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在科学认识的理性方法中,假说作为一种思维方式占据很重要的地位。

  (一)什么是假说

  所谓假说,就是在已有的观察和研究材料基础上,依据科学原理和事实经过理性思维加工后,对研究着的自然现象或规律提出的一种暂时性的假定性的解释和说明。科学假说对科学问题的研究常常起着一种纲领性的作用,是人们将认识由已知推向未知,进而变未知为已知的必不可少的思维方法,是科学发现的一种重要形式。

  人类对世界的认识总是随着实践发展由未知到已知,由片面到全面,由低级到高级,由现象到本质。当一个新的实验事实被观察到了,而再用原有的理论说明不了的时候,就需要新的说明方式或试探性陈述,即建立科学假说;或者是当感性材料尚不十分完备时,需要进行推测性或带有假定意义的理论解释,这也属于科学假说。在生物学的研究中,假说曾出现在各个历史时期的研究领域。如;拉马克的用进废退学说,达尔文的自然选择学说,施旺和施莱登的细胞学说,孟德尔当时的学说又被称为“遗传因子的分离规律”和“遗传因子的自由组合规律”,木村资生的分子进化的“中性突变的随机漂变理论”即“中性学说”等等,这些学说的建立,都曾经过建立假说的阶段。

  (二)假说的特点

  在科学研究中,假说因其形式、内容和层次的不同,常常具有推测、推论、假设、模型等特点,但一般来说,假说具有以下几个特征:

  1.推测性 假说是一种科学研究的“雏形”,在未被证实以前只能是对研究的某一事物的规律的一种推测。假说只有经过多次实验证实为正确的,才能上升为一种理论。例如:著名的生物学家沃森和克里克关于“NDA分子模型”建立的研究过程;历经了三次模型建立过程。第一次是一个三链体的结构,因对实验数据理解的错误而失败。第二次模型是一个双链的螺旋体,由于碱基配对方式(AACCGGTT配对)的错误,又一次宣告失败。他们总结经验教训,继续搜集资料信息,在第二个模型基础上,放弃了碱基同配方案,采用碱基互补配对(AT配对,GC配对)方案,建立了“DNA分子双螺旋模型”,终于获得了成功,为分子生物学的研究写下了辉煌的一页,做出了巨大贡献

  因此,在科学研究中,假说因受事实的局限,未被证实之前都只能是一种想像和推论,总存在着被实验证实和推翻的可能性。

  2.科学性 假说的提出是在一定的科学研究基础上,以已有的事实为依据,在一定的科学知识基础上经过许多逻辑推理的方法证明的,因此它必然具有一定的科学性和真实性。所以我们又把这种假说称为“科学假说”。生物学上有许多假说虽未被实践证实,也可能还存在不足和错误,或者有些假说已被实践证明是错误的,但它仍包含有科学、合理的成分,仍不失其科学性的一面。例如:拉马克的“用进废退”学说明确提出,任何生物天生都有向上发展的倾向,都在做着改变自己以适应环境的努力。在这个前提下,可以解释物种是可以变化的,因而导致了“进化”。并且主张,“亲代会向子代遗传其全部优良特点”的“获得性遗传理论”。在今天看来,特别是和达尔文的进化论比较,就不难发现这个学说中有很多经不起推敲之处,如拉马克认为的生物都有向上发展,都在努力使自己适应环境的唯心主义论点,还有后人用“老鼠断尾”实验就否定了拉马克的“获得性遗传”的理论,也就是说,生物体在生活过程中获得的性状是不遗传的,至少也不完全是遗传的。但是,拉马克学说也有他科学的一面,他认为地球上各种各样生物不是神创造的,是由简单、低等生物进化而来的。而简单、低等生物则来自非生命物质。这对当时以神创论占绝对统治地位的“物种不变”理论提出了强烈挑战,贡献也是巨大的。之后,又经过半个多世纪,才有了较为完备的生物进化学说——达尔文进化论。

  由此可见,假说之所以称为假说,一个重要因素是它具有一定的科学性,它决不是缺乏科学论证的随意猜测和主观臆造。假说一旦失去了事实基础和科学依据,也就失去了存在的价值。

  3.可变性 假说是一种有待证明的东西,在实践的检验下,能被证实的将发展为理论和规律,不被证明的将被修正或淘汰,或被另一种假说或理论而取代,因而它必然具有很大的可变性。例如:遗传密码子的破译,关于DNA4种碱基的排列如何决定蛋白质20种氨基酸排列的问题,克里克继“DNA双螺旋模型”成功公布于世之后,1965年又经过科学精确的推测提出了“三联体密码”的假说,支持了1954年美籍前苏联物理学家伽莫夫提出的“三联密码学说”,同时还提出可能存在有起始密码、终止密码和同义密码。这个推测,在众多科学家的不懈努力参与实验下,1966年终于破译了全部密码,并编制成了“遗传密码表”,证实了克里克的推测。有人常把它与门捷列夫的元素周期表相媲美。同时也从另一个侧面反映了一个真正掌握科学脉博的科学家,他的眼光有多么远大,他的思路有多么清晰,他的推测有多么地精确!孟德尔提出的基因分离规律和基因自由组合规律假说,在以后的许多动、植物杂交实验中得到了证实,支持他的分离假说。但是在进一步的研究发现中,孟德尔假说中的显性原理不是绝对的,而是相对的,这样又使孟德尔的假说得到了补充和修正。达尔文的进化学说,尽管能正确揭示生物进化的规律,科学地解释了生物进化的原因以及生物的多样性和适应性。但由于当时受科学水平的限制,学说未能对遗传变异的实质、自然选择如何对遗传和变异起作用等问题作出本质上的阐述。不仅如此,近年来有人对达尔文的进化学说提出了挑战。科学技术的不断发展,使人类对自然以及人本身的认识不断深入。

  总之,假说是依据客观事实和科学理论进行辩证思维的产物。

  (三)提出假说的方法

  1.假说雏形阶段:在研究过程中发掘有异义的问题时抓住主题,寻求与问题有关的一切资料或事实,提出初步的解释、推测或假说,然后再经过反复实验、观察、思考,并从理论上广泛论证、筛选,最后选择一个或几个可能性最大的假设作为雏形。

  2.初步假说形成阶段:从雏形假说中,根据有关的理论和尽可能多的科学事实材料,运用多思路、多途径的试探性实验论证,把与问题有关的各种假设加以分析、解释、选择,判断各种假说是否切合问题,所提假设的不足之处,加以修正和补充,使之发展为可认定的初步假说。

  3.科学假说建立阶段:根据初步假说,设计实验,经过多次直接或间接的实验检验,以及采用类比方法、归纳法(归纳法是在多次观察的基础上归纳出基本规律)、演绎法(演绎法是首先分析问题,提出假设,然后再通过实验加以证实)等综合思维方法进行严密而充分的理论检验,使之在内容上更加丰富、充实完善,最终形成科学性较强的假说。例如,孟德尔运用演绎法,为解释植物杂交实验现象提出了遗传因子(基因)分离假说,即遗传性状是由遗传因子决定的,而且控制每一性状的因子都是成对存在的,每对因子中一个来自父方,一个来自母方;当形成生殖细胞时,成对的因子互相分开,独立分离,不同对的遗传因子又可以同等机会自由组合。并且运用这一系列的假说又很好地解释了孟德尔实验中的性状分离结果3:19:3:3:1。孟德尔不仅利用假说很好地解释了自己的实验结果,同时又设计了测交实验成功地验证了自己所提假说的正确性。而达尔文却运用类比的思维方法提出了自然选择学说,阐明生物进化的过程和原因,达尔文从马尔萨斯人口论关于人口按几何级数增加,生活资料(如食物)按算术级数增加的论点得到启示,并根据自己丰富的野外观察得出:地球上各种生物普遍具有很强的繁殖能力即过度繁殖,必然引发个体间为争夺有限的食物和生存空间而斗争,遗传变异是生存斗争的基础,生存斗争的结果必然导致适者生存,不适者淘汰。至此,达尔文通过各种推论和判断,类比归纳形成了以自然选择为基础的生物进化学说。

  综上所述,在自然科学研究中培养学生形成假说的能力有着重要意义。恩格斯曾对假说提出过很高的评价,他说:“只要自然科学在思维着,它的发展形成就是假说。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——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,直到最后纯碎地建立起定律。如果人们要等待建立起定律的材料纯碎化起来,那么这就是在此以前要把运用思维的研究停顿

 

posted on 2007-04-09 08:28 黄营 阅读(1015) 评论(0)  编辑 收藏 引用 网摘

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