TL;DR： 可证伪性是卡尔·波普尔于1934年在《Logik der Forschung》（1959年扩写的英译本为《The Logic of Scientific Discovery》）中提出的标准：一个理论只有在其逻辑结构允许指出某个可能与之矛盾的观察时，才算科学。波普尔以占星术和精神分析为例，说明这类体系能解释一切，因此不可能错，也因此无法提供有用的预测信息。这一标准影响深远，曾在 Daubert v. Merrell Dow Pharmaceuticals（1993）案中被援引，但也因忽视实际检验中的背景假设而受到批评。
什么是可证伪性？
可证伪性（falsifiability）是评价科学陈述（包括理论和假说）的标准。如果一个陈述所属的语言或逻辑结构能够描述出与之相矛盾的实验观察，那么它便具有可证伪性。对于一个理论而言，可证伪性要求：给定初始条件后，该理论在理论上必须排除某些特定的观察，也就是说，它必须给出形式化的预测。
这一概念由科学哲学家 Karl Popper 在其著作 Logik der Forschung（1934）中提出，1959 年扩充的英文版名为 The Logic of Scientific Discovery。Popper 强调，矛盾就存在于逻辑结构本身之中，无需借助该结构之外的任何方法论考量。他提出可证伪性，作为同时解决归纳问题和划界问题（demarcation problem，即科学与非科学之间的界限）的支柱性方案。
为什么 Popper 以占星术为例？
Popper 在 Conjectures and Refutations（London: Routledge & Kegan Paul, 1963）第一章「Science: Conjectures and Refutations」中，讲述了他于 1910 年代与精神分析的接触，尤其是与 Alfred Adler 的交往。该章内容源自 1953 年在剑桥 Peterhouse 的讲座。无论人们提出什么观察，精神分析都能加以解释。它能解释一切的原因，就在于它不排除任何东西。Popper 认为这是一种失败，因为这意味着该标准无法导出任何预测。
同样在这一章中，Popper 将精神分析与 Einstein 的相对论作了对比，他明确提出的比较时间点是 1919 年。对 Einstein 而言，一个冒险性的预测被事先提出，并且可能失败；而对精神分析或占星术这类体系来说，一切结局都能被设法凑合上。
占星术属于同一类：它可以被调整以契合任何结局。一个错误的预言，可以借助尚未考虑的行星、不准确的出生时刻，或另一种解读方式来挽救。正因为没有任何观察被事先排除，该体系不承担风险，因而也不携带信息。
从逻辑角度看，观察与某一定律不矛盾，并不意味着该定律正确。一次确认本身没有独立的价值。但 Popper 说，如果一个假说给出了冒险性的预测，而这些预测又得到了加强，那就有理由优先选择这一假说，而非那些给出较少冒险预测、或根本不给出预测的假说。
逻辑机制：否定后件式与不对称性
归纳问题通常被称为休谟问题。David Hume 研究了人类如何获得超出已知定律和观察的新知识。他明白演绎逻辑无法解释这一学习过程，并主张存在一种无需演绎逻辑的心理学学习过程。Popper 接受 Hume 的论证，因此将科学中的进步视为一种近乎归纳的结果，即没有推理规则的归纳，他也称之为「科学之路」。
Popper 解决这一问题的思路是：虽然无法证实所有天鹅都是白的，但找到一只黑天鹅就表明并非所有天鹅都是白的。这样的证伪运用了有效的推理形式——否定后件式（modus tollens）：如果从定律 L 可以演绎出 Q，但观察到 ¬Q，那么 L 就是错的。
更具体地说，可演绎得出的陈述 Q 可以拆分为初始条件和预测，形式为 C ⇒ P，其中 C 是「此处之物是一只天鹅」，P 是「此处之物是一只白天鹅」。如果观察到 C 为真而 P 为假，即 C ∧ ¬P，那么根据否定后件式，该定律就是错的。
这里的不对称性非常明显：要证实「所有天鹅都是白的」这样一个全称陈述，需要观察所有的天鹅，这在现实中不可行；而只要一只黑天鹅就足以将其驳倒。Popper 将可证伪性与当时逻辑实证主义中盛行的可证实性（verifiability）概念作了对照。
划界与意义：科学与非科学区别何在？
Popper 说，维也纳学派的一些哲学家混淆了两个问题：意义问题和划界问题。他们在证实理论中提出了一个同时解决两者的方案：一个无法被证实的陈述被视为无意义。而 Popper 则认为，存在有意义但非科学的理论，因此意义标准与划界标准并不重合。他在 Conjectures and Refutations（London: Routledge & Kegan Paul, 1963）第一章「Science: Conjectures and Refutations」中阐述了这一论证。
在方法论层面，Popper 建议选择那些经过最多检验的假说：「在我们批判性讨论的观照下，迄今为止看来最好的假说。」据他所说，因为只有否定的进路才得到逻辑的支持，Popper 采用一种否定的方法论，以防止「我们的理论在面对证伪时采取免疫化的策略」。
关键概念对照表
| 概念对 | 内容 | 后果 |
|---|---|---|
| 可证伪性与可证实性 | 证伪：一个矛盾的观察就足以驳倒。证实：必须观察所有情形才能确认 | 证伪在逻辑上可行；全称的证实在现实中不可行 |
| 逻辑标准与方法论 | 可证伪性是某一经验语言中的逻辑标准。证伪主义（falsificationism）是一种方法论进路 | Popper 说不应将可证伪性与证伪主义混为一谈 |
| 证伪与经验性驳倒 | 证伪指出的是允许矛盾存在的逻辑结构。经验性驳倒涉及背景假设 | Duhem–Quine 论题认为，决定性的经验证伪是不可能的 |
| 科学与非科学 | 科学给出冒险的、可能出错的预测。非科学能解释一切 | 按 Popper 的说法，占星术、精神分析属于后者 |
Duhem–Quine 论题是如何反驳的？
Duhem–Quine 论题认为，决定性的实验反驳是不可能的，任何科学假说本身都无法做出预测，因为对假说的实验检验需要背景假设。这是《斯坦福哲学百科全书》（Kyle Stanford）中「科学理论的不充分决定性」一节的表述。接受这些背景假设是 Lakatos 证伪主义中的方法论决定。
Popper 的回应是：可证伪性是一个逻辑标准。实验研究存在 Duhem 问题以及其他问题，例如归纳问题，但按照 Popper 的看法，逻辑归纳是一种谬误，而统计检验——只有在理论具有可证伪性时才可行——在批判性讨论中却是有用的。
Popper 对逻辑与方法论的区分，并不能使可证伪性免于某些针对方法论的批评。例如，Popper 以马克思主义抗拒反面证据为由将其斥为不科学，这是一个方法论立场，但该立场的问题仍然被作为可证伪性的一项局限来陈述。
归纳、概率与另一种归纳观
实际上，某些基于观察的步骤可以在特定假设下得到辩护。例如，贝叶斯归纳逻辑是由明确陈述了假设的定理来辩护的。这些定理是通过演绎逻辑得到的。它们有时被说成是在支持归纳步骤，因为它们援引了概率定律，尽管它们并未超出演绎逻辑。这是另一种归纳观，在「得到演绎逻辑支持」这一意义上与演绎逻辑相重叠。Hume 的论证并未否定存在一种基于假说的普遍程序来解释科学进步的可能性，但它指出，选择初始假说并证明其正确性会产生无穷倒退。
Philip N. Johnson-Laird 同意 Hume 的看法，认为不可能存在对归纳的普遍辩护方法，但归纳并不需要辩护。相反，这些步骤使用的是归纳模式，而这些模式本就不被期望具有普遍辩护：它们可能适用，也可能不适用，取决于语境。这里有一个我尚未核实的细节：有二手文献把一句话归给 Johnson-Laird，大意是说归纳不过是动物（包括人类）为了让生活成为可能而做的事，但我对照《A model theory of induction》（International Studies in the Philosophy of Science 8(1), 1994）一文时，并没有找到这句话，所以暂且搁置，不把这句话归到他名下。
Popper 承认学习过程可以有心理学解释，尤其当心理学被视为生物学的延伸时，但他认为生物学解释不属于认识论的范围。他提出一种进化机制来解释科学的成功，但不把它视为自己认识论的一部分，并把相反的观点称为心理主义（psychologism）。
实际应用与多标准标准
可证伪性作为区分科学与非科学、伪科学的关键概念，在许多争论和应用中都有突出表现。它曾被用作法律先例，具体是在 Daubert v. Merrell Dow Pharmaceuticals, Inc., 509 U.S. 579 (1993) 一案中，美国最高法院将可证伪性列为考量专家证言可采性的一个因素。在《斯坦福哲学百科全书》的「科学与伪科学」条目中，区分科学与伪科学的问题被置于一个更大的任务之下，即确定哪些信念在认识论上具有正当性。
需要这一标准的实际领域包括：气候政策，其中关于人为气候变化已无合理怀疑余地的科学共识；医疗保健，其中伪科学导致无效、有时甚至危险的干预；环境政策；法庭上的专家证言；科学教育，尤其是在有人试图把神创论塞进课程之时；以及新闻业，其中需要区分正当的科学争论与把伪科学观点当作科学来推广的行为。
由于被提出的标准很多，一些作者倾向于多标准路径，即使用一组标准而非单一标准。值得注意的是，在具体案例上取得的共识，比在判断所应依据的普遍标准上取得的共识更多。
Popper 把可证伪性放在整体图景的什么位置？
需要明确区分：可证伪性不同于证伪主义，后者是科学家主动寻找证据以反驳理论的一种方法论路径。它也不同于 Lakatos 的证伪主义。可证伪性的目的是使理论具有预测性、可检验性，并在实践中有所用处。
换句话说，Popper 并不要求每个科学家都不断试图反驳自己的理论。他要求的是：理论的表述方式应当使得原则上存在一种可能与之矛盾的观察。一个不可能错的猜测不排除任何东西，因此也就说不出任何可检验的内容。
可证伪性是否就是证伪主义？
不是。可证伪性是关于陈述结构的逻辑标准，而证伪主义是关于科学家应当如何工作的方法论立场。Popper 说不应把这两者混为一谈。
一个理论可以具有可证伪性，而不必有人立刻去为它寻找反例。这一标准所要求的只是：在陈述理论时，必须说明哪种观察如果发生，就会使该理论为假。
可证伪性是否被完全驳倒了？
未必。最有力的批评来自 Duhem–Quine 论题：一次实验检验从来不是只检验单一假说，而是检验一整束假说与背景预设，因此在实践中决定性的证伪是不可能的。
Popper 的回答是：可证伪性是逻辑标准，而不是对实验室实际情况的描述。因此这个标准依然有用，它可以按风险程度和可检验程度来排列理论，尽管它单凭自身不足以划定科学与非科学的界限。
为什么一个不可能出错的猜测什么也说明不了？
因为它不排除任何结果。一个陈述只有在说世界不会以某些特定方式发生时，才携带信息。
如果一切观察都能被体系设法凑合上，那么无论世界是什么样子，这个陈述都成立。此时它无法帮我们预测，无法帮我们区分这种情形与那种情形，也不设下任何可供检验的风险。这正是 Popper 用来把科学与那些能解释一切的系统区分开来的要点。
