第七讲-科学假说与科学理论.ppt

《第七讲-科学假说与科学理论.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第七讲-科学假说与科学理论.ppt（19页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第七讲第七讲 科学假说与科学理论科学假说与科学理论准准备备阶阶段段提提 选选出出 择择科科 科科学学 研研问问 课课题题 题题观观察察实实验验阶阶段段收收集集科科学学事事实实思思维维加加工工阶阶段段提提出出科科学学假假说说实实践践检检验验阶阶段段将将假假说说上上升升为为理理论论建建立立科科学学理理论论体体系系利利 辑辑用用 与与公公 历历理理 史史化化 相相方方 统统法法 一一或或 方方逻逻 法法 科学假说科学假说一、科学假说的定义一、科学假说的定义l科学假说是根据已知的科学事实和科学理论，对研究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自

2、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。的理论解释。l l它是自然科学理论思维的一种重要形式。它是自然科学理论思维的一种重要形式。它是自然科学理论思维的一种重要形式。它是自然科学理论思维的一种重要形式。l l恩格斯：恩格斯：恩格斯：恩格斯：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是只要自然科学在思维着，它的发展形式就是只要自然科学在思维着，它的发展形式就是只要自然科学在思维着，它的发展形式就是 假说。假说。假说。假说。”l l女娲抟土造人、盘古开天、嫦娥奔月。女娲抟土造人、盘古开天、嫦娥奔月。女娲抟土造人、盘古开天、嫦娥奔月。女娲抟土造人、盘古开天、嫦娥奔月。二、科学假说的特征1

3、 1、科学性、科学性l l 以科学事实和科学知识为基础，运用一定的逻辑推论，以科学事实和科学知识为基础，运用一定的逻辑推论，以科学事实和科学知识为基础，运用一定的逻辑推论，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。得出规律性的解释。得出规律性的解释。得出规律性的解释。l l宇宙大爆炸论、魏格纳的大陆漂移说、达尔文的进化论。宇宙大爆炸论、魏格纳的大陆漂移说、达尔文的进化论。宇宙大爆炸论、魏格纳的大陆漂移说、达尔文的进化论。宇宙大爆炸论、魏格纳的大陆漂移说、达尔文的进化论。2 2、推测性、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假说是对科学问题的可能回答

4、，这种回答常常是在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。科学事实不太充分、检验条件不太完备的情况下作出的。科学事实不太充分、检验条件不太完备的情况下作出的。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l l对同一自然现象，由于占有材料不同、知识结构不同、对同一自然现象，由于占有材料不同、知识结构不同、对同一自然现象，由于占有材料不同、知识结构不同、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；假说也会方法不同等原因，可以提出多种不

5、同假说；假说也会方法不同等原因，可以提出多种不同假说；假说也会方法不同等原因，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。随着新发现而变化，随着理论的发展而修改。随着新发现而变化，随着理论的发展而修改。随着新发现而变化，随着理论的发展而修改。l l无生源论（自生论或自然发生说无生源论（自生论或自然发生说无生源论（自生论或自然发生说无生源论（自生论或自然发生说 ）有生源论有生源论有生源论有生源论（生生论）（生生论）宇宙胚种论、化学进化论宇宙胚种论、化学进化论 。l l原子结构说、地心说和日心说、太阳系演化说。原子结构说、地心说和日心说、太阳系演化说。原子结构说、地心说

6、和日心说、太阳系演化说。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三、科学假说在科研中的作用1 1、科学假说是通向科学理论的桥梁、科学假说是通向科学理论的桥梁 自然科学发展：假说自然科学发展：假说理论理论新假说新假说新理论新理论 2、科学假说能够发挥思维的能动性和创造性l l基于现有科学事实，针对当前问题进行创造性构想产生基于现有科学事实，针对当前问题进行创造性构想产生 的假说不是严整地推论，而是一种创造性的能动发挥。的假说不是严整地推论，而是一种创造性的能动发挥。l l元素周期律、苯环结构、原子模型。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

7、繁荣l l 对同一现象或问题的研究，会形成不同的假说，科学家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。短，有利于更全面、深刻地揭示事物的本质。l l波动说和微粒说、氧化说和燃素说、突变论和进化论、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。水成说和火成说等等。四、建立科学假说的基本原则（四、建立科学假说的基本原则（四、建立科学假说的基本原则（四、建立科学假说的基本原则（1 1 1 1）1、解释性原则l l假说应能对域中现有的全

8、部科学事实作出不矛盾的全假说应能对域中现有的全部科学事实作出不矛盾的全假说应能对域中现有的全部科学事实作出不矛盾的全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。面解释。面解释。面解释。l l爱因斯坦的光量子说、热质说。爱因斯坦的光量子说、热质说。爱因斯坦的光量子说、热质说。爱因斯坦的光量子说、热质说。2 2、对应性原则、对应性原则 一一一一般般般般来来来来说说说说，新新新新假假假假说说说说不不不不应应应应与与与与经经经经过过过过检检检检验验验验的的的的科科科科学学学学理理理理论论论论相相相相矛矛矛矛盾盾盾盾，要能包容原有理论所能解释和无法解释的事实。要能包容原有理论所能解释和无法解

9、释的事实。要能包容原有理论所能解释和无法解释的事实。要能包容原有理论所能解释和无法解释的事实。四、建立科学假说的基本原则（四、建立科学假说的基本原则（四、建立科学假说的基本原则（四、建立科学假说的基本原则（2 2 2 2）3、可检验性原则l l科科科科学学学学假假假假说说说说应应应应能能能能在在在在观观观观察察察察、实实实实验验验验等等等等实实实实践践践践上上上上加加加加以以以以检检检检验验验验，从从从从而而而而判判判判定定定定其其其其真真真真伪伪伪伪。l l杨杨杨杨振振振振宁宁宁宁、李李李李政政政政道道道道在在在在提提提提出出出出宇宇宇宇称称称称不不不不守守守守恒恒恒恒假假假假说说说说时时时

10、时，就就就就设设设设计计计计了了了了五五五五种种种种实实实实验验验验方案。方案。方案。方案。4、简单性原则l l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或公理最少。尽可能由少数几个原理或基本假说来解释一或公理最少。尽可能由少数几个原理或基本假说来解释一或公理最少。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。定领域内所有的已知事实。定领域内所有的已知事实

11、。定领域内所有的已知事实。l l爱因斯坦认为，科学的伟大目标就是：爱因斯坦认为，科学的伟大目标就是：爱因斯坦认为，科学的伟大目标就是：爱因斯坦认为，科学的伟大目标就是：“要从尽可能少的假说要从尽可能少的假说要从尽可能少的假说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。或者公理出发，通过逻辑的演绎，概括尽可能多的事实。或者公理出发，通过逻辑的演绎，概括尽可能多的事实。或者公理出发，通过逻辑的演绎，概括尽可能多的事实。”五、假说的检验五、假说的检验1、理论检验：逻辑证明与反驳l l逻辑检验主要是分析假说在逻辑上的合理性，以达到对假逻辑检验主要是分析假说在逻辑上的合理性，以达

12、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事实是否一致，只有的，就在于实践检验只能证明假说与事实是否一致，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。通过逻辑分析才能阐述清楚假说被确证或被证伪的原因。l l如哥德巴赫猜想、四色问题。如哥德巴赫猜想、四色问题。2、实践检验、实践检验：直接检验和间接检验l l从最本质的意义上看，任何一种假说都是人们对客观事物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的认识，而判定认识是否具有真理

13、性的唯一标准是实践的 检验。检验。l l直接检验：直接检验：观察和实验直接观测科学假说的实质内容。观察和实验直接观测科学假说的实质内容。l l间接检验：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。预言。3、检验的复杂性、检验的复杂性l l实验条件不具备、实验的准确度达不到。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六、假说向理论过渡的形式六、假说向理论过渡的形式六、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。例如：牛顿力学、哥白尼日

14、心说。3、假说被全部推翻而为新的假说所代替。例如：地心说、热质说、然素说、以太说例如：地心说、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。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七、假说向理论过渡的条件1 1、假说与已知的事实相符合。、假说与已知的事实相符合。2 2、假说所作的预见得到证实。、假说所作的预见得到证实。3 3、假说在实际应用中获得成功。、假说在实际应用中获得成功。科学理论一、科学理论及结构一、科学理论及结构一、科学理论

15、及结构一、科学理论及结构l科学理论科学理论l l经过实践检验的系统化的科学知识体系，它反映了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。知事实做出预见。l科学理论的一般结构科学理论的一般结构 1 1）基本概念：是科学理论体系的基础和逻辑起点）基本概念：是科学理论体系的基础和逻辑起点）基本概念：是科学理论体系的基础和逻辑起点）基本概念：是科学理论体系的基础和逻辑起点 2 2）基本原理或定律：科学理论的逻辑前提，反映）基本原理或定律：科学理论的逻辑前提，反映）基本原理或定律：科学理论的逻辑前

16、提，反映）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。了事物最本质的关系。了事物最本质的关系。了事物最本质的关系。3 3）逻辑结论：由概念和原理推演出的结论。）逻辑结论：由概念和原理推演出的结论。）逻辑结论：由概念和原理推演出的结论。）逻辑结论：由概念和原理推演出的结论。二、科学理论的特点二、科学理论的特点二、科学理论的特点二、科学理论的特点1、客观真理性、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建立科学理论所凭借的事实材料是经过实践复核且证明

17、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；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；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；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。根据这种理论所作出的科学预见已在实践中得到证明。根据这种理论所作出的科学预见已在实践中得到证明。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、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，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，科学理论通过提示某一领域的共同本质而普遍适用于

18、这个领域，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。领域内的新现象。领域内的新现象。领域内的新现象。3、系统性、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）

19、按系统性原则组成的有内在联系的知识体系。理、定律等）按系统性原则组成的有内在联系的知识体系。理、定律等）按系统性原则组成的有内在联系的知识体系。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、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。科学理论必须概念明确、判断恰当、推理正确、论证严密。科学理论必须概念明确、判断恰当、推理正确、论证严密。科学理论必须概念明确、判断恰当、推理正确、论证严密。三、科学理论的功能三、科学理论的功能三、科学理论的功能三、科学理论的功能1 1、解释功能、解释功能 从内容上解释事实的本质。从内容上解释事实的本质。从内容上解释事实的本质。从内容

20、上解释事实的本质。2 2、预见功能、预见功能l l 能合乎逻辑地推导出有关未知事实地结论。能合乎逻辑地推导出有关未知事实地结论。能合乎逻辑地推导出有关未知事实地结论。能合乎逻辑地推导出有关未知事实地结论。l l 如麦克斯韦建立的电磁理论预言了光就是电如麦克斯韦建立的电磁理论预言了光就是电如麦克斯韦建立的电磁理论预言了光就是电如麦克斯韦建立的电磁理论预言了光就是电 磁波磁波磁波磁波;海王星、冥王星的发现。海王星、冥王星的发现。海王星、冥王星的发现。海王星、冥王星的发现。3 3、指导功能、指导功能、指导功能、指导功能l l 对观察实验以及理论创造的指导。对观察实验以及理论创造的指导。对观察实验以及

21、理论创造的指导。对观察实验以及理论创造的指导。l l 例，人们利用任何常规实验都无法得到例，人们利用任何常规实验都无法得到例，人们利用任何常规实验都无法得到例，人们利用任何常规实验都无法得到92929292号以后号以后号以后号以后 的元素，但元素周期律说明，的元素，但元素周期律说明，的元素，但元素周期律说明，的元素，但元素周期律说明，92929292号元素不是终点。号元素不是终点。号元素不是终点。号元素不是终点。四、建立科学理论的一般方法四、建立科学理论的一般方法四、建立科学理论的一般方法四、建立科学理论的一般方法1、公理化方法 欧氏几何：欧氏几何：欧氏几何：欧氏几何：23232323个定义、

22、个定义、个定义、个定义、5 5 5 5条公设和条公设和条公设和条公设和5 5 5 5条公理，推演出条公理，推演出条公理，推演出条公理，推演出467467467467个数学命个数学命个数学命个数学命 题；阿基米德的静力学理论体系；牛顿的经典力学理论体系。题；阿基米德的静力学理论体系；牛顿的经典力学理论体系。题；阿基米德的静力学理论体系；牛顿的经典力学理论体系。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 1）自然发展式）自然发展式 如化学理论体系如化学理论体系如化学理论体系如化学理论体系：元素：元素：元素：元素化合物；无机物化合物；无机物化合物；无机物化合

23、物；无机物有机物；有机物；有机物；有机物；小分子小分子小分子小分子大分子大分子大分子大分子。2 2）认识过程式。认识过程式。如物理学理论体系：静力学如物理学理论体系：静力学如物理学理论体系：静力学如物理学理论体系：静力学运动学运动学运动学运动学动力学动力学动力学动力学分子物理学分子物理学分子物理学分子物理学 波动力学波动力学波动力学波动力学电磁学电磁学电磁学电磁学量子力学。量子力学。量子力学。量子力学。3、从抽象上升到具体的方法 如如如如电电电电磁磁磁磁学学学学理理理理论论论论体体体体系系系系：感感感感性性性性具具具具体体体体：摩摩摩摩擦擦擦擦生生生生电电电电、磁磁磁磁石石石石吸吸吸吸铁铁铁铁

24、；理理理理性性性性抽抽抽抽象象象象：概概概概念念念念（电电电电荷荷荷荷、电电电电势势势势、磁磁磁磁场场场场、磁磁磁磁通通通通量量量量等等等等）和和和和定定定定律律律律（库库库库仑仑仑仑定定定定律律律律、欧姆定律等）；欧姆定律等）；欧姆定律等）；欧姆定律等）；思维具体：思维具体：思维具体：思维具体：引入位移电流，建立微分方程。引入位移电流，建立微分方程。引入位移电流，建立微分方程。引入位移电流，建立微分方程。五、科学理论的评价五、科学理论的评价五、科学理论的评价五、科学理论的评价l l科学理论的评价是主体对理论所表现出的科学理论的评价是主体对理论所表现出的 一种主观评判。一种主观评判。1、科学理

25、论的评价 对理论的真理性和价值性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l l与经验事实的一致性与经验事实的一致性l l可检验性可检验性l l逻辑简单性逻辑简单性l l理论的预见性理论的预见性六、科学理论的发展六、科学理论的发展六、科学理论的发展六、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。的经典力学理论。2、理论的变革：质变 旧理论被新理论所代替，如日心说取代地心说、氧旧理论被新理论所代替，如日心说取代地心说、氧 化说取代燃素说。化说取代燃素说。严格意义上讲，科学理论都是科学假说，科学严格意义上讲，科学理论都是科学假说，科学理论也只是相对真理。理论也只是相对真理。由于科学是不断发展和进步的，更新的经验证由于科学是不断发展和进步的，更新的经验证 据有的还没有纳入到现存的理论之中，有的与现存据有的还没有纳入到现存的理论之中，有的与现存 的理论相矛盾，因此产生了新的科学问题，科学研的理论相矛盾，因此产生了新的科学问题，科学研 究活动进入到下一个循环过程。究活动进入到下一个循环过程。