自然辩证法 第五讲：科学发现的基本方法
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自然辩证法(科学发现的基本环节)
• •
解释
• 从一般性规律说明个别现象为什么如此出现。
– 演绎性解释：用全称性规律解释某种现象（例如：万 有引力解释落体现象） – 概率性解释：用统计性规律解释某种现象（例如：放 射性规律解释衰变率） – 功能性解释：用功能性规律解释某种现象（例如：光 折射定律解释直物入水） – 结构性解释：用结构性规律解释某种现象（例如：DNA 亲子相似） – 起源性解释：用演化规律解释某种现象（例如：万有 引力解释落体现象）
– 前验性 – 归谬法、反证法、选言推理等，可充分评定假 – 判定内容： • 做出发现的过程是否违反逻辑？ • 发现中是否有逻辑悖论 • 推论过程是否有与确认事实或理论有逻辑矛盾的地
方
验证—实验验证
• 通过观察和实断发现的真伪 • 排他性 • 分两类：
– 直接验证：事实发现。用重演、复核、观测等 验证 – 间接验证：概念、理论发现。用演绎程序---可 观察陈述—与经验比照
科学发现的基本环节
• 如何发现？ • 如何验证？
– 方法论：科学方法之间如何关联、渗透、耦合。 – 两种科学方法论：归纳主义方法论与假说—演 绎方法论
归纳主义方法论
实现
归纳
• 理论的确认是演绎结论与经验事实比照中
定律、理论（普遍陈述）
演绎
事实（1，2，。。。，n） 观察为起点， 由观察获得事实 （单称陈述）
预见、解释 N+1 验证
这种方法论包含如下三个要点：
• 1、科学研究开始于观察（含实验观察） • 2、从经验事实中发现普遍原理的方法 • 3、理论的确认是在演绎结论与经验事实的
对照中实现的 这种方法反映了经典科学时期科学发现方 法的主要特点。如牛顿公理法就是一证。
假说-演绎方法论
自然辩证法第五章科学认识的形成ppt课件
该悖论用数学符号表示，先定义集合R，x∈R，当且仅当x不属于x，而 由此定义来检验R自己时就成了“ R∈R，当且仅当R不属于R”。
弗雷格迅速给罗素回了信。他说：“哎呀，算术动摇了。” 他在即将出 版的《算术基础》中写了一个后记，说：“在工作结束之后而发现大厦的基 础已经动摇，对于一个科学工作者来说，没有比这更不幸的了。”
古希腊悖论： 鳄鱼与小孩
一条鳄鱼从一位母亲手里抢走了一个小孩，鳄鱼想吃掉小孩，但又想 吃得名正言顺，心安理得，于是鳄鱼对这位母亲说：“只要你回答对了我 的问题，我就不吃你的小孩。我的问题是，我会不会吃掉你的小孩？” 母 亲该怎么回答呢？
19世纪下半叶，康托尔创立了著名的集合 论，集合论刚产生时，曾遭到许多人的猛烈攻 击。但不久这一开创性成果就为广大数学家所 接受了，并且获得广泛而高度的赞誉。数学家 们发现，从自然数与康托尔集合论出发可建立 起整个数学大厦。因而集合论成为现代数学的 基石。“一切数学成果可建立在集合论基础 上。” 这一发现使数学家们为之陶醉。1900 年，国际数学家大会上，法国著名数学家彭加 勒就曾兴高采烈地宣称：“… …借助集合论 概念，我们可以建造整个数学大厦… …今天， 我们可以说绝对的严格性已经达到了… …” 但 是，罗素悖论的出现打破了数学家的美梦。
不知，而且是关于不知的知识。 —— 科普宁
——
芝 诺 悖 论 阿 喀 硫 斯 永 远 追 不 上 乌 龟
3、 科学问题的结构 1）问题的指向 问题所指的研究对象 2）研究的目标 即提问的内容。目标须正确才是真问题，否则为伪问题。 3）应答域 解决问题的范围，并且可调整。它是一个确定而有限的范围， 对求解起着导向作用。
伽利略悖论，使自然数与部分自然数比 较，产生了“整体 = 部分”的矛盾，康托尔 利用伽利略的方法，得出“一条线上的点要 比自然数多”这样令人瞠目结舌的结论。
弗雷格迅速给罗素回了信。他说：“哎呀，算术动摇了。” 他在即将出 版的《算术基础》中写了一个后记，说：“在工作结束之后而发现大厦的基 础已经动摇，对于一个科学工作者来说，没有比这更不幸的了。”
古希腊悖论： 鳄鱼与小孩
一条鳄鱼从一位母亲手里抢走了一个小孩，鳄鱼想吃掉小孩，但又想 吃得名正言顺，心安理得，于是鳄鱼对这位母亲说：“只要你回答对了我 的问题，我就不吃你的小孩。我的问题是，我会不会吃掉你的小孩？” 母 亲该怎么回答呢？
19世纪下半叶，康托尔创立了著名的集合 论，集合论刚产生时，曾遭到许多人的猛烈攻 击。但不久这一开创性成果就为广大数学家所 接受了，并且获得广泛而高度的赞誉。数学家 们发现，从自然数与康托尔集合论出发可建立 起整个数学大厦。因而集合论成为现代数学的 基石。“一切数学成果可建立在集合论基础 上。” 这一发现使数学家们为之陶醉。1900 年，国际数学家大会上，法国著名数学家彭加 勒就曾兴高采烈地宣称：“… …借助集合论 概念，我们可以建造整个数学大厦… …今天， 我们可以说绝对的严格性已经达到了… …” 但 是，罗素悖论的出现打破了数学家的美梦。
不知，而且是关于不知的知识。 —— 科普宁
——
芝 诺 悖 论 阿 喀 硫 斯 永 远 追 不 上 乌 龟
3、 科学问题的结构 1）问题的指向 问题所指的研究对象 2）研究的目标 即提问的内容。目标须正确才是真问题，否则为伪问题。 3）应答域 解决问题的范围，并且可调整。它是一个确定而有限的范围， 对求解起着导向作用。
伽利略悖论，使自然数与部分自然数比 较，产生了“整体 = 部分”的矛盾，康托尔 利用伽利略的方法，得出“一条线上的点要 比自然数多”这样令人瞠目结舌的结论。
自然辩证法第五章 科学事实
• 只有那些经过鉴定，被认为是对客 观事实的真实或正确反映的经验事 实，才称得上科学事实。
二、科学事实的特点
• 1、科学事实是单称陈述。 • 因为它是观察者对特定事物的观察陈 述，是关于个别存在的描述。 • 单称陈述是关于某一对象有或没有某 种属性的陈述，全称陈述是反映某一 类中全体对象有或没有某一属性的陈 述。
• 2）强化和再现自然现象 • 实验由于是人工控制，可以使被观察 的现象重复出现，以便核对和验证。
• 在人为控制下，某些过程可以得到定 向强化，创造出地球上难以出现的特 殊条件，如超高温、超低温、超高压、 超真空、超强磁场、超导电性等。在 强化条件下，有可能发现前所未有的 事实。
• 如在接近绝对零度的超低温下，几 乎所有的气体都被液化，某些材料 具有无电阻、抗磁等超导性。 • 在超高温下，电子脱离稳定轨道变 为自由电子，中性原子变为离子， 材料变为非固体非液体非气体的 “等离子体”。
• 2、科学事实是可重现的，具有可重 复性。
• 3、科学事实受理论影响。（比较培 根的“无污染的观察”）
三、科学事实的作用
• 1）科学事实是形成新概念、建立新 理论的基础。 • 2）科学事实是检验科学假说和评价 科学理论的依据。
第二节 科学观察和科学实验
• 一、科学观察的含义及其类型
• 科学观察是人们在科学认识中用感 官或借助仪器对客观事物进行有目 的有计划的感知活动。
• 二、科学仪器的作用
• 1.克服感官的局限。 • 2.改进认识能力，使感性认识客观、 精确。
• 3.计算机使观察实验智能化。
第四节 认识论问题
• 一、观察和理论
• “纯粹观察说”： • 培根认为观察是一种纯粹的感官活动， 不受任何理论的影响，在观察中应该 排除任何理论的影响，进行纯粹客观 的观察。 • “如果某人的视网膜上有正常形成的 太阳映像，则他就看到了太阳。”
自然辩证法概论第五章科学认识的形成
波普尔、汉森、库恩等人则持不同观点，明确提出了“观察渗透理论”其理由是： ①观察什么要受理论的影响 ②如何观察要受理论的影响
a
22
③观察到什么（观察结果）要受理论的影响
④观察结果需用一定的陈述判断表现出来，而陈述判断 也要受理论的影响
深入的研究表明，后者的见解是合理的。
a
23
2、微观领域中仪器的干扰问题
•
间接观察能够使观察对象不断扩充，日益向自然界的广 度与深度延伸；使观察更加精细、准确；越来越能克服
人体感官观察速度的局限。随着科学与技术的不断发展
，观测仪器不断改进更新，人们的观察能力不断提高。
在这个意义上说，每个时代的科学水平又与观测仪器的
水平密切相关。
• 值得指出的是，电子计算机在科学观察过程中的应用， 引起了观察方法的又一次重大变革。虽然它本身不是观 测仪器，但是它与现代观测仪器相结合，更加突破了传 统观察的局限，使遥感观测a 、“无主体观测”等成为可17
a
8
• 从变换思路方面来考察，问题转换可以是逆向转换、互补转换、发散转换和立体转换 等。
• 逆向转换：是将问题从否定的角度提出来。 • 互补转换：是将问题的两个对立方面统一地提出来。发散转换：是将问题的提法拓展
开去，多角度的发问。 • 立体转换：是将问题的平面思考与立体思考结合起来。
a
9
二、科学问题的主要来源
说，提出课题比解决课题更困难，……所以评价和
选择课题，便成了研究战a 略的起点。”
11
2、选题的基本原则
• 当然，选题是在发现科学问题之后进行的，要以对科学问题比较全面、深入的认识和理 解为前提一些基本原则。一般来说，可以概括如下：
• 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、从某一个理论内部的矛盾中发现问题
a
22
③观察到什么（观察结果）要受理论的影响
④观察结果需用一定的陈述判断表现出来，而陈述判断 也要受理论的影响
深入的研究表明，后者的见解是合理的。
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2、微观领域中仪器的干扰问题
•
间接观察能够使观察对象不断扩充，日益向自然界的广 度与深度延伸；使观察更加精细、准确；越来越能克服
人体感官观察速度的局限。随着科学与技术的不断发展
，观测仪器不断改进更新，人们的观察能力不断提高。
在这个意义上说，每个时代的科学水平又与观测仪器的
水平密切相关。
• 值得指出的是，电子计算机在科学观察过程中的应用， 引起了观察方法的又一次重大变革。虽然它本身不是观 测仪器，但是它与现代观测仪器相结合，更加突破了传 统观察的局限，使遥感观测a 、“无主体观测”等成为可17
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• 从变换思路方面来考察，问题转换可以是逆向转换、互补转换、发散转换和立体转换 等。
• 逆向转换：是将问题从否定的角度提出来。 • 互补转换：是将问题的两个对立方面统一地提出来。发散转换：是将问题的提法拓展
开去，多角度的发问。 • 立体转换：是将问题的平面思考与立体思考结合起来。
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二、科学问题的主要来源
说，提出课题比解决课题更困难，……所以评价和
选择课题，便成了研究战a 略的起点。”
11
2、选题的基本原则
• 当然，选题是在发现科学问题之后进行的，要以对科学问题比较全面、深入的认识和理 解为前提一些基本原则。一般来说，可以概括如下：
• 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、从某一个理论内部的矛盾中发现问题
自然辩证法知识点概要
自然辩证法概论知识点概要注释：标记为红色加粗字体的内容为重点内容（结合上课老师的说法月个人观点来谈的）,最后祝大家考试顺利哦！第一讲哲学与科学一、哲学的特征:反思与批判(不同于其它学科)二、西方式的反思:存在先于本质三、科学来源于哲学⎧⎨⎩希腊时期罗马时期简答：为什么牛顿晚年研究神学？答：主要从以下两方面来谈：①从目的上说；研究自然是为了论证上帝的存在，所以在目的上并不冲突。
②从论据上说；牛顿第一定律又称为惯性定律（一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态。
），而现实中并不存在以上两种运动状态，只有非静止或非匀速直线运动，所以必须有种外力推动才能解释现实中物体的运动状态，而这种外力就来自于“上帝之手”，从而世界上存在上帝。
四、科学对哲学的影响对上帝论的抛弃例子：康德—拉普拉斯星云假设，去掉了上帝的假设，达尔文的物种起源说，赖尔的地质渐变论等等。
1）中世纪文化、黑暗、文盲公元8世纪后期卡洛林文化复兴2）近代科学家为什么牛顿晚年研究神学？①论证上帝的存在②论证，论据（牛顿第一定律——惯性定律）第二讲自然观的演化1）自然观①万物有灵论（过程）背后的故事、论证过程②论证（生与死、万物有灵论）一、自然的变迁⑴什么是自然答：非人工的物理世界（包括生命的和非生命的）本性;本来就有的东西（自然而然）⑵从原始社会到中世纪的自然观①万物有灵人有两种状态⎧⎨⎩睡死，⎧⎨⎩相同点：躺，闭眼不同点：醒，梦，呼吸人之有灵（自然拟人化）②古希腊时期Ⅰ爱奥尼亚学派—以具体的自然物为自然界寻找确定性。
Ⅱ古希腊人一直坚持对确实性的寻求，其实就是遵循事物由具体一抽象的规律。
柏拉图：理念（idea）由概念实体简答：为什么在黑暗的中世纪时期，科学会得到很大的发展？答；在欧洲黑暗、教会横行的中世纪时期里，没有妨碍对自然科学的研究，反而推动着科学的发展，理由有三：①在中世纪，教会掌握大权，他们信奉“自然界是上帝创造的”，从而推动了教会人员在自然科学方面的研究来解释上帝的伟大。
自然辩证法课件第6章科学发现的基本方法
影响
相对论彻底改变了人们对时空和物质的理解，为现代物理学的发展 开辟了新的道路。
DNA双螺旋结构的发现
背景
沃森和克里克在研究遗传物质时，通过对比不同生物的 DNA结构，提出了DNA双螺旋结构模型。
方法
通过X射线衍射技术，沃森和克里克确定了DNA分子中碱 基对的配对方式，并构建出双螺旋结构模型。
影响
促进技术创新
科学发现是技术创新的重要源泉，许多重 要的发明和创造都源于科学发现，为人类 的生产和生活带来了巨大的变革和进步。
科学发现的历史与发展
古代科学发现
古代科学家通过对自然现象的观 察和思考，提出了许多重要的科 学理论和观点，如亚里士多德的 物理学和生物学理论、毕达哥拉Βιβλιοθήκη 斯的数学理论等。近代科学发现
在科学研究中，应综合运用归纳法和演绎法，充分发挥各自的优势，以求达到科学发现的最佳效果。
04
假说与理论
假说形成与检验
1. 观察与实验
通过观察自然现象或实验结果 ，提出合理的假说。
2. 假说形成
基于已有知识和经验，形成假 说的初步框架。
3. 假说检验
通过实验、观察和推理等方法 ，对假说进行验证和修正。
影响
万有引力定律是经典物理学的重要基石，为后来的天文学、宇宙学 和工程学等领域的发展奠定了基础。
爱因斯坦相对论的提
背景
爱因斯坦在思考光速的性质时，意识到时间和空间是相对的，进 而提出相对论。
方法
通过逻辑推理和数学计算，爱因斯坦推导出著名的质能方程式 E=mc²，并解释了光速在真空中恒定不变的原理。
随着实验科学的兴起和发展，近 代科学家通过严格的实验和观察， 发现了许多重要的科学规律和定 理，如牛顿的万有引力定律、达
相对论彻底改变了人们对时空和物质的理解，为现代物理学的发展 开辟了新的道路。
DNA双螺旋结构的发现
背景
沃森和克里克在研究遗传物质时，通过对比不同生物的 DNA结构，提出了DNA双螺旋结构模型。
方法
通过X射线衍射技术，沃森和克里克确定了DNA分子中碱 基对的配对方式，并构建出双螺旋结构模型。
影响
促进技术创新
科学发现是技术创新的重要源泉，许多重 要的发明和创造都源于科学发现，为人类 的生产和生活带来了巨大的变革和进步。
科学发现的历史与发展
古代科学发现
古代科学家通过对自然现象的观 察和思考，提出了许多重要的科 学理论和观点，如亚里士多德的 物理学和生物学理论、毕达哥拉Βιβλιοθήκη 斯的数学理论等。近代科学发现
在科学研究中，应综合运用归纳法和演绎法，充分发挥各自的优势，以求达到科学发现的最佳效果。
04
假说与理论
假说形成与检验
1. 观察与实验
通过观察自然现象或实验结果 ，提出合理的假说。
2. 假说形成
基于已有知识和经验，形成假 说的初步框架。
3. 假说检验
通过实验、观察和推理等方法 ，对假说进行验证和修正。
影响
万有引力定律是经典物理学的重要基石，为后来的天文学、宇宙学 和工程学等领域的发展奠定了基础。
爱因斯坦相对论的提
背景
爱因斯坦在思考光速的性质时，意识到时间和空间是相对的，进 而提出相对论。
方法
通过逻辑推理和数学计算，爱因斯坦推导出著名的质能方程式 E=mc²，并解释了光速在真空中恒定不变的原理。
随着实验科学的兴起和发展，近 代科学家通过严格的实验和观察， 发现了许多重要的科学规律和定 理，如牛顿的万有引力定律、达
自然辩证法：第五讲什么是科学
即：科学从问题(P1)开始，经过试探性理 论(TT)，又经过批判性检验、排除错误 (EE)，进而提出新的问题(P2)。这四个环 节循环往复，推动科学不断前进。
猜测和反驳是科学发展过程中最基本的 环节。科学的发展是理论不断被经验反 驳和证伪的反复过程。猜测和反驳是科 学发展过程中最基本的环节。
• 科学研究始于问题，只有根据与某种理论 相悖才成为问题。科学的进步来自于现有 理论相悖的现象的提出。
危机时期：当以下四种情况的反常出现时，人们 会对范式产生怀疑，对范式的信念逐渐动摇，从而 使范式出现危机：1、反常数目越来越多；2、反常 十分顽固，既不能排除它们，又不能消化它们；3、 有些反常打击了范式的基本原则；4、社会上的某 种需要，使原来的范式受到巨大压力。
危机的到来使科学家失去了共同的信念，引
科学的发展是新理论抛弃并取代与之不 相容的旧理论的革命的过程。革命的标 志是范式的转换，新范式的产生必然是 旧范式的彻底破坏。
• 一部分科学家范式的转换被库恩称作“格式 塔转换”或“宗教转换”
• 范式之间不可比较
• 相互竞争的支持者们所赞成的一系列标准和 形而上学原则不尽相同。只有当一个理论的 前提被接受时，它 结论才具有说服力。相 互竞争的范式支持者们都不会接受对方的前 提，因而也必然不会被对方的论证说服
• 把理论看作是结构，一个理由源于科学史， (大多数科学的进步展现了一种结构，如哥 白尼革命之后，牛顿物理学的发展）还有 一个源于普遍的哲学论据，它与观察依赖 理论密切相关。
• 对科学更恰当的说明，必须从理解科学活 动发生其中的理论框架开始
库恩的科学革命模式：
前科学——常规科学(形成范式)——反常— —危机——科学革命(新范式战胜旧范式)—— 新常规科学……
猜测和反驳是科学发展过程中最基本的 环节。科学的发展是理论不断被经验反 驳和证伪的反复过程。猜测和反驳是科 学发展过程中最基本的环节。
• 科学研究始于问题，只有根据与某种理论 相悖才成为问题。科学的进步来自于现有 理论相悖的现象的提出。
危机时期：当以下四种情况的反常出现时，人们 会对范式产生怀疑，对范式的信念逐渐动摇，从而 使范式出现危机：1、反常数目越来越多；2、反常 十分顽固，既不能排除它们，又不能消化它们；3、 有些反常打击了范式的基本原则；4、社会上的某 种需要，使原来的范式受到巨大压力。
危机的到来使科学家失去了共同的信念，引
科学的发展是新理论抛弃并取代与之不 相容的旧理论的革命的过程。革命的标 志是范式的转换，新范式的产生必然是 旧范式的彻底破坏。
• 一部分科学家范式的转换被库恩称作“格式 塔转换”或“宗教转换”
• 范式之间不可比较
• 相互竞争的支持者们所赞成的一系列标准和 形而上学原则不尽相同。只有当一个理论的 前提被接受时，它 结论才具有说服力。相 互竞争的范式支持者们都不会接受对方的前 提，因而也必然不会被对方的论证说服
• 把理论看作是结构，一个理由源于科学史， (大多数科学的进步展现了一种结构，如哥 白尼革命之后，牛顿物理学的发展）还有 一个源于普遍的哲学论据，它与观察依赖 理论密切相关。
• 对科学更恰当的说明，必须从理解科学活 动发生其中的理论框架开始
库恩的科学革命模式：
前科学——常规科学(形成范式)——反常— —危机——科学革命(新范式战胜旧范式)—— 新常规科学……
《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
科学发现的基本方法
类比方法 根据两个（或两类）对象之间 在某些方面的相似或相同，从 而推出它们在其他方面也可能 相似或相同的方法
类比的推理形式
对象 A 具有属性 a、b、c、d
对象 B 具有属性 a′、b′、c′ 所以，对象 B 很可能具有属性d′ （注：a′、b′、c′与a、b、c分别 相似或相同）
类比论证有效性的判定
归纳的演绎辩护
- 归纳论证的前提——自然齐一性原
理 自然界是有规律的、齐一的，因而 有限范畴成立的规则性将适用于普 遍时空范围 ？我们如何知道自然齐一性？ 这一原理如何帮助我们演绎证明 自然的齐一性呢？
归纳的分析辩护
- 归纳推理本身是一种推理准则，
追问推理准则是否合理这个问 题意义
- 赋予归纳推理先天的分析真、
- 燃素：一种与火和火质有关 的物质微粒
- 金属锻烧 = 分解反应
金属 过程） 燃素+金属灰 （分解
理论解释与事实之间的矛盾 - 如果燃烧是一种分解反应， 那么燃烧之后重量就会减少 - 金属燃烧后重量却增加了
理论内部的矛盾
- 燃素说假定：如果一种物质的
失去，造成了重量的增加，那 么失去的物质必定具有负的质 量 - 燃素具有正、负质量
P1→ TT→ EE→ P2
P 1： TT： EE： P 2： 问题 试探性理论 排除错误 新的问题
问题在科学研究中的作用
（1）从方法论上来看，真正推 动科学家做出进一步发现、起 原动力或动因作用的出发点是 问题
对科学认识起点的理解，往往是从 推动科学研究进一步发展的原动力 的角度上来做出理解，而不是对时 间先后顺序的追问
回溯推论的过程：
经验事实的发现(E)——“天狼
星的位移具有周期性的偏差度, 忽左忽右地摆动”
自然辩证法 第五讲 科学技术观
变来的。所以，“科学”至今保留着“知识”的含义。 同时，“科学”一词还有另外一个同族的拉丁语源， 即“scindere”，原意是“分裂” 和“分割”。这个 语源使得“科学”保留了“分门别类”的意思。
几种科学的定义：
科学是一种知识体系 科学不仅是知识体系，它还是一种认知活动，一种解 题活动 科学是一种社会建制 科学是人类认识世界的方式和方法。 科学是一种文化，即科学文化
(3)体制化的肇始（文艺复兴）
“要充分了解现代 科学怎样开始，就必须 考虑在文艺复兴时代中 开始的实践和知识两方 面的转变。” ——J.贝尔纳
(4)体制化的初步确立
1662年，英国皇家学会成立。 它是是世界上第一个有影响的科学 家组织，其意义表明：科学活动在 一定程度上得到了社会的认可；从 事科学活动的不再是一些孤立的个 人，而是属于一个有共同目的和宗 旨并恪守一定规范的科学共同体， 从而在组织上把进行科学活动的人 联系在了一起。
(5)体制化的完成（现代）
“约从19世纪中期开始， 某些德国大学的实验室变成 了研究中心，有时实际上是 国际科学共同体的各个领域 的活动中心。” ——本.戴维
(6)体制化的发展（现代）
大学教学和科研体制的改革，主要是大学中系 级组织的建立和研究生院的设臵。 工业实验的建立。 国家直属科研机构的兴起。
“科学是人对自然界的理论关系。”
——马克思
科学的本质属性（p.94)
客观真理性 可检验性 系统性 主体际性
科学划界的标准(p.95)
逻辑经验主义 批判理性主义 历史主义学派 多元划界标准
科学、非学与伪科学
逻辑实证主义的证实标准：
分析命题是指‘‘关于观念间关系”的命题，单单依靠形式逻 辑或"单纯的思维运算”就能判断其正确与否；综合命题是指关于 “事实”的命题，其真假由经验来检验。
几种科学的定义：
科学是一种知识体系 科学不仅是知识体系，它还是一种认知活动，一种解 题活动 科学是一种社会建制 科学是人类认识世界的方式和方法。 科学是一种文化，即科学文化
(3)体制化的肇始（文艺复兴）
“要充分了解现代 科学怎样开始，就必须 考虑在文艺复兴时代中 开始的实践和知识两方 面的转变。” ——J.贝尔纳
(4)体制化的初步确立
1662年，英国皇家学会成立。 它是是世界上第一个有影响的科学 家组织，其意义表明：科学活动在 一定程度上得到了社会的认可；从 事科学活动的不再是一些孤立的个 人，而是属于一个有共同目的和宗 旨并恪守一定规范的科学共同体， 从而在组织上把进行科学活动的人 联系在了一起。
(5)体制化的完成（现代）
“约从19世纪中期开始， 某些德国大学的实验室变成 了研究中心，有时实际上是 国际科学共同体的各个领域 的活动中心。” ——本.戴维
(6)体制化的发展（现代）
大学教学和科研体制的改革，主要是大学中系 级组织的建立和研究生院的设臵。 工业实验的建立。 国家直属科研机构的兴起。
“科学是人对自然界的理论关系。”
——马克思
科学的本质属性（p.94)
客观真理性 可检验性 系统性 主体际性
科学划界的标准(p.95)
逻辑经验主义 批判理性主义 历史主义学派 多元划界标准
科学、非学与伪科学
逻辑实证主义的证实标准：
分析命题是指‘‘关于观念间关系”的命题，单单依靠形式逻 辑或"单纯的思维运算”就能判断其正确与否；综合命题是指关于 “事实”的命题，其真假由经验来检验。
第五章科学发现方法
第五章 科学发现方法
科学问题 科学事实 科学事实发现的方法
►科学认识作为人类探索自然界性质和规律的 活动，是从提出科学问题开始的。科学问题 为搜集科学事实活动提供指向，观察和实验 是获取科学事实的基本方法和手段。
第一节 科学问题
►科学始于问题 ►科学问题的结构与特征 ►科研选题
► 科学研究是不断提出问题和解决问题的过程。 科学问题中既包含理论背景，也包含事实因素。 发现、选择和分析科学问题是展开科学研究的 前提，也是衡量科研人员能力和水平的重要标 志。
证
文献调研和科学分析
► 文献调研应查明有关专著和论文，并尽可能追溯其 发展历史，以便继承前人已有的科研成果，在新的 起点上选择研究课题。
► 在选题调研中要保持批判头脑，过分依赖和盲目相 信文献资料会使人墨守陈规，而摆脱固有观念的束 缚和解决问题本身同样困难。
提出选题，初步论证
► 调研后经过分析、筛选，提出研究课题，然后还要对 课题进行可行性分析，如建立模型进行初步计算，或 设计一些必要的实验。
►爱因斯坦：“解决一个问题也许仅仅是一个数学
上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可 能，从新的角度去看旧的问题，却需要创造性的想 象力，而且标志着科学的真正进步”。
►史实例证——光速测定：17世纪伽利略提出测
定光速问题，对科学实验和自然科学发展起了重大 的推动作用，它导致了后来罗爱、斐索、迈克尔逊 等人对光速越来越精确的测定，而光速的测定，为 天文学提供了方便的计量单位——光年。此外，它 也推动了光学理论、电磁理论以及狭义相对论的发 展。
以问题为起点，波普尔构想出科学发展模式为 “Pl→TT→EE→P2”
► Pl代表问题 ► TT代表试探性理论 ► EE代表(尝试)排除错误 ► P2代表新的问题
科学问题 科学事实 科学事实发现的方法
►科学认识作为人类探索自然界性质和规律的 活动，是从提出科学问题开始的。科学问题 为搜集科学事实活动提供指向，观察和实验 是获取科学事实的基本方法和手段。
第一节 科学问题
►科学始于问题 ►科学问题的结构与特征 ►科研选题
► 科学研究是不断提出问题和解决问题的过程。 科学问题中既包含理论背景，也包含事实因素。 发现、选择和分析科学问题是展开科学研究的 前提，也是衡量科研人员能力和水平的重要标 志。
证
文献调研和科学分析
► 文献调研应查明有关专著和论文，并尽可能追溯其 发展历史，以便继承前人已有的科研成果，在新的 起点上选择研究课题。
► 在选题调研中要保持批判头脑，过分依赖和盲目相 信文献资料会使人墨守陈规，而摆脱固有观念的束 缚和解决问题本身同样困难。
提出选题，初步论证
► 调研后经过分析、筛选，提出研究课题，然后还要对 课题进行可行性分析，如建立模型进行初步计算，或 设计一些必要的实验。
►爱因斯坦：“解决一个问题也许仅仅是一个数学
上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可 能，从新的角度去看旧的问题，却需要创造性的想 象力，而且标志着科学的真正进步”。
►史实例证——光速测定：17世纪伽利略提出测
定光速问题，对科学实验和自然科学发展起了重大 的推动作用，它导致了后来罗爱、斐索、迈克尔逊 等人对光速越来越精确的测定，而光速的测定，为 天文学提供了方便的计量单位——光年。此外，它 也推动了光学理论、电磁理论以及狭义相对论的发 展。
以问题为起点，波普尔构想出科学发展模式为 “Pl→TT→EE→P2”
► Pl代表问题 ► TT代表试探性理论 ► EE代表(尝试)排除错误 ► P2代表新的问题
自然辩证法：第五讲什么是科学
第五讲 什么是科学
一、一种广泛持有的常识科学观 科学是从经验事实中推导出来的知识 这一判断涉及两个问题： A经验事实的本质以及科学家怎样获得事实， B构成知识的定律和理论怎样从事实中推导出 来
ห้องสมุดไป่ตู้
常识观中对事实的认识 • 事实是细心、无偏见的观察者通过感观直 接获得的 • 事实是在理论之前独立理论的 • 事实为科学知识构建了牢固和可靠的基础
• 科学的目的就是证伪理论并用更好的、具 有更大的经受检验的能力的理论取而代之
• 评价 • 与归纳主义比较的优势 归纳主义强调理论要有确定的事实基础、 归纳方法
不足
波普尔认为科学是以对假说或理论的证伪 而进步的。 重大的科学进展以对大胆猜想的确证、或 谨慎猜想的证伪为标志
•源于逻辑情境的难题 A蕴含B B假 A假
归纳原理如何能被证明是正确的。
他认为归纳得到的因果联系不一定是事物 的恒常联系，它只是出于人的心理习惯。 归纳法在逻辑上和经验上都无法证明其正 确性。 方式：①逻辑上证明。它在逻辑上不允许。 单称陈述不管有多少，都是有限，而理论 是普遍的，是无限的，在有限和无限之间 存在不可跨越的鸿沟。
②经验上证明。它在经验上无法证实。观 察只能得到关于过去的事实，而普遍命题 要求对于一切时间内的观察都有效。在过 去和未来之间存在着不可跨越的鸿沟。
通过归纳得到的全称的理论是不可靠的。
二、证伪主义 卡尔· 雷蒙德· 波普尔爵 士（ 1902年- 1994， Sir Karl Raimund Popper） 1928年在维也纳 大学获得博士学位，是 英国学术学院和美国艺 术与科学院院士，著作 被翻译成40种语言。
波普尔的思想重点在于批判的理性主义， 尤其反对观测－归纳法。 理论不能通过归纳得到和证实，但却能被 证伪。 逻辑支撑 前提：在地点X和时间t观察到一只天鹅不 是白的 结论：所有天鹅都是白色的是错误的
一、一种广泛持有的常识科学观 科学是从经验事实中推导出来的知识 这一判断涉及两个问题： A经验事实的本质以及科学家怎样获得事实， B构成知识的定律和理论怎样从事实中推导出 来
ห้องสมุดไป่ตู้
常识观中对事实的认识 • 事实是细心、无偏见的观察者通过感观直 接获得的 • 事实是在理论之前独立理论的 • 事实为科学知识构建了牢固和可靠的基础
• 科学的目的就是证伪理论并用更好的、具 有更大的经受检验的能力的理论取而代之
• 评价 • 与归纳主义比较的优势 归纳主义强调理论要有确定的事实基础、 归纳方法
不足
波普尔认为科学是以对假说或理论的证伪 而进步的。 重大的科学进展以对大胆猜想的确证、或 谨慎猜想的证伪为标志
•源于逻辑情境的难题 A蕴含B B假 A假
归纳原理如何能被证明是正确的。
他认为归纳得到的因果联系不一定是事物 的恒常联系，它只是出于人的心理习惯。 归纳法在逻辑上和经验上都无法证明其正 确性。 方式：①逻辑上证明。它在逻辑上不允许。 单称陈述不管有多少，都是有限，而理论 是普遍的，是无限的，在有限和无限之间 存在不可跨越的鸿沟。
②经验上证明。它在经验上无法证实。观 察只能得到关于过去的事实，而普遍命题 要求对于一切时间内的观察都有效。在过 去和未来之间存在着不可跨越的鸿沟。
通过归纳得到的全称的理论是不可靠的。
二、证伪主义 卡尔· 雷蒙德· 波普尔爵 士（ 1902年- 1994， Sir Karl Raimund Popper） 1928年在维也纳 大学获得博士学位，是 英国学术学院和美国艺 术与科学院院士，著作 被翻译成40种语言。
波普尔的思想重点在于批判的理性主义， 尤其反对观测－归纳法。 理论不能通过归纳得到和证实，但却能被 证伪。 逻辑支撑 前提：在地点X和时间t观察到一只天鹅不 是白的 结论：所有天鹅都是白色的是错误的
自然辩证法-5科学是什么
5.看它对待经济效益的态度。伪科学直 接谋求的是金钱，是立竿见影的收益； 而科学谋求的是“优先权” （公有主 义） ，需要通过科学共同体的承认和 肯定才能得到效益。
6.看它对待批评的态度。科学总是接受 理性的批评，而伪科学拒绝人们特别是 科学家的批评。
人类不能放弃对真理的追求，但必须谨 防总是拥有真理的幻觉。
第五讲 什么是科学
一、什么是科学？ 著名英国科学家、科学学创始人之一贝 尔纳，曾经为科学勾勒了一组动态的形 象：（1）一种建制；（2）一种方法； （3）一种累积的知识传统；（4）一种 维持或发展生产的主要因素；（5）构 成我们诸信仰和对宇宙和人类的诸态度 的最强大的势力之一。其中，科学作为 一种建制和作为生产要素这两种形象， 只是近代以后才出现。
伽利略数学演绎—实验方法 确定了整个自然科学方法论的基本目标与构架。
伽利略深信自然这部大书是用数学的语言写成的， 他所追求的是存在于自然对象之中的现实的数学关系与 永恒的自然法则。他承认自己对自然目的、终极原因等 毫无所知，宣称与其夸大其词，不如干脆说“我不知 道”。因此，他在落体问题中所追问的便不是物体“为 什么”降落，而是“怎样”降落；不是运动的终极原因， 而是运动所遵循的数学法则。
②经验上证明。它在经验上无法证实。观 察只能得到关于过去的事实，而普遍命题 要求对于一切时间内的观察都有效。在过 去和未来之间存在着不可跨越的鸿沟。
通过归纳得到的全称的理论是不可靠的。
“归纳问题“其实表明：归纳方法并不是 科学认识的唯一方法，它有自己的作用范 围，有自己的局限性。
公理法的内容如下： 第一，通过演绎法提出一个由公理、定 理和定义等所组成的公理系统，牛顿运 动三定律就是牛顿力学的公理。 第二，设法将公理系统之定理与观察相 联系，即把公理系统与物理世界中的事 件对应起来。 第三，确证从中演绎出的结论。 牛顿的这两种方法皆为解释和预见现象。 但前者从观察、实验开始并要求作出概 括；而后者可随意开始，要求创造性的 想象，且须与观察相联系才有科学意义。
自然辩证法幻灯第五讲
决问题。
激发创新精神
自然辩证法鼓励人们勇于质 疑和挑战权威，敢于提出新 的观点和想法，从而激发创
新精神。
提高综合素质
自然辩证法教育不仅关注科 技知识本身，还注重培养人 们的综合素质，如人文素养 、社会责任感等，有助于培 养全面发展的创新型人才。
自然辩证法在应对全球性问题中的价值
01
提供全球性问题的哲 学思考
自然辩证法与科学方法论的关系
01
自然辩证法是科学方法论的基础和指导原则，为科学方法论 提供正确的哲学依据。
02
科学方法论是自然辩证法的具体运用和体现，是自然辩证法 在科学技术领域中的具体应用。
03
自然辩证法和科学方法论相互促进、相互补充，共同推动科 学技术的发展。
02
自然观与科学观
自然观的发展历程及主要观点
自然辩证法有助于人们从哲学高度思 考全球性问题，如气候变化、生物多 样性保护等，提出具有前瞻性和全局 性的解决方案。
02
促进国际交流与合作
自然辩证法强调不同文化和思想之间 的交流与融合，有助于推动国际社会 在应对全球性问题方面的合作与共赢 。
03
推动可持续发展
自然辩证法关注人类与自然界的和谐 共生，倡导可持续发展理念，对于应 对全球性问题具有重要的推动作用。
THANKS
感谢观看
自然辩证法幻灯第五 讲
目录
• 自然辩证法概述 • 自然观与科学观 • 自然科学方法论 • 科学技术与社会发展 • 科学家的人文精神与科学伦理 • 自然辩证法在当代的意义与价值
01
自然辩证法概述
自然辩证法的定义与内涵
自然辩证法是马克思主义哲学中关于 自然界和科学技术发展的一般规律， 以及人类认识和改造自然的一般方法 的理论。
激发创新精神
自然辩证法鼓励人们勇于质 疑和挑战权威，敢于提出新 的观点和想法，从而激发创
新精神。
提高综合素质
自然辩证法教育不仅关注科 技知识本身，还注重培养人 们的综合素质，如人文素养 、社会责任感等，有助于培 养全面发展的创新型人才。
自然辩证法在应对全球性问题中的价值
01
提供全球性问题的哲 学思考
自然辩证法与科学方法论的关系
01
自然辩证法是科学方法论的基础和指导原则，为科学方法论 提供正确的哲学依据。
02
科学方法论是自然辩证法的具体运用和体现，是自然辩证法 在科学技术领域中的具体应用。
03
自然辩证法和科学方法论相互促进、相互补充，共同推动科 学技术的发展。
02
自然观与科学观
自然观的发展历程及主要观点
自然辩证法有助于人们从哲学高度思 考全球性问题，如气候变化、生物多 样性保护等，提出具有前瞻性和全局 性的解决方案。
02
促进国际交流与合作
自然辩证法强调不同文化和思想之间 的交流与融合，有助于推动国际社会 在应对全球性问题方面的合作与共赢 。
03
推动可持续发展
自然辩证法关注人类与自然界的和谐 共生，倡导可持续发展理念，对于应 对全球性问题具有重要的推动作用。
THANKS
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自然辩证法幻灯第五 讲
目录
• 自然辩证法概述 • 自然观与科学观 • 自然科学方法论 • 科学技术与社会发展 • 科学家的人文精神与科学伦理 • 自然辩证法在当代的意义与价值
01
自然辩证法概述
自然辩证法的定义与内涵
自然辩证法是马克思主义哲学中关于 自然界和科学技术发展的一般规律， 以及人类认识和改造自然的一般方法 的理论。
自然辩证法概论 第5讲 科学发现的基本方法
2019年1月25日星期五
第5讲—科学发现的基本方法
19/92
演绎推理方法是一种必然推理，只要前 提为真，结论就必然为真。 局限性： 演绎推理结论的可靠性受前提制约，前 提的可靠性在演绎逻辑的范围无法解决； 演绎方法是一种创造性较小的方法，结 论包含的前提中，结论所提供的知识不 会超出前提的范围。
第5讲—科学发现的基本方法 24/92
2019年1月25日星期五
D．从群论的观点来看，几何学(度量几何学 和非度量几何学)是研究各种变换群下的不变 量的。就度量几何学而论，两个图形同余意 味着一个图形能够通过空间中某种点变换转 换为另一图形；而且，同余的一致性取决于 图形的位移是由变换群给出的这一事实。
2019年1月25日星期五
第5讲—科学发现的基本方法
29/92
彭加勒的这些看法是合理的。他多次强调， 几何学原理不是经验的事实，欧几里得几何 学公设是不能用实验证明的，在可供选择的 度量几何学之间不可能做出孰真孰假的判决 性实验。他以恒星视差为例来说明这个问题； 如果罗巴契夫斯基几何学为真，那么十分遥 远的恒星的视差将是有限的；如果黎曼几何 学是真实的，视差将是负的。
2019年1月25日星期五
第5讲—科学发现的基本方法
4/92
什么是逻辑思维？ 逻辑思维，就是抽象思维。 是在感性认识基础上，运用概念、判
断、推理等方式对客观对象所做的一 种间接的、概括的反映过程， 是科学认识中一种最普遍、最基本的 形式。
2019年1月25日星期五
第5讲—科学发现的基本方法
2019年1月25日星期五
第5讲—科学发现的基本方法
25/92
E．什么是先验的，这是群的普遍概念；无 论如何，它不是感性的先验形式，而是知性 (在康德的意义上)的先验形式；在群的普遍 概念内，我们能够选择一个特殊的变换群， 这个群将决定我们的几何学。