假說演繹法

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假說演繹法（Hypothetico-deductive-method）

　　假說演繹法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，就證明假說是正確的，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。

　　假說演繹推理可用公式表示如下:

如果H ，那麼E，

E________

所以H可能真。

　　上述表達式中，H表示所提出或論證所依據的假設，E表示對未知事物的預測：“如果H，那麼E”表示從假說演繹出對已知事物的解釋或未知事物的預測。

　　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只能是一個假說，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，則假說的確證度就增大。

　　假說演繹推理與溯因推理既有聯繫又有區別。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，如何確定這個假說（結論）的可靠性呢？這就需要從假說H得到確證。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繫是或然的，前提並不蘊涵結論。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，儘管這些現象可能都是事實，但並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別的疾病。因此，假說演繹推理結論（假說）只能是某種程度的確證。

　　科學史上，亞里士多德提出的歸納——演繹方法，可看作假說演繹法的雛型。亞里士多德主張，科學家要從被解釋現象中歸納出解釋性原理，然後再從包含這些原理的前提中，演繹出關於這個事實的原因的知識。反映必然性知識的科學就是通過演繹組織起來的一組陳述。其後。中世紀英國經驗論經院哲學家羅吉爾·培根進一步發展了假說演繹法。亞 里士多德曾滿足於演繹出關於作為研究出發點的同一現象的陳述，羅吉爾·培根則要求演繹出新的能與經驗耦合的事實。新知識實際上是某種理論預見。近代實驗科學之父，也是近代科學方法奠基人的伽里略提出了用觀察、實驗和數學方法相結合來研究自然界的方法。這一方法包含的兩個重要的認識論原則：科學知識必須建立在觀測實驗的基礎上，科學知識之間必須有確定的、必然的聯繫，這種聯繫要力求用數學公式定量地表達出來，現在已經更好地體現在科學理論的假說演繹結構中，因此，人們常常把伽利略看作假說演繹方法的創立者。但嚴格地說，在近代科學史上。牛頓是力學和物理學的集大成者，也是假說演繹方法的完善者。牛頓創立光的顏色理論的過程，是運用假說演繹方法的範例，人們常依據它來說明假說演繹方法的基本步驟和特征。即首先從實驗中獲取事實，在事實基礎上進行歸納概括。提出假說。再以假說作為解釋性原理，推演出某種理論推斷；最後，試圖通過實驗檢驗這個推斷的正確性。

　　假說演繹方法不僅是形成和構造科學理論的思維方法，而且成為一些科學哲學流派用來解釋科學發現的一種模式，即假設主義模式。一般認為19世紀英國哲學家w.惠威爾和威廉姆·斯坦利·傑文斯（William Stanley Jevons）是假設主義模式的奠基人，卡爾·古斯塔夫·亨佩爾(Carl Gustav Hempel）、皮爾士等都進一步豐富、完善了假設主義模式的內容，波普爾則把假設主義的科學發現模式發展為一種證偽主義的模式，走向極端。假設主義模式的基本內容就是假說演繹法，認為在科學研究中，為瞭解釋現象，科學家必鬚髮明出假設來，然後從假設演繹出可由經驗檢驗的結論。並用實驗來進行檢驗和修正。假設主義模式反對歸納主義模式，認為作為出發點的假設不能通過歸納獲得；同時也反對演繹主義模式．認為作為出發點的理論不過是一種猜想或假設．但作為出發點的假設究竟如何獲得，沒有一致的意見。另外，由於假設主義的模式具有較大的彈性，可以對此作出不同的解釋，因而直到現在人們對它的爭論還在進行著。就象它產生之時就有爭論一樣。

　　為了提高結論的可靠性程度，必須註意以下幾點：

　　1、前提中從假說能夠演繹地解釋的已知事實越多，結論（假說）就越可靠。就上例來說，如果病人除了有發燒、咳嗽、呼吸困難等現象外，還存在胸痛、吐鐵鏽色的痰等現象，那麼患者得了肺炎的假說（結論）就獲得了更大的證據支持，也就更為可靠。

　　2、前提中從假說能夠演繹出關於未知事實的預測越多，並且後來都被證實，則結論《假說》的可靠性就越大，其概率就越高。如“大陸漂移”假說能夠進一步預言大西洋兩岸的距離正在逐漸增大，格陵蘭島由於連續向西移動，它與格林威治之間的距離正在增大等，後來這些預言的被證實都在不同程度上提高了“大陸漂移 ”假說的可靠性程度。

　　3、前提中用來確證假說的經驗事實越具有嚴格性和嚴峻性，結論（假說）的可靠性越大。

　　4、前提中演繹出來的對現有事實的解釋或對未知事實的預測，如果與觀察實驗的結果不相符合或相違背，則結論（假說）的可靠性程度就會降低，甚至有可能被推翻。

　　假說演繹推理，在認識中有重要作用。哥白尼的日心說，牛頓的力學理論，達爾文的進化論，門捷列夫的化學元素周期表，愛因斯坦的相對論等，都是以假說演繹推理的形式創立的。

　　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，並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:如果遺傳因數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，將實驗獲得的數據與理論推導值進行比較，如果二者一致證明假說是正確的，如果不一致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致性為什麼就能證明假說是正確的呢?原來，測交後代的表現型及其比例真實地反映出子一代產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、1900年，3位科學家分別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數，即基因確實存在，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數即等位基因的分離，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係，提出假說:基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給子代的，也就是說，基因位於染色體上。美國遺傳學家摩爾根曾經明確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染色體聯繫起來，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係的探究歷程，也是假說一演繹的過程。

　　3、 DNA複製方式的提出與證實，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分子的複製方式的闡明為例。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:“在提出鹼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製的一種可能機理。”他們緊接著發表了第2篇論文，提出了遺傳物質自我複製的假說:DNA分子複製時，雙螺旋解開，解開的兩條單鏈分別作為模板，根據鹼基互補配對原則形成新鏈，因而每個新的DNA分子中都保留了原來DNA分子的一條鏈。這種複製方式被稱為半保留複製。1958年，科學家以大腸桿菌為實驗材料，運用同位素標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致，證實了DNA的確是以半保留方式複製的。

　　4、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個鹼基編碼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鹼基的增加或減少對其所編碼的蛋白質的影響，結果表明只可能是遺傳密碼中的3個鹼基編碼1個氨基酸。但是他們的實驗無法說明由3個鹼基排列成的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，並編製出了密碼子表。