第五章科学认识的形成课件.ppt

1、第五章 科学认识的形成 科学认识是在实践基础上，应运科学的认识方法而产生、形成与发展起来的第一节 科学问题的提出v一 科学问题是科学研究的起点v1.科学认识是从提出科学问题开始。问题是科学认识形成过程的核心。实质是经验和理性之间的矛盾，主要包括经验事实之间、经验与理论之间、理论自身、理论与理论之间等方面的矛盾。v爱因斯坦曾说：“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要，因为解决一个问题也许只是一个数学上或实验上的技巧问题。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度看旧问题，却需要创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。”v中国科学院院长路甬祥也提到：“许多科学哲学家都认为，科学问题是科学发现的逻辑

2、起点，一切科学研究、科学知识的增长就是始于问题和终于问题的过程；旧的问题解决了，又引出新的、更深刻的问题因此，善于和勇于提出科学问题，用科学批判和理性质疑的科学精神去审视旧的科学问题，充分发挥创新性的想像力去提出新的科学问题，尤其是提出大跨度、综合而复杂的重大交叉科学难题就显得更具有意义了。”2.科学问题的主要来源v第一，为寻求事实之间的联系提出问题v第二，从理论与事实之间的矛盾中发现问题v第三，从某一个理论内部的矛盾（非自恰性）中发现问题v第四，从不同理论之间的分歧中发现问题v第五，从社会需求与已有生产技术手段的差距上发现问题二、科学问题的选择v1.选题的重要意义v“选题”就是选定一个科学问

3、题来研究。科研选题是否得当，关系到科研的目标、方法和价值。贝尔纳v2.选题的基本原则（1）创新性原则 （2）科学性原则（3）可行性原则 （4）社会需求原则科学问题不同于技术问题v科学有总体发展方向可循，但在基础理论研究问题上往往是不可预见的。v重大的科学问题，在何时、何地有何人实现哪一个具体课题的突破，一般很难预料。v（2008年错过诺贝尔化学奖的人）v科学史上不少重大发现都是科学家自由探索的成果三 科学问题的条件和转换v1.科学问题的条件v科学问题是指科学认识过程中需要回答而在当时的知识背景下又无法解决的矛盾。在不同的知识背景下，科学问题的意义及解决问题的途径都是不同的 科学问题依据对背景知

4、识的不同分析，可以分为常规时期和反常问题、事实问题和理论等2.科学问题的转换v问题的恰当变换能开辟新的研究领域，引发新的思路 爱因斯坦：“从新的角度去看待旧的问题”v问题的转换可以有多种不同的角度：在科学方法论中，常规问题与反常问题的转换、事实问题与理论问题的转换v从变换思路方面看：逆向转换、互补转换、发散转换和立体转换等第二节 科学事实的获取v一、观察与实验是获取科学事实的基本方法v科学研究的目的之一是建立各种科学事实之间的联系，根据联系和已有的科学事实预见以后发生的事实。v1.科学观察的特点和功能v有目的、有计划 依赖感官与观测仪器v观察过程的每一环节，都存在着可能导致观察错误的因素 增强

5、观察力，排除错误因素v观察要依赖理论2.科学观察的基本原则v一、坚持观察的客观性v二、坚持观察对象的全面性v要求；排除感官产生的错觉；排除先入之见；注意每一个细节；注意新的现象；使观察具有可重复性；及时作出准确的记录等3.科学实验的特点和功能v科学实验式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现象，排除干扰，突出主要因素，在有利的条件下获得科学事实的方法。v科学实验特殊的作用：v1.简化复杂的现象v2.使实验对象处于强化的条件v3.运用实验方法发现自然规律和寻求新的技术方法、技术手段是可靠的和经济的。观察实验中重要的认识论问题v观察渗透理论（观察要受到观察者已有的经验和所掌

6、握的理论的影响）v理论对观察的影响还表现在：人们观察时的注意力与理论有极大的关系。理论素养不同的人对观察结果的描述也不一样。v观察客观性的保证：v1.在标准条件下，观察者所得到的感觉图像（或数据）是能够重演的v2.观察中渗透的理论要经受过实践的检验v3.观察中使用的仪器设备和方法手段，是符合科学理论原理的观察实验中的偶然性v科学观察是有的放矢的，但也有意外。v在偶然和意外的机会里，观察到新的现象，往往导致科学问题的解决，这就是机遇观察。1.期望型 2.意外型 3.线索型v观察者能否抓住新现象：取决于：v1.观察者在观察中出现现象的辩证关系的理解和自觉性的高度v2.能否在注意预期现象的同时又保持

7、对意外现象的警觉性v3能否有开放的思路、好奇善疑和穷追不舍的探索精神v4.还有具备一定的背景知识v巴斯德：“在观察的领域里，机遇只偏爱那些有准备的头脑”第六章 科学理论的创立 主要阐述创立科学理论过程中的思维过程、思维方法和思维形态第一节 创立理论的思维过程v科学问题的提出，科学事实的获取，科学定律的发现都是知识创新的过程。这个过程就是创造性思维的过程，具体来说，可概括为四个阶段：v第一 准备阶段问题的提出。主要工作：周密的调查研究，搜集与问题有关的研究成果，然后用已有的理论进行分析，主要用比较、分析、综合、概括、演绎、归纳等思维方法。这是一种可望不可即的境界。“昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽

8、天涯路”v第二，酝酿阶段问题的求解v主要工作：针对问题，根据已有理论和搜集到的事实，提出各种可能的解决方案，并对所提出的方案做出评价 “衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。”v第三，豁朗阶段问题的突破是创造性思维过程的关键阶段v特点：突破陈旧的观念，摆脱思维定势的束缚，创造性地提出新观念、新方法v主要工作：对新观念、新假说进行进一步的整理、修改和完善。“众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处”v第四，验证阶段问题成果的验证和检验v主要工作：设计、安排试验与观察，检验由新假说推演出来的新结论是否正确v案例：爱因斯坦创立狭义相对论的过程第三节 创立理论的思维方法v一 演绎方法v演绎法，就是从普

9、遍性的理论知识出发，去认识个别的、特殊的现象的一种逻辑推理方法。演绎的基本形式是三段论式，它包括：（1）大前提，是已知的一般原理或一般性假设；（2）小前提，是关于所研究的特殊场合或个别事实的判断，小前提应与大前提有关；（3）结论，是从一般已知的原理（或假设）推出的，对于特殊场合或个别事实作出的新判断。v（1）大前提：我国规定，60岁算老年人；v（2）小前提：朝晖夕映60岁了；v（3）结论：所以，朝晖夕映是老年人。v根本特点：前提和结论之间的联系具有蕴含关系，或者是前提和结论之间具有必然联系。v公理方法：它是从一些不加证明的公理出发，根据演绎规则，推导出一系列定理，从而构成一个演绎体系，这个体系

10、称为公理系统v二、非演绎方法v1.分析与综合v分析是将对象划分为各个要素、部分、方面、层次、环节并分别加以认识的思维方法v综合是在分析的基础上，将人们对研究对象各个要素、部分、方面、层次、环节的认识整合起来，形成对对象统一整体认识 二者互为前提、相互依存，在一定条件下相互转化注意：分析要有系统的整体观点，不能把整体划分为各个部分而后去孤立的研究v2.归纳与概括v归纳方法是由个别或特殊推到一般的方法v概括是从个别或特殊性认识上升为一般性认识的思维方法v3.类比与联想v类比在科学探索中常常能发挥冲破迷雾的导航作用v根据两个（两类）对象在一系列性质、关系或功能方法的相似，从已知其中一个（一类）对象具

11、有其他性质、关系或功能，推到另一个（另一类）对象也具有同样的其他性质、关系或功能v类比是中国古代思维方式中的一大特点v推己及人 已所不欲，勿施于人v以身观家，以家观身，以乡观乡，以邦观邦，以天下观天下 中医v类比与演绎、归纳方法的区别v类比的思维过程离不开联想，即从一个对象联想到另一个对象，从一个对象的性质、关系或功能联想到另一个对象的性质、关系或功能v4.思维模型方法的广泛应用v思想模型是科学抽象成果的基本形态之一，通过建构和研究思想模型来认识未知研究对象的方法。思想模型虽然是参照相似物猜想出来的，却是对相关经验定律背后的因果机制的表述。实质是通过建构思想模型来推断现象背后的实体和运动第四节

12、 创立理论的思维形态v一、抽象思维与形象思维v所谓意象，就是客观物象经过创作主体独特的情感活动而创造出来的一种艺术形象。(它是分析诗歌散文时的用语，指构成一种意境的各个事物，这种事物往往带有作者主观的情感)v人的头脑所储存的信息有两类：形象思维与抽象思维。二者可以相互转化 v抽象思维的“细胞”是概念，用概念揭示事物的本质，表达认识的内容，又以概念为基础进行判断和推理。习惯上被称为“逻辑思维”v形象思维的“细胞”是意象。主要以图像、音调、动作等形象的符合再现某类事物形象的一般特征和共性。因这些符号容易被人们直接感知，又称“直感思维”v表象和意象的区别：表象是感性认识，意象是理性认识抽象思维与形象

13、思维的区别与联系v概念是在感性认识的基础上反映事物本质属性，是用抽象的预言或其他符号形式来表达；意象是在感性认识的基础上，用形象的、舍弃了与事物本质相关性质的个性特征的示意性图画来表达的。v抽象思维的推理过程是在概念及其判断的基础上完成，形象思维的推理过程是在意象及其联想和典型化的基础上完成。v联系：二者的互补作用以及难以分离性二、收敛思维与发散思维v收敛思维的特点：根据已有的理论和方法，按照严格的程序进行v发散思维的特点：开阔思路、从不同的方面进行思考，从不同的途径进行探索，甚至标新立异，不受传统思想观点的约束，不受已有理论和方法的束缚三 顿悟直觉与灵感v顿悟：指的是瞬间的颖悟，是在“格式塔

14、”变换后对事物间本质关系的理解v灵感：通常是指突然出现的一种具有创新性认识内容的模糊观念，这种观念的出现不是事先就意料到的，而是突然到来的v直觉：指问题突然得到了解决，它不是对事物表面的生动直观，而是对事物规律性的一种猜测v直觉实质上是对熟悉事物的再认识，在相关知识基础上的再认识v灵感、直觉和顿悟难以分开v直觉和灵感的区别v事类说明四 创新思维v创新思维没有固定的程式和方法，但不可能是一种独特的、与一般思维毫无二致的思维。创新思维与一般思维的基本手段一致，只是方法倚重不同，形式表现有异。它是一般思维形式和方法的综合性、创造性运用。v创新思维的主要形式：意象思维、发散性思维、直觉与灵感。主要方法：类比、联想、思想模型等创新思维的特点v1.创造性：思维的独特性和开拓性v2.新颖性：空前性和先进性v3.非重复性：创造性思维的批判性和革命性v4.超越性：超出人类已有的认知范围v5.价值性：对人类的发展做出有价值的贡献