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文檔簡介

1、第三章假說方法,1,假說方法2,假說的由來3,科學(xué)假說的特征4,科學(xué)假說的類型5,科學(xué)假說的作用6,假說的發(fā)展途徑2,1,假說方法,科學(xué)假說基于已知的科學(xué)事實(shí)和科學(xué)原理對未知的自然現(xiàn)象及其規(guī)律性進(jìn)行假說的說明和推測。 是自然科學(xué)理論的重要思維方法。 恩格斯說:“只要自然科學(xué)認(rèn)為,其發(fā)展形式就是假說”,3、假說不是胡說,假說不是科學(xué)理論。 那是自然科學(xué)理論思維的重要形式。 科學(xué)假說用已知的事實(shí)和科學(xué)原理正確地說明自然現(xiàn)象和法則,通常由命題、理論陳述和推論以及預(yù)言和預(yù)見三個要素組成。 4、科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般思維方法、假說選擇題、觀察實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)邏輯思維的新假說和理論創(chuàng)新思維的驗(yàn)證觀察實(shí)驗(yàn),第一,當(dāng)發(fā)現(xiàn)

2、科學(xué)理論不能說明新事實(shí)時,就會產(chǎn)生對新事實(shí)的預(yù)測性說明。 例如,十九世紀(jì)、20世紀(jì)的交x射線、放射性元素和電子的發(fā)現(xiàn),與經(jīng)典物理學(xué)中原子不可分割的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了沖突,產(chǎn)生了各種原子結(jié)構(gòu)的假說。 大陸漂移假說模式大板塊結(jié)構(gòu)說第二,將某種理論排除在適用范圍之外,就會遇到無法解釋的新事實(shí)、新法則,提出新的假說。 6、如:百老匯大道將光的波粒二象性推向?qū)嵨锪W?,提出物質(zhì)波假說;薛定諤將物質(zhì)波假說傳播到非自由系粒子,推導(dǎo)出薛定諤方程式。 第三,為解決新舊事實(shí)之間的不符點(diǎn),提出了假說。 例如,光的衍射現(xiàn)象和光電效應(yīng)現(xiàn)象,兩種實(shí)驗(yàn)事實(shí)之間存在不符點(diǎn),提出了波動粒二象性假說。 7、探索未知科學(xué)既有對稱、和諧、

3、壯麗的美,也有審美思想和信念產(chǎn)生假說。 例如,“狄拉克方程”有正負(fù)兩種解,狄拉克從“美麗數(shù)學(xué)”的信念大膽地提出“霍爾”假說,預(yù)言正電子的存在,成為反物質(zhì)理論的奠基者。 它能啟發(fā)人們,假設(shè)是以事實(shí)為化學(xué)基,但在缺乏事實(shí)的前提下,理性思考有很大的幫助。 8、例如,宇宙大爆炸假說是以光譜的紅移等為事實(shí)化學(xué)基,用廣義的相對論和高能粒子物理學(xué)理論說明新理論的觀點(diǎn),基本推測超高密度、超高溫狀態(tài)的反應(yīng)歷程引起的原始火球的急劇膨脹,由“氦原子豐度”和“3K背景輻射”等預(yù)言構(gòu)成的識別體系。 科學(xué)假說所具有的特征,(1)科學(xué)性。 假說基于一定的科學(xué)事實(shí)和已知的科學(xué)理論,具有科學(xué)特征。 (2)暫定性。 表現(xiàn)為科學(xué)問

4、題的理論困難是提出假說的契機(jī)。 (3)多樣性(或者容易變性)。 假說根據(jù)實(shí)踐中的新發(fā)現(xiàn)而變化。 10、4、科學(xué)假說的類型,(1)符合或基本符合客觀事實(shí)的假說。 這種假設(shè)不需要或很少修改。 現(xiàn)代科學(xué)公認(rèn)的相對論、量子論、光量子論等就是這樣的形態(tài)。 11、(2)存在部分正確、部分不正確的假設(shè)。 光的本性假說等。 這種假設(shè)顯然存在兩個以上的單方面對立面,需要經(jīng)過長期的實(shí)踐檢驗(yàn),形成比較全面的科學(xué)認(rèn)識。 (3)基本上不正確,甚至存在錯誤的假說。 例如托勒密的地心說、斯塔爾的燃素說就是這一類。 12、5、科學(xué)假說的作用,(1)科學(xué)假說是通往科學(xué)理論的橋梁。 如果沒有明確客觀事物的本質(zhì),人們無法把事實(shí)資料

5、掌握在一盞茶中,就只能依靠假說的形式來提出假說的認(rèn)識。 自然科學(xué)是沿著假說理論的新假說發(fā)展新理論的道路。 如果把人類科學(xué)技術(shù)的歷史發(fā)展比作從一個真理到另一個真理的“登天”,那么假說就是攀登科學(xué)天堂的天橋。假說是發(fā)展理性思維的“真正因素”,假說是理性思維的直接成果,是進(jìn)一步發(fā)展理性思維的重要思維形式。 一旦離開假說,實(shí)踐檢驗(yàn)就沒有對象,也沒有理論。 假說是激發(fā)思考創(chuàng)造力的媒介,具體來說就是在事實(shí)材料不是一盞茶的條件下,人們可以利用現(xiàn)有的條件,以假說的形式大膽探索,提出新的見解。 假說基于事實(shí),但是也有超越經(jīng)驗(yàn)的事實(shí),使經(jīng)驗(yàn)的思考飛躍到理論的思考的作用。 14、(3)各種假說并存,有利于學(xué)術(shù)的繁榮

6、,對相同現(xiàn)象和問題的研究形成了不同的假說,如科學(xué)史上的光的波動說和粒子說、氧化說和燃料說、突然變異論和進(jìn)化論、地質(zhì)學(xué)上的水學(xué)說和火說、量子力學(xué)上的愛因斯坦因果決定論和保羅的統(tǒng)計(jì)決定論等爭論,上述各學(xué)科的發(fā)展假說的諸說并存,表明不同的假說甚至相互對立的假說爭鳴,是科學(xué)理論引起突破的催化劑。 (4)恩格斯評價科學(xué)假說,對假說恩格斯說:“只要自然科學(xué)在思考,其發(fā)展形式就是假說。 新的事實(shí)被觀察到,那個已經(jīng)不可能說明和以前一樣的事實(shí)了。 從這一瞬間開始,最初基于有限數(shù)量的事實(shí)和觀察的新的說明變得必要。 進(jìn)一步觀察資料,可以使這些個的假說簡單化,一個被刪除,另一個被修正,最后純粹的法則成立。 如果人們等

7、待制定法則的材料純化的話,到現(xiàn)在為止必須停止使用思考的研究,法則是絕對不會出現(xiàn)的”。 16、6、從假說的發(fā)展道路,1、從假說、預(yù)想向科學(xué)理論發(fā)展如日心說從假說向理論發(fā)展,已經(jīng)過去了300年。 2 .被新的科學(xué)事實(shí)徹底顛復(fù),從科學(xué)史中消失的生命的自然發(fā)生說、熱素說、燃素說。 3 .取代新假說的大陸漂移說發(fā)展成海底擴(kuò)張說成為大板塊構(gòu)造說。 4、與其他假說融合發(fā)展為新假說,或與其他假說長期共存,繼續(xù)發(fā)展。 根據(jù)宇宙大爆炸宇宙論,17,案例詳細(xì),19,20,侏羅紀(jì)公園恐龍,21,德意志始祖鳥化石世界最古老的鳥化石,22,鳥是誰進(jìn)化的? 從1856年赫爾曼提出“鳥類起源恐龍說”(恐龍派)的20世紀(jì)初赫爾

8、曼提出“鳥類原始爬蟲類起源說”(否定恐龍派,簡稱鳥派)的1970年代美國學(xué)者提出“鳥類起源獸腳類恐龍說”到1996年,雙方勢均力敵23、中國的科學(xué)家貢獻(xiàn),1996年發(fā)現(xiàn)中華龍鳥對原始羽毛的概念提出國際反對意見的不是羽毛而是毛發(fā)在1997年發(fā)現(xiàn)意外的北票龍,而對長羽毛的恐龍的概念提出國際反對意見的不是羽毛,24、中國科學(xué)家的貢獻(xiàn),1997年發(fā)現(xiàn)原始始祖鳥1998年發(fā)現(xiàn)尾羽龍,承認(rèn)了長羽毛恐龍的國際反對意見是羽毛,但是,只是飛不起來鳥在1998年發(fā)現(xiàn)了千年的中國鳥龍,確認(rèn)了長羽毛的龍?jiān)?003年發(fā)現(xiàn)了庫氏海賊龍,并普遍接受了四翼恐龍的概念鳥的定義也是,羽生脊椎動物,而不是25,1997年意外的北票

9、龍的發(fā)現(xiàn),07,1997年意外的北票龍的發(fā)現(xiàn)意義:羽生恐龍爭論的焦點(diǎn),是否羽再發(fā)現(xiàn)了,26,1997元始祖鳥的發(fā)現(xiàn),1997元始祖鳥的發(fā)現(xiàn)意義:再次發(fā)現(xiàn)原羽毛狀的痕跡、27、1998年千年中國鳥龍的發(fā)現(xiàn)、1998年千年中國鳥龍長羽的恐龍的基本確認(rèn)、28、1998年古盜鳥事件、13古盜鳥事件1古盜鳥事件2、29、2003年區(qū)氏小盜龍被發(fā)現(xiàn)、2003年區(qū)氏小盜龍發(fā)表了徐星的四翼恐龍假說、30、區(qū)氏小盜龍31、大陸漂移說提出,1910年,臥病在床的德意志氣象學(xué)家維格納看到墻上的世界地圖,他發(fā)現(xiàn)了突然地南美洲東岸和非洲西岸相連,作出了大膽的推測,32、這個小二哥學(xué)家頭腦中有沒有突然地、非洲大陸和南美洲

10、相連?33、韋格納的猜想,34、35、翌年,韋格納收集了資料,開始驗(yàn)證自各兒的構(gòu)想。 他首先追蹤了大西洋兩岸的山系和地層,結(jié)果興奮了:地形證據(jù)。 維格納用地理圖組合非洲和南美洲的時候,在南非發(fā)現(xiàn)了從東向西的山脈可以和阿根廷的山對接這樣奇怪的事實(shí),在北美發(fā)現(xiàn)了與歐洲的煤層對應(yīng)的煤田,另外大西洋兩岸的海岸線相互對應(yīng),特別是布拉韋格納認(rèn)為這些個事實(shí)是大陸漂移說的有勢力證據(jù)。 地形證據(jù),36,與此相對,韋格納創(chuàng)造了非常淺顯的比喻。 他說,如果撕碎的報(bào)紙用零散的毛刺連接起來,上面的印刷文字也連接起來的話,不得不承認(rèn)這張破報(bào)紙被完整的一張撕破了。 不僅是大西洋兩岸的證據(jù),韋格納在非洲和印度,澳大利亞等大陸

11、之間也發(fā)現(xiàn)了地層構(gòu)造的聯(lián)系,這種聯(lián)系僅限于中生代在先2億5千萬年前的地層和構(gòu)造。 37,38,沉浸在歡樂中的韋格納考察了巖石化石。 在他之前,古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了至今為止與大洋相隔的大陸之間,有著密切的古生物的姿態(tài)。 例如,中龍是一種小型爬蟲類,生活在太古陸地淡水中,在巴西石炭紀(jì)形成二疊紀(jì)的地層中也發(fā)現(xiàn),在南非的石炭紀(jì)、二疊紀(jì)的同類地層中也發(fā)現(xiàn)。 到目前為止,在世界其他大陸還沒有發(fā)現(xiàn)這種動物的化石。 淡水生活中的中龍,是如何在由鹽水組成的大西洋里游泳的古生物學(xué)證據(jù),39,舌羊齒化石是2億5千萬年前的蕨類植物,在非洲、南美洲、澳大利亞、印度、南極發(fā)現(xiàn)了舌羊齒化石,雖然舌羊齒的“種”太大而不隨風(fēng)而動,

12、但也容易破壞韋格納推測,這些個大陸當(dāng)時是整個大陸。 40、更有趣的是,在德意志和英吉利等地發(fā)現(xiàn)的,在大西洋對岸的北美洲也有分布的庭園蝸牛。蝸牛寫著走道兒的速度很慢,有越過大西洋千重的波瀾,從一岸傳播到另一岸的能力嗎? 當(dāng)時沒有人類發(fā)明的飛機(jī)和艦艇,鳥也還沒有出現(xiàn)在地球上,蝸牛是怎么過去的呢? 為了解釋動物學(xué)證據(jù),41,42,這些個現(xiàn)象,韋格納在先的古生物學(xué)家提出了“大陸橋說”。 他們設(shè)想在這些個大陸之間的大洋中,曾經(jīng)有狹長的陸地和一系列島嶼連接遙遠(yuǎn)的大陸,植物和動物通過大陸橋到達(dá)遙遠(yuǎn)的大陸后,這些個大陸橋沉沒,大陸在大洋中完全分離。 這種觀點(diǎn)被稱為“固定論”,大陸和海洋是固定的。 韋格納的解釋

13、是“活動論”,大陸之間的古生物像的相似性,不是因?yàn)樵?jīng)大陸橋相連,而是因?yàn)榇箨懼苯酉噙B,后來才分裂為東西走向。 固定論和活動論的爭論,與火成論和水成論的爭論,漸變論和災(zāi)害論的爭論一起,被稱為地質(zhì)學(xué)的三大爭論。 作為活動論的先行者,韋格納一開始幾乎是孤軍奮斗。 地質(zhì)學(xué)史上的三大爭論、43、氣候證據(jù)、韋格納用氣候變遷證據(jù)證明了他的理論。 在北冰洋以北的島上發(fā)現(xiàn)了熱帶植物的化石,韋格納認(rèn)為,3億年前,這些個植物生活的地方一定在赤道附近。 氣候溫暖潮濕。 地質(zhì)專家在南非發(fā)現(xiàn)了冰河的傷痕。 這些個冰川的傷痕顯示南非被大陸冰川復(fù)蓋,厚冰復(fù)蓋數(shù)千平方公里。 但是,現(xiàn)在的非洲大陸氣候很熱,不能形成冰川。 韋格

14、納得出結(jié)論,在泛古陸存在的時期,非洲大陸接近了南極。 大陸流向赤道的話氣候會變暖。漂到極地的話,氣候會變冷。 大陸漂移的時候,在原來的位置形成的化石和巖石一起被拿走了。 44、古代冰川的分布也支持韋格納的想法。 距今約3億年左右的晚古生代,在南美、非洲、澳大利亞、印度和南極發(fā)生過廣泛的冰河作用,也有從冰川傷口判斷古冰川流動方向的地區(qū)。 從冰川遺跡的分布規(guī)模和特征來判斷,當(dāng)時的冰川類型是極地附近產(chǎn)生的大陸冰川。 而且南美、印度、澳大利亞的古冰川遺跡還留在大陸的邊緣,冰川的運(yùn)動方向從海岸向內(nèi)陸,顯然冰川在高地上不運(yùn)動,說明這些個大陸的古冰川不來自當(dāng)?shù)亍?面對這種古老的冰川分布和流動特征,過去的地質(zhì)

15、專家無能為力。 但是,這些個的特征為大陸漂移說提供了有力的證據(jù)。 古冰川活動的證據(jù),45,韋格納表示,上述古冰川出現(xiàn)的大陸當(dāng)時相連,整個大陸位于南極附近。 冰川的中心位于非洲南部,古大陸冰川從中心向四周呈放射狀流動。 這合理地說明了古冰川的分布和流動特征。 我們現(xiàn)在看到的冰川向陸地內(nèi)部運(yùn)動,其實(shí)是因?yàn)榫薮蟮拇箨懛至?,?nèi)陸部成為沿岸部。 除了古冰川遺跡外,蒸發(fā)鹽、珊瑚礁等古氣候標(biāo)識牌也被用于推測它們形成時的古緯度。 古緯度和現(xiàn)在大陸的位置沖突。 這說明了在先的大陸今天不在。 證據(jù)好像在一盞茶里。 根據(jù)嚴(yán)密的科學(xué)研究,韋格納的代表性海陸起源于1915年。 在這本書中,韋格納說古代大陸原本是聯(lián)合的,

16、但是被大陸的漂移分離,分離的大陸之間出現(xiàn)了海。 韋格納認(rèn)為大陸上輕的含硅鋁質(zhì)巖石像玄武巖一樣構(gòu)成,塊狀冰山一樣,重的含硅鎂質(zhì)巖石像花崗石一樣浮游(洋底由含硅鎂質(zhì)構(gòu)成),那里發(fā)生漂移。在二疊紀(jì),世界上只有一個巨大的陸地,被稱為搖鏡頭大陸(或聯(lián)合古陸)。 風(fēng)變得平靜了的二疊紀(jì)之后,風(fēng)涌起了云的中生代開始了。 搖鏡頭大陸首先分為兩部分,形成北方的支重輪大陸和南方的岡瓦納古陸,逐漸分裂成幾個小陸地,散開,部分陸地再次整合,最后形成了今天的海陸構(gòu)造。 47、48、維格納這種“石破天驚”的觀點(diǎn)很快就為當(dāng)時的科學(xué)界感到遺憾,攻擊遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于支持。 另一方面,這個假說相關(guān)的問題太大,如果成立的話,整個地球科學(xué)的理論必須重寫。 需要一盞茶的證據(jù),假設(shè)的各個環(huán)節(jié)必須經(jīng)得起檢驗(yàn),而韋格納則在高等院校取得天文學(xué)博士學(xué)位,主要研究氣象。 不是地質(zhì)專家、地球物理學(xué)家和古生物學(xué)家。 在研究領(lǐng)域發(fā)表意見而非自各兒,則免不得懷疑其假說的科學(xué)性。 受到攻擊的原因,49、韋格納理論最重要的弱點(diǎn)是巨大的大陸漂移到什么? 驅(qū)動大陸漂移的力量是從哪里來的? 韋格納認(rèn)為,硅鋁質(zhì)的大陸在地球的硅鎂層上浮動,也就是說固體在固體上浮動移動。 對于推進(jìn)大陸的力量,韋格納推測是海洋的潮汐,敲擊大陸的岸邊,引起小運(yùn)動,日積月累使巨大陸地漂浮到很遠(yuǎn)的太陽和

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