科学方法论-提出科学假说和建立科学理论的方法名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件

提出科学假说和建立

科学理论方法康仕慧山西大学科哲中心第1页1科学结论生物学家：人是由猿进化来。宇宙学家：宇宙一直在膨胀。物理学家：一切物质都遵照万有引力定律。科学家为何会做出这么断言呢？——答案是：科学家们是经过推理或推论确信上述结论。科学推理本质是什么？对于科学家们所作推论我们应该持有多大信任度？第2页21、演绎推理2、归纳推理3、归纳难题4、最正确说明推理提出科学假说和建立

科学理论方法第3页3演绎和归纳全部中国人都是勤劳。张三是一个中国人。

———————————所以，张三是勤劳。演绎推理：假如前提为真，那么结论一定也为真。推理前提必定造成结论。

特点：从普通原理推出个别结论第4页4演绎和归纳全部猫都有5条腿。朵朵是我猫。

———————————所以，朵朵有5条腿。

这是一个完全有效演绎推理，显然，仅靠逻辑并不能发觉自然界真，也建立不起科学理论。那么，科学定律是怎样推导出来呢？第5页5演绎和归纳金属受热时会膨胀。酸会使石蕊试纸变成红色。

金属x1在时刻t1受热时膨胀。金属x2在时刻t2受热时膨胀。金属xn在时刻tn受热时膨胀。

———————————全部金属在受热时都膨胀。普遍命题第6页6演绎和归纳盒子里前五个鸡蛋坏了。全部鸡蛋上标明保质日期都相同。

———————————所以，第六个鸡蛋也将是坏。归纳推理：假如前提为真，那么结论不一定也为真。推理前提并无须定造成结论。归纳推理：从关于某对象已被检验前提推论到关于该对象未被检验结论。特点：从个别事实推演出普通原理。第7页7日常生活中归纳推理迄今为止，我电脑在打开时都不曾爆炸。

———————————所以，我电脑在此时打开时将不会爆炸。

该推论是归纳，不是演绎。因为推理前提并无须定得出结论。我电脑此时爆炸在逻辑上可能，即使这在以前从来没有发生过。第8页8迄今为止，天下雨地面就会湿。

———————————所以，天一下雨地面就会是湿。

该推论是归纳，不是演绎。因为推理前提并无须定得出结论。天此时下雨但地面并没有湿在逻辑上可能，即使这在以前从来没有发生过。日常生活中归纳推理第9页9迄今为止，太阳一直东升西落。

———————————所以，明天太阳也将东升西落。

该推论是归纳，不是演绎。因为推理前提并无须定得出结论。明天太阳从西边升起在逻辑上可能，即使这在以前从来没有发生过。日常生活中归纳推理第10页10迄今为止，小丽一哭奶奶就给她零花钱。

———————————所以，现在小丽一哭奶奶也将给她零花钱。

该推论是归纳，不是演绎。因为推理前提并无须定得出结论。奶奶现在不给小丽零花钱在逻辑上可能，即使这在以前从来没有发生过。日常生活中归纳推理第11页11迄今为止，人都会死去。

———————————所以，全部人未来也都会死去。

该推论是归纳，不是演绎。因为推理前提并无须定得出结论。人长生不老在逻辑上可能，即使这在经验上看似显得荒谬。日常生活中归纳推理第12页12

遗传学家告诉我们唐氏综合症患者含有一条多出染色体——他们拥有47条而不是常人46条。

他们是怎样发觉呢？迄今为止，全部被检验唐氏综合症患者都有47条染色体。

———————————所以，全部唐氏综合症患者（包含还未进行检验）都有47条染色体。科学中归纳推理第13页13

牛顿万有引力原理：宇宙中每一个物体都会对任一其它物体产生引力作用。

很显然，牛顿并没有经过检验宇宙中每一物体来得出这一定律。那么他是怎样发觉呢？行星和太阳以及地球表面附近各种运动物体适用这个定律。

———————————所以，该定律对全部物体都适用。科学中归纳推理第14页14

报纸或媒体评论说科学家已经“经过试验证实”基因改良玉米对人体是安全。科学家已经对大量人测试了这一个玉米，迄今为止，没有一个人产生不良反应。

———————————所以，基因改良玉米永远是安全。这种玉米对于被检验过人没有任何坏处。

———————————这种玉米对于任何人都没有坏处。科学中归纳推理第15页15《咏菊诗》王安石-苏东坡西风昨夜过园林，吹落黄花满地金。秋花不比春花落，说与诗人仔细吟。

归纳推理不可靠第16页16以对一个疾病新疫苗试验为例。这一疫苗可在几个试验中都证实有效，但我们仍不敢断言未来也会有效。在1943和1945两年美国大规模试验中起到很好预防作用流感疫苗，在1947年流感再次流行时却无效。

例子2：流感疫苗第17页17休谟归纳问题第18页18休谟问题大卫·休谟（DavidHume，1711-1776）“我们没有理由对那些超越我们经验任何对象作出任何推断”，即便是在观察到它们“经常或恒常联结”之后。也就是说，并不存在从大量观察证据到达真理正当推理。第19页19诉诸经验成功经验告诉我们归纳论证是成功。我们天天都在不可防止地利用着归纳推理。相信明天太阳不从东方升起人是奇怪。不过这种辩护本身就是一个归纳推理，也就是用归纳证实归纳，是循环论证。怎样为归纳推理进行辩护？第20页20归纳原理在场所x1成功地发挥了作用。归纳原理在场所x2成功地发挥了作用，等等。归纳原理总能发挥作用。这种辩护本身就是一个归纳推理，也就是用归纳证实归纳，是循环论证。怎样为归纳推理进行辩护？第21页21增加附加前提，把归纳论证转换为演绎论证。前提一：全部已被检验唐氏综合症患者都有47条染色体。前提二：未检验唐氏综合症患者与已被检验唐氏综合症患者含有相同性。（自然齐一性假设）

—————————————————————所以，全部唐氏综合症患者都有47条染色体。不过，自然齐一性假设本身就是一个归纳。怎样为归纳推理进行辩护？第22页22休谟归纳问题在通常情况下，我们认为科学正是理性探究范式。对科学家们所说关于世界一切，我们深信不移。每一次坐飞机旅行，我们都把自己生命放在设计飞机科学家手上。不过科学却依赖着归纳，休谟观点似乎表明归纳不可能被理性地辩护。假如休谟正确，建立科学基础看起来就不如我们所希望那样坚固。这种使人迷惑情形被称为休谟归纳问题。第23页23最正确说明推理第24页24非演绎推理：归纳迄今为止，全部验证过x都是y。

——————————————下一个将要验证x也会是y，或者，全部x都是y。第25页25非演绎推理：最正确说明推理橱柜里面包不见了，仅留下一些面包屑。昨天晚上听到了来自橱柜嗤嗤声音。

——————————————所以，面包是被老鼠吃了。

前提并无须定造成结论，是非演绎推理。第26页26非演绎推理：最正确说明推理老鼠假说保姆假说保姆偷吃后有意留下面包屑。嗤嗤声音是水壶发出。老鼠假说解释更为合理，这种推理就被称为最正确说明推理。即使我们不能确定猜测老鼠作案是正确，但总体来讲这个假说看起来相当合理：它是对已知事实最好解释方式。第27页27科学中最正确说明推理达尔文生物进化论马和斑马由上一级共同祖先演化而来——为解剖学相同性提供了最正确解释。两个相互竞争假说：最正确说明第28页28科学和伪科学第29页29归纳推理缺点科学确证科学证伪卡尔•波普尔（KarlR·Popper

，1902-1994）第30页30科学可证伪性标准波普尔认为科学理论基本特征是它应含有可证伪性。可证伪性并不是说它是错。而是说它意味着该理论能够作出一些能够用经验进行检验特定预测。假如这些预测被发觉是错误，这一理论就被证伪了，或者说被否证了。一个可证伪理论是指——它不能和每一个可能经验过程相容。一些所谓科学理论是不满足这一条件，所以根本不应该被称为科学，它们是伪科学。第31页31不可证伪伪科学弗洛伊德精神分析理论。弗洛伊德理论能够与不论怎样经验发觉相一致。对于患者任何行为，弗洛伊德学派都能够找到对应解释——他们永远不会认可自己理论是错。马克思历史理论马克思主张，资本主义将让位于社会主义并最终走向共产主义。当这一断言没有变成现实时，马克思主义者并不认可马克思理论是错，而是会提出各种解释为之辩护。所以，马克思理论和现有各种社会形态相容，是不可证伪，因而不是真正科学。第32页32科学可证伪性爱因斯坦广义相对论预测：来自遥远星球光线会在太阳引力场作用下发生偏转现象。验证：19英国天文学家爱丁顿组织探险考查队验证了这一预测。假如实际上星光没有被太阳偏折，就表明爱因斯坦是错误。所以，爱因斯坦理论满足可证伪性条件。第33页33科学可证伪性标准合理吗？可证伪性假如经验与预测不符，则对应科学理论被证伪。反例：牛顿万有引力理论预测：行星在围绕太阳旋转时有特定轨道。经验：观察到天王星轨道与牛顿预测不一致。实践：英国亚当斯和法国勒威耶并没有假定牛顿理论是错，而是假定存在另外一颗行星，最终发觉确实存在海王星。第34页34科学可证伪性标准合理吗？所以，可证伪性并不是决定一个理论是否是科学理论标准。在波普尔之后，又出现了许多新解释。第35页35逻辑推理程度“人类主要凭借机遇或其它，而不是逻辑，创造了艺术和科学。”——培根推