科学哲学：科学方法论.ppt

科学哲学,科学问题与科学方法,科学问题与科学方法,科学问题 科研选题 科学思维,现代科学研究的基本环节,1、确定科研选题； 2、获取科学事实； 3、进行思维加工； 4、实践检验论证； 5、建立理论体系。,科学问题及其来源,科学问题： 科学问题是指在特定时代，研究者分析当时科学背景知识基础上提出的有待解决的问题。 问题的设置，不仅与学者个体的“当前状态”有关，还与学术共同体的“当前状态”有关。 提出问题蕴涵着问题的指向、研究的目标和求解的应答域，即每一个科学问题都有一定的意义蕴涵和解答域（至少有一定的预期）。,科学问题及其来源,科学研究的逻辑起点： 归纳主义：从培根以来的经验归纳法：科学研究是从观察实验和数据资料的搜集开始的，在掌握一定经验事实基础上逐步归纳上升为理论，观察记录是最可靠的经验基础，只要有足够多的经验事实，就可以逐步归纳上升为理论。 但是，大量的观察归纳就能上升为科学理论吗？事实与假说、理论之间有没有逻辑的通道？有没有一种自动的归纳机器？,科学问题及其来源,卡尔波普尔： “科学知识的增长永远始于问题，终于问题愈来愈深化的问题。” 观察要首先回答观察什么，为什么观察和如何观察的问题。漫无目标的观察实际上是不存在的。 观察渗透理论，科学家是带着问题去观察的，因此，问题是科学研究的起点。,卡尔波普尔 1902-1994,科学问题及其来源,爱因斯坦：“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问题，却需要有创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。” 霍金：“如果我知道今后所要解决的问题是什么，那我也许早就把它做出来了。”,科学问题及其来源,问题的重要性： 问题是科学研究的起点，也是研究生涯的开端和方向。若能抓住某个关键的或重要的问题作为开始，往往自己的学术生涯会有个好的开端，随着问题研究的深入，会不断有新的成果、发现新的问题和做出新的贡献。 选题就像选矿山！贫矿没有开采的价值，富矿竞争会很大，被别人反复开采过的矿山则可能投入收益比不划算，因此要充分估计自己的力量和投入成本。,科学问题及其来源,问题的来源：科研题目如何得来？ 自己发现问题：研究前人的成果基础上发现问题：在大量阅读前人的研究论文基础上发现问题。比如前人在解决某个问题过程中有某种缺陷或不足、问题仍未解决、解决得不够另人满意；理论解释有矛盾、逻辑不自洽，或数据、资料有待完善补充，还有待新的数据资料的支持等；对现存理论或实验有新的看法、新的理解，可尝试新的替代解释模型，等等。,科学问题及其来源,与已有的研究课题合作：比如导师提供或研究机构正在从事某个课题，争取加入其中做某个子课题或做协作研究，在此基础上会发现新的有价值的题目、研究方向。 通常在起步阶段自己要发现有价值的问题是很困难的，多数先由导师提供，在一定经验积累基础上自己才可以独立选题。 当前的困难：有些导师同时带很多学生，顾不上帮学生寻找合适的题目。因此，要自己及早准备，多看资料和与人讨论。,科学问题及其来源,选题的基本步骤： 对问题的来源进行评估： 若是导师提供的题目，应先对导师的资质及研究方向进行调查； 若是研究机构的课题，也应对该机构的科研能力、设备、以往的成果等作调查了解；主要了解前期成果的信誉，题目可能的价值？自己是否有能力做，等； 若是自己选题，一定要不厌其烦跟导师、同行交流讨论，听取不同的意见和建议，有新的想法或发现有问题要及时调整和补充。,科学问题及其来源,实例分析： 1,郑和下西洋季风条件研究； 2,“张江科技园区企业孵化模式研究” 开始选题应该尽量比较小、比较具体，自己有条件有把握做好的题目，当有了一定的积累，有条件之后可以尝试做大一些的题目。 文章发表：有想法就有写作的冲动，只要顺着问题追踪，多查找资料，就会有文章发表就是硬道理！但投稿前一定要谨慎、资料要充分、论证要严密、文字要优雅准确。,随意重复选题案例,科学思维,科学抽象：科学思维一般形式，即在一定科学事实基础上，提炼出科学概念或构筑科学假说、解释模型。 概念：从同类事实或现象抽象出普遍性概括的语言，能总体反映其本质和内在联系的认识。 概念的重要性：概念是思维的出发点，也是理性认识的基本单位，有了概念才可能进行判断和推理，逻辑思维才能展开。此外，形成概念也是科学认识的一个重要成果，标志认识的清晰化、明确化（灵光闪现、模糊意识往往不可靠，需要概念化。历史上许多著名概念：原子、以太、场、电力线、熵、量子、摩尔、细胞、基因 ）。,逻辑思维方法,分类和类比： 分类：根据对象的相似或相异，对研究对象进行区别和归类。分类和筛选是科学研究的初步，为进一步概括和分析作资料上的准备。 比如早期的动植物分类、地质资源调研，直到现代物理学的粒子分类等；当代经济学、人类学、社会学、考苦学调查也需要分类。 比如，1964年物理学家盖尔曼（Gell-Mann）、尼曼（Yuval Neeman）等提出的夸克模型，就是通过强子的特征分类对称性而产生。,逻辑思维方法,类比：由A事物与B事物有一些相同或相似的特征，推测其余的特征也相同或相似. 类比方法通常适用于有相似性的对象，而且其中之一是已知的，从已知推测未知:A-B 比如，从引力相互作用电磁相互作用（从万有引力定律到库仑定律）；从量子电动力学（QED）量子色动力学(QCD)；文化的多元化政治力量的多极化；非零和博弈商业上的联合定价制。,逻辑思维方法,归纳与演绎： 归纳：由若干特殊认识上升到一般认识:a-A 完全归纳法：穷尽所有可能的事例，但不会提供新知识； 不完全归纳法：由少数事例推测其普遍性，包含新知识，但不完全可靠。 归纳法在研究中是十分常用，但在逻辑上无保障。 维特根斯坦：“归纳过程在于此：即我们采取能与我们的经验相协调的最简单的规律。可是这个过程没有逻辑基础，只有心理学基础。” 罗素：“一只每天被主人照常喂养的鸡，怎么也归纳不出终有一天会被主人拧断脖子。”,逻辑思维方法,演绎： 从一般到个别的推理过程。通常是从基本假定（假设、公理等）出发，逻辑地推出一些可检验的推论，等待实验的检验判决:A-a 几种常见的演绎推理形式： 1）否定后件推理： 如果H则I（即I是由H推导出来的或被H所蕴涵的）： 若H为真，则I也真；但（证据表明）I不真H不真（推理有效）,逻辑思维方法,2）肯定后件推理： 若H为真，则I也真；现（证据表明）I为真H为真（推理无效） 3）扩展的肯定后件推理： 若H为真，则I1，I2，In也真；现（证据表明）I1，I2，In都真H为真（无效） 第1）种情况作为判断一个假说是十分有用的；第2）和3）虽然在逻辑上是无效推理，科研中却经常使用，因此，我们应该注意，假说得到一定的检验并不保证其完全真实性。,逻辑思维方法,分析与综合： 分析：对事物作解剖细化，探讨各个部分的详细特征； 综合：将事物各个部分的认识统一起来考察，达到对其总体的认识和整体把握。综合必须与分析为基础，是在对事物各个部分有充分的信息把握之上才能进行宏观的把握。（比如：近代科学以分析为基础，因此逾越深入具体；而中医等从一开始是综合的，整体的，难以深入。也许中医的出路之一是学习西医的分析方法再综合？再比如：爱因斯坦的统一场论为何难以成功。）,逻辑思维方法,数学方法： 即对研究对象的某些特征进行抽象和量化，以研究各个量的变化及其相互关系。 通常又称数学建模法，在现代科学及工程技术研究中经常被使用，甚至拓展到心理学、经济学、社会学等其它领域。其优点是可实现符号化、公理化、结构简洁，便于运算而且有具体结果。 需注意：它只是从大量复杂的事物中抽象出部分典型的特征，而不是事物的全部。对复杂多样的研究对象，抽象量化不可能全面反映事物的整体，结论也不可能普遍适用。,非逻辑思维,非逻辑思维方法： 想象：在感性认识的基础上，通过意象、联想和想象来把握客观对象的本质和规律。 其与逻辑思维的区别在于它的思维基本单元是意象，而逻辑思维的基本单元是概念。意象是对某一类事物的某些特征的反映，带有片面、朦胧不确定的因素；而概念是长期使用、有明确的规范界定。由于其朦胧不确定性，形象思维是个人的感性认识升华的结果，跟个人的体验有关，他人难以效仿。但它可以跨越某些逻辑的障碍直接达到对事物,非逻辑思维,的本质规律的认识；逻辑思维则有共通性，有明确的概念规范和逻辑规则，可以共同遵循。 直觉：指不受某个固定的逻辑规则约束而直接对事物本质规律的洞悟。 直觉可跨越逻辑的层层障碍，直接领悟事物的内在本质；直觉与灵感通常联系在一起，是对某个现象进行长期思索，头脑中已经准备相当丰富的信息基础上，达到一定的临界状态的自组织过程。,非逻辑思维,灵感：由于某些预外