科学思维及其方法(自然辩证法)
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科学研究中的思维方法
• 一、比较与分类 • 二、类比与移植 • 三、分析与综合 • 四、归纳与演绎
• 一、直觉与灵感
• 二、形象思维与科学 想象
一、比较与分类
• 比较方法是对彼此有某种联系的事物进行对照， 从而揭示它们的共同点和差异点的一种科学方 法。通过比较，揭示客观对象之间的异同，是 人类认识客观事物最原始、最基本的方法。
• 因果类比：根据两个对象系统各自的属性之间可能具有 同一种因果关系而进行的类比，借助另一相似对象的因 果关系探索某个对象的因果关系。
• 对称类比：根据某些对象系统之间存在着的属性对称关 系，把一个对象的属性推论到另一个对象上去，推断它 也具有对应的属性。
• 协变类比。两个对象系统在各自的属性之间可能具有相 同的数字关系，把一个对象要素之间的协变关系推断到 与其相似的另一个对象上去的类比。
– 类比是以比较为基础的，它借助比较找出不同事物 的相似或相同点，但不顾及差异点，先“以比求 类”，然后由事物的已知类似点推出其他的类似点， 也即“以此类推”。
– 卢瑟福：原子结构的太阳系模型；库仑电荷与引力 相互作用的类比；富兰克林：莱顿瓶放电与雷电类 比
• 共存类比：根据模型系统的元素a与b之间具有共存关系， 推断原型系统中相应的a’与b’也有类似的关系。
• （ 2 ） 演 绎 在 形 式 上 犯 了 “ 预 期 理 由 ” （ petitio principii）的错误。演绎推论正确以其前提的正确为保证， 这样为了证明前提的正确性，需要无穷回归，除非窃取一 个没有论证过的论据作其论据。
• 但是归纳法同样面对演绎法的诘难，科学的逻辑必须给 人以可靠的知识，但归纳法不能保证必然性。休谟用信 念说明必然性知识的来源，但不能保证它的可靠性。为 解决归纳逻辑的可靠性问题，穆勒创立“归纳五法”， 希望这样就可以得到可靠的新知识。
求同法
• 如果现象A的发生，总是与现象a相关联，并在任何情况 下都不改变，则A与a之间存在可靠的因果联系。
• 1960年，英国某农场十万只火鸡和小鸭吃了发霉的花生， 在几个月内得癌症死了。后来，用这种花生喂羊、猫、 鸽子等动物，又发生了同样的结果。1963年，有人又用 发了霉的花生喂大白鼠、鱼和雪貂，也都纷纷得癌而死， 上述各种动物患癌症的前提条件中，对象、时间、环境 都不同，唯一共同的因素就是吃了发霉的花生。于是， 人们推断：吃了发霉的花生可能是这些动物得癌死亡的 原因。后来通过化验证明，发霉的花生内含黄曲霉素， 黄曲霉素是致癌物质。
• 综合类比。根据对象要素间的多种关系与另一对象综合 相似而进行的类比推论，如物理模拟就是综合类比。
• （二）移植方法是吸取、借用一个研究领域、 一个研究对象的理论成果和科学方法，运用于 其他研究领域和对象的一种方法。
–移植法有助于认识从简单走向复杂、从低级 走向高级，如对生命现象的研究，都是通过 力学、物理学、化学等的最新成果不断向生 物学领域移植才得以深化的。
– The process of inferring a general law or principle from the observation of particular instances
• 2、历史上的归纳方法
– 亚氏：简单枚举法、直觉归纳法
• 瑞雪兆丰年”简单枚举归纳法的结论带有或然性，可能为 真，也可能为假。
求同—差异法
• 某医疗队为了了解地方病甲状腺肿的原 因，先到这种病流行的几个地区巡回调 查。发现这些地区地理环境、经济水平 都各不相同，有一点是共同的，即居民 常用食物和饮用水中缺碘。
• 医疗队又到一些不流行该病的地区去调 查。发现这些地区地理环境、经济水平 也各不相同，但有一点是共同的，即居 民常用食物和饮用水中不缺碘。
–近代科学中的还原主义分析方法，从宏观物体深 入原子内部，进入夸克层面，但是容易只见树木， 不见森林，有必要辩证地系统分析。
四、归纳与演绎
• （一）归纳 induction • （二）演绎 deduction
（一）归纳 induction
• 1、归纳法是从个别或特殊事物概括出共同本 质或一般原理的逻辑发现方法。
差异法
• 如果现象A发生，a现象也相应发生；现象A不发生，现 象a就不发生，则现象A与现象a之间存在可靠的因果联 系。
• 如巴斯特液体发酵试验。两瓶同样的液体，一瓶密封， 一瓶启口与空气相通，后者发酵而前者否，这说明空 气中的细菌作用是液体发酵的原因。
• 再如一百多年前，一艘远洋帆船载着五个中国人和几 个外国人由中国开往欧洲。途中，除五个中国人外， 全病得奄奄一息。经诊断，都患有坏血病。同乘一只 船，同样是人，一样是风餐露宿，受苦挨饿，漂洋过 海，为什么中国人和外国人却判若异类呢？原来这五 个中国人都有喝茶的嗜好，而外国人却没有。于是得 出结论：喝茶是这五位中国人不得坏血病的原因。这 个结论就是用差异法得出的。
– 培根：三表法
• 存在表、差异表、比较表
– 穆勒五法
穆勒来自百度文库法
• 穆勒认为任何新知识都来自对经验事实的归纳，没有归 纳法，就没有新知识。他贬低演绎法，其理由如下：
• （1）演绎的内容是同义反复，其结论包含在前提之中。如 “柏拉图必死”这样的结论包含在“凡人皆死”的前提内， 没有告诉我们任何新的内容。
• 分类方法是根据事物的共同点和差异点将事物 区分为不同种类的一种科学方法。通过分类， 我们就可以将事物区别为具有一定从属关系的 不同层次的大小类别，形成各种概念系统，反 映客观世界中事物间的区别和联系。
二、类比与移植
• （一）类比方法也称类推方法，是根据两类对 象之间在某些方面的相似或相同而推出在别的 方面也可能相似或相同的一种科学方法。
三、分析与综合
• 分析是把客观对象的整体分解为一定部分、 单元、环节、要素并加以认识的思维方法；
• 综合是在分析基础上把对客观对象一定部分、 单元、环节、要素的认识联结起来，形成对 客观对象统一整体认识的思维方法。
• 分析与综合相互依存、相互渗透和相互转化， 是形成科学概念、构建和发展科学理论体系 的重要逻辑方法。
• 一、比较与分类 • 二、类比与移植 • 三、分析与综合 • 四、归纳与演绎
• 一、直觉与灵感
• 二、形象思维与科学 想象
一、比较与分类
• 比较方法是对彼此有某种联系的事物进行对照， 从而揭示它们的共同点和差异点的一种科学方 法。通过比较，揭示客观对象之间的异同，是 人类认识客观事物最原始、最基本的方法。
• 因果类比：根据两个对象系统各自的属性之间可能具有 同一种因果关系而进行的类比，借助另一相似对象的因 果关系探索某个对象的因果关系。
• 对称类比：根据某些对象系统之间存在着的属性对称关 系，把一个对象的属性推论到另一个对象上去，推断它 也具有对应的属性。
• 协变类比。两个对象系统在各自的属性之间可能具有相 同的数字关系，把一个对象要素之间的协变关系推断到 与其相似的另一个对象上去的类比。
– 类比是以比较为基础的，它借助比较找出不同事物 的相似或相同点，但不顾及差异点，先“以比求 类”，然后由事物的已知类似点推出其他的类似点， 也即“以此类推”。
– 卢瑟福：原子结构的太阳系模型；库仑电荷与引力 相互作用的类比；富兰克林：莱顿瓶放电与雷电类 比
• 共存类比：根据模型系统的元素a与b之间具有共存关系， 推断原型系统中相应的a’与b’也有类似的关系。
• （ 2 ） 演 绎 在 形 式 上 犯 了 “ 预 期 理 由 ” （ petitio principii）的错误。演绎推论正确以其前提的正确为保证， 这样为了证明前提的正确性，需要无穷回归，除非窃取一 个没有论证过的论据作其论据。
• 但是归纳法同样面对演绎法的诘难，科学的逻辑必须给 人以可靠的知识，但归纳法不能保证必然性。休谟用信 念说明必然性知识的来源，但不能保证它的可靠性。为 解决归纳逻辑的可靠性问题，穆勒创立“归纳五法”， 希望这样就可以得到可靠的新知识。
求同法
• 如果现象A的发生，总是与现象a相关联，并在任何情况 下都不改变，则A与a之间存在可靠的因果联系。
• 1960年，英国某农场十万只火鸡和小鸭吃了发霉的花生， 在几个月内得癌症死了。后来，用这种花生喂羊、猫、 鸽子等动物，又发生了同样的结果。1963年，有人又用 发了霉的花生喂大白鼠、鱼和雪貂，也都纷纷得癌而死， 上述各种动物患癌症的前提条件中，对象、时间、环境 都不同，唯一共同的因素就是吃了发霉的花生。于是， 人们推断：吃了发霉的花生可能是这些动物得癌死亡的 原因。后来通过化验证明，发霉的花生内含黄曲霉素， 黄曲霉素是致癌物质。
• 综合类比。根据对象要素间的多种关系与另一对象综合 相似而进行的类比推论，如物理模拟就是综合类比。
• （二）移植方法是吸取、借用一个研究领域、 一个研究对象的理论成果和科学方法，运用于 其他研究领域和对象的一种方法。
–移植法有助于认识从简单走向复杂、从低级 走向高级，如对生命现象的研究，都是通过 力学、物理学、化学等的最新成果不断向生 物学领域移植才得以深化的。
– The process of inferring a general law or principle from the observation of particular instances
• 2、历史上的归纳方法
– 亚氏：简单枚举法、直觉归纳法
• 瑞雪兆丰年”简单枚举归纳法的结论带有或然性，可能为 真，也可能为假。
求同—差异法
• 某医疗队为了了解地方病甲状腺肿的原 因，先到这种病流行的几个地区巡回调 查。发现这些地区地理环境、经济水平 都各不相同，有一点是共同的，即居民 常用食物和饮用水中缺碘。
• 医疗队又到一些不流行该病的地区去调 查。发现这些地区地理环境、经济水平 也各不相同，但有一点是共同的，即居 民常用食物和饮用水中不缺碘。
–近代科学中的还原主义分析方法，从宏观物体深 入原子内部，进入夸克层面，但是容易只见树木， 不见森林，有必要辩证地系统分析。
四、归纳与演绎
• （一）归纳 induction • （二）演绎 deduction
（一）归纳 induction
• 1、归纳法是从个别或特殊事物概括出共同本 质或一般原理的逻辑发现方法。
差异法
• 如果现象A发生，a现象也相应发生；现象A不发生，现 象a就不发生，则现象A与现象a之间存在可靠的因果联 系。
• 如巴斯特液体发酵试验。两瓶同样的液体，一瓶密封， 一瓶启口与空气相通，后者发酵而前者否，这说明空 气中的细菌作用是液体发酵的原因。
• 再如一百多年前，一艘远洋帆船载着五个中国人和几 个外国人由中国开往欧洲。途中，除五个中国人外， 全病得奄奄一息。经诊断，都患有坏血病。同乘一只 船，同样是人，一样是风餐露宿，受苦挨饿，漂洋过 海，为什么中国人和外国人却判若异类呢？原来这五 个中国人都有喝茶的嗜好，而外国人却没有。于是得 出结论：喝茶是这五位中国人不得坏血病的原因。这 个结论就是用差异法得出的。
– 培根：三表法
• 存在表、差异表、比较表
– 穆勒五法
穆勒来自百度文库法
• 穆勒认为任何新知识都来自对经验事实的归纳，没有归 纳法，就没有新知识。他贬低演绎法，其理由如下：
• （1）演绎的内容是同义反复，其结论包含在前提之中。如 “柏拉图必死”这样的结论包含在“凡人皆死”的前提内， 没有告诉我们任何新的内容。
• 分类方法是根据事物的共同点和差异点将事物 区分为不同种类的一种科学方法。通过分类， 我们就可以将事物区别为具有一定从属关系的 不同层次的大小类别，形成各种概念系统，反 映客观世界中事物间的区别和联系。
二、类比与移植
• （一）类比方法也称类推方法，是根据两类对 象之间在某些方面的相似或相同而推出在别的 方面也可能相似或相同的一种科学方法。
三、分析与综合
• 分析是把客观对象的整体分解为一定部分、 单元、环节、要素并加以认识的思维方法；
• 综合是在分析基础上把对客观对象一定部分、 单元、环节、要素的认识联结起来，形成对 客观对象统一整体认识的思维方法。
• 分析与综合相互依存、相互渗透和相互转化， 是形成科学概念、构建和发展科学理论体系 的重要逻辑方法。