第四讲 科学技术的体系结构
合集下载
创新案例专题讲座（根据视频整理）
创新案例专题讲座（根据视频整理）创新案例专题讲座（根据视频整理）主讲人：中国人民大学林坚教授（科学哲学博士）【第一讲】导论：构建创新体系，建设创新型国家一、创新体系的构建（一）拓广对创新的认识创新不是单纯指某项技术或工艺发明，而是整个社会的创造性变化和整体转型的一项系统工程。
观念创新、理论创新、文化创新、教育创新、经济创新、制度创新、管理创新等都是创新的重要方面。
根据不同创新主体之间的关系，可以将创新分为自主创新、模仿创新和合作创新。
还可以分为原始性创新、再次创新和整合创新等。
（二）国家创新体系国家创新体系是指由科研机构、大学、企业及政府等组成的网络，它能够更加有效地提升创新能力和创新效率使得科学技术与社会经济融为一体协调发展。
二、创新型国家建设建设创新型国家，主要应从以下方面努力：第一，大力推动科学技术创新，提升自主创新能力。
第二，增强企业技术创新能力。
第三，政府发挥经济作用，构筑有效的制度保障体系。
【第二讲】第一篇创新基础创新基础，主要包括思维创新、理论创新和方法创新。
一、思维创新思维创新概念思维创新可以从狭义和广义两方面分析。
狭义的创新思维，指建立新理论，导致新发明、发现或创造新事物而发生的思维活动，其思维成果是独创的。
广义的思维创新，指一起思考新问题而没有现成的思路可以套用的思维活动，进行新的思考和探索，突出新意和创意。
创新思维的特征一般来说，创新思维具有以下几个方面的特征：（一）综合性、辩证性（二）独创性、求异性（三）主动性、探索性（四）灵活性、流畅性创新思维的形式（一）发散思维（二）收敛思维（三）逆向思维（四）联想思维：对比联想、接近联想、相似联想（五）超前思维【第三讲】创新思维系统创新思维系统由知识因素、智力因素以及心理因素、品德因素等组成。
（知识因素是创新思维的材料和前提；智力因素是创新思维的主导和灵魂；心理因素是创新思维的驱动力量。
）二、理论创新理论创新的过程理论创新是指一个理论的创立和发展过程。
自然辩证法概论---复习资料
自然辩证法概论复习资料绪论一、自然辩证法的研究对象二、自然辩证法的学科性质三、自然辩证法的发展历程四、自然辩证法的主要内容一、研究对象（一）自然辩证法的概念自然辩证法是关于自然界和科学技术发展的一般规律，以及人类认识自然界、改造自然界的一般方法的科学。
（二）自然辩证法的研究对象自然辩证法的研究对象由自然界、科学技术以及人对自然界的认识和改造三大部分所构成。
二、学科性质就研究领域而言，自然辩证法是马克思主义的一部分。
就学科名称而言，自然辩证法又称“科学技术哲学”，即哲学的二级学科。
就学科定位而言，自然辩证法是介于哲学和具体自然科学学科之间的交叉学科。
三、发展历程（一）恩格斯的开创性工作（二）后人对它的传播和发展四、主要内容（一）自然观（二）科学技术观（三）科学技术方法论第一编自然观、自然观的概念自然观即对自然界的基本观点或基本看法，具体而言就是对自然的本原、构成、演化过程和人和自然之间关系的看法和观点。
二、自然观发展的历史形态古代素朴自然观近代形而上学自然观现代辩证唯物主义自然观当代系统自然观第一讲古代自然观一、古中国自然观■二、古希腊自然观三、古印度自然观四、古代自然观的特点一、古中国天地混沌如鸡子，盘古生其中。
万八千岁，天地开辟，阳清为天，阴浊为地，盘古在其中，一日九变，神于天，圣于地，天日高一丈，地日厚一丈，盘古日长一丈，如此万八千岁，天数极高，地数极深，盘古极长，后乃有三皇。
一一《三五历记》1.元气说世界上的万事万物都是由肉眼看不见的、微小的气组成的。
这种气就叫“元气”。
元气是天地万物之原始，万物皆是由气之聚合而产生，气聚则物生，气散则物亡。
气不仅是构成自然界各种事物的基本成分，而且也是构成人体的基本成分。
庄子说：“人之生也，气之聚也。
聚则为生，散则为死。
”“气者，生之元也” 一《淮南子•原道训》“天地者，元气之所生，万物之祖也”一《白虎通义•天地》2.阴阳学说阴阳的区分：阴是有形的、黑暗的、静止的、雌性的、下降的……；阳是无形的、明亮的、运动的、雄性的、上升的……。
04 2013 第四讲 系统科学思维方法_1
贝塔朗菲（L. v. Bertalanffy） “普通系统论的历史与现状”
古代中国和古代希腊的唯物主义思想家，都从承认统一 的物质本原出发，把自然界当做一个统一体。 古希腊辩证法奠基人之一赫拉克利特（Heracleitus）， 在《论自然界》中说：“世界是包括一切的整体”。 古希腊唯物主义者德谟克利特（Democritus）的一本没 有流传下来的著作名为《宇宙大系统》。 古希腊亚里士多德的四因说；15世纪以后出现的整体性 思想；哥白尼的太阳中心说；恩格斯“世界不是一成不 变的事物的集合体，而是过程的集合体”等等，都体现 了系统思想。
这就是系统思想如何从经验到哲学到科学，从思辨 到定性到定量的大致发展情况
二、系统科学的体系结构
• 系统科学是一个科学群，不是一个单一的科学门类。 该学科发展到今天，从纵向上大体分为四个层次，这 四个层次也是从具体到抽象的逻辑顺序划分的。
–第一个层次：系统工程技术
• 例如，钱学森早在美国求学的时候，主要研究的是系统工程技术，关于 导弹飞行控制、卫星发射等，这些都属于系统工程技术。
–第一，使系统思想定量化，成为一套具有数学理论、 能够定量处理系统各组成部分相互联系的科学方法。
–第二，为定量化系统思想的实际应用提供了强有力的 计算工具——电子计算机。
二、系统思想的产生与发展——现代
• 科学的定量的系统思想的形成，又根本上来源于社 会实践的需要。
–例如，在军事活动中，因为战争中决策的成败关系到 国家民族的生死存亡。第二次世界大战是定量化系统 方法发展的催生婆。 –这次战争在方法和手段上的复杂程度较以往的战争有 很大增长，交战双方都需要在强调全局观念、从全局 出发合理使用局部、最终求得全局效果最佳的目标下 ，对所拟采取的措施和反措施进行精确的定量分析， 才有希望在对策中取胜。运筹学。
古代中国和古代希腊的唯物主义思想家，都从承认统一 的物质本原出发，把自然界当做一个统一体。 古希腊辩证法奠基人之一赫拉克利特（Heracleitus）， 在《论自然界》中说：“世界是包括一切的整体”。 古希腊唯物主义者德谟克利特（Democritus）的一本没 有流传下来的著作名为《宇宙大系统》。 古希腊亚里士多德的四因说；15世纪以后出现的整体性 思想；哥白尼的太阳中心说；恩格斯“世界不是一成不 变的事物的集合体，而是过程的集合体”等等，都体现 了系统思想。
这就是系统思想如何从经验到哲学到科学，从思辨 到定性到定量的大致发展情况
二、系统科学的体系结构
• 系统科学是一个科学群，不是一个单一的科学门类。 该学科发展到今天，从纵向上大体分为四个层次，这 四个层次也是从具体到抽象的逻辑顺序划分的。
–第一个层次：系统工程技术
• 例如，钱学森早在美国求学的时候，主要研究的是系统工程技术，关于 导弹飞行控制、卫星发射等，这些都属于系统工程技术。
–第一，使系统思想定量化，成为一套具有数学理论、 能够定量处理系统各组成部分相互联系的科学方法。
–第二，为定量化系统思想的实际应用提供了强有力的 计算工具——电子计算机。
二、系统思想的产生与发展——现代
• 科学的定量的系统思想的形成，又根本上来源于社 会实践的需要。
–例如，在军事活动中，因为战争中决策的成败关系到 国家民族的生死存亡。第二次世界大战是定量化系统 方法发展的催生婆。 –这次战争在方法和手段上的复杂程度较以往的战争有 很大增长，交战双方都需要在强调全局观念、从全局 出发合理使用局部、最终求得全局效果最佳的目标下 ，对所拟采取的措施和反措施进行精确的定量分析， 才有希望在对策中取胜。运筹学。
4.科学技术的性质、功能
科学技术的体系结构
现代科学技术，按其层次一般可划分为基础科 学、技术科学和工程技术三大部分。基础科学 是研究自然界物质运动基本规律的科学，是整 个科学技术的理论基础。技术科学以基础科学 为指导，着重研究生产技术、工艺过程的规律 性，是基础科学和工程技术之间的纽带和桥梁。 工程技术是综合运用基础科学、技术科学、经 济科学以及其它社会科学的研究成果，直接解 决生产技术问题的。
科学技术的生产力功能
科学技术渗透到生产力诸要素之中去 —科学技术提高劳动者的知识水平和劳动技能 科学技术提高劳动者的知识水平和劳动技能 —科学技术改革和创新生产工具 科学技术改革和创新生产工具 —科学技术扩大劳动对象范围 科学技术扩大劳动对象范围 科学管理成为提高生产力的一个重要因素
科学技术的生产力功能
科学技术的性质、 第四讲 科学技术的性质、功能和体 系结构
科学技术的基本特征 科学技术的功能 科学技术的体系结构
预备知识
关于人类知识的分类 ——自然科学、社会科学、人文学科 ——哲学与数学的特殊性 ——卡尔波普尔（Karl Popper）及其证伪 原则
什么是科学技术
科学 科学是人类实践经验的概括和总结， 科学是人类实践经验的概括和总结，是关于自然 社会和思维的理论知识体系。 界、社会和思维的理论知识体系。 自然科学是关于自然界各种物质运动形式的本质 和运动规律的理论知识体系。 和运动规律的理论知识体系。 技术 技术是人们为了特定目的所应用的手段和方法， 技术是人们为了特定目的所应用的手段和方法， 包括物质手段（ 工具和设备） 知识、 经验、 包括物质手段 （ 工具和设备 ） 、 知识 、 经验 、 技能 以及组织形式等等。 以及组织形式等等。
科学技术的生产力功能
此外， 此外，现代科学技术的发展使科学管理成为提 高生产力的一个重要因素。在庞大的科学、 高生产力的一个重要因素。在庞大的科学、技 术和生产的组织中， 术和生产的组织中，如何使各个部门和各个环 节协调一致，充分发挥其整体效益， 节协调一致，充分发挥其整体效益，就必须依 靠科学管理。 靠科学管理。
自然辩证法绪论介绍
1932年在中国有了全译本，杜畏之译 1950年郑易里的新译本，三联 1971年中央编译局本 于光远又有新译本
如何成为了一门“科学”？
爱因斯坦的意见 1956年国务院制定全国12年（1956－
1967）科学发展远景规划，包括自然科 学和哲学社会科学
于光远主持自然辩证法研究规划，草案说： “在哲学和自然科学之间是存在着这样一 门科学，正像在哲学和社会科学之间存在 着一门历史唯物主义一样。这门科学，我 们暂定名为‘自然辩证法’……”
最重要的科学哲学家（标志性人物）
1休谟（David Hume,1711-1776），《人性 论》，《人类理解研究》。归纳问题，因果性 问题；“自然主义的谬误”（“是”与“应 当”）
2恩格斯（Friedrich Engels，1820－1895）： 《反杜林论》《自然辩证法》Dialectics of Nature (1925, tr. 1940);
上联：
说你行，你就行，不行也行
下联：
说你不行，你就不行，行也不行
横批：
ห้องสมุดไป่ตู้ 不服不行
问题1——不服“什么”不行？ 问题2——应该不服什么不行？
第二讲
科学、非科学、伪
科学、反科学辨——对科学的内
涵
几个案例、几个问题
唐雨与耳朵认字（1979-1983） 钱学森与人体科学（1983-1989）：气功、
20世纪科学哲学的4大主题
(the most central themes)
据Donald Gillies（１９９３） Inductivisim and its Critics(归纳主义及其
批评) Conventionalism and Duhem-Quine
Thesis(约定论及迪昂-蒯因论题) The Nature of Observation(观察的本性) The Demarcation between Science and
如何成为了一门“科学”？
爱因斯坦的意见 1956年国务院制定全国12年（1956－
1967）科学发展远景规划，包括自然科 学和哲学社会科学
于光远主持自然辩证法研究规划，草案说： “在哲学和自然科学之间是存在着这样一 门科学，正像在哲学和社会科学之间存在 着一门历史唯物主义一样。这门科学，我 们暂定名为‘自然辩证法’……”
最重要的科学哲学家（标志性人物）
1休谟（David Hume,1711-1776），《人性 论》，《人类理解研究》。归纳问题，因果性 问题；“自然主义的谬误”（“是”与“应 当”）
2恩格斯（Friedrich Engels，1820－1895）： 《反杜林论》《自然辩证法》Dialectics of Nature (1925, tr. 1940);
上联：
说你行，你就行，不行也行
下联：
说你不行，你就不行，行也不行
横批：
ห้องสมุดไป่ตู้ 不服不行
问题1——不服“什么”不行？ 问题2——应该不服什么不行？
第二讲
科学、非科学、伪
科学、反科学辨——对科学的内
涵
几个案例、几个问题
唐雨与耳朵认字（1979-1983） 钱学森与人体科学（1983-1989）：气功、
20世纪科学哲学的4大主题
(the most central themes)
据Donald Gillies（１９９３） Inductivisim and its Critics(归纳主义及其
批评) Conventionalism and Duhem-Quine
Thesis(约定论及迪昂-蒯因论题) The Nature of Observation(观察的本性) The Demarcation between Science and
系统科学PPT课件
战国时期秦国太守李冰父子设计修造了四川伟大的都江堰工程这一伟大水利工程巧妙地将分洪引水和排沙结合起来使各部分组成一个整体实现了防洪灌溉行舟漂木等多种功能至今该工程仍在发挥着重大的经济效益是我国古代水利建设的一大杰出成就
系统科学基础
1
系统科学基础
第一讲 系统科学概述 第二讲 系统概念 第三讲 系统理论概述 第四讲 学科分类 第五讲 复杂科学、系统工程与
32
2）人造系统
人造系统都是存在于自然系统 之中的， 如人造卫星、海运船只、机械设备等。
人造系统和自然系统之间存在着界面，两者 互
相影响和渗透。
33
3）人造系统对自然系统的影响
原始人类对自然系统的影响不大
近年来，人造系统对自然系统的不良影响已成为 人们关注的重要问题， 如核军备、化学武器、环 境污染等。
5
（二）学生各学习阶段培养什么能 力？
1、本科 2、硕士研究生 3、博士研究生 4、博士后
6
（三）这门课讲什么？如何讲？
1、系统科学的学科结构：
一级：系统科学 二级：系统理论、系统分析与集成 “矿业工程”学科结构
一级：矿业工程 二级：采矿工程、安全技术与工程、矿物加工
管理科学与工程学科结构
35
3.静态系统和动态系统
系统的静和动都是相对的。
在宏观上没有活动部分的结构系统或相对静止的 结构系统为静态系统，例如大桥、公路、房屋等
动态系统指的是既有静态实体又有活动部分的系 统，例如学校就是一个动态系统，它不仅有建筑 物，还有教师和学生。 在中世纪以前，人们曾认为
宇宙现象是永恒不变的，习惯将事物看成是恒定的，静 止的，这种看法在哲学上是唯心的或机械唯物论的。随 着科学的发展和人类的进步，才逐断 认识到世界不是恒 定事物的集合体，而是动态过程的集合体，运动是永恒 的。宇宙是一个 动态系统，静态是相对的。
系统科学基础
1
系统科学基础
第一讲 系统科学概述 第二讲 系统概念 第三讲 系统理论概述 第四讲 学科分类 第五讲 复杂科学、系统工程与
32
2）人造系统
人造系统都是存在于自然系统 之中的， 如人造卫星、海运船只、机械设备等。
人造系统和自然系统之间存在着界面，两者 互
相影响和渗透。
33
3）人造系统对自然系统的影响
原始人类对自然系统的影响不大
近年来，人造系统对自然系统的不良影响已成为 人们关注的重要问题， 如核军备、化学武器、环 境污染等。
5
（二）学生各学习阶段培养什么能 力？
1、本科 2、硕士研究生 3、博士研究生 4、博士后
6
（三）这门课讲什么？如何讲？
1、系统科学的学科结构：
一级：系统科学 二级：系统理论、系统分析与集成 “矿业工程”学科结构
一级：矿业工程 二级：采矿工程、安全技术与工程、矿物加工
管理科学与工程学科结构
35
3.静态系统和动态系统
系统的静和动都是相对的。
在宏观上没有活动部分的结构系统或相对静止的 结构系统为静态系统，例如大桥、公路、房屋等
动态系统指的是既有静态实体又有活动部分的系 统，例如学校就是一个动态系统，它不仅有建筑 物，还有教师和学生。 在中世纪以前，人们曾认为
宇宙现象是永恒不变的，习惯将事物看成是恒定的，静 止的，这种看法在哲学上是唯心的或机械唯物论的。随 着科学的发展和人类的进步，才逐断 认识到世界不是恒 定事物的集合体，而是动态过程的集合体，运动是永恒 的。宇宙是一个 动态系统，静态是相对的。
自然辩证法 4第四讲 科学与技术的本质和结构
一、科学和技术的本质
科 学 造 假
一、科学和技术的本质
2005年8月3日在英国《自 然》杂志上报导,韩国首尔大 学教授黄禹锡教授带着世界第 一只克隆狗正式露面。
2005年12月23日韩克隆之父 被认定论文造假， 向国民道歉
---韩国国耻
一、科学和技术的本质
2、技术的本质
（1）技术的内涵：人类为满足自身的需要，在实践活动中 根据实践经验或科学原理所创造或发明的各种手段和方式方法 的总和。
积性。
3、科学与技术的区别与联系（1）区别：
项目
科学
技术
1、目的和任务
认识客观世界回答是什么，为 变革客观世界，解决做什么，
什么
怎么做
2、活动过程
从实践到认识，从物质到精神 从认识到实践，从精神到物质
3、形态
表现为概念、原理、学说、理 可操作的知识及知识的物化形
论的知识形态
态，
4、评价标准
一元性：真理性
④探索性和创造性——科学的生命在于创造，不断探索未知和创 造新的知识是科学的根本任务和一大特征。
⑤主体际性（交流性）、通用性和共享性——科学知识要接受不 同认识主体用实验进行重复检验、讨论、交流。科学本身 没有阶级性。
⑥生产力属性——科学从知识形态的生产力转化为直接生产力需 要技术的中间环节。
一、科学和技术的本质 （3）伪科学
①什么是伪科学
打着科学的旗号，把没有科学根据的非科学理论或 方法宣称为科学,甚至比科学还要科学.
日本物理学会2006年3月在爱媛大学、松山大学召开的第 六十一次物理学会年的主题为“伪科学”的研讨会：
“伪科学”不是指位于科学与潜科学之间的微妙活动，而是 指尽管其在科学上的错误（乃至无意义）已经明确无疑，却仍 然在表面上假装科学进行的活动。
第四讲三个代表重要思想及其主要内容
全国社会保障基金，是指全国社会保 障基金理事会负责管理的、由国有股减持划 入资金及股权资产、中央财政拨入资金、经 国务院批准以其他方式筹集的资金，及其投 资收益形成的、由中央政府集中的社会保障 基金。社保基金投资运作的基本原则是：在 保证基金资产安全性、流动性的前提下，实 现基金资产的增值。社保基金资产是独立于 理事会、社保基金投资管理人、社保基金托 管人的资产。这就是通常所说的可以进入股 市的“社保基金”。
2．始终代表中国先进文化的前进方向，
就是党的理论、路线、纲领、方针、政策和
各项工作，必须努力体现发展面向现代化、
面向世界、面向未来的，民族的科学的大众 的社会主义文化的要求，促进全民族思想道 德素质和科学文化素质的不断提高，为我国 经济发展和社会进步提供精神动力和智力支 持。
3．始终代表中国最广大人民的根本利益，
三、“三个代表”重要思想的历史地位和
指导意义
1．马克思主义中国化的重要思想理论成果
对于共产党执政规律、社会主义建设规律 和人类社会发展规律的认识，达到了新的理论
高度。
2．全面建设小康社会的根本指针
如何科学判断和全面把握国际形势的发 展变化； 如何科学判断和全面把握我国将长期处 于社会主义初级阶段的基本国情；
从党自身提出加强党的建设问题。
第二阶段：94—97年（3年），为发展阶段。提 出党的建设是一项系统工程，并初步论述了与有中 国特色社会主义各方面建设的关系。 第三阶段：97—2002年（5年），为成熟阶段。 提出并系统阐述“三个代表”理论。 明白：三个代表理论形成过程是从一个党建观点
到一个党建纲领到社会主义建设思想体系。
发展与矛盾并存；
变化与困惑并存。
上海社保基金案内幕 上海劳动和社会保障局原局长祝均一严 重违反国家财经纪律、收受贿赂被隔离审查， “福禧投资”董事长张荣坤被限制自由配合 调查，“上海电气”董事长王成明、副总裁 韩国璋被“双规”，宝山区区长秦裕涉嫌严 重违纪被调查，这起牵连甚广的重大腐败窝 案、串案的黑幕正被层层揭开。
1自然辩证法概论概述
三、数学与系统方法
1、数学方法及其作用 • 空间-数量关系、建模-统计-实验、抽象化-形式化-模型化； • 定性与定量 2、系统方法及其作用 • 系统分析-系统综合、信息-反馈-控制、同步进行-相互关联； • 软系统论与非系统论 3、复杂性思维及其方法 • 定性-定量、微观-宏观、还原-整体、科学-哲学； • 自组织-多样性--融贯性-整体性； • 复杂性与复杂性丛林
的思想理论体系？ 4、如何理解中国马克思主义科学技术观的理论精髓？ 5、中国特色的创新型国家与其他创新型国家有何异同？ 6、国家创新体系对中国特色的创新型国家建设有何重要意
义？
谢 谢！
思考题（四）
1、为什么说“科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力 量”?
2、如何看待科学技术对人的异化和对自然的异化？ 3、科学技术的社会体制和组织机构对科学技术的发展有何意义？ 4、为什么要对科学技术工作者进行伦理规范？ 5、如何保障科学技术在社会中健康、持续地运行？ 6、如何理解科学技术文化与人文文化之间的冲突与协调？
7、观察是否渗透信念？ 8、实验有自己独立的生命，是否不需要理论的指导？理论
对实验如有指导，是否实验就没有自己独立的生命？
9、技术构思、技术发明设计和技术试验三者的关系如何？
课堂简答题：（请写明姓名、学号；10分钟） 观察是否渗透信念？为什么？
第四讲 马克思主义科学技术社会论
一、科学技术的社会功能
绪论
一、自然辩证法是怎样一门学科
自然辩证法的学科性质 自然辩证法的研究内容 自然辩证法的历史发展
二、为什么学习自然辩证法
感悟人与自然的辩证法 促进中国创新型国家建设
第一讲 马克思主义自然观
一、马克思主义自然观的形成
第4讲、系统集成
第四讲、系统集成1．背景1)有许多与系统集成相关的（公司，课程，书，培训，认证等）；2)企业自动化孤岛；3)制造企业从集中的工程、大规模生产、和固定的供应链向分布式产品设计、柔性的供应链、和基于用户需求的定制化生产方式转变；4)许多企业为了降低成本和提高市场占有率及生产柔性，把非核心业务（如零部件设计生产、产品配送、和备件生产等）转移给供应商，企业自身集中精力于核心技术和关键产品；5)企业取得柔性、效率、和快速响应市场能力的关键是信息，在恰当的时间使适当的人使用正确的信息；6)企业大量采用包括软件、数据库、和自动化设备等信息技术和产品（COTS）；7)信息技术覆盖企业产品生命周期的全过程；8)精益制造、适时生产、并行工程等生产管理和组织模式的提出与实践；9)网络化制造的兴起。
2．系统集成的概念1)集成的定义：连接，综合的意思，即通过某种方法和途径把相互独立的部分连接或综合起来。
“可以看出，系统集成不是单一的系统，也不是一套计算机硬件（包括计算机系统和网络），更不是一套软件（如ERP）；系统集成不仅仅是开放系统和标准化，而是一种融合了应用系统行业特征、计算机知识、通信技术和系统工程方法的综合技术，它包含了许多思想、哲理和观念，是指导应用系统建设的总体规划、分布实施的方法和策略，是向用户提供符合需求的一体化解决方案”2)集成的必要性（1）集成源于系统的复杂性●复杂系统的特征：需要多学科知识、方法、模型、专家来开发和分析系统。
因此，集成必然要涉及多个工具的集成、多种语言集成、不同技术集成，甚至不同组织管理系统开发过程和使用系统的集成。
●复杂的系统必然是增量开发的，往往会持续几年，期间开发人员、负责单位等会发生变化。
●通常，即便是系统在修改时，系统也不能停止运行。
（2）系统集成是与系统分解相对应的概念和技术在V 字模型中，左面向下是分解过程，又面向上为系统集成过程。
试验/测试（3）系统集成过程（4）复杂系统集成的三个主要原因：●能力共享集成可以使具体的部件和系统都获得好处。
第四讲_DCS体系结构分析
Cnet：控制网络（连接DDC、DAS、PLC等站）
Snet：监控网络（连接Fnet、Cnet及操作站、监控站等）
Mnet：管理网络（连接Snet及管理上位机）（中、大型DCS 具有、超大型DCS还能有更高级网络）
（参见：教材P.24. 图2.1 集散控制系统的体系结构）
Snet Cnet
Fnet
过程控制级的任务主要有： 一是采集过程数据，进行数据转换与处理（DAS、PLC）
二是对生产过程进行监测和控制，实现控制规律（DDC、PLC）
三是现场设备及I/O卡件的自诊断（现场总级接口）
四是与过程监控级进行数据通信（Cnet/Fnet－Snet通信接口） 过程控制站接收现场设备级送来的信号，按照预定的控制规律 进行运算，并将运算结果作为控制信号，送回到现场执行器中 去，从而实现控制功能。 数据采集站接收现场信号，进行转换处理，送到Snet网络上的 其他站，它不直接完成控制功能。
直流电源系统稳定性
电气隔离 冗余双电源 主要采用电源1：1冗余；子 电源采用1：N冗余
现场控制站设备
控制计算机
现场控制站设备
工控机特点： CPU：
现场控制站大都采用Motorola公司M68000 系列和Intel公司80X86系列产品。
存储器：
ROM占有较大的比例。
总线：
PC总线应用进入
I/O通道：（丰富的I/O）
DI/DO（SI/SO） AI/AO PI/PO
操作站设备
平面操作台
双层操作台
斜面操作台
琴式操作台
操作站设备
操作站计算机： CPU：
32位或64位
存储器：
大容量外储（甚或有记录仪）。
操作键盘和鼠标：
Snet：监控网络（连接Fnet、Cnet及操作站、监控站等）
Mnet：管理网络（连接Snet及管理上位机）（中、大型DCS 具有、超大型DCS还能有更高级网络）
（参见：教材P.24. 图2.1 集散控制系统的体系结构）
Snet Cnet
Fnet
过程控制级的任务主要有： 一是采集过程数据，进行数据转换与处理（DAS、PLC）
二是对生产过程进行监测和控制，实现控制规律（DDC、PLC）
三是现场设备及I/O卡件的自诊断（现场总级接口）
四是与过程监控级进行数据通信（Cnet/Fnet－Snet通信接口） 过程控制站接收现场设备级送来的信号，按照预定的控制规律 进行运算，并将运算结果作为控制信号，送回到现场执行器中 去，从而实现控制功能。 数据采集站接收现场信号，进行转换处理，送到Snet网络上的 其他站，它不直接完成控制功能。
直流电源系统稳定性
电气隔离 冗余双电源 主要采用电源1：1冗余；子 电源采用1：N冗余
现场控制站设备
控制计算机
现场控制站设备
工控机特点： CPU：
现场控制站大都采用Motorola公司M68000 系列和Intel公司80X86系列产品。
存储器：
ROM占有较大的比例。
总线：
PC总线应用进入
I/O通道：（丰富的I/O）
DI/DO（SI/SO） AI/AO PI/PO
操作站设备
平面操作台
双层操作台
斜面操作台
琴式操作台
操作站设备
操作站计算机： CPU：
32位或64位
存储器：
大容量外储（甚或有记录仪）。
操作键盘和鼠标：
PCR技术简介
引物含量计算： 引物含量计算：
1OD260 单位 单位DNA： ： 是指在1ml体积 体积1cm光程标准比 是指在 体积 光程标准比 色皿中， 色皿中，260nm波长下吸光度为 波长下吸光度为 1 A260DNA 溶 液 ， 据 此 计 算 ， 1OD260 单位相当于 单位相当于33ug的 DNA。 的 。
2. 扩增的 扩增的DNA长度 长度 使用Taq DNA Polymerase进 进
扩增时， 行PCR扩增时，通常可扩增几 扩增时 kbp的DNA，超过 的 ，超过10kbp则比 则比 较困难。 较困难。
3. 扩增量 使用Taq DNA Polymerase进行 进行 PCR产物克隆及食品 、 环境卫生 产物克隆及食品、 产物克隆及食品 检验等时， 检验等时 ， 扩增量常常达不到要 求。
反应体系: 反应体系:
按照以下次序，将各充分在灭菌离心管中混合， 按照以下次序，将各充分在灭菌离心管中混合， ? µl 灭菌水 MgCl2溶液 (25mmol/L) 1.5-2-2.5µl (1.5-2.0-2.5mmol/L) 10×扩增缓冲液 2.5µl × 4种dNTP混合物（2.5mmol/L） 混合物（ 2.0µl 20mmol 种 混合物 ） 正向引物（ 正向引物（25 pmol/ul，超纯水配制） 1.0µl 100pmol ，超纯水配制） 反向引物（25pmol/ul，超纯水配制） 1.0µl 100pmol 反向引物（ ，超纯水配制） DNA Taq聚合酶 0.2µl 2.5U 聚合酶 模板DNA 1.0µl < 1µg 模板 25 µl 总体积
PCR出现假阴性原因分析及解决方案 出现假阴性原因分析及解决方案
模板因素引起假阴性解决方案： 模板因素引起假阴性解决方案： 1.配制有效而稳定的消化处理液； 配制有效而稳定的消化处理液； 2.提取程序固定,不宜随意改动； 提取程序固定 不宜随意改动； 不宜随意改动 3.模板 模板DNA的溶解液应固定不变。 的溶解液应固定不变。 模板 的溶解液应固定不变
第四讲农业专家系统.pptx
二、专家系统及农业专家系统
专家系统（ES，Expert System），是一个智能程序， 它能对那些需要专家知识才能解决的应用难题，提供相关 领域权威专家水平的解答。或者说由一个专门领域的知识 库，以及一个能获取和运用知识的机构构成的一个问题求 解系统。
农业专家系统是一个拥有大量权威农业专家的经验、 资料、数据与成果构成的知识库，并能利用其知识，模拟 农业专家解决问题的思维方法进行判断、推理，以求得解 决农业生产问题结论的智能程序系统。
1989
DHLBS 奶牛营养诊断
美国TexasA.M大学 1989
CIRMAN 农作物生长风险决策 美国TexasA.M大学 1989
CHESS
母猪群的行为分析 荷兰Wageningen大学 1990
国际上的ES
系统名称 研究的主要内容 RAIN 农林计算机辅助决策
砂姜黑土施肥专家系统 AWFRS 粘虫测报 HAISON 环境工程控制 ESWCM 小麦综合管理专家系统 IWCMSB 小麦综合管理 BXCIS 专家土地评价 HYDRA 灌溉管理
农业管理
美国California大学 1988
FARMSYS 作物多熟种植
美国Florid大学
1988
农作制度管理决策 美国Lowa大学
1988
SOYBUG 大豆病害管理
Beek等
1989
SBLBCT 农业管理与决策选择 英国Bdinburgh农学院 1989
SMARTOSY 大豆生长模拟与管理 美国Geogia大学
目前，在全国20个省（区）设立了示范区。 河南省1999年成为示范区之一。
中国的ES
目前开发的5个技术先进、 具有“863”品牌和各具特色 农业专家系统开发工具。
解释结构模型
确定为该系统的输出端。例如，上述矩阵A中，对应S5行全部为0，要 素S5可确定为系统的输出端。 ⒌ 计算AK，如果A 矩阵元素中出现 aij=1，则表明从系统要素Si出发，经 过k条边可达到系统要素Sj。这时我们说系统要素Si与Sj之间存在长度 为k的通道。
四、可达矩阵
如果一个矩阵，仅其对角线元素为1，其他 元素均为0，这样的矩阵称为单位矩阵，用I表示。 根据布尔矩阵运算法则，可以证明：
解释结构模型法应用的步骤
一、 ISM方法的基本步骤
ISM方法的作用是把任意包含许多离散的，无序的静态的系统，利用系统 要素之间已知的、但凌乱的的关系， 揭示出系统的内部结构。其基本方法是 先用图形和矩阵描述各种已知的关系，在 矩阵的基础上再进一步运算、推导 来解释系统结构的特点。其基本步骤如下：
（1）建立系统要素关系表 （2）根据系统要素关系表，作出相应的有向图形，并建
※应了解解释结构模型的基本概念,明确有向图、邻接 矩阵和可达矩阵的含义，掌握解释结构模型法应用的 步骤，熟练运用解释结构模型法分析解决教育技术研 究中的具体问题。
解释结构模型法应用（教育技术）
主要内容
解释结构模型法 的基本概念
解释结构模型法应 用步骤
案例-网络化学习 与传统学习 的差异分析
系统结构的有向图示法 有向图的矩阵描述 邻接矩阵的性质 可达矩阵
• 可达性矩阵M是用矩阵形式反映有向图各顶点之间通 过一定路径可以到达的程度，它通过以下计算求得： 将相邻矩阵A加上单位矩阵I（矩阵中除主对角线上元 素为1外，其余元素皆为零的矩阵），然后用布尔代数 规则 (0+0=0,0+1=1,1+1=1;0×0=0,0×1=0,1×1=1)进行 乘方运算,直到两个相邻幂次方的矩阵相等为止。
四、可达矩阵
如果一个矩阵，仅其对角线元素为1，其他 元素均为0，这样的矩阵称为单位矩阵，用I表示。 根据布尔矩阵运算法则，可以证明：
解释结构模型法应用的步骤
一、 ISM方法的基本步骤
ISM方法的作用是把任意包含许多离散的，无序的静态的系统，利用系统 要素之间已知的、但凌乱的的关系， 揭示出系统的内部结构。其基本方法是 先用图形和矩阵描述各种已知的关系，在 矩阵的基础上再进一步运算、推导 来解释系统结构的特点。其基本步骤如下：
（1）建立系统要素关系表 （2）根据系统要素关系表，作出相应的有向图形，并建
※应了解解释结构模型的基本概念,明确有向图、邻接 矩阵和可达矩阵的含义，掌握解释结构模型法应用的 步骤，熟练运用解释结构模型法分析解决教育技术研 究中的具体问题。
解释结构模型法应用（教育技术）
主要内容
解释结构模型法 的基本概念
解释结构模型法应 用步骤
案例-网络化学习 与传统学习 的差异分析
系统结构的有向图示法 有向图的矩阵描述 邻接矩阵的性质 可达矩阵
• 可达性矩阵M是用矩阵形式反映有向图各顶点之间通 过一定路径可以到达的程度，它通过以下计算求得： 将相邻矩阵A加上单位矩阵I（矩阵中除主对角线上元 素为1外，其余元素皆为零的矩阵），然后用布尔代数 规则 (0+0=0,0+1=1,1+1=1;0×0=0,0×1=0,1×1=1)进行 乘方运算,直到两个相邻幂次方的矩阵相等为止。
第四讲 科学技术体系结构
构、门类结构和学科结构
二、网状结构与树状结 构
网状结构和树状结构，分别从不
同角度和不同层面，以极为形
象的比喻来描述科学技术体系
结构的形态。
1、网状结构
即把科学技术的总体发展状况看作是一张正在编
织着的大网，比喻学科间的相互渗透和相互交
叉的整体发展趋势、科学理论的结构。
亨普尔认为，术语概念为网结，内在原理为网绳
4.3 当代科技体系结构
依据上述分类原则，可以从宏观 与微观两大方面，即宏观上从 原级结构、门类结构、学科结
构；微观上从科学理论的内在
或内部逻辑结构等来理解当代 科技体系结构。
当代科技体系结构表
结构 类型
体系构成（学科）
原级 结构
哲 学
自然 科学
数学 科学
社会 科学
技术 科学
工程 技术
门类 结构
恩格斯把客观性和发展原则有机结合，构建科
学的体系结构，揭示科学发展的内在逻辑。
4.2 科学技术结构的基本类型
按照科学结构的某种属性和特征，我们可以
将科技结构分为宏观与微观、网状与树 状、动态与静态、发生与逻辑，以及自 然型与认识型等相互对应的科技结构类 型。
一、宏观结构与微观结构
宏观和微观概念是从物理学中借用来
三、学科结构
学科结构是科学技术的二级结构， 它是将门类结构中的每一门类加 以分解，由学科和分支学科作为
知识元素而构成的。
它主要表现为层次结构和网状结构 两大类型。
1、学科结构的特点
从横向看，它是基础科学的静态结构，并且它与
自然界物质的层次结构相一致； 从纵向看，它概略地反映了基础科学的动态发展， 并且这种发展与物质结构的演化相一致。 同时，这一学科结构还表明，力学、物理学、化 学、天文学、地质学、生物学等基础学科都在微 观物理学中找到了它们共同的基础 ——物质的微观 结构，从而预示着基础科学发展的综合化趋势。
第四讲 科学技术体系结构
凡是不含有时间因素，科学结构不随
时间变化而变化的，称为静态结构； 相反，包含时间因素，科学结构随时
间变化而变化的，称为动态结构。
四、发生结构与逻辑结构
发生结构是按照知识元素发生发展的次序而形成的科学 结构，它能反映各知识元素之间的内在联系和发展 演变过程。宏观科学结构一般可用这种结构形式。 而逻辑结构则是按照知识元素之间的逻辑关系来构造的 科学结构。 其中的归纳结构形式现在已很少见了，而演绎结构形式 已遍及了整个科学领域。
五、自然型和认识型科学结构
科学结构作为对自然界客观对象内在联系的反映， 其结构形式必然要与该客观对象的结构形式及 其发展演变过程相联系，反映这种关系的即自 然型科学结构。 而且科学结构作为不同历史时期人类对自然界认 识能力及认识程度的反映，它必然与历史上人 类对该学科对象的认识发展次序相关联。反映 这种关系的即认识型科学结构。
（自然）科学
物 理 学 化
学
生 理 学
由简单到复杂排列的分类系统是：数学、无 机体物理学、天文学、物理学、化学、有机 体物理学、生理学。
(4)孔德
孔德由简单到复杂具体把物理学分为关于重
力的学说、热力学、声学、光学、电学；
化学被分成无机化学和有机化学；生理学
被分为关于生物体的结构、组成及分类的 学说，植物生理学和动物生理学。 数学撇开物质的具体内容，最简单，排列在 最前面；社会现象最复杂，因而社会学排
即按照机械、物理、化学、生物和人类社会运 动的区别及其内部固有的次序来进行分类和 排列，把各门科学排列起来，形成一个科学 体系结构。
恩格斯把客观性和发展原则有机结合，构建科
学的体系结构，揭示科学发展的内在逻辑。
4.2 科学技术结构的基本类型
按照科学结构的某种属性和特征，我们可以
时间变化而变化的，称为静态结构； 相反，包含时间因素，科学结构随时
间变化而变化的，称为动态结构。
四、发生结构与逻辑结构
发生结构是按照知识元素发生发展的次序而形成的科学 结构，它能反映各知识元素之间的内在联系和发展 演变过程。宏观科学结构一般可用这种结构形式。 而逻辑结构则是按照知识元素之间的逻辑关系来构造的 科学结构。 其中的归纳结构形式现在已很少见了，而演绎结构形式 已遍及了整个科学领域。
五、自然型和认识型科学结构
科学结构作为对自然界客观对象内在联系的反映， 其结构形式必然要与该客观对象的结构形式及 其发展演变过程相联系，反映这种关系的即自 然型科学结构。 而且科学结构作为不同历史时期人类对自然界认 识能力及认识程度的反映，它必然与历史上人 类对该学科对象的认识发展次序相关联。反映 这种关系的即认识型科学结构。
（自然）科学
物 理 学 化
学
生 理 学
由简单到复杂排列的分类系统是：数学、无 机体物理学、天文学、物理学、化学、有机 体物理学、生理学。
(4)孔德
孔德由简单到复杂具体把物理学分为关于重
力的学说、热力学、声学、光学、电学；
化学被分成无机化学和有机化学；生理学
被分为关于生物体的结构、组成及分类的 学说，植物生理学和动物生理学。 数学撇开物质的具体内容，最简单，排列在 最前面；社会现象最复杂，因而社会学排
即按照机械、物理、化学、生物和人类社会运 动的区别及其内部固有的次序来进行分类和 排列，把各门科学排列起来，形成一个科学 体系结构。
恩格斯把客观性和发展原则有机结合，构建科
学的体系结构，揭示科学发展的内在逻辑。
4.2 科学技术结构的基本类型
按照科学结构的某种属性和特征，我们可以
第四讲 第4章IP地址和域名系统1
2019/2/10 5
3． 传输层 TCP/IP参考模型的传输层负责在应用进程之间建 立端到端的可靠通信。传输层用来在源主机与目 的主机的对等实体之间建立用于会话的端到端连 接。 在TCP/IP参考模型的传输层上定义了TCP （Transfer Control Protocol，传输控制协议） 和UDP（User Datagram Protocol,用户数据报协 议）两种协议。
第4章 IP地址和域名系统
4.1 TCP/IP参考模型 4.2 IP地址概述 4.3 IP地址的格式与组成 4.4 IP地址的分类 4.5 标准IP地址划分存在的问题及弥补方案 4.6 子网和子网掩码
2019/2/10
1
4.1 TCP/IP参考模型
TCP/IP是20世纪70年代中期，美国国防部为其 ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准。 到80年代它被确定为因特网的通信协议。
2019/2/10
19
2。B类地址 B类地址使用前两个8位组表示网络地址， 后两个8位组表示主机地址。设计B类地址 的目的是支持中到大型网络。
2019/2/10
20
B类地址的第一个8位组的前两位总是被设
置为10，所以B类地址的范围是从 128.0.0.0到191.255.0.0
2019/2/10
解答：
（1）A类； （2）C类； （3）B类
2019/2/10 30
查看自己机器的ip 1）“网上邻居”→ “属性” →“连接” →“TCP/IP协议” →“属性” 2）在DOS状态下，运行ipconfig命令 查互联网中已知域名主机的IP ping 域名地址 如你想知的IP地址，只要在 DOS窗口下键入命令 “ping ”，就可以看到IP了
3． 传输层 TCP/IP参考模型的传输层负责在应用进程之间建 立端到端的可靠通信。传输层用来在源主机与目 的主机的对等实体之间建立用于会话的端到端连 接。 在TCP/IP参考模型的传输层上定义了TCP （Transfer Control Protocol，传输控制协议） 和UDP（User Datagram Protocol,用户数据报协 议）两种协议。
第4章 IP地址和域名系统
4.1 TCP/IP参考模型 4.2 IP地址概述 4.3 IP地址的格式与组成 4.4 IP地址的分类 4.5 标准IP地址划分存在的问题及弥补方案 4.6 子网和子网掩码
2019/2/10
1
4.1 TCP/IP参考模型
TCP/IP是20世纪70年代中期，美国国防部为其 ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准。 到80年代它被确定为因特网的通信协议。
2019/2/10
19
2。B类地址 B类地址使用前两个8位组表示网络地址， 后两个8位组表示主机地址。设计B类地址 的目的是支持中到大型网络。
2019/2/10
20
B类地址的第一个8位组的前两位总是被设
置为10，所以B类地址的范围是从 128.0.0.0到191.255.0.0
2019/2/10
解答：
（1）A类； （2）C类； （3）B类
2019/2/10 30
查看自己机器的ip 1）“网上邻居”→ “属性” →“连接” →“TCP/IP协议” →“属性” 2）在DOS状态下，运行ipconfig命令 查互联网中已知域名主机的IP ping 域名地址 如你想知的IP地址，只要在 DOS窗口下键入命令 “ping ”，就可以看到IP了
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
▪ 如圣西门，由简单到复杂排列的分类系统是：数学、无机
体物理学、天文学、物理学、化学、有机体物理学、生理
学。
恩格斯：按照机械、物理、化学、生物和人类社会运动的区 别及其内部固有的次序来进行分类和排列，把各门科学排 列起来，形成一个科学体系结构。 恩格斯把客观性和发展原则有机结合，构建科学的体系结 构，揭示科学发展的内在逻辑。这种方法迄今依然是整体 地把握当代科学技术体系结构及其演化规律的指导思想。
二、当代科技体系结构
结构
类型
体系构成（学科）
整体 科技 基础 应用 工程 结构 术学 科学 科学 技术
发明 工具 革新 科学
门类 基础 技术 应用
结构 科学 科学 科学
学科 层次 网状
结构 结构 结构
理论 逻辑 逻辑
结构 基础 推论
1、科学技术整体结构示意图
工 具 科 学
工程技术 应用科学
发 明 与 革 新
• 1、古代科学技术 从总体上看，古代的科学知识还不具备科学
形态，各门知识之间也缺乏必然联系，当 然就不可能形成严密的科学的体系结构。 2、近代科学技术体系结构
• 近代，科学技术由“搜集资料”转向“分门别类”研究， 逐步形成了界限分明的众多学科（数学、天文学、物理学、 化学、生物学、医学和地学等），也开始有了有关科学分 类和科学体系结构的探讨。
应用科学，人们也称之为工程科学，是研究把基础理论 与技术科学转化、应用到特定范围，看其如何转化为 生产技术、工程技术和工艺流程的原理和方法的科学。 应用科学是自然科学中与生产实践最接近的科学门类。
在现代科学技术体系结构中，基础科学、技 术科学、应用科学是有机联系的整体，它 们相互联系、相互促进、协调发展。 它们之间发展的比例关系，是一个国家科 技战略的重要问题。
• 1、专门化（specialized discipline ）
– 科学朝更精细、更深入、更广泛的方向发展的趋势。
• 2、兼质化（interdiscipline ）
– 科学朝着同时研究具有学科相兼特征方向发展的趋势。
• 3、多学科化（multidisciplinarity）
– 科学朝着利用多学科的协同，综合性地研究同一个问题 发展的趋势。
• （1）逻辑基础部分：基本概念和基本关系。
• 基本概念是构成科学理论概念出发点的起始概念， 它指那些能在构建理论体系 时能发挥中心作用， 作为逻辑出发点，能把其它概念、定律连成一体 的概念。
• 如“原子量”、“基因”、“引力”、“位移电 流”等。
• 基本关系是指连接基本概念的判断，它可以是公 理、公设、定理、定律和数学公式
（2）学科网状结构
天体 重力学 力学
理论 天体 计算 物理 力学 化学 数学 化学
生物 力学
天文 地质学
天文学
力学
数 学
化学 物理
地学
生物学
生物 化学
宇宙 生物学
地球 物理
地质 地质 力学 生物学
生物 力学 物理 仿生学
地球 化学
4、科学的理论结构
理论结构是科学体系中的微观结构。 它和其他层次的科学结构一样，在内容上包括组 成它的知识元素、各知识元素在科学理论中的地 位和作用以及它们之间的结合方式等。 科学理论结构由逻辑基础部分和逻辑推论构成。
科 学 技 术 学
基础科学
2、门类结构
应用科学
第三阶段 （生 产）
生产技术
科学 技术科学
第二阶段 专业技术
（技 术）
技术
基础科学
第一阶段 （科 学）
实验技术
技术科学是基础科学应用的中间环节，是研究通 用性技术理论的科学，是科学技术转化为现实 生产力的桥梁。
技术科学应用基础科学知识，考察各种专业技术 的共性规律，是专业技术的基础理论。
• 等形式。基本关系包括原理关系命题和因果关系命题。 基础部分两层含义：一是指这类理论的核心部分，可比喻为
原子的核或者树的根和主干，稳定而不易动摇、破坏； 二是指其最本质的部分，抽象度最高，离经验最远。 逻辑基础是科学理论全部逻辑演绎的出发点和前提，决定 其性质，制约其发展方向，且统一其所覆盖的一切已知的 和未知的经验材料。
同位数概念
• 实例说明：十九世纪英国化学家普特劳的原子论思想—— “所有元素的原子量都是由氢原子复合而成”(硬核）。
• 辅助性假设（一）：化学元素的原子量具有整数倍的特点。 • 化学事实：氯原子量和镉原子量分别为 • 35.457和112.41；对于给定的化学元素，在电子束电磁场
偏转实验的荧光屏上可发现两条甚至多条粒子偏转留下的 抛物线。 • 辅助假设（二）：非整数倍元素的原子量可用同位数概念 解释。
• 通过基础研究，获得基础科学知识（因果 关系和原理关系知识）。
– 因果关系：两个事件之间存在引起和被引起关 系的关系。如，力能够导致运动物体产生加速 度，我们就说：“力是物体产生加速度的原 因”。
– 原理关系：物体状态的存在和演变之间未知其 因果关系的规律性。如，两个静止的点电荷之 间所产生的力，服从库仑定律 。这个库仑定律 就是一个原理性定律，不是因果性定律。
– 应用基础理论研究。把已知的科学认识用于某 种目的的可能性研究。如，把化学中已经得到 的具有普遍意义的燃烧理论，用于具体的煤炭 燃烧研究而形成的有关煤炭燃烧的认识，如： 点燃、助燃、燃烧效率、阻燃、燃烧除尘，等 等。
– 直接应用研究：在基础理论研究、应用基础理 论研究完成以后，使之能够被综合性地应用的 研究。如，在以上研究的基础上做燃烧炉设计 研究。
• （2）、专业性分析：依据学科专业方向分 析与之相关的科学技术体系结构。如选择 “物理学”作为专业对象，罗列力学、声 学、电学、光学、热学，等等，分析与之 相关的体系结构。
• 3、整体性分析（系统性分析）：把科学技 术知识看作一个整体，分析其中各知识元素 （知识单元）相对稳定的结合方式，即科技 体系的结构。
第五章 科学技术的体系结构
科学技术体系结构的解析要素和分析方法
科学技术的体系结构是人类科学知识长期进 化而形成的，它是科学技术发展内在逻辑 的集中体现，也是科学技术与社会交互作 用的结果。科学技术自身是一个系统。
• （一）、科学技术体系的要素解析
• 1、研究或知识要素
• （1）基础研究——为获得新知识进行的独 创性研究，目的是揭示自然现象及其规律， 而不附加任何特定的实际目的。
（2）逻辑推论：由理论的基础部分出发，运 用正确的推理规则和推理形式，就可以得 到各种各样派生出来的概念和判断。 这个推导的过程和得到的结论，统称为逻 辑推论。
逻辑推论的两层含义：一是指科学理论的外围部分， 它可以比喻为原子核外的空间区域，或者是树的 枝干和枝条，因而它是科学理论中比较容易动摇 和破坏的部分； 二是指科学理论的低层次的本质部分，它的抽象 程度较低，离经验要近一些。
（2）微观结构
把由科学理论以下的知识单元，如科学概念、 定律、公理等构成的科学理论结构则称为 微观科学结构。
即科学理论以上层次的科学技术体系都是宏
观科学结构，它包括科学技术的总体结构、 门类结构和学科结构。
而微观科学结构则只是科学理论的内部结构。 2、动态分析（教材第168-170页）
一、古代与近代科学技术体系结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• （1）学科层次结构 以自然界物质对象所固有的层次结构作为构造基础
自然科学结构的依据，就会形成一个以基础科学 的六大学科，即力学、物理学、化学、天文学、 地质学、生物学以及相关分支学科为知识元素的 层次结构(见下图)。
宇宙学
天文学
天体史
星系演化学
天 体
基 本 粒 子 物 理 学
原 子 核 物 理 学
– 科学的任务就是努力以某种明确的方式揭示以 上两种可能存在的关系。
• （2）应用研究——为某一特定实际应用目 的而获取新知识进行的独创性研究。应用 研究可以是确定基础研究成果的可能用途， 也可以是为达到某一具体目的确定原理性 新方法或新途径。应用研究有两种类型： 应用基础理论研究和直接应用研究。
应用研究
• 2、人力资源要素（教材第165页） • （1）研究员 • （2）技术员 • （3）辅助人员 • 3、社会-经济目标要素（教材第165-166页） • （二）、科学技术体系结构的分析方法 • 1、静态分析
• （1）、对象性分析：依据被研究对象分析 与之相关的科学技术体系结构。如选择人 体作为分析对象，罗列人体解剖学、人体 发育学、人体病理学、医学，等等，分析 其中的科学技术体系结构。
• 从系统角度看，科技体系结构可以有宏观和 微观两种基本结构类型。
宏观和微观概念是从物理学中借用来的。物 理学根据物理客体结构的时空范围大小， 以原子为基点把物理世界划分为宏观世界 和微观世界。
（1）宏观结构
指以科学理论为基点，把由科学理论或由科 学理论构成的科学学科、科学门类作为知 识单元而构成的科学结构称为宏观科学结 构。
• （3）试验发展（实验开发研究）——利用 研究和经验知识，为生产新的材料、产品 和装置，建立新的工艺与系统，以及对已 生产或建立的上述各项进行实质性改进而 进行的系统性工作。如，依据锅炉设计原 理实实在在地设计一种或数种不同型号、 不同目的的锅炉。这个研究就属于实验开 发研究。
实验开发 研究
基础研究
原 子 物 理 学
分 子 物 理 学
非 地质学 生
物 力学
科 学
物理学
化学
分子生物学
地球史
各 门 自
恒星演化学 太阳系演化学
地球演化学
演 化 学
然
细胞学
科
生 组织学
学 史
蛋白质起源演化
物 生理学
细胞
生
胚胎学
生物史
植物
物
科 遗传学
动物
体物理学、天文学、物理学、化学、有机体物理学、生理
学。
恩格斯：按照机械、物理、化学、生物和人类社会运动的区 别及其内部固有的次序来进行分类和排列，把各门科学排 列起来，形成一个科学体系结构。 恩格斯把客观性和发展原则有机结合，构建科学的体系结 构，揭示科学发展的内在逻辑。这种方法迄今依然是整体 地把握当代科学技术体系结构及其演化规律的指导思想。
二、当代科技体系结构
结构
类型
体系构成（学科）
整体 科技 基础 应用 工程 结构 术学 科学 科学 技术
发明 工具 革新 科学
门类 基础 技术 应用
结构 科学 科学 科学
学科 层次 网状
结构 结构 结构
理论 逻辑 逻辑
结构 基础 推论
1、科学技术整体结构示意图
工 具 科 学
工程技术 应用科学
发 明 与 革 新
• 1、古代科学技术 从总体上看，古代的科学知识还不具备科学
形态，各门知识之间也缺乏必然联系，当 然就不可能形成严密的科学的体系结构。 2、近代科学技术体系结构
• 近代，科学技术由“搜集资料”转向“分门别类”研究， 逐步形成了界限分明的众多学科（数学、天文学、物理学、 化学、生物学、医学和地学等），也开始有了有关科学分 类和科学体系结构的探讨。
应用科学，人们也称之为工程科学，是研究把基础理论 与技术科学转化、应用到特定范围，看其如何转化为 生产技术、工程技术和工艺流程的原理和方法的科学。 应用科学是自然科学中与生产实践最接近的科学门类。
在现代科学技术体系结构中，基础科学、技 术科学、应用科学是有机联系的整体，它 们相互联系、相互促进、协调发展。 它们之间发展的比例关系，是一个国家科 技战略的重要问题。
• 1、专门化（specialized discipline ）
– 科学朝更精细、更深入、更广泛的方向发展的趋势。
• 2、兼质化（interdiscipline ）
– 科学朝着同时研究具有学科相兼特征方向发展的趋势。
• 3、多学科化（multidisciplinarity）
– 科学朝着利用多学科的协同，综合性地研究同一个问题 发展的趋势。
• （1）逻辑基础部分：基本概念和基本关系。
• 基本概念是构成科学理论概念出发点的起始概念， 它指那些能在构建理论体系 时能发挥中心作用， 作为逻辑出发点，能把其它概念、定律连成一体 的概念。
• 如“原子量”、“基因”、“引力”、“位移电 流”等。
• 基本关系是指连接基本概念的判断，它可以是公 理、公设、定理、定律和数学公式
（2）学科网状结构
天体 重力学 力学
理论 天体 计算 物理 力学 化学 数学 化学
生物 力学
天文 地质学
天文学
力学
数 学
化学 物理
地学
生物学
生物 化学
宇宙 生物学
地球 物理
地质 地质 力学 生物学
生物 力学 物理 仿生学
地球 化学
4、科学的理论结构
理论结构是科学体系中的微观结构。 它和其他层次的科学结构一样，在内容上包括组 成它的知识元素、各知识元素在科学理论中的地 位和作用以及它们之间的结合方式等。 科学理论结构由逻辑基础部分和逻辑推论构成。
科 学 技 术 学
基础科学
2、门类结构
应用科学
第三阶段 （生 产）
生产技术
科学 技术科学
第二阶段 专业技术
（技 术）
技术
基础科学
第一阶段 （科 学）
实验技术
技术科学是基础科学应用的中间环节，是研究通 用性技术理论的科学，是科学技术转化为现实 生产力的桥梁。
技术科学应用基础科学知识，考察各种专业技术 的共性规律，是专业技术的基础理论。
• 等形式。基本关系包括原理关系命题和因果关系命题。 基础部分两层含义：一是指这类理论的核心部分，可比喻为
原子的核或者树的根和主干，稳定而不易动摇、破坏； 二是指其最本质的部分，抽象度最高，离经验最远。 逻辑基础是科学理论全部逻辑演绎的出发点和前提，决定 其性质，制约其发展方向，且统一其所覆盖的一切已知的 和未知的经验材料。
同位数概念
• 实例说明：十九世纪英国化学家普特劳的原子论思想—— “所有元素的原子量都是由氢原子复合而成”(硬核）。
• 辅助性假设（一）：化学元素的原子量具有整数倍的特点。 • 化学事实：氯原子量和镉原子量分别为 • 35.457和112.41；对于给定的化学元素，在电子束电磁场
偏转实验的荧光屏上可发现两条甚至多条粒子偏转留下的 抛物线。 • 辅助假设（二）：非整数倍元素的原子量可用同位数概念 解释。
• 通过基础研究，获得基础科学知识（因果 关系和原理关系知识）。
– 因果关系：两个事件之间存在引起和被引起关 系的关系。如，力能够导致运动物体产生加速 度，我们就说：“力是物体产生加速度的原 因”。
– 原理关系：物体状态的存在和演变之间未知其 因果关系的规律性。如，两个静止的点电荷之 间所产生的力，服从库仑定律 。这个库仑定律 就是一个原理性定律，不是因果性定律。
– 应用基础理论研究。把已知的科学认识用于某 种目的的可能性研究。如，把化学中已经得到 的具有普遍意义的燃烧理论，用于具体的煤炭 燃烧研究而形成的有关煤炭燃烧的认识，如： 点燃、助燃、燃烧效率、阻燃、燃烧除尘，等 等。
– 直接应用研究：在基础理论研究、应用基础理 论研究完成以后，使之能够被综合性地应用的 研究。如，在以上研究的基础上做燃烧炉设计 研究。
• （2）、专业性分析：依据学科专业方向分 析与之相关的科学技术体系结构。如选择 “物理学”作为专业对象，罗列力学、声 学、电学、光学、热学，等等，分析与之 相关的体系结构。
• 3、整体性分析（系统性分析）：把科学技 术知识看作一个整体，分析其中各知识元素 （知识单元）相对稳定的结合方式，即科技 体系的结构。
第五章 科学技术的体系结构
科学技术体系结构的解析要素和分析方法
科学技术的体系结构是人类科学知识长期进 化而形成的，它是科学技术发展内在逻辑 的集中体现，也是科学技术与社会交互作 用的结果。科学技术自身是一个系统。
• （一）、科学技术体系的要素解析
• 1、研究或知识要素
• （1）基础研究——为获得新知识进行的独 创性研究，目的是揭示自然现象及其规律， 而不附加任何特定的实际目的。
（2）逻辑推论：由理论的基础部分出发，运 用正确的推理规则和推理形式，就可以得 到各种各样派生出来的概念和判断。 这个推导的过程和得到的结论，统称为逻 辑推论。
逻辑推论的两层含义：一是指科学理论的外围部分， 它可以比喻为原子核外的空间区域，或者是树的 枝干和枝条，因而它是科学理论中比较容易动摇 和破坏的部分； 二是指科学理论的低层次的本质部分，它的抽象 程度较低，离经验要近一些。
（2）微观结构
把由科学理论以下的知识单元，如科学概念、 定律、公理等构成的科学理论结构则称为 微观科学结构。
即科学理论以上层次的科学技术体系都是宏
观科学结构，它包括科学技术的总体结构、 门类结构和学科结构。
而微观科学结构则只是科学理论的内部结构。 2、动态分析（教材第168-170页）
一、古代与近代科学技术体系结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• （1）学科层次结构 以自然界物质对象所固有的层次结构作为构造基础
自然科学结构的依据，就会形成一个以基础科学 的六大学科，即力学、物理学、化学、天文学、 地质学、生物学以及相关分支学科为知识元素的 层次结构(见下图)。
宇宙学
天文学
天体史
星系演化学
天 体
基 本 粒 子 物 理 学
原 子 核 物 理 学
– 科学的任务就是努力以某种明确的方式揭示以 上两种可能存在的关系。
• （2）应用研究——为某一特定实际应用目 的而获取新知识进行的独创性研究。应用 研究可以是确定基础研究成果的可能用途， 也可以是为达到某一具体目的确定原理性 新方法或新途径。应用研究有两种类型： 应用基础理论研究和直接应用研究。
应用研究
• 2、人力资源要素（教材第165页） • （1）研究员 • （2）技术员 • （3）辅助人员 • 3、社会-经济目标要素（教材第165-166页） • （二）、科学技术体系结构的分析方法 • 1、静态分析
• （1）、对象性分析：依据被研究对象分析 与之相关的科学技术体系结构。如选择人 体作为分析对象，罗列人体解剖学、人体 发育学、人体病理学、医学，等等，分析 其中的科学技术体系结构。
• 从系统角度看，科技体系结构可以有宏观和 微观两种基本结构类型。
宏观和微观概念是从物理学中借用来的。物 理学根据物理客体结构的时空范围大小， 以原子为基点把物理世界划分为宏观世界 和微观世界。
（1）宏观结构
指以科学理论为基点，把由科学理论或由科 学理论构成的科学学科、科学门类作为知 识单元而构成的科学结构称为宏观科学结 构。
• （3）试验发展（实验开发研究）——利用 研究和经验知识，为生产新的材料、产品 和装置，建立新的工艺与系统，以及对已 生产或建立的上述各项进行实质性改进而 进行的系统性工作。如，依据锅炉设计原 理实实在在地设计一种或数种不同型号、 不同目的的锅炉。这个研究就属于实验开 发研究。
实验开发 研究
基础研究
原 子 物 理 学
分 子 物 理 学
非 地质学 生
物 力学
科 学
物理学
化学
分子生物学
地球史
各 门 自
恒星演化学 太阳系演化学
地球演化学
演 化 学
然
细胞学
科
生 组织学
学 史
蛋白质起源演化
物 生理学
细胞
生
胚胎学
生物史
植物
物
科 遗传学
动物