科学思维方法 (2)优秀课件.ppt
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1、科学思维方法第1页,本讲稿共82页 第一节第一节 科学研究中的逻辑思维方法科学研究中的逻辑思维方法一、比较、分类和类比一、比较、分类和类比(一)比较方法(一)比较方法 1.比较及其客观基础和特点比较及其客观基础和特点 比较是区分两个或两类事物之间的共同点和差异点比较是区分两个或两类事物之间的共同点和差异点的一种逻辑方法。的一种逻辑方法。在可比较的条件下,任何两个相同或相似的事物之在可比较的条件下,任何两个相同或相似的事物之间,总有其不同之处(同一病房的病人、孪生姊妹);间,总有其不同之处(同一病房的病人、孪生姊妹);任何两个不同的事物之间,总有其相同的地方(人与动任何两个不同的事物之间,总有其
2、相同的地方(人与动物)。事物之间存在的这种物)。事物之间存在的这种相同点相同点和和差异点差异点则是比较方法则是比较方法的的客观基础客观基础。第2页,本讲稿共82页所以,所以,怎样从表面现象上差异极大的事物之间看怎样从表面现象上差异极大的事物之间看出它们在本质上的共同点出它们在本质上的共同点(光、电、磁);(光、电、磁);从表面现象从表面现象上极为相似的事物之间看出它们在本质上的差异点上极为相似的事物之间看出它们在本质上的差异点(鲸(鲸鱼与鱼形态相似、海生;但鲸鱼非鱼类,是胎生的哺乳类鱼与鱼形态相似、海生;但鲸鱼非鱼类,是胎生的哺乳类动物。肿瘤诊断)动物。肿瘤诊断)则是比较方法特点。则是比较方法
3、特点。2.比较方法所适用的比较方法所适用的范围和种类范围和种类 范围:范围:比较可以在异类对象之间进行比较;也可以比较可以在异类对象之间进行比较;也可以在同类对象之间进行比较;还可以在同一对象的不同方在同类对象之间进行比较;还可以在同一对象的不同方面、不同部分进行比较;又可以对一个事物发展的各个面、不同部分进行比较;又可以对一个事物发展的各个阶段之间进行比较。阶段之间进行比较。比较的种类:比较的种类:a.性质比较。即事物之间各种属性的比较。性质比较。即事物之间各种属性的比较。b.量的比较。即事物之间数量上的比较。量的比较。即事物之间数量上的比较。c.状态比较。即事物之间各处于什么状态。状态比较
4、。即事物之间各处于什么状态。第3页,本讲稿共82页d.结构比较。即事物之间在空间构成上的比较。结构比较。即事物之间在空间构成上的比较。e.功能比较。即事物之间在作用和能力上的比较。功能比较。即事物之间在作用和能力上的比较。f.历史比较。即事物发展过程中各个阶段或两种历史比较。即事物发展过程中各个阶段或两种 事物发展过程中同一历史阶段的比较。事物发展过程中同一历史阶段的比较。3.比较应遵循的原则。比较应遵循的原则。应在同一关系上进行比较。也就是说比较必应在同一关系上进行比较。也就是说比较必须使两类事物有某种联系或种属关系。即必须具须使两类事物有某种联系或种属关系。即必须具有可比性。有可比性。必须
5、坚持在同一标准条件下进行比较。也必须坚持在同一标准条件下进行比较。也就是说必须保证两类对象(或两组对象)之间,就是说必须保证两类对象(或两组对象)之间,除被试因素不同外,其它条件必须相同。除被试因素不同外,其它条件必须相同。第4页,本讲稿共82页 应抓住被研究对象的本质属性进行比较。(两种应抓住被研究对象的本质属性进行比较。(两种抗癌药物对肝癌的疗效抗癌药物对肝癌的疗效癌肿块大小变化、甲胎蛋癌肿块大小变化、甲胎蛋白多少变化)白多少变化)4.比较方法的局限性:比较方法的局限性:我们只能对事物之间已知的某些属性作比较,我们只能对事物之间已知的某些属性作比较,不可能把不可能把 未知的属性作比较,因此
6、,根据已知的未知的属性作比较,因此,根据已知的属性进行比较得出来的结论,难免具有或然性,属性进行比较得出来的结论,难免具有或然性,所以运用比较方法时,应该与其它方法相结合而所以运用比较方法时,应该与其它方法相结合而进行。进行。第5页,本讲稿共82页二)分类方法二)分类方法 1.分类分类是指在比较的基础上,根据事是指在比较的基础上,根据事物之间的共同点和差异点,将事物区别为不物之间的共同点和差异点,将事物区别为不同种类或不同等级系统的一种逻辑方法。同种类或不同等级系统的一种逻辑方法。在分类方法中,通过比较找出事物之间在分类方法中,通过比较找出事物之间的共同点和差异点。根据的共同点和差异点。根据共
7、同点共同点将事物将事物归合归合为较大的类;为较大的类;根据根据差异点差异点将事物将事物划分为较小划分为较小的类。的类。因此因此特性特性则是则是划分划分事物的根据,事物的根据,共性共性则是则是归合归合事物的依据。例如:瑞典生物学家事物的依据。例如:瑞典生物学家林奈对数百万生物种的分类。林奈对数百万生物种的分类。第6页,本讲稿共82页2.分类的划分方法分类的划分方法 客观分类法(又叫本质分类法),即按照客客观分类法(又叫本质分类法),即按照客观事物的本质特征和内部联系进行分类。医学上观事物的本质特征和内部联系进行分类。医学上对于人体内部各子系统纵横的分类。对于人体内部各子系统纵横的分类。主观分类法
8、(又叫人为分类法),即按照人主观分类法(又叫人为分类法),即按照人们的主观意图进行的分类。们的主观意图进行的分类。3.分类应遵循的原则分类应遵循的原则 每次分类必须按同一标准进行,否则,就是犯每次分类必须按同一标准进行,否则,就是犯“分类重迭分类重迭”的错误。的错误。第7页,本讲稿共82页例如:例如:按年龄不同和生理特点进行分类按年龄不同和生理特点进行分类更年期疾病更年期疾病儿童性疾病儿童性疾病老年性疾病老年性疾病按致病因子分类按致病因子分类传染性疾病传染性疾病胶原性疾病胶原性疾病免疫性疾病免疫性疾病遗传性疾病遗传性疾病第8页,本讲稿共82页 分类的子项应当互不相容。否则,就要犯分类的子项应当
9、互不相容。否则,就要犯“子项相容子项相容”的错误。的错误。例如:例如:维生物维生物维生物维生物脂溶性维生物脂溶性维生物脂溶性维生物脂溶性维生物水溶性维生物水溶性维生物水溶性维生物水溶性维生物还原性维生物还原性维生物还原性维生物还原性维生物非还原性维生物非还原性维生物非还原性维生物非还原性维生物脂溶性维生物脂溶性维生物脂溶性维生物脂溶性维生物(E)(E)水溶性维生物水溶性维生物水溶性维生物水溶性维生物(C)(C)各子项之和必须穷尽母项。各子项之和必须穷尽母项。各子项之和必须穷尽母项。各子项之和必须穷尽母项。例如:例如:生生生生 物物物物动物动物动物动物植物植物植物植物微生物(不可遗漏)微生物(不
10、可遗漏)微生物(不可遗漏)微生物(不可遗漏)第9页,本讲稿共82页 分类必须逐级进行。否则,就是犯分类必须逐级进行。否则,就是犯“跳级跳级分类分类”的错误。的错误。又如:脊椎动物亚门又如:脊椎动物亚门鱼纲鱼纲鱼纲鱼纲两栖纲两栖纲两栖纲两栖纲爬行纲爬行纲爬行纲爬行纲鸟纲鸟纲鸟纲鸟纲哺乳纲哺乳纲哺乳纲哺乳纲圆口纲(不可遗漏)圆口纲(不可遗漏)圆口纲(不可遗漏)圆口纲(不可遗漏)如:自然界如:自然界动物界动物界动物界动物界植物界植物界植物界植物界矿物界矿物界矿物界矿物界微生物界微生物界微生物界微生物界第10页,本讲稿共82页 注意:实际上,分类也是随着人们对于自然界注意:实际上,分类也是随着人们对于
11、自然界的各种对象在认识上的不断深化而更加准确的。有的各种对象在认识上的不断深化而更加准确的。有时人们还没有认识某些事物,就进行分类,待认识时人们还没有认识某些事物,就进行分类,待认识清楚后又可将其归处于某一类或另行划分类别。清楚后又可将其归处于某一类或另行划分类别。应该是:应该是:自然界自然界非生命非生命非生命非生命界界界界无机化合物无机化合物无机化合物无机化合物矿物界矿物界矿物界矿物界地质界地质界地质界地质界生命界生命界生命界生命界动物界动物界动物界动物界植物界植物界植物界植物界微生物界微生物界微生物界微生物界第11页,本讲稿共82页 4.分类在科研究中的作用。分类在科研究中的作用。分类是整
12、理文献资料的重要手段和方法。分类是整理文献资料的重要手段和方法。对于多门自然科学的分类,有利于科研人员确对于多门自然科学的分类,有利于科研人员确定自己的学科专业和研究方向,进行分门别类的研究,定自己的学科专业和研究方向,进行分门别类的研究,使人们能从更深的层次上去认识自然、改造自然。使使人们能从更深的层次上去认识自然、改造自然。使认识更深刻、更全面。认识更深刻、更全面。科学的分类能够反映事物内部规律性的联系,科学的分类能够反映事物内部规律性的联系,为人们有目的地去探索新事物提供向导。为人们有目的地去探索新事物提供向导。第12页,本讲稿共82页(三)类比方法(三)类比方法 1.类比及其公式类比及
13、其公式 类比是在比较和分类的基础上,根据两个类比是在比较和分类的基础上,根据两个或两类对象之间在某些属性方面相同或相似,或两类对象之间在某些属性方面相同或相似,从而推出它们在其它方面也可能相同或相似的从而推出它们在其它方面也可能相同或相似的一种逻辑方法。类比方法也叫类比推理。一种逻辑方法。类比方法也叫类比推理。公式:公式:如果对象如果对象A有属性有属性a.b.c.d.前提前提 对象对象B有属性有属性a.b.c.那么对象那么对象B也可能有属性也可能有属性d.结论结论第13页,本讲稿共82页例如:荷兰物理学家惠更斯将光与声进行类比,例如:荷兰物理学家惠更斯将光与声进行类比,他发现光与声都具有直线传
14、播、反射、折射、偏振等他发现光与声都具有直线传播、反射、折射、偏振等属性,而声是由于物体的振动所产生的波动,故他推属性,而声是由于物体的振动所产生的波动,故他推理:光也具有波动性。理:光也具有波动性。类比的种类:类比的种类:经验类比、理论类比、模型经验类比、理论类比、模型类比、数学类比、因果类比、结构类比、数学类比、因果类比、结构-功能类比、功能类比、概念概念-机制类比机制类比第14页,本讲稿共82页2.类比方法在科研中的作用。类比方法在科研中的作用。类比可以激发人们的想象力,打破传统思想的束缚,类比可以激发人们的想象力,打破传统思想的束缚,明确新的方向。卢瑟福将原子结构的模型与已知的太阳明确
15、新的方向。卢瑟福将原子结构的模型与已知的太阳系结构相类比,激发了他想象出一个原子结构的模型。系结构相类比,激发了他想象出一个原子结构的模型。类比方法是提出科学假说的重要途径。类比方法是提出科学假说的重要途径。法拉第:法拉第:瀑布的能量公式:瀑布的能量公式:=hP(水容量)(水容量)电的能量公式:电的能量公式:=Vq(电荷量)(电荷量)在临床上对疾病诊断假说的提出有一定的指导作用。在临床上对疾病诊断假说的提出有一定的指导作用。类比方法是医学研究中模拟实验的逻辑基础。类比方法是医学研究中模拟实验的逻辑基础。第15页,本讲稿共82页3.使用类比方法必须遵循原则使用类比方法必须遵循原则 尽量扩大类比的
16、范围。已知相同或相尽量扩大类比的范围。已知相同或相似的属性越多,得出来的结论就越可靠。似的属性越多,得出来的结论就越可靠。10:9要比要比10:7可靠。可靠。要类比两个或两类对象的本质属性,要类比两个或两类对象的本质属性,否则就是犯否则就是犯“表面类比表面类比”的错误。的错误。1月迎春花、月迎春花、2月杏花、月杏花、3月桃花、月桃花、4月槐花、月槐花、5月石榴花、月石榴花、6月荷花月荷花。第16页,本讲稿共82页 要注意寻找有无和结论相矛盾的属性。也就是说,要注意寻找有无和结论相矛盾的属性。也就是说,与甲对象相类比的与甲对象相类比的乙对象乙对象,不能有与被推出的属性不相容,不能有与被推出的属性
17、不相容的属性。如果乙对象有与推出属性不相容的属性,无论甲、的属性。如果乙对象有与推出属性不相容的属性,无论甲、乙对象之间有多少相同属性,结论也不能成立。乙对象之间有多少相同属性,结论也不能成立。例如:地球与月球相类比,都有自转、公转的特性,例如:地球与月球相类比,都有自转、公转的特性,都有丰富的矿藏和无机元素。地球上有高等生物,就不能都有丰富的矿藏和无机元素。地球上有高等生物,就不能推出月球上也有高等生物。因为月球上没有水、空气稀薄、推出月球上也有高等生物。因为月球上没有水、空气稀薄、昼夜温差大、白天昼夜温差大、白天1000C,晚上晚上-1600C。这些属性与高等生。这些属性与高等生物生存的条
18、件都是不相容的。物生存的条件都是不相容的。第17页,本讲稿共82页 4.类比方法的局限性。类比方法的局限性。结论具有较大的结论具有较大的或然性。或然性。因为客观事物之间既因为客观事物之间既有相似的一面,也有差异的一面,有相似的一面,也有差异的一面,相似性是类比方法相似性是类比方法的客观基础,而差异点则对类比方法起限制作用。的客观基础,而差异点则对类比方法起限制作用。如如果我们得出来的结论正好是它们二者的差异性时,果我们得出来的结论正好是它们二者的差异性时,结论必然是错误的。因此,在使用类比方法的,结论必然是错误的。因此,在使用类比方法的,一定要注意同其它方一定要注意同其它方法相结合;同时,类比
19、的结论法相结合;同时,类比的结论法相结合;同时,类比的结论法相结合;同时,类比的结论是否正确,还要接受科学观察和实验的检验。是否正确,还要接受科学观察和实验的检验。是否正确,还要接受科学观察和实验的检验。是否正确,还要接受科学观察和实验的检验。第18页,本讲稿共82页 二、归纳与演释方法二、归纳与演释方法二、归纳与演释方法二、归纳与演释方法 (一)归纳法(一)归纳法(一)归纳法(一)归纳法 归纳法是通过对大量个别事实的考察,从而概括出一归纳法是通过对大量个别事实的考察,从而概括出一般原理的一种逻辑推理方法。它是从个别到一般的一个般原理的一种逻辑推理方法。它是从个别到一般的一个逻辑推理过程。逻辑
20、推理过程。根据归纳推理是否考察了某类事物的全部对象,我们把根据归纳推理是否考察了某类事物的全部对象,我们把归纳分为完全归纳法和不完全归纳法。归纳分为完全归纳法和不完全归纳法。1.完全归纳法完全归纳法是通过考察某类事物的每一个对象是通过考察某类事物的每一个对象(即全部对象)具有(或不具有)某种属性,从而推(即全部对象)具有(或不具有)某种属性,从而推出某类事物具有(或不具有)某种属性的一般性原理出某类事物具有(或不具有)某种属性的一般性原理的结论。的结论。第19页,本讲稿共82页例如:圆是二次曲线例如:圆是二次曲线 椭圆是二次曲线椭圆是二次曲线 双曲线是二次曲线双曲线是二次曲线 抛物线是二次曲线
21、抛物线是二次曲线 圆、椭圆、双曲线、抛物线是圆锥曲线的全部圆、椭圆、双曲线、抛物线是圆锥曲线的全部 所有圆锥曲线都是二次曲线所有圆锥曲线都是二次曲线 完完全全归归纳纳法法的的特特点点:完完全全归归纳纳法法的的结结论论没没有有超超出出前前提提所所断断定定的的范范围围,因因而而结结论论是是必必然然的的、可可靠靠的的,但但它它并并没没有有提提供供新新知知识识。同同时时,在在自自然然界界中中的的一一类类事事物物的的对对象象是是无无限限多多,或或者者数数量量有有限限但但是是相相当当大大,或或者者客客观观上上不不允允许许你你去去考考察察所所有有对对象象,因因此此,在在实实际际科科研研活活动动中中完完全全归
22、归纳纳法法是是很很少少运运用用的的,主主要要运用不完全归纳法。运用不完全归纳法。第20页,本讲稿共82页 2.不不完完全全归归纳纳法法是是通通过过考考察察某某类类事事物物的的部部分分对对象象具具有有(或或不不具具有有)某某种种属属性性,从从而而得得出出该该类类事事物物的的所所有有对对象象具具有有(或或不不具具有有)某某种种属属性性的的一一般般性性原原理理的的结结论。论。例如:肺结核病人有低烧、盗汗的症状;例如:肺结核病人有低烧、盗汗的症状;淋巴结核病人有低烧、盗汗的症状;淋巴结核病人有低烧、盗汗的症状;骨结核病人有低烧、盗汗的症状;骨结核病人有低烧、盗汗的症状;肾结核病人有低烧、盗汗的症状;肾
23、结核病人有低烧、盗汗的症状;腹腔结核病人有低烧、盗汗的症状;腹腔结核病人有低烧、盗汗的症状;凡凡患患结结核核菌菌感感染染的的所所有有患患者者都都有有低低烧烧、盗盗汗汗的的症症状。状。(因因为为还还有有肠肠结结核核未未统统计计,更更何何况况我我们们不不可可能能对对所有结核病人进行考察)。所有结核病人进行考察)。第21页,本讲稿共82页 根根据据是是否否找找到到了了事事物物现现象象之之间间内内在在的的因因果果联联系系,我们又把不完全归纳分为简单我们又把不完全归纳分为简单枚枚举法和科学归纳法。举法和科学归纳法。简单简单枚枚举法:举法:简简单单枚枚举举法法是是通通过过考考察察某某类类事事物物的的部部分
24、分对对象象具具有有(或或不不具具有有)某某种种属属性性,根根据据所所考考察察过过的的对对象象中中并并没没有有遇遇到到与与这这种种属属性性相相矛矛盾盾的的情情况况,从从而而作作出出关关于于该该类类事事物物具具有有(或或不不具具有有)某某种种属属性性的的一一般般性性知知识的结论。识的结论。第22页,本讲稿共82页 公式是:公式是:S1有有P属性属性 S2有有P属性属性 S3有有P属性属性 Sn有有P属性属性 (S1、S2、S3Sn是是S类类事事物物中中的的部部分分对对象象,在在这这部部分对象中未发现与分对象中未发现与P属性相反的事实)属性相反的事实)所有所有S有有P属性。属性。第23页,本讲稿共8
25、2页 例例1:德国业余天文学家施瓦布,在德国业余天文学家施瓦布,在19世纪中世纪中叶,根据他对太阳的长期观察,发现太阳是一个自行叶,根据他对太阳的长期观察,发现太阳是一个自行变化的星球,每隔变化的星球,每隔11年左右,就有一次大的活动期,年左右,就有一次大的活动期,太阳黑子明显增多。然后活动降低到最少量,太阳黑子明显增多。然后活动降低到最少量,11年后年后活动再升到最大量。后来天文观察证明:施瓦布的发活动再升到最大量。后来天文观察证明:施瓦布的发现是正确的,太阳确是每隔现是正确的,太阳确是每隔11年左右就有一次大的活年左右就有一次大的活动期,至今没有出现过相反的事例。象最近的动期,至今没有出现
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