第九講科學(xué)假說與科學(xué)理論

第九講科學(xué)假說與科學(xué)理論第1頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第九講科學(xué)假說與科學(xué)理論一、科學(xué)假說二、科學(xué)理論第2頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、科學(xué)假說（一）假說的含義、特點(diǎn)和作用（二）假說的形成（三）建立假說的方法論原則（四）假說的檢驗(yàn)第3頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（一）假說的含義、特點(diǎn)和作用1、假說的含義2、假說的特點(diǎn)3、假說在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用第4頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、假說的含義科學(xué)假說：

就是根據(jù)已知的科學(xué)事實(shí)和科學(xué)原理，對(duì)未知的自然現(xiàn)象及其規(guī)律性所提出的一種假定性推測(cè)和說明。第5頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、假說的含義德國(guó)地質(zhì)學(xué)家魏格納（1880－1930）在《海陸的起源》（1915）一書中系統(tǒng)提出“大陸漂移說”。第6頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、假說的含義漂移說依據(jù)的地理發(fā)現(xiàn)事實(shí)有：相隔在大西洋兩岸的南美洲和非洲這兩塊大陸的海岸線，有著驚人的相似性和連續(xù)性，恰如一張被撕成兩塊的報(bào)紙，完全可以重新拼合起來；南美洲巴西晚石炭紀(jì)地層中所發(fā)現(xiàn)的“中龍”化石，在南非早二疊紀(jì)地層中也有發(fā)現(xiàn)；非洲的前寒武紀(jì)片麻巖高原與巴西的片麻巖高原也十分相似；在倫敦、巴黎，甚至格陵蘭都發(fā)現(xiàn)熱帶植物化石羊齒植物。第7頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、假說的含義漂移說依據(jù)的已知科學(xué)原理主要是：地球物理學(xué)所揭示的地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)等規(guī)律，以及古氣候?qū)W、古生物學(xué)、大地測(cè)量學(xué)等學(xué)科的材料。第8頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、假說的含義漂移說提出的初步假定是：大陸不是固定的，而是可以漂移的。他設(shè)想，在3億年前，地球上只有一塊大陸，即泛大陸。在它周圍是一片廣闊的海洋，稱之為泛大洋。大約在2億年前，由于天體的引力和地球自轉(zhuǎn)離心力的影響，泛大陸逐漸破裂、分離。像浮冰一樣在洋面上漂移，形成現(xiàn)代海陸分布的基本格局。第9頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、假說的含義魏格納據(jù)大陸漂移的觀點(diǎn)提出預(yù)言：大西洋兩岸的距離正在逐漸增大；格陵蘭由于繼續(xù)向西漂移，它與格林威治的經(jīng)度距離也正在增大。第10頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、假說的含義一個(gè)假說由四個(gè)基本要素構(gòu)成：（1）事實(shí)基礎(chǔ)：已知的科學(xué)事實(shí)；（2）背景理論：已知的科學(xué)原理；（3）對(duì)自然現(xiàn)象及其規(guī)律的猜測(cè)；（4）推演出的預(yù)言和預(yù)見。其中，（1）和（2）為已知，（3）和（4）為未知。第11頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、假說的含義各門科學(xué)在其發(fā)展過程中都要運(yùn)用假說。數(shù)學(xué)中：哥德巴赫猜想、費(fèi)爾馬猜想……物理學(xué)中：普朗克的能量子假說、愛因斯坦的光量子假說……化學(xué)中：拉瓦錫的氧化說、門捷列夫的化學(xué)元素周期說……天文學(xué)中：托勒密的地心說、哥白尼的日心說、大爆炸宇宙假說……地質(zhì)學(xué)中：大陸漂移說、板塊構(gòu)造說、海底擴(kuò)張說、巖石成因的火成說和水成說……生物學(xué)中：達(dá)爾文的生物進(jìn)化學(xué)說、中性突變假說……第12頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、假說的含義假說的表現(xiàn)形式多種多樣：各種模型（分子模型、原子模型、原子核模型等）；各種概念（場(chǎng)、量子、物質(zhì)波、波粒二象性等）；知識(shí)形態(tài)的假定性理論（太陽(yáng)系起源說、生命起源說、人類起源說等）。

第13頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、假說的含義假說的來源是多方面的：當(dāng)出現(xiàn)了用已知的科學(xué)理論無法解釋的新事實(shí)時(shí)，就需要提出對(duì)這些新事實(shí)的猜測(cè)性說明。當(dāng)把某一理論類推到其適用范圍之外的領(lǐng)域，對(duì)其它事物的屬性、規(guī)律性進(jìn)行猜測(cè)和設(shè)想時(shí)，就會(huì)提出新的假說。為解決新舊事實(shí)之間的矛盾而提出假說。第14頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（一）假說的含義、特點(diǎn)和作用1、假說的含義

2、假說的特點(diǎn)3、假說在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用第15頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、假說的特點(diǎn)（1）科學(xué)性科學(xué)假說是對(duì)自然現(xiàn)象及其規(guī)律的有根據(jù)的猜測(cè)。假說的科學(xué)性特點(diǎn)，使它既區(qū)別于毫無事實(shí)根據(jù)的荒誕迷信和主觀臆測(cè)，也不同于缺乏邏輯基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單猜測(cè)和隨意的幻想。

第16頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、假說的特點(diǎn)（2）推測(cè)性假說中包含著對(duì)自然現(xiàn)象及其規(guī)律的猜測(cè)、想象的成份。假說的這一特點(diǎn)，使它與經(jīng)過實(shí)踐證明了的科學(xué)理論劃清了界限。

第17頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、假說的特點(diǎn)（3）易變性對(duì)于同一自然現(xiàn)象，由于人們所占有的材料不同，看問題的角度不同，知識(shí)結(jié)構(gòu)不同，使用的方法不同等原因，而往往可以提出多種不同的假說；即使同一假說，還會(huì)隨著科學(xué)研究中的新發(fā)現(xiàn)而變化，隨著爭(zhēng)論的發(fā)展而修改。第18頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（一）假說的含義、特點(diǎn)和作用1、假說的含義

2、假說的特點(diǎn)3、假說在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用第19頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、假說在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用（1）假說可以使科學(xué)研究成為能動(dòng)的自覺活動(dòng)。

研究者可以根據(jù)假說所作出的推測(cè)來確定自己的研究方向，進(jìn)行有目的、有計(jì)劃的觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)，避免盲目性和被動(dòng)性。第20頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、假說在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用（1）假說可以使科學(xué)研究成為能動(dòng)的自覺活動(dòng)。

假說在觀察和實(shí)驗(yàn)中具有先導(dǎo)作用科學(xué)史上大多數(shù)觀察和實(shí)驗(yàn)，都是為了驗(yàn)證某種假說而安排和進(jìn)行的。

第21頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、假說在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用（1）假說可以使科學(xué)研究成為能動(dòng)的自覺活動(dòng)。

假說可以幫助研究者多快好省地進(jìn)行研究工作。假說能引導(dǎo)人們沿著假說所作出的推測(cè)和預(yù)見的方向進(jìn)行探索，排除在其它方向發(fā)展的可能性。這樣，就可以減少盲目性，少走彎路，提高科研效率。

第22頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、假說在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用（2）假說是通向科學(xué)理論的橋梁。人們根據(jù)已知的科學(xué)事實(shí)和科學(xué)理論，對(duì)未知的自然現(xiàn)象及其規(guī)律，提出一些推測(cè)性假說，并用它解釋已知的事實(shí)，預(yù)見新事實(shí)，然后安排觀察和實(shí)驗(yàn)對(duì)假說進(jìn)行檢驗(yàn)，通過檢驗(yàn)使假說不斷修正和完善，最后形成理論?？茖W(xué)就是沿著假說——理論——新假說——新理論……的途徑，不斷向前發(fā)展的。

第23頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、假說在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用（3）不同假說的爭(zhēng)鳴有利于學(xué)術(shù)繁榮。在科學(xué)研究中，在同一問題上不同假說的產(chǎn)生和存在是不可避免的，它們之間的爭(zhēng)鳴也是不可避免的。不同的假說是從不同的側(cè)面對(duì)客觀事物本質(zhì)和規(guī)律的探索，它們之間的爭(zhēng)論，有助于揭露矛盾，啟發(fā)思考，相互補(bǔ)充，有利于更全面、更深刻地揭示事物的本質(zhì)。

第24頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、科學(xué)假說（一）假說的含義、特點(diǎn)和作用（二）假說的形成（三）建立假說的方法論原則（四）假說的檢驗(yàn)第25頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）假說的形成假說的形成大致要經(jīng)歷兩個(gè)階段：（1）初始階段（2）完成階段第26頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）假說的形成（1）初始階段即從研究某個(gè)問題開始，到提出初步的假定。在此階段，研究者的主要工作是圍繞特定的問題（課題）廣泛搜集材料，并對(duì)各種材料進(jìn)行理論分析，結(jié)合已有的科學(xué)原理，通過創(chuàng)造性的思維活動(dòng)（主要是類比、歸納、想象、直覺等思維方法），對(duì)所研究的問題的本質(zhì)或規(guī)律性提出初步的假定。

第27頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）假說的形成（1）初始階段例如，法國(guó)科學(xué)家德布羅意將實(shí)物粒子與光進(jìn)行類比。他認(rèn)為，光在運(yùn)動(dòng)中有能量和質(zhì)量，實(shí)物粒子也具有能量和質(zhì)量；在幾何光學(xué)中，光的傳播遵循費(fèi)爾馬原理，走最短的路程，而在力學(xué)中，實(shí)物粒子的運(yùn)動(dòng)遵循莫培督原理，即最小作用原理，而這兩個(gè)原理的數(shù)學(xué)形式是相似的。而光具有波粒二象性，德布羅意推測(cè)：實(shí)物粒子也應(yīng)當(dāng)具有波粒二象性。于是，他提出了物質(zhì)波假說。

第28頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）假說的形成（1）初始階段又如，數(shù)學(xué)家哥德巴赫通過觀察下列事實(shí)：6=3+3，8=3+5，10=3+7=5+5，12=5+7，14=3+11=7+7，16=3+13=5+11，……且6、8、10、12、14、16是大于是的偶數(shù)。他通過歸納得出：任何一個(gè)大于4的偶數(shù)都是兩個(gè)奇素?cái)?shù)之和。這就是著名的哥德巴赫猜想。

第29頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）假說的形成（2）完成階段即從已經(jīng)確立的初步假定出發(fā)，經(jīng)過事實(shí)材料的廣泛論證，使它充實(shí)為一個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的系統(tǒng)。此階段，研究者的主要工作是以確立的初始假定為核心，一方面，運(yùn)用科學(xué)理論對(duì)其進(jìn)行論證，另一方面，是尋求經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的支持。

第30頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）假說的形成（2）完成階段尋求經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的支持，采取兩種表現(xiàn)形式：一是運(yùn)用初步假定，對(duì)已知事實(shí)作出解釋。被解釋的事實(shí)越多，支持初始假定的證據(jù)就越多。

第31頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）假說的形成魏格納從大陸漂移觀點(diǎn)出發(fā)，解釋了以下各組事實(shí)：——各個(gè)大陸塊可以像拼板玩具那樣拼合起來，大陸塊邊緣之間的吻合程度是非常高的。這是大陸漂移的幾何（形狀）拼合證據(jù)。第32頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）假說的形成魏格納從大陸漂移觀點(diǎn)出發(fā)，解釋了以下各組事實(shí)：——大西洋兩岸的古生物種（植物化石和動(dòng)物化石）幾乎是完全相同的。還有大量的古生物種屬（化石）是各大陸快都相同的。這是大陸漂移的古生物證據(jù)。

第33頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）假說的形成魏格納從大陸漂移觀點(diǎn)出發(fā)，解釋了以下各組事實(shí)：——留在巖層中的痕跡表明，在3億5千萬年前到2億5千萬年前之間，今天的北極地區(qū)曾經(jīng)一度是氣候很熱的沙漠，而今天的赤道地區(qū)，曾經(jīng)為冰川所覆蓋，這些陸塊古時(shí)所處的氣候帶與今日所處的氣候帶恰好相反。這是大陸漂移的古氣候證據(jù)。

第34頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）假說的形成魏格納從大陸漂移觀點(diǎn)出發(fā)，解釋了以下各組事實(shí)：——大西洋兩岸以及印度洋兩岸彼此相對(duì)地區(qū)的地層層序（地質(zhì)構(gòu)造）是相同的。這是大陸漂移的地質(zhì)證據(jù)。

第35頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）假說的形成（2）完成階段尋求經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的支持，采取兩種表現(xiàn)形式：另一種是對(duì)未知事實(shí)的預(yù)測(cè)，研究者根據(jù)假說的理論觀點(diǎn)，去預(yù)言未知的事實(shí)。成功地預(yù)言未知事實(shí)比成功地解釋已知事實(shí)，對(duì)于評(píng)價(jià)一個(gè)假說來說具有更重要的意義。

第36頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）假說的形成魏格納按照大陸漂移的觀點(diǎn)，預(yù)言了大西洋兩岸的距離正在逐漸增大；格陵蘭由于繼續(xù)向西漂移，它與格林威治的經(jīng)度距離也正在增大。

第37頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、科學(xué)假說（一）假說的含義、特點(diǎn)和作用（二）假說的形成（三）建立假說的方法論原則（四）假說的檢驗(yàn)第38頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（三）建立假說的方法論原則1、解釋性原則2、對(duì)應(yīng)性原則3、簡(jiǎn)單性原則4、可檢驗(yàn)原則第39頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（三）建立假說的方法論原則1、解釋性原則是指假說與已知事實(shí)的關(guān)系。假說應(yīng)與已知的經(jīng)過實(shí)踐復(fù)核的事實(shí)相符合，不僅能夠解釋個(gè)別事實(shí)，而且解釋已知的全部事實(shí)，哪怕只有一件事實(shí)與假說相矛盾，這個(gè)假說原則上就應(yīng)該被修改甚至被摒棄。第40頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（三）建立假說的方法論原則2．對(duì)應(yīng)原則

是指假說與已知科學(xué)理論的關(guān)系。一般來說，假說不應(yīng)與經(jīng)過檢驗(yàn)的科學(xué)理論相矛盾。在新假說轉(zhuǎn)化為新理論并取代舊理論時(shí)，它應(yīng)當(dāng)繼承舊理論中被實(shí)踐檢驗(yàn)過的合理內(nèi)容，并把舊理論作為特例或極限形式包含進(jìn)來。第41頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（三）建立假說的方法論原則3．簡(jiǎn)單性原則此原則要求一個(gè)好的假說要盡可能具有邏輯上的簡(jiǎn)單性。簡(jiǎn)單性的基本要求是：一是初始假設(shè)必須盡可能地少，并做到言簡(jiǎn)意賅。二是以初始假設(shè)為前提的演繹推理要盡可能地系統(tǒng)化、簡(jiǎn)單化、精確化，并且，各相關(guān)部分要自洽。

第42頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（三）建立假說的方法論原則“奧卡姆剃刀”:

奧卡姆的威廉曾經(jīng)主張把簡(jiǎn)單性作為形成概念和建立理論的標(biāo)準(zhǔn)。他認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)淘汰多余的概念，在說明某類現(xiàn)象的多種理論中應(yīng)當(dāng)選擇更簡(jiǎn)單的。愛因斯坦認(rèn)為，科學(xué)的偉大目標(biāo)，就是“要從盡可能少的假設(shè)或者公理出發(fā)，通過邏輯的演繹，概括盡可能多的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)?！?/p>

第43頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（三）建立假說的方法論原則4．可檢驗(yàn)性原則這是保證假說的科學(xué)性的一個(gè)基本條件。提出的假說必須能用觀察、實(shí)驗(yàn)加以檢驗(yàn)，從而能夠判定它的真?zhèn)巍?/p>

第44頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、科學(xué)假說（一）假說的含義、特點(diǎn)和作用（二）假說的形成（三）建立假說的方法論原則（四）假說的檢驗(yàn)第45頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）假說的檢驗(yàn)檢驗(yàn)一般包括兩個(gè)方面或兩個(gè)步驟：1、邏輯檢驗(yàn)2、實(shí)踐檢驗(yàn)第46頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）假說的檢驗(yàn)1、邏輯檢驗(yàn)即對(duì)假說進(jìn)行邏輯分析，并從假說的基本觀點(diǎn)出發(fā)引伸出有關(guān)事實(shí)的結(jié)論。邏輯分析主要是分析假說在邏輯上的合理性，以達(dá)到對(duì)假說進(jìn)行初步篩選的目的。

第47頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）假說的檢驗(yàn)1、邏輯檢驗(yàn)邏輯分析主要包括：（1）分析假說中的概念是否具有精確性、明晰性與簡(jiǎn)單性；（2）分析假說在邏輯結(jié)構(gòu)上是否具有一致性；（3）分析假說是否得到已有的科學(xué)理論與科學(xué)事實(shí)的支持；（4）分析假說與同一問題上其它假說或理論相比較，在基本假設(shè)上是否更簡(jiǎn)單明了……

第48頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）假說的檢驗(yàn)1、邏輯檢驗(yàn)從假說基本觀點(diǎn)出發(fā)引伸出有關(guān)事實(shí)的結(jié)論，需要運(yùn)用演繹推理方法。這一步驟可用公式表示為：

如果H且H’，則C。這里，H表示假說的基本觀點(diǎn)，H’表示背景知識(shí)（理論），C表示可供檢驗(yàn)的關(guān)于事實(shí)的結(jié)論（命題）。C可以是需要解釋的已知事實(shí)，也可以是對(duì)未知事實(shí)的預(yù)見。

德布羅意第49頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）假說的檢驗(yàn)2．實(shí)踐檢驗(yàn)即是通過觀察和實(shí)驗(yàn)對(duì)從假說中引伸出的結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證。丹皮爾指出：“根據(jù)事實(shí)形成一個(gè)初步的假說……然后再用數(shù)學(xué)的或邏輯的推理演繹出實(shí)際的結(jié)論，并用觀察或?qū)嶒?yàn)加以檢驗(yàn)?！绻f……不但符合于最初的事實(shí)，而且符合于為了檢驗(yàn)這個(gè)假說而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的一切結(jié)果。這個(gè)假說于是可升格到理論的地位?！?/p>

第50頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）假說的檢驗(yàn)3．假說的證實(shí)與證偽科學(xué)實(shí)踐作為檢驗(yàn)假說的標(biāo)準(zhǔn)，一般地說，既能證實(shí)假說也能證偽假說。但是，在實(shí)際的檢驗(yàn)過程中，無論是證實(shí)假說，還是證偽假說，都是非常復(fù)雜的過程。

“實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)實(shí)質(zhì)上決不能完全地證實(shí)或駁倒人類的任何表象。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)也是這樣的‘不確定’，以便不至于使人的知識(shí)變成‘絕對(duì)’，同時(shí)它又是那樣的確定，以便同唯心主義和不可知論的一切變種進(jìn)行無情的斗爭(zhēng)?！?/p>

——列寧第51頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）假說的檢驗(yàn)證實(shí)假說是極其復(fù)雜的首先，從一個(gè)全稱判斷所演繹出的接受檢驗(yàn)的結(jié)論在數(shù)量上是無限的，其中部分結(jié)論與觀測(cè)事實(shí)的相符，只是為該假說提供了辯護(hù)和支持，還不能說完全證實(shí)了這一假說，因而通常稱為確證。

赫茲第52頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）假說的檢驗(yàn)證實(shí)假說是極其復(fù)雜的其次，在假說檢驗(yàn)過程中所使用的推理形式在邏輯上不具有必然性。

假說的證實(shí)過程可表示為如下推理形式：

如果H且H’，那么C

已知C

所以，H且H’。

這是通過證實(shí)后件(即推論)為真，從而證實(shí)前件(假設(shè))為真的方法，在邏輯上這種方法的保真性是沒有保證的。證實(shí)后件為真，前件可能為真，也可能為假。第53頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）假說的檢驗(yàn)證實(shí)假說是極其復(fù)雜的為了證實(shí)一個(gè)假說，人們往往需要從假說中引伸出一系列關(guān)于事實(shí)的命題Cn(n=1，2……)。支持假說的事實(shí)越多，假說得到確證的程度越高。不同的事實(shí)對(duì)假說的支持程度不同，確證的程度也不同。（1）如果從假說中推出的是關(guān)于已知事實(shí)的命題，這種事實(shí)只能給予假說一般性支持，對(duì)假說做出一般性的檢驗(yàn)。第54頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）假說的檢驗(yàn)證實(shí)假說是極其復(fù)雜的不同的事實(shí)對(duì)假說的支持程度不同，確證的程度也不同。（2）如果假說能預(yù)見未知的新事實(shí)，這種事實(shí)單靠背景知識(shí)不能推導(dǎo)出來，但與背景知識(shí)相容，那么這種事實(shí)就能給假說以較強(qiáng)的支持，對(duì)假說作出嚴(yán)格的檢驗(yàn)。例如，門捷列夫的元素周期律對(duì)鎵、鍺、鈧的預(yù)言。

門捷列夫第55頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）假說的檢驗(yàn)證實(shí)假說是極其復(fù)雜的不同的事實(shí)對(duì)假說的支持程度不同，確證的程度也不同。（3）如果假說做出的預(yù)見是背景知識(shí)所料想不到的，并且是違反背景知識(shí)的，這種預(yù)見就是大膽、新穎的預(yù)見，而大膽、新穎的預(yù)見被證實(shí)，將給假說以最強(qiáng)的支持，對(duì)假說作出嚴(yán)峻性的檢驗(yàn)。例如，德布羅意的物質(zhì)波假說預(yù)言電子具有波動(dòng)性，并計(jì)算出電子的波長(zhǎng)，這就是大膽、新穎的預(yù)見。

德布羅意第56頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）假說的檢驗(yàn)證偽假說也是極其復(fù)雜的首先，由于觀察、實(shí)驗(yàn)受科技發(fā)展水平制約，觀察實(shí)驗(yàn)手段不完善，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得不合理，所得到的實(shí)驗(yàn)材料不準(zhǔn)確，甚至是錯(cuò)誤的，這時(shí)不能必然地證偽假說。

“系統(tǒng)的偏離，究竟是由于還沒有考慮到的誤差，還是由于相對(duì)論的基礎(chǔ)不符合事實(shí)，這個(gè)問題只有在有了多方面的觀察資料之后才能足夠可靠地解決?！?/p>

——愛因斯坦第57頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）假說的檢驗(yàn)證偽假說也是極其復(fù)雜的其次，從假說和背景理論(H和H’)所演繹出的可被直接檢驗(yàn)的結(jié)論(C)，若與觀測(cè)事實(shí)不符(非C)，那么，被證偽的可能是H(非H)，也可能是H’（非H’）。

假說的證偽過程可表示為如下推理形式：

如果H且H’，那么C

已知非C

所以，非H或非H’

這是通過證偽后件(即推論)，從而證偽前件(假設(shè)和背景理論)的方法，在邏輯上這種方法的具有保真性。但

非（H并且H’）非H或者非H’第58頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（四）假說的檢驗(yàn)4．判決性實(shí)驗(yàn)如果對(duì)同一研究對(duì)象，存在兩個(gè)對(duì)立的假說H1和H2，并分別推斷出互不相容的結(jié)論C1和C2，而且可以通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)結(jié)果符合C1(或C2)，不符合C2(或C1)，則認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)肯定了H1(或H2)，否定了H2(或H1)，該實(shí)驗(yàn)就是關(guān)于假說H1和H2之間的判決性實(shí)驗(yàn)。

第59頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第九講科學(xué)假說與科學(xué)理論一、科學(xué)假說二、科學(xué)理論第60頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、科學(xué)理論（一）科學(xué)理論的基本特征及其結(jié)構(gòu)（二）建立理論體系的方法（三）科學(xué)理論的評(píng)價(jià)第61頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、科學(xué)理論

科學(xué)理論是經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的系統(tǒng)化了的科學(xué)知識(shí)體系，它是由科學(xué)概念、科學(xué)原理以及對(duì)這些概念、原理的理論論證所組成的體系。

第62頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（一）科學(xué)理論的基本特征及其結(jié)構(gòu)1、科學(xué)理論的特征

2、科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)第63頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、科學(xué)理論的特征客觀真理性科學(xué)理論正確地反映了客觀事物的本質(zhì)及其規(guī)律性，因而具有客觀真理性。這是科學(xué)理論的基本特征，也是它和假說的根本區(qū)別。一個(gè)科學(xué)理論需具備三個(gè)基本條件：（1）建立這一理論所憑借的事實(shí)材料必須是經(jīng)過實(shí)踐復(fù)核且證明是真實(shí)的；（2）根據(jù)這些事實(shí)材料所提出的假定性規(guī)定已經(jīng)得到實(shí)踐確認(rèn)，并經(jīng)得起實(shí)踐的進(jìn)一步檢驗(yàn)；（3）根據(jù)這種理論所作出的科學(xué)預(yù)見已在實(shí)踐中得到證明。

第64頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、科學(xué)理論的特征

普遍性科學(xué)理論通過揭示某一領(lǐng)域的共同本質(zhì)而普遍適用于這個(gè)領(lǐng)域，能對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的復(fù)雜多樣的現(xiàn)象作出解釋，能預(yù)言出現(xiàn)在這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的新現(xiàn)象。

第65頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、科學(xué)理論的特征系統(tǒng)性

科學(xué)理論不是各種孤立的概念、原理的簡(jiǎn)單堆砌，也不是互不相關(guān)的各種論點(diǎn)、論據(jù)的機(jī)械組合，而是根據(jù)自然界的有機(jī)聯(lián)系，由它的知識(shí)單元(概念、原理、定律等)按系統(tǒng)性原則組成的有內(nèi)在聯(lián)系的知識(shí)體系。

第66頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、科學(xué)理論的特征邏輯性

科學(xué)理論必須概念明確、判斷恰當(dāng)、推理正確、論證嚴(yán)密，即合乎邏輯。理論中的定理和定律是一個(gè)個(gè)依次推導(dǎo)出來的，有著前后一貫的內(nèi)在聯(lián)系。

第67頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)科學(xué)理論由三個(gè)基本的知識(shí)元素組成的：基本概念基本原理或定律科學(xué)推論

“理論物理學(xué)的完整體系是由概念、被認(rèn)為對(duì)這些概念是有效的基本定律，以及用邏輯推理得到的結(jié)論這三者所構(gòu)成的”。第68頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)基本概念基本概念是思維的基本單位，是反映自然事物本質(zhì)屬性的思維形式。任何學(xué)科都有自己的一些基本概念。例如：幾何學(xué)中的點(diǎn)、線、面、體……力學(xué)中的力、質(zhì)點(diǎn)、速度、加速度、質(zhì)量、功……化學(xué)中的元素、原子、分子、化合、分解、鍵……第69頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)基本原理或定律是科學(xué)對(duì)所研究對(duì)象的基本關(guān)系的反映，是科學(xué)理論賴以建立的基礎(chǔ)。它在語(yǔ)言結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為判斷的形式，一般用全稱判斷來表述。例如：

牛頓力學(xué)中的三個(gè)基本定律和萬有引力定律；狹義相對(duì)論中的相對(duì)性原理和光速不變?cè)?；廣義相對(duì)論中的廣義相對(duì)性原理和等效原理……

第70頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)科學(xué)推論是科學(xué)理論中由基本原理演繹推導(dǎo)出來的結(jié)論。它執(zhí)行著理論解釋和預(yù)見的功能。例如：

狹義相對(duì)論中引伸出來的鐘慢效應(yīng)、尺縮效應(yīng)、質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系式等；廣義相對(duì)論中引伸出的三大預(yù)言，即水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)、光譜線紅移、光線彎曲……

第71頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)愛因斯坦把物理學(xué)中的理論區(qū)分為兩類：構(gòu)造性理論原理性理論第72頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)構(gòu)造性理論是“從比較簡(jiǎn)單的形式體系出發(fā)，并以此為材料，對(duì)比較復(fù)雜的現(xiàn)象構(gòu)造出一幅圖像”。如：氣體分子運(yùn)動(dòng)論就是如此。

第73頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、科學(xué)理論的結(jié)構(gòu)原理性理論“使用的是分析方法，而不是綜合方法。形成它們的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)的元素，不是用假說構(gòu)造出來的，而是在經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)到的，它們是自然過程的普遍特征，即原理，這些原理給出了各個(gè)過程或者它們的理論表述所必須滿足的數(shù)學(xué)形式的判據(jù)”。如：熱力學(xué)以及相對(duì)論就是如此。

第74頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、科學(xué)理論（一）科學(xué)理論的基本特征及其結(jié)構(gòu)（二）建立理論體系的方法（三）科學(xué)理論的評(píng)價(jià)第75頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）建立理論體系的方法1、公理化方法2、邏輯與歷史相一致的方法3、從抽象上升到具體的方法第76頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、公理化方法公理化方法：是從盡可能少的基本概念、公理、公設(shè)出發(fā)運(yùn)用演繹推理規(guī)則，推導(dǎo)出一系列的命題和定理，從而建立整個(gè)理論體系的方法。公理化方法首先產(chǎn)生于數(shù)學(xué)，歐幾里得幾何學(xué)體系是第一個(gè)古典的公理化體系。

第77頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、公理化方法歐幾里得在《幾何原本》中以23個(gè)定義、5條公設(shè)和5條公理為出發(fā)點(diǎn)，推演出467個(gè)數(shù)學(xué)命題，將古代關(guān)于幾何學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化為一個(gè)邏輯上完美、嚴(yán)密的體系。

“我們推崇古代希臘是西方科學(xué)的搖籃。在那里，世界第一次目睹了一個(gè)邏輯體系的奇跡，這個(gè)邏輯體系如此精密地一步一步推進(jìn)，以致它的每一個(gè)命題都是絕對(duì)不容置疑的——我這里說的就是歐幾里得幾何。推理的這種可贊嘆的勝利，使人類智慧獲得了為取得以后的成功所必需的信心”。——愛因斯坦

第78頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、公理化方法阿基米德建立靜力學(xué)理論體系時(shí)，首先提出7條公設(shè)，再?gòu)墓O(shè)演繹出15條定理。第79頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、公理化方法牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中，運(yùn)用公理化方法表述了經(jīng)典力學(xué)的理論體系。他從力學(xué)現(xiàn)象中提出若干基本概念，如質(zhì)量、動(dòng)量、慣性、力、時(shí)間、空間、絕對(duì)運(yùn)動(dòng)等；然后，他用這些概念表述了著名的牛頓三定律、萬有引力定律；再進(jìn)而推導(dǎo)出動(dòng)量守恒、能量守恒、角動(dòng)量守恒等定律；最后將上述定律、定理運(yùn)用于宇宙系統(tǒng)中推論出關(guān)于行星、彗星、月球、海洋等的運(yùn)動(dòng)。第80頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、公理化方法德國(guó)數(shù)學(xué)家希爾伯特的《幾何基礎(chǔ)》一書，把歐幾里得幾何學(xué)整理為從公理出發(fā)的純粹演繹系統(tǒng)，并把注意力轉(zhuǎn)移到公理系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)，成為近代公理化思想的代表作。希爾伯特第81頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、公理化方法一個(gè)嚴(yán)格的公理化體系，需要滿足下列條件：第—，無矛盾性。在公理化體系中要求邏輯上首尾一致，不允許出現(xiàn)相互矛盾的命題。這是體系科學(xué)性的要求。第二，完備性。指所選擇的公理應(yīng)當(dāng)是足夠的，從它們能推出有關(guān)本學(xué)科的全部定理、定律；若減少其中任何一條公理，有些定理、定律就會(huì)推導(dǎo)不出來。這是體系完整性的要求。第三，獨(dú)立性。這是指所有公理彼此是獨(dú)立的，其中任何一個(gè)公理都不可能從其它公理中推導(dǎo)出來，這樣就可使公理的數(shù)目減少到最低限度。這是體系簡(jiǎn)單性的要求。

第82頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）建立理論體系的方法1、公理化方法2、邏輯與歷史相一致的方法3、從抽象上升到具體的方法第83頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、邏輯與歷史相一致的方法歷史是指客觀事物的發(fā)展過程，或人類對(duì)它的認(rèn)識(shí)過程。邏輯指人的思維對(duì)客觀事物發(fā)展規(guī)律的概括反映，亦即歷史的東西在理性思維中的再現(xiàn)。

“歷史從哪里開始，思想進(jìn)程也應(yīng)當(dāng)從哪里開始，而思想進(jìn)程的進(jìn)一步發(fā)展不過是歷史過程在抽象的、理論上前后一貫的形式上的反映；這種反映是經(jīng)過修正的，然而是按照現(xiàn)實(shí)的歷史過程本身的規(guī)律修正的”?！鞲袼?/p>

第84頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、邏輯與歷史相一致的方法運(yùn)用邏輯與歷史相統(tǒng)一方法所建立起來的科學(xué)理論體系有兩種類型：

一是按邏輯發(fā)展程序和自然事物的歷史發(fā)展進(jìn)程相一致的原則來建立的理論體系。一般來說，經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)的自然科學(xué)理論體系是采用這種方法來構(gòu)造的。例如，化學(xué)的理論體系是從簡(jiǎn)單的元素開始，從元素到化合物，從無機(jī)化合物到有機(jī)化合物，從小分子到大分子等，這個(gè)過程和自然歷史的發(fā)展過程是一致的。

第85頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、邏輯與歷史相一致的方法運(yùn)用邏輯與歷史相統(tǒng)一方法所建立起來的科學(xué)理論體系有兩種類型：二是按邏輯發(fā)展程序和人類認(rèn)識(shí)自然歷史的過程相一致的原則來建立理論體系。一般來說，數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)化的自然科學(xué)理論體系是用這種方法來構(gòu)造的。例如，物理學(xué)的邏輯發(fā)展順序是：力學(xué)從靜力學(xué)到運(yùn)動(dòng)學(xué)到動(dòng)力學(xué)，再到分子物理學(xué)與熱力學(xué)，波動(dòng)物理學(xué)與聲學(xué)，再進(jìn)入電磁學(xué)、相對(duì)論和量子力學(xué)，它與人類對(duì)宏觀物理運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)發(fā)展過程基本一致。

第86頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（二）建立理論體系的方法1、公理化方法2、邏輯與歷史相一致的方法3、從抽象上升到具體的方法

第87頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、從抽象上升到具體的方法經(jīng)典電磁學(xué)就是運(yùn)用這種方法建立的：從雷鳴閃電、摩擦生電、磁石吸鐵之類的“感性具體”現(xiàn)象中，人們抽象出若干概念(如電荷、電勢(shì)、電場(chǎng)、電流、磁場(chǎng)、磁通量……等)和定律(如庫(kù)侖定律、歐姆定律、法拉弟定律、比奧·沙伐爾定律、安培定律……等)。這些“抽象規(guī)定”已反映了某一方面的本質(zhì)，成為電磁學(xué)的起始點(diǎn)。但它們還沒有達(dá)到對(duì)電磁現(xiàn)象的全面而具體的認(rèn)識(shí)。麥克斯韋在此基礎(chǔ)上引入“位移電流”的新概念，并建立了一組微分方程用以揭示電荷、電流、電場(chǎng)、磁場(chǎng)之間的聯(lián)系。它不僅預(yù)言了電磁波的存在，而且揭示出光、電、磁現(xiàn)象的本質(zhì)的統(tǒng)一性。以此為標(biāo)志，人們對(duì)電磁現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)達(dá)到了“思維中的具體”，經(jīng)典電磁學(xué)的理論體系也才比較完整地建立起來。

第88頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一二、科學(xué)理論（一）科學(xué)理論的基本特征及其結(jié)構(gòu)（二）建立理論體系的方法（三）科學(xué)理論的評(píng)價(jià)

第89頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（三）科學(xué)理論的評(píng)價(jià)科學(xué)理論評(píng)價(jià)是關(guān)于人們?nèi)绾谓邮芎瓦x擇理論的問題。講以下兩個(gè)問題：1、理論評(píng)價(jià)中的經(jīng)驗(yàn)論與整體論2、理論評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)第90頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（三）科學(xué)理論的評(píng)價(jià)1、理論評(píng)價(jià)中的經(jīng)驗(yàn)論與整體論

經(jīng)驗(yàn)論以經(jīng)驗(yàn)事實(shí)為科學(xué)理論評(píng)價(jià)的出發(fā)點(diǎn)，把經(jīng)驗(yàn)的證實(shí)或證偽作為科學(xué)與非科學(xué)的劃界標(biāo)準(zhǔn)和理論評(píng)價(jià)的基本準(zhǔn)則。

“一個(gè)句子有經(jīng)驗(yàn)意義，當(dāng)且僅當(dāng)，它不是分析的，而又可以從某個(gè)有窮的、邏輯上一致的觀察句類邏輯地得出”。——亨普爾

第91頁(yè)，共101頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（三）科學(xué)理論的評(píng)價(jià)1、理論評(píng)價(jià)中的經(jīng)驗(yàn)論與整體論

整體論主張?jiān)谠u(píng)價(jià)理論時(shí)，除了要有恰當(dāng)?shù)挠^察證據(jù)外，還應(yīng)考慮理論的其它性質(zhì)，如保守性、溫和性、簡(jiǎn)單件、普遍性、精確性等，主張從實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)，從理論在說明現(xiàn)象和預(yù)測(cè)未來的有效性方面評(píng)價(jià)理論。

“第一，理論應(yīng)當(dāng)精確，在這一理論的范圍內(nèi)從理論導(dǎo)出的結(jié)論應(yīng)表明同現(xiàn)有觀察實(shí)驗(yàn)的