科学假说与科学理论精.ppt

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1、科学假说与科学理论第1页，本讲稿共13页科学假说科学假说假说假说：对问题答案的猜测l根据已知的科学事实和科学原理，对所研究的自然现象及其规律提出的一种假定性的推测和说明第2页，本讲稿共13页科学理论科学理论：对同类事物的共同的本质的刻画。是被实践证明的科学假说。第3页，本讲稿共13页科学假说的作用科学假说的作用l定向作用定向作用l科学理论的桥梁科学理论的桥梁l激发创造性思维的媒介激发创造性思维的媒介l假说的假说的“争鸣争鸣”有利于学术繁荣有利于学术繁荣第4页，本讲稿共13页科学假说的形成和发展科学假说的形成和发展l(1)(1)在科学实践过程中发现新问题在科学实践过程中发现新问题l(2)(2)通

2、通过过理理论论思思维维,对对这这些些事事实实规规律律理理论论作作出出初初步步的假定的假定l(3)(3)对对这这个个初初步步的的假假定定,进进行行广广泛泛的的论论证证,使使之之发发展为结构比较完整的科学假说展为结构比较完整的科学假说l(4)(4)对对假假说说的的部部分分进进行行理理论论和和实实验验的的证证明明使使其其部部分分成成为为科学理论，再逐步发展完善成一个理论体系。科学理论，再逐步发展完善成一个理论体系。第5页，本讲稿共13页现代关于物理学的一些假说到理论的发展历程l以太假说和相对论假说 物理学第一朵乌云：笛卡尔以太假说 光波在以太中传播 1905年，爱因斯坦在抛弃以太、以光速不变原理和狭

3、义相对性原理（惯性系之间完全等价，不可区分）为基本假设的基础上建立了狭义相对论。狭义相对论认为空间和时间并不相互独立，而是一个统一的四维时空整体，并不存在绝对的空间和时间。迈克耳孙莫雷实验：以太和地球没有相对运动光速不变第6页，本讲稿共13页量子力学假说和广义相对论 狭义相对论无法解释光电效应产生量子力学 量子力学，它认为力是由粒子的交换而来的，电磁力是由光子交换而来，弱力是由弱规范玻色子交换而来，强力是由胶子交换而来。而引力无法进行“量子化”（引力子的存在与否是物理学的第二朵乌云）。广义相对论认为引力就是质量使空间弯曲而导致的。但是却无法把其他三种力进行“几何化”。第7页，本讲稿共13页由量

4、子力学推出希格斯玻色子假说l粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子，“希格斯玻色子存在之谜”有可能于今年九月末揭开。l电弱统一理论 np+e-+e（衰变，重子标记）udduud+e-+e（衰变，夸克标记）一个下夸克d释放玻色子变成上夸克u，玻色子变为光子，产生能量，损失质量。电磁力是由光子交换而来，弱力是由弱规范玻色子交换而来，希格斯玻色子是光子在对称自动缺失下另一种存在形式，是质量之源。第8页，本讲稿共13页超玄假说 l量子力学和广义相对论的矛盾无法调和产生了弦理论。组成所有物质的最基本单位是一小段“能量弦线”，有开弦和闭弦，像量子化的光子，就很可能是一段开弦。能很好的将4种基本力统一

5、起来。宇宙是一个高维空间，现认为是10维或11维。第9页，本讲稿共13页宇宙全息论假说在低维中观测到的不同粒子也可能是同一种粒子l在特定的情况下，次原子的粒子们，例如电子，同时向相反方向发射后，在运动时能够彼此互通信息l其实宇宙只是一个幻象，一个巨大而细节丰富的全像摄影相片（一张立体相片无论怎么分都可以看到整个图像）l想像一个水族箱，里面有一条鱼。也想像你无法直接看到这个水族箱，你对它的了解是来自于两台电视摄影机，一台位于水族箱的正前方，另一台位于侧面。当你看著两台电视监视器时，你可能会认为在两个萤光幕上的鱼是分离的个体。毕竟，由于摄影机是在不同的角度，所得到的影像也会稍有不同。但是当你继续注

6、视这两条鱼时，你会觉察到两者之间有特定的关系。当一条鱼转身时，另一条也会做出稍微不同，但互相配合的转身；当一条面对前方时，另一条会总是面对侧方。如果你没有觉察到整个情况，你可能会做出结论，认为这两条鱼一定是在互相心电感应。但是显然这并非事实。第10页，本讲稿共13页总结l假说是不断发展而来且必须能自圆其说，有一定准确的事实根据，依据越多就越值得研究推导。l对于同一事物可能有不同的假说，要博取众长不应从一而终。l对于同一事物的不同假说可以不矛盾，而真理往往就是不同假说的综合。l假说在某些时间段是不完善的，需要不断发现，不断添加和修正l正确的假说要成为理论可能很漫长，但人类探索的脚步永不停止。l当一个假说陷入死胡同而不能完全解释某一现象时，应当及时寻找别的路径l真伪证明具有不对称性，当发现错误时要及时更正寻求真解不断完善。l假说经过理论推理可以上升为理论，但还需要实验证明才能成为真理第11页，本讲稿共13页总结l科学的任务，就是要穷探宇宙、社会和人生的一切幽微奥妙。l经过不懈的探索，科学假说提出的模型将愈加符合现有实验现象和理论成果，但这种艰苦的探索仍将继续第12页，本讲稿共13页第13页，本讲稿共13页