7_科学研究中的逻辑思维与非逻辑思维_254207958

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相同点的比较
对于两个或两个以上对象进行比较而认识其异中之同
A有a、b、c、d…… B有a、b、c…… 则A与B具有相同的特性a、b、c …
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各种胚胎演化中的相同性比较
相异点的比较
对于两个或两个以上对象进行比较而认识其同中之异.
A有a、b、c、d、e…… B有a’、b’、c’、d、e…… 则A以特性a、b、c……与B相异
例如：从H2SO4、HNO3、H3PO4和H3BO5都含氧，得出一切酸都含氧，而HCL、 HF等不含氧； 例如：一切金属都导电，而锗在通常情况下导电性很差。
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科学归纳法：引进了因果关系作为推理依据
求同法：场合 条件 1 A、B、C 2 A、D、E 3 A、F、G 所以，A是a的原因 研究对象 a a a
《自然辩证法》讲义 自然辩证法》
第七章
科学抽象与科学思维
高亮华 清华大学科学技术与社会研究所 Tel: 62773013-233 ; 82866697 Email: lhgao@tsinghua.edu.cn
1
问题
事实 个别 单称判断 思 维 加 工
假说与理论 普遍 全称判断
(科学抽象 科学思维)
7
科学抽象：在科学研究中通过对各种经验材料的比较与分 析，去其次要因素，抽取本质因素，形成科学概念或科学 符号，以达到揭示研究对象的普遍规律和因果关系的思维 方法
8
列宁：
“当思维从具体的东西上升到抽象的东西时，它不是离开……真 理，而是接近真理。物质的抽象，自然规律的抽象，价值的抽象 等等，一句话，那一切科学的（正确的、郑重的、不是荒唐的） 抽象，都更深刻、更正确、更完全地反映着自然。”
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2
科学思维Ⅰ：科学研究中的逻辑方法与数学方 科学思维Ⅰ 法
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科学思维，则是利用科学抽象的成果－－概念、符号和思 想模型所进行的深入的认识活动，是主体把握客体本质的 认识活动和认识形式。 逻辑思维、非逻辑思维（形象思维和直觉思维）是科学思 维的基本类型。
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比较与分类 归纳与统计 分析与综合 形式演绎法 数学方法
4
1
科学抽象
5
概念
科学抽象是思维加工即科学认识由感性阶段向理性阶段 飞跃的决定性环节
感性具体 （科学事实）
分析
思维中的具体 （科学理论）
抽象的规定 综合 （科学概念，符号、思想模型）
6
感性的具体是科学事实 抽象的规定是未经综合的概念、经验规律（如开普勒三定律）、 科学假说等 思维的具体是指经过辩证综合的、完整的科学理论体系
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分类：根据对象的相同点和不同点，将对象划分为不种类 的方法
使复杂的材料条理化、系统化， 谱化体系
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归纳与统计
归纳：从同类的个别事实推演出共同本质或一般原理的逻辑 思维方法。是从个别到一般的思维方法（也是一种推理形 式）
个别 单称 → → 一般 全称
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类型：
完全归纳法：如穷举法（前提完全） 不完全归纳法：
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科学抽象与科学发现
科学抽象的产物：科学概念、科学符号、思想模型。
广义地，还包括科学判断、科学假说和理论等。
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科学概念
科学认识中人们对事物本质属性的认识，是科学思维的最 基本的单元与形式
概念的外延和内涵：
外延：概念所涉及的类的总合。 内涵：概念中所思考的属性、关系和本质特征的总和。 两者既相互联系又相互区别。
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思想模型在科学认识过程中的作用
Ａ，解释功能：由于它是对现实原型的摹写，所以应当与其实验基 础相符合，从而能对有关现实原型的各种观察、实验事实作出科 学解释。 Ｂ，判据功能：以实践为基础建立的思想模型，可间接地起到关于 原型知识的真实性的判据作用。 Ｃ，预见功能：因是对客体绝对化、纯粹化后的产物，往往可以超 越现实条件，揭示研究对象在理想条件下可能出现的情况。
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科学概念的特征
１．可确定性。指概念在逻辑上的可确定性，可接收性。因此，概 念的制作中是允许科学猜想和假设成份的。 ２．可检验性。不仅要有逻辑上的可确定性，而且必须要有实践上 的可检验性。包括直接检验和间接检验。 ３．一定的稳定性与可变动性的统一。科学概念的生命力在于随着 认识的发展而深化、变化，甚至更新，但是在一定阶段和时段具 有稳定性。
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对归纳辩护的消解
对于所有的方法之辩护，都需要更基本的方法来说明。 归纳法是用以证明其他方法的最基本方法，它本身不能再被证明 。
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黑天鹅事件
直到1697年一位探险家在澳大利亚发现了黑天鹅之前，欧洲人一 直认为天鹅都是白色的。因此， “黑天鹅” 有时便用来表征着 一种不可能存在的事物或不可能发生的事件。
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归纳辩护
归纳法是到目前为止行之有效的科学方法，所以应继续使用。 问题：用归纳法证明归纳法，循环论证。
自然齐一律的辩护
自然界是有规律的，归纳法可以帮助我们发现这些规律。 问题： 我们如何知道自然界是有规律的? 如果是归纳得出的，那么仍是循环论证。
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对归纳法的消解
科学研究中不应使用归纳法，而是假说—否证法。 “假说—否证法”的形式与“假说—演绎法”的形式相似 T→O，～O，得到～T。
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科学符号
符号：对象的人工指称物
从认识论角度看，符号是一定的可感知的物质对象，它在贮存、 传递另一对象的信息方面充当另一对象的替代物。 如果A引起关于B的观念，那么A就是B的符号 特点：
物质性， 可感知性， 含义（被赋予）
14
«
15
历史上的符号体系
自然语言:某一社会中历史地形成的一种民族语言。它的基本特征：多义性、 歧义性、语法结构不够严格和统一。 人工语言符号系统 科学术语符号系统，如元素符号。 专业符号语言：形式化语言，是以数学、数理逻辑符号语言为蓝本的 科学语言，如计算机语言。
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比较方法的一些原则要点
事物之间的差异性和同一性是比较认识方法的基础。 比较必须在同一关系下进行：对象是否具有可比性：但可比性也 是一个历史范畴。 选择与制定精确的、稳定的比较标准：定量比较的基础；也是定 性比较所必需。 在越是不同的对象中探求相同点，或在越是相同的对象中探求不 同点，对于的就越大。
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求异法：场合 条件 1 A、B、C 2 B、C 所以，A是a 的原因
研究对象 a
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百度文库
求同共异法：场合 条件 研究对象 1 A、B、C a 2 A、D、E a 3 F、G 所以， A是a 的原因
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共变法：场合 条件 1 A1、B、C 2 A2、B、C 3 A3、B、C 所以，A是a 的原因
原子模型、DNA模型 广义地讲，思想模型也包括数学模型 思想模型是科学理论与现实原型之间的中间环节
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理想模型
思想模型的特殊类型，既具有高度抽象性，又具有某种极限特征。 如数学点、线、面，质点、刚体，理想气体。
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思想模型是科学抽象的产物，将对象的本质属性和基本过 程以最纯粹的形式甚至以某种极限状态表现出来。科学理 论研究的直接对象是思想模型。
简单枚举法 科学归纳法： 求同法， 求异法， 求同共异法 共变法 剩余法。
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完全归纳法：
S1→P S2→P …… Sn→P 所以，
穷举法
S→P
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简单枚举法：
如S1、S2、S3……是S类事物的一部分对象，已知它们都具有属性 P且无例外，则可推及该类事物S都有P的属性， 缺点：容易犯“以偏概全”的错误，
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理想实验
运用理想模型在思维中塑造实验过程，并进行严密逻辑推理的一 种思维方法。 它具有一般实验的结构模式，但又具有假想的性质。 严格按照逻辑，抽象理想的过程，按照实际实验的基本步骤进行 思维推演，是思想的操作。 案例： 案例
伽利略理想惯性运动实验；反驳亚里士多德落体定律的逻辑推演； 爱因斯坦关于同时的相对性实验；关于惯性质量和引力质量等效的理想实 验。
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比较与分类
比较 确定对象之间的相同点与差异点的方法
同中求异 异中求同 比较可以在异类对象之间进行，也可以在同类对象之间进行，还 可以在同一对象的不同方面、不同部分之间进行
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比较方法的作用
可以建立科学概念：如比重、比热等。 可以导致新的理论的诞生，如用比较的方法研究自然地理，产生 了比较自然地理学。用比较的方法研究生物机体和器官，产生了 比较解剖学，提出“同源器官”概念。 比较方法有其局限性，绝对就容易片面化。
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科学概念的制作(通过抽象法)
１．抽取共同点:本质总是通过共同点而表现出来的，所以抽象首 先要抽取共同点. ２．限制思路，深入抽取本质:共同点不等于本质，需经过辩证分 析，有选择地重点深入，着重把握共同点中的本质的东西. ３．理想地复现对象:处理丰富内涵的概念，要对概念的要素进行 辩证综合，或进一步理想化，理想地复现对象(如质点、刚性等).
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统计：所研究的对象总体中抽出若干样本，然后根据样本的 统计事实，推论出关于整体的结论
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《黑天鹅：如何应对不可知的未来（The Black Swan: The Impact of the Highly Improbable）》
“黑天鹅事件”是指满足以下三个特点的事件：
稀有性、 冲击性和 事后（而不是事前）可预测性。
我们面对的未来既有惯性的一面，也有无法预知的一面， 后者或好或坏，让我们希望与恐惧。我们创造的文明与文 化就是要抚平未来的不规则性，将未来纳入到可控的轨道 上，尽管我们取得了巨大的成就，但世界最终仍然是我们 所无法控制得了的。黑天鹅事件无处不在。
研究对象 a1 a2 a3
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剩余法：场合 条件 1 A、B、C 2 B 3 C 所以，A是a 的原因
研究对象 a, b, c b c
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归纳法的作用：
与科学认识过程一致，有很大的创造性（科学发现的逻辑），从 范围较窄的一般原理到普遍的一般原理。
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局限性：
完全归纳法固然可靠，但很难做到； 不完全归纳法具有或然性（需要多种方法配合）
2
科学抽象是科学认识从感性认识阶段上升到理性阶段的飞 跃的决定性环节。 科学思维，则是利用科学抽象的成果－－概念、符号和思 想模型所进行的深入的认识活动，是主体把握客体本质的 认识活动和认识形式。 逻辑思维、形象思维和直觉思维是科学思维的三种基本类 型。
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目录
1 科学抽象 2 科学思维Ⅰ：科学研究中的逻辑方法 3 科学思维Ⅱ：科学研究中的非逻辑方法
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雀啄的比较
食昆虫 食 带 坚 硬 食 仙 人 掌 的 花 和 果 子 种 的 壳 外
同异综合的比较
对于两个或两个以上对象进行比较而认识其同中之异与异中之同.
A有a、b…… B有a、b……p、q…… 则A以特性a、b……相似于B，又以特性p、q……区别于B 同异比较兼有前述两种比较的特点，能够提供较为全面的认识.
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归纳原理也不能从经验上证明：
在x1场合运用归纳原理是有效的， 在x2场合运用归纳原理是有效的， 在x3场合运用归纳原理是有效的， …… 在xn场合运用归纳原理是有效的， 所以，在任何场合运用归纳原理总是有效的。 事实上，并非总是有效，不能保证总是有效。
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罗素火鸡问题
从前在一个火鸡饲养场里，有一只火鸡发现，第一天上午9点钟主 人给它喂食，后来每天上午9时都是。然而，作为一个卓越的归纳 主义者，火鸡并不马上作出结论。它一直等到已收集了有关上午9 点给它喂食这一经验事实的大量观察；而且，它是在多种情况下 进行这些观察的：雨天和晴天，热天和冷天，星期三和星期四。 最后，火鸡进行归纳推理，得出了下面的结论：“主人总是在上 午9点钟给我喂食。”可是，事情并不像它所想像的那样简单和乐 观。有一天，主人并没有给它喂食，而是将他它宰杀了，而它通 过归纳概括而得到的结论终于被无情地推翻了。这一天是圣诞节 前夕。
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归纳问题
Some Now → → All Future
由已经经验到的东西不可能完全，不可能确切证明未经验到的东西。 归纳本质是不保真的、扩充了的论证。
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归纳原理不能在逻辑上得到证明：
在时间t1观察到天鹅x1是白色的， 在时间t2观察到天鹅x2是白色的， 在时间t3观察到天鹅x3是白色的， …… 在时间tn观察到天鹅xn是白色的， 所以，一切天鹅都是白色的。 事实上,存在黑天鹅.
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符号是思想、意义的承载体，在方法上是科学研究的有力工具。 如计算机语言的发展。 自然语言相对人工语言是基础，是元语言，但又是繁杂的土地。 人工语言越来越精确化、抽象化，其中意义也越来越蒸发掉了。 科学实践和科学抽象的产物，也是推动科学发展的不可缺少的工 具。
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思想模型
思想模型是人们为科学研究而建立的对原型高度抽象化了 的思想映象系统。