中国海洋大学文科物理科学研究中常用的思想方法

演绎法：是从一般原理推演出个别结论的思维方式。 三段论 假言推理
三段论：一般性（大前提）——推演中介（小前提）-——结论 大前提 小前提 结论 有角有蹄的动物是食草动物 我见到的是有角有蹄的动物 不必害怕
假言推理 以普遍的定律作为前提，运用演绎的方法去做预言。
海王星的发现 1781年天文学家赫谢耳发现的第七个行星--天王星 英国剑桥大学学生亚当斯 在天王星轨道外还有一个未发现的行星，是它对天王星的引力引起偏离. 万有引力定律计算出来了这颗新行星的轨道 1846年9月23日晚,德国的加勒在预演位置发现了这颗行星 ----------------------- 海王星 1930年3月14日,发现了冥王星. 相对论的建立 是爱因斯坦自觉地运用探索性演绎法的杰作。
放射性元素钋、镭发现 情况 场合1 场合2 沥青铀矿（AB） 铀B 现象 强射线 射线
归纳原理如何能被证明是正确的？ 我们不能用归纳来证明归纳 场合1
场合2 场合3 情况 A、B、C A、D、E A、F、G 现象 a a a
归纳法带有很大的或然性，前提和结论并无 必然的联系，归纳要以演绎为指导。 爱因斯坦：用运于科学幼年时代的以归纳为主 的方法，正让位于探索性的演绎法。
类比推理的结论，有的是正确的、开拓性的，有的可能是错误的、甚至 是荒谬的。类比推理结论的正确与否，仍然要进一步的验证，这就是类 比推理的或然性。 例如，火星和地球具有很多相同的条件：它们都是太阳系的行星，都自 转，外围有大气层，公转一周有四季变化，火星上的温度同地球上的寒 冷地区的温度差不多。地球上有人类，于是类比推知火星上也可能有人 类。但近百年来的观察表明：火星上不存在人类。
A1、A2、A3 是A的不同状态，a1、a2、a3是a不同状态 情况 场合1 场合2 场合3 A1、B、C A2、B、C A3、B、C A可能是a的原因 现象 a1 a2 a3
共变法
理想气体（P、T、V、） 场合1 场合2 场合3 情况 场合1 场合2 场合3 T1、P T2、P T3、P 情况 场合1 场合2 场合3 P1、T P2、T P3、T 现象 V1 V2 V3 现象 V1 V2 V3
1、 西瓜模型
α 2、 粒子散射实验
卢瑟福
盖革
1909年，卢瑟福和盖革，用氦核轰击厚度为 10-6米的金箔，起初盖革没看到什么现象，卢瑟福 告诉他要仔细观察：“要多看细看，实验要重复几 次、几十次、几百次，才能发现偶然的现象。”
3、 卢瑟福的原子的有核模型
原子的中心有一带正电 的原子核，它几乎集中 了原子的全部质量，电 子围绕这个核旋转。
牛顿：在实验物理上，一切定理均有现象推的，用归纳法推广。
科学归纳方法
契合法、差异法、契合差异并用法、剩余法、共变法
契合法，是通过考察被研究现象出现的若干场合,确定在各个场合 先行情况中是否只有一个情况是共同的，如果是，那么这个共同情 况与被研究的现象之间有因果联系。
情况 场合1 场合2 场合3 A、B、C A、D、E A、F、G 现象 a a a
科学研究中常用的思想方法
科学与科学精神 科学研究的常用的思想方法 类比法 模型法 归纳与演绎 分析与综合
科学与科学精神
什么是科学： 科学是对客观事物正确认识和理解的知识体系。 什么科学精神: 科学精神是人们在长期的科学实践活动中形成 的共同信念、价值标准和行为规范的总称。科学精神就 是指由科学性质所决定并贯穿于科学活动之中的基本的 精神状态和思维方式，是体现在科学知识中的思想或理 念。
磁通量的变化是产生感应电流的原因
契合差异并用法 情况 场合1 兴趣广泛、成绩优良、有理想 场合2 兴趣广泛、反应灵活、身体好 场合3 性格内向、反应迟钝、有个性 场合4 性格外向、对人友善、 品德好 兴趣广泛可能是优秀的原因 研究对象 优秀生 优秀生 一 般生 一 般生
共变法，在其他先行情况不变的条件下，如果每当某一 个情况发生变化，另一个现象也随之发生相应变化，那 么，这两者之间有因果关系。
情况 A1、B、C A2、B、C A3、B、C
现象 a1 a2 a3
PV =C T
剩余法，如果已知某一复合现象a b c d是由某一复合原因A B C D引起的，又已知B C D是b c d的原因，那么，剩余部 分A可能是a的原因。
情况 场合1 场合2 场合3 场合4 ABCD B C D 现象 abcd b c d
类比方法在科学认识中的作用
类比是提出假设的重要途径
均匀带电球壳对腔内 物体无电力力作用
均匀球壳对腔内 物体无引力作用
物体间的万有 引力遵守距离 平方反比律
电荷间的相互作 用遵守距离平方 反比律
从万有引力定律到库伦定律
类比方法在科学认识中的作用
类比推理能有效激发科学家的想象 正如哲学家康德所说：“每当理论缺乏可靠论证的思想，类比方 法往往指引我们前进。”物理学的发展证实了这种说法的正确性。
科学研究中的常用的思想方法
事物的研究过程，一般是先分析，后综合，分析是综合的基 础，没有分析就没有综合，正确的综合，必须先分析对象内 部各方面的本质、各种因素的特点。当分析达到一定程度后 再进行综合。综合是分析的发展，没有综合也就没有分析， 任何分析总要从某种整体性出发，离开了综合，分析就会有 很大的盲目性。
科学研究中的常用的思想方法
分析与综合
在认识事物的过程中把整体分解为部分和把部分重新结合为 整体的过程和方法。分析与综合是抽象思维的基本方法 分析是把事物分解为各个部分、侧面、属性，分别加以研究。 是认识事物整体的必要阶段。 综合是把事物各个部分、侧面、属性按内在联系有机地统一 为整体，以掌握事物的本质和规律。 分析与综合是互相渗透和转化的，在分析基础上综合，在综 合指导下分析。分析与综合，循环往复，推动认识的深化和 发展 。
归纳
特殊到一般 概括经验 获得事实
VS
演绎
一般到特殊 建立逻辑 知识体系
组织“现成的”，即从 作为真理而被采用的前提 中得出必然结论的方法
确立科学认识基础的 客观性，并由它得出 合乎情理的、或然的Fra Baidu bibliotek论
归纳法与演绎是辩证的，演绎以归纳为基础，归纳又是 以演绎为指导，归纳和演绎互为条件，相互渗透，在一 定的条件下互相转化。
五项原则 客观的依据、理 性的怀疑、多元的思考、 平权的争论、实践的检验 实 践 、 实 验
客 观 的 依 据
实 践 的 检 验
理 性的怀疑、多元的思考、平权的争论
科学研究中的常用的思想方法
类比法 模型法 归纳与演绎 分析与综合
科学研究中的常用的思想方法
类比法 类比是一种逻辑推理方法，也是抽象思维中的一种基本 形式。它是通过联想，把未知的事物（研究对象）对比 熟悉的事物（类比对象），根据两个（或两类）对象之 间存在着的某种类似或相似的关系，从已知对象具有的 某种性质推出未知对象具有相应性质的方法。
A与a之间可能存在因果关系
情况
现象 a a a
科学归纳方法 -----------契合法
研究单摆在地球上同一地点的周期 情况 实验1 实验2 实验3 L、M1、C1 L、M2、C2 L、M3、C3 现象 T T T
场合1 场合2 场合3
A、B、C A、D、E A、F、G
摆长L决定周期T
单摆
科学归纳方法 ----------契合法
科学研究中的常用的思想方法
归纳与演绎
归纳法：从某些个别物理现象或特殊的物理过程出发， 概括出一般概念、普遍规律的思维方法。 演绎法：从某个具有普遍意义的一般性结论（原理、规 律）出发，可以推论出某一个别的物理现象或 特殊的物理过程。
归纳法和演绎法的交叉应用， 是我们解决物理问题常见的重要的思维方式。
科学研究中的常用的思想方法
模型法
从原型到模型的方法—— 理想模型法
理想模型法是物理学中经常使用的一种研究方法。 这种方法的主要特点是，它把研究对象所具有的特 征理想化，也就是它突出强调了研究对象某方面的 特征或主要特征，而有意识地忽略研究对象其他方 面的特征或次要的特征。 建立模型法
原子结构模型
物理学史上三次伟大的综合
牛顿力学的建立 能量守恒定律的发现 麦克斯韦电磁场理论的建立 作业：任选一例分析与综合的关系
情况 场合1 场合2 场合3 场合4 场合5 场合6 A、B、C A、D、E A、F、G H、I J、K L、M 现象 a a a -
A与a之间可能存在因果关系
电磁感应定律 情况 场合1 场合2 场合3 场合4 场合5 变化着的电流 变化的磁场 在磁场中运动的导体 稳恒电流 静止的磁铁 情况 正面场合 反面场合 磁通量的变化 无磁通量的变化 现象 感应电流 感应电流 感应电流 --------现象 感应电流 -----
情况 场合1 场合2 A、B、C B、C 现象 a -----
A与a之间可能存在因果关系 光电效应的发现是差异法应用的实例 情况 场合1 场合2 有紫外线照射 无紫外线照射 现象 锌板失去电荷 -----
契合差异并用法，如果研究对象出现的场合中，只有一个共同的先 行情况，研究对象不出现的场合中，没有这个共同的先行情况，那 么，这个共同的先行情况可能是研究对象的原因。
水滴由水分子组成， 水分子间的相互作用 产生的表面张力使水 滴呈稳定球形
原子核由核子组成，核子 间相互作用使原子核保持 稳定的球形
杂质分子的入侵，水 分子间表面张力减 小，水滴会被拉长而 破碎
外来介子闯进原子核引 起剧烈振荡，原子核可 能被拉长而分裂
由水滴破裂到原子核裂变
类比法提出的科学假设，必须经 过实践检验，才能成为科学理论
情况 场合1 场合2 场合3 A、B、C A、D、E A、F、G
现象 a a a
情况 场合1 场合2 场合3 兴趣广泛、成绩优良、性格开朗 兴趣广泛、身体强壮、反应灵活 兴趣广泛、知识面广、善于动手 兴趣广泛可能是优秀的原因
研究对象 优秀生 优秀生 优秀生
差异法，是通过考察被研究的现象出现和不出现的两个场合， 确定在这两个场合中是否只有一个情况不同，如果是，那么这 个不同情况与被研究现象之间有因果联系。