科学问题、科学假说和科学理论ppt
方法论ppt课件
2，科学问题的结构：
• 1），科学理论和科学事实背景 • 2），科学求解目标 • 3），（预设的）问题答案的应答域和求解
方法
10
3，科学问题的分类：
• 1），经验问题 • 理论问题 • 2），What？ • Why？ • How？
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科学问题的作用
• 1）， 科学问题对于观察实验的指导作用 • 2）， 科学问题是科学研究的产物和总结 • 3）， 科学问题在科学研究中的核心地位
4
思考题
• 是否存在一种唯一的科学方法论？ • 科学与非科学是否存在一种绝对的区别？
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科学方法论
• 科学问题和观察实验 • 科学抽象与科学思维 • 科学假说与科学理论
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科学问题与观察、实验
• 一、科学问题在科学研究中的地位和作用 • 二、科学事实与观察、实验
7
一、科学问题在科学研究中的作 用
• 推理方法：省略了未知的一般规律这一中
介环节，直接从一事物的特征推导出另一 事物的特征。
• 或然性强，可靠性差 • 对现有知识依赖较少，创造性强。
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类比
• 类比的潜在逻辑结构
特殊事实
一般规律
特殊事实
归纳
演绎
60
三、科学思维的非逻辑方法
• 形象思维：在感性认识基础上，通过形象
来反映和揭示事物本质属性的思维形式。
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概念
• 反映本质属性的抽象思维方式，思维的基
本单位，理论的构成基础。
• 外延：概念所涉及的类的总和。 • 内涵：概念中所概括的属性、关系和本质
特征的总和。
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科学概念的特点
• 可确定性：不同的科学概念之间在逻辑上
构成可演绎的网络关系。
科技哲学十五讲课件
•Wohler维勒的尿素人工合成
HCNO+NH4OH
CO(NH2)2
（无机物与有机物间没有鸿沟）； 说明动植物内在统一；
•细胞发现（Schleiden施莱登、Schwann施旺)， •Darwin的进化论，
被Engles忽略的：
H2O+NH4CNO
彻底粉碎神创论和形而上学物种不变论；
•Maxwell麦克斯韦的电磁场理论，
六大缺口:
•Kant-Laplace星云说 •Lyell（赖尔的渐变论）地质学原理与[Cuvier 突变论]之争； •能量守恒与转化定律[Mayer迈尔、Jaule焦耳、Grove格罗夫、
（太阳系起源假说），打击神创论和宇宙不变论；
（居维叶）
Coolding柯尔丁、Helmholtz赫尔姆霍兹等]，mgh﹦1/2mv×v；
人类 科学 自然
社会
（主体）
技术
（中介）
界
（客体）
三个基本研究对象：
• • •
自然界存在与演化的一般规律（自然界运动发展 的辩证法） 认识、改造自然的一般规律（科学技术研究的辩 证法） 科学技术发展的一般规律（科学技术发展的辩证 法）
２．性质 面对如此庞大的研究对象和三个一般规律， 足见不是科学的实证方法能够胜任的，只能借助 理论概括的方法，故课程属于哲学性质，是：
•马克思主义哲学的一个分支； •介于辩证唯物主义和具体科学技术之中间层次； •相对于一般哲学原理的二级哲学。
（可以通过下页图示来理解）
马克思主义哲学 基本原理
世界物质性原理 世界发展性原理
自然辩证法 （自然界） 各门自然科 学和技术学 科（天、地、 生、物、化 等） 自然现象界
历史唯物论 （人类社会）
科学假说与科学理论
科学假说与科学理论一、科学假说1．定义：就是指根据一致的科学事实与科学理论对其研究的自然现象及其规律提出的假定性说明。
要素：（1）科学事实（2）背景知识（3）进行猜测（4）形成预见例如：血液循环假说的提出最大的贡献就在于预见了毛细血管的存在。
------（推动了医学的发展与繁荣）2．特征：科学性假定性易变性3．作用：（1）科学假说是发挥思维创造性的有效方法（2）具有导向作用（3）不同的假说有助于推动学术的繁荣（4）科学假说是自然科学的发展形势和通向科学理论的桥梁4．科学假说的建立与发展（1）建立原则：解释性原则对应性原则可检验性原则（2）发展趋势：1）被证明是正确的科学假说，上升为理论2）与新的事实不完全相符或出现了新的逻辑困难需要进行部分修改或完善3）被新的事实证伪4）对于同一个事实会产生多种假说并存的现象。
一个战胜另一个或互相补充结合成一个完整的假说，或被一个新的假说所取代。
（3）诊断假说的择优标准1）可检验性标准：确定性标准>基本确定性标准>非确定性标准>功能性标准2）概率性标准：时空概率----人群概率----危险概率3）解释性标准4）效益性标准科学假说科学假说是科学理论发展的思维形式，是人们根据已经掌握的科学原理和科学事实，对未知的自然现象及其规律性，经过一系列的思维过程，预先在自己头脑中作出的假定性解释。
科学假说是科学理论的可能方案。
按照《中国大百科全书》的定义，科学假说是指“根据已有的科学知识和新的科学事实对所研究的问题作出的一种猜测性陈述。
它是将认识从已知推向未知，进而变未知为已知的必不可少的思维方法，是科学发展的一种重要形式。
”在这一对科学假说的规定中，表达了两层意思，一是科学假说具有猜测、假设的性质，还不属于被实践所验证了的科学事实；二是科学假说又不同于毫无根据的主观随意臆断，而是以已知的既定科学知识和新的科学事实为基础，是在这些基础上提炼出的科学问题，并在多种科学知识基础上运用分析和综合、归纳和演绎、类比和想象等方法，形成解答问题的基本观点。
2019自然辩证法课件 科学假说与理论
论，以验证假说。
• 如魏格纳的“大陆飘移说” • 达尔文的生物进化论
人文学院李丽
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3
“大陆飘移说”
魏格纳在提出“大陆飘移说”的时候，首先先把
注意力集中在材料的搜集和分析上（包括古地质学、 古生物学、古气候学、古地磁学等证据），他在 《海陆的起源》一书中说：“任何人观察南大西洋 的两对岸，都会被巴西与非洲间海岸线轮廓的相似 所吸引住······如果用测量工具在地球仪上测量一下， 就可以看到双方的大小都是准确一致的”然后在事 实的基础上，根据牛顿的力学的某些原理进行分析， 设想远古时代地球只是一整块陆地，周围全是海洋， 后来天体引力、潮汐、地球自转的离心力使它们分 成小块，之后就像漂移的冰山一样逐步远离开去， 美洲脱离了非洲和欧洲向西移动，越飘越远，在他 们之间就形成了大西洋。后来他为了进一步寻找证 据，只身前往北极地区的格陵兰岛，在50岁生日那 天不幸遇难
幻想，不能放弃希望。
人文学院李丽
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假说的来源
对自然现象进行解释---求知欲所致 出现已知理论无法解释的新事实时
• X射线、放射性元素及电子的发现
把理论类推到其适用范围之外时
• 德布罗意的物质波假说
为解决新旧事实之间的矛盾
• 波粒二象性
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8
假说的特征
科学性
• 科学假说是以一定的事实为依据。以科学理论为 前提而提出来的。VS伪科学
科学假说
科学假说及其构成 假说的来源 假说的特征和作用 对假说的检验
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1
科学假说是基于一定的科学事实和ห้องสมุดไป่ตู้论
第三章马克思主义科学技术方法论介绍
• ⑷现实可能性原则
• 现实可行性是指选择的课题必须与主、客观条件相 适应。即根据已经具备或经过努力可以具备的条件 进行选题。
• 现实可能性作为选题的又一基本原则，是因为任何 时候人们的认识和实践活动总要受到一定条件的限 制。科研作为认识世界的一种探索性、创造性活动， 它必然也要受到一定条件的限制。
• ⑵全面性原则
• 这一原则是客观性原则的必要补充。列宁曾指出： “要真正地认识事物，就必须把握、研究它的一切 方面、一切联系和‘中介’。我们决不可能完全地 做到这一点，但是，全面性的要求可以使我们防止 错误和防止僵化。”这就是说，应当从事物的空间 分布上，观察事物的各个方面，事物的全体；从事 物本身的关系以及一事物与它事物的联系上，观察 事物的整体特征和事物在环境中或更大系统中的表 现；从事物的时间演化上，观察事物发展的各个阶 段和事物发展的全过程。
第三章 马克思主义科学技术方法论
第一节 科学问题与科学事实 第二节 科学抽象与科学思维 第三节 科学假说与科学理论
第一节 科学问题与科学事实
• 一、科学问题
• ⒈问题及科学问题
• 所谓问题，从认识论的角度看是知与不知的辩证统一。 从一般哲学方法论的角度看，问题就是矛盾。
• 科学问题是指一定时代的科学认识主体在当时的知识 背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而 又未解决的矛盾。
• ⑶典型性原则
• 自然现象是复杂多样、变化无穷、不可穷尽的。 因此，我们在观察时，要选择一个或一组足以能 够反映其它客体特点的对象进行观察，对于科学 研究来说是非常重要的。
• ⑷注意观察的条件性
• 观察总是在一定的时间、地点和条件下进行的， 离开了原来的时间、地点和条件，其结果可能会 有很大差异。因此，必须注意这种条件性。
自然辩证法概论 第6讲 科学假说与与科学理论
2024/9/29
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判断假说解释能力的标准
1、看假说推论的数量和种类 2、看假说应付反常的能力 3、看假说的局部解释能力
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假说的对应性
在原有理论适用的范围内，新假说肯定 原有理论的经验结果。
新假说应界定原有理论的适用范围，并 解释其相对的正确性，将其作为特例或 极限形式包容于自身。
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假说检验的方法
1， 逻辑分析〔理论检验〕——辅助手段
逻辑分析的意义：
筛选作用：概念应具简单性、精确性、明晰 性等
假说自身不应存在矛盾，
假说不应与其他理论存在矛盾。
在假说与经验事实之间建立更加明晰的关系，
推出科学预见。
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2， 实践检验——根本手段
科学知识和活动的整体性和历史性，使得 不可能通过一组实验决定性地肯定或否认 某一假说。
C, 判决性实验的心理学和社会学意义
判决性实验影响了科学共同体的心理取向 和游戏规那么。
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实验检验的双重性
确定性：在特定的知识和社会背景下， 可以重复的科学观察和实验是确定的， 对于相互竞争的假说的支持和批判也是 确定的。
来源：1，无法解释的新事实
2，理论外推到新范围
3，新旧事实之间的矛盾
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假说的结构
1，事实根底 2，理论背景 3，对现象本质的猜测 4 ,由猜测推演出的预言和预见
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科学假说的特征
1，科学性：建立在事实和理论背景上 2，假定性：对未知机制的猜测 3，易变性：根据新的知识不断调整、修
奥卡姆以不见于他本人著作中的一句格言而享有盛名， 这句格言获得了“奥卡姆的剃刀〞这一称号。这句格 言说：“如无必要，勿增实体。〞在他作品中有句类 似的话：“能以较少者完成的事物假设以较多者去作 却是徒劳。〞这也就是说，在某一门科学里，如能不 以这种或那种假设的实体来解释某一事物，人们就没 有理由去假设它。
科学逻辑学第1章-科学问题PPT课件
科学问题的来源与产生
科学问题的来源广泛，可以来自自然界、人类社会、思维 领域等各个方面。例如，自然界中的新奇现象、人类社会 中的技术难题、思维领域中的逻辑悖论等都可以成为科学 问题。
科学问题的产生通常需要具备以下几个条件：好奇心、观 察力、想象力、批判性思维等。科学家通过对世界的观察 和思考，发现并提出问题，然后通过实验和推理来解答问 题，推动科学的发展。
实验策略
通过控制实验条件，人为地改变 某些变量，以揭示研究对象之间 的因果关系和规律。
归纳与演绎策略
归纳策略
从个别事实出发，通过概括、总结， 得出一般性的结论或规律。
演绎策略
根据已知的一般性原理或规律，推导 出个别或具体的结论或预测。
假设与推理策略
假设策略
根据观察和实验结果，提出假设或假说，然后通过进一步观察和实验进行验证。
方案。
解决方案实施
验证结果分析
将选择的解决方案付诸 实践，进行实验验证。
对实验结果进行分析、 解释和总结，检验解决 方案的有效性和可靠性。
05
科学问题的解决评价
问题解决的正确性评价
答案是否符合事实
判断答案是否与已知事实相符， 是否具有客观性。
推理是否严密
评估问题解决过程中使用的推理 是否合乎逻辑，无矛盾或漏洞。
科学问题的分类
按照问题的性质，科学问题可以分为描述性问题和解释性问 题。描述性问题主要关注对自然现象的观察和记录，而解释 性问题则关注对现象背后的原因和机制进行探究和解释。
按照问题的难易程度，科学问题可以分为简单问题和复杂问 题。简单问题通常可以通过单一实验或观察得到解答，而复 杂问题则需要经过一系列的实验和推理才能得到解答。
科学逻辑学第1章-科学问
第七章 科学假说与科学理论
第一节 科学假说 第二节 科学理论
第一节 科学假说
一、科学假说及其特点 科学假说就是根据已知的科学事实和科学原 理，对所研究的自然现象及其规律所作出的一种 假定性的解释和说明。 假定性的解释和说明。 第一，科学性和猜测性的统一。 第一，科学性和猜测性的统一。 第二，抽象性与形象性的统一。 第二，抽象性与形象性的统一。 第三，多样性与易变性的统一。 第三，多样性与易变性的统一。
⑵ 科学假说的逻辑证明
第一，逻辑证明指导实践检验。 第一，逻辑证明指导实践检验。 第二， 第二，逻辑证明使实践经验由特殊提高到普 遍。 第三，有些理论只能靠逻辑证明。 第三，有些理论只能靠逻辑证明。 ⒉假说验证的一般途径和方法 ⑴ 直接验证法 直接验证法就是通过科学观察和科学实验直 接验证假说的实质和内容，以证实或否定假说。 接验证假说的实质和内容，以证实或否定假说。
二、科学假说的作用
第一，假说对观察、实验具有指导作用。 第一，假说对观察、实验具有指导作用。 第二，假说是由经验到理论的桥梁。 第二，假说是由经验到理论的桥梁。 第三， 第三，不同假说的争鸣推动科学研究的深 入和发展。 入和发展。
三、科学假说形成的机制和过程
⒈科学假说形成的机制 第一， 第一，当出现了原有科学理论无法解释 的新事实时， 的新事实时，就会提出关于新事实的猜测性 说明。 说明。 第二，当原有理论与新事实矛盾时， 第二，当原有理论与新事实矛盾时，为 解决这一矛盾而提出假定性说明。 解决这一矛盾而提出假定性说明。 第三，当把某一理论外推到其它事物时， 第三，当把某一理论外推到其它事物时， 对其它事物的属性、规律提出猜测性说明。 对其它事物的属性、规律提出猜测性说明。
第八讲科学假说（科学理论
第八讲科学假说 科学理论（一）科学假说1、科学假说：根据已知的科学事实和科学原理，对所研究的自然现象及规律提出一种假定性的推测与说明，它是自然科学理论思维的重要形式。
2、科学假说的来源：（1）当出现已知科学理论无法解释的新事实时，提出猜测性说明。
（2）将某一理论推广到原适用范围之外时，对未知规律做出推测。
（3）为解决新旧事实、新旧理论之间的矛盾时，提出猜测性说明。
3、科学假说的特征：（1）科学性：以一定的科学事实为依据，以一定的科学理论为前提。
（2）假定性：在资料不足，认识不完备情况下的假定。
（3）易变性：对同一现象可以有不同的假说，随科学实践的发展而修正、变化更新。
一、科学假说1.科学假说及其作用科学研究的目的是要解决科学问题。
为了解决一定的科学问题，人们根据已知的科学事实和科学原理，对所研究的问题及其相关的现象作出一种猜测性的陈述或假定性的说明。
这种猜测性的陈述或假定性的说明，就是假说。
根据所要回答的问题的不同，我们曾经把假说分为三种类型：一类是由可观察事实的普遍性而提出来的问题，由此而提出经验定律的假说；一类是关于如何理解某种现象而提出来的问题，为此就要提出理论和原理定律的假说；还有一类是为了解释理论和观察事实之间的矛盾而提出可能存在某种未知事实的预测。
其实，这三种类型并不是互相独立的，严格地说，应该看作是假说的三个组成部分，第一类是关于某一类现象的普遍性概括，第二类是关于这种普遍性的理论说明，而第三类则不过是这种理论假说结合一定的事实所作出的推论。
显然，在这各个部分中，理论原理是整个假说核心。
假说同理论有着基本相同的结构和功能，但它不同于理论，它对事物未知本质和规律的认识是根据已知的科学知识和科学事实推想出来的，具有一定猜测性质，它是否把握了客观真理，还有待于实践的检验。
然而，假说又不同于一般的推测，它是以确实可靠的科学事实和经得起实践检验的科学原理为根据合乎逻辑地推论出来的。
因此，它又与简单的幻想和随意的猜测不同，具有科学性。
自然辩证法 第六讲：科学假说与科学理论
太阳系模型——有核原子模型 太阳系模型——有核原子模型
英国物理学家欧内斯特· 英国物理学家欧内斯特·卢瑟福
α粒子散射实验
小太阳模型
玻尔的量子模型
提出了电子在核外的量子化 轨道， 轨道，解决了原子结构的稳 定性问题， 定性问题，描绘出了完整而 令人信服的原子结构学说。 令人信服的原子结构学说。
实验室的天花板上隐藏着迄今尚未发现的 磁力在吸引铁块，所以线没有断。 磁力在吸引铁块，所以线没有断。 线受到潮湿，它的抗张力随其潮湿度的增 线受到潮湿， 加而增加到两磅或两磅以上。 加而增加到两磅或两磅以上。 天平坏了，铁块的重量不是两磅， 天平坏了，铁块的重量不是两磅，而只有 一磅。 一磅。 线确实断了，但未观察出来。 线确实断了，但未观察出来。 这条线是“超线” 超线”是不会断的。 这条线是“超线”，“超线”是不会断的。 ………………….. …………………..
费耶阿本德的分界说 : “科学和非科学的分界不仅是人为 的，而且对知识的进展是有害的。” 的，而且对知识的进展是有害的。” 他认为科学只是人们发明出来以便应 付环境的工具，科学和其他思想形式， 如宗教、神话等等并无区别。这种说 法完全勾销了分界问题。
几个分界标准
1、可检验性 “物理学中没有任何概念是先念地必然的，或 者是先念地正确的。唯一地决定一个概念的生存 权的，是它同物理事件（实验）是否有清晰的、 单一而无歧义的联系。”-----爱因斯坦 单一而无歧义的联系。”-----爱因斯坦 2、可重复性 3、理性 科学理性是由逻辑、数学和实验三大要素组成 的，它们分别对科学知识的系统性、精确性和可 靠性提供了基础和保证。 4、批判性
科学假说的基本特征
科学假说具有一定的科学性 假说具有猜测性-----假说的核心内 假说具有猜测性-----假说的核心内 容是靠推测、想象、逻辑的跳 跃得到的
科学假设与科学理论
（一）什么是科学假说1、科学假说：根据已知的科学事实和科学原理，对所研究的自然现象及规律提出一种假定性的推测与说明，它是自然科学理论思维的重要形式。
2、科学假说的来源：（1）当出现已知科学理论无法解释的新事实时，提出猜测性说明。
（2）将某一理论推广到原适用范围之外时，对未知规律做出推测。
（3）为解决新旧事实、新旧理论之间的矛盾时，提出猜测性说明。
3、科学假说的特征：（1）科学性：以一定的科学事实为依据，以一定的科学理论为前提。
（2）假定性：在资料不足，认识不完备情况下的假定。
（3）易变性：对同一现象可以有不同的假说，随科学实践的发展而修正、变化更新。
二、科学假说1. 科学假说及其作用科学研究的目的是要解决科学问题。
为了解决一定的科学问题，人们根据已知的科学事实和科学原理，对所研究的问题及其相关的现象作出一种猜测性的陈述或假定性的说明。
这种猜测性的陈述或假定性的说明，就是假说。
根据所要回答的问题的不同，我们曾经把假说分为三种类型：一类是由可观察事实的普遍性而提出来的问题，由此而提出经验定律的假说；一类是关于如何理解某种现象而提出来的问题，为此就要提出理论和原理定律的假说；还有一类是为了解释理论和观察事实之间的矛盾而提出可能存在某种未知事实的预测。
其实，这三种类型并不是互相独立的，严格地说，应该看作是假说的三个组成部分，第一类是关于某一类现象的普遍性概括，第二类是关于这种普遍性的理论说明，而第三类则不过是这种理论假说结合一定的事实所作出的推论。
显然，在这各个部分中，理论原理是整个假说核心。
假说同理论有着基本相同的结构和功能，但它不同于理论，它对事物未知本质和规律的认识是根据已知的科学知识和科学事实推想出来的，具有一定猜测性质，它是否把握了客观真理，还有待于实践的检验。
然而，假说又不同于一般的推测，它是以确实可靠的科学事实和经得起实践检验的科学原理为根据合乎逻辑地推论出来的。
因此，它又与简单的幻想和随意的猜测不同，具有科学性。
科学假说与科学理论
科学假说与科学理论一、科学假说1．定义：就是指根据一致的科学事实与科学理论对其研究的自然现象及其规律提出的假定性说明。
要素：（1）科学事实（2）背景知识（3）进行猜测（4）形成预见例如：血液循环假说的提出最大的贡献就在于预见了毛细血管的存在。
------（推动了医学的发展与繁荣）2．特征：科学性假定性易变性3．作用：（1）科学假说是发挥思维创造性的有效方法（2）具有导向作用（3）不同的假说有助于推动学术的繁荣（4）科学假说是自然科学的发展形势和通向科学理论的桥梁4．科学假说的建立与发展（1）建立原则：解释性原则对应性原则可检验性原则（2）发展趋势：1）被证明是正确的科学假说，上升为理论2）与新的事实不完全相符或出现了新的逻辑困难需要进行部分修改或完善3）被新的事实证伪4）对于同一个事实会产生多种假说并存的现象。
一个战胜另一个或互相补充结合成一个完整的假说，或被一个新的假说所取代。
（3）诊断假说的择优标准1）可检验性标准：确定性标准>基本确定性标准>非确定性标准>功能性标准2）概率性标准：时空概率----人群概率----危险概率3）解释性标准4）效益性标准科学假说科学假说是科学理论发展的思维形式，是人们根据已经掌握的科学原理和科学事实，对未知的自然现象及其规律性，经过一系列的思维过程，预先在自己头脑中作出的假定性解释。
科学假说是科学理论的可能方案。
按照《中国大百科全书》的定义，科学假说是指“根据已有的科学知识和新的科学事实对所研究的问题作出的一种猜测性陈述。
它是将认识从已知推向未知，进而变未知为已知的必不可少的思维方法，是科学发展的一种重要形式。
”在这一对科学假说的规定中，表达了两层意思，一是科学假说具有猜测、假设的性质，还不属于被实践所验证了的科学事实；二是科学假说又不同于毫无根据的主观随意臆断，而是以已知的既定科学知识和新的科学事实为基础，是在这些基础上提炼出的科学问题，并在多种科学知识基础上运用分析和综合、归纳和演绎、类比和想象等方法，形成解答问题的基本观点。
第三讲马克思主义科学技术观-PPT
工程科学:其发展得状况反映着一个国家生产力发展 得水平。
基础科学得发展,出现边缘学科、交叉学科、横断学 科。
自然科学得活动结构
科学得活动结构:基础研究、应用研究、开发研究。 基础研究主要从事基本理论研究,目得在于分析事物得
(2)充分条件:该陈述必须提供超量经 验内容,即与过去同类陈述相比有超 过背景知识得内容。
自然科学得知识构成
1、科学事实 2、科学概念与科学定律 3、科、技术科学与工程科学组 成得三足鼎立结构。
基础科学:技术科学与工程科学共同得理论基础,其 发展水平反映着一个国家得科学水平。
1、自然科学得发展模式 科学累积发展模式、科学否证发展模式、科学得社
会历史发展模式。
科学累积发展模式:
亚里士多德得科学发展思想:
归纳
演绎
观察事实
原理
现象陈述
古典归纳主义得累积发展观;
逻辑实证主义得累积发展模式:
观察经验
归纳
科学理论
波普尔得科学否证发展模式: 科学问题 猜想 证伪
新问题
库恩得科学范式发展模式:
前科学 常规科学 反常 危机
革命 新得常规科学
新得危机
拉卡托斯得科学研究纲领模式: 科学研究纲领得进化阶段 退化阶段 证伪、取代阶段 新得研究纲领进化阶段
2、技术得发展模式 技术体系更替模式: 蒸汽时代技术体系——电力时代技术体系 ——微电子、计算机时代技术体系—— 技术体系:社会中所有技术类型按照一定技术
第三讲马克思主义科学技术观
二、科学技术得本质与结构
1、科学得本质与结构 在12世纪时才有科学得定义,科学被瞧成一种
科学问题、科学假说和科学理论
附录：人类对‚天‛的认识
• 观‚天‛的构思：春分、秋分、冬至、夏 至
附录：人类对‚天‛的认识
• 仪器与记录： • 巨石阵
附录：人类对‚天‛的认识
• 法国史前的星相图
附录：人类对‚天‛的认识
• 公元前7世纪的‚思辨宇宙期‛（爱奥尼里学派） • 大地圆盘说
附录：人类对‚天‛的认识
• 阿那克西曼德的‚宇宙无限说‛
科学问题
• 波普尔（Karl Popper）：问题是背景知识 中固有的预期与所提出的观察或某种假说 等新发现之间的冲突。
科学问题
• 图尔敏（S.Toulmin）：解释的理想与目前 能力的差距。 科学问题=解释的理想-目前的能力 P=St-Sp
科学问题：案例
• 问题1：把1、2、3、4、5、6、7、8、9这9个数填 在以下正方形中，并使边、对角相加相等？ • 问题2：有无规律？
三
科学问题、科学假说和科学理论
科学问题
• 科学问题是指一定时代的科学家在 特定的背景知识下提出的关于科学 认识和科学实践中需要解决而尚未 解决的问题。它包括一定的求解目 标和应答域，但尚无确定的答案。
案例：歌德巴赫猜想
• 这个问题是德国数学家哥德巴赫（C．Goldbach， 1690-1764）于1742年6月7日在给大数学家欧拉的 信中提出的，所以被称作哥德巴赫猜想(Goldbach Conjecture)。 • 哥德巴赫猜想的一般提法是：每个大于等于6的偶 数，都可表示为两个奇素数之和；每个大于等于9 的奇数，都可表示为三个奇素数之和。其实，后 一个命题就是前一个命题的推论。
科学问题产生
• 从不同学派理论之间的矛盾中产生：
在一个学科领域中，对同一事物，可以有 不同学派运用不同理论进行解释。 • 例如：日心说与地心说、拉马克学说与达 尔文学说、渐变论与灾变论、水成论与火 成论等。
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因斯坦
——爱
波普尔：科学研究始于问题
• 归纳主义的科学方法论认为：科学研究始于观察和搜集材 料；
案例：歌德巴赫猜想
• 1948年，匈牙利的瑞尼(Renyi)证明了“1 + c ”， 其中c是一很大的自然数。
• 1956年，中国的王元证明了 “3 + 4 ”。 • 1957年，中国的王元先后证明了 “3 + 3 ”和
“2 + 3 ” • 1962年，中国的潘承洞和苏联的巴尔巴恩(BapoaH)
科学问题
• 图尔敏（S.Toulmin）：解释的理想与目前 能力的差距。 科学问题=解释的理想-目前的能力 P=St-Sp
科学问题：案例
• 问题1：把1、2、3、4、5、6、7、8、9这9个数填 在以下正方形中，并使边、对角相加相等？
• 问题2：有无规律？
科学问题：案例（续）
4 92 3 57 8 16
律性的算法。
科学问题的特征
• 科学问题是时代的产物； • 科学问题一般是以疑问句的形式来陈述的； • 科学问题蕴涵着问题的指向、研究目标和求解的
应答域。 “是什么？”：指向自然界的某种可观察的实
体和现象； “为什么？”：实体和现象背后的原因； “怎么样？”：对象或对象系统的状态或过程；
• 在科学问题中，“背景知识”与“求解的应答 域”。
科学问题的分类
• 按照科学研究的分类：
• 科学问题与非科学问题：科学与非科学的划界； • 真实问题与虚假问题：如鲸鱼是什么鱼？欧几里
德的第五共设——问题的应答域就提错了。 • 待解问题与无知问题:涉及到科学认识主体的能力
和背景知识。 • 抽象问题与具体问题。
欧几里德与他的《几何原本 》
• 欧几里德(Euclid of Alexandria)，希腊数学家。 约生于公元前330年，约死于公元前260年。
• 欧几里德使用了公理化的方法。公理(axioms)就 是确定的、不需证明的基本命题，一切定理都由 此演绎而出。
• 第五共设：“在一点上只能通过一条直线平行线” • 非欧几何：“从一点上至少可通过两条平行直线”
罗巴切夫斯基与他的《非欧几何》
• 非欧几何学是1829年由俄罗斯数学家尼古拉.罗巴 切夫斯基（1793－1856）提出的。
三
科学问题、科学假说和科学理论
科学问题
• 科学问题是指一定时代的科学家在 特定的背景知识下提出的关于科学 认识和科学实践中需要解决而尚未 解决的问题。它包括一定的求解目 标和应答域，但尚无确定的答案。
案例：歌德巴赫猜想
• 这个问题是德国数学家哥德巴赫（C．Goldbach， 1690-1764）于1742年6月7日在给大数学家欧拉的 信中提出的，所以被称作哥德巴赫猜想(Goldbach Conjecture)。
案例：歌德巴赫猜想
科学问题
• 波兰尼（M.Polanyi）：一个问题或发现本身是没 有涵义的。问题是只有当它使某人疑惑或焦虑时， 才会成为一个问题；发现也只有当它使人从一个 问题的负担中解脱出来时，才会成为一个发 现。……一个问题就是一个智力上的愿望。
科学问题
• 波普尔（Karl Popper）：问题是背景知识 中固有的预期与所提出的观察或某种假说 等新发现之间的冲突。
科学问题：案例（续）
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①
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科学问题：案例（续）
• 以上问题是由汉代的数学家徐岳在《数学记遗》 中提出的一种叫“九宫算”的数学游戏。
• 问题1很好解决，但问题2就不那么好解决。 • 元代数学家杨辉在《续古摘奇算法》中给出了规
证明了 “1 + 5 ”， 中国的王元证明了“1 + 4 ”。 • 1965年，苏联的布赫 夕太勃(Byxwrao)和小维诺 格拉多夫(BHHopappB)，及意大利的朋比利 (Bombieri)证明了“1 + 3 ”。
案例：歌德巴赫猜想
• 1966年，中国的陈景润证明了 “1 + 2 ”。
• 而“1+1”，这个哥德巴赫猜想中的最 难问题，还有待解决。
科学问题产生
• 从科学实践与科学理论的矛盾中产生：
当原有的科学理论不能解释新的现象、新的事实 时，便产生了矛盾，也产生了需要探讨的问题。 • 例如：水星近日点进动与牛顿理论的矛盾、光的 波动说与粒子说矛盾与统一等。
• 波普尔认为：科学研究始于问题而不是始于观察。因为， 尽管通过观察可以引出问题，但是在观察时必须带着一定 的问题。 从科学发展的总体过程看，旧理论不能解决问题，人们 才会去关注它、修正它、完善它，乃至着手建立新理论； 从科学研究的具体进程看，人们总是以问题为框架有选 择地搜集科学事实和材料。
• “科学研究始于问题”和“人类认识以实践为基础”，是 从不同角度提出的不同命题，但实质是统一的。
科学问题的分类
• 科学哲学的分类：
• 科学问题与非科学问题：科学与非科学的划界； • 经验问题：关于自然界的任何能使我们觉得奇怪
而要求我们解释的事物——劳丹（udan) 已解决但可以进化的问
题 反常问题 未解问题
• 理论问题：即理论内部不自洽或理论之间的冲突 而产生的问题。
科学问题产生
• 哥德巴赫猜想的一般提法是：每个大于等于6的偶 数，都可表示为两个奇素数之和；每个大于等于9 的奇数，都可表示为三个奇素数之和。其实，后 一个命题就是前一个命题的推论。
案例：歌德巴赫猜想
• 1920年，挪威的布朗(Brun)证明了 “9 + 9 ”。 1924年，德国的拉特马赫(Rademacher)证明了“7 + 7 ”。 1932年，英国的埃斯特曼(Estermann)证明了 “6 + 6 ”。 1937年，意大利的蕾西(Ricei)先后证明了“5 + 7 ”, “4 + 9 ”, “3 + 15 ”和“2 + 366 ”。 1938年，苏联的布赫 夕太勃(Byxwrao)证明了 “5 + 5 ”。 1940年，苏联的布赫 夕太勃(Byxwrao)证明了 “4 + 4 ”。