第三章 马克思主义科学技术方法论.ppt

自然辩证法概论 刘金玉ssjyliu Friday January24 2020 第三章 马克思主义科学技术方法论 4学时 马克思主义科学技术方法论 科学技术研究的辩证思维方法 2学时 一 归纳法和归纳问题二 演绎法和数学方法科学技术活动的方法 2学时 一 科学实践的方法二 技术活动的方法 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 3 第一节科学技术研究的辩证思维方法 指人们通过概念 判断 推理等思维形式对客观事物辩证发展过程的正确反映 即对客观辩证法的反映 辩证思维最基本的特点是将对象作为一个整体 从其内在矛盾的运动 变化及各个方面的相互联系中进行考察 以便从本质上系统地 完整地认识对象 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 4 科学方法三个层次 第一层次 各门自然科学中的一些特殊的和具体的研究方法 第二层次 适用于各门自然科学的一般研究方法 即科学方法论 第三层次 哲学方法 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 5 一 归纳法 归纳方法 是从个别事物概括出一般原理的方法 它是在考察某类事物部分对象的基础上 抽取其共性并推广到该类的全体 从而形成关于该类对象的一般性认识 归纳方法的一般原理是 如果大量的S在各种各样的条件下被观察到 而且如果所有这些被观察到的S都无例外地具有性质P 那么就可以归纳出所有的S都有性质P 特点 从个别推出一般 结论是未经证实的 具有或然性 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 6 如 费尔马猜想 在素数分布规律的探寻过程中 人们发现如下形式的已知自然数都是素数 例如 n 0f 0 21 1 3n 1f 1 22 1 5n 2f 2 24 1 17n 3f 3 28 1 257n 4f 4 216 1 65537根据上述结果 费尔马归纳出一个结论 所有这类形式的自然数都是素数 但是不久之后 人们就发现当n 5时 f 5 232 1 4294967297 641 6700417是一个合数 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 7 某论坛帖子 发改委 我恨你 2010年4月14日 发改委油价上调 青海玉树县今晨发生7 1级地震2010年10月25日发改委宣布 10月26日零时起上调油价 同一天 印尼苏门答腊岛7 2级地震 并引发海啸 2010年12月22日发改委上调油价 日本发生7 4级地震 2011年2月20日发改委上调油价 新西兰发生6 5级地震 2011年3月11日发改委上调油价 日本发生9 0级地震 2011年4月7日零点上调油价 晚上日本再次发生7 4级地震 2012年2月8日发改委上调油价 8日12时0分在黄海发生3 0级地震 2012年3月20日发改委上调油价 据中国地震台网测定 在当地时间20日12时02分 北京时间21日2时02分 在墨西哥 北纬16 7 西经98 2 发生7 6级地震 震源深度20 0公里 2013 3 27台湾地震 同一天发改委下调油价 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 8 2020年1月24日星期五 归纳法的分类 归纳逻辑有古典归纳逻辑和现代归纳逻辑 古典归纳逻辑主要指培根和穆勒所创立的逻辑 现代归纳逻辑是在古典归纳逻辑的基础上引入了概率论的方法 逻辑演算的方法建立起来的 第三章马克思主义科学技术方法论 9 2020年1月24日星期五 依据归纳的结论方式 可将归纳分为全称性归纳法和统计性归纳法 依据归纳对象的范围 可将归纳分为完全归纳法和不完全归纳法 依据归纳的方法 可将归纳法分为简单枚举法和科学归纳法 第三章马克思主义科学技术方法论 10 2020年1月24日星期五 a 全称性归纳法是以全称性命题表述其归纳结果 Case1 所有的零族元素都是惰性元素 Case2 所有的天鹅都是白的 b 统计归纳法 是以概率命题的形式表述归纳结果的一种方法 其公式为 样本中百分之几的S是P 所以总体中的百分之几的S是P 第三章马克思主义科学技术方法论 11 2020年1月24日星期五 与简单枚举法既相似又不同 它们都是通过对一类事物中的一部分个别对象的考察 从而做出关于整类对象的结论 但明显不同的是 简单枚举法的结论是普遍性的 统计归纳法的结论则是概率性的 并在枚举过程中允许出现反例 缺点 不可靠 单项对于其他归纳法中的或然性结论来说 因其采用了概率统计的的数学手段 所获得的是一个精确化形式的或然性结论 故在现代科学实践中得到广泛应用 第三章马克思主义科学技术方法论 12 例 某电视机厂生产了5000台29英寸的彩电 这是要考察概括的全部对象 检察院对产品质量进行抽样检查 要考察概括的部分对象 比如抽查500台 结果发现有25台是次品 反例 于是进行统计计算 抽样的95 是优质品 最后得出结论 这一批彩电的95 是优质品 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 13 C 完全归纳法研究了某类事物中每一个对象都具有某一性质 然后对该类全体对象做出一般性结论的推理方法 公式 优点 结论可靠 综合 概括 并不产生新知识 局限性 事物包含的数目不多时才适用 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 14 D 简单枚举法指研究某一属性在一部分同类对象中不断重复而没有遇到相反事例 从而对该类所有对象做出一般性的结论 公式 优点 方便缺点 具有或然性 不可靠 以偏概全 轻率概括 武断定论 减少错误的原则 1 对弈考察对象的陈述和判断必须准确无误 2 所考察的对象个数应当足够多 3 考察应在不同条件下重复 4 在考察过程中应注意搜集可能的反例 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 15 2020年1月24日星期五 穆勒五法 A 求同法又称 契合法 指被研究的现象在两个以上的场合出现时 在每一场合中只有一个先行条件是共同的 那么 这个共同的先行条件被判明为是该现象的原因 异中求同 即排除不同因素 找出共同因素 以此作为结果的原因 第三章马克思主义科学技术方法论 16 2020年1月24日星期五 例 18世纪俄国科学家罗蒙诺索夫曾作过这样一种推理 摩擦冻僵的手 手便暖和起来 敲击冰冷的石块 石块能发出火花 用锤子不断锤击铁块 铁块也可以热到发红 由此可知 运动能够产生热 第三章马克思主义科学技术方法论 17 2020年1月24日星期五 B 差异法 求异法 德国医生梅林和俄国医生明可夫斯基合作研究消化系统功能 他们切除了一条狗的胰脏 发现狗尿总招来大量的苍蝇 化验表明其中含有大量的糖分 由此找到了胰脏功能和糖尿病的联系 并导致了用胰岛素控制糖尿病的发明 第三章马克思主义科学技术方法论 18 2020年1月24日星期五 C 求同差异并用法 如 科学家研究了太阳对椋鸟的作用 他们发现 在天晴出太阳的天气里 椋鸟总能随阳光的方向飞行 即使阳光可能是从镜子里折射而来的 它们也能随着镜子里的阳光的方向飞行 而在不见太阳的阴雨天气里 椋鸟就会迷失方向 由此科学家们得出结论 椋鸟是一太阳作为定向标的 场合条件被研究对象 A B Ca A D Ea F G无a所以 A是a的原因 第三章马克思主义科学技术方法论 19 2020年1月24日星期五 D 共变法 因船舶遇难而落水的人在水中最多能坚持多久 有人对此研究发现 会水的人在0度时可以坚持15分钟 2 5度时30分钟 5度时是1小时 10度时是3小时 25度时是一昼夜 可见 人在水中坚持时间的长短与水温高低有因果关系 场合不同情况被研究对象1A1 B Ca1 b c2A2 B Ca2 b c3A3 B Ca3 b c所以 A是a的原因 第三章马克思主义科学技术方法论 20 2020年1月24日星期五 F 剩余法 如果得知被研究的某一复合现象是由一组条件引起的 把其中已判明因果联系的部分减去 那么 可判定剩余部分有因果联系 场合 C引起a b c已知B C是b c的原因所以 A是a的原因 第三章马克思主义科学技术方法论 21 如 居里夫人对镭的发现就是运用这一方法的典型例子 居里夫人在对沥青铀矿的实验研究中 发现它所放出的射线比纯铀放出的强得多 纯铀不足以说明这种复杂现象 还有一个剩余部分 这剩余部分必然还有另外的原因 这原因必然存在于沥青铀矿中 据此 她再反复研究 后来果然发现在沥青铀矿中还有一种新的放射性元素 镭 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 22 2020年1月24日星期五 由于 穆勒五法 是建立在事物因果决定论的本体论思想之上的 所以对于那些一因多果等复杂系统显然难以适应 同时由于观察中可能有未知因素的参与 故不能像演绎法那样具有必然性 第三章马克思主义科学技术方法论 23 2020年1月24日星期五 归纳法在认识中有重要作用 归纳法是从经验事实中找出普遍特征的认识方法 科学发现的逻辑 达尔文 科学就是整理事实 以便从中得出普遍的规律或结抡 爱因斯坦说 科学家必须在庞杂的经验事实中间抓住某些可用精密公式来表示的普遍特征 由此探求自然界的普遍真理 第三章马克思主义科学技术方法论 24 2020年1月24日星期五 归纳的合理性问题 归纳合理性问题即归纳的哲学问题主要探讨归纳推理是否能得必然性结论 如果不能得必然真的结论 那么它的合理性何在 第三章马克思主义科学技术方法论 25 2020年1月24日星期五 归纳法合理性问题的提出 这个问题最早是由休谟 18世纪英国著名的哲学家 提出来的 因此亦称 休谟问题 休谟从经验论立场出发 对因果关系的客观性提出了根本性质疑 其中隐含着对归纳合理性的根本性质疑 他的这个怀疑主义论证 在哲学史上产生了巨大而又深远的影响 第三章马克思主义科学技术方法论 26 2020年1月24日星期五 哲学家波普尔是否定归纳法的 理由很简单 这就是足够数量的单称断定 不能代表全称断定 足够数量的具体的现象不能代表抽象的规律 用系统科学的话来讲就是元素的总和不能代表系统整体 第三章马克思主义科学技术方法论 27 2020年1月24日星期五 归纳法是科学家的胜利 却是哲学家的耻辱 休谟问题 我们能够从已观察到的事例推知我们所没有经验的东西吗 我们能够从观察到过去太阳每天升起就断定明天太阳一定会升起吗 第三章马克思主义科学技术方法论 28 2020年1月24日星期五 休谟关于归纳法合理性问题的提出 休谟提出的归纳法观点 即无论支持结论的例证的数量和种类有多少 都不可能证明该结论必然成立 它最多只能获得相对的确证和满意度 因此 通过归纳而获得的结论未必是可靠的 在运用该结论时必须保持谨慎的怀疑态度 第三章马克思主义科学技术方法论 29 2020年1月24日星期五 归纳法合理性的三派观点 历史进入20世纪休谟问题成为科学哲学家关注的焦点问题之一一派承认经验归纳法不能得到合理证明 由此得出反经验主义的结论 这一派赞成休谟的分析 认为休谟的因果关系理论揭露以归纳法为基础的经验主义的致命缺陷 认为 既然归纳法是无效的 就应该放弃经验主义立场 转而寻求某种先验的原则来说明日常经验与经验科学的事实 罗素就持这种观点 第三章马克思主义科学技术方法论 30 2020年1月24日星期五 归纳法合理性的三派观点 第二派认为 从偶然性理论中寻找非完全解决途径 用不完全确实性代替完全确实性 这派的观点就是用概率统计方法 避免从特称过渡到全称的麻烦 可以用或然性的假说命题评价理论的真实性 这就是概率逻辑论 最后一派把 归纳问题 视为假问题 这一派建议放弃对归纳推理的合理性要求 认为归纳推理根本就不是一个真问题 石里克把 归纳问题 视为怎样为关于自然规律的普遍性问题提供逻辑辩护的问题 第三章马克思主义科学技术方法论 31 2020年1月24日星期五 这三派的观点各有差异 表现在他们对 归纳问题 的合理性做了不同的解释 但是逻辑实证主义也不能解决归纳论缺乏逻辑必然性的问题 第三章马克思主义科学技术方法论 32 2020年1月24日星期五 归纳法合理性的辩护 休谟的观点细分说来如下几个方面 1 归纳推理不能得到演绎主义的辩护 因为在归纳推理中 存在着两个逻辑的跳跃 一是从实际观察到的有限事例跳到了涉及潜无穷对象的全称结论 二是从过去 现在的经验跳到了对未来的预测 而这两者都没有演绎逻辑的保证 因为适用于有限的不一定适用于无限 并且将来可能与过去和现在不同 第三章马克思主义科学技术方法论 33 2020年1月24日星期五 而演绎主义辩护 指通过给归纳推理增加一个被认为是普遍必然的大前提 把它与归纳例证相结合 以此确保归纳结论的必然真实性 这种归纳辩护方案实际上暗中承认了归纳推理本身不能得必然结论 其主张者首推穆勒 此后著名的有罗素以及中国的金岳霖 第三章马克思主义科学技术方法论 34 2020年1月24日星期五 2 归纳推理的有效性也不能归纳地证明 归纳主义辩护 指通过列举使用归纳法在实践中所获得的成功来为归纳法辩护 例如根据归纳法在实践中的成功去证明归纳 这就要用到归纳推理 因此导致无穷倒退或循环论证 第三章马克思主义科学技术方法论 35 2020年1月24日星期五 3 归纳推理要以自然齐一律和普遍因果律为基础 而这两者并不具有客观真理性 因为感官最多告诉我们过去一直如此 并没有告诉我们将来仍然如此 并且 感官告诉我们的只是现象间的先后关系 而不是因果关系 因果律和自然齐一律没有经验的证据 只不过出于人们的习惯性心理联想 第三章马克思主义科学技术方法论 36 2020年1月24日星期五 4 先验论和约定论辩护 其代表人物是康德 彭加勒等人 例如约定论通过把归纳推理的大前提归诸于某类主观约定或社会约定来为归纳辩护 第三章马克思主义科学技术方法论 37 2020年1月24日星期五 5 概率主义辩护 主要是由逻辑实证主义者所提出的一种归纳辩护方案 由于上述各种辩护方案在总体上都不太成功 波普尔坚持一种反归纳主义的立场 第三章马克思主义科学技术方法论 38 2020年1月24日星期五 休谟理论的分析和总结 休谟问题其实不是逻辑学方面的一个小问题 而是与哲学基本问题还与有限无限紧密相连的 如休谟问题不仅是原因与结果的关系问题 而且休谟问题还与有限与无限 相对与绝对等哲学基本问题密切相关 因此休谟问题的彻底解决要依赖于哲学基本问题的解决 而哲学问题的解决又依赖于整个社会的发展与科学的进步 因此休谟问题也将随着人类的不断发展而得到逐步的解决 第三章马克思主义科学技术方法论 39 2020年1月24日星期五 结论 关于归纳问题的态度包括否定的方面和肯定的方面 其否定的方面是 归纳问题在逻辑上无解 即对于 是否存在既具有保真性又能够扩展知识的归纳推理 这个问题 逻辑既不能提供绝对肯定的答案 也不能提供绝对否定的答案 故 归纳问题在逻辑上无解 第三章马克思主义科学技术方法论 40 2020年1月24日星期五 归纳在科研实践中的合理性 归纳是我们用来预测事件进程的一种策略 尽管这种策略不能保证人们一定获得真理 但它的合理性在于 它是人们为获得真理所能采取的诸多策略中的最佳策略 并且 归纳是一个自我修正的过程 它让过去的经验决定对未来的预测 并且让新的经验修正 否定虚假的信念 如果我们始终一贯地坚持归纳策略 我们最终总会达到真实的归纳结论 第三章马克思主义科学技术方法论 41 2020年1月24日星期五 如何对待归纳法 1 归纳推理是一种或然推理 因此 对归纳结论一定要小心 必须要对它进行严格的检验 尤其是要经实践检验 2 归纳推理能为我们提供一种可能性的结论 虽然归纳结论不是必然性结论 但毕竟为我们提供了一种选择 一种可供参考的意见 大大减少了工作的盲目性 3 在科学认识中 科学工作者不是单独地使用归纳方法 他们往往把归纳法和其他科学方法结合起来使用 这样可克服单独运用归纳法带来的局限 第三章马克思主义科学技术方法论 42 二 演绎法 所谓演绎推理 就是从一般性的前提出发 通过推导即 演绎 得出具体陈述或个别结论的过程 演绎推理的作用在于把特殊情况明晰化 把蕴涵的性质揭露出来 有助于科学的理论化和体系化 演绎推理的最典型 同时也是最重要的应用 通常存在于逻辑和数学证明中 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 43 演绎法的分类 三段论推理法M 所以 S是P例如 物质是永恒不变的恐龙是物质恐龙是永恒不变的 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 物质是可分的粒子是物质粒子是可分的 44 假言推理法充分条件假言推理法如果P 那么q如果P 那么qP非p q 非q逻辑规则 不能否定前件 不能肯定后件 可以肯定前件 否定后件 例 如果地球上发射的物体速度超过每秒11 2公里 那么它就能摆脱地球的引力 神州9号火箭发射的物体速度超过每秒11 2公里 所以 神州9号火箭发射的物体摆脱了地球的引力 发射成功了 如果一个人体温升高 那么他就身体有病 小张的体温没有升高 所以小张身体没有病 通过否定前件而达到否定后件 如果是动物 能自己移动身体 猪笼草不能移动身体 所以猪笼草不是动物 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 45 必要条件假言推理法 逻辑规则 不能肯定前件 不能否定后件 否定前件 肯定后件 例 只有自觉接受正确哲学指导 科研工作才能取得成就 某个科研小组蔑视正确哲学指导 所以这个科研小组科研工作不能取得成就 只有不畏艰难险阻 才能登上科学高峰 我不畏艰难险阻 所以我能登上科学高峰 通过肯定前件而达到肯定后件 这块地只有水量合适 小麦才长得好 这块地水量不合适 所以小麦长得不好 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 46 2020年1月24日星期五 演绎推理的逻辑形式对于理性的重要意义在于 它对人的思维保持严密性 一贯性有着不可替代的校正作用 这是因为 演绎推理保证推理有效的根据 并不在于它的内容 而在于它的形式 演绎推理方法是一种必然推理 只要前提为真 结论就必然为真 故而 演绎法的基本作用在于 逻辑证明 第三章马克思主义科学技术方法论 47 2020年1月24日星期五 伽利略的 归谬法 M1 M2 V1 V2 V3 M1 M2 V3 V2 V3 V2 第三章马克思主义科学技术方法论 48 2020年1月24日星期五 例 苯的环形结构 19世纪上半叶 人们从煤焦油中分离出苯 萘 甲苯等 接着开始用这些芳香族化合物合成香料 迫切需要弄清其结构 当时人们提出了链状结构模型 但是不能解释一些实验事实 经化学分析 苯分子由6个碳原子组成 按照传统的观点 这些碳原子构成链状结构 由此可以推出存在多种不同的二氯苯 但是实验表明 只有3种不同性质的二氯苯 为什么 第三章马克思主义科学技术方法论 49 2020年1月24日星期五 在直链的假设下 至少存在如下9种不同的二氯苯 第三章马克思主义科学技术方法论 50 2020年1月24日星期五 经过长期的探索 1865年德国化学家凯库勒突发奇想 提出一个环形结构假说 认为苯分子具有六角形的形状 由此可以推出恰好应当有3种二氯苯 化学实验证实了上述推论 确立了苯的环形结构学说 ClClClClClCl 第三章马克思主义科学技术方法论 51 2020年1月24日星期五 爱因斯坦说 理论家的工作可分成两步 首先是发现公理 其次是从公理推出结论 哪一步更难些呢 如果科研人员在学生时代已经得到很好的基本理论 逻辑推理和数学的训练 那么 他走第二步时 只要有 相当勤奋和聪明 就一定能够成功 至于第一步 如何找出演绎出发点的公理 则具有完全不同的性质 这里没有一般的方法 科学家必须在庞杂的经验事实中间抓住某些可用精密公式来表示的普遍特性 由此探求自然界的普遍原理 第三章马克思主义科学技术方法论 52 2020年1月24日星期五 请注意 经验事实 这几个字 它们表明了公理必须来自客观实际 而不能主观臆造 否则就有陷进唯心主义泥潭的危险 爱因斯坦的方法既然主要是演绎的 所以他特别强调思维的作用 尤其是想象力的作用 数学才能 这是演绎法所必不可少的 第三章马克思主义科学技术方法论 53 2020年1月24日星期五 演绎推理是严格的逻辑推理 一般表现为大前提 小前提 结论的三段论模式 即从两个反映客观世界对象的联系和关系的判断中得出新的判断的推理形式 演绎推理的基本要求是 一是大 小前提的判断必须是真实的 二是推理过程必须符合正确的逻辑形式和规则 演绎推理的正确与否首先取决于大前提的正确与否 如果大前提错了 结论自然不会正确 第三章马克思主义科学技术方法论 54 2020年1月24日星期五 演绎法的局限性 演绎推理结论的可靠性受前提制约 前提的可靠性在演绎逻辑的范围无法解决 演绎方法是一种创造性较小的方法 结论包含的前提中 结论所提供的知识不会超出前提的范围 第三章马克思主义科学技术方法论 55 归纳和演绎的相互关系 归纳是演绎的基础 归纳获得的结论可以成为演绎的前提 演绎是归纳的指导 演绎得出的结论可以成为进一步归纳的事实来源 恩格斯 归纳和演绎 正如分析和综合一样 是必然相互依赖着的 人们不应当牺牲一个而把另一个捧到天上去 应当设法把每一个都用到该用的地方 而人们要能够做到这一点 就只有注意它们的相互联系 它们的相互补充 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 56 三 数学方法 数学是专门研究量的科学 它撇开客观对象的其它一切特性而只抽取各种量 量的变化以及量之间的关系等等 在抽象的 纯粹 形态上进行研究 研究的成果刻划出客观世界的量的规律性 并且不断总结出种种在量之间进行推导和演算的具体方法 因此 数学必然成为人们从量的方面去认识事物的有效工具 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 57 用数学方法研究问题 就是要根据所研究对象的质的特点 分别地或综合地运用各个数学分支所提供的概念 方法和技巧 去进行数量方面的描述 计算和推导 从而对问题作出分析 判断 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 58 数学方法的作用 1 为科学研究提供简洁精确的形式化语言 许多自然科学定律都可表示为简明的数学公式 在电动力学中 用一组偏微分方程 麦克斯韦方程 概括地描述了经典电磁理论的全部基本定律 进入微观物理世界 则可用泛函分析中的希尔伯特空间和算子表达量子力学的量的关系 等等 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 59 2 有助于思维作出科学预言 发现新事实 新规律 如 法国天文学家勒维烈发现海王星不是依靠观测而是来自量的演绎的结果 恩格斯说 门捷列夫不自觉地应用黑格尔的量的转化为质的规律 完成了科学上的一个勋业 这个勋可以和勒维烈计算尚未知道的行星海王星轨道的勋业属于同等地位 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 60 3 为科学研究提供推理工具和抽象能力 数学中的命题 公式都要严格地从逻辑上加以以证明以后才能够确立 数学的推理必须遵守形式逻辑的基本法则 以保证从某一前提出发导出的结论在逻辑上是准确无误的 所以 运用数学方法从已知的量和关系推求未知的量和关系时 就具有逻辑上的可靠性 在自然科学的理论研究中 数学方法是一种有效的进行推理和逻辑证明的工具 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 61 第二节科学技术活动的方法 科学实践的方法科学观察科学实验技术活动的方法技术思维的特点技术活动的方法技术构思技术发明技术实验技术预测技术评估技术研发活动的方法论原则 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 62 一 科学实践的方法 在现代的科学研究条件下 一个相对完整的研究过程主要包括以下环节 确定科研选题 获取科学事实 进行思维加工 实践检验论证假说和建立理论体系 其中科学观察和科学实验是科学实践的基本形式 也是获取科学事实最基本 最普遍的方法 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 63 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 64 135 科学事实 1 科学事实的含义定义 科学事实是指人们对所观察到的客观存在的事件 现象或过程所做的真实的描述或记录 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 65 135 三种事实的比较 客观事实 在时空中客观存在的事件现象或过程 客观事实具有客观性 可以被感知和被认识 但本身不是认识 无对错之分 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 66 135 经验事实 人们用科学语言对通过观察 实验而被感知的客观事实所做的描述和记录 也可以说是客观事实在符号系统中的表征 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 67 135 问题 1 科学事实与客观事实有什么不同 2 科学事实与经验事实有什么不同 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 68 135 解答 1 客观事实是科学事实的基础 是科学事实反映的对象 科学事实是客观事实在人脑中的反映 是认识范畴 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 69 135 2 科学事实也属于经验事实的范畴 但不是所有经验事实都是科学事实 经验事实有可错性 只有那些经过鉴定 被认为是对客观事实的真实或正确反映的经验事实 才称得上科学事实 眼见为实 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 71 135 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 72 135 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 73 135 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 74 135 比泽尔德幻觉 图中所有的红色看起来都一样吗 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 75 135 柱子是圆还是方 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 76 135 你看到了什么 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 77 135 能看出狮头在哪儿吗 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 78 135 两个人的未来 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 79 135 你能看到几个脑袋 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 80 135 心理压力测试图 2020 1 24 自然辩证法 第四讲 81 135 人们的心理都在不同程度的发生着变化 欲望随机而起 经心理测试证明 上面的图片与每个人的心理承受力有关 你的心理承受力越强 图片转动越慢 美国曾经以此作为犯罪嫌疑人的心理测试 他看到的图片是高速旋转的 而大部分的老人和儿童则看到的是 这幅图片是静止的 请大家自己为自己做一下测量 看你的心理承受力有多大 以待自己更好的调整心态 眼见未必实 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 科学事实的获取方式 1 科学观察的含义及其类型科学观察是人们在科学认识中用感官或借助仪器对客观事物进行有目的有计划的感知活动 科学观察两个最主要的特点 感知性 目的性 83 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 两种分类 a 自然观察和实验观察 b 直接观察和间接观察 84 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 感官的生理限制 视觉范围 可见光听觉20 20kHZ对空间时间的认识没有精确性人的感官容易产生错觉 85 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 2 科学实验 是指人们运用科学仪器设备 在人为控制或模拟自然过程的情况下获取科学事实的活动 与单纯的自然观察相比 科学实验是一种更充分体现人是主观能动性的实践活动 能获得更丰富和更深层次的经验事实 86 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 观察者听命于自然界 而实验者则质问自然界 并且迫使自然界坦露她的秘密 法国科学家居维叶 87 实验具有以下三个特点和作用 1 简化和纯化自然现象恰当的实验方法可以排除次要的 偶然的 附属的因素 使对象呈现出简化的纯粹的属性 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 88 美国为检验关于几种相互作用的假说 在地下600米深处建造一个能容10000立方米纯水的大洞 目的在于从中寻找质子衰变的闪光 在这种条件下做实验就是为了排除宇宙射线和水中其他杂质的干扰 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 89 2 强化和再现自然现象实验由于是人工控制 可以使被观察的现象重复出现 以便核对和验证 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 90 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 在人为控制下 某些过程可以得到定向强化 创造出地球上难以出现的特殊条件 如超高温 超低温 超高压 超真空 超强磁场 超导电性等 在强化条件下 有可能发现前所未有的事实 91 如在接近绝对零度的超低温下 几乎所有的气体都被液化 某些材料具有无电阻 抗磁等超导性 在超高温下 电子脱离稳定轨道变为自由电子 中性原子变为离子 材料变为非固体非液体非气体的 等离子体 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 92 3 延缓或加速自然过程自然界有的过程非常短暂 如基本粒子的湮灭 有的过程非常漫长 如天体演化 生命起源 通过各种模拟实验认为地加速或延迟 以研究不同的自然现象 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 93 1953年 美国芝加哥大学研究生米勒用甲烷 氨气 氢和水混合成一种类似原始大气成分的环境 在真空中通过火花放电 一星期后得到了四种构成蛋白质的重要氨基酸 科学家在重水 延缓条件 中观察基本粒子的运动 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 94 实验的简单分类 按目的 1 探索和验证以质量 2 定性和定量从对象 3 直接和模拟 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 95 实验对对象的干扰作用 实验通过对研究对象的物质作用而认识对象 干扰作用是固有的 无法根除的 在经典物理学中 干扰作用原则上可以降低至忽略不计的程度 在量子力学中 干扰作用原则上必须考虑 测不准原理 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 96 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 97 135 启示 重新审视人与自然的关系 主客体不可分割 什么是科学研究的对象 并非外在于人的纯客观世界 而是人类所建构的自然 是人化的自然 回到马克思主义的源头 从实践的观点理解新唯物主义 而非静观的唯物主义 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 3 观察实验中的认识论问题 有纯粹客观的观察吗 观察 实验与理论的关系如何理解观察的客观性 观察实验中的机遇问题 98 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 观察和理论的关系 1 纯观察说2 中性观察说3 观察渗透理论4 观察依赖于理论 99 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 纯粹观察说 培根认为观察是一种纯粹的感官活动 不受任何理论的影响 在观察中应该排除任何理论的影响 进行纯粹客观的观察 如果某人的视网膜上有正常形成的太阳映像 则他就看到了太阳 100 你们要象小学生那样坐在事实面前 准备放弃一切先入之见 恭恭敬敬地照着大自然指的路走 否则 就将一无所得 赫胥黎纯观察说实质上是把观察等同于纯粹的生理反应过程 把观察看做类似于摄影机镜头的物理成像 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 101 中性观察说 逻辑经验论者使纯粹观察说更进一步 他们提出中性观察说 认为科学中存在两种语言 观察语言和理论语言 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 102 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 观察语言是对描述观察结果的准确工具 理论语言从观察语言而来 借助于一定的语义规则 用来 指称不可观察的事件 事件的不可观察的方面或特点 103 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 观察渗透理论 汉森的 理论负荷说 观察并非只是感官对观察对象 刺激 的消极反应 而是受到观察者的理论影响和支配的 104 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 开普勒和第谷一起在高山上观察日出 第谷看见的是太阳从固定的地平线上冉冉升起 而开普勒看见的却是静止的太阳底下滚动着的地平线 105 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 请思考这个问题 A和B可以相互转化 B在沸水中生成C C在空气中氧化成D D有臭鸡蛋的气味 请问A B C D分别是什么 106 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 理论负荷的观察 观察不仅是拥有视觉经验 而且也是拥有视觉经验的方式人们能够获得关于同一物理状态的相同视觉映像 但是具有不同理论背景知识的人们对这一视觉图象可以有着不同的组织方式或理解 107 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 观察中渗透着理论 1 观察不仅是接收信息的过程 同时也是加工信息的过程 2 特定观察者的背景理论知识特定时期的科学发展3 理论渗透在观察陈述的表达之中 观察陈述是用语言表述的 而语言总与特定的科学理论联系着 108 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 理论何以影响观察 1 理论在观察中发挥定向作用观察过程为科学理论所渗透 观察过程中背景理论的可靠性影响观察可靠性 科学理论背景的转换有助于科学事实的发现 109 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 2 理论在观察中发挥加工改造作用观察者的背景经验 信念也会影响观察的过程 观察者的经验 所受到的训练 观察者的预期 先行于观察的信念 110 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 3 但是 被观察对象始终是客观存在 是第一性的 不会因为观察者的主观因素不同而改变 观察结果的内容是客观的 完全依赖于理论的观察也不存在 111 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 观察完全依赖于理论 看到 理解为 解释成 观察对象的内容具有客观性 是第一性的 112 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 请看下图 113 实验与理论的关系 最近兴起的科学实验哲学提出 实验有自己独立的生命力 实验并不是理论的附属品 在科学发展中 基于科学实验的实践性 实验比理论具有更加基础的地位 实验的新发现不断推动理论的进步 当然 理论一旦建立 也会规范着实验 为实验的设计提供指导 使得实验更具理性色彩 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 114 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 2 观察的客观性 观察的客观性是指观察陈述能真实反映观察对象 很多情况下 对象的属性并不直接显露出来 或由于感官局限不能直接接触对象 因此要通过科学实验利用仪器来观察 115 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 对象通过仪器表现的性质 既有对象自身的信息 也有仪器对对象的作用 观察的结果不是纯粹的客体信息 如果我们要求这时的客观性是指与主体的活动无关的纯粹的客观性 是不容易实现的 116 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 故 观察的客观性只是指观察陈述要真实地反映实验结果 即真实地反映在一定的认识条件下 客体所表现出来的性质与规律 117 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 如何保证观察结果的客观性 1 观察过程和结果可以重现2 消除可能影响观察客观性的各种主观因素的影响3 尽可能使用先进的仪器设备和观测技术 118 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 3 观察实验中的机遇问题 科学是一种有目的有计划的认识活动 这种活动在一定理论指导下进行 既有主观性 又有不确定性 意外性 这种意外性有时会导致重大的科学发现 什么是机遇 就是一种有可能导致科学发现的机会和偶然事件 119 机遇的特点 意外性 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 如 瑞士化学家雄班在厨房里利用纤维素作原料合成其他巨分子实验时 弄洒了一瓶硫酸和硝酸地混合物 他抓起妻子地棉围裙去擦 然后把它放到炉子上烤 不料围裙 噗 地一声着起火来 烧得干干净净 但是没有发生浓烟 受这一意外地启示 发明了威力巨大而又无烟地烈性炸药 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 120 部分意外性 指结果时意料之中的事情 但发现这一现象的方式 时间或场合确是意外的 众里寻他千百度 蓦然回首 那人却在灯火阑珊处 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德混合物掉在火炉上 出乎意料地发现这种混合物地良好性能 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 121 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 如何理解机遇 1 机遇是偶然性与必然性的结合2 机遇的出现反应的人类认识的局限性3 机遇往往只为最后的科学发现提供线索而非完整的答案 122 2020年1月24日星期五 第三章马克思主义科学技术方法论 把握机遇的条件 深厚的理论功底踏实的工作作风开阔的头脑 自由的心灵具有敏锐的观察能力和识别能力 机遇偏