物理假说的形成

第二节　物理假说的形成

1．形成假说的客观要求

日月经天，江河行地，冬夏更迭，昼夜交易……当大自然把平常的、惯见的、规则的抑或是特别的、少有的、杂乱的现象呈现在人们面前的时候，让你去看、去听、去嗅、去触摸、去思考、去解释、去发现规律、去建秩序，这就是历史赋予科学家的使命。

物理学家应用假说去解释已知、预测未知，是人类认识自然的主观能动性的表现，同时也是科学发展对人类的客观要求。当新发现的实验事实或新推出的理论关系无法解释时，人们只能凭着智慧的头脑大胆地进行尝试、猜测，而不应该被动地等待。虽然这种浓度和猜测可能是错误的、偏颇的，但多次的否定之后，就可能得到一次肯定的答案。

（1）当新的实验事实与旧理论或旧假说矛盾时，需要形成新的假说。随着科学的进步，观察和实验的方法、手段不断改进、更新，新的观察事实、新的实验现象不断涌现；当原有的理论或假说与新的事实发生矛盾时，客观上要求人们建立新的假说，以对新的事实作出合乎逻辑的解释。

例如，上节提到的卢瑟福关于原子结构有核模型的假说，就是在通过实验发现的α粒子大角度散射这一事实用当时已有的J·J汤姆逊建立了原子结构的“实心带电球模型”。他运用经典软科学理论，根据电荷之间距的平方与作用力成反比进行了大量计算，得到了电子稳定分布应处的状态。他假设正电子均匀分布在原子球中，电子则在与正电荷的引力和电子间斥力的共同作用下嵌在球体里。

汤姆逊的假说能很好地满足经典理论稳定性的要求，并能对元素的物理性质和化学性质的周期性作出某些解释，从而成为当时最有影响的模型。但是，这个模型却明显地与α粒子大角度散射实验相矛盾，对解释这一实验事实显得无能为力。

面对这一矛盾，卢瑟福进行了深刻的思考，大胆地提出了原子结构的有核模型。虽然，这一模型在很长一段时间内没有受到应有的重视，但卢瑟福和他的同事们坚信它是正确的，因为他们相信实验事实是不能改变的。后来，玻尔的工作使这一假说摆脱了困境而终于成为科学的理论。

已有理论或假说与新事实发生矛盾从而导致新假说的建立，这往往成为人类认识过程中的一个转折点，可以使科学研究获得极其重要的进展。卢瑟福假说使人们对原子结构有了正确的认识，为更深入地研究微观世界打下了基础。而玻尔的工作则在经典理论与量子理论之间架起了一座桥梁，直接促进了量子力学的诞生，导致了物理学一场空前的革命。

（2）为新建立的经验公式寻求物理解释时，需要形成新的假说。在物理学研究中，当对于大量实验数据进行处理时，总是试图找出规律性的东西。建立经验公式就是寻找规律的常用方法。它把许多独立的数值统一到一个简明的公式中，以便对某一物理问题作出整体上的规律性的解释。

一般说来，经验公式常具有一定的人为性和偶然性，但人为性和偶然性的背后却往往蕴含着深刻的物理意义，提示着经验公式的客观性和必然性。物理学通常不会仅仅满足于得到一个符合实验的经验公式，而是致力于探求公式的理论基础，致力于通过适当的假说对取得的公式作出合理的解释，最终使经验公式成为逻辑学推导的必然结果。

19世纪末，黑体辐射的研究成为物理学家关注的焦点。为了导出符合实验曲线的函数式e＝f（λ，T），即黑体辐射本领与辐射波长及绝对温度的函数式，许多物理学家作了很大的努力。

1896年，维恩根据斯特藩一玻尔兹曼定律、位移定律及麦克斯韦速度分布率并借助于一些特殊的假设，得到一个公式。实验验证的结果是：维恩公式在短波方面与实验符合得很好，而在长波方面则与实验不一致。

1900年，瑞利和金斯把分子物理学中的能量按自由度均分原理应用于黑体辐射，得到另一个公式。而实验验证的结果是：这一公式在长波部分与实验数据比较接近，但在短波部分则完全不适用；更为严重的是，当辐射波长趋近于零时，理论数据却趋向无穷大，而实验数据却趋向于零。由于瑞利—金斯公式在紫外波段出现了严重问题，使经典物理理论陷入困境，所以，被物理学家们称为“紫外灾难”。

在这种困难的背景下，德国物理学家普朗克通过对实验数据的认真分析以及对维恩公式和瑞利—金斯公式的全面考察，应用数学的内插方法，得到了一个新的辐射经验公式。1900年10月19日，普朗克在德国物理学会的会议上公布了这个公式。实验验证的结果是：这一经验公式在任何情况下都与实验结果符合得相当好，并且测量的方法越好，公式就显得越正确。这一结果使普朗克深受鼓舞并使他相信，这个公式一定蕴含深刻的物理意义，有着物理逻辑上的客观性和必然性，而不会仅仅是以几种方法侥幸揣测的结果。

为揭示公式的物理意义，普朗克进行了反复的思考。他发现，要想合理地解释自己提出的公式，只有冲破旧理论的束缚，大胆地提出一个新假说：物体在发射辐射击队或吸心辐射时，能量不是按经典理论规定的那样连续的，而是不连续的，是以一个最小能量单元成整数倍跳跃式地变化的。这个最小的，不可分的能量单元叫做“能量子”。它的数值是hv；v是辐射频率；h称为“作用量子”，是一个普适常数，后来h被称为普朗克常数。1900年12月14日，普朗克以《正常光谱中能量分布的理论》为题，在德国物理学会上宣布了自己大胆提出的假说。

普朗克的“能量子”假说是一个革命性的假说，它标志着量子论的诞生，并对于经典物理学长期信奉“一切自然过程都是连续的”这一基本思想产生了极大的冲击，使物理学的基本理论和思想方法都发生了巨大变革，为人类深入揭示微观世界的奇特本质指明了方向。

（3）当新观察到的现象没有现成的理论予以解释时，需要形成新假说。大自然的现象纷繁复杂，变化万千。当人们第一次观察到一个新现象时，通常都要考虑给它一个合理的解释，这种解释一般结构式先借助于已有的理论或假说。当已有的理论或假说能够作出圆满解释时，则新的现象就可以归入已有的理论或假说能够作出圆满解释时，则新的现象就可以归入已有的理论或假说体系之中；而当已有的理论与新现象矛盾时，一般要建立新的假说以对新现象进行解释。

在特别的情况下，人们观察到的新现象属于还没有人涉足过的未知领域，既没有可以对此进行圆满解释的现成理论或假说，甚至也没有与此矛盾的相关理论和假说。这在客观上就要求人们建立新的假说，却解释新的现象，开辟新的研究领域。

1780年，意大利解剖学教授伽伐尼偶然观察到一个新现象。他把一只解剖好的青蛙放在实验台上，实验台上还放有一台感应起电机。当助手收拾东西时，无意中将发电机旁的一把解剖刀的刀尖碰到了青蛙腿上暴露出来的神经，那条青蛙腿猛地抽动了一下，同时起电机莱顿瓶上的电极跳了一个火花。助手惊讶的叫声引起了伽伐尼的注意，他立即重复实验了几次，看到了相同的现象。如何解释这种现象呢？由莱顿瓶电极上的火花，他肯定这是电在起作用。那么，这种电又是从哪里来的呢？伽伐尼首先想到了1752年富兰克林的风筝实验，这个实验证明了大气中的电和莱顿瓶中储存的电是一样的，因此蛙腿的抽动也可能是大气中的电引起的。但是，伽伐尼的进下实验否定了这个设想。后来，伽伐尼把解释问题的着眼点放到了蛙体的本身上，提出了蛙体自身带电的假说。

提出这种假说，可能是伽伐尼受电鳗能放电的启发。当然，作为解剖学教授，伽伐尼从生物体自身去寻找问题的起因也是很自然的。

伽伐尼的这一发现在电学发展中起着重要的作用，它直接启发了伏打的工作，导致了伏打电堆的发明，使们可以获得较强的稳定而持久的电流，为电学研究从静电转向动电创造了条件，进而导致电化学、电磁联系等一系列重大的科学发现，电磁学的研究从此进入繁荣时期。但遗憾的是，伽伐尼蛙腿抽动的生物电解释却是错误的，所以有人称此为“重大的发现，错误的解释”。这种情况出现的原因是：在当时条件下，除了电鳗的带电特性可供联想外，实在没有任何现成的理论能够解释蛙腿的收缩现象，即可供借鉴和依据的东西太少了。由此也可以看出，开创性的假说，是比较容易出错的。

在物理学的发展过程，假说几乎出现于它的每个研究领域及所有发展阶段。在物理学研究中，除了上面所说的三种情况需要形成新的假说外，还有许多别的情况也需要形成新的假说。但总的说来，物理学研究中，假说部是与新问题相关相联的。新问题的解决需要新假说，新假说的验证导致新发现，新发现产生新理论，新理论促进新发展。物理学的发展就是沿着这样一个不断求新、创新的轨道前进的。

2．形成假说的基本过程

在物理学的研究中，相对于各个不同的发展时期和不同的学科分支，形成假说的目的、要求、形式、步骤等等都是不一样的。有的偏向于直观性的联系，有的注重于理论性的探讨，有的旨在修正旧理论，有的勇于开拓新领域，或追求直观明了，或讲究抽象简洁，或针对于实验观察，或来源于数据推导……客观地说，对物理学发展历史中每一个假说，它所要解决的问题、所处的历史年代、本学科分支和相关学科以及科技的发展水平等条件都不一样的。也就是说，从微观上看每一个假说都是不同的，就像一棵树上没有两片完全相同的叶子一样。但从宏观众上看，所有假说都有相似的特征，就像同一棵树上的叶子都是相似的。作为人们理论思维的重要方式和进行科学研究的基本方法，假说的形成过程有着其共同的规律性。就一般情况而言，这个过程式大致可分为两个阶段。

第1阶段：提出基本假设。这一阶段主要是以有限的事实为基础，依据相应的科学理论进行思维加工，提出能够解释现象、可以解决矛盾的基本假设。一般说来，这个基本假设的提出不是一蹴而就的，通常要从个不同角度、不同方法得到的假设中，通过比较、考察而最终选择出来，是多次尝试、筛选的结果。最后确立的假设，应该是最合理、最有效的，起码在提出假说者自己看来是如此。这个基本假设一旦确立下来，它将成为假说的核心，对于假说的最终提出及假说今后的演变、发展、作用、价值及生命力都有着决定性的作用。所以，提出基本假说是形成假说的关键一步。

第2阶段：建立完整的体系。这一阶段是从基本假设出发，广泛地综合与解释已有的事实材料，扩大基本假设的适用范围，寻求基本假设的普遍性价值；对与基本假设相联系的问题，进行演绎论证，充实基本假设的理论内容；通过论证和推导，预言未知的事实和新的现象，提出验证假说的观察或实验方法，最终使假说成为有核心观念、有理论内容、有科学预见、有验证方向的相对完整的系统。

自从1896年贝克勒尔发现放射性以后，人类的目光开始透过原子敞开的大门而投向了原子核。而正是这难以捉摸的原子核，不断地把一个个观众题放到了物理学家的前面。

1914年，查德威克在做放射性物质的β衰变实验时，观察到β衰变放射出的电子是以一种宽阔的边续能谱放出的。按照当时公认的理论，核A放出电子变成核B，产生的电子应该有确定的能量，其大小可由式E₃＝E_A－E_B算出。但是，查德威克却发现衰变时电子带有不同的能量；更为严重的是，由计算结果发现衰变后的总能量比应变前的总能量少了一点。这一“能量失窃案”引起了物理界的极大震动，因为实验观测的结果便利物理学最基本的定律——能量守恒定律受到了威胁，并且当时分立能级的理论已被普遍接受，量子化的原子核发射的电子，能量不应该是可变的，而β衰变中角动量守恒也被破坏了。到底是为什么？这个难题深深地困扰着物理学家们。更为严重的是，旧的问题还没有解决，新的问题又接踵而至了。

1928年，美国物理学家克罗尼格通过光谱分析，准确地测定了氮核的核自旋是整数。按照当时很成功的原子核“质子—电子”模型，氮原子核由14个质子和7个电子组成，粒子的总数是奇数，则它的核自旋就应该是分数值。又是一个震动物理界的新难题，被人们称为“氮的危机”。

“能量失窃案”和“氮的危机”使当时的物理学几乎陷入绝境。怎样摆脱危机走出困境呢？物理学家们在紧张地思索着。

1930年度，泡利在经过长时间的思考后，认为“氮的危机”和“能量失窃案”可能是同一个谜底的两种不同的谜面。他设想，如果原子核里除了当时公认的质子和电子以外，还有一种自旋为1／2、不带电荷的中性粒子，那么两个难题就可以一举获得解决。第一，由于有了这个中性粒子，氮核中的粒子总数就成为偶数，则氮核的核自旋为整数就是顺理成章的了。第二，有了这个中性粒子，衰变前后的总角动量也可以守恒了。第三，这个粒子的存在，可以拯救能量守恒定律。因为β衰变时，除了放射出电子外，这种中性粒子也同时放出，正是它带走了那份失窃的能量。

经过进一步的研究，泡利发现原先的想法过于简单了，靠一个中性粒子假说就能同时解决两个危机是不大可能的。于是，他转而全力拯救能量守恒定律，而把“氮的危机”暂时搁置起来。听以，泡利不再把中性粒子“当做核的组成部分”，而是假定它是β衰变前核内并没有这个粒子，并进一步假定这种中性粒子质量极小，穿透力极强。泡利接受了费米的建议，把这种中性粒子取名为“中微子”。

1932年，查德威克发现了中子，接着海森堡提出了原子核的“质子—中子”模型，成功地解释了核自旋的统计性质。这样，“氮的危机”就被解决了。中子的发现对泡利是个极大的鼓舞，更坚定了他提出中微子假说的信心。在1933年10月举行的第七届索尔维会议上，泡利第一次公开发表了他的中微子假说。

泡利提出的中微子假说，成功地解释了β衰变中的所有特点，但它还不能定量地解释β能谱的各个细节以及β衰变的具体规律。所以，从完整的假说体系看，泡利只完成了假说的第一阶段。

1934年，费米在泡利的中微子假说的基础上，应用量子力学理论，建立了定量的β衰变的相互作用理论。费米认为，β衰变是核内的一个中子转变为一个质子并放射出一个电子和一个中微子，其反应方程为

n→p＋e＋v

式中：n为中子，p为质子，e为电子，v为中微子。

费米还预言，只要能量有利的条件下，原子核里的质子也可以转变为中子，但这时放出的不是电子，而是正电子。反应方程为

p→n＋e^＋＋v费米的理论弥补了泡利假说的不足，丰富了中微子假说的内涵，开辟了弱相互作用研究的新领域，完成了β衰变中微子假说完整体系的构建。

应该说，一个假说的形成是完整的事件，阶段性有时并不十分明显。在有些情况下，一个假说的最终形成往往要经过多次反复，过程很复杂，以至于无法划分出明确的阶段来。之所以要讨论形成假说的阶段性，一是为了研究问题的方便，二是就大部分情况而言是如此的。因此，阶段性的划分应理解为相对的意义。

3．形成假说的具体方法

形成假说的具体方法是现代战争技术性的问题，它既受到事实材料、学科特点、历史条件等方面的影响，也受到科学家自身素质的影响。仔细分析起来，每个假说的形成都有自己的独特方法和演化轨迹，相互之间存在着许多差别。但从方法论的角度对不同的假说进行考察，发现它们的形成方法又有许多共同的地方，这使得我们有可能对形成假说的具体方法进行归纳与分类。

（1）外推的方法。外推的方法属于不完全归纳法，是一种由特殊到一般的思维方法。通常情况下，人们建立假说所能依据的事实都是有限的，但这些有限的事实往往都能显示出某种规律或规律性的趋势。用外推法建立假说，就是从有限的、特殊的事实中找出规律性的东西，然后把它推广到普遍情况中去，以形成假说。这是提出假说比较常用的方法。

能量转化和守恒定律是物理学的一个具有普遍意义的原理。它所涉及的范围非常广泛，并且已超出了物理学的范畴，而成为自然科学的一个基本原理。这一原理的发现，就是由一个个个别现象的归纳，通过外推的方法提出来的，后经普遍地验证而最终确立。

1712年，纽可门发明大气压力蒸汽机。1768年，瓦特制成“单动式蒸汽机”；1782年，瓦特又制成能使所带动的机器作旋转动作的范汽机，使蒸汽机达到了近代水平。蒸汽机的发明、改造和应用，实现了热运动向机械运动的转化。

1798年本杰明·汤普逊（伦福德伯爵）的“炮膛实验”和1799年戴维的冰摩擦熔解实验，向人们表明了机械运动向热运动的转化。

1821年，塞贝克发现了温差电现象，表明了热运动向电运动的转化。1834年，帕耳贴则发现了温差电的反现象，即表明电运动向热运动的转化。1840年和1842年焦耳和楞次分别独立地发现了电流的热效应并建立了定量的公式，精确地表达了电运动向热运动的转化关系。

摩擦生电现象，是表明机械运动向电运动的转化。1821年，法拉第发明了“电磁旋转器”，则表明了电运动向机械运支的转化。

1820年，奥斯大林特发现了电流的磁效应，表明电运动向磁运动的转化。1831年，法拉第发现了电磁感应现象，则表明了磁运动向电运动的转化。1780年伽作尼发现“生物电”和1800年伏打制成“伏打电堆”，表明化学运动向电运动的转化，此后不久的电解实验则表明了电运动向化学运动的转化……

各种运动现象之间相互联系和转化的事实被大量地发现，并且许多转化中定量的实验表明，转化过程中总的能量是保持不变的。通过对已知事实的归纳和分析，19世纪40年代，迈尔、焦耳和赫姆霍兹等物理学家分别在自己研究的基础上各自独立地提出了“能的转化和守恒”的假说。以后的大量事实都普遍地证明了这一假说的正确性。到了19世纪60年代，能量转化和守恒定律已被广泛认可，并成为物理学和一切自然科学的重要基础，成为检验其他理论或假说是否正确的基本准则之一。

外推法是在掌握材料尚不完全的情况下，对一类现象所作的全面判断，其结论带有一定的偶然性，既可能是正确的，也可能是不正确的或不完全正确的。但这一方法的意义，在于大胆提出对问题的看法，是科学探索阶段极为重要的一步。当迈尔、焦耳、赫姆霍兹等根据有限的事实勇敢地提出能量转化和守恒假说时，却受到了来自各方的冷遇、压制和排斥。但是，社会实践和科学实践的发展，总是推动科学认识的进步。在“能的转化和守恒”假说提出以后，不同国度的、自然科学各个领域的许多科学家通过不同途径的研究成果，无一例外地为假说提供他证据，最终促使假说成为科学真理。

（2）类比的方法。类比的方法是依据两个对象之间已知的相同或相似性，进而判断它们在其他方面也可能具有相同或相似性的推理方法。方向是从特殊到特殊，这也是提出假说比较常用的方法。

卢瑟福为解释α粒子大角度散射的实验事实，提出了原子结构的有核模型。在考虑原子结构的具体图景时，即考虑原子核和电子在原子内的地位和运动情况时，卢瑟福把原子与太阳系作了类比。

二者的相同点和相似之处是：①在太阳系中，太阳体积很小（太阳系半径在6×10¹²m以上，而太阳半径约为7×10⁵m），但太阳质量很大，占太阳系总质量的99．87%。在原子中，原子核很小（原子半径为10^－10—10^－9 m，原子核半径为10^－15—10^－14m）；但原子核质量很大，占原子质量的99．97%。②太阳系中行星的质量相对太阳而言很小，原子中电子的质量相对原子核而言很小。③太阳与行星之间的作用力为万有引力

原子核与电子之间的作用力为库仑力

两种力的表达形式极为相似，由此给出推理：在我们已知的太阳系中，太阳处于核心，各行星环绕太阳运行。那么，在我们未知的原子中，可能也像太阳系那样，原子核位于核心，电子环绕原子核运行，也就是说，由带正电的原子核和绕核运转的带负电的电子共同构成了原子。这种类比的结果，就是卢瑟福原子结构有核模型的基本假设。由于假说是依上述类比的方法提出的，所以，有时也称卢瑟福模型为原子结构的“太阳系模型”。

从上面的例子可以看到：由类比法提出假说，是应用了事物之间普遍存在的相似性与联系性或对称性与统一性等。但通过进一步的考察发现，这种方法忽略了事物之间的差异性和变化性，因而其依据和结论都不是十分可靠的。但这种方法由已知推测未知，大胆提出新的猜想，能开阔人们的视野和拓宽人们的思想，因而有着积极创新的意义。

（3）演绎的方法。演绎的方法，是以普遍的理论或假说为依据推导出个别事物事或现象应遵循的规律的方法。的推理方向是由一般到特殊。在物理学的研究中，许多较为具体的假说，就是由一般性的假说通过演绎推理而提出的。

人们很早以前就知道地球是球形的，但究竟是什么样的球形却说不清楚。牛顿以万有引力理论和惯性离心力概念为基础，用演绎推理的方法，提出了地球是扁圆形的假说。他的推理格式大致如下：

①大前提：凡自转的球体，球体上的物质在离心力和万有引力的共同作用下，都有沿切线方向运动的趋势，并且离心力的大小与半径成正比。

②小前提：地球是做自转的球体。

③结论：地球赤道附近撤职心力最大，所以，地球有形成扁圆形的趋势和表现。

与牛顿的“扁圆形”假说相对立的是法国卡西尼提出的“橄榄形”假说。后一种假说是根据当时测得的数据分析总结得出来的。所以二者各不相让，进行激烈的论争。后来进一步对地球的形状进行测量，则证明了原来的测量是不准确的，而牛顿通过演绎推理提出的假说是正确的。

演绎是一种必然性推理，其结论正确与否取决于前提是否正确，以及推理形式是否合乎逻辑。而人们在应用演绎法建立假说时，所依据的前提往往就是一个一般性的假说，具体的、新的假说是作为演绎的结论出现的。由于这种内在的逻辑联系，当具体的假说获得验时，也就同时难了一般性的假说。例如，地球扁圆形假说的证明，实际上也是对万有引力理论的一个有力证明。

（4）想像的方法。想像是指在已知材料的基础上，经过思维的组合而创造出新的形象。想像的推理过程具有逻辑上的跳跃性。

哥白尼的学说使人们正确地认识了太阳系的结构，同时也促使人们去进一步探讨太阳系的起源与演化问题。那么，太阳系是如何起源的呢？显然，要回答这一问题，无论在当时还是在今天，都需要具有丰富的想像力。

1755年，德国哲学家、物理学家康德提出了著名的太阳系起源的星云假说。当时，人们对太阳系的运动善的了解主要有以下几点：①太阳系六个行星以相同的方向沿椭圆形轨道运动；②各行星运行的轨道大致在同一个平面上，而这个平面又离太阳的赤道不远；③行星的运转都是由太阳的引力控制的，这些力的大小都与距离的平方成反比。康德根据这些已知的情况，提出了太阳系最初是由一种炽热的、弥漫状的星云物质构成的。

在这个基本假说的前提下，康德详细地阐述了假说的具体内容。他设想：这团星云物质的质量巨大，快速旋转，在引力作用下逐渐结合成团块，团块进一步吸引周围的物质而继续增大，最后引力中心的最大团块演变成了太阳，其他团块就形成了行星；因为各个行星都是由从西向东围绕太阳旋转的微粒构成的，所以行星的公转和自转都朝着一个方向；由于太阳的引力把较重的微粒吸引在自己的周围，而较轻的质点留在较远的地方，所以，行星的密度由内向外逐渐减小；由于太阳巨大的引力影响，离太阳较近的行星不可能太大；而行星越靠外，能吸引的微粒就越多，所以行星的质量由里向外逐渐增加。

康德的这一假说充满了科学、合理的想像，不仅能较好地解释了当时已发现的许多事实，而且还作了许多重要的预见和推测，如太阳密度应同所有行星的混合密度相同、在土星以外还会发现新的行星、银河系的形成也遵循太阳系形成相似的规律、恒星不动只是一种表观现象等。到了1796年，法国物理学家拉普拉斯提出了相似的假说，后来人们把二者合一，称为“康德拉普拉斯星云假说”。星云假说为人们研究太阳系以至整个宇宙的起源发挥了重要的作用。

想像是富有创造性的思维活动，在科学研究中有重要的作用。但须注意，想像必须以已有的事实为基础，以相应的科学理论为依据。完全脱离实际、无科学依据的想像，大都属于胡思乱想而无实在意义。广义说来，几乎所有的假说都或多或少地含有想像的成分，想像是一切科学研究不可缺少的思想品质。

（5）移植的方法。移植是指吸取、借用某一学科或领域的概念、原理、方法及其新理论、新发现，作为研究另一学科或领域朝基本思想、方法和手段，解释已知现象，形成新的假说。从思维方式上讲，移植属于横向思维。

天体物理学家很久以来就在思考太阳及其他恒星的能量能源问题。太阳以4×10^2　6焦耳／秒的巨大功率向太空中辐射能量＇并且这样的过程已持续了40多亿年。是什么样的燃料使太阳严比、演绎等逻辑的方法，也可以使用想像、移植等非逻辑的方法，还可以使用统一性、对称性、简单性等自然界的和谐法则。我们重点举例介绍以上五种方法，是因为这五种方法是比较常用的，也是较为基本的。实际上，一个具体假说的形成，往往是多种方法综合应用的结果。我们之所以说某个假说是用某种方法提出来的，是为了强调假说形成过程中某种方法起着主要的作用。