假說演繹法

假說演繹法

推理方法
假說演繹法(Hypothetico-deductive-method)又稱為假說演繹推理,是指在觀察和分析基礎上提出問題以後,通過推理和想象提出解釋問題的假說,根據假說進行演繹推理,再通過實驗檢驗演繹推理的結論。如果實驗結果與預期結論相符,就證明假說是正确的,反之,則說明假說是錯誤的。這是現代科學研究中常用的一種科學方法。從提出假說到經驗裁決再到接受假說的思路所體現出來的思想正是假說—演繹法的實質,這一思想被稱為近代科學方法論史上的一座豐碑。
  • 中文名:假說演繹法
  • 外文名:
  • 别名:
  • 英文名:hypothetic deductive method
  • 倡導者:笛卡爾
  • 起源時間:17世紀

概述

假說演繹推理,實質上是一種解釋歸納推理,即通過歸納得到的結論隻能是一個假說,這個假說的合理性有多大,即歸納所得結論的可靠性有多大,需要接受事實的檢驗。如果假說能夠合理地解釋已知的或可預測的經驗事實,則假說的确證度就增大。

假說演繹推理與溯因推理既有聯系又有區别。假說演繹推理是在溯因推理的基礎上進行的。通過溯因推理,在已知的事實E和科學原理(如果H,那麼E)的基礎上推測出結論(假說)H以後,如何确定這個假說(結論)的可靠性呢?這就需要從假說H得到确證。因此,溯因推理是一種發現(假說)的方法,假說演繹推理則是一種驗證(假說)的方法。

假說演繹推理的前提和結論之間的聯系是或然的,前提并不蘊涵結論。前提真,結論未必真。從推理形式來看,它不符合充分條件假言推理的規則;肯定後件不能肯定前件。無論是某一個事實E與實驗的結果相符合,還是一系列的事實(E1,E2…EN)與觀察實驗的結果相符合,邏輯上都不能必然地斷定結論(假說)H是真實的。如醫生給病人診斷後提出假說:該病人患有肺炎。在此基礎上,醫生進一步演繹出病人有發燒、咳嗽、呼吸困難等現象,盡管這些現象可能都是事實,但并不能必然地得出病人患有肺炎的結論,因為存在這些現象的病人也可能患有别的疾病。因此,假說演繹推理結論(假說)隻能是某種程度的确證。

條件及要求

(1)能解釋兩個或更多個已知事實;

(2)能預言與構思假說時不同類的事實;

(3)能預言或解釋背景知識預想不到的現象或事實。

對假說的檢驗應滿足兩個要求:

(1)解釋已觀察到的現象;

(2)預言尚未觀察到的現象。

他提出,隻有當能預言與構想假說時不同類的事例時,這一假說的真實性才得到确實的證據。假說-演繹法是科學認識從經驗水平向理論水平上升所必需的工具,它肯定了理性和演繹在科學發現中的作用,強調了由假說演繹得出的結論須用實驗來檢驗,以及假說的最後标準是與經驗事實的對應。這種科學發現邏輯的确立,反映了經驗論與唯理論互相融合的趨向。對假說-演繹法争論最多的問題是假說的建立。歸納主義者強調最好的假說是滿足歸納法要求的。演繹主義和假說主義者則強調假說要靠創造性的猜想、直覺來建立。也有人不管假說最初的産生,隻把假說-演繹法理解為一種科學解釋的演繹模型。

卡爾認為,理性要在經驗事實的基礎上大膽提出假說,并根據由假說演繹出來的結論與經驗事實是否相符來決定假說的接受與否。笛卡爾這一假說—演繹法思想的形成有兩個方面的原因,即認識必須從結果推測原因與從第一原因中可以演繹出一切結論這兩個相互矛盾的方面。他認為,接受假說與否取決于三個相互聯系的因素:形而上學的說明、經驗的證實和邏輯簡單性原則。

應用舉例

1、孟德爾的豌豆雜交實驗

19世紀中期,孟德爾用豌豆做了大量的雜交實驗,在對實驗結果進行觀察、記載和進行數學統計分析的過程中,發現雜種後代中出現一定比例的性狀分離,兩對及兩對以上相對性狀雜交實驗中子二代出現不同性狀自由組合現象。他通過嚴謹的推理和大膽的想象而提出假說,并對性狀分離現象和不同性狀自由組合現象作出嘗試性解釋。然後他巧妙地設計了測交實驗用以檢驗假說,測交實驗不可能直接驗證假說本身,而是驗證由假說演繹出的推論,即:如果遺傳因子決定生物性狀的假說是成立的,那麼,根據假說可以對測交實驗結果進行理論推導和預測;然後,将實驗獲得的數據與理論推導值進行比較,如果二者一緻證明假說是正确的,如果不一緻則證明假說是錯誤的。當然,對假說的實踐檢驗過程是很複雜的,不能單靠一兩個實驗來說明問題。事實上,孟德爾做的很多實驗都得到了相似的結果,後來又有數位科學家做了許多與孟德爾實驗相似的觀察,大量的實驗都驗證了孟德爾假說的真實性之後,孟德爾假說最終發展為遺傳學的經典理論。

我們知道,演繹推理是科學論證的一種重要推理形式,測交實驗值與理論推導值的一緻性為什麼就能證明假說是正确的呢?原來,測交後代的表現型及其比例真實地反映出子一代産生的配子種類及其比例,根據子一代的配子型必然地可以推導其遺傳組成,揭示這個奧秘為演繹推理的論證過程起到畫龍點睛的作用,不揭示這個奧秘學生則難以理解“假說一演繹法”的科學性和嚴謹性,對演繹推理得出的結論仍停留在知其然的狀況。

2、孟德爾遺傳理論

1900年,3位科學家分别重新發現了孟德爾的工作,遺傳學界開始認識到孟德爾遺傳理論的重要意義。如果孟德爾假設的遺傳因子,即基因确實存在,那麼它到底在哪裡呢?1903年,美國遺傳學家薩頓發現,孟德爾假設的一對遺傳因子即等位基因的分離,與減數分裂中同源染色體的分離非常相似。薩頓根據基因和染色體行為之間明顯的平行關系,提出假說:基因是由染色體攜帶着從親代傳遞給子代的,也就是說,基因位于染色體上。美國遺傳學家摩爾根曾經明确表示過不相信孟德爾的遺傳理論,也懷疑薩頓的假說,後來他做了大量的果蠅雜交實驗,用實驗把一個特定的基因和一條特定的染色體—X染色體聯系起來,從而證實了薩頓的假說。由此可以看出,對基因與染色體的關系的探究曆程,也是假說一演繹的過程。

3、DNA複制方式的提出與證實

以及整個中心法則的提出與證實,都是“假說一演繹法”的案例。以DNA分子的複制方式的闡明為例。美國生物學家沃森和英國物理學家克裡克在發表DNA分子雙螺旋結構的那篇著名的論文的最後寫道:“在提出堿基特異性配對的看法後,我們立即又提出了遺傳物質進行複制的一種可能機理。”他們緊接着發表了第2篇論文,提出了遺傳物質自我複制的假說:DNA分子複制時,雙螺旋解開,解開的兩條單鍊分别作為模闆,根據堿基互補配對原則形成新鍊,因而每個新的DNA分子中都保留了原來DNA分子的一條鍊。這種複制方式被稱為半保留複制。1958年,科學家以大腸杆菌為實驗材料,運用同位素标記法設計了巧妙的實驗,實驗結果與根據假說一演繹推導的預期現象一緻,證實了DNA的确是以半保留方式複制的。

4、遺傳密碼的破譯

遺傳密碼的破譯是繼DNA雙螺旋結構模型提出後,現代遺傳學發展中的又一個重大事件。自1953年提出DNA雙螺旋結構模型後,科學家就圍繞遺傳密碼的破譯開展了一系列探索。美籍蘇聯物理學家伽莫夫提出的3個堿基編碼1個氨基酸的設想。克裡克和他的同事通過大量的實驗,以T4 噬菌體為材料,研究其中某個基因的堿基的增加或減少對其所編碼的蛋白質的影響,結果表明隻可能是遺傳密碼中的3個堿基編碼1個氨基酸。但是他們的實驗無法說明由3個堿基排列成的1個密碼對應的究竟是哪一個氨基酸。兩位年輕的美國生物學家尼倫伯格和馬太轉換設計思路,巧妙設計實驗,成功地破譯了第1個遺傳密碼。在此後的六七年中,科學家破譯了全部的遺傳密碼,并編制出了密碼子表。

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