科学方法论(科学问题和科学事实)

自然辩证法课程教案——方法论（科学问题和科学事实）第二章科学问题和科学事实对于从事科学研究的人（或集体），是否善于发现问题和科学地提出问题，是衡量其科学研究能力的重要标志；对于一个学科（或学说），是否存在要研究的问题以及问题的多寡和深浅，是表示这学科（或学说）是否具有旺盛生命力的重要标志。

第一节科学认识活动与系统一．科学认识：相对于日常生活中的无意识认识，以及高度抽象的哲理性认识而言，科学认识是针对进入科学研究领域中的具体对象可提供具体确定的知识并且可以检验的阐述事物本质的认识。

有三性：具体的实证性——知识具体、结论明确，可以重复检验；深刻性——对研究对象进行了深入机理的解释；创造性——在实践基础上，揭示了普遍性规律性机理，提出理论。

二．科学认识活动与认识系统科学认识活动是有结构的过程。

包含三要素：主体、客体和中介。

主体：具有知识、经验、方法技能、价值标准和科学实践本领，参与科学认识活动中的人，居于主动地位，认识受对象制约，但具有能动性。

客体：进入主体认识和实践范围的客观事物。

中介（两类）：物质性中介：科研中应用的仪器和工具、设备等；精神性中介：科学方法，包括科学研究一般程序，推理规则、科学语言和符号等。

第二节问题、科学问题和科学研究一．问题所谓问题，就是一种已知与未知的结合体，或者是已知与未知的交界。

提出问题的能力虽然有大小，但是人的天性。

人的知识从无到有，从少到多，认识世界就需要提问。

人与外边世界的关系，首先是一种适应与被适应的关系，而后带来认识和被认识的关系，问题、以及对未知和已知的困惑与怀疑引导人类学习、解决问题，从而带来进步，进步就是适应、认识和改造。

存在各种问题。

如哲学问题，一般智力问题，科学问题等等。

亚里士多德说：哲学导源于怀疑和困惑（《形而上学》982b17-18）。

维特根斯坦说：哲学问题具有的形式是：“我不知道出路何在”（《哲学研究》123号）。

一般的问题是模糊的，不具有清晰的表象。

不具有可解性或已经完全解决。

处于日常生活领域。

哲学问题是追根的，可以有多种回答，科学问题是针对特定目标和对象的，有可解性。

二．科学问题1．科学问题的规定科学问题是指一定时代的科学认识主体在当时的科学实践水平和知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而未得到解决的矛盾，它包含一定的求解目标、求解范围（应答域），但尚无确切的答案。

注意它的三个特征及对科学问题的限制：时代性、指向性和特定范围性。

2．科研与科学问题问题在不同的科学家那里，在不同科学哲学流派中，居于不同地位。

科学家注意的是问题，特别是科学问题在科学研究中的作用和地位。

如爱因斯坦、海森伯都指出，提出一个问题比解决一个问题更重要。

问题是科学研究的源头，是研究中的中心线。

一切科研都是围绕问题展开的。

科学哲学家关心的是问题在整个科学发展中、整个认识史中的作用和地位。

归纳主义的科学方法论认为观察和搜集资料是科学研究的源头。

然后经过归纳上升为理论。

归纳主义的方法论观点：科学始于观察。

波普尔首先提出问题是科学研究的起点。

他把科学看成一个不断提出问题的进步过程，从简单问题到深刻问题，从旧问题解决到新问题提出的过程。

历史主义的方法论观点：科学始于问题。

历史主义的公式：P1—TT—EE—P2科学始于问题，对问题提出大胆的猜测性解决方案，各种假说和理论在竞争中接受批判并且遭到证伪，产生新困难，新困难导致新问题。

科学问题之所以重要，还在于客观对象从来不自动暴露其自身的性质、规律，因此必须猜测、探索，这就集中表现为提出问题和解决问题。

3．科学问题的分类存在多种分类。

仿照库恩：常规问题——检验理论、理论应用：理论系统化和表达，被库恩称为通过例题解难题的问题。

反常问题——在已有理论框架中无法解决的问题。

库恩的两类问题在科学演化中的地位和作用：前科学——常规科学（有统一规范，解常规问题）——出现反常问题——导致危机——科学革命——建立新常规科学（新统一规范，解新常规问题）。

仿照劳丹：未解问题、已解问题和反常问题（未被某个理论解决，但是可以被同一领域中其他理论解决）。

概念问题和事实问题。

根据问题求解的类型，可以把科学问题划分：1）回答为什么的问题——研究并且要回答对象内部机理和规律性的问题；2）回答是什么的问题——研究并且要回答对象的识别、判定类型、性质的问题。

3）回答怎么样的问题——研究并且要回答对象的运动状态及运动转化过程的问题。

三．科学问题的来源科学问题归根结底来源于科学家的科学实践和人类的社会生产、生活实践。

但是在中间层次，它有不同层次、方面的来源。

1．科学实践与科学理论之间相互作用产生的问题。

2．科学理论内部，还可以细分：一个理论内部，一个领域内部不同理论之间。

3．不同学科的、不同领域的科学，以及学派之间。

4．社会需要。

社会需要是一种外部的价值指示器。

第三节科研选题一．科研选题及其步骤科研选题：就是形成、选择和确定所要研究和解决的课题。

课题是为了实现某个特定目标所需要研究的一个或一组科学问题。

重要性：科研的启始步骤——万事开头难；科研重要组成部分；关系到科研方向、目标和内容，直接影响科研途径、方法，决定成果水平、价值和发展前途。

一般步骤：●初步设想；●文献调研和实际考察；●提出选题；●初步论证；●评议和确定课题。

●不断反馈，调节，常常需要反复多次。

二．科研选题的基本原则1．需要性原则——要求与社会、经济发展密切相关。

案例：17世纪英国的科学技术与社会。

2．创造性原则——即指选择的课题应该是前人没有解决的或没有完全解决的疑难问题。

由探索性决定，科学研究本质是创新，生命在于创新。

种类有：概念、理论创新；方法创新；资料事实创新（指新发现）。

首创权或优先权问题。

3．科学性原则——指选择那些有一定的科学依据、背景理论，事实依据的课题。

（明显与已经确证科学理论相违背的课题、明显无事实根据的课题都是不应选择的，除非确实发现了与理论相矛盾的事实）4．可行性原则——与主观、客观条件的适应性，可以取得预期成果的困难与可能。

（主观方面——整体能力：科研队伍结构、人才配置状况、研究者素质、能力结果；客观方面——经费、设备、材料、资料等、外部环境和政策制度以及学术交流条件）第四节科学观察和实验科学事实是科学研究的基础，科学观察和科学实验的获取科学事实的基本手段。

一．科学事实1．科学事实的规定：科学事实是通过观察和实验获得的、并经过科学研究者整理和鉴定了的经验事实。

2．科学事实分类：1）事实I：被研究的客体与实验仪器相互作用的表征，如观测仪器上记录、显示的数据、图形或图象等。

该事实I与客体性质有关，也与人所预设的认识条件有关，即与仪器和仪器背后的设计有关。

2）事实II：对观察和实验所得结果的陈述和判断。

该事实II与客体性质有关，也与人用以描述事实的概念系统有关。

同一事件在不同概念系统中的描述也可以不同。

3．科学事实的属性和特征1）属性：a．科学事实属于认识论范畴，科学事实是客观事物吗？不是。

它体现了客观实践在认识主体中的记述和判断。

内容具有客观性，形式是主观的，是通过概念、判断等形式统筹起来的。

b．科学事实并非理论形态，在陈述形式上是单称判断，属于个别存在判断。

科学事实属于经验形态。

2）特征：a．具有可错性。

科学事实具有可错性：因为：第一，受测量条件制约；第二，受理论系统制约。

b．具有可重复性。

在科学系统中的其他研究者能够重复和检验。

通过可重复性获得客观性。

c．具有一定条件下的精确性、系统性。

4．科学事实在科学研究和认识过程中的作用1）形成新概念、新理论的基础2）对假说、理论进行评价的基本依据、手段和标准。

二．观察与实验（一）观察：1．定义：观察是人们有目的、有计划的感知和描述客观事物、获取感性材料的基本手段。

2．特点：a．一种感性活动；b．一种有目的、有计划的活动；c．一种对于自然发生条件和状态下客观事物的感知和描述；3．观察的类型a．直接观察——是直接通过感官考察客体的方法，直观、生动，局限性大。

b．间接观察——通过或借助仪器的观察方法，扩大了感官观察范围，提高了准确性。

4．观察的作用直接获取科学事实；可以直接或间接地导致新的发明和发现。

（二）科学实验1．定义：科学实验根据一定的科研目的，利用一定的科研物质手段（仪器和设备），在人为控制或变革客观事物的条件下获得科学事实的基本手段。

2．实验与观察的联系与区别实验—人为控制条件与观察—自然条件：实验因此可获得更精确可靠的科学事实。

实验—主动索取期望获得和观察—被动搜集自然提供：实验因此更深入、更广泛。

3．实验方法的特性——进一步与观察比较1）纯化和简化观察对象；2）强化对象及其条件；3）具有可重复性；4）可以模拟研究对象的属性及其变化过程5）经济可靠，变革自然。

4．实验的种类依据测量手段：定性（发现属性）和定量（精确测量）；依据实验手段：直接实验（通过实验直接观测对象，获得对象信息）、模拟实验（通过模型了解原型即对象的性质规律）。

模拟实验：物理模拟、数学（计算机）模拟、功能模拟。

（三）实验规划和设计1．规划：a．根据对象属性确定对象的控制变量；b．确定参量的测定方法；c．选择试样；d．对比研究和实验；2．设计：a．在规划基础上认真设计b．拟订实验方案和步骤c．选择实验仪器和设备、材料d．进行实验第五节观察实验中的若干哲学问题一．观察与理论观察与理论的关系涉及重要的哲学问题。

传统认识：观察是中性的；理论依赖观察，而观察不受理论制约。

现在发现：观察渗透理论。

观察不仅是接受信息的过程，而且是加工信息的过程。

观察陈述通过语言、符号表达，渗透了理论概念。

目前对背景理论的争论。

观察的相对独立性，客观性。

二．测量问题科学实验通常由三部分组成：实验者（主体）；实验对象（客体）；测量系统（中介）。

存在三部分的相互作用，与观察与理论也有关系。

有人认为，测量系统是主体的延伸，测量过程有主观因素包含在内。

也有人认为，科学测量就是一个不断剔除主观性的过程。

有人认为，测量系统同样是一种客体，但客体之间的相互作用也影响观察结果，即观察到的不是原客体的行为，而是测量仪器与客体之间相互作用的行为。

案例：量子力学的“测不准关系”和测量中的非定域问题，波包扁缩问题——薛定谔猫。

三．观察中的机遇问题——偶然性与必然性观察中即科学研究中由于以外的事件而导致科学上的新发现，称为机遇。

机遇是相对原来的预定目标而言的。

存在两种机遇，目标的以外的新发现；场合以外的新发现。

巴斯德说：在观察的领域里，机遇只偏爱那种有准备的头脑。

案例：X射线——伦琴；放射线——贝克勒尔；青霉素等发现。

抓住机遇的辩证法，准备、积累；停顿与无意识和下意识。

主要参考书目：1．马修斯：《哲学与幼童》三联书店1992年版。

2．孙小礼：《自然辩证法通论》（第二卷）高等教育出版社1993年版。