创立科学理论的基本思维方法.ppt

第十章 创立科技理论的基本思维方法,在科技研究方法上，历来人们比较认同科学研究必须运用逻辑思维方法，而对非逻辑思维方法，人们一般容易误以为属于非科学方法，其实不然，科学思维并不存在某些偏向，抽象与形象、逻辑与非逻辑在科研过程中并不是排斥性的关系，它们作为人类的两种思维倾向具有一定的互补性。逻辑思维是指运用概念、判断、推理等形式对客观事物的本质及其规律的表达和论证；而非逻辑思维方法是指在逻辑思维过程中发挥作用的非逻辑因素起作用的方式，如形象思维、直觉思维等形式。,第一节科学抽象,一.科学抽象的涵义: 从现象中揭示事物本质的思维过程和方法. 科学抽象的逻辑基础是事物的本质与现象的辩证统一关系. 二.科学抽象的一般过程: 第一阶段:从具体到抽象,即从科学事实等感性具体材料出发提出假说的思维; 第二阶段:从抽象的规定上升到思维中的具体.(即科学假说的检验问题),第二节科学认识的逻辑思维方法,一.分析与综合 分析就是化整为零，将研究对象分解为特定层次下的组员、要素或部分，并加以研究的认识方法。分析可以逐层深入地进行下去，它将人们对事物的认识引向深刻。没有分析，我们对事物的认识就只能是表象的，只有通过层层深入地方式，我们才能认识事物的本质。,综合是化零为整。我们在通常的科研活动过程中获取关于问题的认识往往是零星的，如何将这些分散的资料整合为一个完整的科研成果（如写成一篇论文或一部专著）？这就需要综合。综合就是将客观对象的各个组成部分或因素按其内在联系结合起来考察，以形成关于对象整体认识的一种思维方法。朝鲜战争时期，美国曾打算切断中国志愿军的武器弹药和粮食运输补给线，,但这个计划并没有实现，主要是由于中国志愿军拥有前苏联生产的米格战斗机，当时的米格战斗机在爬升能力方面超过了美国战斗机，它的最大升高极限为1万米，而当时美国的战斗机只能在8千米的高度作战，米格战斗机在空中方面的优势为中国志愿军开辟了一条空中走廊，使美方的战略计划落空。朝鲜战争结束后，朝鲜将当时的米格战斗机作为儿童乐园的展览品卖给了日本，日本和美国的武器设计与制造专家对此进行了研究，结果发现，米格战斗机所运用的材料和技术在当时的世界武器制造方面都不是最先进的，而是对当时人所共知的技术的最好综合。其他的象阿波罗登月计划所用到的技术也是综合的产物。,二.归纳与演绎 亚里斯多德最早系统地研究了演绎、归纳、类比等推理模式，弗兰西斯-培根重视归纳，狄卡儿重视演绎，十九世纪英国哲学家惠威尔和W-S-杰事斯企图中和二者提出了假设主义，美国的N-R汉森对假设注意提出了反驳，提出溯因推理模式，西方科学哲学界时下有两种极端倾向：一条是继续寻找“只有一种模式”的不归之路，另一条是走向“一种模式都没有”的迷惘之谷。,归纳分完全归纳和不完全归纳两种形式，完全归纳的结论包含在前提中，不完全归纳的结论超出了前提所断定的范围，是对原有知识的推广，它不具有必然性，英国哲学家休谟最早提出了不完全归纳的的问题。归纳法的通常规则是： 如果有大量的A（A1、A2、A3An）在各种各样的条 件下被观察到，而且如果这些被观察到的A （A1、A2、A3An）都毫无例外地具有性质B，那么，所有A都具有性质B。,罗素将归纳法的原则修改为： 甲：如果发现某一事物甲和另一种事物乙是相联系的而且从未发现它们分离过，那么甲和乙相联系的事例次数越多，则在新事例中（已知其中有一项存在时。），它们相联系的或然性越大。 乙：在同样情况下，相联系的事例其数目如果足够多，便会使一项新联系的或然性几乎接近必然性，而且会无止境地接近必然性。（中学生在判断同学之间有无恋爱问题即用此逻辑。）,现代归纳主义代表人物卡尔纳普提出概率形式的归纳原理：如果大量S在各种各样条件下被观察到，并且所有这些S都毫无例外地具有性质P，那么，可能所有S具有性质P。 另外一种常见的归纳形式是统计归纳：根据样本中百分之几的S是P，推出总体中百分之几的S是P。 还有一种归纳形式是典型归纳：S1是P ，S1是S类的代表性个体，所以所有S都是P。如所有美国总统都是基督徒，所有美国总统都是学习过法律的。,演绎推理是从一般到个别的逻辑推理方法，即一般性的理论前提出发，来论证个别事物也具有一般理论所概括的特征。演绎推理在前提真和推理程序合理的情况下，结论必真。所以演绎推理可以作为逻辑证明的工具，伽利略关于亚里斯多德的“物体下落速度与重量成正比的问题”的反驳就是运用了演绎推理。设A物体比B物体重得多，按照亚里斯多德的说法，A应比B先落地；现在将A与B捆在一起形成物体A+B。一方面，因A+B比A重，它应比A先落地；另一方面，由于A比B落得快，B应减慢A的下落速度，所以A+B应比A后落地，这样一来就暴露了亚里斯多德观点的矛盾性。因为它有矛盾，所以，它是错误的。,哥德巴赫猜在写给欧拉的信中说一切偶数能分解为两个素数的和吗？这就是哥德巴赫猜想，他说：“对任一偶数2n,n为大于1的正整数，是否存在两个素数p1、p2，使2n= p1+p2？”对于常见的偶数，答案是肯定的，例如6=3+3，8=3+5，困难在于“一切”二字。这问题久悬230多年。我国数学家陈景润证明：大偶数都可以表示为一个素数加不超过两个素数的成积，简称为1+2。这与最终的目标1+1还有很大距离，但已是目前关于此问题的最好结果。哥德巴赫猜想和陈景润的解题方法正是演绎推理。演绎推理还可以作为科学预言的手段，如相对论的预言，中微子的预言，正电子的预言，海王星的预言等等。另外，演绎推理还可以作为科学理论实用化的工具。,但是演绎推理也有自身的局限性。表现为：（1）演绎推理的合理性受前提是否正确的制约；（2）演绎推理的过程必须保证是真值传递的；（3）演绎推理的创造性比较小，因为它是重言推理。 如：凡金属都具有热导性，某物体具有热导性，所以某物体是金属。|钱财如粪土，仁义值千金，所以仁义如粪土。,三、比较与类比： 1.比较: 它是确定对象之间的差异与共同点的逻辑方法.比较有横向与纵向两种途径. 比较要注意三点:第一,必须在同一关系下用同一标准进行比较;第二,应抓住本质属性进行比较;第三,要善于发现异中之同与同中之异. 比较方法的作用:第一,它便于发现本质上的特殊性与普遍性;第二,它是分类.分析和类比的基础.,2.类比: 它是根据两个事物在某些方面的相似与相同,推断它们在其他方面有可能相似与相同的逻辑思维方法. 一般地说，人们对所研究的对象愈陌生，就愈想拿熟悉的东西来和它对比，例如：麦克斯韦将电磁现象与不可压缩的液体对比，因为二者在数量规律上相似；,广而言之，许多在质上不相同的事物，只要它们服从相似的数量规律，就往往可以运用比较或类比法来研究，如振动理论可用于机械的、电磁的、声学的、热学的、光学的、地质学的、天体物理学、生理的等振动现象，甚至量子力学的薛定諤方程也是古典的波动方程的类比。1924年法国物理学家德布罗意根据对称性思想提出了实物波动性的理论。他推论道：自然界在许多方面都是显著对称的，现今观察到的宇宙是由光与实物组成的；既然光有粒子性和波动性，那么与光对称的实物也应该具有这两种性质。,类比在科学认识中的作用: 第一.它是提出科学假说的重要途径; 第二.它是技术发明的重要手段; 第三.它是模拟实验的逻辑基础. 类比方法的局限性:(结论的或然性) 第一.差异性限制了类比结论的可靠性; 第二.类比推理的逻辑根据不充分.,四.理想实验 1.含义:它将真实客体的某些属性和条件推向现实中不可能具有的极限状态,通过严密的逻辑推理,在思想中塑造理想模型和实验过程的思维方法,又称思想实验或假想实验. 2.作用: 第一.它可以充当真实实验的先导; 第二.可以超越真实实验的具体约束与局限性,第三.它是科研活动过程中进行发现.论证或反驳的重要手段. 五.数学方法 一种科学只有当它成功运用数学时,才算达到了真正完善的地步马克思. 1.数学方法的特点:抽象性,逻辑性与普遍性,2.数学方法的作用: 第一.为科技研究提供简洁精确的形式化语言. 第二.提供定量分析和计算方法.,第三节科学认识的非逻辑思维方法,非逻辑思维方法包括形象思维、直觉思维和灵感等形式，它具有突发性、偶然性和非理性的特点，但它也是科学研究工作中经常会使用的一种方法，它体现了科研活动的主体创造性,1、形象思维方法：形象思维是通过想象、联想等方式来获取事物规律的认识方法。它注重具体地和逼真地再现客观事物，具有较强的直观性，通常借助于一定的意象来表示抽象的思想，具有切实可感的特征。杜牡到扬州瘦西湖时题诗：“青山隐隐水迢迢，秋尽江南草未凋；二十四桥明月夜，玉人何处教吹萧？”“明月散落瘦西湖，清风吹乱金山树；无冠游子寻旧桥，不堪桃花纷飞舞。”,2、直觉思维方法：它是指不受某种固定的逻辑规则约束，直接领悟事物的本质的思维形式。直觉思维常伴有灵感的现象，人们在长期思考某一方面问题而不能获得解答时，在不经意的过程中完成了创造性的工作。王国维说：古今成就大学问者必经历三大境界：“昨夜西风凋碧树，独上高楼，望断天涯路；为伊消得人憔悴，衣带渐宽终不悔；众里寻她