第二节 科学假说

科学研究在经历了科研选题、获取科学事实（有些情况下所需要的科学事实可能都未得到或仅仅部分得到）以及对科学事实进行加工整理之后，其认识的过程必然要过渡到建立科学假说这一阶段，使得科学认识凭借科学假说，并借助于科学假说内容的逐步更替，最终构筑科学理论体系，从而完成一个周期的科学认识过程。

一般说来，对科学问题所给出的可能解答，往往是以科学假说的形式呈现出来的。科学假说不仅是科学研究的一般成果，而且是科学创造的一种重要思维方式或研究方法，还是自然科学发展的一个重要环节或必经阶段。下面，我们主要从科学技术方法论的角度来讨论科学假说。

一 科学假说及其特点

人们常说，科学是老老实实的学问，来不得半点虚假。那么，科学怎么能与“假说”联系在一起呢？这就涉及对科学假说的理解问题。所谓科学假说，是指人们以一定的科学事实和科学原理为依据，对所研究对象的性质和规律或某事物及其现象产生的原因所提出的一种假定性的推测和说明。

假说作为一种知识形态，可大可小。小到一个概念，如以太假说、层子假说；一个判断，如“弱相互作用下宇称是不守恒的”；一个模型，如电力线、磁力线。大到一个“理论”（不是指被验证了的科学理论），如大陆漂移假说、宇宙大爆炸假说、关于四种自然力的统一场论等。

大凡一个科学假说，必须具备四个不可或缺的基本要素：（1）事实基础，（2）背景知识，（3）进行猜测，（4）形成预见。作为一种科学方法，科学假说可以用于科学研究全过程的每一阶段，无论是确立科学问题，获取经验材料，还是加工整理科学事实，其中每一环节都需要有假说方法的参与。

从科学假说的构成要素可以看出，科学假说既不同于已经被实践证明了的科学理论，也不同于毫无根据的臆想，从而呈现出如下特点。

（一）科学性

所谓科学性，是指科学假说以一定的科学事实为依据，以已知的科学原理为前提，按照事物自身的内在逻辑提升和推断出来的。首先，科学假说与客观事实相联系，故使其具有一定的科学事实的真实依据；其次，科学假说是已知理论在逻辑上的合理展开，这使它不同于毫无科学根据的神话、迷信，并与缺乏逻辑基础的幻想有着本质的区别。

必须指出，科学假说所依据的科学事实比已知的科学理论更为重要。因为科学理论虽然也是科学假说的依据，但它只是相对完成的认识，随着新事实的发现，理论也要修改自己的内容。理论要服从事实，假说要解释事实，这是唯物论的基本原则。

（二）假定性

所谓假定性，是指科学假说与想象、猜测相联系，具有或然性。虽然假说是有根据的，但这种根据又很有限，因此假说是在不完全、不充分的经验事实基础上推测出来的，它允许有想象、猜测的成分。假说毕竟是假说，它还不是确实可靠的科学真理，它只是对事物本质和规律的一种猜测，是在科学资料不很充分、检验条件不甚完备的情况下提出来的，是否真实还有待于实践的检验，即带有假定性成分。假说在以后的科学活动中可能被证伪，也可能被证明基本正确而得到修正、完善和发展。

（三）易变性

所谓易变性，是指科学假说不像科学理论那样具有相对的稳定性。对于同一自然现象，由于人们所占有的材料不同，看问题的思维视角不同，个人所具有的知识背景不同，乃至使用的研究方法不同等方面的原因，自然会提出多种不同的假说；同一假说也会随着实践过程的完善和认识水平的提高而出现不同的形式。

科学假说的这种易变性，并不排斥它的科学性，更不能因此而怀疑认识客观世界的可能性。正如恩格斯所告诫的那样：“对缺乏逻辑和辩证法修养的自然科学家来说，互相排斥的假说的数目之多和替换之快，很容易引起这样一种观念：我们不可能认识事物的本质。”

科学假说的上述三大特点，说明了假说既有客观依据，又有主观成分；既有可靠因素，又有待检内容；既有猜想参与，又有逻辑推论。它是真实性和假定性的对立统一，矛盾的解决过程就是不断地接近科学真理的过程。

二 科学假说的来源与作用

科学假说作为思维的一种形式，它是对有限事实加工的结果；作为一种思维方法，它在科学研究中发挥着重要作用。

（一）科学假说的来源

科学假说的来源是多方面的，主要有以下几种。

1．来自理论与实验的矛盾

在科学研究中，由于发现了新的实验事实，而已有的理论却又无法加以解释，只好独辟蹊径，提出一种全新的猜测性说明，由此就可以形成一种新的假说。例如，19世纪末，X射线、天然放射性和电子这三大实验事实的发现，与经典物理学中原子不可分、元素不可变的传统观念发生冲突，人们只好放弃原有理论去猜测原子内部的结构，从而形成了关于原子结构的各种假说。又比如，以太漂移实验的零结果，与牛顿绝对时空观相冲突，爱因斯坦干脆抛弃这种时空观，从而形成了相对时空观假说。

2．来自理论自身中的矛盾

在积累起来的大量的理性材料的基础上，人们在对这些材料进一步加工、综合、移植、类推的过程中，会产生对事物的属性和本质的种种猜测、设想，这些假说的出现，是属于理论自身矛盾的反映。例如，1905年，爱因斯坦提出的光量子假说被实验所证实后，德布罗意把光和实物粒子进行类比，把光的波粒二象性类推到实物粒子，从而提出了物质波的假说。

3．来自新旧事实间的矛盾

这是一种对新旧事实之间的矛盾所作出的假定性说明。例如，根据光的衍射、干涉等现象说明光有波动性，后来又发现光电效应，说明光有粒子性，为了解决这两类实验事实之间的矛盾，爱因斯坦提出了光的波粒二象性假说。

4．来自其他学科理论的渗透

这是一种把某一理论类推到原来所适用的范围之外，从而形成的新假说。例如，借助于电学理论所形成的“生物电”假说，以及用原子核反应现象去解释恒星的热核反应等，就属于这种类型的假说。

（二）科学假说的作用

科学假说体现了人类认识世界的特有的能动性，也决定了它在科学思维中发挥着积极作用。这主要表现在以下几个方面。

1．科学假说是观察和实验的先导

科学假说作为“工作模型”，既能够激发科学观察和实验的构思，又能够直接影响主体对经验材料的确认和选择，使科学研究具有方向性，避免盲目性。贝弗里奇指出：“假说是研究工作中的最重要的智力活动手段。其作用是指出新试验和新观测，因而有时导致新发现，甚至在假说本身并不正确时亦如此。”例如，“热质假说”引导了伦福德和戴维从事摩擦实验，奠定了分子运动论的实验基础；“燃素假说”引导普里斯特列和拉瓦锡进行燃烧实验观测，奠定了氧化燃烧学说的实验基础。

2．科学假说是科学理论形成和发展的桥梁

在一定的历史条件下，人们对客观事物规律的把握，受到各种条件的限制。一方面是由于科学技术发展水平的限制；另一方面是由于在客观事物的本质尚未充分暴露之前，人们掌握的科学事实和经验材料还不够完备。但是，科学研究并不因此而停顿，只有通过科学假说进行试探，使之逐步接近对研究对象的真理性认识，进而逐步建立起完备的科学理论体系。自然科学就是沿着“经验事实—科学假说—科学理论—新经验事实—新科学假说—新科学理论……”这种途径不断发展的。这样，科学假说就成为通向科学理论的必由之路，成为科学研究过程中不可或缺的必经环节。比如，原子论、光的波动说、元素周期律、相对论和量子力学等，不仅在它们的形成之初就是作为假说而产生的，而且即使在今天，也仍然没有摆脱假说的形态。

3．科学假说是繁荣学术研究的必要手段

正是由于有了不同科学假说之间的差异，才导致科学假说之间的争论，争论有助于活跃学术空气，并会最终推动科学向纵深发展。正是从这个意义上说，科学发展史是一部科学假说的激烈争论史。在生物学发展中不同科学假说的争论，就是通过进化论与特创论的争论而展开并向纵深方向发展的。

科学假说的上述作用，使它成为科学发展的一种重要形式。