假说演绎法

科学研究方法

假说演绎法（Hypothetico-deductive-method）又称为假说演绎推理，是指在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法。

提出

1644年，笛卡尔在《哲学原理》的第二章中写道：“鉴于这里所研究的事物具有相当重大的意义，而如果我断言我发现了别人所未发现的真理，那么我就可能被别人看成是鲁莽的——所以我宁可在这个问题上不做任何解决，而只是作为假说提出来，这假说也可能是离开真理极远的，但只要今后从这假说推出的一切东西与经验相一致，我就毕竟算是做出了一个巨大的贡献，因为那时候这假说对生活来说会和它是真理一样具有同等的价值。”在这里，笛卡尔是把自己的学说作为具有猜测性的假说提出来的，并认为是否应该接受他的学说，则要看看从他的学说中推演出来的结论是否与经验事实相一致。如果一致，则接受他的学说，反之，则拒斥他的学说。这里，从提出假说到经验裁决再到接受假说的思路所体现出来的思想正是假说—演绎法的实质，这一思想被称为近代科学方法论史上的一座丰碑。

形式

假说演绎推理可用公式表示如下:

如果H ，那么E，E________所以H可能真。

上述表达式中，H表示所提出或论证所依据的假设，E表示对未知事物的预测：“如果H，那么E”表示从假说演绎出对已知事物的解释或未知事物的预测。

一般过程为:提出问题→建立假说→模拟实验→演绎推导→实验检验→得出结论

基本信息

假说演绎推理，实质上是一种解释归纳推理，即通过归纳得到的结论只能是一个假说，这个假说的合理性有多大，即归纳所得结论的可靠性有多大，需要接受事实的检验。如果假说能够合理地解释已知的或可预测的经验事实，则假说的确证度就增大。

假说演绎推理与溯因推理既有联系又有区别。假说演绎推理是在溯因推理的基础上进行的。通过溯因推理，在已知的事实E和科学原理（如果H，那么E）的基础上推测出结论（假说）H以后，如何确定这个假说（结论）的可靠性呢？这就需要从假说H得到确证。因此，溯因推理是一种发现（假说）的方法，假说演绎推理则是一种验证（假说）的方法。

假说演绎推理的前提和结论之间的联系是或然的，前提并不蕴涵结论。前提真，结论未必真。从推理形式来看，它不符合充分条件假言推理的规则；肯定后件不能肯定前件。无论是某一个事实E与实验的结果相符合，还是一系列的事实（E1，E2…EN）与观察实验的结果相符合，逻辑上都不能必然地断定结论（假说）H是真实的。如医生给病人诊断后提出假说：该病人患有肺炎。在此基础上，医生进一步演绎出病人有发烧、咳嗽、呼吸困难等现象，尽管这些现象可能都是事实，但并不能必然地得出病人患有肺炎的结论，因为存在这些现象的病人也可能患有别的疾病。因此，假说演绎推理结论（假说）只能是某种程度的确证。

科学史上，亚里士多德提出的归纳——演绎方法，可看作假说演绎法的雏型。亚里士多德主张，科学家要从被解释现象中归纳出解释性原理，然后再从包含这些原理的前提中，演绎出关于这个事实的原因的知识。反映必然性知识的科学就是通过演绎组织起来的一组陈述。其后。中世纪英国经验论经院哲学家罗吉尔·培根进一步发展了假说演绎法。亚里士多德曾满足于演绎出关于作为研究出发点的同一现象的陈述，罗吉尔·培根则要求演绎出新的能与经验耦合的事实。新知识实际上是某种理论预见。近代实验科学之父，也是近代科学方法奠基人的伽里略提出了用观察、实验和数学方法相结合来研究自然界的方法。这一方法包含的两个重要的认识论原则：科学知识必须建立在观测实验的基础上，科学知识之间必须有确定的、必然的联系，这种联系要力求用数学公式定量地表达出来，已经更好地体现在科学理论的假说演绎结构中，因此，人们常常把伽利略看作假说演绎方法的创立者。但严格地说，在近代科学史上。牛顿是力学和物理学的集大成者，也是假说演绎方法的完善者。牛顿创立光的颜色理论的过程，是运用假说演绎方法的范例，人们常依据它来说明假说演绎方法的基本步骤和特征。即首先从实验中获取事实，在事实基础上进行归纳概括。提出假说。再以假说作为解释性原理，推演出某种理论推断；最后，试图通过实验检验这个推断的正确性。

假说演绎方法不仅是形成和构造科学理论的思维方法，而且成为一些科学哲学流派用来解释科学发现的一种模式，即假设主义模式。一般认为19世纪英国哲学家w.惠威尔和威廉姆·斯坦利·杰文斯（William Stanley Jevons）是假设主义模式的奠基人，卡尔·古斯塔夫·亨佩尔（Carl Gustav Hempel）、皮尔士等都进一步丰富、完善了假设主义模式的内容，波普尔则把假设主义的科学发现模式发展为一种证伪主义的模式，走向极端。假设主义模式的基本内容就是假说演绎法，认为在科学研究中，为了解释现象，科学家必须发明出假设来，然后从假设演绎出可由经验检验的结论。并用实验来进行检验和修正。假设主义模式反对归纳主义模式，认为作为出发点的假设不能通过归纳获得；同时也反对演绎主义模式．认为作为出发点的理论不过是一种猜想或假设．但作为出发点的假设究竟如何获得，没有一致的意见。另外，由于假设主义的模式具有较大的弹性，可以对此作出不同的解释，因而直到现在人们对它的争论还在进行着。就象它产生之时就有争论一样。

推理方法

为了提高结论的可靠性程度，必须注意以下几点：

1、前提中从假说能够演绎地解释的已知事实越多，结论（假说）就越可靠。就上例来说，如果病人除了有发烧、咳嗽、呼吸困难等现象外，还存在胸痛、吐铁锈色的痰等现象，那么患者得了肺炎的假说（结论）就获得了更大的证据支持，也就更为可靠。

2、前提中从假说能够演绎出关于未知事实的预测越多，并且后来都被证实，则结论（假说）的可靠性就越大，其概率就越高。如“大陆漂移”假说能够进一步预言大西洋两岸的距离正在逐渐增大，格陵兰岛由于连续向西移动，它与格林威治之间的距离正在增大等，后来这些预言的被证实都在不同程度上提高了“大陆漂移 ”假说的可靠性程度。

3、前提中用来确证假说的经验事实越具有严格性和严峻性，结论（假说）的可靠性越大。

4、前提中演绎出来的对现有事实的解释或对未知事实的预测，如果与观察实验的结果不相符合或相违背，则结论（假说）的可靠性程度就会降低，甚至有可能被推翻。

假说演绎推理，在认识中有重要作用。哥白尼的日心说，牛顿的力学理论，达尔文的进化论，门捷列夫的化学元素周期表，爱因斯坦的相对论等，都是以假说演绎推理的形式创立的。

应用举例

1、孟德尔的豌豆杂交实验。19世纪中期，孟德尔用豌豆做了大量的杂交实验，在对实验结果进行观察、记载和进行数学统计分析的过程中，发现杂种后代中出现一定比例的性状分离，两对及两对以上相对性状杂交实验中子二代出现不同性状自由组合现象。他通过严谨的推理和大胆的想象而提出假说，并对性状分离现象和不同性状自由组合现象作出尝试性解释。然后他巧妙地设计了测交实验用以检验假说，测交实验不可能直接验证假说本身，而是验证由假说演绎出的推论，即：如果遗传因子决定生物性状的假说是成立的，那么，根据假说可以对测交实验结果进行理论推导和预测；然后，将实验获得的数据与理论推导值进行比较，如果二者一致证明假说是正确的，如果不一致则证明假说是错误的。当然，对假说的实践检验过程是很复杂的，不能单靠一两个实验来说明问题。事实上，孟德尔做的很多实验都得到了相似的结果，后来又有数位科学家做了许多与孟德尔实验相似的观察，大量的实验都验证了孟德尔假说的真实性之后，孟德尔假说最终发展为遗传学的经典理论。我们知道，演绎推理是科学论证的一种重要推理形式，测交实验值与理论推导值的一致性为什么就能证明假说是正确的呢?原来，测交后代的表现型及其比例真实地反映出子一代产生的配子种类及其比例，根据子一代的配子型必然地可以推导其遗传组成，揭示这个奥秘为演绎推理的论证过程起到画龙点睛的作用。

2、1900年，3位科学家分别重新发现了孟德尔的工作，遗传学界开始认识到孟德尔遗传理论的重要意义。如果孟德尔假设的遗传因子，即基因确实存在，那么它到底在哪里呢?1903年，美国遗传学家萨顿发现，孟德尔假设的一对遗传因子即等位基因的分离，与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。萨顿根据基因和染色体行为之间明显的平行关系，提出假说:基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的，也就是说，基因位于染色体上。美国遗传学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论，也怀疑萨顿的假说，后来他做了大量的果蝇杂交实验，用实验把一个特定的基因和一条特定的染色体— X染色体联系起来，从而证实了萨顿的假说。由此可以看出，对基因与染色体的关系的探究历程，也是假说一演绎的过程。

3、DNA复制方式的提出与证实，以及整个中心法则的提出与证实，都是“假说一演绎法”的案例。以DNA分子的复制方式的阐明为例。美国生物学家沃森和英国物理学家克里克在发表DNA分子双螺旋结构的那篇著名的论文的最后写道:“在提出碱基特异性配对的看法后，我们立即又提出了遗传物质进行复制的一种可能机理。”他们紧接着发表了第2篇论文，提出了遗传物质自我复制的假说:DNA分子复制时，双螺旋解开，解开的两条单链分别作为模板，根据碱基互补配对原则形成新链，因而每个新的DNA分子中都保留了原来DNA分子的一条链。这种复制方式被称为半保留复制。1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记法设计了巧妙的实验，实验结果与根据假说一演绎推导的预期现象一致，证实了DNA的确是以半保留方式复制的。

4、遗传密码的破译是继DNA双螺旋结构模型提出后，现代遗传学发展中的又一个重大事件。自 1953年提出DNA双螺旋结构模型后，科学家就围绕遗传密码的破译开展了一系列探索。美籍苏联物理学家伽莫夫提出的3个碱基编码1个氨基酸的设想。克里克和他的同事通过大量的实验，以T4 噬菌体为材料，研究其中某个基因的碱基的增加或减少对其所编码的蛋白质的影响，结果表明只可能是遗传密码中的3个碱基编码1个氨基酸。但是他们的实验无法说明由3个碱基排列成的1个密码对应的究竟是哪一个氨基酸。两位年轻的美国生物学家尼伦伯格和马太转换设计思路，巧妙设计实验，成功地破译了第1个遗传密码。在此后的六七年中，科学家破译了全部的遗传密码，并编制出了密码子表。

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