科学假说在科学理论形成中的作用

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20 10年 10月(下)

理论新探

科学假说在科学理论形成中的作用陈咸峰摘要科学研究活动离不开科学假说，科学发展的历史告诉我们科学假说在科学理论形成过程中发挥了先导和桥梁的作用。科学理论的发展过程，就是科学假说连续更替和假说的内容不断精确化、深刻化的过程。科学假说向科学理论的转化过程是一个复杂的过程，科学假说要通过理论和经验的验证才能成为科学理论。关键词科学假说中图分类号： D0-0科学理论理论思维文献标识码： A文章编号： 1009-0592(2010)10-281-02有助于科学的快速发展。有些科学假说大胆预测，极大地开阔了人们的眼界，冲破了狭隘的思维“牢笼”比如爱因斯坦相对论的，提出，不但使人们探索的领域极大扩大，也改变了人们的自然观，把人类带进了一个新时代。二、科学假说的形成及发展科学假说产生于一种解释所不能的困难境地，源于人类对未知的渴求。人类具有强烈的求知欲，哲学和科学的产生源自人类对自然的惊奇。当面临全新的研究领域，或现有的理论与事实发生矛盾，或原有理论体系存在缺陷时，就需要建立一种新的假说去解释这些困难之境，从而得出合理的解释。在科学史上，当人类面临急速扩大的宇宙观测范围，遇到新的领域时，比如当牛顿力学系统难以解释微观粒子运动现象时，当微观或宇观领域遇到解释困境时，科学家就试图采用新的科学假说以解释这些新的问题。科学假说开始形成于事实经验材料和有关理论并不完善的情况中，科学工作者经过思维活动的初步整理，对事物发展规律给出假定性解释。提出科学问题是建立假说的第一步，要提出科学问题，首先需要的是问题意识。因此从理论上发现问题，提出问题，即找出科学在理论和实践上仍然存在的不足和缺陷就成为科学假说首先需要说明的内容，毋庸置疑，科学工作者在这个初始阶段可以提出新的科学问题，为一些存在理论缺陷和不足的科学事件给出他认为合理的科学假说。这些假说满足于易于观察的现象，符合相关的逻辑演绎推理，为下一步验证科学假说提供基本的科学雏形。从初步的假定解释出发，经过进一步围绕问题搜集理论事实和经验事实，使这些经验符合事实的序列，理论解释相关的事实；继而提出解释问题的假设机制，进行逻辑的演绎推论，检验假说的逻辑完备性和现实可操作性等一系列活动的进行，最后科学假说得到确认，科学假说就建立起来了。20世纪初，苏联的“通古斯爆炸之谜”假说的形成过程就体现了这样的进

程，即由一种假说到科学理论的演进过程。科学假说的形成是一个复杂的历史过程，各个步骤间往往会有往复，但大致的方向是这样的。科学假说的形成和发展要以一系列事实和经验材料为基础，

科学假说是理性思维的重要形式，在科学理论形成过程中起着桥梁和先导的作用。而科学理论在科学哲学研究中具有核心地位，“认为科学哲学就是对理论及其在科学事业中的作用进行分析，这一看法并不太过分”科学理论的发展过程，,是科学假说连续更替和假说的内容不断精确化、深刻化的过程。科学假说通过实验等一系列复杂的检验确证，最后达到科学理论的高度，转化为科学理论。科学理论具有解释与预测的功能特征，会产生巨大的说明性和前瞻性的效应。这其中包含了科学哲学研究关注的主要议题，对这一演化过程内涵的探讨有助于加深对相关命题的认识。一、科学假说的含义及意义科学假说是根据已知的科学知识和科学事实，对未知自然现象及其规律性所作的推测性的解释和说明，是自然科学理论思维的一种重要形式。科学假说与那些毫无根据的臆造和迷信思想有本质上的不同。科学假说具有科学性、预测性和易变性的特点。科学假说是在现有的实验、观察材料和科学理论基础上，对未来或未确定事物的一种假设的推测性的解释，是科学性和预测性的统一，同时兼有容易发生变化的性质。德国天文学家培塞尔根据天狼星位置的变化，于 19世纪中叶，以万有引力定律为依据，对此现象给出假定性的解释，最后于 1862年，人们观察到天狼星伴星的存在，从而证实了这一假说的成立。恩格斯：只要自然科学在思维着，“它的发展形式就是假说”,可见假说特别是科学假说在科学发展中的重要作用。科学假说是自然科学思维发展的表现形式，它在自然科学研究中具有重要作用。首先，科学假说是形成科学理论的先导，同时亦是科学观察、实验的先导，是发展科学理论的必由之路。科学理论的形成是在“科学假说—科学理论—新科学假说—新科学理论……”的道路上不断发展的。科学史告诉我们，科学假说和科学理论相互演进，推动了科学理论的不断发展完善，给人类提供新的认识视角和方法；其次，科学假说使科学研究活动具有目的性，由于科学理论的预测作用，给人们的科学活动指明了方向，有目的、有针对性地进行科学活动。从而使科学工作者在探索自然奥秘的过程中少走弯路，顺利到达目标；第三，科学假说开阔科学家的视野，

作者简介：陈咸峰，西南大学

政治与公共管理学院硕士研究生，研究方向：科学哲学。

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２０１０年１０月（下）

自己的优势。科学史上，我们看到在科学假说向科学理论转化的过程中，几种假说可能同时存在，由于基于的理论背景不同，提出的预测可能存在很大的不同，形成竞争态势。比如中世纪关于地球和太阳谁处中心的争论，光的几种学说的争论等就体现了这种情况。在这种境况下，我们应该把精力集中在选择最佳科学假说上来，这就要有一套方法。这套方法应遵循以下原则：可检验性原则，科学假说应是可检验的，包括理论和经验的检验；解释性原则，要求科学假说可以解释原有理论可解释的现象，也可以解释并应用多方面的理论知识，进行严密的逻辑演绎分析论证，遵循以正确理论思维指导、从事实出发、运用原有科学原理又能冲破束缚的原则，从而才能逐步发展成为一个完整的科学假说。科学假说既坚持从事实出发，又具有很大的创见性，它的建立是向科学理论发展的重要阶段，它起到先导和桥梁的作用，是科学理论形成的重要一环，对科学理论的形成具有重要意义。三、科学假说的检验和科学理论的形成科学假说的提出和建立不是目的，目的在于建立科学理论，

而科学理论可以达到对自然规律和本质的认识，从而在深层次把握自然。科学假说经过理论检验和经验检验，向科学理论的方向转化。科学理论是科学研究的最终精神产品，在形式上科学理论是由概念、术语、公式、模型、图表、定律等组成的知识体系，它们之间内在地逻辑联系组合在一起组成一个有机统一体；内容上，科学理论是由概念、命题和命题系统组成的反映人们对自然界的客观认识的知识体系或思想体系，它们也按一定的逻辑规则组织起来组成一个有机统一体。科学理论有两种显著的特征，一是理论均能解释观察到的规律性；二是任何理论必须能够从该理论的各种命题中演绎出概括。可见，科学理论是完整的理论知识体系，能带给科学家以事实或经验概括相对应的概念，从而科学家可以对有关科学事实以解释并做出相关的科学预测，科学假说向科学理论的转化是一个不断进行充实、系统化的严密的逻辑证明和证实证伪的过程。

科学假说的检验是从一些证据中获得某种程度的支持或确证，这一问题也是当代科学哲学的核心议题之一，得到学界的广泛讨论。大体来说，科学假说的检验的主要内容是（1）理论检验，也即逻辑证明。首先要做的就是对它的理论检验，理论检验即逻辑证明的目的是检验该假说是否具有逻辑上的完备性，可判断其是否成为科学理论的主要依据。逻辑证明主要包括从概念、命题和命题系统三个层次进行基本理论的规范性分析，科学假说各部分的逻辑合理性和严密性分析，科学假说的预测性的逻辑展现和科学假说跟现有理论间的契合等方面，体现出了对科学假说检验的理论严密性。（2）经验检验，即证实和证伪。这是对科学假说检验的重要步骤和方法，科学假说能否经得起实证经验的验证，是是否成为科学理论不可或缺的一环。如果被证实，则可以成为科学理论；如果被证伪，则就失去了成为理论的资格。经验验证主要包括对科学假说预言证据的理论上的确认，对现实对象进行经验证据的搜集，对预言证据和经验证据进行对比分析等内容。在科学假说经验验证的实际操作操作中，由于科学事实的复杂性的原因，证实方法和证伪方法往往综合运用。

当然，这种分析方法是看问题的一个视角，在当代科学哲学研究中，对证据的确证中运用了其它许多方法，比如主观贝叶斯主义概率论、费希尔-波普尔理论等，各种理论对问题的解决各有现有理论不可解释的情况；相容性原则，即科学假说与原有理论相包容，例如原有理论变成了假说的一种形式；简单性原则，即科学假说包含的相互独立的假设或公理最少，这样科学假说的内涵少，但外延大，就可以解释更多的现象。科学理论和科学假说的发展演进是一个动态的过程，随着证据的证实或证伪，假说得以完善或修正，相关理论也得以矫正以符合科学事实。我们可以看到，物理学中关于光的运动学说的发展，至今仍在不断完善修正中。四、结语科学研究活动离不开科学假说，科学发展的历史告诉我们科学假说在科学理论形成过程中发挥了先导和桥梁的作用。科学假说的形成、发展、演化的过程是一个相当复杂的过程，这其中体现了科学研究的精神，这个过程告诉我们，科学活动是一个充满理性、富有挑战性的活动，其过程之艰辛需要几代人、几百年去形成一套科学理论体系。有的科学假说通过了层层理论和经验检验，演变成了科学理论；有的科学假说由于验证错误而被推翻；有的科学假说存在缺陷或错误，经过不断修改完善，最后转化为科学理论；有的科学理论被其它假说吸收、借鉴成为其它理论的组成部分。一般说来，一个新的和更全面的理论能够矫正由它所取代的理论，新理论将说明促使科学家进行思索并产生新理论的异常现象。但一个新理论打破有关学科的基本原理却是极为罕见的，基本原理往往是处于稳定的状态的。科学假说是科学发展的一个环节，而且是很重要的一环，科学发展的进程，可以看成是从科学假说到科学理论，再从新的科学假说到新的科学理论不断发展的过程。对科学假说和科学理论关系及二者不断演进过程的研究，有助于加深认识当代科学哲学的基本问题，对有关问题的解决提供帮助。参考文献：[1][英]詹尼弗 特拉斯特德著．刘钢，任定成译．科学推理的逻辑．石家庄：河北科学技术出版社．2000．[2]杨玉辉．现代科学技术哲学．北京：人民出版社．2010．[3][英]W H 牛顿-史密斯著．成素梅，殷杰译．科学哲学指南．上海：上海科技教育出版社．2006．[4]陈其荣．评价和选择科学假说的基本原则．自然辩证法研究．1986(5)．[5]叶德旺．假说和理论．求实．1983(2)．[6]朱俊明．科学假说:通向真理的桥梁．百科知识．2001(4)．[7]周超．试论科学假说的检验．思想战线．1986(4)．

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