一、 解釋融貫性理論（Theory of explanatory coherence，TEC）
Thagard(1992)認為解釋融貫性理論是科學概念改變的核心，而概念 革命的發生必頇有一個能說服人們放棄舊概念並接納新概念系統的機 制。解釋融貫性存在以下相關性：(Thagard, 1992)
（a）一個存在兩命題之間的關係。
（b）一個整套相關命題的性質。
（c）一個在整套命題內的單一命題的性質。
其中（a）是解釋融貫性的基礎，而（b）建立於（a）的基礎之上，
（c）建立於（b）的基礎之上。由此得知，一套命題系統之解釋融貫性決 定於命題與命題之間相互的融貫性，也就是說，單一命題的解釋融貫性建 立於其在一套命題系統中之融貫性。Thagard(1992)認為解釋融貫性則是因 為命題與命題之解釋關係而相互支持，因此假若「命題 P 與 Q 融貫，並 且有一解釋關係存在它們之間」，則有以下可能性：
1. P 是 Q 解釋的一部份。
2. Q 是 P 解釋的一部份。
3. P 聯合 Q 是某 R 解釋的一部份。
4. P 類似於 Q，且分別解釋 R 和 S。
綜合以上觀點，Thagard(1992)認為解釋融貫性理論包含七個原則，
這些原則可用以作為評估命題在解釋系統中可接受性之判準。解釋融貫性
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理論原則茲列如下：
原則 1.對稱（Symmetry）
兩命題之間的融貫性或不融貫性是呈現對稱關係。
（a） 若命題 P 與 Q 彼此融貫，則命題 Q 與 P 融貫。
（b） 若命題 P 與 Q 彼此不融貫，則命題 Q 與 P 不融貫。
原則 2.解釋（Explanation）
解釋原則是評估解釋融貫性最重要的依據，並且在此預先假定解釋 原則是限制關係多於推論，否則任何兩命題皆可被證實為融貫。
（a） 若數個命題皆能解釋同一個證據，則此些命題各自皆與該證據 融貫。若命題 P1、P2、P3、……Pn能解釋同一個證據，則命題 P1、
P2、P3、……Pn的任何一個命題皆與該證據融貫。
（b） 若數個命題共同解釋同一個證據，則此些命題與命題皆彼此融 貫。若命題 P1、P2、P3、……Pn能共同解釋同一個證據，則命題 P1、P2、P3、……Pn彼此皆相互融貫。
（c） 解釋某一證據所使用的命題數目愈多，則該證據與命題之間的 融貫性愈低，命題與命題之間的融貫性也愈低。
因此，「簡單性」（simplicity）應是最適當科學理論的篩選標準。也 就是具有較少特定假設的理論其解釋融貫性較高。
原則 3.類比（Analogy）
假如命題 P1能解釋命題 Q1，命題 P2也能解釋命題 Q2，此時若命題 P1類似於命題 P2，命題 Q1也類似於命題 Q2，因此若命題 P1與 P2融貫，
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則命題 Q1與 Q2也會相互融貫。
原則 4.資料優先（Data priority）
描述觀察結果而得的命題，此命題在該命題系統中有一定的可接受 程度。
原則 5.矛盾（Contradiction）
兩個語法或語意相互矛盾的命題，它們相互必定不融貫。也就是說，
假若命題 P 與 Q 彼此矛盾，則命題 P 與 Q 彼此不融貫。
原則 6.競爭（Competition）
假如命題 P 與 Q 都可以解釋某一命題 R，且命題 P 與 Q 之間不能被 連貫地解釋，則命題 P 與 Q 彼此被視為不融貫。若要命題 P 與 Q 被視為 能相互連貫解釋，除非它們其中之一可以解釋另一方或是 P 與 Q 可以共 同解釋某個命題。亦即：
（a）P 是 Q 解釋的一部份。
（b）Q 是 P 解釋的一部份。
（c）P 與 Q 共同是某命題的部分解釋。
因此，兩個解釋相同證據的假說，除非它們之間有其他的解釋關係，
否則此兩個假說必然會是相互競爭。
原則 7.可接受性（Acceptability）
（a） 一個命題 P 在命題系統 S 中的可接受性，取決於此命題 P 在
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該命題系統 S 中的融貫性。
（b） 假如許多相關實驗的觀察結果都無法解釋某一證據，則僅可以 解釋部分證據的命題 P，其可接受性也就大為降低了。
因此，若是命題 P 在命題系統中與部分命題融貫，但同時也與其他 命題不融貫，此時不能單純只是去計算與命題 P 融貫和不融貫的命題數 目，而是必頇以動態的方式考量該命題在此命題系統的融貫關係。
二、 ECHO 程式
（一）連結主義與 Necker 立方體（Necker cube）
1980 年代，神經網路演算法的復甦是認知科學上極為重要的發展，許多心 理學家與電腦科學家開始發展一種不同型態的計算法模式，將每個組成單元視為 猶如大腦的神經元一般，藉由刺激與抑制而連結成為一個網路系統，並且將此應 用於視覺、語意網路及語言學習等認知現象。在此我們詴以 Necker 立方體說明 連結主義的網路連結關係（圖 2-3-1）。(Thagard, 1989)
圖 2-3-1 Necker 立方體（Thagard, 1989）
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Necker 立方體中，由於知覺轉換的緣故，因此平面 ABCD 或平面 EFGH 都 可視為立方體的前方平面，但是因為立方體是整體被知覺的，所以當我們將平面 ABCD 視為立方體的前方平面時，則角 A、角 B、角 C、角 D 必定同時被知覺為 在立方體的前方，相反地，角 E、角 F、角 G、角 H 必定被知覺為在立方體的後 方。
因此，若設定假說 Af 代表將角 A 視為在立方體的前方平面，假說 Ab 代表 將角 B 視為在立方體的後方平面，依此原則也可建立 Bf、Bb、Cf、Cb、Df、Db、
Ef、Eb、Ff、Fb、Gf、Gb、Hf、Hb 等彼此獨立的假說。
然而，因為角 A 不可能同時被視為在前方平面或後方平面，所以假說 Af 和 Ab 必定相互矛盾，所以在 Af 和 Ab 之間存在抑制性連結（inhibitory link）。
另外，角 A、角 B、角 C、角 D 必定同時被知覺，所以 Af、Bf、Cf、Df 之間具 有解釋關係，所以 Af、Bf、Cf、Df 之間存在激發性連結（excitatory link）。同理，
這樣的矛盾關係和解釋關係也存在於其他假說之間。
根據連結主義的觀點，可建立在 Necker 立方體中各個假說之間的網路關係
（圖 2-3-2）。在這樣的脈絡中，由於各假說之間具有不同的解釋關係，因此有些 假說會被活化（activation），有些則會死化（deactivated）。假設若將角 A 視為在 立方體的前方平面，則假說 Af 將被活化，而與假說 Af 有矛盾關係的假說 Ab 將 被死化，此外，與假說 Af 存在激發性連結的 Bf、Cf、Df，也同時會被活化，相 對的，與假說 Ab 存在激發性連結的 Bb、Cb、Db，也同時會被死化。由此可知，
一個命題的活化或死化，會由於該命題與其他命題的相對關係而相互影響，因此 這樣的網路關係是整體而全面的。
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圖 2-3-2 以連結主義觀點詮釋 Necker 立方體之網路連結（Thagard, 1989）
（二）ECHO 程式
根據解釋融貫性理論的觀點，一個新理論若能取代舊有的理論，是由於新 理論的命題系統具有較廣大的解釋融貫性，而 ECHO 程式即是直接應用連結主 義的演算法，具體呈現解釋融貫性理論中一個命題性系統中各個命題的可接受性
（表 2-3-1）。
ECHO 程式是一個以 Common LISP 設計的電腦程式。ECHO 程式中，每 個假說或是命題以單元（unit）的方式呈現，並且根據解釋融貫性理論在各單元 之間建立連結關係。依據解釋融貫性理論，假若兩命題具有融貫性，則 ECHO 程式將會在兩命題之間建立激發性連結（excitatory link），相反地，假若兩命題 不融貫，則兩命題之間便會建立抑制性連結（inhibitory link）。
ECHO 程式依據解釋融貫性理論的資料優先（Data priority）原則，假定系 統中存在一活化值為 1 的特殊命題（special），而此特殊命題能與命題系統中所 有命題融貫。
最後，ECHO 程式將會計算各個命題在整個命題系統中的權重，任一命題
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的權重是該命題與特殊命題在整個命題系統中的可接受程度，因而該權重為一相 對數值。激發性連結的權重為正值，抑制性連結的權重為負值，而每個單元的活 化範圍皆介於 1 和-1 之間，假若該單元的活化值為正值，則代表此命題在整個命 題系統中是可被接受的；假若該單元的活化值為負值，則代表此命題在整個命題 系統中是被拒絕的，而活化值為 0，代表該命題在命題系統中呈現中立。
表 2-3-1 ECHO 程式與解釋融貫性理論相關名詞之對應（Thagard, 1992）
解釋融貫性理論 ECHO 程式
命題（proposition） 單元（unit）
融貫（coherence） 產生激發性連結（excitatory link）
不融貫（incoherence） 產生抑制性連結（inhibitory link）
資料優先（Data priority） 特殊命題（special）
可接受性（Acceptability） 活化（activation）
（三）ECHO 程式的執行與科學革命之應用
Thagard(1992)認為以認知或演算取向瞭解科學比用傳統哲學或社會學的 方法有更多的優點，乃由於認知或演算取向能詳細界定引起重要科學發現的心理 機制。然而在不同的科學革命中，我們看到不同類型的科學發現過程，但大部分 科學革命多以解釋導向（explanation-driven）的發現類型為主，經由概念與假說 去解釋令人困惑的事件。
在概念革命中，解釋融貫性是理論被接受的主要機制，但解釋融貫性的不 同重點決定不同的理論替代。對大部分的科學革命而言，新理論能解釋的廣度是 解釋融貫性的最大因素。在此以拉瓦錫（Lavoisier）的氧化理論（oxygen theory）
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取代史塔（Stahl）的燃素說（phlogiston theory）為例，進而說明 ECHO 程式的 執行與在科學革命上之應用。
史塔的燃素說是十八世紀中葉最重要的化學理論，他認為燃燒、呼吸、生 鏽與鍛燒等現象都是由於燃素的釋放，而拉瓦錫的氧化理論則是認為這些現象都 包含氧氣吸附的過程。根據燃素說與氧化理論不同的立論基礎，各命題與現象之 間會存在相互解釋或是競爭的網路關係（圖 2-3-3）。
圖 2-3-3 氧化理論與燃素說各命題與現象之網路關係（Thagard, 1992）
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在 ECHO 程式的實際執行上，首先必頇將氧化理論與燃素說視為兩個獨立 之假說，而燃燒和鍛燒的不同現象作為證據，並對這兩個假說與相關證據進行命 題編碼（表 2-3-2），接著將兩個假說之各命題與證據之解釋關係建立 ECHO 編 碼（表 2-3-3），最後再將 ECHO 編碼鍵入 ECHO 程式的 input 欄位，按下 run ECHO 鍵，則會在 accepted 與 rejected 欄位中出現各命題的活化值（圖 2-3-4）。若按下 graph 鍵，ECHO 程式則會自動繪製命題與特殊命題之間的命題結構圖（圖 2-3-5）。
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氧 化 理 論
explain((OH1,OH2,OH3),E1) OH1、OH2、OH3 共同解釋 E1
（純的空氣中含有氧、火和熱的物質，燃燒時，空 氣中的氧與燃燒的物質結合，因此會釋放出光與 熱。）
explain((OH1, OH3),E3) OH1、OH3 共同解釋 E3
（純的空氣中含有氧，燃燒時，空氣中的氧與燃燒
（純的空氣中含有氧，燃燒時，空氣中的氧與燃燒