科學方法論-2014-4-提出科學假說和建立科學理論的方法研究

提出科學假說和建立

科學理論的方法康仕慧山西高?？普苤行?科學結論生物學家：人是由猿進化來的。宇宙學家：宇宙始終在膨脹。物理學家：一切物質都遵循萬有引力定律。科學家為何會做出這樣的斷言呢？——答案是：科學家們是通過推理或推論確信上述結論的?？茖W推理的本質是什么？對于科學家們所作的推論我們應當持有多大的信任度？31、演繹推理2、歸納推理3、歸納難題4、最佳說明推理提出科學假說和建立

科學理論的方法4演繹推理全部的中國人都是勤勞的。張三是一個中國人?！虼耍瑥埲乔趧诘摹Ｑ堇[推理：假如前提為真，那么結論確定也為真。推理的前提必定導致結論。特點：從一般原理推出個別結論5演繹推理凡人皆有死。（大前提）愛因斯坦是人。（小前提）———————————因此，愛因斯坦終是有死的。（結論）演繹推理：假如前提為真，推理正確遵循邏輯規(guī)則，那么結論確定也為真。特點：結論不會含有比前提中更多的信息。既然知道凡人皆有死而愛因斯坦是人，那么愛因斯坦終是有死的信息就已在前提中出現(xiàn)。6演繹推理全部的貓都有5條腿。朵朵是我的貓?！虼耍涠溆?條腿。這是一個完全有效的演繹推理，明顯，僅靠邏輯并不能發(fā)覺自然界的真，也建立不起科學理論。那么，科學定律是如何推導出來的呢？7歸納推理金屬受熱時會膨脹。酸會使石蕊試紙變成紅色。金屬x1在時刻t1受熱時膨脹。金屬x2在時刻t2受熱時膨脹。金屬xn在時刻tn受熱時膨脹?！拷饘僭谑軣釙r都膨脹。普遍命題8歸納推理擴展推理——結論中所含信息多于前提中所蘊含的?？梢杂筛纱嚅啔v獲知的前提推出未知的結論，即尚未視察到或閱歷過的結論?？梢詮拿枋鲆暡斓降奶厥馐聞掌鹣?，到預言將來（或追溯過去）的更多的特殊事務為止。這種推理（特殊是在科學探討中）往往是從描述視察到的特殊事務起先，到概括大量的與其相像而又未視察到的特殊事務為止，這些事務可以發(fā)生在過去、現(xiàn)在或將來。9歸納推理擴展推理——結論中所含信息多于前提中所蘊含的。從已知特殊到未知特殊推斷從特殊到一般歸納10歸納推理盒子里前五個雞蛋壞了。全部雞蛋上標明的保質日期都相同?！虼?，第六個雞蛋也將是壞的。歸納推理：假如前提為真，那么結論不確定也為真。推理的前提并不必定導致結論。歸納推理：從關于某對象已被檢驗的前提推論到關于該對象的未被檢驗的結論。特點：從個別事實推演出一般原理。11日常生活中的歸納推理迄今為止，我的電腦在打開時都不曾爆炸?！虼?，我的電腦在此時打開時將不會爆炸。

該推論是歸納的，不是演繹的。因為推理的前提并不必定得出結論。我的電腦此時爆炸在邏輯上可能的，即使這在以前從來沒有發(fā)生過。12迄今為止，天下雨地面就會濕。———————————因此，天一下雨地面就會是濕的。

該推論是歸納的，不是演繹的。因為推理的前提并不必定得出結論。天此時下雨但地面并沒有濕在邏輯上可能的，即使這在以前從來沒有發(fā)生過。日常生活中的歸納推理13迄今為止，太陽始終東升西落。———————————因此，明天太陽也將東升西落。

該推論是歸納的，不是演繹的。因為推理的前提并不必定得出結論。明天太陽從西邊升起在邏輯上可能的，即使這在以前從來沒有發(fā)生過。日常生活中的歸納推理14迄今為止，小麗一哭奶奶就給她零花錢。———————————因此，現(xiàn)在小麗一哭奶奶也將給她零花錢。

該推論是歸納的，不是演繹的。因為推理的前提并不必定得出結論。奶奶現(xiàn)在不給小麗零花錢在邏輯上可能的，即使這在以前從來沒有發(fā)生過。日常生活中的歸納推理15迄今為止，人都會死去?！虼?，全部的人將來也都會死去。

該推論是歸納的，不是演繹的。因為推理的前提并不必定得出結論。人長生不老在邏輯上可能的，即使這在閱歷上看似顯得荒謬。日常生活中的歸納推理16遺傳學家告知我們唐氏綜合癥患者具有一條多余的染色體——他們擁有47條而不是常人的46條。他們是如何發(fā)覺的呢？迄今為止，全部被檢驗的唐氏綜合癥患者都有47條染色體?！虼耍康奶剖暇C合癥患者（包括尚未進行檢驗的）都有47條染色體?？茖W中的歸納推理17牛頓的萬有引力原理：宇宙中的每一個物體都會對任一其他物體產(chǎn)生引力作用。很明顯，牛頓并沒有通過檢驗宇宙中的每一物體來得出這確定律。那么他是如何發(fā)覺的呢？行星和太陽以及地球表面旁邊各種運動的物體適用這個定律?！虼耍摱蓪θ康奈矬w都適用?？茖W中的歸納推理18報紙或媒體評論說科學家已經(jīng)“通過試驗證明”基因改良的玉米對人體是平安的。科學家已經(jīng)對大量的人測試了這一種玉米，迄今為止，沒有一個人產(chǎn)生不良反應?！虼耍蚋牧嫉挠衩缀憔檬瞧桨驳?。這種玉米對于被檢驗過的人沒有任何壞處?！@種玉米對于任何人都沒有壞處。科學中的歸納推理19《詠菊詩》王安石-蘇東坡西風昨夜過園林，吹落黃花滿地金。秋花不比春花落，說與詩人細致吟。歸納推理的不行靠20寓言故事：有一只公雞早上醒來打鳴，它每次打鳴時，太陽就升起來了。因此，它特別驕傲，以為自己可以使太陽升起來，所以它每天早上總是按時起來打鳴。例子2：公雞打鳴21以對一種疾病新疫苗的試驗為例。這一疫苗可在幾個試驗中都證明有效，但我們?nèi)圆桓覕嘌詫硪矔行АＴ?943和1945兩年美國大規(guī)模試驗中起到很好預防作用的流感疫苗，在1947年流感再次流行時卻無效。緣由在于：1947年的流感病毒菌株不同于1943年和1945年引起流感的流感病毒菌株。例子3：流感疫苗22這不是一個一般的火雞，這是一只會思索的火雞，而且它是一個卓越的歸納主義者，它會用歸納的方式來思索。這只會思索的火雞有一個重大發(fā)覺：每天上午9點鐘主子總會給它喂食。但是這只火雞是一只有思想的火雞，它不會立刻做出結論，它就始終在搜集相關的證據(jù)，進行了大量的視察。而且它的視察是在不同的狀況下進行的，比如說雨天和晴天，熱天、冷天，星期三和星期四，它每天在自己的記錄中都會加入新的視察和陳述，到最終它才進行歸納整理，得出結論。這個火雞說，主子是一個特別和善好心的主子，他總是在每天上午9點鐘來給我喂食。從今它就放心了，但是事情并沒有像它想象的那樣簡潔快樂。到了圣誕節(jié)的前一天，這個主子不僅沒有給它喂食而且還把它殺了，做了一頓香噴噴的火雞大餐。通過歸納總結概括的結論，最終被無情地推翻了。例子4：羅素的火雞23休謨的歸納問題24歸納的分類:（1）本能的歸納；（2）由對常識的思索獲得的歸納；（3）通過批判性科學探討獲得的歸納。盡管歸納對獲得有關閱歷世界的學問特別重要，但是那種原始的歸納，并非確定能讓我們獲得最牢靠的學問。新的閱歷會促使我們修正以前認為是沒有問題的概括。比如：訂正太陽繞地球運轉這一常識性的概念。恒久不要確定認為我們已經(jīng)駕馭了閱歷學問，歸納出的學問基礎遠非意味著根深蒂固，進一步的閱歷仍可將其動搖。目前，尚無法證明歸納不出錯誤。即使全部的前提均為真，都不行能證明，歸納推理是保證結論必定為真的手段。歸納問題25休謨問題大衛(wèi)·休謨（DavidHume，1711-1776）“我們沒有理由對那些超越我們閱歷的任何對象作出任何推斷”，即便是在視察到它們的“常常的或恒常的聯(lián)結”之后。也就是說，并不存在從大量的視察證據(jù)達到真理的合法推理。休謨認為，我們沒有任何邏輯理由去信任將來將像過去一樣。26訴諸閱歷的成功閱歷告知我們歸納論證是成功的。我們每天都在不行避開地運用著歸納推理。信任明天太陽不從東方升起的人是驚異的。但是這種辯護本身就是一種歸納推理，也就是用歸納證明歸納，是循環(huán)論證。如何為歸納推理進行辯護？27歸納原理在場合x1成功地發(fā)揮了作用。歸納原理在場合x2成功地發(fā)揮了作用，等等。歸納原理總能發(fā)揮作用。這種辯護本身就是一種歸納推理，也就是用歸納證明歸納，是循環(huán)論證。如何為歸納推理進行辯護？28增加附加前提，把歸納論證轉換為演繹論證。前提一：全部已被檢驗的唐氏綜合癥患者都有47條染色體。前提二：未檢驗的唐氏綜合癥患者與已被檢驗的唐氏綜合癥患者具有相像性。（自然的齊一性假設）—————————————————————因此，全部的唐氏綜合癥患者都有47條染色體。但是，自然的齊一性假設本身就是一種歸納。如何為歸納推理進行辯護？29休謨的歸納問題在通常狀況下，我們認為科學正是理性探究的范式。對科學家們所說的關于世界的一切，我們深信不移。每一次坐飛機旅行，我們都把自己的生命放在設計飛機的科學家的手上。但是科學卻依靠著歸納，休謨的觀點似乎表明歸納不行能被理性地辯護。假如休謨正確，建立科學的基礎看起來就不如我們所希望的那樣堅實。這種使人困惑的情形被稱為休謨歸納問題。30最佳說明推理31非演繹推理：歸納迄今為止，全部驗證過的x都是y。——————————————下一個將要驗證的x也會是y，或者，全部的x都是y。32非演繹推理：最佳說明推理櫥柜里的面包不見了，僅留下一些面包屑。昨天晚上聽到了來自櫥柜的嗤嗤聲音?！?，面包是被老鼠吃了。前提并不必定導致結論，是非演繹推理。33非演繹推理：最佳說明推理老鼠假說保姆假說保姆偷吃后有意留下面包屑。嗤嗤的聲音是水壺發(fā)出的。老鼠假說的說明更為合理，這種推理就被稱為最佳說明推理。雖然我們不能確定猜想老鼠作案是對的，但總體來講這個假說看起來相當合理：它是對已知事實最好的說明方式。34科學中的最佳說明推理達爾文的生物進化論馬和斑馬由上一級共同祖先演化而來——為解剖學的相像性供應了最佳說明。兩個相互競爭的假說：最佳說明35科學和偽科學36歸納推理的缺陷科學的確證科學的證偽卡爾?波普爾（KarlR·Popper

，1902-1994）假說-演繹37科學的可證偽性標準波普爾認為科學理論的基本特征是它應具有可證偽性?？勺C偽性并不是說它是錯的。而是說它意味著該理論能夠作出一些可以用閱歷進行檢驗的特定預料。假如這些預料被發(fā)覺是錯誤的，這一理論就被證偽了，或者說被否證了。一個可證偽的理論是指——它不能和每一個可能的閱歷過程相容。一些所謂的科學理論是不滿足這一條件的，因此根本不應當被稱為科學，它們是偽科學。38不行證偽的偽科學弗洛伊德的精神分析理論。弗洛伊德的理論可以與無論怎樣的閱歷發(fā)覺相一樣。對于患者的任何行為，弗洛伊德學派都可以找到相應的說明——他們恒久不會承認自己的理論是錯的。馬克思的歷史理論馬克思主見，資本主義將讓位于社會主義并最終走向共產(chǎn)主義。當這一斷言沒有變成現(xiàn)實時，馬克思主義者并不承認馬克思的理論是錯的，而是會提出各種說明為之辯護。因此，馬克思的理論和現(xiàn)有的各種社會形態(tài)相容，是不行證偽的，因而不是真正的科學。39科學的可證偽性愛因斯坦的廣義相對論預料：來自遙遠星球的光線會在太陽引力場的作用下發(fā)生偏轉現(xiàn)象。驗證：1919年英國天文學家愛丁頓組織的探險考察隊驗證了這一預料。假如事實上星光沒有被太陽偏折，就表明愛因斯坦是錯誤的。因此，愛因斯坦的理論滿足可證偽性條件。40科學的可證偽性標準合理嗎？可證偽性假如閱歷與預料不符，則相應的科學理論被證偽。反例：牛頓萬有引力理論預料：行星在圍繞太陽旋轉時有特定的軌道。閱歷：觀測到的天王星的軌道與牛頓的預料不一樣。實踐：英國的亞當斯和法國的勒威耶并沒有假定牛頓的理論是錯的，而是假定存在另外一顆行星，最終發(fā)覺的確存在海王星。41科學的可證偽性標準合理嗎？因此，可證偽性并不是確定一種理論是否是科學理論的標準。在波普爾之后，又出現(xiàn)了很多新的說明。42假說-演繹也涉及歸納假說的提出假說的確證/反對例子：塞麥爾維斯產(chǎn)婦死亡假說（1）要想提出精確的假說就要有閱歷。（2）假說-演繹中用到了歸納：假定某特殊的確證視察將接著得到確證，同樣某駁倒的視察將接著遭到反對。這兩種假設均是接受了歸納的結果；均是接受了將來將會像現(xiàn)在和過去一樣的結果。都涉及歸納43邏輯推理的限度“人類主要憑借機遇或其它，而不是邏輯，創(chuàng)建了藝術和科學?！薄喔评聿荒軐е滦掳l(fā)覺。推理在探討工作中的作用不是作出事實性或者理論性的發(fā)覺，而是證明、說明并發(fā)展它們，并形成一個普遍的理論體系。科學論文VS.真實的科學探討邏輯推理的局限性！——