追溯科學(xué)的發(fā)展史，無(wú)不體現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展的辨證規(guī)律和科學(xué)方法的指導(dǎo)作用，證明了科學(xué)假說(shuō)的重要地位?？茖W(xué)假說(shuō)方法是科學(xué)研究工作中的一種十分重要的手段，它是根據(jù)已知的科學(xué)事實(shí)和科學(xué)原理，對(duì)未知的事物及其規(guī)律的推斷和假定，是一種帶有推測(cè)性和假設(shè)性的還未被實(shí)踐所充分證實(shí)的理論思維。它在各門自然科學(xué)的研究發(fā)展中都發(fā)揮著重要的作用，在化學(xué)研究的發(fā)展中也不例外。本文結(jié)合化學(xué)研究談?wù)効茖W(xué)假說(shuō)方法的作用。
1科學(xué)假說(shuō)的特點(diǎn)
1.1科學(xué)假說(shuō)具有科學(xué)性
科學(xué)假說(shuō)雖然是對(duì)所研究的自然現(xiàn)象的推斷和假定，但它提出不但要以實(shí)驗(yàn)材料、以經(jīng)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，而且要以科學(xué)理論為依據(jù)，并要經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)和證明。所以科學(xué)假說(shuō)不是無(wú)根據(jù)的猜測(cè)和幻想，不是主觀臆造，它不同于毫無(wú)科學(xué)根據(jù)的神話和缺乏邏輯的幻想和空想。在化學(xué)研究中，假說(shuō)的形成是建立在大量的實(shí)驗(yàn)觀察基礎(chǔ)上的，它必須經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)事實(shí)的積累，完成從量變到質(zhì)變的過(guò)程，否則它就經(jīng)不起一點(diǎn)點(diǎn)的實(shí)踐檢驗(yàn)。例如門捷列夫元素周期律的發(fā)現(xiàn)，是因?yàn)橛写笈茖W(xué)家進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)后所發(fā)現(xiàn)和積累的大量元素和物質(zhì)及其性質(zhì)的材料，門捷列夫用心領(lǐng)悟大自然的奧秘，利用實(shí)驗(yàn)事實(shí)和已有的科學(xué)理論為依據(jù)，最后成功地對(duì)原子進(jìn)行了科學(xué)分類，總結(jié)出：隨著相對(duì)原子質(zhì)量的遞增，元素的性質(zhì)呈現(xiàn)周期性的變化，列出了世界上第一張?jiān)刂芷诒?。直接地完成了從量變到質(zhì)變的思維過(guò)程，發(fā)現(xiàn)了元素周期律。
1.2科學(xué)假說(shuō)具有假設(shè)性
科學(xué)假說(shuō)包含著對(duì)事物的本質(zhì)和規(guī)律的猜測(cè)，在假說(shuō)中不可避免的出現(xiàn)了假定、猜測(cè)、想象、虛構(gòu)等成份，這些都是科學(xué)家大膽創(chuàng)造的結(jié)果，有待于日后的檢驗(yàn)和論證，有些假說(shuō)可能被證偽而淘汰，也有些假說(shuō)可能被進(jìn)一步的修正、補(bǔ)充和完善，最后上升為理論。因此假說(shuō)本身具有不完備性和有待驗(yàn)證性。例如在化學(xué)研究中關(guān)于燃燒現(xiàn)象的本質(zhì)，在17世紀(jì)末到18世紀(jì)初，德國(guó)化學(xué)家施塔爾（G.E.Stahl）等人提出了燃素說(shuō)，他們認(rèn)為：“一切與燃燒有關(guān)的化學(xué)變化都是物質(zhì)吸收燃素和釋放燃素的過(guò)程”。按照這一假說(shuō)，金屬煅燒的過(guò)程是釋放燃素的過(guò)程，因此重量應(yīng)該減輕。但是在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，金屬煅燒后，重量增加，這與原來(lái)燃素說(shuō)是相矛盾的。說(shuō)明原來(lái)的假說(shuō)不能成立。以后法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫（A.L.Lavoisier）作了一系列實(shí)驗(yàn)，根據(jù)這些新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，提出了“燃燒是可燃物與氧氣發(fā)生化合作用”這一新假說(shuō)（氧化學(xué)說(shuō)）代替了燃素說(shuō)，揭示了燃燒過(guò)程的本質(zhì)。
1.3科學(xué)假說(shuō)具有多樣性和易變性
首先，對(duì)于同一種事物，可能會(huì)產(chǎn)生多種假說(shuō)。在科學(xué)研究活動(dòng)中由于研究人員的經(jīng)驗(yàn)不同、認(rèn)識(shí)不同、研究的角度不同、實(shí)驗(yàn)觀查的結(jié)果不同等等，使得研究人員對(duì)同一事物的研究可能存在多種假說(shuō)，而這些假說(shuō)中有些可能是合理的，有些是可能會(huì)被證偽的，有些可能是部分正確、部分錯(cuò)誤，有些可能隨著實(shí)踐過(guò)程中的新發(fā)現(xiàn)而變化，隨著爭(zhēng)論的發(fā)展而修改，研究過(guò)程的客觀事實(shí)使得假說(shuō)具有了多樣性和易變性。例如關(guān)于發(fā)酵問(wèn)題的爭(zhēng)論就出現(xiàn)過(guò)兩派不同的假說(shuō)，一派主張“生命說(shuō)”，認(rèn)為發(fā)酵是微生物生命活動(dòng)的結(jié)果；另一派主張“化學(xué)說(shuō)”，認(rèn)為發(fā)酵是化學(xué)反應(yīng)，沒(méi)有生命力的作用。他們各自所持的假說(shuō)觀點(diǎn)在爭(zhēng)論中也得到不斷補(bǔ)充、完善和發(fā)展著。其次，科學(xué)假說(shuō)在化學(xué)研究中還具有幾何性和形象性，因?yàn)榛瘜W(xué)研究并不是在經(jīng)驗(yàn)和資料非常充足后，才去設(shè)想和構(gòu)思的，化學(xué)研究中，猜測(cè)和想象始終貫穿在整個(gè)研究過(guò)程?；瘜W(xué)家在認(rèn)識(shí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)時(shí)其創(chuàng)造性的形象思維起著非常重要的作用，如凱庫(kù)勒在夢(mèng)鏡中看見(jiàn)的六條小蛇首尾相連形成一個(gè)環(huán)的啟示，從而誕生了苯分子結(jié)構(gòu)，而道爾頓把設(shè)想形象化，即原子符號(hào)化、圖示化。
2科學(xué)假說(shuō)在化學(xué)研究中的作用
科學(xué)假說(shuō)作為一種重要的科學(xué)研究方法，它對(duì)于理論的形成、發(fā)展、豐富和完善都起著極其重要的作用，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
2.1科學(xué)假說(shuō)是建立和發(fā)展化學(xué)科學(xué)理論的橋梁
一部科學(xué)發(fā)展史，可以說(shuō)是一部假說(shuō)和理論不斷更迭的歷史。一個(gè)自然現(xiàn)象，在未被揭示出科學(xué)本質(zhì)之前，人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)是很不完整的，甚至是片面的，只有借助于假說(shuō)的形式進(jìn)行研究與探索。當(dāng)某一假說(shuō)被科學(xué)事實(shí)證實(shí)時(shí)，它就有可能發(fā)展成為一種理論，而當(dāng)事物發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)新的變化和科學(xué)事實(shí)與假說(shuō)相矛盾時(shí)，又必須對(duì)該理論進(jìn)行修改、補(bǔ)充才能圓滿地解釋事實(shí)，進(jìn)而促進(jìn)理論的進(jìn)一步研究與發(fā)展。自然科學(xué)就是沿著假說(shuō)－－理論－－新假說(shuō)－－新理論……的途徑，不斷的向前發(fā)展的。在化學(xué)的研究中，化學(xué)假說(shuō)的形成和上升為理論也是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程。但是可以說(shuō)沒(méi)有假說(shuō)，化學(xué)研究將無(wú)法取得進(jìn)展。在化學(xué)研究中一般需要經(jīng)歷四個(gè)階段：第一，在化學(xué)實(shí)踐過(guò)程中出現(xiàn)了一些現(xiàn)有化學(xué)理論無(wú)法解釋或解釋得不夠完美的新事物或新問(wèn)題；第二，依據(jù)現(xiàn)有的化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)，通過(guò)一系列思維過(guò)程，對(duì)于這些新事實(shí)、新問(wèn)題作出初步的假定性解釋；第三，利用有關(guān)理論和盡可能多的實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行廣泛的論證，使這個(gè)初步假定發(fā)展成為結(jié)構(gòu)比較完整的科學(xué)假說(shuō)。第四，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐證實(shí)，假說(shuō)成立，那么假說(shuō)就上升為理論了。例如門捷列夫提出的元素周期律就經(jīng)歷了這樣的四個(gè)階段。
2.2科學(xué)假說(shuō)是激發(fā)創(chuàng)造性思維的有效途徑
假說(shuō)是科學(xué)家對(duì)所研究事物的大膽探索，是創(chuàng)造性的猜測(cè)，是創(chuàng)新思維的體現(xiàn)，同時(shí)它又為這種創(chuàng)新思維的進(jìn)一步發(fā)揮、對(duì)假說(shuō)的進(jìn)一步完善提供了一個(gè)平臺(tái)，也是科學(xué)家進(jìn)一步探索自然界本質(zhì)和規(guī)律的一個(gè)動(dòng)力和源泉。我們還是以門捷列夫的元素周期律來(lái)做為例子：門捷列夫根據(jù)元素周期律修正了銦、鈾等幾種元素的原子量，重新改排了金、鋨、鉑等元素組的原子量大小次序，經(jīng)重新測(cè)定表明，他的見(jiàn)解是完全正確的；此外，他不僅在元素周期表中留下了一些未知元素的空位，而且又對(duì)當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)的三種元素鎵、鈧、鍺的特性做了精確的預(yù)言，這和發(fā)現(xiàn)這些元素以后實(shí)際測(cè)得它們的性質(zhì)驚人的一致?？梢?jiàn)，如果沒(méi)有科學(xué)假說(shuō)，門捷列夫就不可能列出元素周期表，沒(méi)有元素周期定律也許現(xiàn)在還有很多元素尚未發(fā)現(xiàn)，或者它們的性質(zhì)特征現(xiàn)在仍還是一個(gè)迷。愛(ài)因斯坦把假說(shuō)形象的比喻為猜謎，猜測(cè)一個(gè)設(shè)計(jì)得很巧妙的字謎。
2.3不同假說(shuō)的“爭(zhēng)鳴”有利于化學(xué)研究的繁榮并促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展
首先，由于科學(xué)假說(shuō)具有多樣性和易變性，使得不同假說(shuō)出現(xiàn)“百家爭(zhēng)鳴”的現(xiàn)象，這有利于各種假說(shuō)相互補(bǔ)充、啟發(fā)思考，揭露矛盾，這樣可以使學(xué)術(shù)變得更加繁榮，甚至有利于促進(jìn)理論的形成，推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展。例如關(guān)于發(fā)酵問(wèn)題的爭(zhēng)論，生命說(shuō)和化學(xué)說(shuō)的這場(chǎng)爭(zhēng)論一直延續(xù)了幾十年，其爭(zhēng)論的最終結(jié)果是生命說(shuō)和化學(xué)說(shuō)的統(tǒng)一，即發(fā)酵“酶學(xué)說(shuō)”的確立。正是由于這場(chǎng)爭(zhēng)論，大大促進(jìn)了生物學(xué)與化學(xué)的結(jié)合，使得生物學(xué)與化學(xué)的結(jié)合物——生物化學(xué)成為一門獨(dú)立的學(xué)科。
其次，在研究中被證偽的假說(shuō)對(duì)科學(xué)的發(fā)展也是有推動(dòng)作用的。因?yàn)榧僬f(shuō)是以已有科學(xué)事實(shí)和科學(xué)原理為依據(jù)的，它原來(lái)必定收集了大量的珍貴事實(shí)或者甚至有部分正確的結(jié)論，這些都為新假說(shuō)的成立減輕了負(fù)擔(dān)。即便是錯(cuò)誤的結(jié)論也可能成為新假說(shuō)思考的動(dòng)力、源泉而具有某種積極作用。例如，熱素說(shuō)雖然是錯(cuò)誤的，但它對(duì)一些重要的科學(xué)成果的形成也產(chǎn)生了積極影響。比如熱傳導(dǎo)理論，卡諾循環(huán)和卡諾定理等，而這些成果都為關(guān)于熱的分子運(yùn)動(dòng)論和熱力學(xué)的產(chǎn)生準(zhǔn)備了條件。
總之，化學(xué)研究發(fā)展中的科學(xué)假說(shuō)充分體現(xiàn)了人們思維的創(chuàng)造力，當(dāng)人們需要構(gòu)造新的假說(shuō)時(shí)，也就是人類科學(xué)向前發(fā)展邁出的第一步?？v觀化學(xué)研究的發(fā)展，就是假說(shuō)的連續(xù)更替和假說(shuō)的內(nèi)容不斷精確化、深刻化，不斷向科學(xué)理論轉(zhuǎn)化的過(guò)程。恩格斯在概括近代自然科學(xué)的發(fā)展離不開(kāi)假說(shuō)這一事實(shí)時(shí)指出：“只要自然科學(xué)在思維著，它的發(fā)展形式就是假說(shuō)。……進(jìn)一步的觀察材料會(huì)使這些假說(shuō)純化，取消一些，修正一些，直到最后純粹的構(gòu)成定律。如果要等待構(gòu)成定律的材料純粹化起來(lái)，那么這就是在此以前要把運(yùn)用思維的研究停下來(lái)，而定律也就永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)。”這段話說(shuō)明了假說(shuō)的作用及假說(shuō)形成和發(fā)展過(guò)程，它使人們不斷地向真理邁進(jìn)。
