科学假说有哪些特征(科学假说变成科学理论)

01 创新与假说

假说,英文是hypothesis,对某种现象进行的解释,是对所研究的自然现象及其规律性提出的推测和说明。任何一种科学理论,在未得到实验确证之前表现为假设学说或假说。有的假设还没有完全被科学方法所证明,也没有被任何一种科学方法所否定,但能够产生深远的影响。

如1900年德国物理学家马克斯·普朗克为解决黑体辐射谱而首先提出量子论(量子假说)。1901年的普朗克指出: 能量在辐射过程中不是连续的,而是以一份份能量的形式存在的。这无疑使整座经典物理大厦开始摇摇欲坠,这也是普朗克自己都难以接受的事实。一百多年来,无数科学家为这个假说着迷,努力去证实的真伪。

假说,也称假设,是创新的起源。约翰·杜威,John Dewe,是美国著名哲学家、教育家、心理学家、实用主义的集大成者、也是机能主义心理学和现代教育学的创始人之一。杜威的思想曾对二十世纪前期的中国教育界、思想界产生过重大影响。杜威也曾到访中国,见证了五四运动并与孙中山会面,培养了包括胡适、冯友兰、陶行知、郭秉文、张伯苓、蒋梦麟等一批国学大师和学者。

杜威认为,新思想的产生、科学发现发明必须经历以下五个步骤:第一步是感到困惑,第二步是寻找疑难点(问题),第三步是提出假设,或假说,第四步是根据假设而推理,第五步是通过行动与检验假设。1919年,胡适邀请杜威来中国讲学。后来,他将杜威的五步概括为大胆地假设(假说),小心地求证。

当代科学家认为,科学探究是有路径可循。这个路径就是:第一步:提出问题。第二步:提出假说,或假设。第三步设计实验。第四步:分析数据。第五步,得出结论。其中,提出假说,或假设,是对实验结果的预测。假说通常采用的是如果……,那么……的句式。

科学发展离不开假说。大陆漂移说就是来自假说。在18世纪,地质学家认为大陆的位置是固定不变的。1910年,一位名叫魏格纳的德国青年科学家,提出了一个假说——大陆是漂移的。魏格纳的假说认为,所有大陆曾经是连成一片的,之后经过分裂、漂移才形成了现在的样子。魏格纳将假说称之为大陆漂移说,即continental drift。如今,这个假说,已经通过考证,成为科学。

技术,即technology,发展也离不开假说。工程师设计新产品,也离不开假说,他们称为设想。一个新产品要经历如下过程才能诞生:第一步确定需要,第二步研究问题,第三步确定设计方案,第四步制作小样并进行评估,第五步检查改进并重新设计,第六步交流设计成果。而在关键的第三步——确定设计方案中,首先要解决的是提出设想。设想,就是以前没有过的产品,本质是一种假设。

由此可见,创新包括两个基本阶段:先假设,后演绎。也就是说,先通过假说(假设)提出一个新的思想,然后通过演绎法对之加以检验和论证。所以没有假设,就有创新。

02 假说与想象

想象是假说的翅膀。2022年,西湖春读会暨第二届西湖大学图书馆捐赠基金活动日在杭州举行。西湖大学校长施一公谈到读书的意义时说,抛开所有功利性的目的不谈,读书是一种精神上的享受,可以为人类插上想象的翅膀。他认为,如果人类不曾对自然进行想象,科学就不可能诞生。

为什么?施一公表示,在人类文明的进程中,许多看似不合常规的异想天开,为科学探索提供了鲜活的命题和无限的空间。

科学家首先是幻想家,他们充满想象力。150年前,法国科幻作家儒勒·凡尔纳曾在《从地球到月球》中,描写了3位探险家乘坐炮弹到月球探险的故事。104年后,1969年人类终于首次实现了登月的梦想。凡尔纳在《海底两万里》中描绘了鹦鹉螺号潜艇纵横海底的景象,时至今日,这些幻想中的场景已经成真。

爱因斯坦说过:想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括世界上的一切,推动着进步,并是知识进化的根源。

03 退行的想象力

2013年初,我曾经就到访西安交通大学。当时是西安交通大学少年班招生。

1985年,经教育部批准,西安交通大学开始招收少年班大学生,目的是不拘一格选拔智力超常、德智体美劳全面发展、综合素质优秀的少年,实施创新教育与素质教育相结合的创新人才培养模式。 西交大少年班,Xian Jiaotong University Young Gifted Program,是中国仅有的三个少年班之一。截至2018年11月,西安交通大学少年班已开办33年,共招收1800余名学生,已毕业900余人,其中几十位学子已成为国际大学的终身教授。

我与招生老师有过一番交谈。招生老师是在美国哈佛大学进行过博士后研究工作回国的。我问他为什么从初中毕业生中招?他的回答,我记忆犹新。大意是:第一、普通高中三年级时,学生就是准备应试,基本不再学习新知识,那一年时间实际被浪费掉了。第二、应试教育的模式,就是反复纠错,寻求标准答案,这样会导致学生想象力的退化。为避免这种状况,西交大愿意尝试自己的培养模式。

想象力退化!想象力,98%的孩子都有,但是却只有2%的成年人有。每个大人都曾经是小孩,但是大人们却没有了这些想象力。为什么?因为在成长的过程中,孩子的想象力其实并没有重视、保护,甚至还会遭受破坏。

这些话语,如浪费时间!不要犯傻了!这是不可能的!那都是骗人的!正确的是这样!答案应该是这样!这些看似真理、看似权威、看似规范、看似经验之谈的回应,其实就是在破坏孩子的想象力。(杨雪先)

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