科学发现的基本方法.ppt

科学发现的基本方科学发现的基本方法法现在学习的是第1页，共92页2022/10/8108十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法2科学发现的基本方法科学发现的基本方法vv逻辑方法逻辑方法vv演绎法和约定论演绎法和约定论vv归纳法及归纳问题归纳法及归纳问题vv科学发现的其他方法科学发现的其他方法现在学习的是第2页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法3第一节第一节 逻辑思维逻辑思维vv一、关于逻辑思维vv1）什么是思维？vv思维是对世界的间接和概括的反映，属于理性认识。vv思维有形象思维和抽象思维两种。现在学习的是第3页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法4vv2）思维和语言的关系？vv抽象思维是借助于语言间接地概括地反映客观对象。vv语言有自然语言和人工语言两种。vv自然语言是人们日常生活中运用的语言。自然语言有多义性，一词多义。vv人工语言又称符号语言。是人们创造出来用以表示某种特定意义的符号。现在学习的是第4页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法5vv什么是逻辑思维？vv逻辑思维，就是抽象思维。vv是在感性认识基础上，运用概念、判断、推理等方式对客观对象所做的一种间接的、概括的反映过程，vv是科学认识中一种最普遍、最基本的形式。现在学习的是第5页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法6vv什么是逻辑？LogicLogosvv逻辑是研究抽象思维的形式结构方面的规律。vvE.g.vv1.所有的分子都是由原子构成的。vv2.如果水温降到冰点以下，那么水将结冰。现在学习的是第6页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法7vv分别可以表示为：vv所有的S都是P。vv如果S，那么P。vv其中S和P是变项，“所有的”、“都是”、“如果”和“那么”是常项。vv逻辑形式的不同是由变项决定的还是由常项决定的？现在学习的是第7页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法8vv逻辑逻辑常项常项是逻辑形式中表示不变的部分是逻辑形式中表示不变的部分,也是区分不同类型的逻辑形式的显著标也是区分不同类型的逻辑形式的显著标志。它不但决定着逻辑形式的性质志。它不但决定着逻辑形式的性质,而且而且还规定和制约着逻辑变项的变化幅度。正是还规定和制约着逻辑变项的变化幅度。正是由于逻辑形式中的逻辑常项的不同由于逻辑形式中的逻辑常项的不同,所以所以,才才形成了不同种类的逻辑形式。形成了不同种类的逻辑形式。现在学习的是第8页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法9vv而逻辑而逻辑变项变项则是逻辑形式中可以变化的部分则是逻辑形式中可以变化的部分,它在逻辑常项规定的变化范围内它在逻辑常项规定的变化范围内,可以表示任可以表示任何一种有具体内容的词项或命题。在这个特何一种有具体内容的词项或命题。在这个特定的变化范围内定的变化范围内,无论在逻辑变项中代入什么无论在逻辑变项中代入什么样的具体内容样的具体内容,都不会改变其逻辑形式的性质。都不会改变其逻辑形式的性质。vv当然，这并不意味着当然，这并不意味着在具体思维过程中在具体思维过程中,可可以把任何一种具体的思维内容绝对的、无条以把任何一种具体的思维内容绝对的、无条件的代入逻辑变项中件的代入逻辑变项中。因为。因为逻辑变项进行的逻辑变项进行的任何变化都不得超越逻辑常项规定的特定范任何变化都不得超越逻辑常项规定的特定范围。围。现在学习的是第9页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法10vv逻辑有狭义和广义之分。vv狭义逻辑只研究必然性推理，也叫演绎逻辑。vv广义逻辑不仅研究必然性推理，也研究或然性推理，其中主要是归纳推理。现在学习的是第10页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法11第二节第二节演绎法与约定论演绎法与约定论vv一、演绎法vv所谓演绎推理，就是从一般性的前提出发，通过推导即“演绎”，得出具体陈述或个别结论的过程.vv演绎推理的作用在于把特殊情况明晰化，把蕴涵的性质揭露出来，有助于科学的理论化和体系化。vv演绎推理的最典型，同时也是最重要的应用，通常存在于逻辑和数学证明中.现在学习的是第11页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法12vv演绎推理的逻辑形式对于理性的重要意义在于，它对人的思维保持严密性、一贯性有着不可替代的校正作用.这是因为，演绎推理保证推理有效的根据，并不在于它的内容，而在于它的形式。vv故而，演绎法的基本作用在于 逻辑证明。现在学习的是第12页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法13伽利略的伽利略的“归谬法归谬法”V1V2V3现在学习的是第13页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法14vv爱因斯坦说：爱因斯坦说：vv理论家的工作可分成两步，首先是发现公理，理论家的工作可分成两步，首先是发现公理，其次是从公理推出结论其次是从公理推出结论.哪一步更难些呢哪一步更难些呢?如如果科研人员在学生时代已经得到很好的基本果科研人员在学生时代已经得到很好的基本理论、逻辑推理和数学的训练，那么，他走理论、逻辑推理和数学的训练，那么，他走第二步时，只要有第二步时，只要有“相当勤奋和聪明，就一相当勤奋和聪明，就一定能够成功定能够成功”.至于第一步，如何找出演绎出至于第一步，如何找出演绎出发点的公理，则具有完全不同的性质。这里发点的公理，则具有完全不同的性质。这里没有一般的方法，没有一般的方法，“科学家必须在庞杂的经科学家必须在庞杂的经验事实中间抓住某些可用精密公式来表示的验事实中间抓住某些可用精密公式来表示的普遍特性，由此探求自然界的普遍原理普遍特性，由此探求自然界的普遍原理”，现在学习的是第14页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法15vv请注意请注意“经验事实经验事实”这几个字，它们表明了这几个字，它们表明了公理必须来自客观实际，而不能主观臆造，公理必须来自客观实际，而不能主观臆造，否则就有陷进唯心主义泥潭的危险否则就有陷进唯心主义泥潭的危险.vv爱因斯坦的方法既然主要是演绎的，所以他爱因斯坦的方法既然主要是演绎的，所以他特别强调思维的作用，尤其是想象力的作用特别强调思维的作用，尤其是想象力的作用.数学才能数学才能.这是演绎法所必不可少的这是演绎法所必不可少的.现在学习的是第15页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法16例例：苯的环形结构vv化学史上的一个著名的例子是苯的结构式。化学史上的一个著名的例子是苯的结构式。化学史上的一个著名的例子是苯的结构式。化学史上的一个著名的例子是苯的结构式。19191919世纪上半世纪上半世纪上半世纪上半叶，人们从煤焦油中分离出苯、萘、甲苯等。接着开叶，人们从煤焦油中分离出苯、萘、甲苯等。接着开叶，人们从煤焦油中分离出苯、萘、甲苯等。接着开叶，人们从煤焦油中分离出苯、萘、甲苯等。接着开始用这些芳香族化合物合成香料，迫切需要弄清其结始用这些芳香族化合物合成香料，迫切需要弄清其结始用这些芳香族化合物合成香料，迫切需要弄清其结始用这些芳香族化合物合成香料，迫切需要弄清其结构。当时人们提出了链状结构模型，但是不能解释一构。当时人们提出了链状结构模型，但是不能解释一构。当时人们提出了链状结构模型，但是不能解释一构。当时人们提出了链状结构模型，但是不能解释一些实验事实。些实验事实。些实验事实。些实验事实。vv经化学分析，苯分子由经化学分析，苯分子由经化学分析，苯分子由经化学分析，苯分子由6 6个碳原子组成。按照传统的观个碳原子组成。按照传统的观个碳原子组成。按照传统的观个碳原子组成。按照传统的观点，这些碳原子构成链状结构。由此可以推出存在多种点，这些碳原子构成链状结构。由此可以推出存在多种点，这些碳原子构成链状结构。由此可以推出存在多种点，这些碳原子构成链状结构。由此可以推出存在多种不同的二氯苯。不同的二氯苯。不同的二氯苯。不同的二氯苯。vv但是实验表明，只有但是实验表明，只有但是实验表明，只有但是实验表明，只有3 3种不同性质的二氯苯。种不同性质的二氯苯。种不同性质的二氯苯。种不同性质的二氯苯。vv为什么？为什么？为什么？为什么？现在学习的是第16页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法17vv在直链的假设下，至少存在如下在直链的假设下，至少存在如下9种不同的二种不同的二氯苯：氯苯：现在学习的是第17页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法18vv经过长期的探索，经过长期的探索，18651865年德国化学家凯库莱年德国化学家凯库莱突发奇想，提出一个环形结构假说：认为苯突发奇想，提出一个环形结构假说：认为苯分子具有六角形的形状，由此可以推出恰好分子具有六角形的形状，由此可以推出恰好应当有应当有3种二氯苯。化学实验证实了上述推种二氯苯。化学实验证实了上述推论，确立了苯的环形结构学说。论，确立了苯的环形结构学说。ClClClClClClvv vvClClvv vv vvClClvvClCl现在学习的是第18页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法19vv演绎推理是严格的逻辑推理，一般表现为大前提、小前提、结论的三段论模式:即从两个反映客观世界对象的联系和关系的判断中得出新的判断的推理形式.vv演绎推理的基本要求是：一是大、小前提的判断必须是真实的；二是推理过程必须符合正确的逻辑形式和规则.演绎推理的正确与否首先取决于大前提的正确与否.如果大前提错了，结论自然不会正确.现在学习的是第19页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法20vv演绎推理方法是一种必然推理，只要前提为真，结论就必然为真。vv局限性：vv演绎推理结论的可靠性受前提制约，前提的可靠性在演绎逻辑的范围无法解决；vv演绎方法是一种创造性较小的方法，结论包含的前提中，结论所提供的知识不会超出前提的范围。现在学习的是第20页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法21二二约定论约定论vv“经验约定论经验约定论经验约定论经验约定论”(empirio-conventionalism)(empirio-conventionalism)，这是彭加勒，这是彭加勒，这是彭加勒，这是彭加勒的主导哲学思想。的主导哲学思想。的主导哲学思想。的主导哲学思想。vv经验约定论认为，数学中的公理与物理学中的一些基本经验约定论认为，数学中的公理与物理学中的一些基本经验约定论认为，数学中的公理与物理学中的一些基本经验约定论认为，数学中的公理与物理学中的一些基本概念和基本原理既非先验综合判断，亦非经验事实，它概念和基本原理既非先验综合判断，亦非经验事实，它概念和基本原理既非先验综合判断，亦非经验事实，它概念和基本原理既非先验综合判断，亦非经验事实，它们原来都是约定；约定是我们精神自由活动的产物，它们原来都是约定；约定是我们精神自由活动的产物，它们原来都是约定；约定是我们精神自由活动的产物，它们原来都是约定；约定是我们精神自由活动的产物，它贯穿在整个科学创造活动中，但自由并非完全任意，而贯穿在整个科学创造活动中，但自由并非完全任意，而贯穿在整个科学创造活动中，但自由并非完全任意，而贯穿在整个科学创造活动中，但自由并非完全任意，而是充分发挥我们的能动性；约定无所谓真假，只是出于是充分发挥我们的能动性；约定无所谓真假，只是出于是充分发挥我们的能动性；约定无所谓真假，只是出于是充分发挥我们的能动性；约定无所谓真假，只是出于方便而已，约定的提出要受到实验事实的引导和避免一方便而已，约定的提出要受到实验事实的引导和避免一方便而已，约定的提出要受到实验事实的引导和避免一方便而已，约定的提出要受到实验事实的引导和避免一切矛盾的限制，约定的选择要出于方便或简单性的考虑，切矛盾的限制，约定的选择要出于方便或简单性的考虑，切矛盾的限制，约定的选择要出于方便或简单性的考虑，切矛盾的限制，约定的选择要出于方便或简单性的考虑，因为有些实验的确向我们保证了这一点；约定具有巨大因为有些实验的确向我们保证了这一点；约定具有巨大因为有些实验的确向我们保证了这一点；约定具有巨大因为有些实验的确向我们保证了这一点；约定具有巨大的方法论功能，在从事实过渡到实验定律，尤其是从实的方法论功能，在从事实过渡到实验定律，尤其是从实的方法论功能，在从事实过渡到实验定律，尤其是从实的方法论功能，在从事实过渡到实验定律，尤其是从实验定律上升到原理时，其方法论功能更为显著。验定律上升到原理时，其方法论功能更为显著。验定律上升到原理时，其方法论功能更为显著。验定律上升到原理时，其方法论功能更为显著。现在学习的是第21页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法221、经验约定论的具体内涵、经验约定论的具体内涵vv彭加勒约定论哲学最初是在彭加勒约定论哲学最初是在1887年发表的年发表的论几何学的基本假设论几何学的基本假设一文中公诸于世的，一文中公诸于世的，它是以简短的认识论评论的形式出现的。在它是以简短的认识论评论的形式出现的。在这篇论文中，他首次指出度规几何学的选择这篇论文中，他首次指出度规几何学的选择类似于坐标系的选择，后来他把几何学公理类似于坐标系的选择，后来他把几何学公理称为称为“伪定义伪定义”或约定。在或约定。在19世纪最后世纪最后10年年和和20世纪初，彭加勒把他的约定论思想扩展世纪初，彭加勒把他的约定论思想扩展到时间测量的分析中，扩展到物理学原理中，到时间测量的分析中，扩展到物理学原理中，从而为约定论适应他的整个科学认识论和科从而为约定论适应他的整个科学认识论和科学哲学奠定了坚实的基础。学哲学奠定了坚实的基础。现在学习的是第22页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法23vv彭加勒的约定论渗透在他的下述几何学哲学中：彭加勒的约定论渗透在他的下述几何学哲学中：彭加勒的约定论渗透在他的下述几何学哲学中：彭加勒的约定论渗透在他的下述几何学哲学中：vvA A欧几里得几何学的公理虽然起源于经验推广，但它们是欧几里得几何学的公理虽然起源于经验推广，但它们是欧几里得几何学的公理虽然起源于经验推广，但它们是欧几里得几何学的公理虽然起源于经验推广，但它们是该系统原始术语的隐定义该系统原始术语的隐定义该系统原始术语的隐定义该系统原始术语的隐定义(例如，例如，例如，例如，“点点点点”、“处于处于处于处于之间之间之间之间”、“是等距离的是等距离的是等距离的是等距离的”)；它们是术语的约定，既不为真，也；它们是术语的约定，既不为真，也；它们是术语的约定，既不为真，也；它们是术语的约定，既不为真，也不为假，而是方便的；同样的结论也适合于其他几何学公理。不为假，而是方便的；同样的结论也适合于其他几何学公理。不为假，而是方便的；同样的结论也适合于其他几何学公理。不为假，而是方便的；同样的结论也适合于其他几何学公理。vvB B度量几何学的可供选择的系统是不同的度规系统或度度量几何学的可供选择的系统是不同的度规系统或度度量几何学的可供选择的系统是不同的度规系统或度度量几何学的可供选择的系统是不同的度规系统或度规语言，它们可以基于合适的词典从一种翻译成另一种。规语言，它们可以基于合适的词典从一种翻译成另一种。规语言，它们可以基于合适的词典从一种翻译成另一种。规语言，它们可以基于合适的词典从一种翻译成另一种。现在学习的是第23页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法24vvC在物理理论中，物理现象所归属的空间在物理理论中，物理现象所归属的空间本质上是无定形的数学连续统本质上是无定形的数学连续统(我们感觉到的我们感觉到的物理连续统的理想化物理连续统的理想化)。只有当我们就。只有当我们就“同余同余”(Congruence，也可译为全等或叠合，也可译为全等或叠合)或或“距离距离”拟定专门的约定时，它才能够被度量；拟定专门的约定时，它才能够被度量；这可以用不同的方式来完成，或者产生出欧这可以用不同的方式来完成，或者产生出欧几里得几何学，从而产生出度规和度量几何几里得几何学，从而产生出度规和度量几何学的约定性。学的约定性。现在学习的是第24页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法25vvD从群论的观点来看，几何学从群论的观点来看，几何学(度量几何学度量几何学和非度量几何学和非度量几何学)是研究各种变换群下的不变是研究各种变换群下的不变量的。就度量几何学而论，两个图形同余意量的。就度量几何学而论，两个图形同余意味着一个图形能够通过空间中某种点变换转味着一个图形能够通过空间中某种点变换转换为另一图形；而且，同余的一致性取决于换为另一图形；而且，同余的一致性取决于图形的位移是由变换群给出的这一事实。图形的位移是由变换群给出的这一事实。现在学习的是第25页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法26vvE什么是先验的，这是群的普遍概念；无论什么是先验的，这是群的普遍概念；无论如何，它不是感性的先验形式，而是知性如何，它不是感性的先验形式，而是知性(在在康德的意义上康德的意义上)的先验形式；在群的普遍概念的先验形式；在群的普遍概念内，我们能够选择一个特殊的变换群，这个内，我们能够选择一个特殊的变换群，这个群将决定我们的几何学。群将决定我们的几何学。现在学习的是第26页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法272、经验约定论辨正、经验约定论辨正vv彭加勒的经验约定论的以下两点常常遭到一彭加勒的经验约定论的以下两点常常遭到一些人的指责：些人的指责：vv第一，彭加勒说约定是我们精神的自由活动；第一，彭加勒说约定是我们精神的自由活动；有人认为有人认为“自由自由”就是任意，就是随心所欲、就是任意，就是随心所欲、放荡不羁。放荡不羁。vv第二，彭加勒说约定是出于方便，无所谓真第二，彭加勒说约定是出于方便，无所谓真假，既不能被实验证实，又不能被实验否证；假，既不能被实验证实，又不能被实验否证；有人认为这是否认客观真理。有人认为这是否认客观真理。现在学习的是第27页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法28vv对此对此彭加勒作了一些说明彭加勒作了一些说明vv彭加勒所说的彭加勒所说的“精神的自由活动精神的自由活动”，其意是，其意是指指“充分发挥我们的能动性充分发挥我们的能动性”。他明确指出，。他明确指出，这种这种“自由自由”“并非放荡不羁、完全任意并非放荡不羁、完全任意”，“并非出自我们的胡思乱想并非出自我们的胡思乱想”；学者所思；学者所思考，所发现的世界，并不是他本人的考，所发现的世界，并不是他本人的“任性任性所创造所创造”vv例如：欧几里得几何学的原理是约定，但这例如：欧几里得几何学的原理是约定，但这些约定却不是任意的，如果我们迁移到非欧些约定却不是任意的，如果我们迁移到非欧世界，我们便会采纳其他约定了。至于从实世界，我们便会采纳其他约定了。至于从实验事实或经验定律推广、提升而得到的物理验事实或经验定律推广、提升而得到的物理学原理就更不能是任意的了，在这里学原理就更不能是任意的了，在这里“毫无毫无自由意志干预的余地自由意志干预的余地”。现在学习的是第28页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法29vv对于第二点对于第二点彭加勒解释说：作为约定的公理彭加勒解释说：作为约定的公理或原理不再受实验检验，它们无所谓真假；或原理不再受实验检验，它们无所谓真假；这种说法并不是否认客观真理。在彭加勒看这种说法并不是否认客观真理。在彭加勒看来，问欧几里得几何学为真还是为假是毫无来，问欧几里得几何学为真还是为假是毫无意义的。意义的。“这好比问米制是否为真，旧制是这好比问米制是否为真，旧制是否为假；笛卡儿坐标是否为真，极坐标是否否为假；笛卡儿坐标是否为真，极坐标是否为假。一种几何学并不比另一种几何学更真；为假。一种几何学并不比另一种几何学更真；它只是更为方便而已。它只是更为方便而已。”现在学习的是第29页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法30vv彭加勒的这些看法是合理的。他多次强调，彭加勒的这些看法是合理的。他多次强调，几何学原理不是经验的事实，欧几里得几何几何学原理不是经验的事实，欧几里得几何学公设是不能用实验证明的，在可供选择的学公设是不能用实验证明的，在可供选择的度量几何学之间不可能做出孰真孰假的判决度量几何学之间不可能做出孰真孰假的判决性实验。他以恒星视差为例来说明这个问题；性实验。他以恒星视差为例来说明这个问题；如果罗巴契夫斯基几何学为真，那么十分遥如果罗巴契夫斯基几何学为真，那么十分遥远的恒星的视差将是有限的；如果黎曼几何远的恒星的视差将是有限的；如果黎曼几何学是真实的，视差将是负的。学是真实的，视差将是负的。现在学习的是第30页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法31从以下例子看约定论从以下例子看约定论vv一个系统相对于某一初始状态（一个系统相对于某一初始状态（一个系统相对于某一初始状态（一个系统相对于某一初始状态（I I）的能量（）的能量（）的能量（）的能量（E E），除了用），除了用），除了用），除了用该系统由状态（该系统由状态（该系统由状态（该系统由状态（I I）转变到状态（）转变到状态（）转变到状态（）转变到状态（II II）时所做的功（）时所做的功（）时所做的功（）时所做的功（ww）及）及）及）及所放出的热（所放出的热（所放出的热（所放出的热（H H）二者之总量来度量以外，没有任何其）二者之总量来度量以外，没有任何其）二者之总量来度量以外，没有任何其）二者之总量来度量以外，没有任何其他方法可以加以度量。他方法可以加以度量。他方法可以加以度量。他方法可以加以度量。vv方程方程方程方程E=WE=WH H似乎显得只不过是量似乎显得只不过是量似乎显得只不过是量似乎显得只不过是量E E的一个定义。的一个定义。的一个定义。的一个定义。vv但事实完全不是如此。相反，上述方程表达了这样一个经验但事实完全不是如此。相反，上述方程表达了这样一个经验但事实完全不是如此。相反，上述方程表达了这样一个经验但事实完全不是如此。相反，上述方程表达了这样一个经验事实：给出的功与热二者之和唯一地依赖于条件事实：给出的功与热二者之和唯一地依赖于条件事实：给出的功与热二者之和唯一地依赖于条件事实：给出的功与热二者之和唯一地依赖于条件I I与与与与II II，而与，而与，而与，而与转变的方式无关。这一事实说明了永动机的不可能性。而转变的方式无关。这一事实说明了永动机的不可能性。而转变的方式无关。这一事实说明了永动机的不可能性。而转变的方式无关。这一事实说明了永动机的不可能性。而这就是我们用能量这一专门名称来区别出上述那个和的唯这就是我们用能量这一专门名称来区别出上述那个和的唯这就是我们用能量这一专门名称来区别出上述那个和的唯这就是我们用能量这一专门名称来区别出上述那个和的唯一原因。一原因。一原因。一原因。现在学习的是第31页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法32vv这个例子表明，约定论者犯错误的心理原因这个例子表明，约定论者犯错误的心理原因是在于他们不了解物理学公式本身并不表示是在于他们不了解物理学公式本身并不表示自然规律，只有当这些公式与对公式中出现自然规律，只有当这些公式与对公式中出现的量的意义所作出的解释结合起来时它们才的量的意义所作出的解释结合起来时它们才能表达自然律。的确，在约定的帮助下，人能表达自然律。的确，在约定的帮助下，人们能够以一种纯粹形式的方式宣称某个句子们能够以一种纯粹形式的方式宣称某个句子为真。为真。但如果去假定这类句子代表自然律那但如果去假定这类句子代表自然律那就错了。就错了。现在学习的是第32页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法33vv正好相反，真实的定律，关于自然的真正的正好相反，真实的定律，关于自然的真正的命题，只有在下述情况下才会出现：即只有命题，只有在下述情况下才会出现：即只有同时陈述必须首先增加哪些附加句子或辅助同时陈述必须首先增加哪些附加句子或辅助假设方能使该命题符合于观察到的事实。假设方能使该命题符合于观察到的事实。vv单是句子或单是公式，就象一切符号一样，单是句子或单是公式，就象一切符号一样，都是约定性的；但它们都不是自然律。自然都是约定性的；但它们都不是自然律。自然律仅仅被包含在命题中，命题的意义由语句律仅仅被包含在命题中，命题的意义由语句加约定给出；它们在任何意义上都不再是任加约定给出；它们在任何意义上都不再是任意的了。意的了。现在学习的是第33页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法34vv彭加勒的约定论对认识论的形成和发展有不彭加勒的约定论对认识论的形成和发展有不可低估的影响。可低估的影响。vv比如比如爱因斯坦曾多次坦率地表示，科学中的爱因斯坦曾多次坦率地表示，科学中的基本概念和基本原理既不是先验的，也不是基本概念和基本原理既不是先验的，也不是经验的，而是约定的。经验的，而是约定的。vv约定主义既要求摆脱狭隘的经验论，又要求约定主义既要求摆脱狭隘的经验论，又要求摆脱先验论，它反映了当时科学界自由创造、摆脱先验论，它反映了当时科学界自由创造、大胆假设的要求，在科学和哲学上都有其积大胆假设的要求，在科学和哲学上都有其积极意义。极意义。现在学习的是第34页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法35第三节第三节归纳法与归纳问题归纳法与归纳问题vv一 归纳法 vv归纳方法：是从个别事物概括出一般原理的方法。它是在考察某类事物部分对象的基础上，抽取其共性并推广到该类的全体，从而形成关于该类对象的一般性认识。现在学习的是第35页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法37归纳法的分类归纳法的分类vv归纳逻辑有古典归纳逻辑和现代归纳逻辑。归纳逻辑有古典归纳逻辑和现代归纳逻辑。vv古典归纳逻辑主要指培根和穆勒所创立的逻古典归纳逻辑主要指培根和穆勒所创立的逻辑。辑。vv现代归纳逻辑是在古典归纳逻辑的基础上引现代归纳逻辑是在古典归纳逻辑的基础上引入了概率论的方法、逻辑演算的方法建立起入了概率论的方法、逻辑演算的方法建立起来的。来的。现在学习的是第37页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法38vv依据归纳的结论方式，可将归纳分为全称依据归纳的结论方式，可将归纳分为全称性归纳法和统计性归纳法。性归纳法和统计性归纳法。vv依据归纳对象的范围，可将归纳分为完全依据归纳对象的范围，可将归纳分为完全归纳法和不完全归纳法。归纳法和不完全归纳法。vv依据归纳的方法，可将归纳法分为简单枚依据归纳的方法，可将归纳法分为简单枚举法和科学归纳法。举法和科学归纳法。现在学习的是第38页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法39vv（a a）全称性归纳法是以全称性命题表述其）全称性归纳法是以全称性命题表述其归纳结果。归纳结果。vvCase1Case1：所有的零族元素都是惰性元素。：所有的零族元素都是惰性元素。vvCase2Case2：所有的天鹅都是白的。：所有的天鹅都是白的。vv（b b）统计归纳法：是以概率命题的形式表述）统计归纳法：是以概率命题的形式表述归纳结果的一种方法。归纳结果的一种方法。vv其模式为：其模式为：“样本中百分之几的样本中百分之几的S S是是P P，所以，所以总体中的百分之几的总体中的百分之几的S S是是P P。”现在学习的是第39页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法40vv如孟德尔的遗传分离定律的发现。如孟德尔的遗传分离定律的发现。vv孟德尔对豌豆进行杂交实验，观察豌豆的孟德尔对豌豆进行杂交实验，观察豌豆的7个个相对性状的遗传现象，如种子形状（圆或相对性状的遗传现象，如种子形状（圆或皱）、子叶颜色（黄或绿）、花的颜色皱）、子叶颜色（黄或绿）、花的颜色（红或白）等。（红或白）等。vv通过对数据的统计得出显隐性之比为通过对数据的统计得出显隐性之比为3：1。vv统计归纳法是一个或然性的方法，前提为真统计归纳法是一个或然性的方法，前提为真而结论不一定为真。而结论不一定为真。现在学习的是第40页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法41穆勒五法穆勒五法vv求同法求同法vv场合场合场合场合条件条件条件条件 研究对象研究对象研究对象研究对象vvAA、B B、C CaavvAA、D D、EaEavvAA、F F、GaGavv 所以，所以，所以，所以，A A是是是是aa的原因的原因的原因的原因vv求异法求异法vv场合场合条件条件被研究对象被研究对象vvA、B、CavvB、C无无avv所以，所以，A是是a的原因的原因现在学习的是第41页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法42穆勒五法穆勒五法vv求同共异并用法求同共异并用法vv场合场合场合场合条件条件条件条件被研究对象被研究对象被研究对象被研究对象vvAA、B B、C CaavvAA、D D、EaEavvFF、GG无无无无a avv 所以，所以，所以，所以，A A是是是是aa的原因的原因的原因的原因vv共变法共变法vv场合场合场合场合条件条件条件条件被研究对象被研究对象被研究对象被研究对象vvA1A1、B B、C Ca1a1vvA2A2、B B、Ca2Ca2vvA3A3、B B、CCa3a3vv 所以，所以，所以，所以，A A是是是是aa的原因的原因的原因的原因现在学习的是第42页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法43穆勒五法穆勒五法vv剩余法剩余法vv场合场合场合场合条件条件条件条件被研究对象被研究对象被研究对象被研究对象vvAA、B B、C Caa、b b、ccvvBBb bvvCcCcvv 所以，所以，所以，所以，A A是是是是aa的原因的原因的原因的原因现在学习的是第43页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法44vv穆勒五法：vva、求同法：vv18世纪俄国科学家罗蒙诺索夫曾作过这样一种推理：摩擦冻僵的手，手便暖和起来；敲击冰冷的石块，石块能发出火花；用锤子不断锤击铁块，铁块也可以热到发红。由此可知，运动能够产生热。现在学习的是第44页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法45vvb、差异法（求异法）：vv德国医生梅林和俄国医生明可夫斯基合作研究消化系统功能，他们切除了一条狗的胰脏，发现狗尿总招来大量的苍蝇，化验表明其中含有大量的糖分，由此找到了胰脏功能和糖尿病的联系，并导致了用胰岛素控制糖尿病的发明。现在学习的是第45页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法46vvc、求同差异并用法：vv科学家研究了太阳对椋鸟的作用，他们发现：vv在天晴出太阳的天气里，椋鸟总能随阳光的方向飞行，即使阳光可能是从镜子里折射而来的，它们也能随着镜子里的阳光的方向飞行；vv而在不见太阳的阴雨天气里，椋鸟就会迷失方向。vv由此科学家们得出结论：椋鸟是一太阳作为定向标的。现在学习的是第46页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法47vv d、共变法：vv因船舶遇难而落水的人在水中最多能坚持多久？vv有人对此研究发现：vv会水的人在0度时可以坚持15分钟，2.5度时30分钟,5度时是1小时,10度时是3小时,25度时是一昼夜。vv可见。人在水中坚持时间的长短与水温高低有因果关系。现在学习的是第47页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法48vve e、剩余法。、剩余法。、剩余法。、剩余法。vv居里夫人对镭的发现就是运用这一方法的典型例子。居里居里夫人对镭的发现就是运用这一方法的典型例子。居里居里夫人对镭的发现就是运用这一方法的典型例子。居里居里夫人对镭的发现就是运用这一方法的典型例子。居里夫人在对沥青铀矿的实验研究中，发现它所放出的射线比夫人在对沥青铀矿的实验研究中，发现它所放出的射线比夫人在对沥青铀矿的实验研究中，发现它所放出的射线比夫人在对沥青铀矿的实验研究中，发现它所放出的射线比纯铀放出的强得多，纯铀不足以说明这种复杂现象，还有纯铀放出的强得多，纯铀不足以说明这种复杂现象，还有纯铀放出的强得多，纯铀不足以说明这种复杂现象，还有纯铀放出的强得多，纯铀不足以说明这种复杂现象，还有一个剩余部分，这剩余部分必然还有另外的原因一个剩余部分，这剩余部分必然还有另外的原因一个剩余部分，这剩余部分必然还有另外的原因一个剩余部分，这剩余部分必然还有另外的原因(这原因这原因这原因这原因必然存在于沥青铀矿中必然存在于沥青铀矿中必然存在于沥青铀矿中必然存在于沥青铀矿中)。据此，她再反复研究，后来。据此，她再反复研究，后来。据此，她再反复研究，后来。据此，她再反复研究，后来果然发现在沥青铀矿中还有一种新的放射性元素果然发现在沥青铀矿中还有一种新的放射性元素果然发现在沥青铀矿中还有一种新的放射性元素果然发现在沥青铀矿中还有一种新的放射性元素-镭。镭。镭。镭。现在学习的是第48页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法49vv由于由于“穆勒五法穆勒五法”是建立在事物因果决定论是建立在事物因果决定论的本体论思想之上的，所以对于那些一因多的本体论思想之上的，所以对于那些一因多果等复杂系统显然难以适应，同时由于观察果等复杂系统显然难以适应，同时由于观察中可能有未知因素的参与，故不能像演绎法中可能有未知因素的参与，故不能像演绎法那样具有必然性。那样具有必然性。现在学习的是第49页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法50归纳法在认识中有重要作用归纳法在认识中有重要作用vv归纳法是从经验事实中找出普遍特征的认归纳法是从经验事实中找出普遍特征的认识方法。识方法。-“科学发现的逻辑科学发现的逻辑”vv达尔文：达尔文：“科学就是整理事实，以便从中得科学就是整理事实，以便从中得出普遍的规律或结抡。出普遍的规律或结抡。”vv爱因斯坦说：爱因斯坦说：“科学家必须在庞杂的经验事科学家必须在庞杂的经验事实中间抓住某些可用精密公式来表示的普遍实中间抓住某些可用精密公式来表示的普遍特征，由此探求自然界的普遍真理。特征，由此探求自然界的普遍真理。”现在学习的是第50页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法51二、归纳的合理性问题二、归纳的合理性问题vv归纳合理性问题即归纳的哲学问题归纳合理性问题即归纳的哲学问题 vv主要探讨归纳推理是否能得必然性结论，如果不主要探讨归纳推理是否能得必然性结论，如果不能得必然真的结论，那么它的合理性何在？能得必然真的结论，那么它的合理性何在？现在学习的是第51页，共92页08十月十月2022第第5讲讲科学发现的基本方法科学发现的基本方法52归纳法合理性问题的提出vv这个问题最早是由休谟（这个问题最早是由休谟（1818世纪英国著名的世纪英国著名的哲学家哲学家 ）提出来的，因此亦称）提出