经典、现代科研方法(二).

的性质”的概念，从而产生了当今专门研究光波的学科） ● 特点：ａ.具有逻辑性和直觉性； ｂ.具有很大的创造性，能发现新的规律，从而推动 科技发明和创造。
4、其他逻辑方法
（1）分析与综合——二者可相互转化，实现分析——综合——
再分析——再综合……不断深化发展过程。
（2）抽象与具体——抽象是具体的基础，具体是抽象的综合，无
第二讲
经典、现代科研方法
科研方法一般可分为：经典科研方法和现代科研方法 这两大类。 一、经典科研方法主要分逻辑方法、经验方法、数理方法： （一）逻辑方法（包括：归纳、演绎、类比等）
1、归纳法——由特殊推到一般
● 概念：将个别的、具体的事实概括出一般原理。是一种与演绎相反
的逻辑推理方法。其前提是若干个事实，结论是得到普遍性的判断。
（二）控制论——由早期研究概率和函数的美国数学家维纳创立。
钱学森首次将该论应用于我国的工程技术领域。
1、概念：是研究动物（人类）和机器内部的控制与通信的一般规律 的学科。其着重研究过程中的数学关系。 包括：信息论、自动控制系统理论和电子计算机理论。 2、控制过程：分确立标准、衡量成效、纠正偏差这三步。 3、在管理上的应用：及时准确处理信息，使计划管理处于最佳状 态，便于比较、择优，有效进行预测。
第一次：人类创造了语言和文字 第二次：造纸和印刷技术的发明 第三次：电报、电话、电视及其他通讯技术的发明和应用 第四次：电子计算机和现代通讯技术的应用
（四）耗散结构理论
1、概念：研究某种事物在非平衡状态下（零乱、分散、无序）
通过物质和能量的交换，转变为有序结构行为的理论。 该理论首创者、比利时人普里高津的名言：“非平衡是有序之源”
• 2.实验----利用实验仪器、设备等手段，主动干预或者控制研究对
• • • • • • 象，形成特定的条件或典型的环境，以探索事物发展的规律。 ●特征：人为地干预自然，控制研究对象，主动变革自然。 ●作用：简化研究对象，强化自然现象，再现自然现象，延缓或加 速自然过程。 ●类型：根据实验的方式、作用、结果、场所、对象等不同分别有 多种分类方式。。
思维的一种重要形式。 自然科学的形成和发展，都经历了一系列的
假说过程。（如：门捷列夫的化学元素周期率、惠更斯的光波概念） • 特征：科学性、假定性、多样性和易变性。
• 构成：事实基础；理方法
“老三论”—— 系统论、控制论、信息论 “新三论”——耗散结构理论、协同学理论、突变理论 （一）系统论——具有逻辑和数学性质的一门新兴学科
● 条件：
须满足两个条件——前提必须真实、逻辑关系必须正确。
3、类比法——以比较为基础，能发现研究对象的新特征、新规
律，此法是通向科技创新的桥梁，也是衡量一个 人的思维是否具有创造性的重要标准。 （如：荷兰物理学家惠更斯根据声和光都具有一系列相同的性
质，而声却具有波动的性质，由此他推出“光可能也有波动
（三）信息论 （由美国数学家申农首创）
1、概念：是信息加工传递和储存的一种统计理论，也是运用概
率论和数理统计方法研究信息的一门应用数学学科。
信息的传输和压缩是信息论研究中的两大领域。
2、信息的特点：（普遍性、存储性、传输性、扩充性、压缩
性、转化性、扩散性、分享性）
3、人类社会发生的四次信息技术革命
2、作用：为人类从已知领域进入无知领域提供了一种处理问题
的策略和手段。（如何相互协同从无序到有序的演化）
（六）突变理论——由法国数学家雷内托姆1972年首次提出
1、概念：研究系统从一种稳定状态进入不稳定状态再进入另一
种稳定状态过程中的现象以及遵循规律的一门学科。
2、作用：在自然界和人类社会中，凡存在突然变化和跃迁现象
• 3.测量----对确定的研究内容进行观测与量度。这是属于定量研究
• • • • 的方法。 ●要求：准确性、完备性、互斥性（变量的取值互不相容）。 ●指标：建立指标，便于精确描述被测量对象的某一特征。 ●信度：可靠程度，分内容、人员、对象、环境。
• 4.统计----运用统计学原理，对研究数据进行综合处理，以揭示事物
（如：农作物选种能使产量提高；铁生锈是氧化的结果。）
● 类型 ：分完全归纳法和不完全归纳法。后者又区分为简单枚举归纳
法和科学归纳法两种）
（1）完全归纳法——根据某种事物都具有某种属性，从而推论出这
种事物都普遍带有此种属性。（钢铁能导电，凡金属都有导电性能）
（2）简单枚举法——通过简单列举某一类事物中的一部分对象都具
•
2、模拟实验——人为建立或选择一种与研究对象相似的模型，通
过实验，将结果类推到原型中去，以揭示其本质和规律。
• 3、理想化方法——突出研究对象的主要因素，进而开展规律性探
• 索，这是一种对问题本质高度抽象的研究方法。
• 4、科学假说——根据已知的科学事实和原理，对所研究的自然现
象及规律性提出一种试探性的看法或猜测性的说明，这是科学理论
2、演绎法——由一般到特殊，与归纳法相反。
此法由解析几何的创始人、法国人笛卡尔提出。是 科研工作中十分重要的思维方法和表述方法。 ● 概念：从一般到个别的逻辑推理方法。其前提和结论之间的联系 是必然的。 （植物可以杂交，杂交水稻获得大面积丰产） ● 主要形式（三段论）： 大前提—— 一般原理（如化学元素在一定条件下都能发生 化学反应） 小前提—— 特殊场合（如惰性气体是化学元素） 结 论—— 将小前提归纳到大前提，得出新的结论。（如惰 性气体在一定条件下确实能够发生化学反应）
的过程，都可以用该理论的数学方程来描述。 如：物种变异、细胞分裂、地震、岩石崩裂、桥梁垮塌以及情绪
波动、市场变化、经济危机等都能够用该理论来阐释和进行
预测。
有某种属性，由此推理到全部，概括出这一类事物 的所有对象都具有此种属性。此法使用方便，对研 究事物进行初步概括，提供方向，常常会获得重要成果。 （缺点是以偏概全，如：凡是鸟类都会飞翔，但有一种不会。）
（3）科学归纳法——根据对某一类事物中的一部分对象与某种属性
之间的因果关系的研究，推理出这一类事物中 所有的对象都具有此种属性的逻辑推理方法。 科学归纳法又称“穆勒五法”，又分为求同、存异、共用、共变、 剩余法五种形式，其中求同法和存异法是最基本的方法。
1、概念：利用多个相互联系、作用的要素来控制、管理、改 造或创造系统，使它的存在与发展合乎人们的需要。
其目的在于调整系统结构，使系统达到优化目标。
2、特征：（集合性、相关性、层次性、整体性、环境制约性、 动态性、目的性）
3、程序：制定目标、设计方案、建立模型、优化方案、改进设计、 检验目标
4、作用：高效管理、科学决策、指导作用
抽象作基础，就无法形成思维中的具体。
（二）经验方法（包括：观察、实验、测量、统计）
这四种典型的经验方法对形成、发展、检验科学理论和技术创新， 都起着重要作用。是科研工作中收集材料、获取事实的一种基本方法。
• 1.观察----人类通过自身感官或借助科学仪器有计划、有目的地获
• • • • • 取科学事实的一种认识活动。 ●特征：不干预、不控制自然现象，使观察对象处于自然状态。 ●作用：科学始于观察。获得第一手原始资料，成为科学发展的基 础和科学知识的起点。 ●类型：分肉眼、仪器、定性、定量的观察。
——系统只有在远离平衡的条件下，才有可能向有秩序、有组织、
多功能的方向进化。该理论打破了平衡与非平衡、可逆与非可逆、简单 与复杂等截然对立的界限，是全新的科学观和方法论。
（五）协同学理论——由德国物理学家哈肯于1977年创立。
1、概念： 研究在一定条件下，组成系统的各元素由于存在相
互影响和协同的作用，而由旧的无序结构转变为新的有序 结构所形成的规律。是处理复杂系统的一种全新方法。
• • • • • 内在规律的方法。 ●特征： 数量性、技术性、条件性。 ●作用： 分析解释、简化描述、判断推理。 ●类型： 分为描述分析和统计推论两种。 ●局限； 样本有限性、参量模糊性、研究对象的限制
（三）数理方法——不仅指数学和物理的科研方法，还包括与物理学相关
的工学中的科研方法。
数学——简明、精确的形式化语言，是自然科学皇后、人类的第二语言。 •
•
理学——研究物质内在规律的科学。
1、数学方法：构建数学模型，科学概念符号化、公理化，进行逻辑
运算和推导，定量揭示事物的客观规律。是研究自然科学最有力的工具。
•
• （1）特点：抽象性、逻辑性、精确性、广泛性。
• （2）作用：提供形式化语言、理论计算方法、逻辑推理工具。
• （3）运用：建立数学模型、求解、解释。