第1卷，商务印书馆1976年版，第313页。