02 第2章 科学发现与科学理论的演变课件.pptx

《02 第2章 科学发现与科学理论的演变课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《02 第2章 科学发现与科学理论的演变课件.pptx（35页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、（第二章（第二章 科学发现与科学理论的演变）科学发现与科学理论的演变）工程工程一般来说，科学发现主要包括科学事实和科学理论一般来说，科学发现主要包括科学事实和科学理论的发现。按照科学的构成，科学发现大致可以分为的发现。按照科学的构成，科学发现大致可以分为知识型发现和方法型发现。知识型发现和方法型发现。科学发现坚持客观性、全面性、典型性、耐心性等科学发现坚持客观性、全面性、典型性、耐心性等原则，遵循归纳主义模式、演绎主义模式、归纳原则，遵循归纳主义模式、演绎主义模式、归纳- -演绎模式、假说演绎模式、假说- -演绎模式等发现模式来实现。演绎模式等发现模式来实现。对于科学理论发展模式的思考，哲学家

2、大致沿着直对于科学理论发展模式的思考，哲学家大致沿着直线积累观线积累观- -证伪主义证伪主义- -整体主义整体主义- -历史主义历史主义- -多元主义多元主义这一线索进行了详细而深刻的探讨。这一线索进行了详细而深刻的探讨。第二章 科学发现与科学理论的演变第一节 科学发现的实践与分类科学发现与科学探究科学事实的发现与建构假说、定律与规律科学发现的分类第二节 科学发现的理论与问题科学发现的起点科学发现的原则与方法科学发现中的推理科学发现的认识论问题第三节 科学理论的演变模式科学理论的累积模式从证伪主义到精致的证伪主义从集体主义到历史主义多元主义：“怎么都行”一、科学发现与科学探究二、科学事实的发现

3、与建构三、假说、定律与规律（一）科学探究（一）科学探究科学科学探究，一般是指科学家借助研究工具，对研究探究，一般是指科学家借助研究工具，对研究对象进行的有意识的探究活动。一般包括三个组成对象进行的有意识的探究活动。一般包括三个组成部分：探究主体、探究工具和探究对象。部分：探究主体、探究工具和探究对象。科学探究活动历史悠久。现代科学探究向着更微观、科学探究活动历史悠久。现代科学探究向着更微观、更宏观、更综合等方向发展，完成了一系列的科学更宏观、更综合等方向发展，完成了一系列的科学发现，实现了人类对自身和宇宙更细致、更深入、发现，实现了人类对自身和宇宙更细致、更深入、更广泛的理解，也为人类改造世界

4、提供了强有力的更广泛的理解，也为人类改造世界提供了强有力的支持。支持。一、科学发现与科学探究一、科学发现与科学探究（二）科学发现（二）科学发现科学科学发现，一般是指人类利用科学方法对已经存发现，一般是指人类利用科学方法对已经存在的事物或规律经过探究过程而获得的科学成果。在的事物或规律经过探究过程而获得的科学成果。科学发现在原则上应该是可检验的。科学发现在原则上应该是可检验的。科学事实的发现和科学理论的发现是科学发现的科学事实的发现和科学理论的发现是科学发现的主要内容。主要内容。科学发现不只是观察到某种事实，还必须能够运科学发现不只是观察到某种事实，还必须能够运用已有的知识对它进行正确的解释和说

5、明。用已有的知识对它进行正确的解释和说明。科学发现是一个复杂的过程。科学发现是一个复杂的过程。科学发现具有历史性和社会性。科学发现具有历史性和社会性。（一（一）科学事实的含义和作用）科学事实的含义和作用在进行科学探究之前，应该区分客观事实、经验事在进行科学探究之前，应该区分客观事实、经验事实和科学事实的含义。实和科学事实的含义。所谓科学事实，是人们在科学实践中运用科学语言所谓科学事实，是人们在科学实践中运用科学语言对客观事实所进行的真的描述和判断。对客观事实所进行的真的描述和判断。科学事实在科学认识中的作用主要表现为：它既是科学事实在科学认识中的作用主要表现为：它既是形成科学概念、科学定理、科

6、学假说和建立科学理形成科学概念、科学定理、科学假说和建立科学理论的基础，也是证明与反驳科学假说和科学理论的论的基础，也是证明与反驳科学假说和科学理论的基本手段。基本手段。二、科学事实的发现与建构二、科学事实的发现与建构（二）从二）从“发现发现”到到“建构建构”20世纪70年代，科学知识社会学（SSK）质疑科学知识的客观性，认为科学事实不是客观地“发现”的，而是社会地“建构”的。SSK突出了研究主题的地位，将社会性因素放在了第一位，加深了对科学事实的理解。但是，SSK的观点具有明显的相对主义色彩，完全否认了科学事实的客观性，这是有失偏颇的。（一）科学假说一）科学假说科学假说是指人们根据已有的科学

7、事实和科学理论，科学假说是指人们根据已有的科学事实和科学理论，对未知的自然现象及其规律性，经过一系列的思维对未知的自然现象及其规律性，经过一系列的思维活动而做出的假定性解释和说明。活动而做出的假定性解释和说明。科学假说的特征：科学性，假定性，可检验性，不科学假说的特征：科学性，假定性，可检验性，不确定性。确定性。如果科学假说能够符合解释性和预见性的条件，一如果科学假说能够符合解释性和预见性的条件，一般认为科学假说就转化为科学理论了。般认为科学假说就转化为科学理论了。三、假说、定律与规律三、假说、定律与规律（二）科学定律与规律二）科学定律与规律在科学事实和科学假说的基础之上，人们通过抽象在科学事

8、实和科学假说的基础之上，人们通过抽象思维能力，利用逻辑符号和数学表达式来表示对客思维能力，利用逻辑符号和数学表达式来表示对客观世界系统的、全面的和深刻的认识，形成了科学观世界系统的、全面的和深刻的认识，形成了科学定律和规律等，它们是科学理论的重要组成部分。定律和规律等，它们是科学理论的重要组成部分。科学定律是科学抽象的结果。科学定律是科学抽象的结果。科学定律分为经验定律和理论定律。科学定律分为经验定律和理论定律。规律一般可以分为两类：必然规律和统计规律。规律一般可以分为两类：必然规律和统计规律。1 1. .不同内容的科学发现不同内容的科学发现依据发现的内容，大致可以分为知识型发现和方法型发现。

9、2.不同层次的科学发现依据科学认知的逻辑顺序，知识型发现可以分为科学事实的发现、科学定律和科学规律的发现，以及科学理论的发现。根据学科的不同，科学发现还分为数学发现、物理发现、化学发现、地理发现等。四、科学发现的分类四、科学发现的分类一、科学发现的起点二、科学发现的原则与方法三、科学发现中的推理（一）科学问题的含义一）科学问题的含义科学问题是指在特定时代背景下，科研工作者基科学问题是指在特定时代背景下，科研工作者基于一定的背景知识所提提出的、在科学的认识活于一定的背景知识所提提出的、在科学的认识活动和实践活动中需要解决又尚未解决的问题。动和实践活动中需要解决又尚未解决的问题。科学问题是一定时代

10、的产物，具有时代特征。科学问题是一定时代的产物，具有时代特征。为了认清科学问题，还需要区别两类问题，即真为了认清科学问题，还需要区别两类问题，即真问题和伪问题。问题和伪问题。一、科学发现的起点一、科学发现的起点（二）科学问题的来源与分类二）科学问题的来源与分类科学问题的来源包括：科学问题的来源包括：科学事实积累到一定阶段，产生新的问题科学事实积累到一定阶段，产生新的问题科学理论与科学事实之间的矛盾所产生的问题科学理论与科学事实之间的矛盾所产生的问题科学理论内部存在的逻辑悖论和佯谬也能引出重大科学理论内部存在的逻辑悖论和佯谬也能引出重大的科学问题的科学问题不同科学理论之间也会存在矛盾，从这一矛盾

11、也能不同科学理论之间也会存在矛盾，从这一矛盾也能产生科学问题。产生科学问题。科学问题的分类：经验问题和概念问题。科学问题的分类：经验问题和概念问题。（三）科学问题的意义与解决三）科学问题的意义与解决劳丹认为科学本质上就是解决问题的活动。科学劳丹认为科学本质上就是解决问题的活动。科学问题的解决方式一般有以下几种：问题的解决方式一般有以下几种：通过获取新的科学事实通过获取新的科学事实通过引入新的概念通过引入新的概念通过引入科学假说通过引入科学假说（一）科学发现的原则1. 1. 客观性客观性原则原则。应根据研究对象的本来面目来认识它，在科学观察和实验中坚持实事求是的科学态度，克服先入为主的观念，不可

12、篡改科学实验数据。2. 2. 全面性原则全面性原则应尽量观察研究对象的各个方面、各种因素、各种关系和各种规定，这样既能较为容易地发现科学事实，又能获得丰富而完整的科学事实，客观地反映事物全貌。3. 3. 典型性原则典型性原则要注意选择能够集中反映一类事物的共性，其自然过程表现得比较纯粹、最少受干扰、最易于观察的事物作为研究对象。二、科学发现的原则与方法二、科学发现的原则与方法1.1.亚里士多德的归纳亚里士多德的归纳- -演绎模式演绎模式2.2.培根的归纳主义模式培根的归纳主义模式3.3.笛卡笛卡尔的演绎主义模式尔的演绎主义模式4.4.假说假说- -演绎模式演绎模式5.5.P PH HOcOcH

13、cHc（二）科学发现的模式（二）科学发现的模式（一）归纳推理一）归纳推理归纳推理是由个别事物概括出一类事物的本质或规律的推理。归纳推理可以分为完全归纳法和不完全归纳法。不完全归纳法常用的有简单枚举法、科学归纳法和统计推理。三、科学发现中的推理三、科学发现中的推理（二）演绎推理（二）演绎推理演绎推理是一种从一般到个别的推理。较为典型的演绎推理是三段论，它由大前提、小前提和结论组成。演绎推理具有科学证明、科学预见、建构理论的作用。（三）类比推理三）类比推理类比推理是根据两个或两类对象之间某些方面的相类比推理是根据两个或两类对象之间某些方面的相似或相同，推出它们在其他方面也可能相似或相同似或相同，推

14、出它们在其他方面也可能相似或相同的一种推理方式。的一种推理方式。按照模型与原型（研究对象）之间的相似关系，模按照模型与原型（研究对象）之间的相似关系，模型可以分为物理模型、数学模型、结构模型和仿真型可以分为物理模型、数学模型、结构模型和仿真模型等。模型等。（四）溯因推理（四）溯因推理溯因推理又称逆推法，是最早由亚里士多德提出的溯因推理又称逆推法，是最早由亚里士多德提出的一种推理形式。一种推理形式。溯因推理的最大优点在于揭示了观察和因果说明这溯因推理的最大优点在于揭示了观察和因果说明这的理论渗透。的理论渗透。（一）机遇一）机遇一般把在科学观察和科学实验过程中意外出现一般把在科学观察和科学实验过程

15、中意外出现的偶然事件或机会，称为机遇。我们可以通过以下的偶然事件或机会，称为机遇。我们可以通过以下几种方法，来更好地捕捉甚至创造机遇：几种方法，来更好地捕捉甚至创造机遇：丰富自己的头脑，做个有准备的人丰富自己的头脑，做个有准备的人主导提高机遇出现率。主导提高机遇出现率。善于利用线索，把握住机遇。善于利用线索，把握住机遇。要要有细心、耐心和恒心，这是把握机遇和创造机有细心、耐心和恒心，这是把握机遇和创造机遇的主要心理因素。遇的主要心理因素。四、科学发现的认识论问题四、科学发现的认识论问题1 1、纯观察说、纯观察说古典经验主义提出了古典经验主义提出了“纯观察说纯观察说”，对近代科学认，对近代科学认

16、识活动产生深刻影响，代表人物有培根和洛克。识活动产生深刻影响，代表人物有培根和洛克。2 2、中性、中性观察说观察说逻辑经验主义继承和发展了古典经验主义的思想，提出了“中性观察说”。如卡尔纳普的“两层语言模型”。逻辑经验主义的观察理论比古典经验主义的“纯观察说”要更为细致和严密（二）观察与理论（二）观察与理论3 3、理论渗透说、理论渗透说汉森提出“理论渗透说”认为，科学观察不是简单的“看”，在观察的过程中组织模式等理论内容并不是一个“旁观者”，而是渗透在观察中的4 4、双向渗透说、双向渗透说夏皮尔认为，科学上的理论和观察不是固定不变的，而是随着科学的进步而不断变化的，由于科学概念的不断发展，观察

17、和理论是双向渗透的。 理论对观察的影响理论对观察的影响（三）逻辑思维与非三）逻辑思维与非逻辑思维逻辑思维逻辑思维主要指人们在认识过程中，按照逻辑规逻辑思维主要指人们在认识过程中，按照逻辑规律建立概念和命题之间的推理关系来进行形式化律建立概念和命题之间的推理关系来进行形式化推理。推理。科学发现有方法，但无定法。科学发现往往表现科学发现有方法，但无定法。科学发现往往表现出对逻辑思维的出对逻辑思维的“僭越僭越”，许多重大的科学发现，许多重大的科学发现大都来源于非逻辑思维。大都来源于非逻辑思维。一、科学发现与科学探究二、科学事实的发现与建构三、假说、定律与规律惠威尔认为，科惠威尔认为，科学发展其实就是

18、支学发展其实就是支流汇合成江河的过流汇合成江河的过程，科学发展是通程，科学发展是通过将过去的成功逐过将过去的成功逐渐归并到现在的理渐归并到现在的理论中而进行的。论中而进行的。一、科学理论的累积模式一、科学理论的累积模式（一）惠威尔（一）惠威尔“支流支流- -江河江河”说说（二）内格尔的理论还原观二）内格尔的理论还原观内格内格尔提出了理论的还原观，认为理论通过尔提出了理论的还原观，认为理论通过归并二成长。有两种不同类型的还原，即同归并二成长。有两种不同类型的还原，即同质还原和异质还原。质还原和异质还原。成功的还原就是归并，科学通过归并向前发成功的还原就是归并，科学通过归并向前发展展。逻辑实证主义

19、提出了一种直线积累的科学发展模式，认为科学知识的增长是不断归纳的结果。它把科学知识的增长看成一个量变的过程，否认科学发展中的质变和飞跃。（三）逻辑实证主义的直线积累观（三）逻辑实证主义的直线积累观科学发展是一个动态、科学发展是一个动态、不断革命的过程不断革命的过程问题是科学发展的起点问题是科学发展的起点和终点和终点证伪证伪主义体现科学的创主义体现科学的创造精神和批判精神造精神和批判精神二、从证伪主义到精致证伪主义二、从证伪主义到精致证伪主义（一）波普尔的证伪主义（一）波普尔的证伪主义科学研究纲领值得是范围较大的理论系列，该理论科学研究纲领值得是范围较大的理论系列，该理论系列不仅仅指导一个时代的

20、科学活动，而且还会影系列不仅仅指导一个时代的科学活动，而且还会影响到人们的思维方式。响到人们的思维方式。科学研究纲领由四个相互联系的部分组成：硬核、科学研究纲领由四个相互联系的部分组成：硬核、保护带、反面启示法和证明启示法。保护带、反面启示法和证明启示法。科学进步与发展就表现为科学研究纲领的进步上。科学进步与发展就表现为科学研究纲领的进步上。（二）拉卡托斯的精致证伪主义（二）拉卡托斯的精致证伪主义（一）整体主义一）整体主义分析真理与综合真理是相互联系、相互渗透的分析真理与综合真理是相互联系、相互渗透的科学理论是一个整体科学理论是一个整体检验科学的标准在于实用性检验科学的标准在于实用性三、从整体

21、主义到历史主义三、从整体主义到历史主义（二）历史主义二）历史主义科学发展是一个科学发展是一个“范式范式”为核心，沿前科学、常规为核心，沿前科学、常规科学和科学革命三个阶段不断交替上升、往复循环的科学和科学革命三个阶段不断交替上升、往复循环的过程。科学发展是渐进和革命不断交替的过程，在这过程。科学发展是渐进和革命不断交替的过程，在这一过程中起支配作用的是范式的转变和稳定。一过程中起支配作用的是范式的转变和稳定。（一）多元主义的方法论：怎么都行一）多元主义的方法论：怎么都行费耶阿本德提倡的是“反对方法”，反对理性方法一元论，主张方法论的多元主义。科学中其实并不存在一元论的东西，科学本质上是一种开放

22、的事业，是一种无政府主义事业，在从事这项事业时，任何一种方法都有它的局限性。在科学的实际发展中，应该采取“怎么都行”的多元方法。四、多元主义：四、多元主义：“怎么都行怎么都行”（二）理论多元论模式二）理论多元论模式科学的进步不是向真理的渐次逼近，而是各种互不相容的理论形成一个集合体，即理论海洋。多元主义模式主要内容包括反归纳法、韧性原来和理论增生。多元主义的方法论认为，在科学研究者不存在一元的独裁式的方法论，唯一能行的就是使用多种方法；在此基础上，科学的进步不是一个理论战胜一个理论的战争史，而是一个多种（甚至是不相容的）理论不断形成一个理论海洋的过程，在这个海洋中各种理论相互竞争。科学事实的含

23、义科学事实的含义科学发现的模式科学发现的模式科学发现的推理科学发现的推理逻辑逻辑实证主义的直线积累观实证主义的直线积累观波普尔的证伪主义理论波普尔的证伪主义理论库恩的范式理论库恩的范式理论费耶阿本德的多元主义方法论费耶阿本德的多元主义方法论1.1.试述科学发现的内涵和分类。试述科学发现的内涵和分类。2.2.试述科学发现的几种常见模式。试述科学发现的几种常见模式。3.3.如何看待机遇在科学探究中的作用？如何看待机遇在科学探究中的作用？4.4.如何理解如何理解“观察渗透理论观察渗透理论”这一命题？这一命题？5.5.试试述科学发展的累积模式。述科学发展的累积模式。6.6.试试述库恩的述库恩的“范式范式”理论。理论。