科学方法论-科研选题5学时.ppt

自然辩证法概论1自然辩证法绪论 张胜光制作第七章科学问题与科研选题2自然辩证法绪论 张胜光制作本章目录科学研究始于问题 2科学问题及其来源3 1科研选题及其步骤3 3科研选题的基本原则 4巴斯德与微生物学3 5中国开造大飞机63自然辩证法绪论 张胜光制作第一节 科学问题及其来源4自然辩证法绪论 张胜光制作 1、科学问题及其来源科学问题科学问题：在对科学背景知识的分析和综合过程中提出来：在对科学背景知识的分析和综合过程中提出来的问题。它包含着问题的指向、一定的求解目标和应答域，的问题。它包含着问题的指向、一定的求解目标和应答域，但尚无确定的答案，属于但尚无确定的答案，属于“已知的未知已知的未知”。在科学探索过。在科学探索过程中却能起到某种定向和指导作用。程中却能起到某种定向和指导作用。科学问题的来源：科学问题的来源：科学问题从科学实践与科学理论的矛盾中产生科学问题从科学实践与科学理论的矛盾中产生。科学问题从科学理论内部的矛盾中产生科学问题从科学理论内部的矛盾中产生。科学问题从不同学派理论之间的矛盾中产生科学问题从不同学派理论之间的矛盾中产生。科学问题从社会需要和现有技术手段局限的矛盾中产生科学问题从社会需要和现有技术手段局限的矛盾中产生5自然辩证法绪论 张胜光制作 科学实践是历史的、具体的和深化发展的，当在特定实践条件下出现了科学理论不能解释新的现象、新的事实时，便产生了认识的矛盾，由此种矛盾形成的科学问题最为常见，需要在原有知识背景和新的事实基础上进行新的分析综合，从而创造出新的理论。如电子的发现与原子不可分理论的矛盾、光的波动理论与粒子性的矛盾，大陆漂移的事实与传统地质学派的矛盾等。科学问题从科学实践与科学理论的矛盾中产生6自然辩证法绪论 张胜光制作 任何科学理论都具有普遍性、真理的相对性和特定的任何科学理论都具有普遍性、真理的相对性和特定的适用范围，但理论本身不能存在逻辑矛盾，如果从一种理适用范围，但理论本身不能存在逻辑矛盾，如果从一种理论或一个概念中可以推出逻辑矛盾，那就表明该理论本身论或一个概念中可以推出逻辑矛盾，那就表明该理论本身存在着不能自圆其说的内在缺陷和需要进一步探讨的问题。存在着不能自圆其说的内在缺陷和需要进一步探讨的问题。此类问题通常表现为此类问题通常表现为“悖论悖论”或或“佯谬佯谬”，如数学中，如数学中的伽利略悖论、无穷小悖论、康托尔悖论、罗素悖论等；的伽利略悖论、无穷小悖论、康托尔悖论、罗素悖论等；物理学、天文学中的麦克斯韦妖佯谬、薛定谔猫佯谬、光物理学、天文学中的麦克斯韦妖佯谬、薛定谔猫佯谬、光度佯谬、引力佯谬等。通过悖论和佯谬的研究，可以完善度佯谬、引力佯谬等。通过悖论和佯谬的研究，可以完善原有理论并建立新的理论。原有理论并建立新的理论。科学问题从科学理论内部的矛盾中产生7自然辩证法绪论 张胜光制作 鉴于研究者占有材料不同，所处客观条件不同，鉴于研究者占有材料不同，所处客观条件不同，观察和实验能力不同，对材料的着眼点不同，世界观察和实验能力不同，对材料的着眼点不同，世界观和方法论不同等原因，在一个学科领域对同一事观和方法论不同等原因，在一个学科领域对同一事物往往有不同学派运用不同理论进行解释；或者在物往往有不同学派运用不同理论进行解释；或者在不同学科领域之间存在理论上的矛盾。前者如天文不同学科领域之间存在理论上的矛盾。前者如天文学中的日心说与地心说，地质学中的渐变论与灾变学中的日心说与地心说，地质学中的渐变论与灾变论；后者如物理学与生物学关于演化方向的矛盾。论；后者如物理学与生物学关于演化方向的矛盾。通过学术争鸣，可以澄清理论的是与非，推动理论通过学术争鸣，可以澄清理论的是与非，推动理论的发展。的发展。科学问题从不同学派理论之间的矛盾中产生8自然辩证法绪论 张胜光制作 生产实践是满足社会需要的第一的和基本的实践活动。生产离不开生产技术手段，日益增长的社会需要和生产技术手段的矛盾是永恒的，在物料、能源、信息、交通社会需要的支柱领域产生的科学和技术问题，是无穷尽的。如巴斯德的研究大都从此类问题中开始。科学问题从社会需要和现有生产技术手段的局限科学问题从社会需要和现有生产技术手段的局限的矛盾中产生的矛盾中产生9自然辩证法绪论 张胜光制作第二节科学研究始于问题10自然辩证法绪论 张胜光制作科学研究始于问题 在科学研究的起点问题上存在不同的看法。归纳主义的科学在科学研究的起点问题上存在不同的看法。归纳主义的科学方法论主张方法论主张“科学始于观察科学始于观察”，它与，它与“认识以实践为基础认识以实践为基础”的唯的唯物主义认识论原则相符合，但与现代科学发展的实际过程不完全物主义认识论原则相符合，但与现代科学发展的实际过程不完全相符。当代西方科学哲学家波普尔基于反归纳主义立场明确提出：相符。当代西方科学哲学家波普尔基于反归纳主义立场明确提出：科学始于问题而不是始于观察。这种说法有一定合理性。其根据科学始于问题而不是始于观察。这种说法有一定合理性。其根据主要有二：一是从科学理论发展的总体过程看，只有发现了原有主要有二：一是从科学理论发展的总体过程看，只有发现了原有理论也有解决不了的问题时，人们才会去修正、补充它，或着手理论也有解决不了的问题时，人们才会去修正、补充它，或着手建立新理论，就此意义说，问题既是旧理论的终点，也是新理论建立新理论，就此意义说，问题既是旧理论的终点，也是新理论的起点；二是从科学研究的具体过程看，人们总是以问题为框架的起点；二是从科学研究的具体过程看，人们总是以问题为框架和轴心，有选择地搜集事实材料，具有很强的针对性。和轴心，有选择地搜集事实材料，具有很强的针对性。11自然辩证法绪论 张胜光制作波普的一次实验 英国科学哲学家波普曾经做过一次实验。他在一次演讲开始时，向所有听众发出命令：“女士们，先生们，现在请观察！”听众们面面相觑：你让我们观察什么呢？可见，科学的观察一定是有目的的。所以就个人实践的角度来说，科学首先是来自于问题，带着问题去进行观察，才是科学的观察。12自然辩证法绪论 张胜光制作 以已有背景知识和新事实为前提抽象出科学问以已有背景知识和新事实为前提抽象出科学问题，为众多科学家所重视和倡导。如爱因斯坦指出：题，为众多科学家所重视和倡导。如爱因斯坦指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而解决问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看待旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标看待旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步志着科学的真正进步”。富有战略眼光的科学家应。富有战略眼光的科学家应把自己的注意力和兴趣集中于重大问题的形成与重把自己的注意力和兴趣集中于重大问题的形成与重大课题的决策这两点上。大课题的决策这两点上。13自然辩证法绪论 张胜光制作第三节科研选题及其步骤14自然辩证法绪论 张胜光制作科学问题不直接等于科研选题。只有有可能解决的科学问题不直接等于科研选题。只有有可能解决的科学问题，才能被选作具体的科研选题。科学问题，才能被选作具体的科研选题。科研选题：形成、选择和确定所要研究和解决的科科研选题：形成、选择和确定所要研究和解决的科学问题。包括两个方面：一是确定研究方向即主学问题。包括两个方面：一是确定研究方向即主攻方向；二是选择研究课题即突破口。攻方向；二是选择研究课题即突破口。选题步骤：选题步骤：提出选题提出选题 文献调研和实际考察文献调研和实际考察 制定科研方案制定科研方案 进行方案论证进行方案论证 确定课题确定课题15自然辩证法绪论 张胜光制作 著名的物理学家贝尔纳把科研选题提到科研战略的著名的物理学家贝尔纳把科研选题提到科研战略的地位上，他强调指出：地位上，他强调指出：“课题的形成和选择，无论是作课题的形成和选择，无论是作为外部的经济技术要求，抑或是作为科学本身的要求，为外部的经济技术要求，抑或是作为科学本身的要求，都是科研工作中最复杂的一个阶段。一般来说，提出课都是科研工作中最复杂的一个阶段。一般来说，提出课题比解决课题更困难。再加上人力和设备都有一定的局题比解决课题更困难。再加上人力和设备都有一定的局限，则产生的课题之多，是无法一下子全部解决的。所限，则产生的课题之多，是无法一下子全部解决的。所以评价和选择课题，便成了研究战略的起点，要从一大以评价和选择课题，便成了研究战略的起点，要从一大堆课题中挑出带实质性的课题来，而不能把它们同非实堆课题中挑出带实质性的课题来，而不能把它们同非实质性的课题混杂在一起。质性的课题混杂在一起。”因此，在科学研究中，能因此，在科学研究中，能否选好课题，是对科研工作者远见卓识的检验。否选好课题，是对科研工作者远见卓识的检验。16自然辩证法绪论 张胜光制作 德国物理学家诲森堡曾经说过：“提出正确的问题往往等于解决了问题的大半”。爱因斯坦强调“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅是个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性、从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步”。17自然辩证法绪论 张胜光制作第四节科研选题的基本原则18自然辩证法绪论 张胜光制作科研选题的基本原则需要性原则需要性原则：满足社会需要和科学自身发展需要。：满足社会需要和科学自身发展需要。科学性原则科学性原则：选题必须以一定的科学理论和科学事：选题必须以一定的科学理论和科学事实为根据。实为根据。创造性原则创造性原则：选题应是前人没有解决或没有完全解：选题应是前人没有解决或没有完全解决的疑难问题。决的疑难问题。可行性原则可行性原则：选题应与自己的主、客观条件相适应：选题应与自己的主、客观条件相适应有兴趣的原则有兴趣的原则：应当是自己最感兴趣的课题：应当是自己最感兴趣的课题19自然辩证法绪论 张胜光制作选题的原则1：需要性原则 需要性原则是指课题选择应面向社会需要和科学理论发展需要。社会发展需要包括经济发展需要、国防建设需要、医疗卫生和文化教育需要等。科学理论发展需要则包括开拓科学领域、更新科学理论、改进科学方法等方面的需要。让飞机“刹车”15 20自然辩证法绪论 张胜光制作袁隆平的杂交稻选题开始 袁隆平是新中国第一代大学生，1953年毕业于西南农学院，被分配到偏远落后的湘西雪峰山麓安江农校教书。1960年，罕见的人祸天灾降临中国。大饥荒夺去数千万人的生命。袁隆平新眼目睹了这场遍布神州大地、来势凶猛的灾难。严酷而沉痛的现实使他感到深深不安。他开始了他的水稻高产育种研究。21自然辩证法绪论 张胜光制作选题的原则2：科学性原则 科学性原则要求人们选择课题时，必须以一定的科学理论和科学事实作为依据，按客观规律办事。将选题置于时代和当时的科技背景下，使之成为在科学上可以成立和可以探讨的问题，即要持之有故，选之有理。科学性原则，也称为限制性原则。22自然辩证法绪论 张胜光制作 一般来说，明显与已确证的科学理论相违背一般来说，明显与已确证的科学理论相违背的题目不应作为科研选题。例如历史上的的题目不应作为科研选题。例如历史上的“永动永动机机”和现实中的和现实中的“水变油水变油”闹剧，都与能量守恒闹剧，都与能量守恒原理相悖；历史上的原理相悖；历史上的“降神术降神术”、“神创说神创说”等等都与唯物主义原理不容，都不能作为科研选题。都与唯物主义原理不容，都不能作为科研选题。如果毫无根据地把推翻或改变已确证的理论作为如果毫无根据地把推翻或改变已确证的理论作为研究项目，那就失去了起码的科学性，只能落得研究项目，那就失去了起码的科学性，只能落得个劳而无功、贻笑大方的后果。个劳而无功、贻笑大方的后果。23自然辩证法绪论 张胜光制作 同样，毫无事实根据的题目也不应作为科研同样，毫无事实根据的题目也不应作为科研选题，否则也将失去科学性，自寻烦恼。选题，否则也将失去科学性，自寻烦恼。上述限制，不是为科学划定禁区，而是为科上述限制，不是为科学划定禁区，而是为科学性所要求，并与非科学、伪科学划清界限。为学性所要求，并与非科学、伪科学划清界限。为此，科学和哲学应该建立自觉的联盟，科学工作此，科学和哲学应该建立自觉的联盟，科学工作者不仅要熟悉和掌握自然科学已有的基本原理和者不仅要熟悉和掌握自然科学已有的基本原理和 科学发展的历史，而且应努力熟悉和掌握思维科学发展的历史，而且应努力熟悉和掌握思维历史的辩证唯物主义哲学的基本原理和精神，唯历史的辩证唯物主义哲学的基本原理和精神，唯此才能时刻保持清醒的头脑。此才能时刻保持清醒的头脑。24自然辩证法绪论 张胜光制作 当然，选题毕竟是科学研究的开端，依据的当然，选题毕竟是科学研究的开端，依据的事实不仅有限，也可能存在错误；同时，理论的事实不仅有限，也可能存在错误；同时，理论的真理性也是相对的，它会随着科学实践的发展而真理性也是相对的，它会随着科学实践的发展而发展。因此，科研选题既要尊重所依据的科学理发展。因此，科研选题既要尊重所依据的科学理 论和科学事实，还要随着基础事实和背景理论论和科学事实，还要随着基础事实和背景理论的更新对选题进行适时调整。这也是坚持科学性的更新对选题进行适时调整。这也是坚持科学性原则的应有之意。原则的应有之意。25自然辩证法绪论 张胜光制作袁隆平的第一个科研项目 最初他按照米丘林、李森科“无性杂交”学说进行教学和科学试验。按照他们经典的理论，以及当时国际上的普遍观点，水稻作为自花授粉的植物没有杂交优势，实验没有任何意义。袁隆平袁隆平对这些学说产生了怀疑，而沿着当时被批判的孟德尔、摩尔根遗传基因和染色休学说进行探索，这是需要很大勇气的。袁隆平的袁隆平的第一个科研项目第一个科研项目 26自然辩证法绪论 张胜光制作选题的原则3：创造性原则 科学研究是要解决前人没有解决或没有完全解决的问题，这便是创造。创造性是科学研究的灵魂。从选题开始就要十分注重创新。要注意以下几点：1、概念、观点上的创新；2、方法上的创新；3、应用上的创新。27自然辩证法绪论 张胜光制作新农大教授周著“排沙漏斗”在全国推广 国际水利界瞩目的黄河首座国际水利界瞩目的黄河首座“排沙漏斗排沙漏斗”工程，工程，20052005年在陕西省泾县建成投运。该项目工程采用新疆农年在陕西省泾县建成投运。该项目工程采用新疆农业大学水利与土木工程学院教授周著研发的业大学水利与土木工程学院教授周著研发的“漏斗式全漏斗式全排沙排沙”技术，为国家节约投资技术，为国家节约投资56005600万元。目前，这项成万元。目前，这项成果已在全国推广。果已在全国推广。由引水带来的沙害问题一直是世界水利界长期探索的由引水带来的沙害问题一直是世界水利界长期探索的难题。据了解，新疆难题。据了解，新疆500500条引水干渠，每年用于清除引条引水干渠，每年用于清除引水灌溉出现的淤泥就需要水灌溉出现的淤泥就需要50005000万元；万元；600600座引水式电站座引水式电站由于受不同程度的沙害，每年损失不低于由于受不同程度的沙害，每年损失不低于60006000万元。万元。28自然辩证法绪论 张胜光制作 据不完全统计，每年沙害对新疆的灌溉与引水工程据不完全统计，每年沙害对新疆的灌溉与引水工程造成的直接经济损失超过造成的直接经济损失超过1 1亿元。亿元。从从19931993年起，周著开始致力于引水治沙工作。年起，周著开始致力于引水治沙工作。19961996年，年，他研发的他研发的“漏斗式全排沙漏斗式全排沙”技术简称技术简称“排沙漏斗排沙漏斗”重大重大研究成果，获国家发明专利；研究成果，获国家发明专利；19981998年获自治区科技进步年获自治区科技进步一等奖；一等奖；20002000年被联合国工业发展组织列为年被联合国工业发展组织列为“中国百项中国百项高新技术推广项目高新技术推广项目”；20012001年获国家科技进步二等奖；年获国家科技进步二等奖；20022002年被列为国际重点科技成果推广项目，周著也被世年被列为国际重点科技成果推广项目，周著也被世界水利界称为界水利界称为“吹响人类向泥沙宣战号角的英雄吹响人类向泥沙宣战号角的英雄”。29自然辩证法绪论 张胜光制作全国最大的漏斗排沙工程全国最大的漏斗排沙工程20052005年在陕西泾惠渠灌区落成年在陕西泾惠渠灌区落成30自然辩证法绪论 张胜光制作 1998 1998年，新疆第一座年，新疆第一座“排沙漏斗排沙漏斗”工程在石河子红工程在石河子红山嘴厂建成。该项目投资山嘴厂建成。该项目投资5 5年来，除了引水排沙外，每年来，除了引水排沙外，每年都获经济效益年都获经济效益500500万元。目前，新疆已经建成和在建万元。目前，新疆已经建成和在建的的4040余项引水工程都采用了这一技术。余项引水工程都采用了这一技术。现在现在“排沙漏斗排沙漏斗”技术，已在全国水利工程中技术，已在全国水利工程中“遍地遍地开花开花”。黄河岸边首座。黄河岸边首座“排沙漏斗排沙漏斗”工程建成后，还有工程建成后，还有4 4项运用该技术的工程正在建设。项运用该技术的工程正在建设。31自然辩证法绪论 张胜光制作 黄河水利委员会设计院设计的引黄济京工程，已将黄河水利委员会设计院设计的引黄济京工程，已将该项技术列入可研报告。湖南省水电设计院用该项技术列入可研报告。湖南省水电设计院用“排沙漏排沙漏斗斗”技术解决挖泥船泥浆脱水问题，并于技术解决挖泥船泥浆脱水问题，并于20032003年制造了年制造了首台首台8080型挖泥船泥浆脱水装置在洞庭湖上启用。上海航型挖泥船泥浆脱水装置在洞庭湖上启用。上海航道工程有限公司用它解决海滩筑坝淤地工程中的沙料粗道工程有限公司用它解决海滩筑坝淤地工程中的沙料粗化问题，提高了上海港口清淤效率。浙江省台州宏冠造化问题，提高了上海港口清淤效率。浙江省台州宏冠造船有限公司，成功地用这项技术取代了采砂船上的挖沙船有限公司，成功地用这项技术取代了采砂船上的挖沙链斗效果显著，并将在全国采砂船上全面推广。链斗效果显著，并将在全国采砂船上全面推广。新疆日报新疆日报20042004年年2 2月月2424日第日第2 2版版 周著：向泥沙宣战的勇士32自然辩证法绪论 张胜光制作 创造性原则系指选出的课题应是前人没有解决或没有完全解决的疑难问题，预期能从中产生新的科学技术成果。创造性是科学研究的灵魂，它与重复性不相容，要求课题具有先进性和新颖性。为贯彻和坚持选题的创造性原则，应当注意下述两点。33自然辩证法绪论 张胜光制作 首先，要弄清和确定课题本身所蕴含的新颖首先，要弄清和确定课题本身所蕴含的新颖的实质内容，它不仅要求科研工作者具有渊博的的实质内容，它不仅要求科研工作者具有渊博的学识，更要求具有建立在学识基础上的敏锐的洞学识，更要求具有建立在学识基础上的敏锐的洞察力。科学史上的许多重大成就，如拉瓦锡研究察力。科学史上的许多重大成就，如拉瓦锡研究 燃烧现象和燃素之谜；普朗克研究黑体辐射和燃烧现象和燃素之谜；普朗克研究黑体辐射和紫外线灾难；爱因斯坦研究光速悖论和以太之谜；紫外线灾难；爱因斯坦研究光速悖论和以太之谜；李政道、杨振宁研究弱相互作用等等，都解决了李政道、杨振宁研究弱相互作用等等，都解决了前人多次研究而没有解决的实质性问题。前人多次研究而没有解决的实质性问题。34自然辩证法绪论 张胜光制作 究其因，他们的成功与他们的渊博学识和敏锐的洞察力是分不开的，尤其是因为他们首先弄清了前人没有完全弄清的课题所蕴含的实质内容，这正是他们得到突破性发现的根据，体现了选题的创造性原则。35自然辩证法绪论 张胜光制作 其次，在课题选择中，要善于把继承和创新其次，在课题选择中，要善于把继承和创新结合起来，要有穷根究底献身科学真理的气概。结合起来，要有穷根究底献身科学真理的气概。富有创造性的课题本身就是继承和创新的辩证统富有创造性的课题本身就是继承和创新的辩证统一，没有继承便没有创新，继承是为了创新，创一，没有继承便没有创新，继承是为了创新，创 新不是重复前人和占有现成的真理，而是在继新不是重复前人和占有现成的真理，而是在继承前人的基础上，突破前人的观点和学说，开垦承前人的基础上，突破前人的观点和学说，开垦科学的处女地。因此创新是有风险的，风险程度科学的处女地。因此创新是有风险的，风险程度与创新程度成正比，敢冒风险置个人成败荣誉于与创新程度成正比，敢冒风险置个人成败荣誉于不顾，也是科学献身精神的一种表现。不顾，也是科学献身精神的一种表现。36自然辩证法绪论 张胜光制作杂交水稻的历史研究背景 当时学术界流行的经典遗传学观点认为，水稻是自花授粉作物，经过长期的自然选择和人工选择，许多不良的因子已经被淘汰，积累下来的多是优良的因子，所以自交不会退化，杂交也不会产生优势，从而断言搞杂交水稻没有前途。37自然辩证法绪论 张胜光制作袁隆平杂交水稻研究的第一步实验 “年，我在一块田里发现一株稻鹤立鸡群，穗特年，我在一块田里发现一株稻鹤立鸡群，穗特别大，而且结实饱满、整齐一致，我是有心人，没有放过它。别大，而且结实饱满、整齐一致，我是有心人，没有放过它。第二年我把它种下去，辛苦培育，满怀希望有好的收获，不料第二年我把它种下去，辛苦培育，满怀希望有好的收获，不料大失所望，再长出来的稻子高的高，矮的矮，穗子大小不一。大失所望，再长出来的稻子高的高，矮的矮，穗子大小不一。这时候一般人感到失败就放弃了，我坐在田埂上想为什么失败这时候一般人感到失败就放弃了，我坐在田埂上想为什么失败了呢，我想到第一年选出的是一棵天然杂交种，不是纯种，因了呢，我想到第一年选出的是一棵天然杂交种，不是纯种，因此第二年遗传性状出现分离，而如果按照那棵原始株杂交种的此第二年遗传性状出现分离，而如果按照那棵原始株杂交种的产量来计算，亩产能达到斤，这在年代是非常了产量来计算，亩产能达到斤，这在年代是非常了不起的不起的我突发灵感，既然水稻有杂交优势，我为什么非要我突发灵感，既然水稻有杂交优势，我为什么非要选育纯种呢？从此我致力于杂交水稻育种。选育纯种呢？从此我致力于杂交水稻育种。”38自然辩证法绪论 张胜光制作袁隆平杂交水稻研究的第一篇论文 论文虽然发表了，但学术界权威的质疑与反对，使袁隆平承受着巨大的舆论压力。有人甚至说研究杂交水稻是“对遗传学的无知”。然而无论是科学道路上的挫折、失败，还是人为的干扰、破坏，所有的磨难都无法动摇袁隆平执着的梦想。39自然辩证法绪论 张胜光制作野败的发现毅力与运气 但是，到哪里去找水稻雄性不育性呢？袁隆平迈开双腿，与他的助手们走进水稻王国的茫茫绿海，去寻找天然的水稻雄性不育株。1970年的一天，他们在海南岛一片沼泽地的小池塘边发现了雄性败育的野生稻-“野败”。40自然辩证法绪论 张胜光制作杂交水稻三系法的成功 到1972年，第一个雄性不育系和保持系培育成功了，继而育成了恢复系。1973年实现了“三系”配套，第一个具有较强优势的杂交组合“南优2号”获得成功，并立刻显示了它的增产效应，亩产达到623公斤，单产一般比常规稻增产20%左右。41自然辩证法绪论 张胜光制作“杂交水稻之父”袁隆平袁隆平与同行们历经9年的艰难探索，走过了困境，取得了两个方面的重大突破：一是育成了适合长江流域作双委早稻的优质、高产双委早稻组合；二是选育了超高产亚种间苗头组合，这些苗头组合达到了每公顷日产量100公斤的超高产指标，比曾经轰动一时的国际水稻研究所制定的超级稻育种计划提前了6年达标。42自然辩证法绪论 张胜光制作选题的原则4：可行性原则 此原则主要指选题应与主客观条件相适应，根据已经具备的或经过努力可以具备的条件进行选题。所谓选择研究课题的可行性原则，就是说，选择研究课题要量力而为，要具有完成课题预期目的现实可能性。中国研制导弹还是飞机的选择 5 43自然辩证法绪论 张胜光制作 例如爱因斯坦耗费三十余年研究例如爱因斯坦耗费三十余年研究“统一场论统一场论”，却终无所获。，却终无所获。“统一场论统一场论”课题本身符合需课题本身符合需要性、科学性、创造性原则，体现了爱氏思想的要性、科学性、创造性原则，体现了爱氏思想的深邃，深邃，对物质世界统一性的坚定信念和探索真理的执对物质世界统一性的坚定信念和探索真理的执着及冒险精神；之所以未获成功，在于主、客观着及冒险精神；之所以未获成功，在于主、客观条件尚不具备，即当时对支配世界的四种自然力条件尚不具备，即当时对支配世界的四种自然力中的弱相互作用和强相互作用尚一无所知，致使中的弱相互作用和强相互作用尚一无所知，致使爱氏空劳半生。爱氏空劳半生。袁隆平袁隆平早期研究红薯早期研究红薯 44自然辩证法绪论 张胜光制作 它告诉人们，有些课题虽然意义重大，但因目它告诉人们，有些课题虽然意义重大，但因目前缺乏解决的条件，而这些条件又是在短期内难以前缺乏解决的条件，而这些条件又是在短期内难以创设的，即应视为不具备可行性的课题不予选择。创设的，即应视为不具备可行性的课题不予选择。对于条件不具备但必须研究的课题，可以将其对于条件不具备但必须研究的课题，可以将其分解为一系列子课题，从中选择相对来说具有较大分解为一系列子课题，从中选择相对来说具有较大可行性的子课题进行研究。但必须对其难度作充分可行性的子课题进行研究。但必须对其难度作充分估计，因为即使其中一个子课题的解决也会耗去一估计，因为即使其中一个子课题的解决也会耗去一代人的精力。代人的精力。45自然辩证法绪论 张胜光制作 例如，在统一场论问题上，至60年代，由格拉肖、温伯格、萨拉姆建立规范场理论，才在弱电统一理论上取得了突破，但离四种基本相互作用力的大统一为期尚远。46自然辩证法绪论 张胜光制作 可行性选题应认真考虑科学研究的整体能可行性选题应认真考虑科学研究的整体能力。在客观条件方面，要考虑科研经费、实验设力。在客观条件方面，要考虑科研经费、实验设备、原材料供应、图书情报资料、期限要求以及备、原材料供应、图书情报资料、期限要求以及国家政策、学术交流等外部环境条件；在主观条国家政策、学术交流等外部环境条件；在主观条件方面，要分析科研队伍的结构、各种人才的配件方面，要分析科研队伍的结构、各种人才的配置、研究者的素质、能力以及对课题的兴趣等因置、研究者的素质、能力以及对课题的兴趣等因素。素。47自然辩证法绪论 张胜光制作 还要考虑研究者个人的思维模式和价值观念。还要考虑研究者个人的思维模式和价值观念。一般来说，善于继承积累者，宜于作发展性课题一般来说，善于继承积累者，宜于作发展性课题研究；长于思考、思想活跃者宜于作创新性课题研究；长于思考、思想活跃者宜于作创新性课题研究；刚刚步入科研工作的新人宜选课题小、见研究；刚刚步入科研工作的新人宜选课题小、见效快的效快的“短、平、快短、平、快”项目，以鼓舞士气、积累项目，以鼓舞士气、积累经验；长期从事科研的人，则宜选难度大、风险经验；长期从事科研的人，则宜选难度大、风险高的项目，力戒在薄木板上高的项目，力戒在薄木板上“钻洞钻洞”而无所作为。而无所作为。无论出于哪种考虑，都应该以自觉能动性和现实无论出于哪种考虑，都应该以自觉能动性和现实可行性为前提。可行性为前提。48自然辩证法绪论 张胜光制作选题的原则5：有兴趣的原则 科研选题，应当是自己最感兴趣的课题，最好是自科研选题，应当是自己最感兴趣的课题，最好是自己提出的假说，由自己亲手去验证，这样才能有更大己提出的假说，由自己亲手去验证，这样才能有更大的动力。的动力。如李官奇搞大豆蛋白纤维，就完全是自己的兴趣，如李官奇搞大豆蛋白纤维，就完全是自己的兴趣，因为他发家靠的就是豆珀榨油，榨完油的豆渣再能抽因为他发家靠的就是豆珀榨油，榨完油的豆渣再能抽出大豆纤维来，岂不更是美事！出大豆纤维来，岂不更是美事！又如袁隆平的又如袁隆平的“水稻禾下乘凉梦水稻禾下乘凉梦”，更是推动他不，更是推动他不断取得新成就的动力。断取得新成就的动力。49自然辩证法绪论 张胜光制作胶囊内镜给肠胃摄像50自然辩证法绪论 张胜光制作 上述科研选题的五项基本原则，是相互联系又相互区别的。需要性原则制约了科学研究的根本方向，即科研必须服务于社会和科学自身的需要；科学性原则体现了科学研究的内在根据，即科研必须以经过科学实践反复检验证实的客观规律为基础才能避免陷入歧途；有兴趣的原则保证了科学家能忘我地投入工作，并为实现自己的假说不遗余力。51自然辩证法绪论 张胜光制作 创造性原则创造性原则显示了科学研究的本质特征，即探显示了科学研究的本质特征，即探索未知世界的新现象和新规律；索未知世界的新现象和新规律；可行性原则可行性原则表征了科学研究的现实条件，即科研表征了科学研究的现实条件，即科研必须以主、客观条件的满足为前提，才能达到既定目必须以主、客观条件的满足为前提，才能达到既定目标。标。五条基本原则都是限制性原则，它们相互制约，五条基本原则都是限制性原则，它们相互制约，把选题限制在较狭小的范围内，从而有利于适时而正把选题限制在较狭小的范围内，从而有利于适时而正确地作出决断。确地作出决断。科研选题的基本原则同样适用于技术开发课题的科研选题的基本原则同样适用于技术开发课题的选择。选择。52自然辩证法绪论 张胜光制作案例分析1、新疆正在研究引渤海海水入塔克拉玛干沙漠，以从根本上改善新疆生态环境。据称从技术上无大困难，工程上只需5-6年；2、中国科学院向国家提出，目前正在进行的高速铁路计划不可行，建议停止。53自然辩证法绪论 张胜光制作 袁隆平的选题，正如爱因斯坦所说：袁隆平的选题，正如爱因斯坦所说：“站在巨人站在巨人的肩膀上的肩膀上”起步。做到了起点高（国际水平），方向起步。做到了起点高（国际水平），方向明（世界性研究之方向），难度大（前人已研究多年明（世界性研究之方向），难度大（前人已研究多年尚未成功），竞争激烈；一旦成功，前景必然伟大而尚未成功），竞争激烈；一旦成功，前景必然伟大而光荣。袁隆平掌握了这些信息，知己知彼，胸有成竹。光荣。袁隆平掌握了这些信息，知己知彼，胸有成竹。因此，在他的研究中能少走弯路，早出成果，出大成因此，在他的研究中能少走弯路，早出成果，出大成果。这也是他在研究中当遇到各种复杂现象与困难时，果。这也是他在研究中当遇到各种复杂现象与困难时，表现得那么勇敢、沉着、矢志不渝、信心百倍的一个表现得那么勇敢、沉着、矢志不渝、信心百倍的一个重要原因。重要原因。20_20_袁隆平谈失败和突破袁隆平谈失败和突破袁隆平选题的成功54自然辩证法绪论 张胜光制作袁隆平 几乎与科学家擦肩而过袁隆平学农的起源袁隆平谈杂交稻的产量与品质袁隆平谈家庭关系袁隆平谈个人性格和梦想袁隆平 研究生招生标准袁隆平的“瀑布稻”55自然辩证法绪论 张胜光制作1 1、袁隆平是怎样走上学农之路的？、袁隆平是怎样走上学农之路的？2 2、袁隆平的第一个科研项目是什么？、袁隆平的第一个科研项目是什么？3 3、袁隆平为什么要搞水稻育种研究？、袁隆平为什么要搞水稻育种研究？4 4、袁隆平为什么要走水稻远缘杂交之路？、袁隆平为什么要走水稻远缘杂交之路？5 5、袁隆平之前，学术界是否看好远缘杂交？、袁隆平之前，学术界是否看好远缘杂交？6 6、袁隆平是否从未遇到过失败？他对此怎么看？、袁隆平是否从未遇到过失败？他对此怎么看？7 7、袁隆平是否遇到过机遇？这些机遇都是他自己发现的吗？、袁隆平是否遇到过机遇？这些机遇都是他自己发现的吗？8 8、袁隆平怎样看待灵感？、袁隆平怎样看待灵感？9 9、袁隆平是不是一个冒险家？他为什么永不满足已有成绩？为、袁隆平是不是一个冒险家？他为什么永不满足已有成绩？为何不功成身退？何不功成身退？1010、袁隆平是怎样看待自己的科研成果的？他为什么会有如此强、袁隆平是怎样看待自己的科研成果的？他为什么会有如此强大的科研团队？大的科研团队？1111、袁隆平的成功秘诀是什么？、袁隆平的成功秘诀是什么？56自然辩证法绪论 张胜光制作第五节巴斯德与微生物学57自然辩证法绪论 张胜光制作微生物学的诞生 微生物学的建立可能是生物学史上可以与进化论相媲美的最伟大成就：它确立了生物界除众所周知的植物、动物之外的另一大类即微生物的存在。更重要的是，它揭示了疾病的原因是微生物在作怪，从而指明了治疗疾病的正确途径。法国化学家和生物学家巴斯德是微生物学和医学免疫学的伟大创立者。58自然辩证法绪论 张胜光制作巴斯德（1822-1895）59自然辩证法绪论 张胜光制作巴斯德的科研特点 巴斯德与袁隆平很相似，但他更善于从小处入手，到大处落脚。譬如，他从啤酒变酸问题入手，发明了巴氏消毒法，这是一个工程技术问题。为了揭示巴氏消毒法的奥秘，他不得不批判生命自然发生说，设计了一系列实验，创立了科学的微生物学。60自然辩证法绪论 张胜光制作从小处入手，到大处落脚。又如，他从对鸡霍乱病的研究，发明了接种免疫方法，为此不惜冒险进行了公开性的判决性实验并取得了胜利，还发明了狂犬病疫苗，由此创立了医学免疫学。所以，巴斯德总是从实验入手，从小处入手，从解决生产中的实际问题入手，最后又总是落脚到新的科学理论的创立，搞出一个大成果来。61自然辩证法绪论 张胜光制作 放置久了的葡萄酒和啤酒常常变酸，使法国的酿酒工业蒙受巨大的损失。里尔的一位酿酒商向巴斯德这位著名的化学家请教，是否有一种化学药品可以制止这种变酸过程。巴斯德从工厂取来了样品，在显微镜下观察，结果发现未变酸的酒里有一种圆球状的酵母菌，而变酸的酒里的酵母菌变得很长。这表明，在酒里存在有两种不同的酵母菌。前者产生酒精，后者产生乳酸(使酒发酸)。发酵和变酸实际上都是酵母菌导致的。62自然辩证法绪论 张胜光制作 巴斯德还发现，发酵不需要氧气，但需要活的酵母菌，因此，发酵过程是一种生物学过程，而不是一种化学过程。为此，他与著名化学家李比希发生了争论，因为李比希坚持发酵过程纯粹是一种化学过程。63自然辩证法绪论 张胜光制作 巴斯德在发现了发酵过程的微观机制之后，就着手解决葡萄酒或啤酒发酸问题。道理很简单酒酿制好后酒里的杆状酵母菌即乳酸杆菌必须去掉，否则它们会继续使酒变酸。巴斯德经多次实验发现，慢慢将酒加热到55度，酒中的乳酸杆菌就可以被杀死。将它们密封起来，酒就不会发酸了。64自然辩证法绪论 张胜光制作 这个方法由于太简单，反使许多工厂主不相信，觉得事情岂能如此简单。巴斯德向他们做示范，给一些酒加热密封，另一些不加热。过了几个月，加热过的酒完好如初，那些没加热的都变酸了。这种温热杀菌法今天被称为巴斯德灭菌法。由于它有效而简单，法国酿酒厂家很快就都采用了这种方法。今天我们饮用的牛奶就是采用这种方法灭菌的。65自然辩证法绪论 张胜光制作 微生物在发酵过程中起决定作用的发现，使微生物在发酵过程中起决定作用的发现，使巴斯德卷入了另一场关于自然发生说的争论。自然巴斯德卷入了另一场关于自然发生说的争论。自然发生说主张，许多小生命是自然界随时自动产生的，发生说主张，许多小生命是自然界随时自动产生的，比如苍蝇、蛆甚至老鼠等都是从肮脏的自然环境中比如苍蝇、蛆甚至老鼠等都是从肮脏的自然环境中自然产生的。赫尔蒙特曾提出，把糠和旧破布塞进自然产生的。赫尔蒙特曾提出，把糠和旧破布塞进一个瓶子里，将瓶子放在阴暗的床底下，瓶子里就一个瓶子里，将瓶子放在阴暗的床底下，瓶子里就会生出小老鼠。这些看法普遍流行，到了巴斯德时会生出小老鼠。这些看法普遍流行，到了巴斯德时代依然有许多著名的生物学家相信。代依然有许多著名的生物学家相信。66自然辩证法绪论 张胜光制作 有一位学者宣称，巴斯德的灭菌法不灵。因为酵母有一位学者宣称，巴斯德的灭菌法不灵。因为酵母菌会在有机液菌会在有机液(如酒、牛奶等如酒、牛奶等)中自然发生。当然，如中自然发生。当然，如果酵母菌真会自然发生，巴斯德的灭菌法就从根本上果酵母菌真会自然发生，巴斯德的灭菌法就从根本上无效。为此，巴斯德精心设计了实验证明了自己的的无效。为此，巴斯德精心设计了实验证明了自己的的灭菌法完全有效。他将肉汤放入一个瓶内，加热后密灭菌法完全有效。他将肉汤放入一个瓶内，加热后密封起来，过了若干天肉汤依然完好。他得出结论说，封起来，过了若干天肉汤依然完好。他得出结论说，肉汤之所以变坏，是因为空气里的微生物进入了肉汤肉汤之所以变坏，是因为空气里的微生物进入了肉汤之中。之中。67