科学研究的理论方法

再如书上这个例子：人们要研究酶 (一种生物催化物质)，就需要把它同化学 催化剂和其他生物高分子分离开来，并 排除它能使化学反应定向进行等次要特 征，突出它由蛋白质组成、具有高效催 化能力和催化单一性的本质属性，并简 略表述为“酶是具有特殊催化能力的蛋 白质”。 这也是一个抽象过程。 总之，科学抽象方法就是通过对经验 材料的分离、提纯和概括，形成科学概 念和结论，从而反映事物本质的方法。
四、质的演绎：思想实验方法
3．运用思想实验方法的要求
首先，思想实验要以真实的物质实验 为基础，抓住关键性的科学事实，使思 想实验具有可靠的客观基础。 其次，在思想实验中必须发挥创造性 想像的作用，进行巧妙的构思，要超越 物质条件的限制。 再次，思想实验还必须运用严格的逻 辑推理手段，在逻辑上是自洽的。
第八章
科学研究的理论方法
毛泽东说：“要完全地反映整 个事物，反映事物的本质，反 映事物的内部规律性，就必须 经过思考作用，将丰富的感觉 材料加以去粗取精、去伪存真、由此及彼、 由表及里的改造制作功夫，造成概念和理 论的系统，就必须从感性认识跃进到理性 认识。”
第八章 科学研究的理论方法
第一节 第二节 第三节 科学抽象方法 形式演绎方法 建构理论体系的方法
主要介绍三段论式演绎和假言演绎法、数学模型方法 (量的演绎)和思想实验方法(质的演绎)。
第二节 形式演绎方法
二、三段论式和假言演绎法 1． 三段论式演绎法
是由大前提(M—P)和小前提(S—M)导出 结论 (S—P) 的思维方法，它是演绎推理的 基本形式。它的逻辑形式是 大前提：一切M是(或不是)P； 小前提：这个(或这些)S是M； 结论：这个(或这些)S是(或不是)P。
第八章 科学研究的理论方法
第二节 形式演绎方法
一、什么是演绎方法 二、三段论式和假言演绎法 三、量的演绎：数学模型方法 四、质的演绎：思想实验方法
第二节 形式演绎方法
一、 什么是演绎方法
1． 定义 演绎方法是从已知的一般原理出 发考察某一特殊对象，从而推演出 有关这个对象的结论的逻辑推理方 法。
四、质的演绎：思想实验方法
4．理想模型
（1）理想模型的概念 理想模型是人们为了便于研究问题 在思维中建立起来的理想化的对象模 型。 如 力学中的“质点”、“刚体”， 几何学中的“点”、“线”、“面”， 热力学中 的“理想热机”等。
4．理想模型
（2）理想模型的作用
首先，理想模型大大简化了复杂的认识客 体，这既有助于合理地进行真实实验的设计， 又便于对实验结果作出明晰的数学表述。 其次，通过建立和研究理想模型，有可能 揭示出事物在更纯粹的状态下具有的特殊性质， 乃至研制出自然条件下几乎不存在的新材料。 再次，理想模型的建立是思想实验 ( 或称 理想实验)的前提。
三、量的演绎：数学模型方法
3．作用 首先，运用数学模型方法可以精炼和确 切地把握事物的本质。 其次，运用数学模型方法进行量的演绎， 有助于人们作出科学预言，发现新事实、 新规律。 再次，运用数学模型方法进行量的演绎， 能够帮助思维推演出科学假说，离开了数 学模型方法，理论思维是走不远的。
四、质的演绎：思想实验方法 1．定义
2． 构成科学理论的原则
(1)逻辑完备性原则
①凡是科学理论都要用明确的概念、恰当 的判断、正确的推理以及严密的逻辑证 明加以表述； ②任何科学理论的逻辑结构都能够概括地 复现客体总体； ③在科学理论中，它的所有范畴和规律都 是一个一个依次推导出来的； ④凡是科学理论，其整个体系都具有演绎 性、无矛盾性和完备性。
一、什么是演绎方法
4．局限性
（1）演绎推理的前提不能只靠演绎产 生，演绎前提和结论的正确性必须经 受实践的检验验。 （2）演绎法的可靠性大，但相对来说 创造性小。（与归纳、类比法比较）
5．类型
主要有：直言三段论推理、 关系推理 联言推理 选言推理 假言推理 量的演绎 质的演绎
什 么 是 演 绎 方 法
例如，人们在生活中 积累了许多关于光的现象的经验认 识：光线照射到一个物体上会在物体后面留下阴影， 其形状恰好和物体的形状相对应；光线照到一个平整 光洁的界面上就会被反射回来；把一根竹竿插入水中， 看起来竹竿会变弯；雨后的天空，阳光照射下会出现 彩虹；在一个房间同时点亮几盏灯，他们发出的光线 不会互相妨碍，反而将房间照得更亮；光的传播速度 极快，等等。这些都是光运动的许多现象，通常情况 下，这些现象都是综合存在于光运动中的。而人们对 光的本质的认识，则是从一个一个方面进行的。人们 在思维中将这一个一个方面分离独立出来，加以单独 地研究，概括形成关于光的一个一个概念，例如 “直 线传播 ” 、 “反射”、 “ 折射”、“干涉”、“衍 射”、“偏振”、“光度”、“光谱”等等概念， 反 映光的一个一个方面的本质。 这就是科学抽象的过程。
第一节 科学抽象方法
一、什么是科学抽象方法 二、科学抽象方法的作用 三、科学抽象方法的要求
三、科学抽象方法的要求
1．科学抽象方法要以在实践基 础上形成的大量的、正确的事实材 料为基础。（例如光的抽象研究） 2．科学抽象方法要求正确认识 和处理现象与本质的关系，要排除 假象，抽出真相。（因此要灵活运 用各种思维方法）
旧理论作为特例、极限形式或局部情况 包含在自身之中。（相对论和牛顿力学）
第三节 建构理论体系的方法
一、科学理论重在建构
二、建构理论体系的方法
1．从抽象上升到具体的方法 2．逻辑与历史统一的方法 3．公理化方法
二、建构理论体系的方法
1．从抽象上升到具体的方法
（1）定义 从抽象上升到具体，是指以科学概念为 起点，将概念、原理和推论予以网络展开 和系统化，使它们依次地表述出来，从而 构成一个严密的理论体系结构，综合地再 现活生生的具体对象。这是一个从“抽象 规定”到“思维中的具体”的过程。
三、科学抽象方法的要求
3．科学抽象方法要求区分事物 本质的层次性，要不断深入把握更 深层次的本质。 从亚里士多德到伽利略、牛顿、 到相对论和量子力学，是从现象到 初级本质、深层次本质的深化。
门捷列夫揭示元素性质随原 子量的递增而发生周期性变化 的规律，是初级本质的发现； 当人们进一步认识到质子、中子数以 及原子核与核外电子的相互作用决定 元素的化学性质，这才是更深层次本 质的发现。
二、三段论式和假言演绎法
2． 假言演绎法(或假说演绎法) （1）含义
是以假言判断(如果……，假定……)为大前 提的演绎推理。它的逻辑形式是： 如果P，那么Q； P真所以Q真； Q假所以P假。
2． 假言演绎法(或假说演绎法) （2）逻辑特点
首先，可由 P 真推出 Q 真，由 Q 假推出 P 假（即肯 定前件，可以肯定后件；否定后件可以否定前件）； （例如，“如果摩擦，就会生热”） 其次，不能由 P 假推出 Q 假，由 Q 真推出 P 真（即 否定前件，不能否定后件；肯定后件不能肯定前 件）。 再次，假言演绎法有很大灵活性，人们从“如 果P”出发可以提出许多的“那么Q”，从而扩充探索 的领域，并设计多种的实验和观察来验证 Q，从而 有可能检验P。（例如疾病诊断）
一、什么是科学抽象方法
3．特点
（1） 科学抽象是理性思维过程， 具有间接性和抽象性 ； （2） 科学抽象是认识的深化，反 映事物的本质，是认识的高级阶段； （3） 科学抽象是运用各种理性和 非理性的思维形式和方法的知识创造 过程。
二、科学抽象在科学研究中的作用
1. 创造和形成科学概念和判断，反映 事物的本质和内部联系，为科学知识体系的 形成提供“知识细胞”。 2. 创造和形成科学符号，用简洁的、 形式化的方式和通用语言表述认识成果，使 科学研究更加简明、清晰、严谨。（ 便于 继承交流、克服自然语言复杂性模糊性、便 于公式化地简明确切反映规律、机器可读的 语言）
一、什么是演绎方法
2．特点
（1）推理路线是从一般到特殊。 （ 2 ）结论具有必然性，但不能保证正确性。 自身不能保证前提的正确性，因而不 能保证结论的正确性。（例如，“如果感 冒，就发烧；某人感冒了，某人一定会发 烧”。由于前提不是必然的，结论就不一 定正确。）
一、 什么是演绎方法
3．作用
（1）演绎法能够提供逻辑的证明和反驳 （2）演绎法在科学发现中有预见作用 （3）演绎法有建立和表述理论体系的作用 （公理化体系就是靠演绎法建立的）
2． 构成科学理论的原则
(2)全面系统性原则 ① 它所反映的内容是按客观事物的本 来面目构成的一个完整系统； ② 它的概念、定律、原理是依其在客 观事物中的地位和作用而分为不同层次 的； ③ 它要反映客观事物的横向联系与纵 向进化。
2． 构成科学理论的原则
（3）历史继承性原则
①科学理论要以旧理论为逻辑起点； ② 科学理论是对旧理论的批判继承，并把
第一节 科学抽象方法
一、什么是科学抽象方法 1．定义
科学抽象方法，是指在科学研究中通 过对经验材料的比较和分析，通过分离、 提纯和概括，抽取和把握本质因素，形 成科学概念或科学符号，以达到揭示研 究对象的普遍规律和因果关系的思维方 法。
一、什么是科学抽象方法
2．要点
分离，就是要撇开对象之间的总体联系，专注 于其中的某一种研究对象，或者对象的某一个方 面。（例如，对商品的认识，就要先将其从具有 使用价值的一般产品、自然物品分离出来。还要 将其各种属性分离开来。） 提纯，就是要排除研究对象的次要的、表面的 因素，突出其本质因素，使人们能在纯粹状态下 进行考察。（例如，对物质、商品的本质的认识） 概括，就是对纯态研究结果进行必要的处理， 用概括的表述（简明的概念及其定义）来揭示对 象法，是指从经验事实中抽 象出具有特定质的规定性的理想模型，并 在思想上进行实验，在理想条件下演绎出 事物本质和规律性的研究方法。（例如， 伽利略的斜面实验的延伸推论；爱因斯坦 的光速火车、自由落体电梯推论。）
四、质的演绎：思想实验方法
2．特点
首先，它要在思维中设想出同真 实实验相似的实验物、实验条件和 实验过程，但它又是无法在现实中 操作的。 其次，它也不同于单纯的逻辑演 绎和数学运算，而要在思想中对 “实验对象”进行“控制”和“变 革”。
第二节 形式演绎方法
三、量的演绎：数学模型方法（自学） 1．定义
数学模型方法，是指对研究对象进行量 的分析、推导与演算，用数学形式来表述 事物的状态、关系和过程的科学方法。 数学模型方法既有对客观事物的量的科 学抽象，又有按严格规则进行的量的演绎。
三、量的演绎：数学模型方法
2．步骤
首先，先要把观察实验中的实际问题 提炼为数学问题，把研究对象的各个主要 因素转化为可测定的基本量； 其次，分析各基本量的变化及相互关 系，建立数学模型； 再次，进行数学的运算和推导，找出 数学解，并对它作出符合实际的解释。
第八章 科学研究的理论方法
第三节 建构理论体系的方法
一、科学理论重在建构 二、建构理论体系的方法
第三节 建构理论体系的方法
一、科学理论重在建构 1．构成科学理论的基本要素 （1）基本概念 （2）基本定律或基本原理 （3）科学推论
一、科学理论重在建构
2. 构成科学理论的原则
(1)逻辑完备性原则 (2)全面系统性原则 (3)历史继承性原则
（2） “感性具体”、“抽象规 定”、“思维中的具体” “感性具体”即完整的表象，它是感觉、 知觉的多样规定性的综合，是客观事物表面 的、感官能直接感觉到的具体。例如，人们在生活中
第八章 科学研究的理论方法
科学研究不能 只停留于经验层 次，还必须上升 到理论层次，否 则，不能称其为 科学。
第八章 科学研究的理论方法
门捷列夫指出：“单是事实的 搜集，哪怕搜集得非常广泛；单 是事实的积累，哪怕积累得毫无 遗漏，都不能使你获得掌握科学 的方法，不能向你提供进一步成功的保 证，甚至还不能使你有权按照科学这个名 词的高级意义来把它叫做科学。”
第八章 科学研究的理论方法
爱因斯坦指出：“刻卜勒 的惊人成就，是证明下面这 条真理的一个美妙的例子， 这条真理是：知识不能单从 经验中得出，而只能从理智的发明同 观察的事实两者比较中得出。”
第八章 科学研究的理论方法
列宁说：“认识是人对 自然界的反映。但是，这 并不是简单的、直接的、 完全的反映，而是一系列 的抽象过程，即概念、规律等等的构 成、形成过程，……”