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學術論文中假說的寫法

學術論文的原創性由新發現、新方法、新技術中的任何一條所體現。對於新發現,通常涉及對現象的解釋。如果這個解釋不是透過嚴格的定理推導獲得的科學真理,那麼就需要提出某種推測性的假說(hypothesis),然後根據假說進行推理,匯出一些預言(prediction),並根據實驗或計算結果檢驗假說的預言,從而接受假說,或者否定假說。當系統化的規模較大的假說被驗證後,即可上升為理論或“相對的科學真理”。在科研基金申請和論文評審時,經常會審查提交的稿件是否具有足夠強大和足夠新穎的科學假說。那麼,很多論文作者可能會疑惑:究竟什麼是假說?假說包括哪些類型?假說在論文中出現在哪些部分?是否每篇論文都必須具有假說?假說的作用是什麼?如何建立假說?本文就這些問題予以解惑和總結。

一、假說的定義和特徵

假說(hypothesis)既不同於假設條件(assumption),也不同於預測或推論(prediction)。假說指經過科學研究後所提出的、沒有最後定論的、帶有假設性的、帶有證據的新見解。假說的規模可大可小。大的假說如宇宙大爆炸、宇宙膨脹、大陸漂移、哥德巴赫猜想等,小的假說如發動機的雜訊與某個設計參數有關。假設條件是在推論某個事物時所做的假設或簡化,並不需要證據支援,例如,“假設某人今天不來出席”,那麼這個活動就需要取消;計算氣缸壓力時“假設氣體具有理想氣體的特徵”。預測或推論是從假說中推導出來的結論,即如果某個假說成立,那麼就預測會有某個事件發生;而這個事件可以用來判斷假說是否成立。

假說在特徵上具有不完備性,即需要經受長期的證明、修正或批判,才能演進為被廣泛接受的成熟理論或相對科學真理,尤其對於規模較大的系統化假說而言。因此,在學術論文中對於大規模假說求全責備,是不現實和不正確的過度挑剔。在涉及假說的創新性科研中,目的就是以優質多證的假說向真理逼近。當假說上升為理論後,仍然可能會遇到在科學進步過程中的質疑和挑戰,例如愛因斯坦的相對論就推翻了牛頓古典力學的很多內容。

假說具有逐漸改進的近似性或不準確性,即沒有人能夠一下子拿出確鑿的證據證明假說是真理。換言之,從方法學上看,如果從一開始發現的就是真理,那就不需要經過假說這個階段。例如,數學中的畢氏定理就是真理而非假說。畢氏定理指的是直角三角形的兩條直角邊的平方和等於斜邊的平方。畢氏定理是畢達哥拉斯首先發現的,他是最早論證這個定理的人。既然能夠直接從公理或定理論證,那就沒有必要提出假說——這是理論推導學科的特徵。

假說具有證據性,即沒有根據的猜測談不上是科學假說。例如,在出土一件考古文物後,有人根據證據和調查,引經據典,提出這件文物的主人和年代,這就是假說;而還有人則憑空猜測這件文物的輾轉經歷,這就屬於瞎猜和編故事,不是學術研究中的假說。

二、假說的類型和在論文中出現的位置

假說包括統計性假說和專業性假說。最著名的統計性假說是統計無效假說(null hypothesis)和備擇假說(alternative hypothesis)。統計無效假說是對試驗結果進行統計分析的零假說,通常針對隨機事件,其形式為:A與B無關;或A=B;或A<B。它的備擇假說的形式為:A與B有關;或A≠B;或A>B。針對統計性假說的工作是在一定概率水準上接受或拒絕零假說。

專業性假說是研究因數(引數)對回應(因變數)的影響關係。典型的提法是針對“為什麼A事件會發生”這種問題,提出“B是A發生的原因”這種假說,並在試驗中驗證,如果這個假說成立的話,將會看到什麼結果,從而能夠對假說進行證偽。因此,所涉科研過程包括三步:(1)提出疑問;(2)構造假說;(3)依靠假說的推論設計試驗來證偽和檢驗假說。前兩步發生在論文的引言中。第三步發生在論文的“材料和方法”及“結果和討論”這兩個部分。論文的結果和討論可以混在一起撰寫。在描述完結果後,討論部分需要闡述研究中出現的問題,與他人工作進行對比,論述假說或理論,指出結果的意義和解決問題的措施,簡述研究局限性和未來工作展望等。

 假說還可以細分為前設假說和後證假說。前設假說是在非常有限的事實基礎上提出的,用以指導有關課題的設計和實施。後證假說則基於較多的事實依據對機理進行解釋。

三、雖然並非每篇論文都必須有假說,但是假說是理論水準的體現

如果科研工作是從一個數學定理推導出另一個定律,這種具有嚴格邏輯性的理論推導所產生的結果就是科學真理。那麼,就沒有必要採用假說的形式進行論述。假說是針對那些不能用嚴格邏輯推導出的內容而言,例如某個草原上斑馬種群數量週期性變化的原因。假說最常見於具有新發現的論文中,但有時也會出現在新方法或新技術的論文中。毋庸置疑,新發現的背後通常需要在機理上進行解釋,而這個解釋就是假說。低水準的假說可能會出現以偏概全的問題。高水準的假說會在論文的完整性(深廣性)上考慮得更加周全。對於新方法或新技術,也可以採用假說的形式對其機理或功效進行解釋。

假說通常是論文的主要論點之一。科研課題的原創性主要體現在其科學假說(並非表面現象)是否具有前無古人、現無他人的新說法。在論文中,假說的存在是理論水準的標誌。如果僅把討論停留在表面現象和資料趨勢的描述上,而未進行機理性的探討,論文的理論水準將會大打折扣。這是很多研究生論文的原創性水準不高的主要原因之一。另外,在科學史上由於忽視假說而流於表像從而錯失建立重大理論機會的例子比比皆是。這就是為什麼在基金申請和論文評審時人們非常看重科學假說的原因當然,假說在論文中的存在並不以是否明確採用“假說(hypothesis)”這種文字作為標誌。在實質上進行具有一定深度的理論探討的任何討論(discussion)都可以被看成是假說。

很多審稿人抱怨學術論文寫得不像是揭示原創性發現的論文或深度不夠,而像是企業的技術報告,或像是在已知理論基礎上補充的增量式(incremental)貢獻,主要就是因為論文的討論部分沒有具備足夠的假說或理論等深度。技術報告可以只羅列現象,而不深入解釋機理,因為企業通常只是更關心技術性指標的設計確定,並不關心背後的科學意義。

四、假說的作用

假說具有兩個重要作用。首先,假說推動人類對自然世界的認識水準。自然世界的真理來自兩個源頭,一個是從公理或定理中嚴格推導產生的定律,另一個就是假說。例如,過去人們以為給人裝上像鳥一樣的兩個翅膀就也能飛起來,但是這樣的假說失敗了,才催生了後來發明的飛機。第二,假說能夠為科學研究指明方法和路徑,使人們少走彎路,避免漫無邊際地盲目摸索。這一作用在論文上就體現在對材料和方法的設計上,以及對資料圖表等論據的策劃上。可以這樣說,如果沒有假說,仍然會有科學發現,但是假說能夠加快科學發現的進程。

五、如何建立假說

假說可以依靠類比、歸納或演繹等推理手段建立。類比推理是根據兩個現象在某些性質上的相同點,推出它們在另外的性質上也相同。歸納推理是從個別現象概括出一般性結論。這是因為一般存在於個別中,而個別包含著一般,因此透過個別可以認識一般。演繹推理是從已知的一般原理出發,推知個別事物的結論。這是因為對於某類事物所共有的屬性,其中的個別事物必然也具有。需要注意的是,科學不是只有邏輯。實踐表明,除了類比、歸納、演繹推理外,聯想、直覺、靈感等非邏輯的思維形式也參與科學假說的形成。

綜上所述,學術論文的引言部分需要概述假說,討論部分需要詳細論述假說。假說是超越資料和現象的表像對論點進行深度挖掘而提升理論水準所產生的結果。論文的作者需要高度重視假說的構造和撰寫。

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