假说的特点和作用
每当夏天黄昏,人们在户外乘凉时,常常可以见到一只只蝙蝠在低空自由飞翔。这些小生灵一边飞,一边发出“吱吱”的叫声。人们不禁要问:蝙蝠为什么不在白天飞翔,却偏偏在黑暗中飞翔?为什么它们在黑暗中飞翔不会撞上障碍物而掉下来呢?一些不懂科学的成年人给孩子解释说,蝙蝠是老鼠偷吃了食盐变成的,老鼠专门在夜间活动,所以,蝙蝠在晚上也特别逞能。这种解释经不起实验证实,因为老鼠不吃食盐。科学家们对这一现象作出了种种假定性的解释。有些科学家从某些动物能在夜间自由自在地活动是由于有一双明亮的眼睛,推测蝙蝠能在夜间自由飞翔是由于其视力特别好。如果这种推测成立的话,那么,把蝙蝠的眼睛蒙上,它们在飞翔时就会碰上障碍物。为此,他们做了这样一个实验:在一间暗室里拴上一根根纵横交错的铁丝,每个铁丝上都系上一个小铃铛,一旦蝙蝠碰上铁丝,铃铛就会发出声响。然后,科学家们让蒙上眼睛的蝙蝠在暗室里飞行。但是,人们并没有听到铃铛发出的声响,蝙蝠仍然能在暗室里自由飞行。这表明,蒙上眼睛的蝙蝠仍然能准确地辨别障碍物的方位,像平时那样飞行。因此,认为“蝙蝠能在夜间自由飞翔是由于它们的视力特别好”的推测就不能成立。
随着科学的发展,人们掌握了超声波的知识,并且知道蝙蝠飞行时,它的咽喉里发出的声波就是一种超声波。这时,一批科学家又提出推测,蝙蝠在黑夜中能快速飞翔而不会碰上障碍物是由于它们飞行时发出的超声波遇到障碍物会产生回声,凭借这种回声能够辨别出障碍物的位置从而不会撞上。当这种假说成立时,把蝙蝠的耳朵塞严,它们飞行时就会碰上障碍物。于是,科学家们又做了实验。结果,被塞严耳朵的蝙蝠在暗室里飞行时经常碰到铁丝,小铃铛不时发出叮当的响声。以上实验证实这种推测性的解释是正确的。这种推测性的解释就是我们平时所说的假说。
假说是人们以已有的事实材料和科学原理为依据,对未知事物或规律性所作的假定性解释。人们在日常生活、生产实践中会碰到各种各样的事物现象。有些事物现象运用已有的理论就能作出正确的解释;但也有一些事物现象是已有理论无法解释的。怎样解释这类事物现象就成了人们面临的一个疑难问题。在这种情况下,人们需要提出新的观点对这类事物现象作出推测性的解释。上面述及的科学家对蝙蝠能在黑夜中自由飞行的种种解释便是如此。
各门科学在发展过程中都曾提出过种种不同的假说。比如,物理学关于光的本质提出了微粒说和波动说;化学关于燃烧的本质提出了燃素说和氧化说;天文学关于宇宙的起源和演化有宇宙大爆炸说和星云说;关于天体的位置有地心说和日心说。
假说具有以下特点:
第一,假说以一定的事实材料为根据。假说建立在一定的观察、实验和其他经验事实的基础上。不仅如此,假说是在经过初步的逻辑论证的条件下提出的,因此,它是对某些现象未知原因的有根据的猜测。因此,假说既不同于毫无事实根据的迷信、臆测,也不同于缺乏科学论证的简单猜测、幻想。比如,科学家关于“蝙蝠能在夜间自由飞翔是由于它们的视力特别好”的假说就是以猫、老鼠、黄鼠狼等动物的视力特别好才能在夜间有效活动为依据的。
第二,假说的基本思想是根据已知的科学知识和经验事实推测出来的。它是否把握了客观真理,还是有待证实的。因此,假说不同于那些已为实践验证过的科学原理或定律。
第三,假说是人们的认识接近客观真理的方式。假说作为对各种未知事实的假定解释,它是否把握了客观真理,还有待于验证。然而从发展的眼光来看,假说的不断修改、补充和更新,就会更多地、更正确地反映客观现实,接近客观真理。(https://www.daowen.com)
假说的提出是一个复杂的创造性思维过程。不同性质的假说,其形成途径的差别很大。但是从总的方面看,一个假说的形
成要经历初始阶段和完成阶段。
假说的形成阶段是指从研究某个问题开始,到提出初步的假定。在这个阶段里,研究者的主要工作是围绕特定的问题(尚待解释的疑难问题)广泛地搜集材料,并对各种材料进行理论分析,通过创造性的思维活动提出初步的假定。
在假说的形成阶段里,归纳推理和类比推理起着重要的作用。因为研究者在分析材料并作出初步的假定以前,总是根据已知的图景去设想和联想,从而推测未知的图景。纯思辨的虚构是无法建立科学假说的。归纳推理中的简单枚举归纳推理和类比推理的结论虽然是或然性的,它们的结论虽然不是很可靠的,但是它们为科学假说的提出提供了必要的逻辑工具。比如,人们在探求蝙蝠飞行的奥妙过程中所提出的两种假说就都运用了类比推理:由其他动物的视力特别强因而能在夜间有效活动联想到蝙蝠也可能有一双好眼睛;由动物的耳朵能听到回声去联想蝙蝠的耳朵能听到超声波,遇到障碍物时能产生回声。而达尔文在形成“生物进化论”的假说时则运用了简单枚举归纳推理。他考察了犰狳的化石,得出了“也许现在的动物是由古代的动物演变而来的”初步结论。他考察了许多种小鸟的嘴形,又得出了“由于各自生活条件的不同而逐渐发生了变化的”的初步结论。法国科学家普鲁斯特运用归纳推理提出了“任何化合物都由固定的重量组成”的假说。18世纪末,法国科学家普鲁斯特研究了许多物质的重量组成,发现天然孔雀石所含的碳酸铜与人工合成的碳酸铜的重量组成一样,其中含69.4%的氧化铜、25%的二氧化碳、5.6%的水;发现西班牙的朱砂和日本朱砂的重量组成一样,其中含汞86.2%、含硫13.8%;发现秘鲁的氯化银和西伯利亚的氯化银重量组成一样,其中含氢11.2%、含氧为88.8%;等等。普鲁斯特通过归纳得出结论:任何化合物都有固定组成。这就是被尔后化学界证实的固定组成定律。
初步的假定是从一定的事实、一定的理论分析出发,经过一定的逻辑推论而提出的。初步的假定还具有尝试性、暂时性,因为初步的假定所占有的事实材料还不完全,所依据的理论也不一定恰当,所作的推理也不一定严密。有时,对于同样的现象、同一个问题,可以从不同的角度设想出不同的理论解释,会提出几个不同的初步假定,研究者需要经过反复考察才能对几个初步的假定做出选择。比如科学家对蝙蝠能在夜间自由飞翔作出了两个初步假定,经过考察,否定了第一个假定,选择了第二个假定。
人们选择了一个比较合理的初步假定后,假说进入完成阶段。这一阶段的核心是从已确立的初步假定出发,经过事实材料和科学原理的广泛验证,使假说充实成为一个结构稳定的系统。在这一论证过程中,一方面运用科学原理对其进行论证,另一方面寻求经验证据的支持。
在假说的完成阶段,演绎推理起着重要的作用。论证某一假说,常常不是直接论证假说本身,而是先由这些假说合乎逻辑地推出一些结论,再通过论证这些结论来论证它所依据产生的假说。因此,某个假说提出后,就应当首先由假说推出一些结论,然后再论证这些结论。例如,科学家在提出“蝙蝠在黑夜中飞行不会碰撞上障碍物是因为它的视力特别强”的假说以后,就可以作出如下推论:如果蒙上蝙蝠的眼睛,它飞行时就会撞在障碍物上。可是实验证实,蝙蝠蒙上眼睛仍然能在黑夜中自由飞翔。于是科学家知道这个推论是错误的,从而推翻了这个推论所依据的假说。同样,科学家在提出“蝙蝠的耳朵能听到超声波的回声”这个假说以后,也作出了进一步的推论:如果塞严蝙蝠的耳朵,那么它在黑夜中飞行就会撞上障碍物。果真,实验证实了这个推论,从而证实它所依据的假说是科学的真理。再比如,当达尔文提出生物进化的学说时,很多人对他的“人类是由猿猴进化而来的”说法感到十分震惊。然而,达尔文依据自己的假说进一步推断:地层里有类人猿的遗骸。果然,在达尔文逝世后10年,即1891到1892年间,荷兰的人类学家杜布瓦在印度尼西亚的爪哇,发掘出爪哇直立猿人的头盖骨、股骨等的化石,证实了达尔文的推断。以后又在世界各地不断地发现类人猿和类猿人的化石,达尔文的学说经过验证终于转化成科学真理。