第三讲 科学认识的形成

从科学理论内部的矛盾中产生
如果从一种理论或一个概念中可以推出逻辑矛盾， 那就表明该理论本身存在着不能自圆其说的内在缺陷 和需要进一步探讨的问题。
此类问题通常表现为“悖论”或“佯谬”，如数 学中的伽利略悖论、无穷小悖论、康托尔悖论、罗素 悖论等；物理学、天文学中的麦克斯韦妖佯谬、薛定 谔猫佯谬、光度佯谬、引力佯谬等。通过悖论和佯谬 的研究，可以完善原有理论并建立新的理论。
生产实践是满足社会需要的第一的和基本的实 践活动。生产离不开生产技术手段，日益增长的社 会需要和生产技术手段的矛盾是永恒的，在物料、 能源、信息、交通社会需要的支柱领域产生的科学 和技术问题，是无穷尽的。
二、科学问题的选择
1、选题的重要意义：
①科研选题：确定出一个某一学科领域中 尚未认识和解决的问题作为自己的研究 目标，也就是在这个领域内发现一个没 有解决的问题。
2、科学问题的来源
为寻求事实之间的联系提出问题； 从理论与事实之间的矛盾中发现问题； 从科学理论的内部矛盾中产生问题； 从不同理论的矛盾中产生问题； 从社会需求与已有生产技术手段的差距中
发现问题。
科学问题从科学实践 与科学理论的矛盾中产生
当在特定实践条件下出现了科学理论不能 解释新的现象、新的事实时，便产生了认识的矛 盾，由此种矛盾形成的科学问题最为常见，需要 在原有知识背景和新的事实基础上进行新的分析 综合，从而创造出新的理论。如电子的发现与原 子不可分理论的矛盾、光的波动理论与粒子性的 矛盾等。
第三讲 科学认识的形成
科学研究始于问题
当代西方科学哲学家波普尔基于反归纳主义立 场明确提出：科学始于问题而不是始于观察。其根 据主要有二：一是从科学理论发展的总体过程看， 只有发现了原有理论也有解决不了的问题时，人们 才会去修正、补充它，或着手建立新理论，就此意 义说，问题既是旧理论的终点，也是新理论的起点； 二是从科学研究的具体过程看，人们总是以问题为 框架和轴心，有选择地搜集事实材料，具有很强的 针对性。
可行性原则
此原则主要指选题应与主客观条件相适应， 根据已经具备的或经过努力可以具备的条件 进行选题。
所谓选择研究课题的可行性原则，就是 说，选择研究课题要量力而为，要具有完成 课题预期目的现实可能性。
上述科研选题的四项基本原则，是相互 联系又相互区别的。
需要性原则制约了科学研究的根本方向， 即科研必须服务于社会和科学自身的需要；
创造性原则
科学研究是要解决前人没有解决或没有完全
解决的问题，这便是创造。创造性是科学研究的
灵魂。从选题开始就要十分注重创新。要注意以
下几点： 1、概念、观点上的创新；
2、方法上的创新；
3、应用上的创新。
野败的发现
“杂交水稻之父”
袁隆平与同行们历经9年的艰难探索，走过了 困境，取得了两个方面的重大突破：一是育成了适 合长江流域作双委早稻的优质、高产双委早稻组合； 二是选育了超高产亚种间苗头组合，这些苗头组合 达到了每公顷日产量100公斤的超高产指标，比曾经 轰动一时的国际水稻研究所制定的超级稻育种计划 提前了6年达标。
②意义：
③科研选题步骤 ： 文献调研和实际考察——提出课题——
初步论证——评议和确定课题
2、科研选题的基本原则
需要性原则：社会实践的需要和科学自身发展的 需要
科学性原则：即选定的课题必须有事实根据或科 学理论根据，不能与在已知范围内已被证明正确 的科学原理相冲突
创造性原则： 可行性原则：指在选定科研课题时必须考虑完成
麦克斯韦很早就注意到，热只能自动 地从高温物体传向低温物体，最后达 到热平衡，这是一个不可逆的过程， 在这个平衡系统中，各个运动质点的 速度并不完全相同，而是有快有慢， 服从麦克斯韦速度分布律，一般只是 用统计方法求得它们的均方根速率， 求出其速度的统计平均值，来表征其 宏观温度。麦克斯韦针对这种情况， 设计了一个能自动把运动速率快和运 动速率慢的质量分开而又不消耗能量 的“妖怪”，这就是科学史上有名的 “麦克斯韦妖”。
跛足而不迷路者能赶过虽健 步如飞但误入歧途的人— —F.培根
在实践的基础上，不断的提 出问题和解决问题，使科 学认识不断的发展。
科学问题的重要性
提出一个问题往往比解决 一个问题更重要.因为解 决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 能性,从新的角度去看待 旧的问题,却需要有创造 性的想象力,而且标志着 科学的真正进步。
数学模型：对研究对象的数量关系、逻 辑关系与空间关系的模拟。
计算机仿真模型：具有经济性、安全性、 灵活性、可预测性。
三、观察实验中的若干认识论问题
1、观察与理论的关系 理论决定了观察的目的和对象 理论可以纠正一些错误观察 理论提供了观察语言 理论从某种程度上决定观察到什么 2、微观领域中仪器的影响问题：微观客
米勒·莱尔幻觉：哪条红线更长？
镜 子 面 前 ， 你 看 到 的 是 美 女 还 是 骷 髅
马还是青蛙，这是一个问题?
是谁欺骗了你？
3、科学实验的特点和功能
（1）科学实验：人们根据研究的目的，利 用科学仪器、设备，人为地控制或模拟自 然对象，获得科学事实的方法。
（2）科学实验的作用：可以简化和纯化研 究对象 ；可以强化研究对象的发生条件； 具有经济可靠性。
物时渗透着人的主观意愿、
想象和理解。
洪应明（明）: 《菜根谭》
1、科学观察的特点和功能
（1）科学观察：指人们在一定的理论指导下， 有目的、有计划地对事物进行感知、描述和记 载的方法，其实质是主体与客体相互作用的过 程。
（2）分类：直接观察和间接观察 （3）观察的作用：是获取第一科学事实的重要
手段；可以导致科学发现和科技发明，可以扩 大研究领域并为科研开辟新道路，是检验理论 的一种手段。
从不同学派理论之间的矛盾中产生
在一个学科领域对同一事物往往有不同学派 运用不同理论进行解释；或者在不同学科领域之 间存在理论上的矛盾。前者如天文学中的日心说 与地心说，地质学中的渐变论与灾变论；后者如 物理学与生物学关于演化方向的矛盾。通过学术 争鸣，可以澄清理论的是与非， 推动理论的发展。
从社会需要和现有生产技术手段的 局限的矛盾中产生
2、科学观察的基本原则
①基本原则： 坚持观察的客观性 坚持观察对象的全面性 ②要求： 观察必须具有可重复性； 以正确的理论为指导； 选用完备、先进的观察技术和仪器； 选用典型的观察对象 ，必须全面系统
贝弗里奇在其《科学研究的艺术》中，还描述过 这样一个哭笑不得的实验：曼彻斯特市有个医生， 在教学生的时候，用手指沾糖尿病人尿的样品来 尝味。然后他要求全体学生重复这个动作。学生 们勉勉强强愁眉苦脸地照着做了，而一致同意尿 是甜的。这时医生笑着说： “我这样做是为了 教育你们观察细节的重要性。如果你们看得仔细 就会注意到我伸进尿里的是拇指，舔的却是食 指。”
力；大量丰富的科学理论和技术知识以及实践 经验的储备；丰富的想象力。
X射线的发现
必 然 性
和 偶 然
性 的 统
一
第二节 科学事实的获取
获取科学事实的基本途径： 1、直接途径： 观察、实验 日常生活、生产实践 2、间接途径：文献调研
一、获取科学事实的方法：观察 与实验
明洪应明所著《菜根谭》
说：事但观其已然，便可
知其未然。又说：晴空看
鸟飞，活水观鱼戏，识宇
宙活泼之机。这些话都是
说观察是人的能动性的一
种表现，人在观察客观事
课题的主观条件和客观条件，根据实际具备的或 经过努力可以具备的条件确定研究课题
需要性原则
需要性原则是指课题选择应面向社会需要和 科学理论发展需要。社会发展需要包括经济发展需 要、国防建设需要、医疗卫生和文化教育需要等。 科学理论发展需要则包括开拓科学领域、更新科学 理论、改进科学方法等方面的需要。
第一节 科学问题的提出
科学问题及其分类 （1）科学问题：一定时代的认识主体
在当时的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又未解 决的问题。 区分：无知性问题/一般性问题/科学 问题 （2）科学问题的分类：
经验问题/概念问题
一、科学问题是科学研究的起点
1、科学研究从科学问题的 提出开始Baidu Nhomakorabea
二、模拟实验中模拟方法的 应用
1、模拟方法的意义 哲学基础：物质世界统一性原理； 直接对原型运用实验手段的弊端： 事过境迁，原型无法再现； 涉及范围广，变化大； 涉及对象需谨慎； 现有的实验观测手段的不足。
2、模拟实验中的几种模型
实物模型：以自然界原有的或人工制造 的材料，应用模拟方法设计出与原型相 似的模型。
科学性原则体现了科学研究的内在根据， 即科研必须以经过科学实践反复检验证实的 客观规律为基础才能避免陷入歧途；
创造性原则显示了科学研究的本质特征， 即探索未知世界的新现象和新规律；
可行性原则表征了科学研究的现实条件，即 科研必须以主、客观条件的满足为前提，才能达 到既定目标。
四条基本原则都是限制性原则，它们相互制 约，把选题限制在较狭小的范围内，从而有利于 适时而正确地作出决断。科研选题的基本原则同 样适用于技术开发课题的选择。
袁隆平的杂交稻选题开始
袁隆平是新中国第一代大学生，1953年毕业于 西南农学院，被分配到偏远落后的湘西雪峰山麓安 江农校教书。1960年，罕见的人祸天灾降临中国。 大饥荒夺去数千万人的生命。袁隆平新眼目睹了这 场遍布神州大地、来势凶猛的灾难。严酷而沉痛的 现实使他感到深深不安。他开始了他的水稻高产育 种研究。
体的观察具有客观性
3、观察实验中的偶然性
（1）机遇观察：在偶然和意外的机会里，观察到 新的现象，导致科学问题的解决。
（2）分类：期望型、意外型、线索型。 （3）机遇观察的合理性：偶然性与必然性的统一 （4）发现、识别、捕捉机遇的条件 客观条件； 主观条件：较好的哲学理论修养和敏锐的洞察
的确，精细的观察太重要 了，许多看来简单却又非 常重要的发现，多得益于 观察的精细。
观察中的思维是不可缺少的。但是导致非客观观察 结果的主观因素也是存在的。曼彻斯特市医生所做 的实验中，学生们的感觉器官并没有充分发挥作用。 首先是视觉，没有看到由拇指到食指的变化；其次 是味觉，并不一定真实地品尝出了糖尿病人尿的味 道。这时感官为什么会失去作用?主要在于学生的脑 子里存在着先入之见的主观因素。或者完全从主观 的想象出发或者过分地相信自己已有的经验或者从 某种条条框框出发，都会给观察结果打上鲜明的主 观印记，而使结果不可靠。所以马克思指出，不带 偏见的考察是不会受迷惑的，结果才有可能是客观 的。
科学性原则
科学性原则要求人们选择课题时，必须以一 定的科学理论和科学事实作为依据，按客观规律 办事。将选题置于时代和当时的科技背景下，使 之成为在科学上可以成立和可以探讨的问题，即 要持之有故，选之有理。科学性原则，也称为限 制性原则。
袁隆平对传统理论的怀疑
最初他按照米丘林、李森科“无性杂交”学 说进行教学和科学试验。按照他们经典的理论， 以及当时国际上的普遍观点，水稻作为自花授粉 的植物没有杂交优势，实验没有任何意义。袁隆 平对这些学说产生了怀疑，而沿着当时被批判的 孟德尔、摩尔根遗传基因和染色休学说进行探索， 这是需要很大勇气的。
波普的一次实验
英国科学哲学家波普曾经做过一次实验。 他在一次演讲开始时，向所有听众发出命令： “女士们，先生们，现在请观察！”
听众们面面相觑：你让我们观察什么呢？ 可见，科学的观察一定是有目的的。所以 就个人实践的角度来说，科学首先是来自于问 题，带着问题去进行观察，才是科学的观察。
以已有背景知识和新事实为前提抽象 出科学问题，为众多科学家所重视和倡导。 富有战略眼光的科学家应把自己的注意力 和兴趣集中于重大问题的形成与重大课题 的决策这两点上。