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1、自然辩证法概论第9章科学方法论假说方法本章目录观察方法3科研选题方法3 2实验方法3 4观察实验中的机遇 5非逻辑思维方法3 6方法论概说1假说方法 73自然辩证法绪论 张胜光制作第七节 假说方法1 1、假说方法假说方法2 2、假说的来源假说的来源3 3、科学假说的特点科学假说的特点 4 4、科学假说的类型科学假说的类型5 5、科学假说的作用科学假说的作用 6 6建立假说遵循的原则建立假说遵循的原则7 7、假说构建、形成和发展假说构建、形成和发展8 8、逻辑证明及其作用逻辑证明及其作用9 9实践检验实践检验1010、逻辑证明和实践检验的关系逻辑证明和实践检验的关系1111、实践检验离不开理论思
2、维实践检验离不开理论思维 1212证实与证伪证实与证伪1313、假说的发展出路假说的发展出路1、假说方法 科学假说是根据已知的科学事实和科学原理，对未知自然现象及其规律性，作出假定性的说明和推测。是自然科学理论的一种重要思维形式。恩格斯说：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。”5自然辩证法绪论 张胜光制作 假说不等于胡说，假说不等于科学理论。它是自然科学理论思维的一种重要形式。科学假说是以已知事实和科学原理对自然现象和规律的精测性说明，通常是由三大要素构成：命题、理论陈述和推理出预言和预见。2412416自然辩证法绪论 张胜光制作科学发现的一般思路 假说选题、观察试验选题、观察试验
3、求证观察实验逻辑思维观察实验逻辑思维 新的假说或理论创新思维创新思维 验证观察实验观察实验7自然辩证法绪论 张胜光制作8自然辩证法绪论 张胜光制作9自然辩证法绪论 张胜光制作侏罗纪公园中的恐龙 10310自然辩证法绪论 张胜光制作德国始祖鸟化石世界上最早的鸟化石11自然辩证法绪论 张胜光制作始祖鸟由谁演化而来？18651865年年 赫胥黎提出赫胥黎提出“鸟类起源恐龙说鸟类起源恐龙说”（恐龙派）（恐龙派）2020世纪初世纪初 赫尔曼提出赫尔曼提出“鸟类原始爬行动物起源说鸟类原始爬行动物起源说”（否定恐龙派，简称鸟派）（否定恐龙派，简称鸟派）19701970年代年代 美国学者美国学者提出提出“鸟类
4、起源鸟类起源兽脚类恐龙兽脚类恐龙说说”到到19961996年为止，双方势均力敌，均无证据驳倒对方年为止，双方势均力敌，均无证据驳倒对方12自然辩证法绪论 张胜光制作中国科学家的贡献19961996年发现中华龙鸟，提出了原始羽毛的概念年发现中华龙鸟，提出了原始羽毛的概念 国际上反对的意见认为不是羽毛而是毛发国际上反对的意见认为不是羽毛而是毛发19971997年发现意外北票龙，提出长着羽毛的恐龙概念年发现意外北票龙，提出长着羽毛的恐龙概念 国际上反对的意见认为那不是羽毛国际上反对的意见认为那不是羽毛13自然辩证法绪论 张胜光制作中国科学家的贡献19971997年年发现原始祖鸟发现原始祖鸟，1998
5、1998年发现尾羽龙，年发现尾羽龙，均确认为长羽毛的恐龙均确认为长羽毛的恐龙 国际上反对的意见承认是羽毛，但那只是只不会飞的鸟国际上反对的意见承认是羽毛，但那只是只不会飞的鸟19981998年年发现千禧中国鸟龙发现千禧中国鸟龙，确认为长着羽毛的驰龙确认为长着羽毛的驰龙20032003年发现顾氏小盗龙，年发现顾氏小盗龙，提出四翼恐龙概念提出四翼恐龙概念 国际上普遍接受了鸟类起源恐龙说，国际上普遍接受了鸟类起源恐龙说，“鸟派鸟派”消失。消失。鸟的定义也不再是：长着羽毛的脊椎动物鸟的定义也不再是：长着羽毛的脊椎动物14自然辩证法绪论 张胜光制作鸟类起源于恐龙的科学发现18651865年年 赫胥黎提出
6、赫胥黎提出“鸟类恐龙起源假说鸟类恐龙起源假说”证据：鸟与恐龙组织结构有证据：鸟与恐龙组织结构有3535处相似处相似 2022022020世纪初世纪初 赫尔曼提出赫尔曼提出“鸟类原始爬行动物起源说鸟类原始爬行动物起源说”证据：鸟类有叉骨而恐龙没有，体型太大证据：鸟类有叉骨而恐龙没有，体型太大 2182182020世纪世纪7070年代年代美国奥斯特罗姆教授重提美国奥斯特罗姆教授重提“恐龙起源恐龙起源说说”证据：发现恐龙也有叉骨证据：发现恐龙也有叉骨 120120鸟派与恐龙派：均缺乏证据鸟派与恐龙派：均缺乏证据15自然辩证法绪论 张胜光制作1996年 中华龙鸟被发现03 1996 03 1996 中
7、华龙鸟的发现中华龙鸟的发现 527527意义：发现羽毛状痕迹意义：发现羽毛状痕迹04 04 中华龙鸟震动了世界中华龙鸟震动了世界 22522505 05 中华龙鸟的龙鸟之争中华龙鸟的龙鸟之争 44244206 06 中华龙鸟的归属及意义中华龙鸟的归属及意义 236236争论的焦点：是羽毛还是毛发，争论的焦点：是羽毛还是毛发，是恐龙还是鸟？是恐龙还是鸟？结论：中华龙鸟是恐龙，结论：中华龙鸟是恐龙，但是否长有羽毛分成两派观点但是否长有羽毛分成两派观点16自然辩证法绪论 张胜光制作1997年 意外北票龙的发现 07 1997 07 1997 意外北票龙的发现意外北票龙的发现 350350意义：再次发
8、现原始羽毛状痕迹，意义：再次发现原始羽毛状痕迹，确认为长着羽毛的恐龙确认为长着羽毛的恐龙争论焦点：到底是不是羽毛？争论焦点：到底是不是羽毛？17自然辩证法绪论 张胜光制作1997 原始祖鸟的发现 08 1997 08 1997 原始祖鸟的发现原始祖鸟的发现 244 244意义：再次发现原始羽毛状痕迹，意义：再次发现原始羽毛状痕迹，确认为长着羽毛的恐龙确认为长着羽毛的恐龙09 1998 09 1998 尾羽龙的发现尾羽龙的发现 35035010 10 争论仍然继续争论仍然继续 253253争论焦点：承认确实是羽毛，争论焦点：承认确实是羽毛，但它们是不会飞的鸟！但它们是不会飞的鸟！18自然辩证法绪
9、论 张胜光制作1998 千禧中国鸟龙的发现 11 1998 11 1998 千禧中国鸟龙千禧中国鸟龙 63563512 12 长羽毛的恐龙基本确认长羽毛的恐龙基本确认 35735719自然辩证法绪论 张胜光制作1999年 古盗鸟事件13 13 古盗鸟事件古盗鸟事件1 1 108 10813 13 古盗鸟事件古盗鸟事件2 2 443 44320自然辩证法绪论 张胜光制作科学刊出华南虎争议照 21自然辩证法绪论 张胜光制作稀有老虎照片在中国闹的沸沸扬扬 世界权威科学杂志科学2007年11月9日正式刊出极具争议的中国陕西村民周正龙声称拍到的华南虎照片。科学在该照片的右下角配了一句图片说明“Flat
10、cat?”，意为“平面的猫科动物？”，表示对该照片的质疑。22自然辩证法绪论 张胜光制作2003年 顾氏小盗龙被发现14 200314 2003年年 顾氏小盗龙发表顾氏小盗龙发表 15415415 徐星的四翼恐龙假说 10710723自然辩证法绪论 张胜光制作顾氏小盗龙的意义19 史前公园科幻片 101 现在，鸟类起源恐龙说在中国科学家的努力下，已基本为世界古生物界所公认，发展成一个鸟类进化的科学理论。24自然辩证法绪论 张胜光制作 2、假说的来源 第一，当已知科学理论无法解释新事实时，会产第一，当已知科学理论无法解释新事实时，会产生对新事实的猜想性说明。生对新事实的猜想性说明。例如，例如，1
11、919世纪、世纪、2020世纪之交世纪之交X X射线、放射性元素和射线、放射性元素和电子的发现，与经典物理学中原子不可分的传统观念电子的发现，与经典物理学中原子不可分的传统观念相冲突，于是各种原子结构的假说便应运而生。相冲突，于是各种原子结构的假说便应运而生。大陆漂移假说示意大陆漂移假说示意 板块构造学说板块构造学说 第二，把某一理论外推到适用范围之外，会遇到第二，把某一理论外推到适用范围之外，会遇到不能解释的新事实、新规律，从而提出新的假说。不能解释的新事实、新规律，从而提出新的假说。74574525自然辩证法绪论 张胜光制作 例如，德布罗意把光的波粒二象性推到实物粒例如，德布罗意把光的波粒
12、二象性推到实物粒子上并提出物质波的假说；薛定谔把物质波的假说子上并提出物质波的假说；薛定谔把物质波的假说推广到非自由类粒子上，推导出薛定谔方程。推广到非自由类粒子上，推导出薛定谔方程。第三，为解决新旧事实之间的矛盾，会提出假第三，为解决新旧事实之间的矛盾，会提出假定性说明。定性说明。例如，光的衍射现象和光电效应现象，两类实例如，光的衍射现象和光电效应现象，两类实验事实之间存在矛盾，遂提出波粒二象性假说。验事实之间存在矛盾，遂提出波粒二象性假说。26自然辩证法绪论 张胜光制作 另外值得一提的是，探索未知的科学存在对称、另外值得一提的是，探索未知的科学存在对称、和谐、壮丽之美，和谐、壮丽之美，出于
13、审美考虑和信念，也可产生出于审美考虑和信念，也可产生假说。假说。例如，例如，“狄拉克方程狄拉克方程”有正负两个解，狄拉克有正负两个解，狄拉克出于出于“优美数学优美数学”的信念，大胆提出的信念，大胆提出“空穴空穴”假说，假说，预言了正电子存在，成为反物质理论的缔造者。它预言了正电子存在，成为反物质理论的缔造者。它启迪人们，假说虽然以事实为根据，但在缺少事实启迪人们，假说虽然以事实为根据，但在缺少事实的前提下，理性思维是大有作为的。的前提下，理性思维是大有作为的。27自然辩证法绪论 张胜光制作 例如，大爆炸假说是以谱线红移等为事实基础，以广义相对论和高能粒子物理学理论对新理论观点作说明和论证，以超
14、高密、超高温状态下由某种机制引起的原始火球的急剧膨胀为基本猜测，以“氦丰度”和“3K背景辐射”等预言而构成的认识体系。28自然辩证法绪论 张胜光制作3、科学假说具有的特点 (1)科学性。假说以一定的科学事实和已知科学理论为依据，具有科学性特点。(2)假定性。以科学问题的形式表现出来的理论困难是提出假说的契机。(3)多样性(或易变性)。假说会随着实践过程中的新发现而变化。29自然辩证法绪论 张胜光制作4、科学假说的类型 (1)符合或基本符合客观事实的假说。这类假说不需要或较少需要修正。如当代科学公认的相对论、量子论、光量子论等属这类形态。30自然辩证法绪论 张胜光制作(2)存在着部分正确、部分不
15、正确的假说。如光的本性假说等。这类假说明显存在两个以上片面性的对立面，要经较长的实践检验才能形成较全面的科学认识。(3)存在基本不正确，甚至错误的假说。例如托勒密的地心说、施塔尔的燃素说都属此一类。31自然辩证法绪论 张胜光制作5、科学假说的作用 (1)(1)科学假说是通向科学理论的桥梁。科学假说是通向科学理论的桥梁。当客观事物本质尚未暴露，而人们又未能充分当客观事物本质尚未暴露，而人们又未能充分掌握事实材料时，只有借助于假说形式，提出假定掌握事实材料时，只有借助于假说形式，提出假定性的认识。自然科学就是沿着假说一理论一新假说性的认识。自然科学就是沿着假说一理论一新假说一新理论的途径，不断向前
16、发展的。若将人类科技一新理论的途径，不断向前发展的。若将人类科技历史发展从一个真理到另一个真理比作历史发展从一个真理到另一个真理比作“登天登天”的的话，那么假说就是攀登科学天堂的天梯、天桥。话，那么假说就是攀登科学天堂的天梯、天桥。32自然辩证法绪论 张胜光制作三系法两系法 袁隆平迈出的每一步，都是假说在前，实验在后，在“知识汗水灵感机遇”的循环中最终取得成功的。袁隆平曾经做过一个梦，梦见水稻长得像高粱一样高，稻穗长得像扫把一样长，米粒长得像花生米那么大。然后，几个朋友坐在水稻下面乘凉这也可以看作是一种假说呀！33自然辩证法绪论 张胜光制作34自然辩证法绪论 张胜光制作(2)假说是发展理性思维
17、的“实在因素”假说是理性思维的直接成果，又是推动理性思维进假说是理性思维的直接成果，又是推动理性思维进一步发展的重要思维形式。离开假说，实践检验便没有一步发展的重要思维形式。离开假说，实践检验便没有对象，因而也就没有理论可谈。对象，因而也就没有理论可谈。假说是激发思维创造性的媒介，具体表现为：在事实假说是激发思维创造性的媒介，具体表现为：在事实材料不够充分的条件下，人们可以凭借已有的条件，以材料不够充分的条件下，人们可以凭借已有的条件，以假说形式进行大胆探索，提出新见解。假说还有基于事假说形式进行大胆探索，提出新见解。假说还有基于事实，但又试图超越经验事实，推动经验思维向理论思维实，但又试图超
18、越经验事实，推动经验思维向理论思维跃升的作用。跃升的作用。35自然辩证法绪论 张胜光制作(3)各种假说并存，有利于学术繁荣 对同一现象或问题的研究，会形成不同的假对同一现象或问题的研究，会形成不同的假说，科学史上光的波动说与微粒说、氧化说与燃说，科学史上光的波动说与微粒说、氧化说与燃素说、突变论与进化论、地质学上的水成说与火素说、突变论与进化论、地质学上的水成说与火成说、量子力学上的爱因斯坦的因果决定论与波成说、量子力学上的爱因斯坦的因果决定论与波尔的统计决定论等等之争，都对上述各门学科的尔的统计决定论等等之争，都对上述各门学科的发展起了很大的推动作用。假说的众说并立，表发展起了很大的推动作用
19、。假说的众说并立，表明不同假说，乃至相互对立假说的争鸣，是科学明不同假说，乃至相互对立假说的争鸣，是科学理论引起突破的催化剂。理论引起突破的催化剂。36自然辩证法绪论 张胜光制作恩格斯评价科学假说 对于假说，恩格斯曾做过如下精辟概括：对于假说，恩格斯曾做过如下精辟概括：“只要自然只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。一个新的事实被科学在思维着，它的发展形式就是假说。一个新的事实被观察到了，它使得直到现在对和它同类的事实的说明方式观察到了，它使得直到现在对和它同类的事实的说明方式成为不可能的了。从这一瞬间起，就需要新的说明方式成为不可能的了。从这一瞬间起，就需要新的说明方式它最初仅仅以有限
20、数量的事实和观察为基础。进一步的它最初仅仅以有限数量的事实和观察为基础。进一步的观察材料会使这些假说纯化，取消一个，修正另一个，直观察材料会使这些假说纯化，取消一个，修正另一个，直到最后纯粹地建立起定律。如果人们要等待建立起定律的到最后纯粹地建立起定律。如果人们要等待建立起定律的材料纯粹化起来，那么这就是在此以前要把运用思维的研材料纯粹化起来，那么这就是在此以前要把运用思维的研究停顿下来，而定律也就因此永远不会出现。究停顿下来，而定律也就因此永远不会出现。”37自然辩证法绪论 张胜光制作13、假说的发展出路1 1、由假说、猜想发展成科学理论；、由假说、猜想发展成科学理论；如日心说由假说发展成理
21、论，历经如日心说由假说发展成理论，历经300300年。年。2 2、被新的科学事实彻底推翻，从科学史中消失；、被新的科学事实彻底推翻，从科学史中消失；如生命的自然发生说、热素说、燃素说。如生命的自然发生说、热素说、燃素说。3 3、被新的假说所取代；、被新的假说所取代；如大陆漂移说发展到海底扩张说再到板块构造说。如大陆漂移说发展到海底扩张说再到板块构造说。4 4、与其他假说融合发展成为新的假说，或者与其他假、与其他假说融合发展成为新的假说，或者与其他假说长期共存、继续发展。说长期共存、继续发展。如大爆炸宇宙学说如大爆炸宇宙学说38自然辩证法绪论 张胜光制作39自然辩证法绪论 张胜光制作本课程的结束
22、语 由于时间的关系，本次教学到此结束。让我们回到本课程开始时的祝愿：提高科学素养 弘扬人文精神纵论古今人物 启迪科学智慧 这就是此次自然辩证法教学所希望达到的基本目标！40自然辩证法绪论 张胜光制作 毛主席说过：“人是要有一点精神的。”自然辩证法就是这样一种精神。它代表着科学精神和人文精神，它代表着学术自由、开放探索的精神。在有限的课堂教学时间里，我们不期望大家能够记住些什么，但我们希望大家能够想到些什么！41自然辩证法绪论 张胜光制作感谢大家对教学活动的积极参与，祝大家期末考试取得好成绩！GOOD LUCK!42自然辩证法绪论 张胜光制作本章思考题一、名词解释：1、科学技术方法论 2、选题方法3、观察方法 4、实验方法5、观察实验中的机遇 6、逻辑方法7、非逻辑方法 8、直觉和灵感9、假说和猜想 10、科学理论11、科学发现 12、技术发明 43自然辩证法绪论 张胜光制作本章思考题11、什么是科学假说？它有什么特点？在科学发展中有何作用？试举出几个在科学史上有影响的假说。12、假说的发展前景是怎样的？假说如何发展成为科学理论？44自然辩证法绪论 张胜光制作