科学方法论-2014-4-提出科学假说和建立科学理论的方法研究

提出科学假说和建立

科学理论的方法康仕慧山西高校科哲中心2科学结论生物学家：人是由猿进化来的。宇宙学家：宇宙始终在膨胀。物理学家：一切物质都遵循万有引力定律。科学家为何会做出这样的断言呢？——答案是：科学家们是通过推理或推论确信上述结论的。科学推理的本质是什么？对于科学家们所作的推论我们应当持有多大的信任度？31、演绎推理2、归纳推理3、归纳难题4、最佳说明推理提出科学假说和建立

科学理论的方法4演绎推理全部的中国人都是勤劳的。张三是一个中国人。———————————因此，张三是勤劳的。演绎推理：假如前提为真，那么结论确定也为真。推理的前提必定导致结论。特点：从一般原理推出个别结论5演绎推理凡人皆有死。（大前提）爱因斯坦是人。（小前提）———————————因此，爱因斯坦终是有死的。（结论）演绎推理：假如前提为真，推理正确遵循逻辑规则，那么结论确定也为真。特点：结论不会含有比前提中更多的信息。既然知道凡人皆有死而爱因斯坦是人，那么爱因斯坦终是有死的信息就已在前提中出现。6演绎推理全部的猫都有5条腿。朵朵是我的猫。———————————因此，朵朵有5条腿。这是一个完全有效的演绎推理，明显，仅靠逻辑并不能发觉自然界的真，也建立不起科学理论。那么，科学定律是如何推导出来的呢？7归纳推理金属受热时会膨胀。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8归纳推理扩展推理——结论中所含信息多于前提中所蕴含的。可以由干脆阅历获知的前提推出未知的结论，即尚未视察到或阅历过的结论。可以从描述视察到的特殊事务起先，到预言将来（或追溯过去）的更多的特殊事务为止。这种推理（特殊是在科学探讨中）往往是从描述视察到的特殊事务起先，到概括大量的与其相像而又未视察到的特殊事务为止，这些事务可以发生在过去、现在或将来。9归纳推理扩展推理——结论中所含信息多于前提中所蕴含的。从已知特殊到未知特殊推断从特殊到一般归纳10归纳推理盒子里前五个鸡蛋坏了。全部鸡蛋上标明的保质日期都相同。———————————因此，第六个鸡蛋也将是坏的。归纳推理：假如前提为真，那么结论不确定也为真。推理的前提并不必定导致结论。归纳推理：从关于某对象已被检验的前提推论到关于该对象的未被检验的结论。特点：从个别事实推演出一般原理。11日常生活中的归纳推理迄今为止，我的电脑在打开时都不曾爆炸。———————————因此，我的电脑在此时打开时将不会爆炸。

该推论是归纳的，不是演绎的。因为推理的前提并不必定得出结论。我的电脑此时爆炸在逻辑上可能的，即使这在以前从来没有发生过。12迄今为止，天下雨地面就会湿。———————————因此，天一下雨地面就会是湿的。

该推论是归纳的，不是演绎的。因为推理的前提并不必定得出结论。天此时下雨但地面并没有湿在逻辑上可能的，即使这在以前从来没有发生过。日常生活中的归纳推理13迄今为止，太阳始终东升西落。———————————因此，明天太阳也将东升西落。

该推论是归纳的，不是演绎的。因为推理的前提并不必定得出结论。明天太阳从西边升起在逻辑上可能的，即使这在以前从来没有发生过。日常生活中的归纳推理14迄今为止，小丽一哭奶奶就给她零花钱。———————————因此，现在小丽一哭奶奶也将给她零花钱。

该推论是归纳的，不是演绎的。因为推理的前提并不必定得出结论。奶奶现在不给小丽零花钱在逻辑上可能的，即使这在以前从来没有发生过。日常生活中的归纳推理15迄今为止，人都会死去。———————————因此，全部的人将来也都会死去。

该推论是归纳的，不是演绎的。因为推理的前提并不必定得出结论。人长生不老在逻辑上可能的，即使这在阅历上看似显得荒谬。日常生活中的归纳推理16遗传学家告知我们唐氏综合症患者具有一条多余的染色体——他们拥有47条而不是常人的46条。他们是如何发觉的呢？迄今为止，全部被检验的唐氏综合症患者都有47条染色体。———————————因此，全部的唐氏综合症患者（包括尚未进行检验的）都有47条染色体。科学中的归纳推理17牛顿的万有引力原理：宇宙中的每一个物体都会对任一其他物体产生引力作用。很明显，牛顿并没有通过检验宇宙中的每一物体来得出这确定律。那么他是如何发觉的呢？行星和太阳以及地球表面旁边各种运动的物体适用这个定律。———————————因此，该定律对全部的物体都适用。科学中的归纳推理18报纸或媒体评论说科学家已经“通过试验证明”基因改良的玉米对人体是平安的。科学家已经对大量的人测试了这一种玉米，迄今为止，没有一个人产生不良反应。———————————因此，基因改良的玉米恒久是平安的。这种玉米对于被检验过的人没有任何坏处。———————————这种玉米对于任何人都没有坏处。科学中的归纳推理19《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，说与诗人细致吟。归纳推理的不行靠20寓言故事：有一只公鸡早上醒来打鸣，它每次打鸣时，太阳就升起来了。因此，它特别骄傲，以为自己可以使太阳升起来，所以它每天早上总是按时起来打鸣。例子2：公鸡打鸣21以对一种疾病新疫苗的试验为例。这一疫苗可在几个试验中都证明有效，但我们仍不敢断言将来也会有效。在1943和1945两年美国大规模试验中起到很好预防作用的流感疫苗，在1947年流感再次流行时却无效。缘由在于：1947年的流感病毒菌株不同于1943年和1945年引起流感的流感病毒菌株。例子3：流感疫苗22这不是一个一般的火鸡，这是一只会思索的火鸡，而且它是一个卓越的归纳主义者，它会用归纳的方式来思索。这只会思索的火鸡有一个重大发觉：每天上午9点钟主子总会给它喂食。但是这只火鸡是一只有思想的火鸡，它不会立刻做出结论，它就始终在搜集相关的证据，进行了大量的视察。而且它的视察是在不同的状况下进行的，比如说雨天和晴天，热天、冷天，星期三和星期四，它每天在自己的记录中都会加入新的视察和陈述，到最终它才进行归纳整理，得出结论。这个火鸡说，主子是一个特别和善好心的主子，他总是在每天上午9点钟来给我喂食。从今它就放心了，但是事情并没有像它想象的那样简洁快乐。到了圣诞节的前一天，这个主子不仅没有给它喂食而且还把它杀了，做了一顿香喷喷的火鸡大餐。通过归纳总结概括的结论，最终被无情地推翻了。例子4：罗素的火鸡23休谟的归纳问题24归纳的分类:（1）本能的归纳；（2）由对常识的思索获得的归纳；（3）通过批判性科学探讨获得的归纳。尽管归纳对获得有关阅历世界的学问特别重要，但是那种原始的归纳，并非确定能让我们获得最牢靠的学问。新的阅历会促使我们修正以前认为是没有问题的概括。比如：订正太阳绕地球运转这一常识性的概念。恒久不要确定认为我们已经驾驭了阅历学问，归纳出的学问基础远非意味着根深蒂固，进一步的阅历仍可将其动摇。目前，尚无法证明归纳不出错误。即使全部的前提均为真，都不行能证明，归纳推理是保证结论必定为真的手段。归纳问题25休谟问题大卫·休谟（DavidHume，1711-1776）“我们没有理由对那些超越我们阅历的任何对象作出任何推断”，即便是在视察到它们的“常常的或恒常的联结”之后。也就是说，并不存在从大量的视察证据达到真理的合法推理。休谟认为，我们没有任何逻辑理由去信任将来将像过去一样。26诉诸阅历的成功阅历告知我们归纳论证是成功的。我们每天都在不行避开地运用着归纳推理。信任明天太阳不从东方升起的人是惊异的。但是这种辩护本身就是一种归纳推理，也就是用归纳证明归纳，是循环论证。如何为归纳推理进行辩护？27归纳原理在场合x1成功地发挥了作用。归纳原理在场合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种归纳推理，也就是用归纳证明归纳，是循环论证。如何为归纳推理进行辩护？28增加附加前提，把归纳论证转换为演绎论证。前提一：全部已被检验的唐氏综合症患者都有47条染色体。前提二：未检验的唐氏综合症患者与已被检验的唐氏综合症患者具有相像性。（自然的齐一性假设）—————————————————————因此，全部的唐氏综合症患者都有47条染色体。但是，自然的齐一性假设本身就是一种归纳。如何为归纳推理进行辩护？29休谟的归纳问题在通常状况下，我们认为科学正是理性探究的范式。对科学家们所说的关于世界的一切，我们深信不移。每一次坐飞机旅行，我们都把自己的生命放在设计飞机的科学家的手上。但是科学却依靠着归纳，休谟的观点似乎表明归纳不行能被理性地辩护。假如休谟正确，建立科学的基础看起来就不如我们所希望的那样坚实。这种使人困惑的情形被称为休谟归纳问题。30最佳说明推理31非演绎推理：归纳迄今为止，全部验证过的x都是y。——————————————下一个将要验证的x也会是y，或者，全部的x都是y。32非演绎推理：最佳说明推理橱柜里的面包不见了，仅留下一些面包屑。昨天晚上听到了来自橱柜的嗤嗤声音。——————————————所以，面包是被老鼠吃了。前提并不必定导致结论，是非演绎推理。33非演绎推理：最佳说明推理老鼠假说保姆假说保姆偷吃后有意留下面包屑。嗤嗤的声音是水壶发出的。老鼠假说的说明更为合理，这种推理就被称为最佳说明推理。虽然我们不能确定猜想老鼠作案是对的，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的说明方式。34科学中的最佳说明推理达尔文的生物进化论马和斑马由上一级共同祖先演化而来——为解剖学的相像性供应了最佳说明。两个相互竞争的假说：最佳说明35科学和伪科学36归纳推理的缺陷科学的确证科学的证伪卡尔•波普尔（KarlR·Popper

，1902-1994）假说-演绎37科学的可证伪性标准波普尔认为科学理论的基本特征是它应具有可证伪性。可证伪性并不是说它是错的。而是说它意味着该理论能够作出一些可以用阅历进行检验的特定预料。假如这些预料被发觉是错误的，这一理论就被证伪了，或者说被否证了。一个可证伪的理论是指——它不能和每一个可能的阅历过程相容。一些所谓的科学理论是不满足这一条件的，因此根本不应当被称为科学，它们是伪科学。38不行证伪的伪科学弗洛伊德的精神分析理论。弗洛伊德的理论可以与无论怎样的阅历发觉相一样。对于患者的任何行为，弗洛伊德学派都可以找到相应的说明——他们恒久不会承认自己的理论是错的。马克思的历史理论马克思主见，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，马克思主义者并不承认马克思的理论是错的，而是会提出各种说明为之辩护。因此，马克思的理论和现有的各种社会形态相容，是不行证伪的，因而不是真正的科学。39科学的可证伪性爱因斯坦的广义相对论预料：来自遥远星球的光线会在太阳引力场的作用下发生偏转现象。验证：1919年英国天文学家爱丁顿组织的探险考察队验证了这一预料。假如事实上星光没有被太阳偏折，就表明爱因斯坦是错误的。因此，爱因斯坦的理论满足可证伪性条件。40科学的可证伪性标准合理吗？可证伪性假如阅历与预料不符，则相应的科学理论被证伪。反例：牛顿万有引力理论预料：行星在围绕太阳旋转时有特定的轨道。阅历：观测到的天王星的轨道与牛顿的预料不一样。实践：英国的亚当斯和法国的勒威耶并没有假定牛顿的理论是错的，而是假定存在另外一颗行星，最终发觉的确存在海王星。41科学的可证伪性标准合理吗？因此，可证伪性并不是确定一种理论是否是科学理论的标准。在波普尔之后，又出现了很多新的说明。42假说-演绎也涉及归纳假说的提出假说的确证/反对例子：塞麦尔维斯产妇死亡假说（1）要想提出精确的假说就要有阅历。（2）假说-演绎中用到了归纳：假定某特殊的确证视察将接着得到确证，同样某驳倒的视察将接着遭到反对。这两种假设均是接受了归纳的结果；均是接受了将来将会像现在和过去一样的结果。都涉及归纳43逻辑推理的限度“人类主要凭借机遇或其它，而不是逻辑，创建了艺术和科学。”——培根推理不能导致新发觉。推理在探讨工作中的作用不是作出事实性或者理论性的发觉，而是证明、说明并发展它们，并形成一个普遍的理论体系。科学论文VS.真实的科学探讨逻辑推理的局限性！——