Part3科学观与科学方法论.ppt

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1、Part 3 科学观与科学方法论一、科学的本质、科学知识的构成二、科学问题的形成三、科学理论的创立四、科学理论的发展一、科学的本质、科学知识的构成（一）科学的本质（一）科学的本质（二）科学知识的构成（二）科学知识的构成（三）科学的价值与精神（三）科学的价值与精神1.1.科学的涵义科学的涵义2.2.科学的本质属性科学的本质属性3.3.科学划界的标准科学划界的标准1.1.科学事实科学事实2.2.科学定律科学定律3.3.科学假说科学假说4.4.科学理论科学理论1.科学的涵义1 1）“科学科学”的本意的本意2 2）马克思的）马克思的“科学科学”3 3）关于）关于“科学科学”的现代观点的现代观点 4 4

2、）自然科学与其他社会意识形式的主要区别）自然科学与其他社会意识形式的主要区别（一）科学的本质（一）科学的本质1919世世纪纪下下半半叶叶，日日本本明明治治维维新新时时代代启启蒙蒙思思想想家家福福泽泽瑜瑜吉吉（1844190118441901）首首次次把把ScienceScience译译为为“科科学学”（分分门门别别类类加加以以研究的学问研究的学问“科科”即即“品类品类”、“等级等级”）。）。18931893年，康有为最早将年，康有为最早将“科学科学”引进中国。引进中国。ScienceScienceScienceScience源源于于古古拉拉丁丁语语ScientiaScientia，最最初初的的

3、涵涵义义是是“知知识识”和和“学学问问”。ScienceScience在在1717世世纪纪出出现现于于法法国国，1919世世纪纪上上半半叶叶出现于英国。出现于英国。1）“科学”的本意“科科学学家家（scientistscientist）”是是18381838年年在在英英国国提提出出的的，最最初初的的涵涵义义是是指指缺缺乏乏正正规规训训练练或或者者与与研研究究机机构构并并不不密密切切，但但在在科科学学上上很很有有能能力力的的人人。2020世世纪纪以以来来才才用用以以专专门门指指以以科科学学为为职职业业的人。的人。科科学学和和工工业业是是“人人对对自自然然界界的的理理论论关关系系和和实实践践关系关

4、系”。科学是一种社会的、精神生产领域的劳动。科学是一种社会的、精神生产领域的劳动。2）马克思的“科学”科学是生产力。科学是生产力。科学既是观念的财富又是实际的财富。科学既是观念的财富又是实际的财富。关关于于客客观观世世界界的的知知识识体体系系以以及及有有效效地地获获取取这这种种知识并加以系统化的方式。知识并加以系统化的方式。3）关于“科学”的现代观点 科学是一种驾驭自然的力量。科学是一种驾驭自然的力量。科学是一种文化。科学是一种文化。科学是一种方法。科学是一种方法。科学是一种社会建制，一种专门职业。科学是一种社会建制，一种专门职业。广广义义的的科科学学包包括括自自然然科科学学、人人文文科科学学

5、、社社会会科科学学和思维科学。和思维科学。狭义的科学狭义的科学仅指自然科学，且不包括技术。仅指自然科学，且不包括技术。自自然然科科学学是是以以自自然然界界（包包括括人人工工自自然然）为为研研究究对对象象的的科科学学，最最终终成成果果是是关关于于自自然然的的系系统统化化、理理论论化化的知识。的知识。4）自然科学与其他社会意识形式的主要区别自自然然科科学学具具有有“一一般般社社会会生生产产力力”即即“知知识识形形态上的生产力态上的生产力”的性质，它是的性质，它是潜在的生产力潜在的生产力。自自然然科科学学不不是是依依赖赖于于特特定定的的经经济济基基础础的的上上层层建建筑筑，即即使使在在阶阶级级社社会

6、会中中也也没没有有阶阶级级性性。“科科学学无无国国界界”科学与宗教和艺术A 科学与宗教宗教基于对超自然支配力、宇宙创造者和控制者的存在，给人以灵魂并延续至死后的信仰体系。科学与宗教的关系：原始宗教精神生活是科学精神产生的基础。宗教在与科学的交流与斗争中同时改变自己。“粗知哲学，每使人倾向于无神论，然而精研哲学，则使人皈依宗教。”（桑塔亚那在理性生活中引用了培根的一段话）科学与宗教的区别方法上：宗教坚持神学教条原则，科学坚持批判性思维对象上：宗教述诸无限的超自然，科学研究有限的自然B 科学与科学与艺术艺术与科学的区与科学的区别艺术诉诸于情感，而科学诉诸于理性实在艺术热衷于个性刻画，科学驱于共性的

7、表达。艺术是永恒的，科学是发展的。科学与科学与艺术的的联系系艺术中的科学技术：观念的、知识的和技术的科学大量进入艺术之中，成为艺术的对象或艺术创造的工具。科学中的艺术：科学研究本身也是一种艺术，虽然在内容上与艺术区别甚大，但是在创造性这一点上与艺术是相同的，它们都是创造性的劳动。2.科学的本质属性1 1）客观真理性）客观真理性2 2）可检验性）可检验性3 3）系统性）系统性4 4）主体际性）主体际性科科学学知知识识作作为为社社会会意意识识形形式式被被不不同同认认识识主主体体所所理理解解，接接受受不同认识主体的实验检验，并在主体间畅通地讨论、交流。不同认识主体的实验检验，并在主体间畅通地讨论、交

8、流。科科学学是是组组织织起起来来的的系系统统化化的的知知识识；科科学学知知识识包包含含相相互互联系的经验知识和理论知识。联系的经验知识和理论知识。科科学学作作为为认认识识活活动动的的成成果果即即科科学学知知识识，包包括括科科学学事实、科学定律、科学假说、科学理论。事实、科学定律、科学假说、科学理论。作为知识体系的科学科学知识与常识、哲理知识的差别：系统性思考+实证作为人类活动的科学 认识论社会学科学与非科学的分界标准A 逻辑经验主义：逻辑经验主义接受了经验确定标准，以逻辑语言分析改造传统思辩性哲学为己任，拒斥形而上学，提出经验证实标准,即凡用经验和逻辑可证实的命题(知识)是有意义的、科学的,否

9、则便是无意义的、非科学的。证伪主义者波普尔提出：任何理论或命题，凡在逻辑上可证伪的(可反驳的)，便是有意义的、科学的，否则便是无意义的、非科学的。B B相对主义学派操作主义者布里奇曼提出了操作意义标准:每一个词语、每一个科学问题和每一个科学命题对应于一组操作,凡可操作的,包括仪器的和智力的操作,就是有意义的、科学的;反之是无意义的、非科学的。逻辑实用主义者奎因将经验主义实用主义化,认为科学是人们用来应付环境的一个概念系统和工具,凡是在应付环境中有用的就是科学的,否则是非科学的;科学理论只有有用无用之分,没有真假好坏之别。库恩的标准：库恩认为分界标准是相对的，随着历史的演变、科学共同体的不同，有

10、不同的标准。标准更主要地由社会、心理等因素决定，而不逻辑。科学与非科学、伪科学的主要区分在于是否在范式或科学研究纲领的指导下从事解决疑难的活动。（二）科学知识的结构1.科学事实1 1）科学事实及其类型）科学事实及其类型2 2）科学事实的特点）科学事实的特点3 3）科学事实在科学认识中有极其重要的作用）科学事实在科学认识中有极其重要的作用科科学学事事实实：科科学学认认识识主主体体对对客客观观存存在在的的个个别别事事物物（事件、现象、过程、关系等）的真实描述和判断。（事件、现象、过程、关系等）的真实描述和判断。1）科学事实及其类型逻辑形式：单称命题。逻辑形式：单称命题。科学事实分为事实科学事实分为

11、事实和事实和事实。事事实实：客客体体和和仪仪器器相相互互作作用用结结果果的的表表征征，如如观观测测仪仪上上所所记记录录和和显显示示的的数数字字、图图像像等等。因因而而与与客客体体的本性有关，也与认识条件有关。的本性有关，也与认识条件有关。事事实实：对对观观察察实实验验所所得得结结果果的的陈陈述述和和判判断断。因因而而既既与与客客体体的的本本性性、仪仪器器的的性性能能有有关关，也也与与人人用用以以描述事实的概念系统有关。描述事实的概念系统有关。被被观观察察与与实实验验证证明明了了的的理理论论结结论论，被被称称为为理理论论事事实，或称事实实，或称事实。2）科学事实的特点原有事实未必被更新的理论推翻

12、。原有事实未必被更新的理论推翻。是是对对科科学学假假说说和和科科学学理理论论进进行行评评价价的的基基本本手手段段和依据。和依据。3）科学事实在科学认识中有极其重要的作用是形成新概念、新理论的基础。是形成新概念、新理论的基础。2.科学定律1 1）科学定律）科学定律2 2）科学定律的主要特征）科学定律的主要特征3 3）科学定律的作用）科学定律的作用反反映映自自然然界界事事物物、现现象象之之间间的的必必然然性性关关系系的的科科学学命命题题。通通常常是是全全称称命命题题。可可分分为为经经验验定定律律和和理理论论定定律。律。经经验验定定律律和和理理论论定定律律的的获获取取的的途途径径是是从从科科学学事事

13、实实到科学定律认识飞跃的两条一般途径。到科学定律认识飞跃的两条一般途径。1）科学定律借借助助归归纳纳法法从从科科学学事事实实概概括括出出来来的的反反应应事事物物或或现现象象之之间间的的某某种种联联系系，具具有有描描述述性性、直直接接实实验验性性，与与观观察察、实实验验直直接接相相关关。具具有有直直接接可判定或测量的经验内容。可判定或测量的经验内容。借借助助想想象象、直直觉觉、灵灵感感等等得得出出的的对对客客体体本本质质的的更更深深刻刻反反映映，具具有有更更大大的的普普遍遍性性。它它不不是是直直接接源源于于经经验验概概括括，其其中中的的抽抽象象概概念念也也不不能能从从经经验验中导出。中导出。2）

14、科学定律的主要特征绝对真理和相对真理的辩证统一绝对真理和相对真理的辩证统一具有简明性具有简明性如：如：F=ma2，E=mc2。必然规律必然规律：在所有时间和地方都被观察到的规则性。逻辑形式：(x)(PxQx)（任何一个x,如果有P性质，那么就有Q性质）全称陈述作为规律的条件：如果全称陈述蕴涵于某个已被接受的理论，或者猜想出的全称陈述其推论与已知的背景知识相符合，则该陈述可以称为规律。统计规律统计规律：断言只以一定的概率出现的规则性。概率语言表达不确定性状态，同时也表达确定性状态。经验规律与理论规律经验规律经验规律是这样的规律，它所包含的语词或是直接用感官可观察的或是用相对简单的技术可测量的。定

15、性规律。如：所有的乌鸦者是黑的。定量规律。如：气体的盖吕萨克方程、电学的欧姆定律等。理论规律理论规律与经验规律的区别并不在于它是否被确定。经验规律被经验事实确证，而理论规律多为“假说”。理论规律中的语词是不可观察的。如分子、原子、电子、质子等。3）科学定律的作用揭示了事物的本质和规律揭示了事物的本质和规律有助于科学概念和科学理论的形成有助于科学概念和科学理论的形成 是科学解释和预测的有效工具是科学解释和预测的有效工具科科学学概概念念的的形形成成可可以以通通过过经经验验定定律律的的提提出出或或发发现现来来完完成成，科科学学定定律律也也是是明明确确科科学学概概念念的的一一种种有有效效手手段段；科科

16、学学概概念念和和科科学学定定律律是是科学理论构成的基础。科学理论构成的基础。3.科学假说1 1）科学假说及其构成和形式）科学假说及其构成和形式2 2）科学假说的基本特性）科学假说的基本特性3 3）科学假说在科学思维和研究中有重要作用）科学假说在科学思维和研究中有重要作用科科学学假假说说：根根据据已已经经有有的的科科学学事事实实和和科科学学原原理理，对对所所研研究究的的自自然然现现象象及及其其规规律律性性提提出出的的一一种种假假定定性性的的推推测测和和说说明明，是是自自然然科科学学理理论论思思维维的的一一种种重重要要形形式。式。1）科学假说及其构成和形式被广泛地运用于各门自然科学。被广泛地运用于

17、各门自然科学。建立假说的条件：旧理论与事实的矛盾旧理论的不完善对现象的直觉与洞察。模型（如分子、原子、原子核模型），模型（如分子、原子、原子核模型），概念（如质点、场、量子等），概念（如质点、场、量子等），知识形态的假定性理论（如太阳系起源学说等）。知识形态的假定性理论（如太阳系起源学说等）。科学假说的主要形式建立假说的原则解释性原则：新建的假说应当能解释研究范围内的所有事实。对应性原则：新建的假说的解释力要超过旧理论，涵概旧理论；旧理论从形式上看可作为新假说的一个特例，新假说在某一方面推向极端时，从形式上就变为旧理论。可检验性原则：新假说应当能推出新的事实，并且原则上能通过实践加以判断其真实

18、性，从而判定假说的正确性。简单性原则：我们应当选择解决问题时最为简单的假说，并且要从知识体系中排除那些无用的知识。科学假说的检验逻辑分析：从逻辑的角度对假说的合理性进行分析判断。概念、命题是否清晰、明白，命题是否真实。逻辑系统是否自恰。根据解释性、对应性、可检验性和简单性原则对假说进行分析。实践检验：从客观性的角度对假说的合理性进行判断。确证或证实：（HC）E）E）H2）科学假说的基本特性科学性与猜测性的统一科学性与猜测性的统一抽象性与形象性的统一抽象性与形象性的统一多样性与易变性多样性与易变性3）科学假说在科学思维和研究中有重要作用科学观察和实验的先导科学观察和实验的先导通向科学理论的必要桥

19、梁通向科学理论的必要桥梁激发创造性思维的媒介激发创造性思维的媒介不不同同假假说说的的“争争鸣鸣”有有利利于于科科学学的的发发展展，有有利利于更全面、更深刻地揭示事物的本质于更全面、更深刻地揭示事物的本质4.科学理论1 1）科学理论及其结构和类型）科学理论及其结构和类型2 2）科学理论的基本特性）科学理论的基本特性科科学学理理论论：经经过过实实验验检检验验的的系系统统化化了了的的科科学学知知识识体体系系，由由科科学学概概念念、原原理理以以及及由由这这些些概概念念、原原理理推推演出来的逻辑结论（具体的规律和预见）组成。演出来的逻辑结论（具体的规律和预见）组成。1）科学理论及其结构和类型构构造造性性

20、理理论论是是“从从比比较较简简单单的的形形式式体体系系出出发发，并并以以此此为为材材料料，对对比比较较复复杂杂的的现现象象构构造造出出一一幅幅图图像像”。气气体体分分子运动论就是这样。子运动论就是这样。原原理理理理论论“使使用用的的是是分分析析方方法法，而而不不是是综综合合方方法法。形形成成它它们们的的基基础础和和出出发发点点的的元元素素，不不是是用用假假说说构构造造出出来来的的，而而是是在在经经验验中中发发现现到到的的，它它们们是是自自然然过过程程的的普普遍遍特特征征，即即原原理理，这这些些原原理理给给出出了了各各个个过过程程或或者者它它们们的的理理论论表表述述所所必必须须满满足足的的数数学

21、学形形式式的的判判据据。热热力力学学就就是是这这样样力力图图用用分分析析方方法法，从从永永动动机机不不可可能能这这一一普普遍遍经经验验到到的的事事实实出出发发，推推导导出出一一些些为为各各个个事事件件都都必必须须满满足足的的条条件件。”“”“相相对对论论属于后一类。属于后一类。”科学理论可分为：构造性理论和原理理论。科学理论可分为：构造性理论和原理理论。2）科学理论的基本特性（三）科学的价值与精神1.1.科学的价值科学的价值2.2.科学的精神科学的精神1 1）价值与科学价值）价值与科学价值2 2）西方的科学价值观）西方的科学价值观科科学学的的价价值值：科科学学（的的属属性性）同同满满足足现现实

22、实的的人人的的某种需要的一种关系。某种需要的一种关系。科科学学的的价价值值既既存存在在于于科科学学的的内内在在属属性性中中，也也存存在在于于科科学学与与社社会会的的相相互互关关系系中中。因因此此，包包括括“科科学学的的内在价值内在价值”和和“科学的社会价值科学的社会价值”。1）科学价值科科学学的的内内在在价价值值：求求真真、客客观观与与人人文文关关怀怀的的科科学学精精神神；怀怀疑疑、批批判判与与创创新新的的科科学学思思想想，从从实实际际出出发发、实事求是的科学方法。这是科学文化的核心。实事求是的科学方法。这是科学文化的核心。科学的社会价值：对社会的作用和意义。科学的社会价值：对社会的作用和意义

23、。物质价值和精神价值。物质价值和精神价值。对物质文明的发展有巨大促进作用。对物质文明的发展有巨大促进作用。推动人类精神文明的进步。推动人类精神文明的进步。科科学学是是负负载载价价值值的的，是是事事实实判判断断和和价价值值判判断断的的统统一。一。2）西方的科学价值观科学价值中立说：科学价值中立说：科学本身不包含价值的成份，科学本身不包含价值的成份，“价值无涉价值无涉”。科学负荷价值说：科学负荷价值说：科科学学价价值值的的核核心心是是科科学学精精神神，即即从从科科学学研研究究的的过过程程和和成成果果中中显显示示出出来来的的科科学学本本身身独独有有的的一一种种精精神神气气质，以及与之相应的科学思想、

24、科学方法。质，以及与之相应的科学思想、科学方法。2.科学的精神默默顿顿提提出出的的科科学学共共同同体体的的四四种种基基本本规规范范或或精精神神气气质质：普普遍遍主主义义（普普遍遍性性），公公有有主主义义（公公有有性性），不不谋谋私私利利精精神，神，有条理（有根据）的怀疑精神。有条理（有根据）的怀疑精神。科学精神的主要内涵：二、科学问题的形成科学认识及其一般程序科学认识及其一般程序（一）科学问题的提出（一）科学问题的提出（二）科学事实的获取：观察和实验（二）科学事实的获取：观察和实验（三）科学假说的形成（三）科学假说的形成人人们们在在实实践践（主主要要是是生生产产实实践践、医医疗疗实实践践、科科

25、学学实验）中对自然系统和自然界演化过程的反映。实验）中对自然系统和自然界演化过程的反映。科学认识及其一般程序科学认识的一般程序：1 1）选题；）选题；2 2）获取科学事实；）获取科学事实；3 3）进行思维加工，形成科学假说；）进行思维加工，形成科学假说；4 4）验证；）验证；5 5）建立理论体系。）建立理论体系。（一）科学问题的提出1.1.科学问题是科学研究的起点科学问题是科学研究的起点两种不同的观点两种不同的观点1 1）科学研究从问题开始）科学研究从问题开始2 2）科学问题的主要来源）科学问题的主要来源2.2.科学研究选题及其步骤和基本原则科学研究选题及其步骤和基本原则1 1）科研选题）科研

26、选题2 2）科研选题的步骤）科研选题的步骤3 3）选题的基本原则）选题的基本原则在在科科学学研研究究或或认认识识的的起起点点问问题题上上有有两两种种不不同同的的观观点：点：（如如培培根根Francis Francis Bacon Bacon(15611626)(15611626)等等人人所所主主张张的的）归归纳纳主主义义的的科科学学方方法法论论认认为为，科科学学研研究究是是从从观察和搜集材料开始的，然后经过归纳上升到理论观察和搜集材料开始的，然后经过归纳上升到理论证证 伪伪 主主 义义 者者 波波 普普 尔尔(Karl(Karl RaimundRaimund PopperPopper，1902

27、1994)19021994)则则明明确确提提出出：科科学学研研究究（或或认认识识）始始于于问问题题而而不不是是观观察察（科科学学发发展展的的四四阶阶段段模模式式：P P1 1（问问题题）TTTT（提提出出试试探探性性的的理理论论）EEEE（消消除除可能的错误）可能的错误）P P2 2（新的问题）新的问题）科科学学问问题题：一一定定时时代代的的科科学学认认识识主主体体在在当当时时的的知知识识背背景景下下提提出出的的关关于于科科学学认认识识与与科科学学实实践践中中需需要要解解决而又未解决的矛盾决而又未解决的矛盾1）科学研究从问题开始一一定定时时代代的的知知识识背背景景决决定定着着一一个个问问题题是

28、是否否有有科科学学价值（是否是科学问题）以及科学问题的内涵深度价值（是否是科学问题）以及科学问题的内涵深度从从结结构构看看，科科学学问问题题包包含含问问题题的的指指向向（问问题题所所涉涉及的研究对象）、研究的及的研究对象）、研究的目标、求解的应答域目标、求解的应答域。在在问问题题的的论论述述中中所所确确定定的的域域限限，并并假假定定所所提提出出的的问问题题的的解解必必定定在在这这个个域域限之中。限之中。（提提出出）问问题题是是科科学学研研究究或或科科学学认认识识的的首首要要的的、具具有有战略意义的一步：战略意义的一步：爱爱因因斯斯坦坦：“提提出出一一个个问问题题往往往往比比解解决决一一个个问问

29、题题更更重重要要。因因为为解解决决问问题题也也许许仅仅仅仅是是一一个个数数学学上上或或实实验验上上的的技技能能而而已已，而而提提出出新新的的问问题题、新新的的可可能能性性，从从新新的的角角度度去去看看待待旧旧的的问问题题，却却需需要要有有创创造造性性的的想想象象力力，而而且且标标志志着着科学的真正进步。科学的真正进步。”问问题题引引导导着着科科学学研研究究或或科科学学认认识识的的整整个个过过程程问问题既是旧理论的终点，也是新理论的起点。题既是旧理论的终点，也是新理论的起点。人人们们总总是是以以问问题题为为框框架架和和指指导导有有选选择择地地搜搜集集事事实实材材料的。料的。科学问题的类型：(1)

30、根据设问方式:是什么（What）；为什么Why；怎么办(How)。(2)按科学与实践的联系程度:理论问题，技术问题与工程问题。(3)劳丹的分类:劳丹在进步及其问题一书中为了说明科学的合理性，而给出了科学问题的分类，如后所示。未被任何理论恰当解决的问题已被一个理论充分解决的问题未解决的问题：科科学学问问题题经验问题概念问题已解决的问题：反 常 问 题：内部概念问题：外部概念问题：未被某一理论解决，但被其竞争理论解决的问题由理论内部的逻辑矛盾产生的。指同一领域不同理论的矛盾或理论与外部的哲学思想、文化传统等不一致产生的问题。劳劳丹丹的的分分类类2）科学问题的主要来源从寻求事实之间的联系提出问题。从

31、寻求事实之间的联系提出问题。从科学实践与科学理论的矛盾中产生问题。从科学实践与科学理论的矛盾中产生问题。从科学理论内部的（逻辑）矛盾中产生问题。从科学理论内部的（逻辑）矛盾中产生问题。从不同理论之间的矛盾中产生问题。从不同理论之间的矛盾中产生问题。从从社社会会需需要要与与现现有有的的生生产产技技术术手手段段不不能能满满足足这这种种需要的矛盾中产生问题。需要的矛盾中产生问题。形形成成、选选择择和和确确定定所所要要研研究究和和解解决决的的课课题题（为为实实现现某某个个特特定定的的目目标标所所需需要要研研究究的的一一个个或或一一组组科科学学问问题）。题）。选选题题的的重重要要性性：科科研研选选题题是

32、是科科学学研研究究的的起起始始步步骤骤，是是科科学学研研究究的的重重要要组组成成部部分分。它它关关系系到到科科研研的的方方向向、目目标标和和内内容容，直直接接影影响响科科研研的的途途径径和和方方法法，决决定定着着科研成果的水平、价值和发展前途。科研成果的水平、价值和发展前途。1）科研选题在在科科学学研研究究中中，最最困困难难的的、最最需需要要远远见见卓卓识识的的，就是选好课题。就是选好课题。了了解解前前人人的的工工作作和和现现实实的的需需要要，进进行行大大量量的的文文献调研和实际考察，初步选出课题。献调研和实际考察，初步选出课题。对对初初选选的的课课题题进进行行初初步步论论证证，即即进进行行可

33、可行行性性分分析。析。2）科研选题的步骤评评议议和和确确定定课课题题。提提出出选选题题报报告告，经经（同同行行专专家）评议，选出最佳课题。家）评议，选出最佳课题。3）选题的基本原则创造性原则（创新性原则）；创造性原则（创新性原则）；科学性原则；科学性原则；可行性原则；可行性原则；需要性原则（或价值原则）。需要性原则（或价值原则）。选选题题要要有有以以上上这这些些原原则则，选选题题的的困困难难也也在在于于这这些些原则原则这些原则的矛盾与兼顾。这些原则的矛盾与兼顾。（二）科学事实的获取：观察和实验观察和实验是获取科学事实的基本方法。观察和实验是获取科学事实的基本方法。1.1.科学观察科学观察2.2

34、.科学实验科学实验3.3.观察实验中的重要认识论问题观察实验中的重要认识论问题在在一一定定理理论论思思维维指指导导下下，通通过过感感官官或或借借助助科科学学仪仪器器，在在自自然然发发生生的的条条件件下下有有目目的的、有有计计划划地地感感知知研研究对象，以获取科学事实究对象，以获取科学事实。分分为为直直接接观观察察和和（通通过过仪仪器器等等）间间接接观观察察。后后者者能提供更准确的观测结果。能提供更准确的观测结果。1.科学观察获获取取科科学学事事实实的的一一种种重重要要手手段段：为为科科学学假假说说的的提提出出和和科科学学理理论论的的形形成成提提供供第第一一手手原原始始材材料料；为为验验证科学假

35、说和理论提供事实根据证科学假说和理论提供事实根据。1）科学观察在科学研究中具有重要作用可可导致新的技术发明导致新的技术发明。2）观察的基本原则根根据据一一定定的的科科学学研研究究目目的的、运运用用一一定定的的物物质质手手段段、在人为控制或变革客观事物的条件下获得科学事实在人为控制或变革客观事物的条件下获得科学事实。实实验验是是在在人人为为控控制制条条件件下下观观察察客客体体的的，因因此此比比观观察能获得更精确可靠的科学事实。察能获得更精确可靠的科学事实。2.科学实验依依据据测测量量手手段段的的不不同同，可可将将实实验验分分为为定定性性实实验验与定量实验。与定量实验。依依据据实实验验手手段段是是

36、否否直直接接作作用用于于实实验验对对象象，可可将将实验分为实验分为直接实验与模拟实验直接实验与模拟实验。1）根据不同的标准可对实验作不同的分类：依依据据实实验验的的直直接接目目的的的的不不同同，可可将将实实验验分分为为探探索索性性实实验验、验验证证性性实实验验、析析因因实实验验、对对照照实实验验、判判决性实验等。决性实验等。再再现现、加加速速或或延延缓缓、模模拟拟研研究究对对象象及及其其变变化化过过程。程。强强化化、激激化化研研究究对对象象，在在极极端端条条件件下下揭揭示示对对象象的本质和规律。的本质和规律。2）科学实验在科学技术研究中的作用简化和纯化研究对象。简化和纯化研究对象。一种经济可靠

37、的认识和变革自然的方法。一种经济可靠的认识和变革自然的方法。科科学学实实验验的的上上述述特特点点与与作作用用，使使它它逐逐步步发发展展成成为为一一个个相相对对独独立立的的社社会会实实践践领领域域。在在其其中中，实实验验手手段段、实实验验装装备备同同实实验验工工作作者者及及其其所所用用的的实实验验方方法法一一样样对对科科技技的的发发展展起起着着重重大大作作用用，它它们们的的革革新新也也有有可可能能带带来科学上的重大进步来科学上的重大进步。一一种种间间接接实实验验，即即先先设设计计出出反反映映对对象象属属性性的的模模型型，然然后后用用实实验验手手段段作作用用于于模模型型，通通过过模模型型实实验验了

38、了解解原原型型（对对象象）的的性性质质及及其其运运动动规规律律，包包括括物物理理模模拟拟、数学模拟和功能模拟。数学模拟和功能模拟。3）模拟实验方法在在自自然然界界中中，许许多多不不同同质质的的系系统统在在数数学学形形式式上上具具有相似性。例如：磁路和电路。有相似性。例如：磁路和电路。这种统一性为数学模拟提供了客观基础。这种统一性为数学模拟提供了客观基础。通通过过建建立立和和研研究究客客观观对对象象的的数数学学模模型型来来揭揭示示对对象象本质特征和变化规律。本质特征和变化规律。以以原原型型的的数数学学形形式式相相似似为为基基础础的的模模型型（对对研研究究对对象象的的数数量量关关系系、逻逻辑辑关关

39、系系和和空空间间关关系系的的模模拟）。（最重要的思想模型。）拟）。（最重要的思想模型。）“数数学学实实验验”是是在在计计算算机机上上对对系系统统的的数数学学模模型型进进行行试试验验，以以求求得得对对原原型型的的规规律律的的科科学学认认识识的的一一种种数数学方法，也叫学方法，也叫“计算机仿真计算机仿真”。“数学实验”计算机仿真数数学学实实验验较较之之模模拟拟实实验验，可可以以在在更更为为理理想想的的条条件件下下进进行行，在在实实验验因因素素和和条条件件的的选选择择、控控制制以以及及对对结结果果的的检检验验、评评估估、验验证证等等诸诸多多方方面面都都有有明明显显优优势势，因而越来越多的实验正被数学

40、实验所取代。因而越来越多的实验正被数学实验所取代。3.观察实验中的重要认识论问题1 1）“理论渗透观察理论渗透观察”问题问题2 2）微观领域中仪器的影响问题）微观领域中仪器的影响问题3 3）观察中的偶然性与机遇问题）观察中的偶然性与机遇问题在在观观察察与与理理论论的的关关系系问问题题上上，有有两两种种对对立立的的观观点点：“中性观察中性观察”观点和观点和“理论渗透观察理论渗透观察”观点。观点。培培根根以以来来的的归归纳纳主主义义者者倡倡导导独独立立于于理理论论的的纯纯粹粹的的观观察察（中中性性观观察察），并并认认为为只只有有经经过过这这种种纯纯粹粹的的观观察才能进入形成理论的阶段。察才能进入形

41、成理论的阶段。1）“理论渗透观察”问题惠惠威威尔尔、波波普普尔尔、汉汉森森、库库恩恩等等则则否否认认有有纯纯粹粹的的中中性性观观察察存存在在，明明确确提提出出“理理论论渗渗透透观观察察”（“观观察渗透着理论察渗透着理论”）。）。“观观察察渗渗透透着着理理论论”的的观观点点更更合合理理，也也更更合合乎乎实实际。际。观观察察不不仅仅是是（有有选选择择地地）接接受受信信息息的的过过程程，同同时也是（有意识、有目的地）加工信息的过程；时也是（有意识、有目的地）加工信息的过程；观观察察陈陈述述总总是是用用科科学学语语言言表表述述出出来来的的，而而科科学学预言总与特定的科学理论联系着。预言总与特定的科学理

42、论联系着。理理论论在在观观察察中中起起着着“定定向向”或或“导导向向”作作用用，引引导导观观察察者者有有选选择择地地接接受受客客体体信信息息，又又起起着着“加加工工改改造造”作用，帮助观察者理解观察到的是什么。作用，帮助观察者理解观察到的是什么。爱爱因因斯斯坦坦：“是是理理论论决决定定我我们们能能够够观观察察到到的的东东西西”，“只只有有理理论论，即即只只有有关关于于自自然然规规律律的的知知识识，才才能能使使我我们们从从感感觉觉印象推论出基本现象印象推论出基本现象”。在在科科学学实实践践过过程程中中由由于于意意外外的的事事件件导导致致科科学学上上的的新新发发现现，称称为为机机遇遇。机机遇遇是是

43、相相对对于于原原来来预预定定的的研研究究计划和目的而言的，它的最大特点就是计划和目的而言的，它的最大特点就是意外性意外性。意意外外的的偶偶然然发发现现有有可可能能加加快快研研究究进进程程而而达达到到预预期期的的目目的的，也也有有可可能能改改变变原原来来的的研研究究方方向向和和目目的的，而而导致新的、更重大的科学发现。导致新的、更重大的科学发现。3）观察中的偶然性与机遇问题能否抓住机遇并做出新的重大的发现主要取决于：能否抓住机遇并做出新的重大的发现主要取决于：科科学学认认识识主主体体对对待待机机遇遇的的态态度度，而而后后者者又又取取决决于他对偶然性与必然性及其关系的理解。于他对偶然性与必然性及其

44、关系的理解。科科学学认认识识主主体体是是否否有有必必要要的的及及时时发发现现问问题题的的认认识能力上的准备。识能力上的准备。（三）科学假说的形成1.1.形成科学假说的方法论原则形成科学假说的方法论原则2.2.经验定律型假说的形成方法经验定律型假说的形成方法3.3.原理定律型假说的形成方法原理定律型假说的形成方法 假说不应与经过检验的科学理论相矛盾。假说不应与经过检验的科学理论相矛盾。假假说说应应当当与与已已知知的的经经过过实实践践复复核核的的事事实实相相符符合合，不不仅仅能能解解释个别事实，而且能解释该领域已知的全部事实。释个别事实，而且能解释该领域已知的全部事实。1.形成科学假说的方法论原则

45、 提提出出的的假假说说必必须须能能用用观观察察、实实验验加加以检验，从而判定它的真伪。以检验，从而判定它的真伪。三、科学理论的创立（一）创立理论的思维过程（一）创立理论的思维过程（二）创立理论的思维方法（二）创立理论的思维方法（三）创立理论的思维形态（三）创立理论的思维形态（一）创立理论的思维过程1.1.准备阶段准备阶段问题的选定问题的选定2.2.孕育构思阶段孕育构思阶段问题的求解问题的求解3.3.潜伏顿悟阶段潜伏顿悟阶段问题的突破问题的突破4.4.验证完善阶段验证完善阶段问题成果的证明和检验问题成果的证明和检验研研究究者者发发现现和和确确定定目目标标，形形成成问问题题情情境境，并并围围绕绕问

46、问题题或或目目标标搜搜集集材材料料，获获得得尽尽可可能能多多的的关关于于目目标标的的信息。信息。（逻辑思维和非逻辑思维并用。）（逻辑思维和非逻辑思维并用。）1.准备阶段问题的选定研研究究者者围围绕绕研研究究目目标标，对对所所获获得得的的各各种种信信息息进进行行思思维维加加工工，冥冥思思苦苦想想，致致力力于于提提出出解解决决问问题题的的创创造造性设想，直至思维达到饱和。性设想，直至思维达到饱和。（以逻辑思维为主）（以逻辑思维为主）2.孕育构思阶段问题的求解研研究究者者转转移移思思考考对对象象，使使对对原原有有对对象象的的思思考考从从意意识识活活动动转转入入潜潜意意识识活活动动，通通过过不不受受约

47、约束束的的潜潜意意识识思思考考，以以突突然然出出现现灵灵感感而而顿顿悟悟的的方方式式，产产生生解解决决问问题题的创造性设想。的创造性设想。（逻辑思维和非逻辑思维并用）（逻辑思维和非逻辑思维并用）3.潜伏顿悟阶段问题的突破研研究究者者采采用用逻逻辑辑思思维维，有有时时还还要要用用实实验验方方法法，对对所所得得到到的的创创造造性性设设想想进进行行检检验验、证证明明和和修修正正，形形成成比比较较完完善善的的概概念念、假假设设、模模型型或或解解决决问问题题的的方方案案和和方法，并在理论上加以认定、确认或否定。方法，并在理论上加以认定、确认或否定。（以逻辑思维为主）（以逻辑思维为主）4.验证完善阶段问题

48、成果的证明和检验（二）创立理论的思维方法1.1.演绎方法演绎方法2.2.非演绎方法非演绎方法1 1）分析与综合）分析与综合2 2）归纳与概括）归纳与概括3 3）类比与联想）类比与联想4 4）模型方法与思想模型）模型方法与思想模型演绎方法演绎方法：从一般到个别的演绎推理。：从一般到个别的演绎推理。根本特点：前提与结论间有蕴含关系。根本特点：前提与结论间有蕴含关系。现现在在的的演演绎绎方方法法包包括括演演绎绎推推理理和和以以演演绎绎推推理理为为基基础的证明及公理化方法。础的证明及公理化方法。1.演绎方法 从从尽尽可可能能少少的的基基本本概概念念、公公理理、公公设设出出发发，运运用用演演绎绎推推理理

49、规规则则，推推导导出出一一系系列列的的命命题题和和定理，从而建立理论体系的方法。定理，从而建立理论体系的方法。由由公公理理化化方方法法得得到到的的逻逻辑辑演演绎绎体体系系称称为为公公理理化化体体系。系。公理化方法产生于数学。公理化方法产生于数学。公理化体系需满足的条件：公理化体系需满足的条件：无矛盾性，无矛盾性，完备性，完备性，独立性。独立性。2 2）演演绎绎方方法法在在科科学学假假设设的的检检验验过过程程中中发发挥挥着着独独一无二的作用，也是科学发现的一种重要方法。一无二的作用，也是科学发现的一种重要方法。形形式式逻逻辑辑的的演演绎绎推推理理的的前前提提与与结结论论之之间间是是蕴蕴涵涵关关系

50、系，但但是是，演演绎绎外外推推完完全全可可以以进进入入还还没没有有被被人人类类考考察过的未知领域。察过的未知领域。勒维列对海王星的预言，勒维列对海王星的预言，门捷列夫对钪、镓等元素的预言，门捷列夫对钪、镓等元素的预言，麦克斯韦对电磁波的预言。麦克斯韦对电磁波的预言。归归纳纳：从从个个别别或或特特殊殊上上升升到到一一般般。分分为为完完全全归归纳纳和不完全归纳（简单枚举归纳和科学归纳）。和不完全归纳（简单枚举归纳和科学归纳）。归归纳纳推推理理虽虽然然结结论论不不具具有有逻逻辑辑必必然然性性，却却更更明明显显地地表表现现出出是是一一种种由由已已知知进进到到未未知知的的方方法法。特特别别是是直直觉觉归