文档介绍：1
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、假说的作用
通向科学理论的桥梁。科学是沿着假说—理论—新假说—新理论……的途径,不断地向前发展的。(能量子假说)
激发思维创造性的媒介。凭借假说的形式进行大胆的探索,提出创新见解.
不同假说的“争鸣”有利于学术的繁荣。争论有利于揭露矛盾、启发思考、相互补充,从而更全面更深刻。(氧化说与燃素说、波动说与微粒说、渐变论与灾变论;热素说→热传导、卡诺循环)
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建立假说的方法
科学假说是思维把握有限事实的一种方法,又是思维加工有限事实的一个结果。
形成假说的指导准则
应以科学原理为指导,但不受传统观点的束缚。
应以经验事实为依据,但不受原有事实材料的限制。
应有可检验性,但不局限于当代的技术水平。
应使假说内容的结构简明而严谨,但不求立即构成公理演绎体系。
建立假说有四条原则:解释原则、包容与超越原则、简单性原则、可检验性原则。
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解释原则:假说与已知事实的关系,假说要能解释已有事实。如:进化论、原子论、分子论、氧化说……;从卢瑟福模型到玻尔模型。
包容与超越原则:新假说要能解释原理论能解释的现象和不能解释的现象,并能进行科学预见。如:相对论和量子力学对经典力学
简单性原则:尽可能少的初始条件、公理,而又尽可能好地符合观测对象。如:日心说与地心说相比,爱因斯坦的统一场论
可检验性原则:如:弱相互作用下宇称不守恒(用β衰变实验来验证)
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4、假说的检验
逻辑分析分析假说在逻辑上的合理性,以对假说进行初步筛选。包括:假说中概念是否具有精确性、明晰性与简单性;假说在逻辑结构上是否具有一致性;假说是否得到已有的科学理论与科学事实的支持等。而且,实践检验过程中,也常常伴随着逻辑分析。如实验方案的设计,实验过程的调节和实验数据的处理等。
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检验假说的方法
◎逻辑检验(前验检验) :
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)
◎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)
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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。