4.科学测量的客观性问题
在科学观察和实验中总要用到测量仪器和测量方法，在经典物理学和一般常识看来，只要测量系统正常运行，测量的结果就是对有关认识对象固有性质的记录，虽然测量系统有时候对认识对象有一定干扰，或者仪器精度不够，但是观察和实验人员总能通过改进测量条件和方法，最大程度地减小干扰和误差，使得测量精度处于认识允许的误差范围内。
随着20世纪关于微观世界的大量科学测量的开展，科学家们发现问题并不这么简单。因为测量中使用的各种属于宏观世界的仪器，对于微观世界的认识对象存在着不可避免的干扰。而干扰了微观客体，人们就会产生疑问：仪器获得的信息还是对象本身显示的信息吗？实验者从测量仪器中获得的信息还能作为认识对象本真状态的表达吗？或者说测量结果描述的特征还是测量系统不在时认识对象显示出的特征吗？这个问题凸显出来，与着名物理学家海森堡提出的微观世界“测不准关系”具有直接关系。“测不准关系”认为，由于微观粒子的波粒二象性，如果精密测量出粒子的位置，那么粒子动量就不能同时精确地确定，如果精密测量粒子动量，那么位置就不能同时确定。海森堡的结论是，干扰恰恰是必需的，必须通过实验对微观粒子的变革，才能获得微观世界的认识。测量的客观性是一个复杂的物理学哲学问题，对它的研究有可能引起重大的科学进步。
6.4 科学假说与创新思维
1.科学假说的内涵与功能
1)科学假说的内涵
科学假说是科学家在科学事实的基础上，针对科学问题，利用已有的科学原理和科学方法，对认识对象是否具有某种现象或规律作出的推测性的解释和说明。
从结构来看，科学假说通常包含基础事实、基础理论、基本假定、预言与预见四个方面。基础事实是假说必须依据的基本科学事实，被预测的现象和规律都是认识对象的现象和规律，预测只有建立在有关已知对象的事实的基础上，才有客观性可言。基础事实是构建假说的硬件，基础理论是构建假说的软件。作为理论体系的假说必须选取相关领域已有的理论框架或者基本概念与定律，作为预测的生长点。即使是推翻已有理论体系的假说，也必须使用与之可以通约的概念和方法。基本假定是假说的中心内容，基础事实和基础理论为它服务，与之构成假说的内核。预言与预见是从假说中推导出来的结论，或者是一个有待确证的现象，或者是一个有待检验的规律。
2)科学假说的功能
科学假说具有重大的认识功能，离开假说，科学的发展是不可想像的。
(1)科学假说是形成科学理论的桥梁
一个科学问题，如果它的解决不需要通过假说的方式，而只需简单的观察、实验或者逻辑分析就能解决，那么这个问题基本上就不可能是重大的和关键的问题，在科学发展中的意义也将相对较弱。现代科学发展的事实是，导致重大变革乃至划时代进步的科学问题，总要通过构造假说才能解决。如果将发展严格限定为具有本质变化和重大变革的过程，那么科学发展本质上就是这类问题的解决过程。
上述过程一般必须经过科学问题→科学假说→科学实验→科学理论→实践检验等环节。这其中，科学假说是其中最关键的一环，构建假说是科学问题能否进入实际研究工作的决定性的一步，是科学认识能否顺利进行的转折点。正因为构造了假说，科学问题才有了解决的可能。科学假说是否得到观察和实验的支持，是科学理论能否形成的前提。从科学问题到新的科学理论，假说是其中的桥梁。简化来看，科学就是一个从假说到理论到新假说再到新理论的不断生成的过程。
假说的关键作用正如恩格斯所说：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。一个新的事实被观察到了，它使得过去用来说明和它同类的事实的方式不中用了。从这一瞬间起，就需要新的说明方式了——它最初仅仅以有限数量的事实和观察为基础。进一步的观察材料会使得这些假说纯化，取消一些，修正一些，直到最后纯粹地构成定律。如果要等待构成定律的材料纯化起来，那么这就是在此以前要把运用思维的研究停下来，而定律也就永远不会出现。”
(2)不同假说之间的竞争有力地推动了科学认识的发展现代科学发展是一个充满矛盾斗争的过程，有外部矛盾，也有内部矛盾。不同假说之间的斗争就是主要的内部矛盾，意义重大。科学认识常常是不同科学家针对同一个热点科学问题，或同一个充满疑问的研究对象，提出不同的假说，然后假说之间相互争论、相互竞争，使得各方优点和缺点得到充分展示，最后互相启发、互相补充、互相促进，迫使研究对象本质得以迅速暴露出来。因此，多个假说之间的竞争是科学认识重要的内在动力。在这些假说中，有些最终被证实是错误的，但是即便如此，也不要低估它们的价值。正是这些错误假说提供的错误思路和挑剔性的竞争，为科学性的假说提供了思维参照系，从反面为它们指明了解决途径，因此，假说即使是错误的，一般也要给予积极评价。
2.科学假说的特点
(1)科学性
科学假说的科学性主要表现在三个方面：一是一定的已经确认的经验事实和实验材料；二是公认的科学知识，包括相关领域的某些基本概念和定律；三是严密的逻辑推理。这三点决定了神话、简单猜测和主观幻想都不能成为科学假说。
(2)假定性
假说的最大特点就是它对可能现象和事实的假定性。某个科学问题出现后，现有理论解决不了，其原因主要是研究人员缺乏与这个问题相关的经验知识，因此，研究人员根据可能的逻辑方向提出一个假说，给出问题的可能答案。与初级的和简单的经验认识不同，在现代科学认识中，科学问题的答案一般不可能直接从科学事实中引申出来，因为问题的答案总是深藏在事物背后，处于极端稠密的信息网络和复杂联系之中，所以，假说恰恰是为了说明科学事实而被发明出来的，是创造性思维的结果。
(3)易变性
针对同一问题，研究人员会提出不同的假说，而不是只有一个假说存在，这是易变性之一，原因在于研究人员的知识背景有深有浅，占有的材料有多有少，研究问题的角度各有侧重，使用的方法也是各有所好。易变性的另一个表现是同一个假说也会随着科学认识过程出现的新情况而发生变化。易变性的再一个表现是，在假说的竞争过程中，往往会发生新的假说战胜了旧的假说，原本对立的假说最终被吸收到了一个更完整的假说中，甚至所有假说被推翻等情况。
3.构造假说的原则
构造假说是一个复杂的思考过程，在形成新的概念和定律的时候，依据爱因斯坦的看法，甚至没有现成的逻辑可循，需要理智的创造和发明。这种情形使得科学活动与艺术活动很类似，难以总结出一个步骤清楚的假说构造的操作模式。但是，这不表明构造假说可以随心所欲，以下若干原则构成了发明假说的必要条件。
(1)尊重科学世界观
人类上百万年的历史过程及近现代以来无数的科学技术实践，建立了一系列具有普遍意义的世界观、宇宙观和科学观，形成了大量生产实践和科学认识必须遵循的基本结论和基本原理。假说的构造必须将这些观点作为基本的立论前提。比如能量守恒定律就是人类看待世界存在和事物发展的基本信条，如果一个假说在逻辑上违背了这个观点甚至以推翻它作为目标，那么，这个假说就没有科学性可言。比如在世界范围内，就有不少人试图构造以永动机为本质的假说。
(2)逻辑严密性
根据已有事实和理论，运用思维规则，一步步推论出所预测的事实和现象，这是假说可能被证实的重要保证。历史上有许多理论不能成为科学假说，就在于其逻辑性的缺乏。比如中国古代的五行学说，作为一种类比思维，它有其重大的启发价值，但是，现代科学绝不可能建立在这种学说基础上，因为将“金”“木”“水”“火”“土”五类自然物的所谓关系与宇宙、自然及人体等联系起来，缺乏逻辑支持，或者说，双方之间的逻辑关系太远了，远到无法把握。
逻辑性首先要求假说所使用的概念和命题是清晰的。基本概念必须经过精确的定义，命题必须毫无异议，凡是可能引起含糊和歧义的，尤其是那些带有类比、比喻、夸张等特点的语言和表达方式，都应去除。其次是逻辑的完整性。假说对科学问题的阐述应该是系统的、全面的和完整的，在逻辑上没有缺漏，不能是片面的、支离破碎的，任何一个环节的缺乏都可能导致整个阐述链条的断裂，从而做出错误判断。科学史上有许多失败的假说因此而被淘汰。第三，在前两个要求的基础上，进一步要求假说具有内部自洽性。所谓自恰性指理论内部概念与概念之间、概念与命题之间、命题与命题之间、命题与推理之间、推理与推理之间没有逻辑上的矛盾，是一个完备的逻辑程序。
