科学猜想到底有什么用?

　　文/唐国强(加拿大多伦多大学)

　　1915年, 美籍犹太裔物理学家阿尔伯特·爱因斯坦发表广义相对论,正式提出了宇宙中存在神秘天体——黑洞的科学猜想。2019年4月10日，“事件视界望远镜”(EHT)国际合作项目宣布：人类首次捕获黑洞照片，证实了黑洞的存在，进一步验证了爱因斯坦的百年猜想。

　　科学猜想(或称科学猜测、科学预言、科学假设、科学问题等)是科学探究的前提，没有科学猜想的提出，科学探究就成为无源之水、无本之木，就无所谓科学探究。科学猜想是科学探究方法的重要特征，这是继科学问题提出之后，依据已有的科学理论、客观事实和相关资料，对探究的科学问题所做出的一种或几种可能的猜想、设想、推测和判断。

　　科学猜想不是毫无根据的臆想，而是根据已知条件的科学原理对未知的量及其关系的似真推断;它既有逻辑的成分，又含有非逻辑的成分;因此它具有一定的科学性和很大程度的假定性。这样的假定性命题是否正确，尚需通过验证和论证。虽然科学猜想的结论不一定正确，但它作为一种创造性的思维活动，是科学发现的一种重要方法。

　　科学猜想由前提和结论两部分组成。它以已有的部分事实和正确的科学知识(定律、公理、定理、公式等)为前提,以在前提的基础上作出的假定性的判断为结论。科学猜想可分为存在性猜想(比如黑洞猜想)，状态性猜想(比如多肽链猜想)，关系型猜想(比如哥德巴赫猜想)，方法型猜想(比如地外生命猜想)等。

　　科学猜想是以一定的科学事实为根据，包含着以科学事实作为基础的可贵的想象成分;没有科学事实作根据，随心所欲地胡猜乱想得到的命题不能称之为“科学猜想”。科学猜想通常是应用观察、类比、分析、归纳等方法提出的，或者是在灵感中、直觉中闪现出来的。例如，周氏猜测就是根据已知的梅森素数及其排列，巧妙地运用联系观察法和不完全归纳法提出来的。

　　科学猜想是猜想者运用分析、综合、演绎，尤其是类比、归纳等科学发现的思维方法,通过对科学对象和客观现象的洞察而预测新的科学事实与规律。创新性是其重要特征，没有创新,就谈不上科学猜想,创新是科学猜想的灵魂。科学猜想的创新性表现于揭示新的科学事实、预见新的科学规律。可见创新性是科学猜想的一大特点。

　　解决科学猜想，是最智慧的头脑所进行的最艰难、最深入的探究。探究就是在确定性之外寻求人们还不了解的领域和事实，探究的武器和工具是思维创新、方法创新、理论创新;创新需要改变旧的思维方式、方法，突破固有的理论观点。例如，英国数学家迈克尔·阿蒂亚在解决黎曼假设的过程中引入了新的Todd函数，并运用了物理学中一个重要的无量纲数α。

　　科学猜想有的被验证为正确的(如费马猜想、黑洞猜想等)，并汇入科学理论体系之中;有的被验证为错误的(如欧拉猜想、伽涅亚猜想等);还有一些正在验证过程中(如黎曼假设、白洞猜想等)。可以说，科学猜想的解决对于科学发展所带来的影响，不仅在于猜想本身的被证实/证明或证伪，解决科学猜想过程中所采用的创新研究方法，也是科学发展的重大影响因子。

　　科学猜想一般都是经过对大量事实的观察、验证、类比、归纳、概括等而提出来的。这种从特殊到一般、从个性中发现共性的方法是科学研究的重要动力。科学猜想的提出与研究，生动地体现了辩证法在科学研究中的应用，极大地推动了方法论的研究以及科学技术的发展。无论是提出一个科学猜想，还是解决一个科学猜想，对相关领域的研究都是有意义的，对人们进一步理解相关问题都有促进作用。

　　科学猜想成千上万。年年都有不少猜想被提出，也有不少猜想被解决。还有一些重量级的猜想(如abc猜想、NP完全问题等)，让科学家们绞尽脑汁，但迄今尚未被解决;要想破解它们，不仅需要扎实的科学基础、过人的思维能力和顽强的拼搏精神，还需要对前人所做的种种尝试有一系统了解。因此，科学猜想一日未被解决，人们都要小心在逻辑结构和科学探究之中使用这些猜想。

　　众所周知，科学是关于发现、发明、创造和实践的学问，是人类探究和感悟宇宙万物变化规律的知识体系的总称;它既是关于已知的，又是关于未知的。科学猜想架起了从已知到未知的桥梁;而解决科学猜想，正是人们一直在追求的目标。最后，让我们借用英国科学家艾萨克·牛顿的一句名言来结束本文：“没有大胆的猜想，就做不出伟大的发现。”