自然辩证法·科学技术哲学·第十章·系统科学方法论
自然辩证法-科学技术方法论(北大)
牛顿力学的创立与发展
总结词
牛顿力学是物理学史上的里程碑，它通过数学语言描述了自然界的运动规律，为科学研 究和技术发展奠定了基础。
详细描述
牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出了三大运动定律和万有引力定律，构建了完整的 经典力学体系。这一理论不仅解释了当时已知的所有力学现象，还为后来的物理学、工 程学和天文学等领域提供了重要的理论支持。随着科学技术的发展，牛顿力学在微观和
人工智能与机器学习
随着计算机技术的不断发展，人工智能和机器学习将在未来发挥越来越重要的作用，为人类的生产和生活带来更 多的便利和效益。
生物科技与医学
生物科技和医学的进步将有助于解决许多人类面临的健康问题，提高人类的生存质量。同时，生物科技的发展也 将对农业、环保等领域产生积极影响。
05
CHAPTER
自然辩证法-科学技术方法论( 北大)
目录
CONTENTS
• 科学技术方法论概述 • 科学技术方法论的核心概念 • 科学技术方法论的实践应用 • 科学技术方法论的哲学思考 • 科学技术方法论的案例分析 • 科学技术方法论的挑战与展望
01
CHAPTER
科学技术方法论概述
科学技术方法论的定义与特点
科学技术方法论的定义
科学技术的未来发展趋势
人工智能与大数据
01
人工智能和大数据技术将进一步发展，为科学研究提供更强大
的数据处理和分析能力。
生物技术的突破
02
随着基因编辑、合成生物学等技术的进步，生物领域将迎来更
多突破性成果。
可持续发展与环境保护
03
面对全球环境问题，科学技术将更加注重可持续发展和环境保
护，推动绿色科技的发展。
自然辩证法第十章四科学技术的社会运行
三、科学发展的不平衡性
在某一时期，某一门或一组学科能够率先、较好地解释自然，其理论和 方法就成为当时其他学科的解释性基础和方法论范例，能对其他学科起 推动作用，此学科即成为当时的带头学科。
四、技术发展的不平衡性
由于技术自身逻辑和社会经济发展的不平衡 性影响，造成技术发展的不平衡性，主要表 现为以下技术发展方式。
1950年—— 1000000 人1
970年—— 3200000人
知识的增长与 科学家增长总 数的平方根成 正比。科学家 增长3倍，科 学知识成果增 长1.73倍。
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生产到市场的周期不断缩短： 1885年—1919年:发明到应用 30年；生产到市场7年 1920年—1944年:发明到应用 16年；生产到市场8年 1945年—1964年:发明到应用 9年；生产到市场5年
3、技术贸易
主要指技术的国际贸 易，高技术国际贸易 在发达国家中十分盛 行。
4、境外技术开发
比尔·盖茨访华 随着全球化、国 际化发展，境外 技术开发的趋势 在不断加强。
5、技术联盟合作开发
可以降低新技术、新产品开发 成本和减少风险，同时也可以 更好地实现优势互补。
Microsoft技术中心
第三节 科学技术社会运行的保障
三是主要为科技资源有效流动、合理 配置提供服务的机构，包括常设技术 市场、人才中介市场、科技条件市场、 技术产权交易机构等。
03
1962年美国科学史学家普赖斯：《小科学、 大科学》
04
大科学：国家资助的、规模巨大的、拥有先 进的实验技术装备，并对社会、生产、经济、 生活、政治等起着前所未有作用的现代科学。
2、工业研究实验室和研发中心的兴起
自然辩证法概论(方法论)PPT课件
技术方法论的主要内容
观察与实验
归纳与演绎
通过观察和实验获取关于研究对象的第一 手资料，为后续研究提供基础数据。
通过对观察和实验所得数据进行归纳和演 绎，形成对研究对象本质和规律的深入认 识。
类比与模拟
分析与综合
通过类比和模拟方法，将研究对象与其他 事物进行比较，发现相似点和差异点，为 解决问题提供启示。
自然科学的发展为哲学提供了丰富的实证材料和理论依据，推动 了哲学的发展和进步。
哲学对自然科学的影响
哲学为自然科学提供了方法论的指导，帮助科学家在研究过程中形 成正确的世界观和方法论。
自然科学与哲学的互动
自然科学和哲学相互影响、相互渗透，共同推动人类对自然界和人 类社会的认识。
自然科学发展与马克思主义的创立和发展
辩证唯物主义自然观的形成和发展
总结词
历史演变、实践检验、科学基础
详细描述
辩证唯物主义自然观是在批判地继承古代朴素唯物主义和近代机械唯物主义的基础上形成的，它以实践为检验真 理的唯一标准，以科学为基础，认为自然界是物质的、运动的、发展的、有规律的，物质世界是普遍联系和永恒 发展的。
辩证唯物主义自然观的基本观点
总结词
物质第一性、意识第二性、实践检验真理、辩证法原则
详细描述
辩证唯物主义自然观认为自然界是物质的，物质是第一性的，意识是第二性的，物质世界是普遍联系 和永恒发展的，实践是检验真理的唯一标准，辩证法原则是认识世界和改造世界的根本原则。
03
自然科学发展与马克思 主义
自然科学与哲学的关系
自然科学是哲学的基础
它既是马克思主义认识论、方法论个自 然科学中的体现和贯彻。
自然辩证法的研究对象和内容
研究自然界发展和科学技术进 步的方法论问题，以及科学技 术在社会发展中的作用。
《自然辩证法概论》第十章：技术认识和技术方法
销 售 量 导入期 成长期 成熟期 衰退期
时
间
联想的技术路线 汉卡——代理PC——自主生产PC——电脑 商 可能的技术路线 汉卡——软汉字系统——软件商
四通的打字机 MS2400——票据打印机——停产 可能的路线 MS240X——电脑生产 失误：技术替代 类似的失误：王安公司
技术预测的可能性 前提： 技术发展是有规律的 人类能够认识这种规律性 技术规律的表现： 技术能力变化的规律性 技术变革的规律性 技术发展是由社会需要与市场需求引发的 新技术的发展可以通过研究技术创新过程加以预测
技术评估的程序
调查研究 寻找影响 影响分析 排除非容忍性影响 制定改良方案 综合评价
技术评估的四个阶段： 资料准备阶段。 这是评估的准备阶段，包括目的、内容、背景、有关的社会、 经济、环境、资源等。 影响分析阶段。 这是评估的最关键阶段。不仅要找出积极的影响，也要找出 消极的影响，包括次级影响乃至3级或多级影响。对这些影 响进行分析、综合和整理，其性质、内容、程度或规模等。 研究对策阶段。 主要针对非容忍性影响，研究避免或减少这种影响的可能性 和所需条件，以及创造这种条件的可能性。 综合评估阶段。 在以上基础上，需对该项技术的全部影响作系统分析，以权 衡利弊，并与其它技术作比较分析，最后给出该项技术研究 或开发的综合评价。
技术方案设计的分类 工程设计 工业设计 环境设计
工程设计的传统方法 1，模型试验设计法 制造相似模型，在其上测量和考察设计对象的性能、 结构、功能等合理程度，然后以实测数据为依据， 对其结构及性能等进行修改，从而使设计达到更加 完善的设计方法 2，常规设计方法 从现有技术规范、技术手段和情报资料中寻找答案 的一种设计方法 3，经验设计法 根据现有机器、零部件长期使用中总结出来的经验 知识进行设计的方法。
自然辩证法复习资料整理课后习题及答案
⾃然辩证法复习资料整理课后习题及答案第⼀章：科学、技术与⼯程的⼀般特点１.如何理解科学、技术、⼯程三元论的思想？谈谈你对这⼀结构模式的看法。
P11答：我们不但不应该和不能把科学与技术混为⼀谈，⽽且也不应和不能把技术和⼯程混为⼀谈，它们各有其特殊的本质或本性。
应该在承认三者存在本质区别的前提下认识和把握科学、技术与⼯程三者之间的相互关系、互动关系和转化过程。
科学、技术与⼯程三元论由李伯聪教授提出，第⼀，技术是进⾏⼯程活动的前提，它深刻影响⼯程过程和成效，没有⽆技术的⼯程；另外在⼯程活动中，除了技术之外，还包括政治、经济、社会、伦理、⼼理等⽅⾯的要素和内容。
第⼆，技术应⽤于⼯程，对⼯程有引导和限定作⽤；⼯程则对技术进⾏选择和综合。
第三，从哲学上看，技术是⼀个可能性的条件和可能性的空间，⼯程则是现实过程和现实存在。
科学、技术与⼯程是三个不同的对象，三种不同的社会活动，它们有本质的区别，也有密切的联系，他将这种观点称为“科学技术⼯程三元论”。
２.如何理解科学的特征？你认为怎样才能更好地区分科学、⾮科学与伪科学？P14答：解释：科学是关于⾃然、社会和思维的知识体系，是实践经验的结晶。
（科学是⼀种知识，但并⾮所有的知识都是科学。
）从六点理解科学的特征：1.科学的解释性和预见性：科学不仅仅是对事实的简单判断和描述，⽽且要解释事实背后的本质和规律，即不但要知其然，还要知其所以然。
（科学还应该能够预见⽬前尚未观察到的、但却能够被以后的科学实践证明的⾃然现象。
）2.科学的精确性：科学发展的重要特点之⼀就是数学⽅法和实验⽅法相结合，数学在科学中的应⽤使科学的各门学科都有了精确性的特征。
3.科学的可检验性：科学作为对事实的解释并⾮笼统的、⼀般性的陈述，⽽是确定的、具体的命题，这些命题在可控的条件下可以重复接受实验的检验。
4.科学的可错性或可变性：科学的精确性使其具备了可检验性的特征，因⽽也就使其具有了可错性或可变性。
5.科学的系统性：科学活动是通过对科学问题进⾏系统性的研究来获取知识的过程，根据⾃然界的有机联系，对事实的有组织的、系统的阐明与理。
自然辩证法科学技术哲学第十章系统科学方法论
9
2)、白系统：指人们对其要素和结构已经知道得很清楚 的系统； 3)、灰系统：指人们对其要素和结构的认识若明若暗的 系统。
③、从系统所处的状态划分，可划分为： 1)、平衡态系统：指系统内部无差异的系统； 2)、近平衡态系统：指系统内部有差异但这种差异只能 使线性相互作用表现出来的系统； 3)、远离平衡态系统：指系统内部差异明显从而使非线 性相互作用表现出来的系统。
综合分析后的结论是：第三方案最能确保在短期内最 经济地完成阿波罗计划的全部目标。所以，决定采取第三 方案。结果，在1969年7月16日通过发射阿波罗11号飞船， 终于成功地把两名宇航员送上月球，并如期完成考查任务 后于7月24日返回地面。
13
二、控制论方法
从方法论上看，控制论方法的基本原理概括起来 大致有如下三条。
（2）、系统方法的基本原则 ①、整体性原则 ②、动态原则 ③、最优化原则 ④、模型化原则
11
例：美国的“阿波罗计划”
1961年5月25日，美国政府宣布了20世纪60年代末实现 人员登月计划，同时成立了阿波罗计划办公室。办公室根据 指定目标收集大量资料，经过一段时间的已经论证，作出方 案比较，最后为实现登月宇宙飞行提出三个备选方案，给决 策者选择。
1、根据系统的输入——输出来刻画系统的行为
环境对系统的作用在 控制论中被概括为“出入”， x1 如物质、能量和信息等的 X(t) x2
输入；系统对环境作用的 响应称之为“输出”，系统的
xm
系统
y1 y2
Y(t)
yn
输出集合及其变化，实际上是系统的行为。控制论就是用一
组分别表示输入和输出的时间函数来描述或刻画系统的行为
自然辩证法自然辩证法自然辩证法自然
自2.然库辩恩科证学法发自展然的辩模证式法—自—然范式辩证法自然
•科学发展既不象归纳主义所说是逐步累 积的、平稳的; •也不是波普尔的不断革命造成的; •是平稳发展的常规阶段和急剧变革的科 学革命阶段交替进行的。
自然2.拉辩卡证托法斯自的然科辩学证研法究自纲领然内辩容证法自然
2） “保护带” （protective belt） 以后的检验也只涉及辅助性假说。
如果被证伪，也只是对保护带的证伪。 保护带调整后的理论体系：
（1）若其提供的预见被证实了，这个纲 领就是进化的； （2）否则就是退化的； （3）退化的纲领可能导致硬核的崩溃。
自然三辩、证科法学理自论然的辩运证动法自然辩证法自然
（二）库恩的科学革命模式 4.库恩科学发展模式的缺陷和不足
1）在认识论上，只承认知识的相对性， 否认科学的客观真理性。 2）在范式的产生上，片面夸大了非理 性因素的作用。 3）在发展的形式上，把范式看成是一 切时代和一切学科唯一的发展模式。
自（然三辩）证拉法卡自托然斯辩的科证学法研自究然纲辩领证模法式自然
自然三辩、证科学法理自论然的辩运证动法自然辩证法自然
（一）波普尔的证伪主义模式 1.传统的科学理论发展模式
——逻辑经验主义（逻辑实证主义） 科学理论是关于经验事实的真命
题，它们是通过对事实的概括得来的。
自（然一辩）证波法普自尔的然证辩伪证主法义自模然式辩证法自然
1.传统的科学理论发展模式
科学理论的发展就是真命题数量的不 断增加和积累的过程。
自然辩证法自然辩证法自然辩证法自然
2.逻辑与历史相统一的方法 1）逻辑与历史相统一的方法的关系
《自然辩证法》教学大纲
《自然辩证法》教学大纲Dialectics of nature第一部分大纲说明1. 课程代码：2. 课程性质：3. 学时/学分：32/24. 课程目标：《自然辩证法》是理、工、农、部分社科类硕士研究生的马克思主义理论必修课。
本课程的主要任务是紧密结合科学技术的发展，用辩证唯物主义的基本观点准确概括现代科学技术的最新成果，正确回答当代科学技术革命提出的重大哲学问题。
通过学习本课程，要求学生理解和掌握自然界和科学技术发展的一般规律，协调人与自然之间的关系，加深对辩证唯物主义世界观的理解，形成跨学科知识结构，使研究生更好地用马克思主义世界观指导科研工作。
本课程教学重点是自然界和科学技术发展的一般规律，人类认识和改造自然的一般方法以及科学技术与人类社会发展的关系。
本课程的教学目的是：第一，培养学生对各门科学理论中的哲学思想的认知理解能力，提高学生的科学思维能力；第二，扩大学生的科学视野，尤其是增强跨学科的思维能力，为科学发现与技术发明奠定理论基础；第四，加深学生对科学与技术、科学与文化，包括技术与社会之相互关系的认识，培养学生在科学与技术两方面的道德判断能力和灵感思维能力。
5. 教学方式：采用案例教学、专题讲座、课堂讲授、课堂讨论与学生自学相结合的形式。
6. 考核方式：开卷结合课程论文写作。
7. 先修课程：马克思主义哲学原理和自然科学基础（高等物理、高等数学、高等生物学等）。
9. 教材及教学参考资料：（一）教材：[1]《自然辩证法概论》.教育部社会科学研究与思想政治教育司组编。
高等教育出版社。
[2] 《自然辩证法专题讲座》（内蒙古自治区硕士研究生公共政治课统编教材）.——呼和浩特：内蒙古大学出版社，2007.8。
（二）教学参考资料：[1]恩格斯.自然辩证法·导言. 人民出版社，1971[2]钱三强等. 科学技术发展的简况. 知识出版社，1980[3]A·查尔默斯. 科学究竟是什么. 商务印书馆，1982[4]B·贝弗里奇. 科学研究的艺术. 科学出版社，1984[5]J·贝尔纳. 科学的社会功能. 商务印书馆，1982[6]J·里夫金等. 熵：一种新的世界观. 上海译文出版社，1987[7]邓小平. 邓小平论科学技术. 科学出版社，1997[8]恩格斯，《反杜林论》，人民出版社，1970年版[9]曾国屏等. 当代自然辩证法教程. 清华大学出版社, 2005第二部分教学内容和教学要求绪论教学内容：第一节自然辩证法在马克思主义中的地位第二节自然辩证法的历史发展第三节自然辩证法和中国现代化教学要求：了解：自然辩证法在马克思主义中的地位，学习自然辩证法的现实意义，自然观的历史发展。
自然辩证法概论第十章 技术发展的动力与模式
自然辩证法概论
普通高校硕士生马克思主义理论课教材
一、技术的建构及其发展的动力机制
经济支持系统
信息支持系统
支持系统
教育支持系统
试验技术装备支持系统 社会对技术开发的支持作用
自然辩证法概论
普通高校硕士生马克思主义理论课教材
一、技术的建构及其发展的动力机制
新目标与旧技术形态功能之间的矛盾
任何时代的技术都处于发展变化之中，引起技术 变革的直接动力又来源于技术内部的基本矛盾，即 技术目标与旧技术形态功能之间的矛盾。社会需要 是推动技术发展的原动力。社会日益增长的物质文 化需求，只有通过新技术目标设定的途径，才能转 化为推动技术发展的现实力量。技术目标是社会需 求的技术表达形式，是对技术发展方向与所创建技 术系统功能所作的设定。一般地说，技术目标表现 为由技术的性能指标、经济与社会效益指标、环境 影响指标等一系列具体指标构成的一个指标体系。
自然辩证法概论
普通高校硕士生马克思主义理论课教材
二、技术演变方向与技术进步模式
向着技术形态丰富和效率提高的方向演变
1. 技术形态的不断丰富
作为主体目的性活动的序列或方式，技术服务于人 类目的性活动，并随着目的的发展而演进。需要或目 的的发展体现在横向拓展与纵向深化两个层面。从横 向拓展的角度看，随着人的全面发展和社会生活的多 样化、复杂化，人的需要或目的的种类不断增多；从 纵向深化的角度看，人的原有需要或目的不断分化， 展现为需要或目的链条的延伸和层次结构的形成。需 要和目的的这一发展特点，客观上要求具体技术形态 的支持。这就是技术效果原则形成的历史背景。
自然辩证法概论
普通高校硕士生马克思主义理论课教材
一、技术的建构及其发展的动力机制
作为驱动力的技术世界的相干性
自然辩证法
自然辩证法绪论自然辩证法的研究对象1、自然辩证法就是马克思主义的自然哲学、科学哲学（自然科学哲学部分）和技术哲学。
2、自然辩证法是马克思主义的重要组成部分，其研究对象是自然界发展和科学技术发展的一般规律，人类认识和改造自然的一般方法以及科学技术在社会发展中的作用。
（是关于以科学技术为中介和手段的人与自然、社会的相互关系和普遍规律的学说。
）自然辨证发的学科性质是一门自然科学、社会科学和思维科学相交叉的带有哲学性质的科学。
自然辩证法的研究内容自然——科学——技术——社会自然观——科学观——技术观——科学技术与社会自然辩证法的历史发展创立：自然科学与哲学共同进展的产物发展：列宁的贡献、前苏联的贡献、多译文出版《自然辩证法》、研究的兴起、科学的推进。
在中国的发展：是同马克思主义在中国的传播和发展相伴随的。
在中国现代化进程中，自然辩证法从理论与实际的结合上不断丰富自己的内容，扩展自己的研究领域，并不断更换着存在的形态，在理论上不断走向成熟。
我国学科门类划分：哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、军事学、管理学。
哲学二级学科：马克思主义哲学、中国哲学、外国哲学、伦理学、美学、逻辑学、宗教学、科学技术哲学。
理论特色：1、形成了系统的自然辩证法理论体系。
2、提出了人工自然理论。
3、突出了自然辩证法的理论教育功能。
4、提出了“科学、技术、工程”三元论的思想。
学习自然辨证法的意义：有助于培养研究生的创新精神和创新能力，科学素养和科学态度，提高马克思主义理论水平，有助于树立科学发展观。
思考题：1．简述自然辩证法的研究对象、基本内容、学科性质。
2．自然辩证法与科学、技术、工程、产业有什么关系？3．自然辩证法对研究生学习和成长有什么意义？第一章马克思主义自然观形成形成：朴素唯物主义自然观——机械唯物主义自然观（受到哲学的挑战和自然科学的冲击）——辩证唯物主义自然观1、自然观：是关于自然界及其与人类关系的总的观点，它是人们认识和改造自然界的本体论基础和方法论前提，和自然科学发展相一致，并随着每一个时代科学技术的发展而改变自己的形式。
自然辩证法的基本
自然辩证法的基本
主要包括马克思主义自然观·马克思主义科学技术观·马克思主义科学技术方法论·马克思主义科学技术社会论，是自然辩证法的重要理论基石，这四者相互联系，构成了马克思主义自然辩证法理论体系的统一整体，共同揭示人类社会与自然的本质。
科学观以及方法论
1、辩证唯物主义的自然观
自然观：是人们对自然界的总体看法。
它是从整体上研究自然界的本质及其发展规律的根本观点。
包括：自然界的存在方式:自然界的演化发展规律，人和自然界的关系。
2、辩证唯物主义的科学技术认识论和方法论。
是人们对科学技术所运用的认识和实践方法的哲学概括。
它是关于科学技术研究中常用的一般方法的规律性理论。
3、辩证唯物主义的科学技术观。
科学技术观：是人们对科学技术的总体看法。
它是会干科学技术性质、作用及其发展规律以及科学技术与社会的关系的总观点。
4、各门自然科学中的哲学问题。
自然辩证法完整版
1、自然辨证法创立的科学基础是什么？为什么说自然辨证法是一个开放的理论体系？答：（1）自然辩证法创立的科学基础是自然科学。
近代后期的科学家们冲破了传统自然观和思维方式的束缚，自然科学取得了一系列划时代的发现，为辨证唯物主义自然观和思维方式的确立奠定了坚实的科学基础，这一系列划时代的重大发现包括：天文学的康德-拉普拉斯星云假说，地质学的赖尔地质渐变论，生物学的达尔文生物进化论，物理学的能量守恒和转化定律，化学的道尔顿原子论、维勒人工合成尿素、门捷列夫元素周期律等等，从各个方面揭示了自然界的普遍联系和辨证的发展过程。
（2）自然辩证法是一个开放的理论体系是因为自然辩证法具有独特的学科功能，对于丰富和字眼辩发展马克思注意哲学和指导科学技术工作都具有重要的意义。
20世纪以来科学技术突飞猛进的发展为自然辨证法提供了一系列新的研究课题，在坚持可持续发展观和着力构建人与自然的和谐可持续发展的实践中，迎接新挑战和新机遇，研究新现象和新问题，自然辨证法研究取得了许多新的成果，从而也表明自然辩证法这门学科又是不断发展着的、开放的理论体系。
换言之，自然辩证法这门学科，不仅有其悠久的科学技术历史渊源，而且它的创立和发展，都反映了科学技术发展的历史必然性。
2、自然界各种自然物普遍联系的基本形式是什么？答：自然界在其存在方式上具有物质性亦即客观实在性和可知性，又具有系统性。
也就是说，相信自然界在其空间结构上是一个有机统一的系统整体，其中各种各样的自然物都是以系统和层次的方式存在着的，各类自然系统又都具有整体性、有序性、相对性、层次性等基本形式，无论是无机界还是有机界，概莫能外。
这种崭新自然观无疑也是当代一切科学技术工作的基础和出发点。
基本形式：系统和层次。
（1）系统具有整体性的特征，或基于要素的原因，或基于结构的原因，或基于环境的原因，或同时基于这三者。
①被改造了的要素的素质，是系统具有整体性特征的基础。
②合理的结构方式，是系统具有整体性特征的决定性环节。
自然辩证法概论讲义3(科学技术方法论)
年龄结构
此指科学共同体内从事科学研究和技术开发活动 的各年龄段的科学劳动者的比例构成关系。它关 系到科技人才群体的创造力和生命力。 由于各年龄段的科学劳动者在知识结构、能力、 经验、体力等方面均存在差异，由单一年龄段所 构成的共同体也有诸多劣势和弊端。因此，只有 将各年龄段 ( 老中青 ) 科学劳动者科学、合理地组 合起来，才能发挥其最大功能。
经过调研后被正式确定的问题，已经过详细的思考， 包含问题意义、求解目标、预设求解范围和求解方法， 提供了比较明确的解决问题方向。 问题的提出既取决于科学家的理论背景或修养和逻辑 推理能力，同时也取决于其直觉和洞察力。
选题的限制性原则
需要性原则——社会建制的要求 创造（新）性原则——知识非独占性的要求
科学实验方法
实验方法与观察方法都是科学认识主体作用于 客体的基本方法。 二者既相互区别，又相互依存：后者是前者的 前提，前者是后者的发展。在现代科学认识过 程中二者关系更加密不可分，而在主体对超宇 观、宇观、微观以及超微观世界的探索中尤其 如此。
科学实验方法概念
指主体根据一定研究目的，利用科 学仪器和设备，人为地干预、控制 或模拟自然现象和过程，并以纯粹、 典型形式表现出来，从而有利于研 究的科学方法。
科学观察方法的局限
眼见为实的局限 “理论渗透观察”的非客观性 测量的准确性问题 自然过程的非规律性
观察渗透理论
（1）观察由感知、判定和观察陈述三个要素所构 成，三者缺一不可； （2）观察对象与理论或先行假设所启示的期待及 观察者所受训练密切相关； （3）对观察对象的描述依赖于理论、观察者知识 背景及其经验； （4）观察对象和观察场合的选择深受理论、观察 者知识结构、心理倾向（兴趣爱好等）影响。
自然辩证法·科学技术哲学·第十章·系统科学方法论
综合分析后的结论是：第三方案最能确保在短期内最 经济地完成阿波罗计划的全部目标。所以，决定采取第三 方案。结果，在1969年7月16日通过发射阿波罗11号飞船， 终于成功地把两名宇航员送上月球，并如期完成考查任务 后于7月24日返回地面。
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二、控制论方法
从方法论上看，控制论方法的基本原理概括起来 大致有如下三条。 1、根据系统的输入——输出来刻画系统的行为
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二、从研究人工技术系统客体的技术科学中 所产生的控制论、信息论和系统工程等
1948年，美国数学家维纳（N.Wiener）出版了 《控制论》一书，宣告了控制论这门科学的正 式诞生。 1948年，美国贝尔电话研究所数学家申农 （C.E.Shannon）发表了《通讯的数学理论》 一文，标志着信息论的诞生。
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不管那种定义，对系统概念的理解应包括如下几点：
①、系统是由两个以上的要素组成的。 ②、系统的各个要素之间存在着特定的关系，形成一定的 结构。 ③、系统的结构使它成为一个有特定功能的整体。 ④、功能是在系统与外部环境的相互作用中表现出来的， 系统总是存在于一定的环境之中。
要素、结构、功能和环境，都是完备地规定一个系统所必 须的。
环境对系统的作用在 x1 y1 控制论中被概括为“出入”， x2 y2 如物质、能量和信息等的 X(t) Y(t) 系统 输入；系统对环境作用的 xm yn 响应称之为“输出”，系统的 输出集合及其变化，实际上是系统的行为。控制论就是用一 组分别表示输入和输出的时间函数来描述或刻画系统的行为 及其规律的。如果把系统的输出坐标Y(t)看作是对输入值 X(t)作变换的结果，则X(t)与Y(t)之间的关系可以写为：
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例：美国的“阿波罗计划”
1961年5月25日，美国政府宣布了20世纪60年代末实现 人员登月计划，同时成立了阿波罗计划办公室。办公室根据 指定目标收集大量资料，经过一段时间的已经论证，作出方 案比较，最后为实现登月宇宙飞行提出三个备选方案，给决 策者选择。 第一种方案：直接登月方案； 第二种方案：地球轨道会合方案； 第三种方案：月球轨道会合方案。 决策者对这三种方案，从技术因素、工作进度、成本 费用和研制难易程度等方面进行经济技术可行性分析比较： 1、在技术因素中，分别考虑了性能、制导精度、通讯 与跟踪、飞行成功率等问题。结论是第一方案在性能、制导 精度、通讯与跟踪方面最佳，第二方案的飞行成功率最差， 仅有第一、第三两方案的2/3的可能性，性能亦最难提高。 第三方案的性能与飞行成功率和第一方案相等，其他方面均 不及第一方案，但优于第二方案。
自然辩证法-科学方法论
自然辩证法-科学方法论1．什么是系统？描述自然系统的基本范畴是什么？答：系统是以各要素的属性为基础经由特定关系而形成的属性不可分割的整体。
系统是以各要素的属性为基础，经由特定关系而形成的属性不可分割的整体。
基本范畴：系统的要素：构成系统的组分和组元，单一要素不是系统；系统的结构：各要素之间的内在的相互联系，排列顺序和组织方式的总和；系统的环境：同要素发生相互作用又不属于这个系统的所有事物的总和；系统的功能：系统在于环境相互关系中所表现出来的总体的行为，特性和能力的总称。
2．说明要素与结构、结构与功能、以及系统与环境的相互关系。
答：要素与结构紧密相关，自然系统的性质和功能首先依赖于它的要素，但是结构对于要素有相对独立性，在许多自然系统中，结构对于系统功能的形成起着更为重要的作用。
功能由结构决定，但是结构对于功能的决定不是单值决定，一种结构可以对应多种功能，一种功能也可以对应多种结构，另一方面，功能又会对结构发生反作用，功能的发挥有时会损耗结构，一定条件下，又会改进结构。
环境与系统相互作用，实质上就是环境与系统之间的物质、能量与信息的交换。
环境还为自然系统提供生存条件，对系统进行选择和控制。
内因：物质系统的组成要素及其相互作用。
外因：环境对系统的作用。
内因是变化的根据，外因通过内因起作用。
具体说来，就是环境所起的作用实际上是通过影响系统的要素状态和结构状态而最终改变系统功能的。
3．什么是系统的整体性特征？答：整体特征性主要反映了系统与要素之间的整体与部分的关系，也称系统的整体突现规律或系统的整体性原理，指的是系统出现新的性质、新的功能和新的规律，而它们是其构成要素所不具有的，他们是系统各个要素相互作用的共同结果，可简单概括喂：“整体不等于部分之和”或“系统质不等于要素质”。
整体性的存在说明任何物质系统在其组成要素和系统整体之间同时存在加和性和非加和性关系。
4．什么是系统的层次？它的主要特点是什么？答：层次表征了系统内部的不同等级和水平，揭示了系统之间纵向的或垂直的联系。
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二、从研究人工技术系统客体的技术科学中 所产生的控制论、信息论和系统工程等
1948年，美国数学家维纳（N.Wiener）出版了 《控制论》一书，宣告了控制论这门科学的正 式诞生。 1948年，美国贝尔电话研究所数学家申农 （C.E.Shannon）发表了《通讯的数学理论》 一文，标志着信息论的诞生。
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（2）、系统的分类
对于系统的分类，可以从各种不同的角度进行划分，从 而可以划分为许多各种不同的类型，如： ①、从系统与环境的关系进行划分，可划分为： 1)、孤立系统：指与环境交换的物质和能量很少以至对研究 目的来说可以忽略不计的系统； 2)、封闭系统：指与环境仅有能量交换的系统； 3)、开放系统：指与环境既有物质交换又有能量交换的系统。 [2)和3)在物理学上统称为开放系统] ②、从人对系统的认识程度进行划分，可划分为： 1)、黑系统：指人们当前对其要素和结构还一无所知的系统；
第十章
系统科学方法论
引言：系统科学的产生及其发展 第一节 系统论、控制论和信息论方法 第二节 自组织理论方法
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引言：系统科学的产生及其发展
系统的概念萌芽于古代。
作为一门独立科学形态的系统科学，在二十世纪 四十年代前后才开始发展起来，是生物学、统计 物理学、神经生理学、心理学、数理逻辑、自动 控制、电子技术和无线电通讯等多种学科和技术 相互渗透的产物。从系统科学各个分支和流派的 理论渊源来看，主要是通过如下三条途径产生和 发展起来的：
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第ห้องสมุดไป่ตู้节
系统论、控制论和信息论方法
一、系统论方法 二、控制论方法 三、信息论方法
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一、系统论方法
1、系统及其分类 （1）、系统的概念 英文中“系统” （system）一词表示“站在” “一起” （stand together）或“安置” “在一起” （place together）的意思。究竟什么是系统，目前学术界尚无一个 统一的定义。恩格斯早就有所论述，他说：“一个伟大的基 本思想，即认为世界不是一成不变的事物集合体，而是过程 的集合体”。这里所说的“集合体”就是系统，而“过程” 则是指系统中各个组成部分的相互作用和整体的发展变化。 钱学森指出：“把极其复杂的研制对象称为系统，即由相互 作用和相互依赖的若干组成部分结合成具有特定功能的有机 整体，而且这个系统本身又是它们从属的更大系统的组成部 分。”贝塔朗菲在《一般系统论》一书中指出：“系统是处 于一定相互联系中的与环境发生关系的各组成成分的总 体。”1967年日本工业标准JIS认为系统是：“许多组成要 素保持有机的秩序向同一目的行动的东西。”
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一、从研究生命系统客体的理论生物学中 产生的一般系统论
美籍奥地利生物学家贝塔朗菲（L.V.Bertalanffy） 1932年发表了《理论生物学》，1934年又发表了《现代发 展理论》，提出了用数学和模型来研究生物学的方法和机 体系统概念。这就是系统论的萌芽。1937年，贝塔朗菲在 美国芝加哥大学哲学讨论会上，首次提出一般系统论概念。 1945年，他在《德国哲学周刊》上发表了《关于一般系统 论》，第一次明确提出把一般系统论作为一门独立的新学 科。但遗憾的是，这篇重要论文几乎不被人所知。直到 1947～1948年，由于他多年的努力和倡导，一般系统论才 形成一门崭新的科学。以后，他又对一般系统论的学科体 系作了阐述，其代表作是1968年发表的《一般系统论的基 础、发展和应用》一书。
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不管那种定义，对系统概念的理解应包括如下几点：
①、系统是由两个以上的要素组成的。 ②、系统的各个要素之间存在着特定的关系，形成一定的 结构。 ③、系统的结构使它成为一个有特定功能的整体。 ④、功能是在系统与外部环境的相互作用中表现出来的， 系统总是存在于一定的环境之中。
要素、结构、功能和环境，都是完备地规定一个系统所必 须的。
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三、从研究非生物界物理系统客体的物理学中 所产生的非平衡理论，如耗散结构和协同学
比利时物理学家普利高津（I.Prigogine）经 过二十多年的研究，于1969年提出了“耗散结 构理论”。 德国物理学家哈肯(H.Haken)提出了“协同 学”。1971年他提出协同的概念，1976年系统 地论述了协同理论，发表了《协同学导论》， 还著有《高等协同学》等。
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2、系统方法及其基本原则
（1）、什么是系统方法？ 所谓系统方法，就是按照事物本身的系统性，把对象 放在系统的形式中加以考察的一种方法。即从系统的观点 出发，始终着重从整体与部分（要素）之间、整体与外部 环境的相互联系、相互作用、相互制约的关系中，综合地、 精确地考察对象，以达到最佳地处理问题的一种方法。 （2）、系统方法的基本原则 ①、整体性原则 ②、动态原则 ③、最优化原则 ④、模型化原则
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例：美国的“阿波罗计划”
1961年5月25日，美国政府宣布了20世纪60年代末实现 人员登月计划，同时成立了阿波罗计划办公室。办公室根据 指定目标收集大量资料，经过一段时间的已经论证，作出方 案比较，最后为实现登月宇宙飞行提出三个备选方案，给决 策者选择。 第一种方案：直接登月方案； 第二种方案：地球轨道会合方案； 第三种方案：月球轨道会合方案。 决策者对这三种方案，从技术因素、工作进度、成本 费用和研制难易程度等方面进行经济技术可行性分析比较： 1、在技术因素中，分别考虑了性能、制导精度、通讯 与跟踪、飞行成功率等问题。结论是第一方案在性能、制导 精度、通讯与跟踪方面最佳，第二方案的飞行成功率最差， 仅有第一、第三两方案的2/3的可能性，性能亦最难提高。 第三方案的性能与飞行成功率和第一方案相等，其他方面均 不及第一方案，但优于第二方案。
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2)、白系统：指人们对其要素和结构已经知道得很清楚 的系统； 3)、灰系统：指人们对其要素和结构的认识若明若暗的 系统。 ③、从系统所处的状态划分，可划分为： 1)、平衡态系统：指系统内部无差异的系统； 2)、近平衡态系统：指系统内部有差异但这种差异只能 使线性相互作用表现出来的系统； 3)、远离平衡态系统：指系统内部差异明显从而使非线 性相互作用表现出来的系统。 此外，还可以从其他各种角度进行多种划分。