第七講-科學(xué)假說與科學(xué)理論.ppt

1、第七講 科學(xué)假說與科學(xué)理論,準(zhǔn) 備 階 段,提 選 出 擇 科 科 學(xué) 研 問 課 題 題,建 立 科 學(xué) 理 論 體 系,利 輯 用 與 公 歷 理 史 化 相 方 統(tǒng) 法 一 或 方 邏 法,科學(xué)假說,一、科學(xué)假說的定義,科學(xué)假說是根據(jù)已知的科學(xué)事實(shí)和科學(xué)理論，對(duì)研究 的自然現(xiàn)象及其規(guī)律性所作的推測(cè)性的說明和假定性 的理論解釋。 它是自然科學(xué)理論思維的一種重要形式。 恩格斯：“只要自然科學(xué)在思維著，它的發(fā)展形式就是 假說。” 女媧摶土造人、盤古開天、嫦娥奔月。,二、科學(xué)假說的特征,1、科學(xué)性 以科學(xué)事實(shí)和科學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，運(yùn)用一定的邏輯推論， 得出規(guī)律性的解釋。 宇宙大爆炸論、魏格納的大陸漂

2、移說、達(dá)爾文的進(jìn)化論。 2、推測(cè)性 科學(xué)假說是對(duì)科學(xué)問題的可能回答，這種回答常常是在 科學(xué)事實(shí)不太充分、檢驗(yàn)條件不太完備的情況下作出的。 3、易變性 對(duì)同一自然現(xiàn)象，由于占有材料不同、知識(shí)結(jié)構(gòu)不同、 方法不同等原因，可以提出多種不同假說；假說也會(huì) 隨著新發(fā)現(xiàn)而變化，隨著理論的發(fā)展而修改。 無生源論（自生論或自然發(fā)生說 ）有生源論（生生論） 宇宙胚種論、化學(xué)進(jìn)化論 。 原子結(jié)構(gòu)說、地心說和日心說、太陽系演化說。,三、科學(xué)假說在科研中的作用,1、科學(xué)假說是通向科學(xué)理論的橋梁 自然科學(xué)發(fā)展：假說理論新假說新理論 2、科學(xué)假說能夠發(fā)揮思維的能動(dòng)性和創(chuàng)造性 基于現(xiàn)有科學(xué)事實(shí)，針對(duì)當(dāng)前問題進(jìn)行創(chuàng)造性構(gòu)想產(chǎn)

3、生 的假說不是嚴(yán)整地推論，而是一種創(chuàng)造性的能動(dòng)發(fā)揮。 元素周期律、苯環(huán)結(jié)構(gòu)、原子模型。 3、不同假說的爭(zhēng)論有利于推動(dòng)學(xué)術(shù)的繁榮 對(duì)同一現(xiàn)象或問題的研究，會(huì)形成不同的假說，科學(xué)家 可以對(duì)這些不同觀點(diǎn)展開學(xué)術(shù)爭(zhēng)鳴，揭露矛盾，取長(zhǎng)補(bǔ) 短，有利于更全面、深刻地揭示事物的本質(zhì)。 波動(dòng)說和微粒說、氧化說和燃素說、突變論和進(jìn)化論、 水成說和火成說等等。,四、建立科學(xué)假說的基本原則（1）,1、解釋性原則 假說應(yīng)能對(duì)域中現(xiàn)有的全部科學(xué)事實(shí)作出不矛盾的全 面解釋。 愛因斯坦的光量子說、熱質(zhì)說。 2、對(duì)應(yīng)性原則 一般來說，新假說不應(yīng)與經(jīng)過檢驗(yàn)的科學(xué)理論相矛盾，要能包容原有理論所能解釋和無法解釋的事實(shí)。,四、建立科學(xué)

4、假說的基本原則（2）,3、可檢驗(yàn)性原則 科學(xué)假說應(yīng)能在觀察、實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐上加以檢驗(yàn)，從而判定其真?zhèn)巍?楊振寧、李政道在提出宇稱不守恒假說時(shí)，就設(shè)計(jì)了五種實(shí)驗(yàn)方案。 4、簡(jiǎn)單性原則 新假說應(yīng)具有邏輯上的簡(jiǎn)單性，即假說體系中彼此獨(dú)立的假設(shè)或公理最少。盡可能由少數(shù)幾個(gè)原理或基本假說來解釋一 定領(lǐng)域內(nèi)所有的已知事實(shí)。 愛因斯坦認(rèn)為，科學(xué)的偉大目標(biāo)就是：“要從盡可能少的假說或者公理出發(fā)，通過邏輯的演繹，概括盡可能多的事實(shí)?！?五、假說的檢驗(yàn),1、理論檢驗(yàn)：邏輯證明與反駁 邏輯檢驗(yàn)主要是分析假說在邏輯上的合理性，以達(dá)到對(duì)假 說初步篩選的目的。邏輯檢驗(yàn)之所以在假說檢驗(yàn)中是重要 的，就在于實(shí)踐檢驗(yàn)只能證明假說與

5、事實(shí)是否一致，只有 通過邏輯分析才能闡述清楚假說被確證或被證偽的原因。 如哥德巴赫猜想、四色問題。 2、實(shí)踐檢驗(yàn)：直接檢驗(yàn)和間接檢驗(yàn) 從最本質(zhì)的意義上看，任何一種假說都是人們對(duì)客觀事物 的認(rèn)識(shí)，而判定認(rèn)識(shí)是否具有真理性的唯一標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)踐的 檢驗(yàn)。 直接檢驗(yàn)：觀察和實(shí)驗(yàn)直接觀測(cè)科學(xué)假說的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。 間接檢驗(yàn)：觀察和實(shí)驗(yàn)觀測(cè)來檢驗(yàn)假說基本命題所推演出來的結(jié)論或 預(yù)言。 3、檢驗(yàn)的復(fù)雜性 實(shí)驗(yàn)條件不具備、實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度達(dá)不到。,六、假說向理論過渡的形式,1、假說被證實(shí)而上升為理論。 2、假說因部分修正和補(bǔ)充而發(fā)展為理論。 例如：牛頓力學(xué)、哥白尼日心說。 3、假說被全部推翻而為新的假說所代替。 例如：地心

6、說、熱質(zhì)說、然素說、以太說 4、有時(shí)對(duì)同一事實(shí)會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)以上不同的假 說并存的現(xiàn)象。 例如：光的波動(dòng)說和微粒說、生物學(xué)上的 突變論和漸變論、人類起源的各種假說。,七、假說向理論過渡的條件,1、假說與已知的事實(shí)相符合。 2、假說所作的預(yù)見得到證實(shí)。 3、假說在實(shí)際應(yīng)用中獲得成功。,科學(xué)理論,一、科學(xué)理論及結(jié)構(gòu),科學(xué)理論 經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的系統(tǒng)化的科學(xué)知識(shí)體系，它反映了 事物的本質(zhì)和規(guī)律，能對(duì)已知事實(shí)做出解釋，對(duì)未 知事實(shí)做出預(yù)見。 科學(xué)理論的一般結(jié)構(gòu) 1）基本概念：是科學(xué)理論體系的基礎(chǔ)和邏輯起點(diǎn) 2）基本原理或定律：科學(xué)理論的邏輯前提，反映 了事物最本質(zhì)的關(guān)系。 3）邏輯結(jié)論：由概念和原理推演出的結(jié)

7、論。,二、科學(xué)理論的特點(diǎn),1、客觀真理性 建立科學(xué)理論所憑借的事實(shí)材料是經(jīng)過實(shí)踐復(fù)核且證明是真實(shí) 的；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)； 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。 2、普遍性 科學(xué)理論通過提示某一領(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)象作出說明，能預(yù)言出現(xiàn)在這個(gè) 領(lǐng)域內(nèi)的新現(xiàn)象。 3、系統(tǒng)性 科學(xué)理論是根據(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。 4、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。,三、科學(xué)理論的功能,1、解釋功能 從內(nèi)容上解釋事實(shí)的本質(zhì)。

8、2、預(yù)見功能 能合乎邏輯地推導(dǎo)出有關(guān)未知事實(shí)地結(jié)論。 如麥克斯韋建立的電磁理論預(yù)言了光就是電 磁波;海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)。 3、指導(dǎo)功能 對(duì)觀察實(shí)驗(yàn)以及理論創(chuàng)造的指導(dǎo)。 例，人們利用任何常規(guī)實(shí)驗(yàn)都無法得到92號(hào)以后 的元素，但元素周期律說明，92號(hào)元素不是終點(diǎn)。,四、建立科學(xué)理論的一般方法,1、公理化方法 歐氏幾何：23個(gè)定義、5條公設(shè)和5條公理，推演出467個(gè)數(shù)學(xué)命 題；阿基米德的靜力學(xué)理論體系；牛頓的經(jīng)典力學(xué)理論體系。 2、邏輯與歷史相統(tǒng)一的方法 1）自然發(fā)展式 如化學(xué)理論體系：元素化合物；無機(jī)物有機(jī)物； 小分子大分子。 2）認(rèn)識(shí)過程式。 如物理學(xué)理論體系：靜力學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)分子物理學(xué) 波動(dòng)力學(xué)電磁學(xué)量子力學(xué)。 3、從抽象上升到具體的方法 如電磁學(xué)理論體系：感性具體：摩擦生電、磁石吸鐵；理性抽象：概念（電荷、電勢(shì)、磁場(chǎng)、磁通量等）和定律（庫侖定律、歐姆定律等）；思維具體：引入位移電流，建立微分方程。,五、科學(xué)理論的評(píng)價(jià),科學(xué)理論的評(píng)價(jià)是主體對(duì)理論所表現(xiàn)出的 一種主觀評(píng)判。 1、科學(xué)理論的評(píng)價(jià) 對(duì)理論的真理性和價(jià)值性的評(píng)價(jià) 2、科學(xué)理論評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn) 與經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的一致性 可檢驗(yàn)性 邏輯簡(jiǎn)單性 理論的預(yù)見性,本章到此為止！,六、科學(xué)理論的發(fā)展,1、理論的常規(guī)發(fā)展：量變 修補(bǔ)理論的輔助內(nèi)容，如哥白尼的日心說、牛頓 的經(jīng)典力學(xué)理論。 2、理論的變革：質(zhì)變 舊理論被