講科學(xué)假說與理論

第6講

科學(xué)假說與科學(xué)理論劉金玉16十月2024第6講科學(xué)假說與科學(xué)理論科學(xué)假說的規(guī)定性假說的建立假說的檢驗科學(xué)理論的規(guī)定性理論的構(gòu)造方法理論的評價2024/10/162第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗科學(xué)假說的規(guī)定性假說：根據(jù)已知的科學(xué)事實和科學(xué)原理，對所研究的自然現(xiàn)象及其規(guī)律性提出的一種假定性推測和說明，是自然科學(xué)理論思維的一種重要形式。來源：1，無法解釋的新事實

2，理論外推到新范圍

3，新舊事實之間的矛盾2024/10/163第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗假說的結(jié)構(gòu)1，事實基礎(chǔ)2，理論背景3，對現(xiàn)象本質(zhì)的猜測4

,由猜測推演出的預(yù)言和預(yù)見2024/10/164第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗科學(xué)假說的特征1，科學(xué)性：建立在事實和理論背景上2，假定性：對未知機制的猜測3，易變性：根據(jù)新的知識不斷調(diào)整、修改甚至替換更新。4，可檢驗性：假說必須能與實驗結(jié)果發(fā)生邏輯聯(lián)系。2024/10/165第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗科學(xué)假說的作用：1，在尚無足夠知識的情況下，假說可以提供一個整合現(xiàn)有相關(guān)知識的“晶核”，為科學(xué)研究提供聚焦點，加速新知識的產(chǎn)生，是通向科學(xué)理論的橋梁和中介。2，指導(dǎo)實驗的設(shè)計和規(guī)劃3，不同假說的爭鳴，互相批判，互相補充，激發(fā)研究者的創(chuàng)造性。2024/10/166第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗恩格斯如是說:只要自然科學(xué)在思維著，它的發(fā)展形式就是假說。一個新的事實被觀察到了，它使得過去用來說明和它同類的事實的方式不中用了。從這一瞬間起，就需要新的說明方式了——它最初僅僅以有限數(shù)量的事實和觀察為基礎(chǔ)。進一步的觀察材料會使這些假說純化，取消一些，修正一些，直到最后純粹地構(gòu)成定律。如果要等待構(gòu)成定律的材料純粹化起來，那么，這就是在此以前要把運用思維的研究停下來，而定律就永遠不會出現(xiàn)。2024/10/167第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗創(chuàng)立假說必須遵循的原則1，解釋性：假說能解釋相關(guān)現(xiàn)象2，對應(yīng)性：與現(xiàn)有的知識和理論兼容3，簡單性：具有邏輯上的簡單性4，可檢驗性：可以用假說所解釋的現(xiàn)象之外的現(xiàn)象檢驗，即可以獨立檢驗。2024/10/168第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗科學(xué)解釋的類型因果解釋：決定性過程——這種解釋試圖找出制約某種現(xiàn)象發(fā)生、某種經(jīng)驗規(guī)律存在的原因概率解釋：隨機性過程——例如，在量子力學(xué)中，波動方程在一定的外部條件(邊界條件)下，對于涉及子客體(如電子)行為的概率給出確切的描述，這是一種概率解釋，但決不是真理性沒有把握的解釋2024/10/169第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗結(jié)構(gòu)解釋：系統(tǒng)成分之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系——例如，在物理化學(xué)中，常常通過揭示結(jié)晶、高分子；分子、原子等等的結(jié)構(gòu)，來說明物質(zhì)的許多物理、化學(xué)屬性(如硬度、彈性、化學(xué)活性、原子價等等)。

2024/10/1610第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗功能解釋：系統(tǒng)成分之間的功能關(guān)系。這也是系統(tǒng)分析的重要方面。功能解釋把系統(tǒng)的某個因素(成分、器官)看作整個系統(tǒng)正常功能的必要條件，通過闡明由這個因素所實現(xiàn)的功能，幫助人們增加對系統(tǒng)總體的認識。——例如，在商品生產(chǎn)中，對市場調(diào)節(jié)的分析，有助于揭示實現(xiàn)商品生產(chǎn)的必要條件。在生物學(xué)中，對氧氣交換的分析，有助于揭示生命存在的必要條件。2024/10/1611第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗起源解釋：系統(tǒng)的演化過程。把起源解釋作為科學(xué)解釋的一種獨立類型，其根據(jù)是發(fā)展原則和邏輯與歷史一致的原則?！绾阈茄莼瘜W(xué)說是通過星際彌漫物質(zhì)-星云-主序星-紅巨星-白矮星-黑矮星等系統(tǒng)之間的嬗替，闡明天體起源的規(guī)律性。這種解釋類型，只有當對歷史形態(tài)和具體歷史條件的研究成為解釋的必要成分時，才有意義。2024/10/1612第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗判斷假說解釋能力的標準1、看假說推論的數(shù)量和種類2、看假說應(yīng)付反常的能力3、看假說的局部解釋能力2024/10/1613第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗假說的對應(yīng)性在原有理論適用的范圍內(nèi)，新假說肯定原有理論的經(jīng)驗結(jié)果。新假說應(yīng)界定原有理論的適用范圍，并解釋其相對的正確性，將其作為特例或極限形式包容于自身。新假說應(yīng)超出原有理論的范圍，擴展人類的認識空間，提出新的經(jīng)驗預(yù)見。2024/10/1614第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗假說的簡單性要求假說盡可能具有邏輯上的簡單性，即它所包含的初始假定或公理最少，而又盡可能很好的符合客觀對象。2024/10/1615第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗簡單性原則簡單性原則最著名的表述者，是14世紀唯名論學(xué)家奧卡姆的維廉。奧卡姆以不見于他本人著作中的一句格言而享有盛名，這句格言獲得了“奧卡姆的剃刀”這一稱號。這句格言說：“如無必要，勿增實體?！边@也就是說，在某一門科學(xué)里，如能不以這種或那種假設(shè)的實體來解釋某一事物，人們就沒有理由去假設(shè)它。英國現(xiàn)代著名哲學(xué)家羅素在評論“奧卡姆的剃刀”時說：“我自己覺得這在邏輯分析中是一項最有成效的原則?！?024/10/1616第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗可檢驗性可檢驗性實現(xiàn)的機制：假說提出或從假說中推導(dǎo)出新的可以在實驗中進行檢驗的預(yù)言。如果一個假說只能解釋它試圖解釋的事實之外，不能作出任何新的預(yù)言，那實際上就不具備可檢驗性。2024/10/1617第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗假說檢驗的方法1，邏輯分析（理論檢驗）——輔助手段邏輯分析的意義：篩選作用：概念應(yīng)具簡單性、精確性、明晰性等假說自身不應(yīng)存在矛盾，假說不應(yīng)與其他理論存在矛盾。在假說與經(jīng)驗事實之間建立更加明晰的關(guān)系，推出科學(xué)預(yù)見。2024/10/1618第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗2，實踐檢驗——基本手段直接檢驗間接檢驗從假說推導(dǎo)出觀察事件的陳述即檢驗蘊涵。進行觀察實驗獲取觀察事實，并檢查假說的檢驗蘊涵與觀察事實是否相符。作出檢驗論證。2024/10/1619第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗問題：當假說的檢驗蘊涵與觀察事實相（不）符時，該假說為真（假）？2024/10/1620第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗假說檢驗的討論1,證實的邏輯困難：A,全稱判斷無法用單稱判斷的經(jīng)驗證實B,肯定后件推理的邏輯謬誤例：“光線是走直線的”“凡物體都會熱脹冷縮，”H→IH→IIIH（為真）？H被確診2024/10/1621第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗實踐檢驗不能證實一個假說，那么它還有什么作用呢?雖然從檢驗蘊涵被證實不能得出假說被完全證實了的結(jié)論，但這樣的實踐檢驗還是非常必要和十分有意義的。假說的一個檢驗蘊涵被證實，我們就獲得一個證據(jù)，在一定程度上支持和確認了這個假說。這樣的證據(jù)越多，則該假說可接受的程度就越高。被證實的檢驗蘊涵的數(shù)目越多，假說為真的可能性就越大，有人用“確證度”這個概念來表示這種驗證的結(jié)果。2024/10/1622第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗2,證偽的邏輯困難：A，存在陳述無法證偽B，實驗、事實可錯C，輔助性假說可錯如：“重物比輕物先落下”“凡天鵝皆白”2024/10/1623第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗

H→I?I?H?總之，證偽也是一個復(fù)雜的過程。當檢驗蘊涵與觀察實驗結(jié)果不相符時，不能唯一地得出假說被證偽了的結(jié)論。輔助性假說和觀察、實驗也是要被懷疑和被審查的。觀察實驗的結(jié)果與檢驗蘊涵不一致，有可能是輔助性假說或觀察實驗的錯誤造成的，所以不能簡單地認為，假說已經(jīng)被駁倒了。2024/10/1624第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗特設(shè)性假說特設(shè)性假說：為了保護某一理論特別提出的無法獨立檢驗的假說。特設(shè)性假說的提出使得理論或假說受到過度保護，無法接受經(jīng)驗檢驗，從而導(dǎo)致理論的退化，喪失科學(xué)性。2024/10/1625第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗什么是判決性實驗？在對立的兩個假說之間，設(shè)計一個或一組觀測或?qū)嶒瀬頇z驗?zāi)囊粋€具有正確性，或更確切地說，哪一個具有預(yù)見性。（如：麥克爾遜－莫雷實驗是以太假說的判決實驗）2024/10/1626第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗判決性實驗的存在性與意義A,判決性實驗的歷史意義及其歷史局限性科學(xué)史上判決性實驗常常是科學(xué)理論確立的最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，提供最多最重要的科學(xué)知識，確定科學(xué)研究的方向。但判決性實驗是相對的，其意義可能有多種解讀方式；判決性可能是事后賦予的。2024/10/1627第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗B,絕對的判決性實驗在邏輯上無法成立科學(xué)知識和活動的整體性和歷史性，使得不可能通過一組實驗決定性地肯定或否定某一假說。C,判決性實驗的心理學(xué)和社會學(xué)意義判決性實驗影響了科學(xué)共同體的心理取向和游戲規(guī)則。2024/10/1628第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗實驗檢驗的雙重性確定性：在特定的知識和社會背景下，可以重復(fù)的科學(xué)觀察和實驗是確定的，對于相互競爭的假說的支持和批判也是確定的。不確定性：科學(xué)觀察和實驗結(jié)果在科學(xué)發(fā)展的歷史過程中是不斷演變的，實驗和觀測結(jié)果與假說的邏輯關(guān)系也是可以重新解釋的。實驗與假說關(guān)系的兩重性，揭示了科學(xué)發(fā)展的絕對性和相對性的統(tǒng)一。2024/10/1629第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗討論？假說既不能被證實也不能被證偽？2024/10/1630第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗否！因為？首先，由假說所推出的事實，其份量并不都是相同的。雖然一般地說，不能由個別或有限事實的被檢驗為真，就得出假說為真的結(jié)論。但如有的事實，特別是有的重要科學(xué)預(yù)見，它的份量特別重，富有代表性，具有普遍意義。如果這類事實被檢驗為真，那就應(yīng)該說這個假說在相當程度上被證實了。如1919年愛丁頓對日全蝕的觀測結(jié)果，就可以說在很大程度上證實了廣義相對論。2024/10/1631第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗其次，由實驗結(jié)果的真來說明所賴以推出的假說為真，也并不是單純的類比和歸納論證，而總同時要結(jié)合分析。歸納結(jié)合分析，就可以同時揭示其內(nèi)部的機制和規(guī)律性，那么，只要幾個以至一個事例，這種分析結(jié)果被證實，就能說明所有類似情況下必然發(fā)生的事情。2024/10/1632第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗

如：氯奎可以治療瘧疾，這個結(jié)論如果只是從許多病人服用氯奎而治愈的經(jīng)驗而作出普遍性結(jié)論，那是以特殊性來說明普遍性，是缺乏必然性的邏輯根據(jù)的。但如分析了一定量氯奎怎樣作用于寄生在人體血細胞中的瘧原蟲，而破壞了原蟲正常新陳代謝過程，從而必然引起原蟲的死滅。只要這個分析結(jié)果被證實（如在取血檢驗中用顯微鏡直接觀察到原蟲發(fā)育周期的被打亂）那么，氯奎可治瘧疾的普遍性命題就被證實了。2024/10/1633第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗第三，由于假說本身是有結(jié)構(gòu)和相互聯(lián)系的，因此，抽象地看，不管有多少反例，該假說的維護者也總歸可以通過增補一些輔助假說來為其辨護而免受被證偽。但是，任何假說都不是孤立存在的，而總是有許多假說與之并存。在這種情況下，那確證度高，證偽率低，出現(xiàn)了反例可被消除以至可由此作出預(yù)見的假說就會戰(zhàn)勝那些確證度低，證偽率高，一再出現(xiàn)反例而又難以被一再增補的輔助假說所消除的假說而被證實。反之就被證偽。2024/10/1634第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗最后，實踐作為檢驗真理的標準，不只是絕對的，同時也是相對的。因為實踐是歷史的，發(fā)展的，每一歷史階段的實踐都有局限性。一定歷史階段的實踐不能完全證實或者駁倒一切的認識。某個歷史階段的實踐所證實的某種認識的正確性，也是有限的，超出這個限度就未必是正確的。2024/10/1635第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗科學(xué)理論科學(xué)理論：經(jīng)過實踐檢驗的系統(tǒng)化了的科學(xué)知識體系；由科學(xué)概念、科學(xué)原理、輔助假說和科學(xué)推論所組成的邏輯體系。2024/10/1636第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗科學(xué)理論的特征：1，客觀真理性：得到驗證事實基礎(chǔ)理論解釋預(yù)見2024/10/1637第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗2，普遍性：揭示某一領(lǐng)域現(xiàn)象的共同本質(zhì)，能解釋復(fù)雜多樣的現(xiàn)象3，系統(tǒng)性：自然知識的有機整合4，邏輯性：理論體系具備演繹的邏輯結(jié)構(gòu)，內(nèi)部保持真值傳遞，具有體系的完備性。2024/10/1638第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)1，基本概念：基本的出發(fā)點2，基本原理：主要成分，核心內(nèi)容。建立在基本概念（及相關(guān)判斷、推理）基礎(chǔ)上的假說——演繹體系。3，輔助假說：保護性知識4，科學(xué)推論：預(yù)見、應(yīng)用2024/10/1639第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗建立理論體系的方法1,公理化方法典型：歐幾里德幾何學(xué)、阿基米德靜力學(xué)理論體系、牛頓力學(xué)……公理化體系的基本條件：

A，一致性B，完備性C，獨立性2024/10/1640第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗用嚴格的數(shù)學(xué)證明了任何一個公理體系不可能既一致，又完備。任何一個公理體系都只是人類認識辨證發(fā)展過程的一個階段，其真理性都是相對的、有前提的、有條件的。2024/10/1641第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗建立理論體系的方法2,從抽象概念綜合為思維具體的方法典型：達爾文進化論、門捷列夫周期律3,歷史與邏輯相統(tǒng)一的方法典型：經(jīng)典電磁學(xué)。2024/10/1642第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗理論的評價科學(xué)理論評價是關(guān)于人們?nèi)绾谓邮芎瓦x擇理論的問題。評價標準：A.理論的經(jīng)驗證據(jù)標準。一個理論是否可以被接受，可接受程度有多高，要看它有沒有獲得經(jīng)驗事實證據(jù)的支持，還要看支持它的事實證據(jù)的數(shù)量和質(zhì)量。2024/10/1643第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗B.理論的功能標準?？茖W(xué)理論具有解釋和預(yù)見兩種功能，它不僅能解釋已知的自然現(xiàn)象，還能預(yù)見一些目前尚未觀察到的自然現(xiàn)象。通常解釋力和預(yù)見力大的理論被認為是好的理論。2024/10/1644第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗C.理論的結(jié)構(gòu)標準?？茖W(xué)理論評價的理論結(jié)構(gòu)標準要求理論內(nèi)部具有簡單性和邏輯自洽性。2024/10/1645第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗D.理論與背景知識的協(xié)調(diào)性標準。一個新理論應(yīng)與已經(jīng)得到確證并且被普遍接受的科學(xué)理論相一致，如果它與這些背景知識不協(xié)調(diào)，它的可信程度就差一些。人體特異功能的一些理論與實踐，為什么不為人們普遍接受，是因為它與物理學(xué)原理有沖突。2024/10/1646第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗E.審美標準。傳統(tǒng)觀點認為科學(xué)理論必須首先接受實踐檢驗。但美學(xué)標準及實用標準有時也會占據(jù)主導(dǎo)地位。如DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)當時就是由于其形式、結(jié)構(gòu)給人以美的享受而站穩(wěn)腳跟的。愛因斯坦推崇這種思想：凡在數(shù)學(xué)上是美的，在描述基本物理學(xué)方面就很可能是有價值的。2024/10/1647第6講--科學(xué)假說與科學(xué)實驗科學(xué)理論評價標準：1、理論評價的標準：經(jīng)驗論與整體論。經(jīng)驗論以經(jīng)驗事實為科學(xué)理論評價的出發(fā)點，把經(jīng)驗的證實或經(jīng)驗的證偽作為科學(xué)與非科