科学方法论--提出科学假说和建立科学理论的方法
自然辩证法 科学观和科学方法
科学从包容万象的自然哲学中分离出来,并建 立了以实验为基础的理论体系之后. 本章以科学整体作为研究对象,阐述科学的本 质,科学知识的构成,科学的价值.这是马克思 主义科学观的重要组成部分
第一节、科学的本质 第二1、科学问题的条件
科学问题是指科学认识过程中需要回答而当时的知 识背景下无法解决的矛盾. 科学问题根据对背景知识的不同分析,可以有常规问 题和反常问题 事实问题和理论问题 .
2、科学问题的转换
问题转换有不同思路,可以是常规问题和事实问题的 转换,事实问题和理论问题的转换. 变换思路看,问题可以有逆向转换、互补转换、发散 转换、立体转换.
4、西方的科学价值观 科学价值中立说
强调科学认识中的客观性原则.就科学谈科学
科学负荷价值说
价值是事实的价值,事实也是有价值的事实.科学知 识体系中有价值判断,科学家在科学活动中有价值判 断.科学是在社会情景中的复杂事业.
二、科学精神
科学精神是指从科学研究的过程和成果中所
显示出来的科学本身所具有的一种精神气质, 以及与之相适应的科学思想、科学方法。它 是科学价值的核心。 主要有: 求真务实精神. 有条理的怀疑精神. 开拓创新精神.
科学观和科学方法论
人类通过科学来认识自然界的,本部分围绕科 学理论的形成和发展,以科学问题为起点, 研究通过观察和实验获取科学事实的经验方 法,研究经由科学抽象、运用各种科学思维 形式建立假说和检验假说的方法,在此基础 上进一步探讨科学理论发展的多元模式和创 造性思维的激发机制。
第四章.科学的本质和科学知识的构成
2、科学问题的主要来源 (1)为寻求事实之间的联系提出问题。 (2)从理论与事实之间的矛盾中发现问题. (3)从某一理论内部的矛盾(非自恰性)中发 现问题. (4)从不同理论之间的分歧中发现问题. (5)从社会需求和已有的生产技术手段的差 距上发现问题.
科学的方法论
科学的方法论科学的方法论是指科学家在进行科学研究时所遵循的一套规范和程序,它是科学活动的基本指导原则,也是科学成果可靠性的保证。
科学方法论的形成和发展经历了漫长的历史演变,现代科学方法论已经成为科学研究的基本范式。
下面我们将从科学的定义、科学的特点、科学研究的基本程序和科学研究的伦理道德等方面来探讨科学的方法论。
首先,科学是一种以实证为基础的知识体系,它以客观事实和可重复实验为依据,通过理论假设和实验验证来不断推动知识的进步。
科学的特点包括客观性、可验证性、可重复性和理论性等。
科学的客观性要求科学研究应该摒弃主观偏见,客观地观察和描述客观世界,以求得真实和客观的科学知识。
科学的可验证性要求科学理论和假设应该能够通过实验和观测来验证,只有经过验证的理论才能成为科学知识。
科学的可重复性要求科学研究的结果应该是可重复的,即同样的实验条件下,不同的科学家通过重复实验应该得到相同的结果。
科学的理论性要求科学研究应该建立在一定的理论基础之上,通过理论假设来解释和预测客观现象。
其次,科学研究的基本程序包括问题提出、假设建立、实验设计、数据收集、结果分析和结论验证等环节。
科学研究通常从问题提出开始,科学家根据已有的知识和观察到的现象提出科学问题,然后建立假设来解释这些现象。
接下来,科学家通过精心设计实验来收集数据,并对数据进行分析,以验证或修正假设。
最后,科学家根据实验结果得出结论,并通过同行评议和学术讨论来验证和确认研究成果。
最后,科学研究的伦理道德是科学方法论的重要组成部分,它包括诚实正直、尊重知识产权、保护实验对象权益和维护学术诚信等方面。
科学家应该保持诚实正直的科学态度,不夸大实验结果,不篡改数据,不隐瞒实验方法和结果,保持科学研究的真实性和可信度。
科学家应该尊重知识产权,尊重他人的研究成果和学术权益,不侵犯他人的知识产权。
科学家应该保护实验对象的权益,尊重实验对象的人格尊严和隐私权,不伤害实验对象的合法权益。
科学问题、科学假说和科学理论
微波背景辐射
科学假说的一般特征
• 科学性:假说是以一定的科学事实为依据、以科 学理论为前提而提出来的。 例如:爱因斯坦相对论(特别是广义相对论) • 假定性:假说中包含着对事物的本质和规律性的 猜测,并且这种猜测往往是在科学事实不够充分、 检验条件不够完备的情况下提出的。 例如:原子模型及运动轨道的不连续性 • 易变性:随着人们认识能力的不断提高和认识水 平的不断深入,假说会发生变化。
人体的血液循环
科学假说
• 科学假说是根据已知的科学事 实和科学原理,对所研究的自然现 象及其规律性提出的一种假定性的 推测和说明。是自然科学理论思维 的一种重要的形式。
科学假说的来源
• 当出现了用已知科学理论无法解释的新事实时, 会产生对新事实的猜想性的说明。 例如:原子结构、同位素等。 • 当把某一理论类推到原来适用的范围之外,对其 它事物的属性、规律进行猜测或设想时,会提出 新的假说。 例如:类比中德布罗意的物质波假说。 • 为解决新旧事实之间的矛盾会提出假定性说明。 例如:‚大爆炸‛假说与‚微波背景辐射‛。
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?
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
科学方法论(科学理论)
自然辩证法(科学技术哲学)第二篇科学方法论第四章第五章科学理论及其合理性科学理论是经过实践检验的系统化的科学知识体系,它是由科学概念、科学原理以及对这些概念、原理的理论论证所组成的体系。
第一节科学理论的结构和基本特征一.科学理论的结构1.组成科学理论的基本要素科学理论是由3个基本知识单元自成的:基本概念;联系这些基本概念的判断即基本原理或定律;由这些概念与原理推演出来的逻辑结论,即各种具体的规律和预见。
基本概念是思维的基本单位,是反映自然事物的本质属性的思维形式。
任何学科都有自己的专有的一些科学概念。
例如,几何学中的点、线、面等;力学中的力、质点、速度、加速度、质量、功、能等;化学中的元素、原子、分子、化合、分解、价、健等。
科学概念是构成科学理论的基石,一个新理论的建立,需要若干新的概念作为它的先导或逻辑出发点,藉以在逻辑上召开它的理论体系。
否则,科学理论就会失去它独立存在的支撑点。
基本原理是科学对所研究对象的基本关系的反映,是科学理论赖以建立的基础。
它在语言、结构上表现为判断的形式,一般用全称判断来表达。
牛顿力学中的3个基本定律,爱因斯坦狭义相对论中的相对性原理和光速不变原理等等都是如此。
科学推理是科学理论中的由基本原理演绎推导出现的结论。
它执行着理论解释和预见的功能。
例如,狭义相对论中引伸出现的钟慢、尺缩效应,质能关系式等。
在由基本概念、基本原理或定律、科学推断所构成的科学理论中,各元素不是按照任意的外在的次序排列的,而是有一个严密的、前后一贯的逻辑结构。
2.两类理论——构造性理论和原理性理论爱因斯坦曾把物理学中的理论区分为两类:构造性理论和原理性理论。
构造性理论是“从比较简单的形式体系出发,并以此为材料,对比较复杂的现象构造出一幅图象”。
1气体分子运动论就是如此。
原理性理论“使用的是分析方法,而不是综合的方法。
形成它们的基础和出发点的元素,不是用假说构造出来的,而是在经验中发现到的,它们是自然过程的普遍特征,即原理。
科学方法论--提出科学假说和建立科学理论的方法
到很好预防作用的流感疫苗,在1947年流 感再次流行时却无效。
Hale Waihona Puke 17休谟的归纳问题18
休谟问题
“我们没有理由对那些超越我 们经验的任何对象作出任何推 断”,即便是在观察到它们的 “经常的或恒常的联结”之后。
也就是说,并不存在从大量的 观察证据达到真理的合法推理。
金属x1在时刻t1受热时膨胀。 金属x2在时刻t2受热时膨胀。 金属xn在时刻tn受热时膨胀。
——————————— 所有金属在受热时都膨胀。
普遍命 题
6
演绎和归纳
盒子里前五个鸡蛋坏了。
所有鸡蛋上标明的保质日期都相同。 ———————————
因此,第六个鸡蛋也将是坏的。
4
演绎和归纳
所有的猫都有5条腿。 朵朵是我的猫。
——————————— 因此,朵朵有5条腿。 这是一个完全有效的演绎推理,显然,仅
靠逻辑并不能发现自然界的真,也建立不起 科学理论。 那么,科学定律是如何推导出来的呢?
5
演绎和归纳
金属受热时会膨胀。 酸会使石蕊试纸变成红色。
12
科学中的归纳推理
遗传学家告诉我们唐氏综合症患者具有一 条多余的染色体——他们拥有47条而不是 常人的46条。
他们是如何发现的呢?
迄今为止,所有被检验的唐氏综合症患者 都有47条染色体。 ———————————
因此,所有的唐氏综合症患者(包括尚未 进行检验的)都有47条染色体。
13
科学中的归纳推理
该推论是归纳的,不是演绎的。因为推 理的前提并不必然得出结论。我的电脑此 时爆炸在逻辑上可能的,即使这在以前从 来没有发生过。
马克思主义科学技术方法论
赖欣巴哈(德国)
“对于发现的行为是无法进行逻辑分析的”。 “逻辑涉及的只是证明的前后关系”。
卡尔纳普
“在发现理论时,直觉或天才的灵感这类缺乏理性的因 素起决定性的作用。当然,理论一旦提出来,就将有 在思索它的合理程序。于是乎,理论和可行性观察的 证据关系严格说来就不是从事实与现象推理理论的关 系,倒不如说,给出二者的时候,是根据证据来判断 理论的关系,这是显而易见的。”
自然发生条件
人们在观察时不干预自然现象,即使运用仪 器,也可保证仪器不改变自然条件的基本形 态和运动的原有进程。
观察的类型
直接观察 间接观察 定性观察 定量观察 自然观察 实验观察 各个领域的观察:临床观察
直接观察 优点:避免干扰 不受环境限制 运用方便 缺点:有一定生理界限 范围、精度、速度
两个误解:
科学发现的机遇性与合理性对立 把科学发现的逻辑理解为能提供一套普遍使
用的机械的程序规则。
现代归纳主义
A)作为发现的方法不能胜任 B)科学理论的证实方法 C)仅是科学理论的确证方法 D)反归纳主义的冲击
卡尔纳普
我们只能够越来越确实地验证一个语句。
现代归纳主义
A)作为发现的方法不能胜任 B)科学理论的证实方法 C)仅是科学理论的确证方法 D)反归纳主义的冲击
脉络
古典归纳主义 休谟问题 现代归纳主义
经验归纳模式
普遍公理
中间公理 较低公理
经验事实
约翰·穆勒
《逻辑体系》 《论自由》 《政治经济学原理》 穆勒五法
①求同法(契合法 )
场合
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
….
相关情况(因素) ABC ADE AFG …..
A是a的原因
被研究现象 a a a a
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。
科学方法论
科学方法论科学方法论南师大教育技术系网站日期:08-12-13自然辩证法:1、自然辩证法是关于自然界和科学技术发展的的一般规律以及人类认识自然改造自然的一般方法的科学。
2、研究对象:认识对象(自然界);认识成果:认识主题。
3、学科内容:自然观:人们对自然界的总体看法,自然界存在无限发展的辨证图景,辩证唯物主义的自然观;科学技术论:对科学技术的总体看法,自然规律越来越变成历史的规律,自然科学在本质上是革命的;科学技术方法论:对科研方法的哲学概括。
自然辩证法具有哲学的学科性质。
自然科学研究的一般程序:1、科研课题的选择和确定;2、科学观察与科学实验的设计与进行;3、理论思维方法对科学事实的整理和加工;4、科学假说的建立和验证;5、科学理论的确立和深化。
科学问题的概念与一般结构:科学问题是当时的科学背景下提出的关于科学实践和认识过程中需要解决而尚未解决的矛盾,科学问题的结构是由问题的指向,疑项和问题的解的应答域预设三要素构成的。
问题的指向就是问题所指的研究对象;疑项是表明人们当前能力(当前状态)与求解理想(目标状态)的差距;应答域指得是问题的提法中预先设置了该问题解的存在域限,并在主观上认定所提问题的解必定存在于这个领域中。
这三个要素围绕着问题的解发挥着各自的特殊功能,并有机的组成了科学问题的一般结构。
科学问题的基本类型:1、基础研究课题:此类课题是以认识自然现象,探索自然规律为主要目的,从积累科学知识和认识自然的角度看,它对科技发展有着普遍的深远的影响,其成果可对广泛的科学领域产生影响,并对远期生产力的提高具有指导作用。
2、应用研究课题:此类课题是把基础研究成果用于专业技术,或是总结专业技术的实践经验推动基础研究。
此类课题在科学,技术,生产体系中居承上启下的地位。
其成果是以确定基础研究成果可能的应用途径的有关知识,一部分形成技术创新,并提出创新或改进的方法,路线,方案和说明,或在实验室范围内研制成功的原理性样品,流程或样机。
2012科学技术方法论5
理论的评价
理论评价中的经验论与整体论 经验论以经验事实为科学理论评价 的出发点,把经验的证实或证伪作为科 学与非科学的划界标准和理论评价的基 本准则。 整体论主张评价理论时,除了要有 恰当的观察证据外,还应考虑理论的其 他性质,如保守性、温和性、简单性、 普遍性、精确性等,主张从实用的标准, 从理论在说明现象和预测未来的有效性 方面评价理论。
科学假说的检验与发展 逻辑分析 实践检验 证实与证伪 判决性实验
结
论
科学假说是科学发展的一个重 要环节和思维形式,又是科学研究 的一种重要方法。假说经过实践检 验可以上升为理论。理论随着实践 科学的发展,又将接受新的事实和 新假说的挑战。假说与理论之间是 相互转化和促进,有力地推动着自 然科学向前发展 。
建立理论体系的方法
1、公理化方法。 从尽可能少的基本概念、公理、公设出发,运 用演绎推理规则,推导出一系列的命题和定理, 从而建立整个理论体系的方法。 一个严格的公理化体系需满足下列条件: 第一,无矛盾性。 第二,完备性。 第三,独立性。
2、逻辑与历史相统一的方法
历史是指客观事物的发展过程或人类对它的 认识过程。逻辑则指人的思维对客观事物发展规 律的概括反映,亦即历史的东西在理性思维中的 再现。 历史是第一性的,是逻辑的客观基础; 逻辑是第二性的,是对历史的理论概括。 运用逻辑与历史相统一方法所建立起来的科 学理论体系,可以有两种类型: 一是按逻辑发展程序和自然事物的历史发展 进程相一致的原则建立的理论体系。 二是按逻辑发展程序和人类认识自然历史的 进程相一致的原则来建立理论体系。
关于判决性实验 判决性实验由于对两个相互对立的 假说能够起到肯定一个、否定另一个的 裁决作用的实验.因此历来为科学家和哲学家所重视。 关于判决性实验的争论。 关于判决性实验的争论告诉我们: 观察、实验对假说的检验有确定的一面, 也有不确定的一面。观察和实验是科学 的最高法庭,但不要把已有的实验检验 绝对化。检验假说是一个历史过程,常 常不是一次实验所能完成的。
第七讲 科学假说与科学理论
三、科学理论的功能
1、解释功能 从内容上解释事实的本质。 例,开普勒定律、牛顿定律、血液循环理论 2、预见功能 能合乎逻辑地推导出有关未知事实地结论。 例,孟德尔遗传定律、哈雷彗星、海王星、冥王星 3、指导功能 对观察实验以及理论创造的指导。 例,人们利用任何常规实验都无法得到92号以后 的元素,但元素周期律说明,92号元素不是终点。
二、科学假说的特征(1)
1、科学性 以科学事实和科学知识为基础,运用一定的逻辑推论, 得出规律性的解释。 宇宙大爆炸论、魏格纳的大陆漂移说 2、推测性 科学假说是对科学问题的可能回答,这种回答常常是在 科学事实不太充分、检验条件不太完备的情况下作出的。
二、科学假说的特征(2)
3、易变性 对同一自然现象,由于占有材料不同、知识结构不同、 方法不同等原因,可以提出多种不同假说;假说也会 随着新发现而变化,随着理论的发展而修改。 原子结构说、地心说和日心说、太阳系演化说 自然发生说 、有生源论(生生论)、宇宙胚种论、 化学进化论
专家称智利地震改变判断 全球疑进入地震活跃期 继海地1月13日发生强烈地震后,2月27日在智 利发生里氏8.8级地震。 2月27日,中国国际广播电台记者就相关问题 采访孙士鋐。他说:我个人认为,全球地震活动 出现一个明显增强的态势,也就是说有可能要进 入地震活动活跃时代。
地震局长:多次地震不代表地球进入地震活跃期
中国地震局局长陈建民6日接受新华社记者专访时表示, “汶川、海地、智利、高雄、唐山……最近虽频频发生大小 地 震,但这并不意味着全球已经进入地震活跃期。” “短期内 多 次发生地震,并不能轻易下结论说地球已进入地震活跃期, 要有具体的数据、证据。” 陈建民说,根据记载,全球每年要发生1-2次8级左右地 震,18次7级左右地震,200余次6级左右地震。多数地震发 生在海底,因此并不引人关注。 “今年一月份以来,发生了多次地震,几起地震都集中发 生在人口密集的地方,给人们造成地震频发的印象,并认为 全球进入了地震活跃期,这是缺乏依据的。”陈建民认为, 需 要进一步观察,不能轻易下结论。(2010年03月06日新华网)
《自然辩证法概论》复习参考
《⾃然辩证法概论》复习参考《⾃然辩证法概论》复习参考⼀、名词解释1.⽣态⾃然观:是以现代科学技术为基础,概括和总结⽣态⾃然界的存在和发展规律所形成的总的观点。
它是马克思主义⾃然观发展的当代形态之⼀。
2.⾃组织:是⾃然界物质系统⾃发地或⾃主地有序化、组织化和系统化的过程。
3.科学实验与科学观察:科学实验:是科学研究者依据⼀定的科研⽬的,⽤⼀定的物质⼿段(科学仪器和设备),在认为控制或变⾰客观事物的条件下获得科学事实的基本⽅法。
科学观察: 是⼈们有⽬的、有计划地感知和描述处于⾃然状态下的客观事物、获取感性材料的基本⼿段。
4.集成创新:是指通过对各种现有技术的有效集成,形成有市场竞争⼒的产品或者新兴产业。
5.分析与综合:分析:是在思维中把对象的各个部分、侧⾯、属性以及阶段,分别加以研究考察。
综合:是在思维中把对象的各个部分、侧⾯、属性以及阶段按照内在联系有机地统⼀为整体,以掌握事物的全貌、本质和规律的⽅法。
分析与综合有机结合,形成分析与综合的辩证思维,并构成了认识事物部分与整体辩证关系的完整过程,是⼈们思考事物、对象的必要思维⽅法与阶段。
⼆、问答题1.简述科学精神的内容。
答:科学精神是⼈类认识⾃然的活动及其成果的精神积淀,包括尊重科学、重视技术的理性精神,实事求是、尊重规律的严谨态度,奋发向上、开拓创新的进取意识等。
包括15个⽅⾯的特征:1、执着的探索精神2、创新改⾰精神3、虚⼼接受科学遗产的精神4、理性精神5、求实精神6、求真精神7、实证精神8、严格精确的分析精神9、协作精神10、民主精神11、开放精神12、功利精神13、可重复和可检验14、实践精神15、怀疑精神与批评精神2.为什么说科学研究始于问题?简要谈谈解决科学问题的⽅法及其启⽰。
科学是始于问题。
科学问题是科学研究的起点,科学研究从科学问题的提出开始,确⽴了问题就确定了求解⽬标,预设了求解的范围和⽅法。
说科学研究始于问题,是说科学研究的出现⼀定是在问题的提出之后产⽣的,没有提出问题,就⽆法产⽣科学研究,“问题”是科学研究的真正灵魂,贯穿于科学研究的始终。
结合自身专业谈科学研究的基本方法
自然科学是研究无机自然界和包括人的生物属性在内的有机自然界的各门科学的总称。
所谓科学研究, 就是用科学的方法来探索物质世界的客观规律, 以推动学科的发展, 或解决工程技术中的一些问题。
其结果必须是在科学技术现有水平上前进一步; 其成功与否的标准只能以是否取得了新的结果来衡量。
它是一种创造性的劳动, 年轻的科技工作者, 要经过严格的训练, 才能达到这个高度。
新的结果可能是一个概念、一条定律、一个现象, 甚至是一个理论。
也可能是一种新的实验手段、方法, 或是一种新工艺、新材料。
总之, 必须是在前人的基础上有所创新。
科学研究的方法有很多如:文献法,实验考证法,分析法,比较研究法,实地研究法,访谈法,调查研究法,观察法,统计分析法等等一系列构成了今天的社会科学研究方法体系。
我是学电子通信的,对我而言,科学和社会的研究方法有许多相联系的地方,这种联系联系往往能让我们在各学科之间建立起一道桥梁,使各种知识相互交融,从而产生知识的飞跃。
但长期以来,在我们的理工科教育中,理工分离、重理轻文的现象比较普遍,这影响了学生创新精神和人文素质的培养,具体表现为理科学生知行脱节,哀叹“英雄无用武之地”;工科学生后劲不足,痛感“书到用时方恨少”。
从大的范围来看,科学技术加速发展,学科之间交叉渗透、融通汇流的趋势日益彰显。
我们必须调整现有的理工科教育模式,促进理工、文理互动与理工融合,以建立一种新的理工科教育模式。
科学研究方法体系是一系列有关方法的理论和学说。
对于电子这个专业来说,我们须受到电子与信息工程实践(包括生产实习和室内实验)的基本训练,须具备良好的科学素质,具备设计、开发、应用和集成电子设备和信息系统的基本能力,还需具有较强的知识更新能力和广泛的科学适应能力。
这些就注定我们在平时要多加强方法的总结以及经验的积累,不断以科学的方法来指导自己的行为,从而更快到达较高的水平。
科学研究作为人类认识活动的典范,是最富创造性的活动。
自然辩证法之 第四讲·科学技术方法论
西方科技哲学思想与现代科学方法主要内容⏹西方科技哲学思想逻辑实证主义波普的证伪主义拉卡托斯的科学研究纲领库恩的历史主义⏹现代科学方法数学方法系统科学方法【本章要点】在了解目前西方关于科学发展的主要哲学流派的基础上,简要介绍数学方法和系统方法两个现代科学方法。
两者不仅适用于科学研究,而且适用于技术研究,具有通用性和综合性。
本讲探讨数学方法的基本特征、科研功能和数学模型方法,考察系统科学方法的产生,以及几种重要的系统科学方法:系统分析方法、信息方法、反馈控制方法、黑箱方法、功能模拟方法。
一、西方科学哲学思想1.逻辑实证主义当代西方科学哲学主要学派和主要代表人物的思想,表明科学哲学的一个显著发展趋势:从逻辑主义到历史主义的转变,由科学结构的逻辑模型到科学发展的历史模型的转变。
逻辑实证主义是科技哲学的一个派别,又是现代分析哲学中影响最大的一个流派。
它发源于中欧,后来逐渐扩展到英美,成为一种国际性的思潮,维也纳学派是逻辑实征主义的主体。
他们以科学为旗帜,以新逻辑为武器,以传统思辨哲学为对手,以罗素和维特根斯坦为先导,旨在力图把经验传统尤其是实证传统和逻辑传统结合起来,把哲学的任务归纳为对科学语言进行逻辑分析。
逻辑实证主义的先驱罗素最先提出逻辑是科学的本质.意思是把哲学同逻辑等同,把科学哲学逻辑化。
他认为,科学的任务在于描述、整理经验现象,把经验材料化繁为简、系统化。
科学家的任务在于对科学的陈述进行逻辑分析,目的是检查它们在化繁为简的逻辑系统化过程中是否完全符合逻辑规则,有无因违反逻辑规则而混乱,以确保科学体系的逻辑严密性及内容正确性。
维特根斯坦是罗素的学生,他前期主张逻辑原子主义,后期主张日常语言分析。
在《逻辑哲学论》一书中的基本观点和老师一致,认为全部哲学就是语言的批判。
德国哲学家鲁道夫·卡尔纳普读过罗素的一本著作,受到罗素的巨大影响。
他说:“对逻辑的研究成为哲学研究的中心课题:逻辑为哲学提供了研究的方法,正像数学为物理学提供了研究的方法一样。
《自然辩证法》第五章 科学假说与科学理论
一个案例:魏格纳的大陆漂移假说
魏格纳(1880.11.1-1930.10.30)
最初的猜想是1910年观察世界地图时,发现 大西洋两岸海岸线的相似性,感到惊奇而引 发思考的,之后,他广泛涉猎地质学、古生 物学、古气候学、地球物理学以及大地测量 学的各个领域,从而形成和发展了大陆漂移 说。
3
自然辩证法 第二篇 科学技术方法论
第五章 科学假说与科学理论
第六章 科学假说
据已知科学事实和科学原理,对所研究对象及 其规律提出的假定性的推测和说明,是科技理 论思维的一种重要形式。
基本构成要素:*
①事实基础。 ②背景知识(包括推理规则)。 ③对想象本质的猜测。 ④推演出的预言和预见。
2
自然辩证法 第二篇 科学技术方法论
以超高密、超高温状态下由某种机制引起的原 始火球的急剧膨胀为基本猜测,
以“氦丰度”和“3K背景辐射”等为预言与预 见
而构成的一个认识体系。
10
自然辩证法 第二篇 科学技术方法论
第二节.假说的作用*
通向科学理论的桥梁。
科学是沿着假说—理论—新假说—新理论…… 的途径,不断地向前发展的。
大西洋两岸的相似性
魏格纳首篇论文发表 1912年, 1915年出版《大陆和大洋 的起源》 设想的精髓:地球活动论,反对地球固定论。
4
自然辩证法 第二篇 科学技术方法论
魏格纳的大陆漂移图 右上:石炭纪晚期 右中:始新世 右下:第四纪晚期 白色为陆地 细点为浅水淹没的陆地 斜线为洋底
和思维方式; 3、科研选题有哪些“选题点”?解释说明其中的一个; 4、对科学和伪科学的认识; 5、谈谈你对李约瑟问题的认识(或者对中国古代的科学技术与文明的看法,再
科学观与科学方法论
(二)科学事实的获取
两种途径:
直接途径:科学观察与科学实验是获取科学 事实的最基本手段和方式
间接途径:文献调研
1、科学观察
科学观察:是人们为了认识事物的本质和 规律,通过感觉器官或辅之以仪器,有目 的、有计划地对自然现象在自然发生的条 件下进行考察的一种方法。
(1)观察方法的意义:
局限:夸大归纳法对于科学发现的作用,突出了 科学始于观察的观点。
B、“科学始于问题”
波普尔的科学发展的证伪模式: P1 → TT → EE → P2
始于问题(P1),提出试探性解释的理论 (TT),经过—“应当把科学设想为从问题到问题的
第二节 科学认识的形成
科学问题的提出; 科学事实的获取; 科学抽象-科学思维; 科学假说的形成; 科学理论的创立。
一、科学问题的提出
—— 科学活动是人类积极、创造性的能动活 动,目的为了解决问题、探索未知。它并非消极 地等待客观对象“暴露”其自身规律,而是积极 地探索自然的奥秘,积极地进行着合乎规律的发 明创造。这就集中表现为:提出问题和解决问题 。
同一问题在不同的知识背景下,其内涵深度是不 一样的;
不同时代的背景知识也决定着问题的性质和解决 问题的途径。
指向性:
科学问题不是漫无边际的问题,而应包含着 一定的研究方法和求解目标。
应答域:是对科学问题答案范围的具体限定
全域型:对答案的范围没有给予任何限制; 类域型:对答案的范围给出程度不同,范围大小
观察是获取科学事实的一种重要手段;
通过观察获取科学事实不仅能为概括、提升 和揭示研究对象的本质提供了基础,还可以 对科学假说或理论的确认提供事实依据。
(2)科学观察中的认识论问题
第五章马克思主义科学技术方法论
(三)科学问题的选择
4、社会需求原则 要区分科学问题和技术问题。技术问题 与社会需求直接联系,我国的科技面向 经济建设主战场,两弹一星,863计划。 我国“航天之父”钱学森,主要是技术 专家,而不是科学家。袁隆平的杂交水 稻,也主要是技术问题。
(三)科学问题的选择
科学问题与社会需求的联系比较松散, 如孟德尔(1822-1884)遗传学,爱因 斯坦的相对论。科学发展规划的缺陷, 科学发现和发展难以预料,如开尔文元 旦贺词、日本的高清晰度电视。 社会需求判定的复杂性:鸦片战争中英国 情,岛上卖鞋,穷人和富人谁更需要钱。
二、科学观察和科学实验——获取 科学事实的基本方法
(一)科学观察 1、定义:科学观察是人们有目的、有计划地 利用自己的感官认识和描述各种自然现象, 获取经验知识的基本手段。 2、基本原则 坚持观察客观性 ,坚持观察对象全面性
(二)科学实验
定义:科学实验是人们根据研究目的, 利用科学仪器、设备,人为地控制或模 拟自然现象,排除干扰,突出主要因素, 在有利的条件下获得科学事实的方法。
一、科学问题—科学研究始于问题
(二)科学问题的主要来源 1、为寻求事实之间的联系提出问题 人、猪和猴等各物种保持相对稳定性(遗 传)的原因是什么?遗传、基因 2、从现有理论与实验事实之间的矛盾中 发现问题,经典力学不能解释黑体辐射, 从而产生量子力学 3、从某一个理论理论内部的矛盾(非自 洽性)中发现问题
第五章 马克思主义科学技术方法论
1、科学方法论——关于科学方法(如何研究科学)的理论 或学说。 2、科学研究的过程 科学问题 观察、实验(经验) 假说 经验 理论 思维推理 思维 创立、发现 检验 检验 评价 评价 确证
第五章 马克思主义科学技术方法论
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。
科学方法论--提出科学假说和建立科学理论的方法 ppt课件
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非演绎推理:最佳说明推理
老鼠假说
保姆假说 保姆偷吃后故意留下面包屑。
嗤嗤的声音是水壶发出的。
老鼠假说的解释更为合理,这种推理就被称为最佳说 明推理。
虽然我们不能确定猜想老鼠作案是对的,但总体来讲 这个假说看起来相当合理:它是对已知事实最好的解 释方式。
行星和太阳以及地球表面附近各种运动的 物体适用这个定律。 ———————————
因此,该定律对所有的物体都适用。
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科学中的归纳推理
报纸或媒体评论说科学家已经“通过实验证明” 基因改良的玉米对人体是安全的。
科学家已经对大量的人测试了 这一种玉米,迄今 为止,没有一个人产生不良反应。 ———————————
因此,基因改良的玉米永远是安全的。
这种玉米对于被检验过的人没有任何坏处。 ———————————
这种玉米对于任何人都没有坏处。
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15
归纳推理的不可靠
《咏菊诗》 王安石-苏东坡
西风昨夜过园林,吹落黄花满地金。 秋花不比春花落,说与诗人仔细吟。
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例子2:流感疫苗
以对一种疾病新疫苗的试验为例。
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普遍命 题
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演绎和归纳
盒子里前五个鸡蛋坏了。
所有鸡蛋上标明的保质日期都相同。 ———————————
因此,第六个鸡蛋也将是坏的。
归纳推理:如果前提为真,那么结论不一定 也为真。推理的前提并不必然导致结论。
归纳推理:从关于某对象已被检验的前提推 论到关于该对象的未被检验的结论。
特点:从个别事实推演出一般原理。
因此,天一下雨地面就会是湿的。
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特点:从个别事实推演出一般原理。
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日常生活中的归纳推理
迄今为止,我的电脑在打开时都不曾爆炸。 ——————————— 因此,我的电脑在此时打开时将不会爆炸。
该推论是归纳的,不是演绎的。因为推 理的前提并不必然得出结论。我的电脑此 时爆炸在逻辑上可能的,即使这在以前从 来没有发生过。
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日常生活中的归纳推理
该推论是归纳的,不是演绎的。因为推 理的前提并不必然得出结论。明天太阳从 西边升起在逻辑上可能的,即使这在以前 从来没有发生过。
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日常生活中的归纳推理
迄今为止,小丽一哭奶奶就给她零花钱。 ——————————— 因此,现在小丽一哭奶奶也将给她零花钱。
该推论是归纳的,不是演绎的。因为推理 的前提并不必然得出结论。奶奶现在不给 小丽零花钱在逻辑上可能的,即使这在以 前从来没有发生过。
迄今为止,所有被检验的唐氏综合症患者 都有47条染色体。 ——————————— 因此,所有的唐氏综合症患者(包括尚未 进行检验的)都有47条染色体。
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科学中的归纳推理
牛顿的万有引力原理:宇宙中的每一个物 体都会对任一其他物体产生引力作用。
很显然,牛顿并没有通过检验宇宙中的每 一物体来得出这一定律。那么他是如何发 现的呢?
普遍命 题
金属x2在时刻t2受热时膨胀。
金属xn在时刻tn受热时膨胀。 ——————————— 所有金属在受热时都膨胀。
6
演绎和归纳
盒子里前五个鸡蛋坏了。 所有鸡蛋上标明的保质日期都相同。 ——————————— 因此,第六个鸡蛋也将是坏的。 归纳推理:如果前提为真,那么结论不一定 也为真。推理的前提并不必然导致结论。 归纳推理:从关于某对象已被检验的前提推 论到关于该对象的未被检验的结论。
这种玉米对于被检验过的人没有任何坏处。
———————————
这种玉米对于任何人都没有坏处。
15
归纳推理的不可靠
《咏菊诗》
王安石-苏东坡
西风昨夜过园林,吹落黄花满地金。
秋花不比春花落,说与诗人仔细吟。
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例子2:流感疫苗
以对一种疾病新疫苗的试验为例。 这一疫苗可在几个实验中都证明有效,但 我们仍不敢断言将来也会有效。 在1943和1945两年美国大规模试验中起 到很好预防作用的流感疫苗,在1947年流 感再次流行时却无效。
提出科学假说和建立 科学理论的方法
康仕慧
山西大学科哲中心
科学结论
生物学家:人是由猿进化来的。 宇宙学家:宇宙一直在膨胀。
物理学家:一切物质都遵循万有引力定律。 科学家为何会做出这样的断言呢?——答案 是:科学家们是通过推理或推论确信上述结 论的。
科学推理的本质是什么?对于科学家们所作 的推论我们应该持有多大的信任度?
迄今为止,天下雨地面就会湿。 ——————————— 因此,天一下雨地面就会是湿的。
该推论是归纳的,不是演绎的。因为推 理的前提并不必然得出结论。天此时下雨 但地面并没有湿在逻辑上可能的,即使这 在以前从来没有发生过。
9
日常生活中的归纳推理
迄今为止,太阳一直东升西落。 ——————————— 因此,明天太阳也将东升西落。
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
提出科学假说和建立 科学理论的方法
1、演绎推理 2、归纳推理 3、归纳难题 4、最佳说明推理
3
演绎和归纳
所有的中国人都是勤劳的。 张三是一个中国人。 ——————————— 因此,张三是勤劳的。 演绎推理:如果前提为真,那么结论一定也 为真。推理的前提必然导致结论。
特点:从一般原理推出个别结论
4
演绎和归纳
所有的猫都有5条腿。 朵朵是我的猫。 ——————————— 因此,朵朵有5条腿。 这是一个完全有效的演绎推理,显然,仅 靠逻辑并不能发现自然界的真,也建立不起 科学理论。
那么,科学定律是如何推导出来的呢?
5
演绎和归纳
金属受热时会膨胀。 酸会使石蕊试纸变成红色。 金属x1在时刻t1受热时膨胀。
行星和太阳以及地球表面附近各种运动的 物体适用这个定律。 ——————————— 因此,该定律对所有的物体都适用。
14
科学中的归纳推理
报纸或媒体评论说科学家已经“通过实验证明” 基因改良的玉米对人体是安全的。 科学家已经对大量的人测试了 这一种玉米,迄今 为止,没有一个人产生不良反应。 ——————————— 因此,基因改良的玉米永远是安全的。
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日常生活中的归纳推理
迄今为止,人都会死去。 ——————————— 因此,所有的人将来也都会死去。
该推论是归纳的,不是演绎的。因为推理 的前提并不必然得出结论。人长生不老在 逻辑上可能的,即使这在经验上看似显得 荒谬。
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科学中的归纳推理
遗传学家告诉我们唐氏综合症患者具有一 条多余的染色体——他们拥有47条而不是 常人的46条。 他们是如何发现的呢?
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如何为归纳推理进行辩护?
归纳原理在场合x1成功地发挥了作用。 归纳原理在场合x2成功地发挥了作用,等等。 归纳原理总能发挥作用。
这种辩护本身就是一种归纳推理,也就是 用归纳证明归纳,是循环论证。
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如何为归纳推理进行辩护?
增加附加前提,把归纳论证转换为演绎论证。 前提一:所有已被检验的唐氏综合症患者都有47 条染色体。
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休谟的归纳问题
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休谟问题
“我们没有理由对那些超越我 们经验的任何对象作出任何推 断”,即便是在观察到它们的 “经常的或恒常的联结”之后。
也就是说,并不存在从大量的 观察证据达到真理的合法推理。
大卫· 休谟(David Hume,1711-1776)
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如何为归纳推理进行辩护?
诉诸经验的成功 经验告诉我们归纳论证是成功的。我们每 天都在不可避免地运用着归纳推理。 相信明天太阳不从东方升起的人是奇怪的。 但是这种辩护本身就是一种归纳推理,也 就是用归纳证明归纳,是循环论证。
前提二:未检验的唐氏综合症患者与已被检验的 唐氏综合症患者具有相似性。(自然的齐一性假 设) ————————————————————— 因此,所有的唐氏综合症患者都有47条染色体。
但是,自然的齐一性假设本身就是一种归纳。