1、专题二专题二 科学技术观与科学技科学技术观与科学技术方法论术方法论1.科学、技术的概念“科学”词义的来源:19世纪下半叶，日本明治时代启蒙思想家福泽瑜吉首次把Science译为科学（分门别类加以研究的学问）。1893年，康有为最早将“科学“一词引进中国。随后，梁启超在变法通议中，严复在天演论中，都使用了”科学”一词，将科学研究机构译为“格致大馆”。从此科学一词便在我国广泛使用。科学的本质科学的本质1人类能动地认识和改造外部世界的一种探索性活动，是人类的一种特殊实践活动，2它有其共同体、结构和建制，3遵循一定严格的方法，具有实验性、探索性、理性和逻辑性等特征，4完整的、不断发展的由定理、定律和理
2、论等构成的实证知识体系。o 客观真理性o 可检验性o 系统性o 主体际性：科学知识作为社会意识形式被不同认识主体所理解，接受不同认识主体的实验检验，并在主体间畅通地讨论、交流。o 技术源于希腊文单词：techne-，指技能，艺术。o 技术的当代含义：一切为达到某种目标所使用的手段、工具、规则和方法。技术是实现某种目的的有效活动，是求功用的活动。o 当代技术也是科学的应用。o 2.1.1 科学与技术的研究对象都是物，都是自然界。o 科学活动与技术活动都要遵守自然界的规律，都需要正确的自然观作为哲学基础。o 二者的研究方法有许多相通之处。o 2.1.2 二者的根本目的，都是为了满足人类利用、控制、
3、改造、创造和保护自然的需要。o 科学认识自然是技术改造自然的前提，技术改造自然是科学认识自然的最终目的。o 科学为技术提供理论基础，技术是科学价值的进一步实现。o 2.2.1 不同的性质和目的o 科学活动是认识活动，是求知。o 技术活动是实践活动，是提高效率和获得功用。o 2.2.2 不同的成果形式o 科学是知识创新活动，科学创新的成果是新知识；方法也是科学成果，但最终要转化为知识。o 技术是物质创新活动，技术创新的成果是新产品，新工艺也是技术成果，但最终要转化为产品。o 科学知识产权的核心是“荣誉”；技术知识产权的核心是“利益”。o 2.2.3 不同的评价标准o 科学的评价标准是求真程度，包
4、括正确度、深度和广度三维。o 技术的评价标准是获利程度，包括价格、功能和操作方便三维。o 2.2.4 不同的生产力形态o 科学是意识形态的生产力，是潜在的、间接的生产力；o 技术是物质形态的生产力，是现实的、直接的生产力。o 2.2.5 不同的更新速度和生效时间o 科学知识更新的速度比较缓慢，技术更新的速度则很快。o 在科学理论研究中，有一些假说长期难以验证，也很难证伪，所以不同的假说可以长期共存。o 一项新技术在短时间内就可以取代旧技术。o 2.2.5 不同的竞争形式o 科学竞争是学术竞争，不同观点因为难以说服对方，所以长期共存。o 技术竞争是市场竞争。o 科学竞争比较宽容，技术竞争则十分残
5、酷。o 2.2.6 对研究者的素质要求有所不同。o 科学研究者应具有好奇心、想像力、抽象能力和逻辑思维能力。o 技术研究者应具有设计能力、组织能力、管理能力、经营能力和经济头脑、市场意识。o 2.3.1 技术科学化o（1）传统技术活动日益转移到以新科学理论为基础上来。o 从传统技术活动中逐步分化派生出了技术科学与工程科学，并在相关基础科学理论的指导下，形成了系统的技术知识体系。o 反过来，技术科学与工程科学的完善，又推动着传统技术的进化与发展，尤其是对现代高新技术成果的吸纳。o 例如，冶金技术、农业技术、运输技术等传统技术体系的当代演进。o 2.3.1 技术科学化o（2）现代技术发明创造活动越
6、来越依赖于科学研究的发展，技术进步以科学进步为先导。o 例如，激光技术、核技术、基因工程技术等都是在相关科学发现与理论突破的基础上开发出来的。o 2.3.2 科学技术化 o（1）科学研究工作愈来愈带有技术活动的特点。o 在总体的科学研究活动中，包含着大量的技术科学研究、技术发展研究和技术应用研究的内容。o 例如，要澄清生物基因结构，就必须对基因测定技术、数据处理与图谱绘制技术以及相关的计算机软件技术等进行研究。o 2.3.2 科学技术化 o（2）重大科学研究活动离不开各类技术人员的合作，离不开先进、精密、昂贵的实验技术设备的支持。o随着科学研究过程的复杂化与规模的扩大，科学实验技术已经发展成为
7、一个专业化的技术领域。其中许多复杂的精密仪器设备都需要专门研制，需要专业技术人员操作。o例如，粒子加速器技术、天文观测技术、火星探测技术等。二、科学研究的过程与方法o 选题：始于科学问题；o 获取科学事实：按课题的需要收集和整理事实材料；o 进行思维加工：基于已有的材料，进行科学抽象，形成科学假说；o 验证：对已形成的假说进行检验；o 建立理论体系：形成严密的逻辑体系（一）科学问题与科研选题o 科学问题是科学研究的指向，是科研主体从事科学活动的起点；1.科学问题n科学家在当时知识背景下提出的关于科学认识和实践中需要解决而又未解决的矛盾,包含着一定的求解目标和求解范围,但尚无确定的答案。n德国数
8、学家希尔伯特在本世纪一次国际会议上提出数学研究的23个问题，对本世纪数学研究起到了重要的推动作用。“我们必须知道，我我们必须知道，我们必将知道。们必将知道。”o 爱因斯坦“提出一个问题往往比解决一个问题更加重要。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。”o 海森堡“提出正确问题标志问题解决了一大半。”美美19名科学家提出名科学家提出21世纪世纪 11 大科学难题大科学难题（1 1）何谓暗物质（）何谓暗物质（2 2）暗能量的性质）暗能量的性质（3 3）宇宙的起源（）宇宙的起源（4
9、4）爱氏引力论是否定论）爱氏引力论是否定论（5 5）中微子质量（）中微子质量（6 6）高能粒子束原理）高能粒子束原理（7 7）质子稳定性（）质子稳定性（8 8）高密高温下的物质新形态）高密高温下的物质新形态（9 9）元素的组成细节（）元素的组成细节（1010）有否额外时空维度）有否额外时空维度（1111）描述中子星、）描述中子星、射线的新理论射线的新理论2.科学问题的来源实践与理论的矛盾:原理论难解释新现象；同一事实进行多方面观察、实验，其结果无法给予统一解释。例如，原子不可再分的理论无法解释电子的发现；光的波动理论无法统一解释光的干涉、衍射、偏振现象与光电效应现象等。理论体系内部的矛盾:例如
10、，微积分初创时期出现的无穷小悖论，推动了极限理论和方法的产生。o不同理论、学派之间的矛盾:不同学派运用不同理论；不同学科领域的不同理论解释。燃素说与氧化说；热素说与热的分子运动论；灾变论与渐变论；关于天体起源的不同假说等，这些争论都包含着需要深人探索的科学问题o学科交叉点、空白区 在各门学科之间的交叉点、空白区，会存在大量的科学问题。控制论的创始人N 维纳指出“在科学发展史上可以得到最大收获的领域是各种已经建立起来的部门之间的被忽视的无人区。”o实践需要而现有科学技术不能满足需要的矛盾 农业增产的需要、培养农作物优良品种的需要就向植物遗传学、分子生物学提出了许多需要研究的问题。o 波普尔提出科
11、学研究应该从问题开始，他指出:“应当把科学设想为从问题到问题的不断进步，从问题到越来越深刻的问题。”科学发展的证伪模式:P1TTEEP2。始于问题（P1）,提出试探性解释的理论（TT）,经过批判性检验排除错误（EE）,新困难导致新问题（P2）。4.科研选题科研选题 是对科学问题的系统思考和深入的结果，它具有明确的问题结构、研究方法的描述、研究程序的说明、研究价值和意义的展望等，是科研活动实际过程的真正起点。作为科研启始步骤万事开头难，科研选题关系到科研方向、目标和内容，影响科研途径、方法，决定成果水平、价值和发展前途。科研选题的基本原则科研选题的基本原则o 需要性(与社会、经济发展密切联系,或
12、是与学科发展本身需要密切联系；）o 创造性(科研是探索性工作,本质上要求创新,其生命在于创新)o 科学性(有一定的科学理论、事实的依据,把选题置于当时背景条件下,使之成为科学上可成立和探索的问题)o 可行性（与主客观条件适应,据已有条件或努力创造条件,取得预期或一定成果)（二）科学事实所谓科学事实，是指人们通过观察和实验所获得的经验事实，是经过科学整理和鉴定的确定事实。o客观事实：在时空中实际存在着的事件、现象和过程。在人们的意识之外，不依赖于人们的意识而独立存在。特点：客观性 可观察性，即可以被人们的感官或借助仪器所观察、反映和认识。o 但是，客观的事件和现象会随着观察和实验过程的结束而消失
13、，怎样才能长期保持事实，把它们纳入科学认识的系统中并在理论中加工它们呢？这就需要对事实进行陈述和判断。o科学事实：指人们对所观察到的客观事实作出的真实陈述或判断。o 科学事实是科学研究的基础。科学事实是形成科学概念、科学定律、科学假说、建立科学理论的基础。科学事实是对科学假说和科学理论进行评价的基本手段。o 苏联生理学家巴甫洛夫：“不管鸟翼是多么完美，但如果没有空气，它是永远不会飞翔高空的。事实就是科学家的空气。你们不凭借事实，就永远不会飞腾起来。”科学事实一般分为两类：o 事实：客体与仪器相互作用结果的表征，如观测仪器上所记录和显示的数字，图像等；o 事实：对观察实验所得的结果的陈述和判断。
14、如，“X射线不改变铀的状态。”1可重复性:科学事实应该可重现 2精确性与系统性:科学事实应该比较系统精确 3单称陈述:科学事实应当是个别存在陈述。如：“铀具有放射性”；水分子由二个氢原子和一个氧原子构成；“一只鸡吃了含农药的食物3小时以后中毒死了。”又如：整个宇宙都在膨胀着；生物都有新陈代谢;所有微观客体都具有波粒二象性等，为普遍性陈述,应视为科学事实加工提炼之后做出的理论论断。科学事实的获取两种途径：直接途径：科学观察与科学实验是获取科学事实的最基本手段和方式；间接途径：文献调研o 科学观察是人们为了认识事物的本质和规律，通过感觉器官或辅之以仪器，有目的、有计划地对自然现象在自然发生的条件下
15、进行考察的一种方法。o客观性原则o全面性原则o典型性原则o典型性原则：选择有代表性的典型进行观察。从1 909 年起，美国遗传学家摩尔根选择果蝇作为研究遗传学的实验材料。染色体是遗传物质的基础，果蝇的每个细胞只有四对染色体，易于观察；果蝇的生活史约为两周；果蝇的生殖力强，每对亲本可以产生上百甚至上千个后代，它们会产生许多变异；果蝇还有几十种容易观察的遗传特征。果蝇的这些特性对研究生物遗传规律是非常简明的。摩尔根正确地选定了果蝇作为实验对象，做了大量的研究，最终创立了基因学说。o 科学实验是人们根据一定科研目的,用一定物质手段(科学仪器和设备),在人为控制或模拟客观对象的条件下考察对象，从而获取
16、科学事实的一种基本方法。与观察方法比较：巴甫洛夫形象比喻；“实验好像把各种现象拿在自己的手中，并时而把这一现象，时而把那一想象纳入实验的进程，从而在认为简化的组合中确定现象间的真实联系。换句话说，观察是搜集自然现象所提供的东西，而实验则是从自然现象中提取他所愿望的东西。l 1）纯化和简化研究对象 伽利略设计了精密的斜面实验，观察到了在自然状态条件下所观察不到的现象，从而发现了自由落体定律；2）强化和激化研究对象 人类在漫长的历史时期中只知道物质有固、液、气三态，但在创造了超高温极端条件下，发现还有一种“等离子体”状态；而当超高压达到一定程度时，又会出现“超密态“。1911年荷兰物理学家卡曼林昂
17、尼斯首先发现汞在超低温4.173K以下时失去电阻，后来又发现许多物体也都具有这种超导性，从而开创了今天的超导热研究局面。3）再现和重演自然过程 1953年米勒所进行的关于地球上生命起源的实验，他把发生于数十亿年前生命起源的漫长历程，仅用几天时间在限于小小的玻璃容器之中，供人们观察和研究；为了研究地球气象变化，中国科学院大气物理研究所进行的大气环流模拟实验，可以将由地面垂直向上的几万米的整个大气层的运动，在实验室里再现出来，大气环流模拟的转台，每半分钟左右转一圈，就能模拟一天的气候变化，三个小时可以模拟一年的气候变化。4）替代物理过程和数学关系（结构模拟实验）科学研究过程中，处于安全原因或因耗资
18、巨大，往往很难直接进行实验。通常通过建立模型（指与原型有相似的物理过程或数学关系的样品，包括物理模型和数学模型）来模拟和替代物理过程或来反映其数学关系。如制造飞机、火箭、导弹、飞船等，必须要掌握气流和飞行器之间的相互作用的各种数据，如果我们对制造的各种飞行器发射到空中进行实地实验测定，既费时又费钱，实际上又难以把握，甚至有危险，所以人们就采用模拟大气流的“风洞实验”的方法来进行。（1 1）实验设计（目的、要求）实验设计（目的、要求）遵循的原则：遵循的原则：a a、可控制性、可控制性 b b、可重复性、可重复性 c c、抓关键，典型性、抓关键，典型性 d d、经济性、经济性 （2 2）实验操作）
19、实验操作 （3 3）数据分析、整理）数据分析、整理 （4 4）得出结果）得出结果实实 验验 程程 序序o 科学研究中由于意外事件导致科学上的新发现，称为机遇。o 机遇最大的特点就是意外性。完全意外与部分意外。o 科学研究中由于意外事件导致科学上的新发现，称为机遇。A、完全意外性，研究目的是为了发现现象A，但却意外发现一种完全不同于A的现象B，而且B比A更有价值。例如，1928 年，英国细菌学家弗莱明正在进行葡萄球菌平皿培养实验。一次，他注意到某个菌落周围的葡萄球菌菌落都死了。许多细菌学家不觉得这有什么特别，因为当时早就知道有些细菌会阻碍其他细菌的生长。然而，弗莱明感到这种现象可能具有重大意义。
20、于是，他发现杀灭葡萄球菌的是一种未知物质，即青霉素。“有心栽花花不开，无心插柳柳成荫”B、部分意外性，指结果是意料之中的事情，但发现这一现象的方式、时间或场合确是意外的。如古德意尔橡胶硫化技术的发明，就是在实验过程中不小心把橡胶和硫磺的混合物掉在火炉上，出乎意料地发现这种混合物的良好性能。“众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处”如何捕捉机遇？“在观察的领域里，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”法国化学家和微生物学奠基人巴斯德“有准备的头脑”？o 留心意外事件，对新现象抓住不放，追究到底严谨的态度。o 具有敏锐的观察能力和识别能力；o 具有诚实的科学态度；o 具有娴熟的理论分析能力和观察实验
21、的实际经验。尼科尔：“机遇只垂青那些懂得怎样追求它的人。”（三）科学抽象 含义：在思维中对同类事物去除其现象的、次要的方面,抽取共同的、主要的方面,从而做到从个别中把握一般,从现象中把握本质的认知过程。o 科学抽象是科学认识从感性阶段向理性阶段飞跃的决定性环节。o 完整过程包括两次飞跃：感性的具体抽象的规定思维的具体。o 感性的具体：人们通过感性的认识而获得的关于事物整体的表象，是整个认识的基础o 抽象的规定：运用思维的抽象力，把事物分解为各个部分，逐一考察，形成简单的概念和判断o 思维中的具体：关于事物的各种抽象规定性的有机综合和多样性的统一 例:o 摩擦生热机械能转化为热能（机械能与电能、
22、电能与化学能等）能量守恒与转化定律o 光的生动的表象光的波动性、量子性以及光的速度等 光的波粒二象性n 感性的具体是科学事实（如光波现象）n 抽象的规定是未经综合的概念、经验规律(如开普勒三定律)、科学假说等n 思维的具体是指经过辩证综合的、完整的理论体系。如牛顿力学。o狭义形态：科学概念、科学符号、思想模型等o广义形态：科学判断、科学假说、科学理论等（四）科学方法什么是方法?o人们为达到某种目的而采取的途径、手段或策略。o英语method源于希腊文，意为“遵循某种道路”，汉语称为“方法”，表示“方向法则”之义。o 科学方法，一般是指科学认识主体在探索自然现象、自然过程及揭示自然规律活动中所应
23、用的方法。o 第一个层次是各门自然科学中的特殊研究方法。(如光谱分析法,催化方法等)o 第二个层次是整个自然科学的认识和方法。(如观察实验,逻辑方法,假说方法,数学方法等)o 第三个层次是自然科学、社会科学和思维科学普适的方法。(如从实际出发,调查研究,实践是检验真理的唯一标准等)o经验认识的方法：观察和实验方法o理论思维的方法：逻辑思维方法和非逻辑思维方法科学研究方法的历史演进（1）以直观思辨方法为主的时期古代（公元前15世纪）：简单、直接的观察；思辩地概括和猜测 同时实验方法和数学方法开始萌芽。这一时期，科学方法的最高成就体现在毕达哥拉斯定理，亚里士多德的工具篇、欧几里德的几何原本、德谟克
24、利特的论逻辑等著作中。(2)以实验和分析方法为主的时期近代（16世纪19世纪中叶）哥白尼革命 伽利略：倡导实验方法和数学方法；弗朗西斯培根:创立了近代前期的实验科学方法论和近代归纳法（轻视演绎法和数学）笛卡尔：创立以数学为基础、演绎法为核心的科学方法论（轻视归纳法）（3）分析方法和综合方法并重的时期19世纪下半叶至20世纪初：自然科学从分门别类的研究到阐明过程间的联系；静止地分析现成的事实到考察自然过程的变化和发展。因此，科学方法也从观察、实验方法发展为综合整理；从实验、分析方法进入在实验、分析基础上进行理论综合的时期。（4）系统思维方法和复杂性科学从20世纪40年代开始o 观察、实验与理论思
25、维密切结合；o 科学方法的相互渗透和移植，产生了跨学科的研究方法；o 产生了控制论、信息论、系统论、耗散结构理论、协同学、突变论等等新的理论和方法。特点：强调整体性和综合性。o 巴甫洛夫：“初期研究的障碍，乃在于缺乏研究方法。有了良好的方法，即使是没有多大才干的人也能作出许多成就。如果方法不好，即使是有天才的人也将一事无成。”o 爱因斯坦:A =X +Y +Z 成功=劳动+方法+少说空话n 逻辑思维方法n 非逻辑思维方法理论思维方法o 逻辑思维方法，是指主体在科学认识过程中借助于概念、判断、推理等思维形式，遵循一定逻辑规则而揭示事物本质或规律的理论思维或抽象思维方法，是最普遍、最基本的科学思维
26、方法。o非逻辑思维方法是指不受固定逻辑规则等制约的间断与跳跃式、突发与创造性的思维方式。n 逻辑思维：演绎归纳、公理化方法、分析综合、类比、n 非逻辑思维：想象、灵感、直觉（1）是扩大已有知识、获得新知的工具；（2）因规则严密确切而成为判断依据，并为科学知识的合理性提供逻辑证明；（3）是预见科学事实，提出和检验假说的工具；（4）既是使认识由现象到本质，并通向科学发现的重要条件，又是建构科学理论体系的重要工具。o 演绎是从一般原理推论出个别或特殊事物及其结论的过程。个别个别一般一般亚里士多德亚里士多德n 演绎的三段论：大前提，小前提，结论n 大前提：已知的一般原理或一般性的假设；小前提：研究的特
27、殊场合或个别事物的判断；结论：从一般的已知的原理或假推出的对 于特殊场合或个别事物的判断；o 如：凡人皆会死，张三是人，张三也会死。水果都含有维生素水果都含有维生素梨是水果梨是水果梨含有维生素。梨含有维生素。论证理论:对某理论命题作出演绎证明，从而对理论(假说)作出某种评价，促使其逻辑严密性。解释事实或预见事实:从理论命题推导出事实命题，或解释已知事实，或是预见未知事实。发展假说和理论：通过演绎从假说和理论中推演出一个可以与实验相对比的具体结论，通过实验的验证推翻或证实理论的正确或错误。o演绎方法的局限性 它只适合于已有理论的证明和推演。演绎法本身不能保证其结论的可靠性。o 从个别或特殊事物概
28、括出共同本质或一般原理的逻辑思维方法，在逻辑上叫做归纳推理。个别个别一般一般归纳原理：n 如果在各种各样的条件下观察过大量的S类对象,所有这些被观察到的S都毫无例外地有性质P,那么就可以断定所有S类对象都具有性质P。n 归纳法以归纳原理为根据。食草动物都是长角的动物。食草动物都是长角的动物。羊是食草动物羊是食草动物牛是食草动物牛是食草动物鹿是食草动物鹿是食草动物羊、牛、鹿羊、牛、鹿都长角都长角 培根(1561-1626)认为，经院哲学家或理性主义者像蜘蛛一样，只用自己身边的物质来织网（排斥感性物质材料）；炼金术士和经验主义者，则像蚂蚁一样只知道不加选择地搜集材料，储存起来而不做丝毫加工；而真正
29、的科学家的工作则像蜜蜂，从自然界采集原料，然后将其变成新产品。他不仅是英国实验科学的始祖，而且在认识论和方法论方面有卓越贡献。o归纳方法的作用 从事实材料中得出普遍规律或结论。发现科学事实、提出科学理论的重要方法。从经验事实上升到一般原理的方法。o归纳方法的局限性 归纳法不能保证一定能获得必然真理。归纳方法多是根据对事物现象的归纳来获得结论的，所以它缺乏内在的必然性。我们需要辩证地看待归纳法与演绎法之间的关系：二者在科学认识中特定的功能是整个科学认识中不可缺少、不可完全替代的；归纳和演绎在运用中相互联系、相互依赖、相互渗透；单纯依靠归纳或演绎本身都无法克服自身的先天缺陷。o 成熟的科学认识一般
30、是以假说演绎形式组织起来，假说演绎形式就是归纳和演绎的统一。o 即首先需要从观察和实验中获取科学事实，作出科学概括，经过理论思维加工整理，抽象出以假说形式出现的结果，这个结果才是科学理论的出发点。o分析方法 将被研究对象整体分为各部分、方面、因素和层次等,并分别加以考察的认识方法.n 定性分析:对象是否具有某种属性;有没有？是不是？n 定量分析:对象的各种成分数量;有多少？n 因果分析:引起某一现象变化原因;为什么？o 综合以分析为基础，将已有的关于研究对象各个部分、方面、因素和层次的认识联系起来，从而形成对研究对象整体性认识的认识方法。o 类比是根据两个（或两类）对象在某些方面的相似或相同，
31、而推出它们在某个方面也可能相似或相同的一种推理方法。（基本环节是联想和比较）o 如：A对象具有a、b、c、d属性，B对象具有a、b、c 属性，其中a、b、c、与a、b、c 分别相似或相同。则B对象可能也具有 d属性，d与d具有相似或相同的性质。以德布罗意提出物质波假说为例：o 力学和光学理论有许多深刻的相似之处；如光的运动服从最短光程原理（费尔玛原理），力学质点运动也服从最小作用量原理，且这两条原理的数学形式极其酷似；o 光学中的新发现光的波粒二象性得到证明后，马上引起其类比联想：物质（粒子）的波动性是否也可以设想，从而提出物质波假说，并且还通过类比提出物质波的定量显示（德布罗意关系式），为量
32、子力学的创立奠定基础。o类比的客观基础（客观对象的相似性和差异性）限制了类比结论的可靠性。o类比的逻辑根据是不充分的。类比是根据两个对象的某些属性相似来进行推理，但并不意味着它们在其它属性方面也必然相同的结论。且大部分类比是否具有必然联系还没有确切把握，因此类比推理本身不能保证其结论的可靠性，所以在逻辑上总是或然性的。o非逻辑方法 运用潜意识、直觉、灵感、想象、形象思维于科学研究所产生的方法。o特点 非逻辑思维不受或少受思想束缚，常常超越思想常规、摆脱成见、构筑新意，并有想象力参与，以达到科学研究上产生突破的一种思维活动。o形象思维方法：想象和联想o直觉思维方法：直觉和灵感o 在形象地反映客体
33、具体形状的感性认识基础上，主体通过联想、想象等方式以揭示对象本质和规律的思维形式。o 联想指由一事物想到另一事物的思维活动。o 想象是在联想的基础上加工原有意象而创造出新意象的思维活动。o 想象与联想的区别：联想是将头脑中的意象联系在一起，由一种已知的意象唤起另一种已知的意象，并不创造新知识。想象是在联想的基础上加工原有的意象，从而创造出新意象。联想和想象【例】o葡萄干蛋糕模型由汤姆生提出，是第一个存在着亚原子结构的原子模型。汤姆生在发现电子的基础上提出了原子的葡萄干蛋糕模型。汤姆生认为 正电荷像流体一样均匀分布在原子中，电子就像葡萄干一样散布在正电荷中，它们的负电荷与那些正电荷相互抵消；在受
34、到激发时，电子会离开原子，产生阴极射线。o1910年，汤姆生的学生卢瑟福从太阳系结构想象出原子结构的太阳系模型。1911年，卢瑟福做了著名的粒子散射实验，用粒子轰击金属箔，结果发现大部分粒子穿过金属箔，少数粒子发生偏转，个别粒子被反弹回来，这说明原子的绝大部分质量以及正电荷集中在内部很小的一个核上，不像“葡萄干蛋糕模型”所描绘的那样，在均匀分布的正电荷上镶嵌着负电荷。实验和计算表明，原子核的质量占原子质量的9999%，而太阳的质量占太阳系质量的998%；原子核在原子中占很小一部分空间，太阳也是这样；原子核与电子靠库仑力联系，遵循平方反比律，太阳与行星靠万有引力联系，也遵循平方律。比较的结果证实
35、了卢瑟福的设想。这就是原子结构的“小太阳系模型”的形成过程。o 形象思维与逻辑思维的区别：o逻辑思维的“细胞”是抽象的概念，而形象思维的“细胞”则是形象的意象；o形象思维的思维过程的一般形式是运用意象进行联想和想象，而逻辑思维则运用概念进行判断和推理。o 直觉思维方法是指不受某种固定逻辑规则约束而直接领悟事物本质的思维形式。o 这种思维形式具有非逻辑性、突发性和独创性等基本特征；而且具有寻找事物联系、优选和预见事实，以及构建科学理论的功能。其主要类型包括直觉判断(最基本形式)和灵感。o 直觉是一种不依靠逻辑思维而直接领悟事物本质的思维方式。直觉不受逻辑规则的限制，思维者不必通过逻辑推理便可直接
36、把握事物的本质和规律。o 青年数学家阿普顿青年数学家阿普顿刚到爱迪生的研究所工作时，爱迪生想考考他的能力，叫他计算灯泡的容积。一个小时过去了，爱迪生回来检查，发现阿普顿仍然忙着测量和计算。爱迪生说:“要是我，就往灯泡里灌水，将水倒入量杯，就知道灯泡的容积了。”毫无疑问，身为数学家的阿普顿，他的计算才能及逻辑思维能力是令人钦佩的，然而，这个问题表明，他所缺少的恰恰是象爱迪生那样的直觉思维能力。o灵感是认识过程中最富于创造性的一种非逻辑的思维形式o灵感的产生完全是随机的、不可预期的，是在瞬间突然实现的。o 第一，想象、灵感和直觉的出现，需要有一定的专门知识作准备。知识积累o 第二，需要人们对科学研
37、究的各种实践方法和思维方法的运用已经达到十分熟练的程度。方法磨炼o 第三，需要对寻求解决的问题有过反复的思考和艰苦的探索过程。毅力o 第四，需要辅之以多种间接知识和生活经验。生活经验 在任何科学创造过程中，两者都是互为补充的o 在逻辑方法走不通的地方，科学就需要用非逻辑的方法开辟新的通路o 而当非逻辑方法已打开通路之后，又必须及时地在从旧认识到新认识之间的“深渊”上架起“逻辑的桥梁”o 非逻辑方法的认识成果必须经过逻辑的加工，否则，它们就不可能成为真正的科学知识。o 做学问经历的三个境界：王国维o第一境界：昨夜西风凋碧树，独上高楼，望尽天涯路；悬想o第二境界：衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴；苦
38、思o第三境界：众里寻她千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处；顿悟 o 科学假说是根据已知的科学事实和科学原理，对研究的自然现象及其规律性提出的一种假定性的推测和说明，是自然科学理论思维的一种重要形式。o 假说的知识形态多种多样：概念、判断、模型、理论体系。o 假说不仅是一种认识，具有知识形态，而且也是一种研究方法，可以用于认识的任何一个阶段上。(五)科学假说o 假说的提出是指研究者依据为数不多的事实材料和已有的理论原理，通过一系列的思维过程，对所遇到的现象产生的原因和发展的规律性，作出初步的假定。o 在提出假说的初步设想时，一般不应过于强调思维的逻辑可靠性，而应多发挥思维的创造性。o 例如，人
39、们稍微仔细地观看一下世界地图，就不难发现，非洲西部的海岸线和南美洲东部的海岸线彼此正好相吻合。进一步观察还可以看出不仅南美洲和非洲，而且北美洲与欧洲也可以拼合，印度、澳大利亚、南极洲也可以拼合。o 为什么这样巧合呢？奥地利学者魏格纳联想到冰山飘移的情景，并由此受到启发，设想出较轻的刚性大陆块是漂浮在地壳内较重的粘性流体岩浆之上的，于是，“它们就象漂浮的冰块一样逐步远离开来。”这就是关于大陆飘移的初步设想。科学假说的形成有其客观必然性：o 在实践开辟的新的研究领域中，人们的知识十分有限，必须通过创立假说才能对新的研究领域的现象和规律加以解释o 原有的理论无法解释新的科学事实o 原有的理论体系存在
40、着某方面的缺陷。o 假说同理论有着基本相同的结构和功能，但它不同于理论，它对事物未知本质和规律的认识是根据已知的科学知识和科学事实推想出来的，具有一定猜测性质，它是否把握了客观真理，还有待于实践的检验。o 然而，假说又不同于一般的推测，它是以确实可靠的科学事实和经得起实践检验的科学原理为根据合乎逻辑地推论出来的。o 因此，假说又与简单的幻想和随意的猜测不同，具有科学性。假说是科学理论和猜测的过渡。o 是形成和发展科学理论的必经途径；自然科学就是沿着“假说理论新假说新理论”的途径，不断地向前发展的。o 假说为科学研究提供指导思想；o 不同假说的争论有利于科学的发展，有利于更全面、更深刻地揭示事物
41、的本质；恩格斯指出：“只要自然科学在思维着，他的发展形式就是假说。”o 经验定律型假说与原理定律型假说o 经验定律型假说是对某类现象共同性质和特征的普遍化描述，它所表示的语言内涵可以直接用感官来观察或者用简单的仪器与技术给与测量。如气体的压力、体积和温度的定律；自由落体定律等。经验定律型假说在理论知识体系中处于低层次的地位（知其然而不知其所以然）。o 原理定律型假说：寻求的是对经验定律的解释，是对经验定律概括的该类现象提供更为深刻、更为精确的见解。原理定律型假说的特征：o 原理定律型假说一般是表述为抽象的语言，借助某些科学家创造的概念来表述，如原子、分子、电子等。o 原理定律型假说的词语不涉及
42、可观察的东西，其表述的内容是不能用简单、直接的方法来测量的。o 科学假说应当符合科学世界观，不应当与科学中普遍的、久经考验的规律和理论相矛盾o 科学假说不应当同已知的经过检验的事实相矛盾o 科学假说应当是可以检验的o 科学假说应当符合简单性原则，以便假说尽可能地简单，并能由少数几个原理或基本假说来解释一定领域内所有的已知事实o 科学假说应当具有自洽性和相容性。（六）科学理论o 科学理论是关于客观事物的本质及其规律性的如实反映，是经过逻辑论证和实践检验并由一系列概念、判断和推理表达出来的知识体系。o 由假说转化而来的理论，是在一定历史条件下相对完成的东西，是科学认识的成熟形态o 爱因斯坦：“外部
43、的证实和内在的完备性”，因此，客观真理性与严密的逻辑体系构成了科学理论的基本特点。科学理论由三个基本的知识元素组成：o 基本概念o 联系这些概念的判断即基本原理或定理o 由这些概念与原理推演出来的逻辑结论，即各种具体的规律和预见。（1）解释功能o 科学理论不仅要能回答某个具体的问题，解释新发现的事实，而且要能够说明和解释已知的全部事实，即包括科学事实的全部总和。这是科学理论的解释原则。o 科学预言作为一种关于未来的知识，其结果是提出将来出现的或观察到的某种事件的必然性或概率。o 和世界上任何事物一样，科学认识是一个永恒发展的过程，它的成果也不是一成不变的。任何一个科学理论提出后，必须经过科学共
44、同体的评价、检验和选择，才能成为人类共同的精神财富。o 理论的检验包括逻辑分析和科学实践的检验；o 相容性分析：新的科学理论要与相关的背景知识相一致o 自洽性分析：理论内部的无矛盾性o 简单性分析：假说体系所包含的彼此独立的基本概念和基本定律最少o 在科学理论的实践检验过程中,也常常伴随着逻辑分析。实践检验：通过观察和实验对理论及其推论进行验证。体现在以下四个方面：o 检验蕴涵o 确证（证实）o 否证（证伪）o 判决性实验o 根据一定的条件，从一个全称命题中推导出一个单称陈述，从而对全称命题进行检验。由于所推出的相应的单称命题，是蕴涵在那个全称命题中的，所以我们就把此单称命题与相关条件称作检验
45、蕴涵。o 如：“电磁波与光波具有同一性”电磁波速等于光速o 检验蕴涵与经验命题一致，即推出检验蕴涵的全称命题得到了一次确证；如果不一致，该全称命题就被否证了。证实与证伪理论的检验是一个复杂的过程，无论证实或证伪，都对科学理论的发展产生推动。存在着许多需要从逻辑上分析的问题。（1）理论演绎出的部分结论与观测事实的相符,只是为该假说提供了辩护和支持,还不能说完全证实了这一假说（2）科学理论是通过检验蕴涵的方法接受验证的。在逻辑上，这种方法的保真性是没有保证的（3）证伪一个科学理论并不象逻辑学上否定后件就必然否定前件那样简单。首先，科学实践受科学技术水平的制约，是可错的。其次，科学理论本身也是有结构
46、的，若理论被证伪了，还可能是因为其中的辅助性假说有误，而不一定是理论的主要内容有误。o 如果对同一研究对象，存在着两个对立的假说，并分别推断出互不相容的结论，那么就可以设计一个或一组观测或实验来证实其中一个，从而否定另外一个。o 在本世纪初的物理学革命中，人们对判决性实验的作用提出了质疑。例如，1850年，傅科的判决性实验，肯定了光的波动说，否定了光的微粒说。但本世纪初，由于光电效应的实验研究和实验中验证了光子的存在，使光的微粒说又得到复活并得到发展。从而傅科实验的判决性结论亦被否定。o 由此，引起了不少科学家和哲学家对判决性实验的争论，有的肯定，有的否定。o 从辩证法的观点来看，判决性实验的
47、判决作用也不是绝对的，而是相对的，有确定的一面，也有不确定的一面。o 确定性表现为：在一定的条件下，可以重复的科学的观察与实验总是具体的和确定的，它在支持一个假说的同时，又可能为证伪另一个假说提供科学事实。因此，在一定科学背景下，判决性实验对检验假说有裁决作用。o 不确定性表现为：由于实验技术与有关的科学理论都在发展，已有的实验结果可能被否定或作出新的解释；还由于假说本身是有结构的和相互联系的，所以很难直接判定假说的哪一部分有错误。o 关于判决性实验的争论告诉我们：观察和实验是科学的最高法庭，但不要把已有的实验检验绝对化。检验假说是一个历史过程，常常不是一次实验所能完成的三、技术方法与技术创新o 结合教材自学
