一旦收集了必要的数据，就到了实现它们价值的时刻，我们要运用最普遍的科学原理找出它们之间的联系。当遇到一种不寻常的现象时，头脑的最初反应便是形成一种假设，以便解释该种现象，将它归入已知的定律之下。然后，通过一次实验性的测试来最终判断假设的正确性。
反观那些有用的假设的本质，你可能会注意到它们通常都是一种幸运的概括或者大胆的归纳，允许人们暂时认为新近发现的数据是某个普遍规律的例证之一，或者是某个已知原因引起的未知结果。例如，进化（在生物科学中是极其有用的概念）只是对所有生物的遗传规律进行的一种概括，这种现象在每个物种的生命发展史上都有确定的表现。当拉瓦锡提出有关体温的理论时，他其实已经简单概括了那时还属于未知的、基于二氧化碳产生热量等有关原理的动物的呼吸作用。
构想假设的时候，我们应该记住如下常识。（1）假设是必要的，没有假设无法解释现象。（2）多种假设出现后，人们可能将其互相比较与对照，或者至少进行核实。实际上，无法通过观察和实验证实的假设会留下尚未阐明的问题。这种假设则只不过是一种没有意义的、连在一起的综合，它们不能解释数据。（3）应该用化学或者物理学术语描述假设，使它们简明易懂。如果可能的话，它们应该表现为一种纯机理的阐释，就像开尔文勋爵（Lord Kelvin）认为的那样——模糊难懂的或者过于抽象的假设有沦为空洞的文字描述的危险。（4）假设用定性的方式解释一定数量的问题，回避难以理解的性质和高度抽象的思考。（5）如果可能，假设应该也会引起新的研究和争论。如果它们并不解决问题，那么至少将我们引向了正确的方向，激发了新的更准确的概念的产生（魏斯曼提出的“实用性假设”）。即使某个假设是错误的，它也可能有用，前提是它以新的观察为基础，提出了某项原创的科学思维方式。无论如何，某种解释如果被证明是错的，也总有其优点，即通过排除法，它缩小了想象的范围，剔除了无法成立的解决方案以及错误的资料。勒·布隆（Le Blon）有充分的理由这样说：“拒绝将假设作为向导，就是承认偶然机会占据主导地位，被偶然牵着鼻子走。”
许多著名的学者，特别是杰出的物理学家廷德耳（Tyndall），曾经有力地详述了假设在科学中的重要性，以及想象在形成有益和有用的理论过程中起到的作用。我同意他的看法。如果说假设是一件被滥用的武器，那么它也会是一种逻辑的工具。除了观察这种活动，它的本质是被动的，可以无须假设就能实现。无论好坏，推测（或者无论什么样的企图进行解释的行动）应该永远作为我们的向导，没有人无须推测就可以进行研究。
即使所谓的偶然发现，也是得益于将某些没有被经验认可的思想作为指导，得益于某种乐于引领我们到达未知之地的想法之力。这种情况，如同某个人在大街上的人群中发现了熟悉的朋友——恰巧在我们想念他的那一时刻。在某个假设的情况下，我们可以在数据中找出某些自己并没有在找的东西，这总比一无所获强多了——这种情况常发生在消极的自然观察者身上。佩斯（Peisse）曾经说：“眼睛只能看到心中要找的东西，它完全依靠思维勾画出的形象进行寻找。”
不用提醒，读者也应知道，所有伟大的研究者都是多产的假设创造者。人们深信，假设是理性在黑暗的未知世界中最早发出的声音，研究者将声波探测器放到那神秘的深渊旁边，就可以测到遥远的回声。简言之，假设就是连接熟悉海岸与神秘大陆的桥梁，敢于冒险的人才能通过。
假设一直被人广为运用。然而，必须承认，没有这种广泛运用，我们掌握的可靠数据就会十分有限，其数量只能缓慢增长。假设与客观数据仿佛被一种病原学上的因果关系紧紧绑在一起。除了作为概念和解释问题等益处，理论也是一种有价值的工具，“科学家不应忘记，”赫胥黎（Huxley）说，“假设只是工具，并非目标。”只观察不思考，其危险性等同于只思考却不观察。假设是我们最有价值的思维工具，就像所有的工具那样，它也有可能出现缺口或者生锈，需要不断地修补或者更换。不过，虽然有这些缺点，但是没了这种工具，你不会在“现实世界”这块材料上雕刻出任何形状。
我们很难总结提出假设的原则是什么。不具备一定的直觉，对偶然出现的联系不敏感的人——这种直觉就像占卜一样，能觉察到事实和现象背后存在的概念——无论他的观察工作做得好与坏，应该都不会提出合理的方案。但是，我们有必要列出一些普遍的看法或者标准，作为在研究生物学时进行假设的原则。以下的几点可能在如何形成假设方面为你提供帮助。
1.“自然使用相似的方法达到同样的目的。”这个原则少有例外，我们可以据此将某个不理解的现象与一个已经理解的现象进行比较。例如，当人们在北螈幼虫大细胞和蝾螈身上发现有丝分裂时，就有理由期待在普通状态或者病理学条件下，从人类和高等脊椎动物的细胞分裂中发现类似的现象。当然，这种推测需要进一步的证实。我来举另一个例子，库内（Kuhne）、克劳泽、朗维埃（Ranvier）等人证实，脊椎动物的运动神经和感觉神经纤维的终端自由呈现膨大的分支状。根据正在讨论的原则，我们有理由怀疑，可能会在脊椎动物的神经中枢甚至非脊椎动物的神经中枢发现相同的情况。这种理性的怀疑后来在脊椎动物身上证实了，而且克利克、伦霍谢克（Lenhossék）、范格胡克滕（Van Gehuchten）等人也证实了同样的问题，雷齐乌斯（Retzius）和伦霍谢克则在非脊椎动物身上证实了这种怀疑。无须提供更多的例子。
2.从其最简单的形式观察某个问题。因为个体发生学和系统发生学提出了两套范围从简单到复杂的几乎完全对应的发展形势，所以除了从它的个体发展中或在物种进化的过程中的最简单的形式开始入手，没有更好的方法对某个复杂的、几乎是难解的高等脊椎动物器官进行研究。判定某一事物意义的一个很好的方法就是看看它是怎样发展到目前这种状态的。通过标出某研究对象在进化链条上的位置，我们就有机会顺其自然地确定它的解剖学和生理学性质。
3.自然界的每一种安排，无论看上去多么变幻莫测，都有其特定的功能。尽管当时提出它的目的是对残留器官做出解释，这一目的论的原则适用于所有动植物结构中的偶发事件或怪异安排。在说明这一问题的过程中，我们并不会像林奈（Linneaus）、居维叶和阿加西（Agassiz）那样假设每种器官都是一种造物主的直接化身，而只是简单地指出，无论其目的为何，自然留存下来的每一种器官（即通过长期遗传保留下来的器官）几乎总是在物种的个体中担任有用的角色，偶然环境变化或其他条件带来的一些多余的器官安排最终会消失。根据这一原则，我们可以设想，所有器官或其组织都具备一项主要功能（在整个物种中有突出持久的表现）和一项表现得不那么突出的次要功能（至少就个体生命而言）。当试图解释循环系统、消化系统、运动系统和其他系统的功能动因时，生理学者们时常使用或滥用这个假设。从物理学和化学角度提出这些动因相对容易。按照塔特马迪（Tetamendi）的说法，这是由“我们个体知识的现状”决定的。
刚才提出的这些实用性原则当然也有例外，不过非常少见，即使出现，也可以简单地用器官对新情况的不完全适应（器官因不用而退化等）进行解释。梅奇尼科夫（Metchnikoff）在其《人类本质研究》（Studies on Human Nature）中精彩地描述了这种生物的不适应现象，与其他动物相比，它在人类身上表现得更加普遍，他的结论是根据拉马克（Lamarck）关于器官的使用与废弃的原则得出的。
众所周知，提出假设的目的总是解释观察到的结果。我们暂且不讨论科学解释这种难题（会将这本小书卷入不适当的争论），而只是简单地指出，在解释自然现象时，可以按照下面两种同样有效的方式展开思维。（1）用早已存在的定律或原理解释新的观察结果[梅尔森（Meyerson）谓之合理性解释]；（2）或用描述纯机理的逻辑术语来解释，如建立动力学模型等。这是对其合理性或与普遍规律之间关系的一种补充。麦克斯韦（Maxwell）和其他现代物理学家兼哲学家认为第二种解释方式代表了更高层次的科学理解，需要应用那些更高层面的普遍理论而不是实验性定律。
不得不承认，我们的思维总会自大地希望用机械论的术语描述那些未解的理论。无论什么原因造成的这种想法，它都引来了某种风险，使得机械性的解释沦为纯粹的想象力的玩物，完全缺乏现实基础。我们也无法找出这种想法的心理学原因。按照柏格森的说法，也许是由于我们的各种观念是在一系列不连贯的感觉的基础上形成的，想象力只能根据某些与感知到的数据本身相类似的东西塑造事物的终极形象，这包括各个不连续部分的运动、构造中的紊乱以及实体系统的动态变化等。
基于“机理简化”理论做出的假设性的解释在物理学、化学和天文学中十分普遍，研究者应该从中受到启发。它们给你的思想留出空间和可塑性，允许你继续发展这些假设。但是，在解剖学、生物学和病理学中，我们通常对“合理假设”更为满意。它们虽然不能马上满足理解的需要，但有助于采取行动和预测。