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第十二章科学假说与科学理论
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一. 科学假说
据已知科学事实和科学原理,对所研究对象及其规律提出的假定性的推测和说明,是科技理论思维的一种重要形式。
1、基本构成要素:(以“大爆炸假说”为例)
①事实基础(谱线红移)
②背景知识(广义相对论、高能粒子物理学)
③对想象本质的猜测(关于超高密、高温状态下原始火球的急剧膨胀及其机制的推测)
④推演出的预言和预见(氦丰度、3K背景辐射)
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2、假说的一般特征
科学性。以一定科学事实为依据、科学理论为前提,与幻想、神话等相区别。燃素说和托勒密地心说是科学假说,而常蛾奔月只有艺术价值
假定性。包括对事物本质和规律的猜测,未来可能被证伪而淘汰,如燃素说和地心说;也可能被确证或部分被确证得到完善,如元素周期律,哥白尼日心说。
易变性。对同一自然现象,可能提出多种不同的假说,会随着实践过程中的新发现而变化,随着争论的发展而修改。
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3、假说的检验
1). 逻辑检验(前验检验) :
◎内容:逻辑完备性:概念与判断,原理与推论之间无矛盾。
逻辑简单性:基本假定更简单明了。
解释与预见:解释的广度和深度,预见的数量与程度。
◎方法:主要是演绎法(证明与反驳)
原则可检验性(火星人可检验,超光速在相对论看来不可检验)
技术可检验性(星外文明问题)
日后可检验性:泡利的中微子(后来在宇宙射线中发现了中微子)
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2).实践检验(后验检验):通过观察和实验对假说及其推论进行验证。
①从假说中演绎出若干可以直接检验的推论,然后与观察实验结果进行对照。
②预言和预见并也不总是可以直接检验,有时需要演绎出若干推论和实践结果进行对照。
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实践检验:
直接检验(关于事实的假说):电磁波、海王星、“火神星”,等等。间接检验(全称判断):广义相对论、元素周期律。检验其推论。实践检验的绝对性与相对性问题。
总体上说来,逻辑分析只是辅助性的检验方法,假说最终必须由科学实践检验和裁决。
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假说的确证和证伪
假说证伪的逻辑公式
H→I(若假说H为真,则有推导出的检验项I)
非I (I为假)
非H (假说被证伪)
检验实际上是通过肯定或否定后件(I)来确证假说的真伪的。就确证的公式而言,确证的过程实际上是一种归纳论证,而任何归纳都不可能证实假说为真,当下为真,并不能排除日后被证伪,因此,确证的检验只能确定假说的确证度。
假说确证的逻辑公式
H→I(若假说H为真,则有推导出的检验项I)
I (I为真)
H (假说被确证)
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基本假说H,一组辅助假设I
假设性条件C
检验推论E
假说演绎模型
H与I共同蕴涵E
(证据表明)E假
H与I至少有一个为假
例:
产褥热可能是由于腐败物质的污染引起(前提I)
漂白粉可能会对其中的有毒物质起消毒作用(前提II)
如果医生在接生前用漂白粉洗手(假设性条件)
那么,产褥热的发病率就会大大降低(检验结论)
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关于判决性实验
H1 :如C则 E1 若E1则H1
实现条件C,检查E
竞互
争斥(判决性实验)
H2 :如C则 E2 若E2则H2
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如果将判决性实验着为选择假说的前提是合理的,但如果认为判决性实验能够最终某个假说的真伪,则是对它的要求过份地高了。