科学发现与假说与理论

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1、第二节科学发现的基本环节一、归纳主义的科学发现过程：1、观察实验（经验事实）是科学研究的起点支撑点。2、归纳主义是从经验事实发现普遍原理的基本方法。（观察的数量足够多，可重复，与已有公理不冲突。）3、理论的确认是在演绎结论和事实的对照中实现的。如果演绎的结论在事实中被证实，理论就被确认一次。被证实的结论越多，理论的确认程度就越高。经验主义认识程序的核心思想：条件：一是证明它与其它一些得到充分证明的定律没矛盾；二是证明它的一些推断与所观察的事实相一致。1、问题是科学研究的起点。观察是没有中性的，是有问题的观察，是理论指导下的观察。2、理性主义认

2、为假说演绎方法不是纯粹的逻辑性过程，而是非逻辑的过程。3、在理论检验上，理性主义认为个别经验不足以证实一种理论，只能证伪。理性主义认识程序的核心思想：二、解释：1、科学解释。就是对所观察到的现象作出合规律的阐述，就是将现象放于规律起作用的范围。2、类型：演绎解释——全称规律解释个别现象。概率性解释----用统计规律解释某一现象。功能性解释----用功能定律解释某一功能。结构性解释---用结构解释某一功能。起源性解释----用演化规律解释相应现象，具有历史分析性。3、解释的结构能解释的规律是什么---定律发现；规律起作用的条件是什么---条件发

3、现；被解释的现象是什么----现象发现；如何确立其推理链----推演形式（操作，程序，操作规则）发现；4、解释的逻辑模型L一般规律；C条件；E解释的现象；L∧C﹦E5、解释与发现的关系解释中存在未知项就意味着发现。1、对大前提的发现2、条件发现；3、过程性发现4、对新事实的预见三、验证1、验证是对各类发现进行趔性评价的过程及结果。2、逻辑验证；通过逻辑分析不验证发现的真假，具有前验性。第一，非逻辑过程是充许的，但不能有反逻辑错误；第二，不能有逻辑性悖论，必须要逻辑自洽。第三，不能与理论和事实相违背。3、实验证实与证伪证实：L∧C﹦E∧C﹦L验

4、证1）（L1∧C﹦E1）∧（L2∧C﹦E2）（E1～E2）∧E2﹦L1∨L22）L∧C﹦E﹃E﹦（L∧C）注意1、验证是一个反复的过程2、要持分析态度3、注意验证的相对性与绝对性第三节假说与理论什么样的理论是好理论？放之四海而皆准的理论是好理论吗？人需要理论及其体系，就象人需要空气一样一　科学方法的关键是事实与假说和理论之间的必要张力？即大胆假设小心求证二　假说1、假说的概念：假说是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性提出的一种假定性的推测和说明。2、假说的特点：第一，以事实为基础，（表明其科学性）第二，具有猜想性内容和

5、试探性质。（表明其假定性，也就是对现实的超越性。这种超越除非得到证明，否则科学共同体很难认定。）三、假说的提出：理论性假说的主要内容是提示事物内部机理和深层本质，其核心部分是关于事物本质的假定。而这种假定是基于一定事实基础和理论背景提出的，它应该能推出预言或预见以供下一步验证。因此完整的理论性假定应包括以下结构要素：事实基础；本质性假定；预言预见；背景理论（包推理规则）。例：宇宙大爆炸理论大爆炸理论的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系并不是静止的，而是在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、

6、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。根据大爆炸宇宙学的观点，大爆炸的整个过程是：在宇宙的早期，温度极高，在100亿度以上。物质密度也相当大，整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀，结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时，中子开始失去自由存在的条件，它要么发生衰变，要么与质子结合成重氢、氦等元素；化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度后，早期形成化学元素的过程结束（见元素合成理论）。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温

7、度降到几千度时，辐射减退，宇宙间主要是气态物质，气体逐渐凝聚成气云，再进一步形成各种各样的恒星体系，成为我们今天看到的宇宙。证据（a）理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的，因而任何天体的年龄都应比自温度下降至今天这一段时间为短，即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。（b）观测到河外天体有系统性的谱线红移，而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释，那么红移就是宇宙膨胀的反映。（c）在各种不同天体上，氦丰度相当大，而且大都是30%。用恒星核反应机制不足以说明为什么有如此多的氦。而根据大爆炸理论，早期温度很高，产生氦的效率也

8、很高，则可以说明这一事实。（d）根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等，可以具体计算宇宙每一历史时期的温度。宇宙大反弹理论"大反弹"理论是是由德国物理学家伯卓瓦发现的。该理论