第二节　假说

一、假说概述

现代科学改变了人类的生活，它使得更方便、更健康和更丰富的生活成为可能。科学的目标在于发现普遍真理，仅仅知道事实是不够的，对它们进行说明是科学的任务。假说是对事实进行科学说明的逻辑方法。所谓假说，又称假设或猜想，就是根据已观察到的事实和已有的科学原理，对尚未认识到的现象的性质或发生的原因作出推测性解释。

例如，医学家们新近发现一种称之为“青壮年急死综合症”的疾病，死者多为营养良好、身体健康的男性青壮年。发病时，一般都是在夜眠中突然惊叫或发出尖叫声、四肢抽搐，随即意识丧失。病发只有几分钟或几十分钟，患者便死去。全面尸检既找不到足以致死的病变，也未能查明致死的证据。病因是什么呢？各国学者作了许多研究，但病因不明。于是，学者们便根据患者发病情况和已知的医学原理，对病因作了推测性的解释。有的学者认为:这是由于“突然的心脏机能不全导致急性心脏性死亡”；有的学者则根据患者病发时常在睡眠中突然惊叫，而惊叫又是呼吸困难的表现，因而认为这是“中枢性呼吸麻痹死亡，是脑死亡”。对这类死者来说，“突然的心脏机能不全”或“中枢性呼吸麻痹”是否真的存在过？即使它存在过，又是否必然导致出现上述那样症状的死亡至今未能得到证实。上面便是关于“青壮年急死综合症”病因的两个假说。假说具有如下三个特点:

（一）假说具有科学性

假说是对尚未认识的事物或现象的性质或发生原因作出的一种猜测，然而它又并非毫无根据的胡乱猜测，也不是不顾事实的主观臆断。它的内容是来自客观世界的，是以可靠的事实材料为根据，以已有的科学原理为指导，并借助于各种推理（主要是归纳推理和类比推理），加上科学的想象提出来的。没有事实材料作根据，就不可能提出科学的假说。如，人们关于地球上各大陆曾经发生过漂移的假说“大陆漂移说”，就是基于非洲西海岸和南美洲东海岸正相吻合这一事实提出的。

假说不但要有事实材料为根据，还得以已有的科学原理作指导。如上面例子中，学者们之所以能够根据死者临死前的症状，提出关于死者病因的那些假说，就在于他们运用了已有的关于心脏机能和中枢神经系统功能方面的知识。以掌握的科学原理作为对假说起支持作用的背景知识。没有这样的背景知识，对未知的关于某种事物或现象的性质或发生原因，是不可能做出科学的推测性解释的。

（二）假说具有猜测性

假说不等同于被证实了的科学理论。虽然有事实材料作根据，有科学原理的指导，但是，假说的基本内容、关键部分，却又具有猜测的性质。因此，任何假说，它在还未经实践证实之前，即使分析准确、论证严密，它终究还不成其为科学理论，也不等于就是事实、真理。关于这个问题，恩格斯有过如下精辟的论述，他指出:“哥白尼的太阳系学说有300年之久一直是一种假说，这个假说尽管有99%、99.9%、99.99%的可靠性，但毕竟是一种假说；当勒维列从这个太阳系学说所提供的数据，不仅推算出一定还存在一个尚未知道的行星，而且还推算出这个行星在太空中的位置的时候，当后来加勒确实发现了这个行星的时候，哥白尼的学说就被证实了。”假说是关于事物情况的因果性和规律性的假定性的解释，是人们的一种猜测。因此，它的真实性是有待于进一步验证的。

（三）假说的内容具有变化发展性

科学的目标是获得一个完整的说明系统，随着社会的不断前进，客观事物的不断发展变化，人们对客观的认识也在逐步深化，因此，人们会通过渐渐发展假说适应这种变化。有些新假说与已经得到的假说相一致。例如，在天王星轨道外存在另外一个未知行星的假说，与已经存在的天文学理论一致，它导致海王星的发现。但科学发展的历史不总是遵循这种有序的方式，有些新提出的假说会和原有的假说不相容；或者证实已有假说的一部分内容而否定另一部分内容，使假说得到修改。如此循环往复，直到确立正确的理论和原理。例如从公元前2世纪托勒密的“地球中心说”到16世纪哥白尼的“太阳中心说”，就是假说的变化；而从哥白尼的“圆形轨道说”到开普勒的“椭圆形轨道说”，从“物质守恒原则”到“质能守恒原则”，就是假说的修正。假说的这个特点可以很好地解释科学为何不断得以进步。

二、假说的建立

假说的建立过程是一个比较复杂的思维过程，大致可分为假说的提出、假说的推演和假说的验证三个阶段。

（一）假说的提出

假说不是无稽之谈，也不是胡思乱想，要根据事实材料和已有的科学知识提出假说。假说的提出既要尊重已有科学成果，又要有创新精神。一般来说，提出的假说应与已知的科学原理符合，不能与之相矛盾。例如，有的人不顾能量守恒和转化定律，设想制造永动机；不顾月球上缺少生物学已证明了生物存在必要条件--水和氧气，提出月球上也可能有生物的猜测。这就不是什么科学的假说，而是一种不切实际的幻想。但是，这绝不意味着提出假说时只能墨守成规，不能有创造性突破。因为人的认识要受历史条件的限制，已有的科学理论不可能尽善尽美，甚至有可能被证明是错误的。历史上，哥白尼就否定了曾一度被视为“真理”的“地心说”而提出了“太阳中心说”；伽利略就否定了“物体下落的速度由物体重量决定”这个统治了上千年的理论，建立了“自由落体定律”等等。因此，对一些曾被认为是正确的理论表示怀疑、否定，并提出新的假说，这不但是允许的，而且也是科学发展所必须的。然而值得注意的是，上面这种情形是对理论本身的怀疑、否定，不同于提出假说的依据同已知的科学原理相矛盾这种情形。

从形式上看，有的假说是应用类比推理提出的，例如，李四光提出“松辽地区地下有石油”，根据的是他掌握的松辽地区和中亚细亚地区在地质构造上的相似性这一事实。法拉第把电流与瀑布相类比，提出了计算电流能量的公式；有的假说是应用归纳推理提出来的，例如，现代分子生物学指出，一切生物都使用同一套遗传密码。这个假说最早是用归纳推理提出来的。生物学家根据已搜集到的资料，发现有许多的生物遗传密码相同，在没有遇一相反的情况下，提出了初步假说--所有生物的密码都是通用的。有时，用演绎推理也能提出假说。例如，爱因斯坦在提出狭义相对论时就应用了演绎推理。他采用了力学和电动力学必须服从的共同原则作为基本假说，加上另外几个特殊假说，以此为根据推演出一套完整的理论，构成了一个十分完美的逻辑演绎体系。另外，在科学研究中，假说的提出往往不是单一的，而且研究者从不同的角度出发设想了好几个可供选择的假定。对这些假定的考察与取舍，往往会用假言推理和选言推理进行比较和筛选，从而确定其中的一个作为最可能成立的初步假定。

（二）假说的推演

假说的推演就是以假说为前提，逻辑的和必然的引申出一系列的结论。在假说的推演阶段，主要是应用演绎推理。其中包括两方面的推演活动。

首先，研究者从已确立的初步假定出发，通过演绎的程序广泛的解释已知的经验事实。如果被解释的经验事实越多，那么支持该假说的经验证据也就越多。魏格纳在提出大陆漂移假说之后，还由此出发来解释如下事实:1.各个大陆可以象拼板玩具一样拼合起来，大陆边缘之间的吻合程度是非常高的--这是大陆漂移的几何拼合证据。2.大西洋两岸以及印度洋两岸彼此相对地区的地层构造是相同的--这是大陆漂移的地质证据。3.大西洋两岸的古生物种（植物化石和动物化石）几乎是完全相同的--这是大陆漂移的化石生物证据。4.留在岩层中的痕迹表明，在3.5亿年前到2.5亿年前之间，今天的北极地区曾经一度是很热的沙漠。而今天的赤道地区曾经为冰川所覆盖，这些陆块古时所处的气候与今天所处的气候带正好相反--这是大陆漂移的古气候证据。

其次，研究者从已确定的初步假定出发，通过演绎的程序，预知未来的事实，这一推演活动比上述已知的推演活动更加有意义。例如，魏格纳在提出“大陆漂移说”之后，不仅系统的解释了上述各种事实，而且他还预言将会出现下列事实:1.大西洋两岸的距离逐步增大；2.格陵兰由于继续向西漂移，它与格林威治之间的经度也会逐步增大。以上两方面推演活动的具体过程和表现是相当复杂的，然而它们都是从假说的正确前提出发逻辑地引申出来的结论。如果假说确定成立，那么这些推论也就成立，反之，这些推断如不成立，也就说明假说不成立，在这里，需要注意的是，作为假说的引申必须是合乎逻辑的，遵守充分条件假言推理规则的要求的，否则是不能成立的。

（三）假说的验证

假说的验证，就是通过科学实验或社会实践，检查由假说引申出的推断与现实是否符合，看预言的事实是否出现。假说的验证与假说的推演是紧密联系的。推演的目的是为了验证；验证首先必须作出合乎逻辑的推演。一般来说，如果由假说引申出的推断，经验证与现实不符合，根据充分条件假言推理的否定后件式，否定了推断便可否定假说，该假说就应当被淘汰；如果推断与现实符合，假说便得到了支持；推断越多并且都一一得到证实，假说获得的支持强度就愈大，该假说就可以被接纳，并让其在实践中经受较长时间的、更多次的检验，使之升为科学理论或定律。

三、假说的认识意义

假说虽然是一种推测性解释，却是人们认识客观事物及其规律性不可缺少的思维方法。因为事物的本质和规律性，都不是一下子就可以认识到的，更不是一次就可以完全认识的。因此，在认识过程中如果不在已有材料基础上首先作出推测性解释和观察、实验等认识活动，对事物本质或规律性的认识活动就无法设计，无法展开。恩格斯就曾指出:“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。”

第一，假说以它的推测为人们提供了一个可供探索的方向，使研究工作可以有目的、有计划地进行，避免盲目性，有助于提高工作的效率。我们用人类对生命起源问题的探讨来说明在这方面的作用。按照现代科学的观点，生命是地球诞生和进化过程中从非生物产生出来的。那么，无机元素（氢、氦、碳、氧、氮等）是怎样形成具有生命的原始细胞呢？1922年，苏联生化学家亚力山大·奥巴林提出下一个著名的假说:来自闪电、太阳和地球自身的放射性能量作用于大气层中无机分子，它们在地球湖泊，海洋提供的“原始汤”中“定居”，发展成为原始生命。1955年，美国芝加哥大学的斯坦莱·米勒根据这一假说进行了实验研究，他把水加人玻璃容器，然后加热把水变成水蒸气，又在水蒸气中加进甲烷、氨和氢的混合气体，以使这些混合气体十分接近”原始大气”。最后，他仿效原始的闪电，用六万伏高压电让容器中产生火花发电。一周后烧瓶中的水是深红色。经检查，水中积留了氨基酸（这是构成蛋白质的基本成分）、乳酸、醋酸、尿素等约20种有机物质。这样，生命起源的第一步--化学无机分子怎样变成有机分子基本搞清楚了。而这一实验研究成果的获得，是依据科学假说的指引实现的。(www.daowen.com)

第二，假说建立了由已知到未知，由不完全、不深刻的认知到更完全、更深刻的认知的过渡环节。科学发展的事实证明，人类对外部事物的认识是遵循提出假说、推演假说、验证假说形成理论、再提出新假说、再推演和验证假说、再形成理论……这样一个不断深化和提高的过程。假说不仅是自然科学的发展形式，在社会科学领域也有着重要的认识意义。

练　习　题

1.下列题中的归纳推理、类比推理或求因果五法是否正确？如不正确请简要说明理由。

（1）守株待兔。

（2）我们总是移动火把去照亮房子，决不会移动房子去被火把照亮。太阳被上帝创造出来，是用以照亮地球的。因此是太阳绕地球运转，而不是地球绕太阳运转。

（3）古时，浙江句章县，有一个妇女谋害了丈夫后，怕官府追究，立即放火把房子烧了，然后哭着告诉别人，说房屋失火烧死了丈夫。死者之弟怀疑此事，告到县衙。当时句章县一位检验官名叫张举，他验了尸后当众向这一妇人宣告:“你丈夫不是失火烧死的。凡烧死的人，死在火中，烟熏火烧，呛得喘不过气来，迫于呼吸，口中势必吸进一些灰尘，而你丈夫口中却一点灰也没有。”这个妇女不服。张举就叫人取来两头活猪，杀死其中的一头，然后将活猪和死猪同时放到柴堆里点着火烧。火灭后，取出两头焦猪来检查，活猪烧死的，口中有灰，而死猪口中无灰。妇人才不得不供认了谋杀亲夫的经过。

（4）在一次国际会议上，有个记者非难国际争端要坚持协商一致的原则。他说:“这可怎么能行呢？一个家庭有一个家长，在家庭里发生了纠纷的时候，还要由家长来最后裁决。国际问题要比家庭纠纷复杂得多，如果什么问题都要坚持协商一致的原则，那么什么问题也是不能解决的。”

（5）50年代，我国一些地区在进行小麦种植时，在原有稀植基础上多播种了一些种子，结果获得了增产。于是人们在此基础上再进一步密植一些，又取得了更好的收成。后来，有些人看到小麦密植能够增产，竟在1亩地播200余斤种子，结果造成了大减产。

（6）在施旺和施莱登分别发现动物和植物的机体都是由细胞组成之后，施莱登又在植物细胞中发现了细胞核，而又研究了细胞核与细胞其他部分的关系。施莱登把自己的研究结果告诉了施旺。施旺想起，如果动物和植物的机体的相似不是表面的而是实质的，那么动物的细胞一定也合有细胞核。后来，他用显微镜观察，果然在动物的细胞中发现了细胞核。

（7）植棉能手观察到，在甜瓜苗长出两片真叶时就打顶，能使它的真叶的叶心里长出两根蔓来，坐瓜早，产瓜多。于是他想，既然甜瓜打顶可增产，那么棉花在刚长出两片真叶时就打项，也能坐棉桃早，产棉花多。

2.请分析以下材料，要求回答:（A）初步提出的假说是什么？（B）假说的提出运用了什么推理形式？（C）假说的验证用了什么方法？

（1）传说在西汉时，我国劳动妇女们在生产中已发现了最原始的纸。当时，妇女们把蚕茧煮熟以后，铺在帘子上浸到河里去。用棍子把茧敲烂成了丝棉，把丝棉取下之后，在帘子上留有一层薄薄的纤维，把它剥下来晒干就成了一片纸。以后人们就有意识把废丝棉放在水中捣烂，用同样的方法做成丝棉纸。丝棉纸太贵，蔡伦心想:能不能用一些价值低廉的原料做纤维来造纸呢？他找来了许多树皮、麻头、破废鱼网等原料，把这些东西捣烂成浆状物，然后把浆状物薄薄地平摊在细帘子上，它们干燥后变成了薄片纤维，这就是纸张了。经过他的反复研究和多次试验，终于成功地制成了植物纤维纸。

（2）南北朝时的贾思勰，很会读书。当他读到荀子《劝学篇》中“蓬生麻中，不扶而直”两句话时，他想:纤细的蓬长在粗壮的麻中，就会长得很立，那么，把细弱的槐树苗种在麻田里，也会这样吗？于是他做实验。槐树苗由于周围的阳光被麻遮住，便拼命向上长，三年过后，槐树果然长得又高又直。

（3）库克（Koch）发现豚鼠、老鼠和其它的动物会染炭疽热而死，而鸟类都不受影响。巴斯德已经由实验知道，炭疽热菌在44℃时不能发育。鸟的体温在41℃－42℃之间。巴斯德考虑:鸟类所以不染炭疽热，是否由于它们的血很暖，并且鸟类的抵抗力能使它们的体温达到44℃。如果是这样，则使鸟类血液的温度下降，将使它们感染炭疽热。于是巴斯德将患炭疽热者的血注射给一只母鸡，并将这只母鸡的脚置于25℃的水中，这鸡的体温降至37℃。24小时后这只母鸡死亡，它的血中充满了炭疽热菌。又另取一只母鸡，注射病菌如前，开始也把它的脚浸入水中，等鸡发烧得很厉害时，把它从水中取出，裹以棉花，置于35℃的温室中。这只鸡逐渐恢复健康，数小时后，完全恢复健康。杀死这只鸡，检验它的血液，不见有炭疽热菌。巴斯德在研究炭疽热与动物体温的关系问题时，运用的正是假说这种思维方法。

（4）大夫给一个病人看病，经过初步检查，知道病人消瘦、咳嗽、食欲不振、困倦无力，长时期每天下午规律性的低烧等。究竟是什么原因呢？也许是感冒，也许是有深部炎症，也许是患有结核病。可是“如果是患感冒、他就消瘦、咳嗽、食欲不振、困倦无力，长时期每天下午规律性的低烧”，这种认识是不正确的，因为暂时性感冒未必消瘦，感冒发烧一般是持续性的，不会长时期每天下午规律性低烧。另外，“如果病人身体深部有炎症，他就消瘦、咳嗽、食欲不振、困倦无力，长时期每天下午规律性的低烧”，这种认识也是不正确的，因为身体深部有炎症，如果发烧则是持续的，也未必咳嗽。最后，只有“如果病人患结核，那么就会有这种症状”这一认识是正确的。这样，大夫就可以初步对病人作出诊断:病人可能患有结核病。再详加检查，证实了以上诊断，对症下药，病情很快好转。

（5）河北省某县普遍流行釉齿病，患者牙有氟斑、腰酸腿痛、骨骼变形。某医疗队深入一个村进行调查，发现村北的患者比村南的患者多十倍。医疗队考察了村北的自然环境，发现它和村南的大体相同，只是经常饮用的井水不同，用村北井水煮出的土豆呈绿色，而用村南的井水则无此现象，由此初步判断可能患斑釉齿病与所饮的井水有关。经过化验，发现村北井水的含氟量大大高于村南井水的含量，超过国家水质标准中的规定量数十倍，由此断定:村北的斑釉齿病发病率高，主要是由于饮水含氟量过高引起。

3.分析下列短文中假说的主要内容，并简要说明其提出和验证的过程。

（1）我国浙江会稽山区，出产一种人们爱吃的干果--香榧。但有些树长期不结实，或者结实很少，因此产量不高。这是什么原因呢？当地人们说法不一。有人说是受村里炊烟熏的缘故；有人说是由于上年春天多雨或刮黄沙；也有人说长在阳坡上的结实多，长在阴坡上的不易结实；老农蔡志静和下乡青年教师汤仲埙经过观察研究，则认为，这是由于雌榧没有受粉的缘故。经过检验，其他假说都是错误的，只有关于雌榧没有受粉造成产量不高的假说是正确的。

在提出假说前，他俩曾对香榧树进行了实地考察，发现香榧树有两种:一种只开花不结实，他们认为这是雄榧；另一种似乎不开花，一开始就结出小榧子，他们认为这是雌榧，上面结的不是小榧子而是雌花。他们还发现凡是靠近雄榧树的雌榧树，结实多，而远离雄榧树则不结实，他们认为这是因为前者容易接受花粉，后者难以接受花粉的缘故。

随后，他们做了一个关键性的实验:在长期很少结实的榧树林里，选择500根雌花枝条，进行人工授粉；另外选了500根雌花枝条，让它们自然授粉；最后，在向来结实很多的榧树上选10根雌花枝条，用玻璃纸套起来，不予授粉。后来发现，人工授粉的有l063个胚珠发育，自然授粉的只有52个，而隔离不授粉的，没有一个胚珠发育。在找出了不结实的主要原因后，他们采用各种方法加强授粉，从而大大提高了香榧的产量。

（2）动物能预报地震，这个事实已被大多数地震学者所接受，人们一旦发现这些动物出现了异常表现，就立即通知有关部门。但是动物为什么能预报地震仍是个谜。意大利生物学家特里布奇本不相信动物能预报地震，当他回到1976年5月发生强烈地震的家乡后，听村民们叙述了大量的震前动物异常的事实。特别是当他听到钟表匠楚德尔告诉他，震前无法把拆开的钟表重新组装起来的事实后，他对动物预报地震产生了强烈的兴趣。特里布奇想，被拆开的钟表零件互相排斥，不能组装在一起，说明它们带有同样的电荷。这些电荷来自空气。在木刻的工作台上又不能导电，所以，这些带电荷的零件难以组装起来。这说明地震发生前，空气中产生了一种带电的气溶胶微粒，是不是这种带电的气溶胶微粒作用于动物体，使动物对地震做出了反应？特里布奇进行了一系列实验，结果表明，带电的气溶胶微粒能使动物体内产生一种特殊激素，这种激素能对动物的中枢神经起作用，因而使动物产生反常行为。

【注释】

[1]［美］欧文·M·柯匹著，张建军等译:《逻辑学导论》，中国人民大学出版社2007年版，第506－507页。