第七讲-科学假说与科学理论.ppt

1、第七讲 科学假说与科学理论,准 备 阶 段,提 选 出 择 科 科 学 研 问 课 题 题,建 立 科 学 理 论 体 系,利 辑 用 与 公 历 理 史 化 相 方 统 法 一 或 方 逻 法,科学假说,一、科学假说的定义,科学假说是根据已知的科学事实和科学理论，对研究 的自然现象及其规律性所作的推测性的说明和假定性 的理论解释。 它是自然科学理论思维的一种重要形式。 恩格斯：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是 假说。” 女娲抟土造人、盘古开天、嫦娥奔月。,二、科学假说的特征,1、科学性 以科学事实和科学知识为基础，运用一定的逻辑推论， 得出规律性的解释。 宇宙大爆炸论、魏格纳的大陆漂

2、移说、达尔文的进化论。 2、推测性 科学假说是对科学问题的可能回答，这种回答常常是在 科学事实不太充分、检验条件不太完备的情况下作出的。 3、易变性 对同一自然现象，由于占有材料不同、知识结构不同、 方法不同等原因，可以提出多种不同假说；假说也会 随着新发现而变化，随着理论的发展而修改。 无生源论（自生论或自然发生说 ）有生源论（生生论） 宇宙胚种论、化学进化论 。 原子结构说、地心说和日心说、太阳系演化说。,三、科学假说在科研中的作用,1、科学假说是通向科学理论的桥梁 自然科学发展：假说理论新假说新理论 2、科学假说能够发挥思维的能动性和创造性 基于现有科学事实，针对当前问题进行创造性构想产

3、生 的假说不是严整地推论，而是一种创造性的能动发挥。 元素周期律、苯环结构、原子模型。 3、不同假说的争论有利于推动学术的繁荣 对同一现象或问题的研究，会形成不同的假说，科学家 可以对这些不同观点展开学术争鸣，揭露矛盾，取长补 短，有利于更全面、深刻地揭示事物的本质。 波动说和微粒说、氧化说和燃素说、突变论和进化论、 水成说和火成说等等。,四、建立科学假说的基本原则（1）,1、解释性原则 假说应能对域中现有的全部科学事实作出不矛盾的全 面解释。 爱因斯坦的光量子说、热质说。 2、对应性原则 一般来说，新假说不应与经过检验的科学理论相矛盾，要能包容原有理论所能解释和无法解释的事实。,四、建立科学

4、假说的基本原则（2）,3、可检验性原则 科学假说应能在观察、实验等实践上加以检验，从而判定其真伪。 杨振宁、李政道在提出宇称不守恒假说时，就设计了五种实验方案。 4、简单性原则 新假说应具有逻辑上的简单性，即假说体系中彼此独立的假设或公理最少。尽可能由少数几个原理或基本假说来解释一 定领域内所有的已知事实。 爱因斯坦认为，科学的伟大目标就是：“要从尽可能少的假说或者公理出发，通过逻辑的演绎，概括尽可能多的事实。”,五、假说的检验,1、理论检验：逻辑证明与反驳 逻辑检验主要是分析假说在逻辑上的合理性，以达到对假 说初步筛选的目的。逻辑检验之所以在假说检验中是重要 的，就在于实践检验只能证明假说与

5、事实是否一致，只有 通过逻辑分析才能阐述清楚假说被确证或被证伪的原因。 如哥德巴赫猜想、四色问题。 2、实践检验：直接检验和间接检验 从最本质的意义上看，任何一种假说都是人们对客观事物 的认识，而判定认识是否具有真理性的唯一标准是实践的 检验。 直接检验：观察和实验直接观测科学假说的实质内容。 间接检验：观察和实验观测来检验假说基本命题所推演出来的结论或 预言。 3、检验的复杂性 实验条件不具备、实验的准确度达不到。,六、假说向理论过渡的形式,1、假说被证实而上升为理论。 2、假说因部分修正和补充而发展为理论。 例如：牛顿力学、哥白尼日心说。 3、假说被全部推翻而为新的假说所代替。 例如：地心

6、说、热质说、然素说、以太说 4、有时对同一事实会产生两个以上不同的假 说并存的现象。 例如：光的波动说和微粒说、生物学上的 突变论和渐变论、人类起源的各种假说。,七、假说向理论过渡的条件,1、假说与已知的事实相符合。 2、假说所作的预见得到证实。 3、假说在实际应用中获得成功。,科学理论,一、科学理论及结构,科学理论 经过实践检验的系统化的科学知识体系，它反映了 事物的本质和规律，能对已知事实做出解释，对未 知事实做出预见。 科学理论的一般结构 1）基本概念：是科学理论体系的基础和逻辑起点 2）基本原理或定律：科学理论的逻辑前提，反映 了事物最本质的关系。 3）逻辑结论：由概念和原理推演出的结

7、论。,二、科学理论的特点,1、客观真理性 建立科学理论所凭借的事实材料是经过实践复核且证明是真实 的；根据这些事实材料所提出的假定性规定已经得到实践确认； 根据这种理论所作出的科学预见已在实践中得到证明。 2、普遍性 科学理论通过提示某一领域的共同本质而普遍适用于这个领域， 能对这个领域的复杂多样的现象作出说明，能预言出现在这个 领域内的新现象。 3、系统性 科学理论是根据自然界的有机联系，由它的知识单元（概念、原 理、定律等）按系统性原则组成的有内在联系的知识体系。 4、逻辑性 科学理论必须概念明确、判断恰当、推理正确、论证严密。,三、科学理论的功能,1、解释功能 从内容上解释事实的本质。

8、2、预见功能 能合乎逻辑地推导出有关未知事实地结论。 如麦克斯韦建立的电磁理论预言了光就是电 磁波;海王星、冥王星的发现。 3、指导功能 对观察实验以及理论创造的指导。 例，人们利用任何常规实验都无法得到92号以后 的元素，但元素周期律说明，92号元素不是终点。,四、建立科学理论的一般方法,1、公理化方法 欧氏几何：23个定义、5条公设和5条公理，推演出467个数学命 题；阿基米德的静力学理论体系；牛顿的经典力学理论体系。 2、逻辑与历史相统一的方法 1）自然发展式 如化学理论体系：元素化合物；无机物有机物； 小分子大分子。 2）认识过程式。 如物理学理论体系：静力学运动学动力学分子物理学 波动力学电磁学量子力学。 3、从抽象上升到具体的方法 如电磁学理论体系：感性具体：摩擦生电、磁石吸铁；理性抽象：概念（电荷、电势、磁场、磁通量等）和定律（库仑定律、欧姆定律等）；思维具体：引入位移电流，建立微分方程。,五、科学理论的评价,科学理论的评价是主体对理论所表现出的 一种主观评判。 1、科学理论的评价 对理论的真理性和价值性的评价 2、科学理论评价的标准 与经验事实的一致性 可检验性 逻辑简单性 理论的预见性,本章到此为止！,六、科学理论的发展,1、理论的常规发展：量变 修补理论的辅助内容，如哥白尼的日心说、牛顿 的经典力学理论。 2、理论的变革：质变 旧理论被