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1、1田野调查-如何形成假设假设的形成与检验第一节 假设及其内容构成一、什么是假设人们在生活的实际经验中，会观察到无数的事实。比如，有雨天也有晴天，有月蚀也有日蚀，候鸟春北往秋南归，瀑布溅白雾映彩虹等等，人们认识周围的事实，不止是描述它们，还要理解它们，即用科学理论来解释事实。每当人们发现原有的理论无法给予解释的事实时，特别是发现与原有理论相违的反常事实时，也就是面临了疑难的问题。这时人们必须提出新的理论观点给予回答。但是，人们对于同样的事实可以提出不同的理论观点，而谁是谁非一时还难以判明。因此，任何新理论的最初提出都具有假定性，它们的真理性如何还有待于进一步检验。科学研究活动的一般进程如下：当人
2、们在科学实际活动中发现了一定的反常事实或前所未见的异类事实时，就使原有的理论及过去的说明方式不中用了，因此也就存在着有待于用新理论和新说明方式才能解决的问题；然后，人们通过猜想提出新的解释性理论，以新的方式来说明相关的事实，并以新的理论去预测某些未知的事实。这就是建立假设以解答问题。此后，在验证这个假设的过程中，将积累更多的新事实材料。一般的情形是仅仅确证这个假设的一部分内容而否定它的另一部分内容，因而必须对这个假设的原有内容进行部分的修改，并等待新的检验。如此往复，将逐步导致确立起定律与原理的系统，以及形成一种研究传统。然而，人们的认识并不就此停步或僵化，或迟或早总会出现新的理论系统以及出现
3、新的研究传统。如亚里士多德力学被牛顿力学所更替，而牛顿力学又被爱因斯坦的相对论力学更替，一次又一次地更替下去，人们的认识就愈来愈接近于客观现实。总之，科学发展的过程就是假设的形成，假设的检验以及假设的更替。所以，科学的发展形式不是别的，只能是假设。科学假设就是关于事物现象的因果性或规律性的假定性解释。它是用来回答由事实提出的问题，并且是可以经由事实进一步检验的。比如说：“孟德尔用食用碗豆的高株品种同矮株品种杂交。子代杂种都是高株。再使子代自花受精，孙代分高株和矮株，两类的株数成 3 与 1 之比。如果高株品种的生殖细胞含有促成高株的某种东西，而矮株品种的生殖细胞含有促成矮株的某种东西，那么，杂
4、种便应该具备这两种东西。现在，杂种既然是高株，由此可知两种东西会合时高者是显性，而矮者是隐性。孟德尔指出，用一个很简单的假设便可以解释第二代中 3 比 1 的现象。当卵子和花粉粒成熟时，如果促成高株的某种东西，同促成矮株的某种东西（两者在杂种内同时存在），彼此分离，那么，就会有半数的卵子含高要素，半数的卵子含矮要素。花粉粒也是2如此。两种卵子同两种花粉粒都以同等的机会受精，平均会得到三高株和一矮株的比例，这是因为要素高同高会合，会产生高株，高同矮会合，产生高株；矮同高会合，产生高株；而矮同矮会合，则产生矮株。”( T H.摩尔根著：基因论，科学出版社第 1 一 2 页）科学假设是对自然奥秘的有
5、根据的猜测，它是人类洞察自然的能力和智慧的高度表现。科学假设与宗教迷信等蒙昧无知之类的胡说是根本不同的。任何假设的提出都以一定的相关事实作为支持它的经验证据，也以一定的相关原理作为论证它的理论前提。假设作为一种猜想，它是在科学知识的土壤里生长的。二、假设的内容体系科学假设通常具有比较复杂的内容体系。首先，一个假设必须说明它所要解答的问题。假设的提出不是无缘无故的，它是用来回答特定的问题、解释一定的事实的。所以，一个假设必须论述存在着什么样的问题有待于人们解答。例如，在 1860 年代，奥地利神父孟德尔用豌豆做杂交试验。豌豆中有高植株品种和矮植株品种，高植株与矮植株这是一对“相对性状”。拿这两个
6、品种的植株做“亲代”杂交（用高植株作父本，矮植株作母本，或用矮植株作父本，高植株作母本），所得种子和它长成的植株（称为“子一代”）全部都是高植株。然后，拿子一代植株自花授粉，所得种子和它长成的植株（称为“子二代”，即孙代），其中有四分之三是高植株，而四分之一是矮植株，两者的比数为 3 : 1 。于是就提出了这样的问题：为什么杂交后的子一代全部都是高植株，而杂交后的子二代中高植株与矮植株的比数总是 3 : 1 ？孟德尔对豌豆的其他相对性状（红花与白花，黄种子与绿种子），也进行了类似的杂交试验，并仔细地作了统计记录，其结果与上述情形类同，存在着同类的问题。其次，一个假设必须论述设想了什么样的理论来
7、解答问题，这是假设的核心部分人们常常狭义地使用“假设”一词，它仅仅是指被设想的理论陈述。有时人们则把被设想的理论陈述称为“假设的基本观点”。这意味着假设的内容包括理论陈述及其对事实的解释和预测即对问题的系统完整的解答。比如，孟德尔设想了以下理论来解答从豌豆杂交试验中所提出的问题：肉眼可以看到的生物体外表的性状是由肉眼看不到的生物体内部的遗传“因子”（后来被称为“基因”）控讨着。例如，一种遗传因子使植株成为高的，另一种遗传因子使植株成为矮的，这样高株与矮株这对“相对性状”是由两种不同的相对遗传因子控制着；每一个植株的每个外表性状都是由一对遗传因子来控制，其中一个传自父本，另一个传自母本。所以，这
8、两个遗传因子可以是相同的（称为“同质接合”)，也可以是不同的（称为“异质接合”）。每一植株又把这对遗传因子中的一个传给一个种细胞，每个种细胞（配子）只得到这对遗传因子中的一个。当父本种细胞与母本种细胞授粉结合以后，后代植株又有了控制某个外表性状的一对遗传因子。如果传自父本和母本的这对相对遗传因子是不同的，那么，其中有一个遗传因子会压制另一个遗传因子的作用，前者为“显性因子”，后者为“隐性因子”。例如，高植株的因子会压制矮植株的因子的作用，而使这株豌豆表现成为高植株的。由于高植株与矮植株杂交后的子一代，全部都是带有一个高植株因子和一个矮植株因子，而且显性的高植株因子压制了隐性的矮植株因子的作用，
9、所以子一代也就全部表现为高植株；但是隐性因子在子一代中仍然存在，只是它的作3用受压制。所以，带有混合因子的子一代相互授粉后，就有四种可能的组合：一是从父本传来的高株因子与从母本传来的高株因子结合。二是从父本传来的高株因子与从母本传来的矮株因子结合。三是从父本传来的矮株因子与从母本传来的高株因子结合。四是从父本传来的矮株因子与从母本传来的矮株因子结合。上述四种可能的组合中，只有第四种结合才使植株成为矮的。所以，子二代中高植株与矮植株的比数为 3 : 1。总之，孟德尔设想了遗传因子及其“分离定律”来解答问题。遗传因子的分离定律称为孟德尔第一定律，它是遗传学上最基本的定律，可以表述如下：一对遗传因子
10、在异质结合（即一个显性因子与一个隐性因子的结合）状态下并不相互影响，相互沾染，而在配子形成时完全按原样分离到不同的配子中去。再次，一个假设必须广泛地解释其他的相关事实。对广泛的事实作出解释，这既是表现被设想的理论其有多大的解题能力，同时也是表明被设想的理论得到了大量事实的支持。例如，孟德尔的遗传因子分离定律可以解释人眼虹彩颜色的遗传现象，并得到这个事实的支持。“碧眼人同碧眼人婚配，得碧眼子代。褐眼人同褐眼人婚配，如果两者的祖先都是褐眼，也只能产生褐眼子代。如果碧眼人同纯种褐眼人婚配，子女也都是褐眼。这一类褐眼的男女如果彼此婚配，其子女会是褐眼和碧眼，成 3 与 1 之比。”（T H 摩尔根著：
11、基因论 ，科学出版社，第 2 - 3 页）第四，一个假设必须能够预测新的未知的事实。一个假设还必须尽可能地预测未知的新事实。这既是表现被设想的理论具有多大的启发力，同时也是表明被设想的理论可以给予严格的检验。例如：“孟德尔采用一个简单的方法来测验他的假设：让杂种回交回交或返交就是把表面上显性的个体回头来同其隐性亲型个体交配的过程。目的在于揭露前者究竟是纯显性或者只是杂种。隐性型，杂种的生殖细胞如果分高矮两型，那么，子代植物也应分高矮两型，各占半数。实验结果，恰如所料。”（TH 摩尔根著基因论，科学出版社，第 2 页）三、假设的内容结构假设的内容构成通常是非常复杂的。它包含有理论的陈述，又包含有
12、事实的陈述。而且，它既有真实性尚未判定的内容，又有比较确实的内容。例如，16 世纪波兰天文学家哥白尼提出的太阳系假设“哥白尼体系”，它是以当时所掌握的天文观测资料为依据的，如关于行星的“顺行”和“逆行”等等，其中有不少观测事实的记述是较为可靠的。而哥白尼体系设想的基本理论观点，其中有合乎实际的内容，如地球是转动的，地球和其他行星是绕太阳运行的等等。也有不切合实际的内容，如太阳是宇宙的中心，行星的轨道是正圆形的等等。应当看到：“哥白尼的功绩主要是首先给予宇宙的地心论以一种明晰的和系统的批判，而且摧毁了那种牢不可破的见解和目视的幻觉。这是他所作的最大的革命，别的方面他和他的前人4一样，仍然坚持一切
13、唯美的和哲学的偏见，他也象古人一样相信有一个球形的小宇宙、圆周轨道和等速运动，可是这些假设不能说明观测，他于是不得不再引入他已经从托勒密体系抛弃了的偏心圆和本轮等来作解释，他甚至还主张亚里士多德的物质天球论，在他看来中央的太阳仅仅是具有光照的作用，而重力不过是仅足以维持各个天体内部的结合力罢了。换句话说，哥白尼对于科学的伟大贡献只是把夭文学从地球静止的观念解放出来，因而促进了以后的发展，至于他对天体运行的解释，并不比托勒密高明许多，因而在当时并不算有什么进步，特别是他的理论里还混淆有许多不正确的、非科学的见解。假使在他死后 150 年间没有出现一系列的天才，将他的工作完成，取得他所没有得到的决
14、定性的证据，天文学便不会发生伟大的进展，而他的体系也不会流传到今天。” （法 伏古勒尔著：天文学简史，上海科学技术出版社，第 25 页）假设是人类的认识接近客观真理的方式。“只要自然科学思维着，它的发展形式就是假设。一个新的事实被观察到了，使得过去用来说明和它同类的事实的方式不中用了。从这一瞬间起，就需要新的说明方式了 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设纯化，取消一些，修正一些，直到最后纯粹地构成定律。如果要等待构成定律的材料纯粹化起来，那末这就是在此以前要把运用思维的研究停下来，而定律也就永远不会出现。”（马克思恩格斯选集第三卷，人民出版社，第 561 页）
15、第二节 假设的形成假设的形成方式既有共性又有个性。不同性质的假设，其形成的具体途径差别很大，但按其共同点来看，就一般情景而论，假设的形成大致经历着两个阶段：初始阶段和完成阶段。 一、假设形成的初始阶段在假设形成的初始阶段里，研究者为了回答特定性质的问题，根据为数不多的事实材料和已有的理论原理，通过创造性的想象（主要是逻辑推理的程序）而作出初步的假定。1. 经验定律的假设的形成在科学认识的过程中，存在着不同性质的问题，因而就形成不同性质的假设。一类是由可观察事实的系统化而提出来的问题。比如：人们历次观察到乌鸦是黑色的，由此就产生这样的问“莫非乌鸦都是黑色的？”人们以往反复观察到天鹅是白色的，由此
16、就产生了这样的问题：“莫非天鹅都是白色的？”诸如此类的问题还有：“在通常大气压力下，任何纯水降温到 0 就结成冰吗？”“任何固体金属块，只要相互摩擦就发热吗？”等等。我们可以把这类性质的问题称为“乌鸦型的问题”，即经验定律型的问题。对这类问题的肯定回答，就是提出了一个经验定律的假设。经验定律的假设在科学知识的系统中是处于低层次的地位，它们只能发现现象之间某种联系的普遍性，并不能理解这种普遍性，可以5说是“知其然而不知其所以然”。但是，经验定律可用于解释在个别的事实中发生的效应。那么，关于经验定律的最初假定是如何提出的呢？经验定律的假设总是在一定理论的指导之下，依据大量的观察事实材料，交互地应用比较、分析、综合和概括等等方法而建立起来的。就一般情形来说，它的最初假定主要是受概括外推法的启发而作出的。大家都熟悉，当火车朝我们开来时，它的笛声就越来越尖，即声频升高。而当火车离我们而去时，它的笛声就越来越低，即声频降低。同样的，一个运动着的光源，光波的频率也象声波的频率一样的会发生变化。
