科学假说与科学理论课件

1、科学假说与科学理论第七章 科学假说与科学理论 科学假说既是科学发展的一个重要环节和科学假说既是科学发展的一个重要环节和思维形式，又是科学研究的一种重要方法。科思维形式，又是科学研究的一种重要方法。科学假说最重要是向科学理论发展。学假说最重要是向科学理论发展。 科学假说与科学理论第一节第一节 科学假说的建立与检验科学假说的建立与检验 一、一、科学假说科学假说及其作用及其作用 “科学思维的一种形式，是在已知科学思维的一种形式，是在已知事实材料和科学理论的基础上，对某些事实材料和科学理论的基础上，对某些事物的存在或事物的因果性，规律性作事物的存在或事物的因果性，规律性作出猜测性说明。假说是科学发展的

2、一种出猜测性说明。假说是科学发展的一种形式。形式。”科学假说与科学理论 科学假说为实现科学认识由科学假说为实现科学认识由“感性感性的具体的具体”到到“抽象的规定抽象的规定”，再由，再由“抽象的规定抽象的规定”到到“思维的具体思维的具体”提提供了不可或缺的桥梁。供了不可或缺的桥梁。 科学假说是科学认识活动中的必科学假说是科学认识活动中的必须的重须的重 要环节。要环节。科学假说与科学理论 科学假说有两个特点：科学性和假定性科学假说有两个特点：科学性和假定性 （1 1）科学性科学性以事实为依据，以理论为指导；以事实为依据，以理论为指导； （2 2）假定性）假定性包含着对事物的本质和规律的猜包含着对事

3、物的本质和规律的猜测。测。 科学假说科学假说是建立在一定的科学事实和是建立在一定的科学事实和科学理论的基础之上的，具有一定的科学科学理论的基础之上的，具有一定的科学性；科学假说还没有经过实践的充分检验，性；科学假说还没有经过实践的充分检验，具有一定的猜测性。具有一定的猜测性。科学假说与科学理论 科学假说是经过一定程度的科学抽象科学假说是经过一定程度的科学抽象得到的，具有抽象性；科学假说常常依靠得到的，具有抽象性；科学假说常常依靠形象思维，具有一定形象性。抽象性与形形象思维，具有一定形象性。抽象性与形象性的统一；象性的统一； 对同一个研究对象，可以对同一个研究对象，可以提出不同的科学假说；科学假

4、说会随着实提出不同的科学假说；科学假说会随着实践水平的发展而改变，被证实或证伪，多践水平的发展而改变，被证实或证伪，多样性与易变性的统一样性与易变性的统一 。科学假说与科学理论 哲学观点哲学观点适合于自然、社会、思维适合于自然、社会、思维三大领域的、抽象度很高的观点，是命三大领域的、抽象度很高的观点，是命题论证，不能一一检验，如一尺之棰，题论证，不能一一检验，如一尺之棰，日取其半，万世不竭。日取其半，万世不竭。 理论理论对事物本质的猜测已经被检验对事物本质的猜测已经被检验证实是正确的。证实是正确的。 简单外推简单外推从现象到现象，（不是从从现象到现象，（不是从现象到本质）。现象到本质）。 主观

5、意想主观意想没有事实依据。没有事实依据。科学假说与科学理论 （1 1）智力超常儿童，长大成就大。）智力超常儿童，长大成就大。 （2 2）飞碟是天外来客的乘座工具。）飞碟是天外来客的乘座工具。 （3 3）一尺之捶，日取其半，万世不竭。）一尺之捶，日取其半，万世不竭。 （4 4）神农架野人是从猿到人的中间类）神农架野人是从猿到人的中间类型。型。 （5 5）人类是古猿进化而来的。）人类是古猿进化而来的。 （6 6）宇宙正处在膨胀之中。）宇宙正处在膨胀之中。 （7 7）电磁波和光波是具有同一性的物）电磁波和光波是具有同一性的物质质。科学假说与科学理论 科学假说的作用：科学假说的作用：“ 学原于思，思起

6、于疑学原于思，思起于疑”。 （1 1）通向科学理论的桥梁；）通向科学理论的桥梁； （2 2）激发创造思维的媒介；）激发创造思维的媒介； （3 3）为科学研究指明方向；）为科学研究指明方向； （3 3）不同假说争鸣有利于学术繁荣，有）不同假说争鸣有利于学术繁荣，有利于科学认识的发展。利于科学认识的发展。科学假说与科学理论科学假说与科学理论二、科学假说的建立二、科学假说的建立假说的要素构成假说的要素构成：事实基础；背景知：事实基础；背景知识；对现象本质的猜测；推演出预言识；对现象本质的猜测；推演出预言和预见。和预见。科学假说与科学理论科学假说与科学理论建立假说的方法论原则建立假说的方法论原则 1

7、1、解释性原则（、解释性原则（principle of principle of explanation)explanation) 假说应当与已知的经过实践复核的事假说应当与已知的经过实践复核的事实相符合，不仅能解释个别事实，而且能实相符合，不仅能解释个别事实，而且能解释该领域已知的全部事实。解释该领域已知的全部事实。 第一层意思，假说是对事实的本质解释，第一层意思，假说是对事实的本质解释，是回答为什么有这一事实，不是简单的外是回答为什么有这一事实，不是简单的外推，在逻辑上是推定性前提。推，在逻辑上是推定性前提。 第二层意思是，假说必须能够解释全部的第二层意思是，假说必须能够解释全部的已经知道

8、的事实，不应该和已知的事实相已经知道的事实，不应该和已知的事实相矛盾。矛盾。科学假说与科学理论 2 2、对应原则、对应原则 (principle of (principle of correspondence)correspondence) 一般来说假说不应与经过检验的科学理一般来说假说不应与经过检验的科学理论相矛盾。在新假说转化为新理论并取论相矛盾。在新假说转化为新理论并取代旧理论时，它应继承旧理论中被实践代旧理论时，它应继承旧理论中被实践检验过的合理内容，并把旧理论作为特检验过的合理内容，并把旧理论作为特例或极限形式包含进来。例或极限形式包含进来。科学假说与科学理论科学假说与科学理论 3

9、3、可检验原则、可检验原则 (Principle of (Principle of inspection)inspection) 建立的假说必须能够用观察、实验建立的假说必须能够用观察、实验加以检验，可以复核，从而判断它加以检验，可以复核，从而判断它的真伪，不可检验的假说是不科学的真伪，不可检验的假说是不科学的。的。科学假说与科学理论 1956年李政道、杨振宁提出弱相互作用下宇称不守恒的假说时，年李政道、杨振宁提出弱相互作用下宇称不守恒的假说时，就设计了五种实验方案来探索宇称守恒原理在衰变现象中是否就设计了五种实验方案来探索宇称守恒原理在衰变现象中是否正确。同年，吴健雄组成的一个实验小组在华盛

10、顿美国国家标正确。同年，吴健雄组成的一个实验小组在华盛顿美国国家标准局的低温实验室用钴做了其中的一个实验，确证了他们的假准局的低温实验室用钴做了其中的一个实验，确证了他们的假说。说。 科学假说与科学理论 首先是科学假说所依据的事实是可检验的。首先是科学假说所依据的事实是可检验的。 假说本身可以证实或证伪。百幕大死亡三假说本身可以证实或证伪。百幕大死亡三角，并不是事实，而是二战时期美国飞行角，并不是事实，而是二战时期美国飞行员的传说而已。尼斯湖怪的照片是当地的员的传说而已。尼斯湖怪的照片是当地的旅游接待人员用洗衣机排水管、泡沫塑料旅游接待人员用洗衣机排水管、泡沫塑料拼接而成的。次声武器，拼接而成

11、的。次声武器，1984 1984 年法国几年法国几个科学家宣布发现了次声武器，实验一开个科学家宣布发现了次声武器，实验一开动便回发出次声武器杀死方圆动便回发出次声武器杀死方圆1010公里的人，公里的人，他们不小心开动他结果毁掉一个村庄，但他们不小心开动他结果毁掉一个村庄，但奇怪的是，这几位科学家却没有因为不小奇怪的是，这几位科学家却没有因为不小心而丧命。印度某实验室宣布制造出常温心而丧命。印度某实验室宣布制造出常温下的超导体，后来证实他们捏造事实。下的超导体，后来证实他们捏造事实。科学假说与科学理论 其次，假说本身可以证明或证伪，无法证实，其次，假说本身可以证明或证伪，无法证实，也无法证伪的假

12、说，则违背了可检验原则。如也无法证伪的假说，则违背了可检验原则。如一尺之棰，日取其半，万世不竭。三个赶考的一尺之棰，日取其半，万世不竭。三个赶考的秀才，路上遇到一个道人为他们算命，道人举秀才，路上遇到一个道人为他们算命，道人举着一个手指，一言不发，秀才门问这个手指代着一个手指，一言不发，秀才门问这个手指代表什么，道人说天机不可泄露。表什么，道人说天机不可泄露。 再次，假说本身不能循环论证。假说本身不能再次，假说本身不能循环论证。假说本身不能循环论证。如适者生存、信则灵，不信则不灵。循环论证。如适者生存、信则灵，不信则不灵。又如达尔文适者生存。由于其最合适生存，所又如达尔文适者生存。由于其最合适

13、生存，所以得以生存下来，由于得以生存下来，所以表以得以生存下来，由于得以生存下来，所以表明最适合生存。明最适合生存。科学假说与科学理论三、科学假说的检验三、科学假说的检验 大胆假设，小心求证大胆假设，小心求证”。 1 1、逻辑检验。即假说是否存在内部矛盾：、逻辑检验。即假说是否存在内部矛盾： （1 1）假说中的概念是否具有精确性，明晰）假说中的概念是否具有精确性，明晰性、简单性；假说中是否具有逻辑结构上性、简单性；假说中是否具有逻辑结构上的前后一致性。如果假说存在问题，往往的前后一致性。如果假说存在问题，往往不能自圆其说，或者前后不一致。不能自圆其说，或者前后不一致。 （2 2）假说是否有外部

14、矛盾，即新假说与已）假说是否有外部矛盾，即新假说与已经被确认的理论是否有矛盾。经被确认的理论是否有矛盾。 2 2、实验检验。即通过观察和实验对假说及、实验检验。即通过观察和实验对假说及其推论进行验证。其推论进行验证。科学假说与科学理论四、科学假说向科学理论转化四、科学假说向科学理论转化 提出假说后，就要找证据，以证据来判断、提出假说后，就要找证据，以证据来判断、来说明自己假说的来说明自己假说的“正确正确”和和“真实真实”。故。故假说作为工具来揭示新的事实，而不应将其假说作为工具来揭示新的事实，而不应将其视为自身的终结。视为自身的终结。 假说提出之后，前验评价必须应用演绎逻辑，假说提出之后，前验

15、评价必须应用演绎逻辑，推导出若干结论或推论；前验评价是在一系推导出若干结论或推论；前验评价是在一系列的实验、抽象的或数学的方程上搭建起来列的实验、抽象的或数学的方程上搭建起来的。的。 比较这些结论和陈述，分析其逻辑关系。判比较这些结论和陈述，分析其逻辑关系。判定理论是否严谨，是否自相矛盾。定理论是否严谨，是否自相矛盾。科学假说与科学理论我国古代做学问的方法中庸中庸一篇第一篇第2020章最后三段：章最后三段： “博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。之。” “博学知识，详问原由，慎密思考，辨论明博学知识，详问原由，慎密思考，辨论明理，实践笃行。理，实践笃行。

16、” 学、问、思、辨、行学、问、思、辨、行中庸中庸传授研究学传授研究学问之道。问之道。科学假说与科学理论 “学学”是是观察自然现象、观察自然现象、广泛地学习各种广泛地学习各种知识知识等，以等，以获取信息，即框图上的线索获取信息，即框图上的线索（文献资料）（文献资料） “问问”是详尽细密地询问事物的原由，是详尽细密地询问事物的原由，发现问题和提出问题，即框图上的疑难问发现问题和提出问题，即框图上的疑难问题的提出；题的提出； “思思”是谨慎思考解决问题的方案和途是谨慎思考解决问题的方案和途径，即框图上的突破口和假说；径，即框图上的突破口和假说； “辨辨”是运用思辨方法进行推论，以证是运用思辨方法进行

17、推论，以证明自己方案和途径的正确，即框图上的假明自己方案和途径的正确，即框图上的假说涵义的展开，说涵义的展开，实验验证，实验验证，尝试性解决等；尝试性解决等； “行行”是实践检验直到有是实践检验直到有确实的结果。确实的结果。即框图上排除错误、实践检验从而得到确即框图上排除错误、实践检验从而得到确证。证。科学假说与科学理论古今治学之比较 线索线索突破口突破口假说（假设）假说（假设）前验评价（假说前验评价（假说含义的展开）含义的展开）后验评价（排除后验评价（排除错误、确证、实错误、确证、实 践检验）践检验）问题的解问题的解决（新问决（新问题的出现）题的出现）疑难问题的疑难问题的提出提出疑问（疑疑问

18、（疑难问题的难问题的由来）由来）假说的假说的修正修正博学之博学之审问之审问之慎思之慎思之明辨之明辨之笃行之笃行之科学假说与科学理论第二节第二节 科学理论的结构与功能科学理论的结构与功能 一、科学理论的结构一、科学理论的结构 科学理论是在观察与实验的基础上，科学理论是在观察与实验的基础上，运用理性的方法整理感性材料，从而运用理性的方法整理感性材料，从而形成与发展起来的。形成与发展起来的。 1. 科学理论（科学理论（scientific theory）：）：经过实验检验的系统化了的科学知识经过实验检验的系统化了的科学知识体系。科学理论由科学概念、原理以体系。科学理论由科学概念、原理以及由这些概念、

19、原理推演出来的逻辑及由这些概念、原理推演出来的逻辑结论（具体的规律和预见）组成。结论（具体的规律和预见）组成。科学假说与科学理论科学假说与科学理论2.科学理论的完整形态包括科学理论的完整形态包括 （1 1）事实）事实 （2 2）概念）概念科学理论的支撑点、逻科学理论的支撑点、逻辑出发点；辑出发点； （3 3）定律和原理）定律和原理理论的内容和或理论的内容和或主体；主体； （4 4）逻辑演绎系统）逻辑演绎系统执行理论的解执行理论的解释和预见功能释和预见功能。 （5）结论）结论科学假说与科学理论3.科学理论的建构科学理论的建构 科学理论科学理论作为一种系统化的知识体作为一种系统化的知识体系，其结构

20、特征首先反应在由基本概念、系，其结构特征首先反应在由基本概念、基本原理或定律、科学推论所构成的逻基本原理或定律、科学推论所构成的逻辑体系结构之中。公理化方法被认为是辑体系结构之中。公理化方法被认为是表述科学理论最完美、最典范的方法。表述科学理论最完美、最典范的方法。科学假说与科学理论 （1 1）公理化方法：从尽可能少的基本概念、公理、公式出）公理化方法：从尽可能少的基本概念、公理、公式出发，运用演绎推理规则，推导出一系列的命题和定律，从而建发，运用演绎推理规则，推导出一系列的命题和定律，从而建立整个理论体系的方法。立整个理论体系的方法。科学假说与科学理论 （2）由公理化方法得到的逻辑演绎体系称

21、为公理化系统。建由公理化方法得到的逻辑演绎体系称为公理化系统。建立公理化系统的一般程序：立公理化系统的一般程序： 科学假说与科学理论 （3 3）对于选择的公理还要遵循：无矛）对于选择的公理还要遵循：无矛盾性、完备性、独立性的原则、逻辑与盾性、完备性、独立性的原则、逻辑与历史相统一的方法。历史相统一的方法。 逻辑与客观事物的发展相一致。逻辑与客观事物的发展相一致。 逻辑与认识程序相一致。逻辑与认识程序相一致。科学假说与科学理论二、科学理论的解释功能 科学理论的逻辑结构决定了科学理论的解释科学理论的逻辑结构决定了科学理论的解释功能。功能。 解释功能：对原型的摹写、样本解释功能：对原型的摹写、样本,

22、 应与其实验应与其实验基础相符基础相符,能借此对原型、观测和实验的结果能借此对原型、观测和实验的结果做出科学解释。（例如，做出科学解释。（例如，DNA双螺旋结构模双螺旋结构模型可用于解释遗传现象。）型可用于解释遗传现象。） 解释解释客观性、说理性、排除随意性客观性、说理性、排除随意性 导出定律导出定律对经验事实的理解和解释对经验事实的理解和解释 科学假说与科学理论三、科学理论的预见功能 预见功能：对客体绝对化纯粹化后的预见功能：对客体绝对化纯粹化后的产物产物,往往可以超越现实条件往往可以超越现实条件,揭示研究揭示研究对象在理想条件下可能出现的情况。对象在理想条件下可能出现的情况。 对尚未发现而早已存在的事物或现象的对尚未发现而早已存在的事物或现象的预见。预见。 对未来要发生的现象所作的预见。对未来要发生的现象所作的预见。 科学假说与科学理论科学假说与科学理论第三节第三节 科学理论的评价科学理论的评价 一、科学理论评价中的经验论一、科学理论评价中的经验论 近现代科学从中世纪的哲学思辨中独立出近现代科学从中世纪的哲学思辨中独立出来，特别重视对经验世界的实验研究。来，特别重视对经验世界的实验研究。 “我要直接以简单的感官知觉为起点，另我要直接以简单的感官知觉为起点，