自然辩证法是一门自然科学.doc

自然辩证法是一门自然科学、社会科学与思维科学交叉的哲学性质的学科，它从自然观、认识论、方法论与价值观方面，研究科学技术与社会的关系。是科学技术研究的理论基础。对科学技术的哲学研究有别于科学技术自身的研究。科学技术把天然物或人工物作为研究对象，通过科学抽象揭示它们如何存在、如何演化，进而对它们进行理论解释和行为预测。属于实证性研究，其目的在于获得经过确证了的规律性知识。科学技术的哲学研究则把科学技术本身作为对象，探究科学技术中运用什么样的观点看待世界以及这种观点的合理性，探究科学技术究竟在社会生产和社会生活中发生了什么效应以及这种效应的价值。属于哲理性研究，其目的在于促进科学技术的自我意识和哲学反思。通过这种反思，科学技术对自身的发展方向会更加明晰，社会公众对科学技术的社会价值和社会定位的理解也会更加准确。在马克思主义理论中，系统地对科学技术进行哲学反思的工作是由恩格斯的著作开创的（爱因斯坦和波普尔的评价）。在欧美诸国，对科学技术的哲学研究则在自然哲学、科学哲学和技术哲学的名义下进行。不同学派观点林立，但所关注的问题大致相同，所提出的观点也可以相互补充。恩格斯代表着世纪的一种自然哲学和科学哲学，世纪的自然哲学、科学哲学和技术哲学则包括着自然辩证法在当代条件下的发展。都属于对科学技术的哲学反思。学科性质、与哲学的关系：共同点：内容一致，视角一致（一般规律，整体研究）不同点：抽象程度不同 、与科学的关系共同点：对象一致不同点：视角不同（实证研究，形成思想；哲理研究，形成反思）一、恩格斯的著作自然辩证法年，他致信马克思阐述了用运动形式相互转化的观点对自然科学中的重大发现进行哲学分析的思想，这封信被看作是恩格斯写自然辩证法的初步纲领。一运动形式相互转化的自然观、社会历史条件工具机（纺织机）和动力机（蒸汽机）所奠定的机器大工业和产业革命，加工业取代农业成为主导产业。既向科学提出了新的需求（提高效率开拓市场），也是科学提供了新的事实（生物化石），更为科学提供了新的研究工具（精密仪表）和交流手段（科学语言），从而使科学取得长足发展。、科学前提（）康德（）和拉普拉斯（）关于太阳系起源的星云假说。（）莱伊尔（）提出的关于地貌演变的均变假说。（）焦耳（）和迈尔（）提出的关于功热电磁相互转化的能量守恒与转化定律。（）维勒（）从无机化合物氰酸铵合成尿素的实验。（）施旺（）和施莱登（）的细胞学说。（）达尔文（）的进化论、基本要点（）从运动的物质承担者，运动的表现和运动的规律性相统一的角度，概括出基本的运动形式。机械运动：物体，接近和分离的位置运动，力学规律物理运动：分子（以太），收缩或膨胀、吸引或排斥的物理变化，热学和电磁学化学运动：原子，化合或分解的化学运动，化学规律生命运动：蛋白体，同化或异化，遗传或适应之类的生命过程，生物学规律运动形式对应着特定的运动规律，而特定的规律又对应着相应学科，因而主张把运动形式作为科学分类的原则。（）运动形式相互转化。机械运动借助摩擦和碰撞可以转化为热光电磁等物理运动；物理运动超过一定物理常数的情况下会带来内部构造的变化，即化学运动，当化学运动造成蛋白体出现时又转化为生命运动。所以在科学的衔接点上，可望取得最大的成果。（学科交叉边缘地带）（）运动形式转化中存在着能量的守恒和质的不灭关系（每种运动形式既有转化为其他运动形式的能力，也包括着转化为其他运动形式的条件）。（）运动形式按复杂程度可分为简单的、低级的和高级的运动形式。高级运动形式包含着低级运动形式（下向分支），但不归结为低级运动形式，低级运动形式可以演进为高级运动形式（上向分支），但它本身不是高级运动形式。二假说和实验相结合的科学科学方法论近代自然科学初期：实验与数学结合，这种方法对研究既成事物的既定运动是有效的，而对于研究演化过程和起源关系往往力不从心。而假说则是以远离经验为代价而换得对现象更深刻的理解。、科学在发展形式就是假说，假说是科学从经验向理论过渡的思维形式。、假说既要有实验观察事实作为基础（以前理论无法解释的事实），又需要新的观察事实进一步确证，以便纯化，修正或取消。、假说相互排挤和迅速更替，意味着科学认识在错综复杂的曲线上发展。三科学是一种社会现象：社会生产是科学发展的动力；科学发展又推动着社会的变革。二、世纪的自然哲学、科学哲学和技术哲学相对论、量子力学和系统理论的兴起，使自然科学取得了实质性进展。与此同时，技术也突飞猛进。（生物物质时代）。一自然哲学由于当时科学和哲学未曾分化，古代自然哲学既包括关于自然本质、自然本源、自然图景等形而上学设定，也包括关于自然现象、自然过程等经验性知识，而且往往用形而上学性质的设定来直接解释和校正来自经验的知识。贝塔朗菲的系统论：系统科学，系统技术和系统哲学（系统本体论，系统认识论和系统价值论）。海森伯的：现代物理学触及实在空间和时间等基本概念，它们存在着老传统和新传统的冲突，只能从哲学层面上才能解释现代物理学精神。自然科学长足发展时代，自然哲学存在的必要性：、科学问题的前沿探索需要某种哲学信念作为前提假定。、科学的进步又会强化、淡化乃至改变一些哲学信念。一方面哲学信念引导科学发现，另一方面，科学发现又会修正以至改变哲学前提信念。、研究内容上，把蕴含在科学基本概念和基本理论中的科学思想作为研究重点。其提供的知识是关于用什么样的观点来研究自然界的知识。、在研究方法上，自觉地把科学中已确认了的理论知识作为基础，并在此基础上进行哲学抽象。、在研究群体上，大量有成就的自然科学家加入其中，由此开始了哲学家与科学家在自然哲学问题上的对话。二科学哲学科学哲学只有在近代自然科学兴起后才出现。毕达哥拉斯和亚里士多德有过关于科学认识的一般特点以及关于科学认识的一般方法的见解。近代科学产生后，一方面形成大量实证知识及其体系；另一方面同时发展了获取知识、解释知识、评价知识、整理知识的众多活动方式和研究方式。对科学知识及其体系的哲学研究属于自然哲学；而对获取知识的活动方式和研究方法的哲学研究，则是科学哲学的侧重点。三技术哲学过去没有一是因为在现实上人们对现代技术只是满怀热情的接受，没必要探讨；二是因为在思想上技术被看作是手艺，不值得哲学来研究；三是因为在历史上技术哲学缺少根深蒂固的哲学传统。二十世纪技术哲学兴起的原因：、新技术产生了不可忽视的负效应；、与新技术的巨大社会效应相关，社会对技术的评价和控制越来越重要；、世纪新技术是科学理论取得突破性进展后自学应用于技术开发的结果。三、科学技术哲学的研究领域世纪的自然哲学、科学哲学和技术哲学虽然是在不同思想来源和研究重点下分别发展起来的，然而，内容上的交错和观点方法上的借用，又使它们相互渗透，很难划出严格的边界。尤其值得注意的是，它们都逐渐把整体性作为一种方法论原则而确认下来。表明，把科学技术作为一个整体进行哲学研究是适宜的。事实上，世纪下半叶科学技术发展的一个重要趋势，正是科学技术的一体化。首先，科学知识和技术知识在相互贯通。其次，科学活动与技术活动在相互结合。再次，科学组织和技术组织在相互渗透。一研究范围、对科学知识和技术知识进行本体论抽象自然观古代本体论的具体内容虽已过时，它提出的问题却需要不断探讨。科学理论中所蕴含的对研究对象的基本观点被抽象为科学思想。其中往往包含着对对象世界如何存在、如何演化的理解，由于普遍意义可以称为自然观。、对科学和技术研究活动进行认识论和方法论抽象科学技术方法论既不对科学技术研究的具体方法作简单的枚举归纳，也不对认识过程作思辨式的臆想猜测，而是密切关注科技研究的具体实践，并以此为基础进行认识论分析。普朗克现象。、对科学技术与其他社会现象之间的关系进行价值论抽象科学技术观二、学习科技哲学的意义、体验方式：从科学素养培养层面。、观念框架：从科技战略、科技政策制定和执行。、理解方式：从科学技术研究过程层面。第一章科学与技术第一节科学关于科学性质的共识科学是不断深化的关于客观世界的正确反映的知识体系。存在方式科学是产生知识体系的活动体系。发展过程科学还是一种社会建制。社会存在方式。一、科学知识及其体系广义知识（Scientia-Science）：包括人们以各种方式认识自然和社会所获得的认识成果，包括对各种自然现象和社会现象的解释。狭义知识(Knowledge)：特指科学知识，即人们以科学的研究方法所获得的对自然及社会现象的系统化的知识体系。一科学知识和非科学知识神话解释、宗教解释乃至艺术解释和自然哲学解释往往从预定的信念出发，采用隐喻、比附等方式说明现象（非科学知识）；而科学解释则有确定的形式，确定的内容和确定的推理过程（科学知识）。加拿大科学哲学家邦格的知识体系：知识（认知域）二实证科学知识的特点实证知识一般不包含价值判断，只研究对象本身的内在规律，并根据这些规律，分析对象的行为，预测对象的趋势。非实证知识中的相当一部分如规范性知识，是以一定价值判断为基础，分析什么样的对象符合这些标准，以及如何才能符合这些标准。实证性知识回答“是什么”“为什么”的问题，规范性知识回答“应当是什么”“应当如何做”的问题。自然科学提供实证性知识，而社会科学和人文科学中所包含较多的是规范性知识。真理性：其一是指科学知识本身就是真理，或者是具有向真理逼近的性质；其二是指某一科学知识可能最终被证明不是真理，但它是追求趔过程中的一个环节，具有追求真理的使命，尽管它可能被证伪。合理性：首先，在经验上具有严格的可重复性、可预言性；其次，其逻辑体系是严密的。进步性：后一种理论比前一种理论更仔细地更详尽地描述或说明同样的事实；后一种理论通过了前一种理论通不过的检验；后一种理论对前一种理论具有完全的包容性、能解释前一种理论所能解释的一切事实，还能解释并预言前一种理论不能解释和预言的新事实。共享性：自然科学的内容及其利用有公共性和公享性。非实证知识自有其在调节情感、意志方面的价值。三科学知识体系及其演化序列比较成熟的学科，都是由事实、概念、定律、理论所构成的结构化知识体系。（其一，理论与经验相联结，从而具有可检验性；其二，理论知识之间有内在逻辑关系，从而带有一定程度的演绎性质。这种结构化使其比字典等更具有易理解、易记忆、易传授、易提取的优点）。准科学：不成熟的科学。概念的不确定性；思想内涵浅。前科学：经验性定律和表征性理论得以出现。诸学蜂起，百家争鸣。持之有故，各不相让。常规科学：带有某种确定的科学规范的知识。其存在形态基本上是稳定的、内涵丰富的知识体系。争论只在细枝末节上。后科学：体系化极强的科学发展阶段。把常规科学中发现的规律更加数学化、理论化。完全排它。它又是孕育科学革命的阶段。所谓科学危机正是后科学僵死的信条与新科学事实之间激烈冲突的结果。二、科学活动及其原则一科学活动的基本目标解释存在、预言未来。解释存在是对现象和过程做出合乎规律的说明。合乎规律意味着将一般规律作为解释前提，把被解释的现象看成规律在特殊条件下的表现。科学解释的前提：其一，解释项与被解释项必须是逻辑相关的，或者说解释项与被解释项一定要有必然联系；其二，构成科学解释的陈述必须是可检验的科学定律，以及可观察的现实条件。预言未来是提出将会出现的可观察到的某种事件的必然性或概率。科学预言比经验预测具有较大的可靠性。两种类型：一种是对客观存在却尚未发现的事物或现象的预见。另一种是对在具备一定条件时必然要发生的现象的预见。二科学活动的基本原则真理在古希腊时意谓真知，即绝对正确的终极知识。现代科学所说的真理，则指的是客观性知识，即能够描述、解释、说明自然界本来面目并能预言自然界发展趋势的知识。科学活动成果的“真”。科学活动过程的“真”。科学活动发展的“求真”。三科学活动的基本矛盾科学实验与科学理论。科学实验是检验和评判科学理论的标准。三、科学组织及其行为规范一科学劳动职业化：科学共同体科学劳动的特点：在性质上，是以脑力劳动为主的复杂劳动；在任务上，是面向未知领域的创造性劳动；在产品形式上，其成果是精神性产品。科学共同体的本质规定，不在于它的群体性或集体性而在于它的内部组织方式。群体性只表现了它的外部存在形态。其本质上是科学工作者按同一范式组成的集体。范式是指人们的科学认识活动中起指导和支配作用的理论框架或模式。二科学家、科学共同体的行为规范普遍主义。公有主义。利他主义。理性主义或有条件的怀疑原则。四、科学与伪科学的划界伪科学的特征是主观性、特设性、孤立性、神秘性与反规范性。第二节技术一技术的性质与形态在改造自然界的生产劳动中运用的知识、技能、物质手段和规则方法的总和就是技术。经验技术（古代社会中以手工工具和经验技能为主要内容的工匠技术）的特征：与知识发现的分离性（其一，技术中知识的含量较少；其二知识发现与技术发明失衡）；与生产过程的直接同一性。近代社会技术的革命性变革的表现：科学成为变革自然界的巨大精神力量。机器工具的出现使劳动手段发生了革命。所谓技术，是人类为满足社会需要，利用自然规律和自然界的物质、能量和信息，创造、应用和改进人工自然的知识、手段和技能、方法的系统。具有三个互相联系的方面：技术的操作形态（观念的技术和物化的技术）、实物形态和知识形态。二技术的知识本质现代技术是客观的、理论性的、社会性的。以科学知识为基础是现代技术的主要标志。现代技术的知识本质体现在：其一，以科学知识为根据、在多门科学知识基础上建立起来；其二，现代技术的实物形态和操作形态只有凝结了相应的技术原理知识之后，才能成为技术系统的有机部分；其三，技术的实施过程实现了知识的应用价值。技术知识同科学知识的区别：目的和任务不同：是什么、为什么和做什么、怎样做。知识形态不同。知识的评价标准不同：真理性评价和价值性评价。与社会的相关程度不同。知识表征方式不同：陈述性知识与程序性知识。二、技术研究活动一技术研究活动的基本目标创造天然物：从其来源和形成看，是人制造出来的人为之物；从其发挥作用的社会性质来看，它们是受人控制并为人服务的为人之物。（有时候会事与愿违）技术研究目标的实现（三个阶段）：制定计划，酝酿蓝图。使用工具运作阶段。在生产或生活中消费这些人工物，即物的使用。二技术活动的基本原则以求用为原则，达到对善的追求。这由技术活动的两重性决定的（自然属性和社会属性）。自然属性可以用优、劣、精、粗等技术指标衡量；社会属性则可用善恶标准来衡量。求用与求善在不同历史时期的关系：古代：功利性求用观念。善只与功利相关。近代：科学性求用观念；商品性求用性。善与经济性、科学性相关。当代：伦理性求用观念。善与功利、科学、经济、伦理全方位相关。三技术研究活动的基本矛盾技术目的与技术手段的矛盾。技术目的指为实现社会需要面对技术发展的方向和技术系统的功能所作的设定（必要性和可能性）。技术目的与技术手段的矛盾，通过发明创造新技术、新设备、新工艺、新的组织管理方式，或对原有技术的重组和改造来解决。三、技术的社会建制一技术研究开发机构它是将基础科学、技术科学的研究成果中带有应用性前景的项目进行商业开发的部门和组织，是科学技术向生产力转化的中介组织。两种主要形式：集约化的技术研究开发机构。（高技术开发区、科技园、科学城、工业园等：硅谷，中关村），其共同点是以智力密集区为依托，以开发高技术和开拓新产业为目标，促进科研、教育与生产相结合，推动科学技术转化为生产力的综合性基地。相对独立的技术研究开发机构。（政府部门的技术开发机构，大学的技术开发机构，企业的技术开发机构）二技术开发的激励和保护技术专利、技术保密目的是保护技术发明和创新主体进行创新获得的利益不受模仿者侵犯。第三节科学技术的历史发展及当代科学技术系统一、从前科学到真正意义上的科学一科学的萌芽和文艺复兴二近代三次科学技术革命第一次科技革命的特点：科学进步开始先于技术进步，二者与生产的关系开始从生产需要技术进步理论发展的趋向，朝理论发展技术进步生产需要方向转变。第二次科技革命的特点：科学正进入比较成熟的阶段，技术进入知识本质阶段，科学直接带动技术进步，科学与技术对生产已悄仅起直接的推动作用，而且已经走在生产前面，起着指导作用。第三次科技革命的特点：科学理论突破（促进促进）技术创新（满足提出）新的生产需要。三科学技术发展的规律性、科学技术发展呈现出加速度增长的趋势。科技成果的增长速度不断加快。由于社会对科技投稿不断增加科学技术发展的规模也越来越大。科学技术在高度分化，高度综合的基础上，呈现出一体化发展趋势。科学技术发展的总进程表现进化和革命的辩证统一。一、小科学到大科学一大科学的标志、本质和特征小科学，就是指历史上那种以增长人类知识为主要目的，靠个人的财力、技艺和兴趣而选题的，以个人的自由研究为主要特征的科学。为科学而科学。，是科学的小生产方式。小科学到大科学转变的历史性标志是第二次世界大点期间的曼哈顿工程。大科学的本质特征：它是大规模社会建制化的科学，是科学技术高度社会化的产物。它是科学与技术一体化的科学，是科学技术化和技术科学化的产物。它是系统化、整体化的科学，是科学整体化和技术群体化发展的必然结果。大科学还是科技、经济、社会、环境协调发展的科学。二大科学观要建立大科学的系统观念。古代：朴素整体论；近代：分析论。要建立大科学的经济观念。要建立大科学的人才观念。要建立大科学的战略观念。要建立大科学的大协调观。一、代科学技术系统一科学技术一体化科学技术化是指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作为其辅助部分，这些辅助的技术活动，并非用于科学研究成果向在京技术领域的转化，而是服务于科学研究活动自身的需要。技术科学化有两重涵义：一是指已有的技术上升到技术科学并通过相应基础科学的指导，形成系统的技术知识体系，反过来完善提高已有的技术。二是指技术创造发明根据已有的基础科研成果而做出。科学技术连续体的形成。它是科学技术高度一体化的产物，是指某个领域科学与技术联结为从基础研究经应用研究和发展研究到实用技术的连续整体。两种途径：一是科学技术化与技术科学化两个过程相对展开，衔接后由于实践需要的推动而相互渗透融合而成；另一种是由于科学实验装置的技术原理符合某种实际需要，科学的技术化连续演变成新技术。科技一体化的进程对科学技术系统的影响：对科学与技术的研究方式及发展速度、价值取向产生了深刻的影响。科学技术生产的一体化形成互相促进的良性循环的机制。二当代国家创新体系弗里曼：国家创新系统是在国家内部系统组织及其子系统间的相互作用下，在公、私领域内形成的一种机构网络，它的活动目标是启发、引进、改造和扩散新的技术。纳尔逊：创新是由大学、企业等有关机构形成的复合体制，制度设计的任务是是技术的私有和公有两方面建立的一种适当的平衡。第二章当代自然观科学技术哲学中所讨论的自然观，是对科学技术知识进行哲学抽象而形成的观察自然界的基本观点。虽不能代替具体的自然知识，却能提供不同知识领域相互过渡的观念启发。第一节天然自然和人工自然原始人造工具和原始自然语言的出现的意义。如果把自然演化中自发形成的天然物总称为原生的第一自然（是人类社会的自然环境，既提供自然资源，又承受废弃物）；那么，对天然物进行有意识重组改造而形成的人工物，则可总称为次生的第二自然（是社会生产和社会生活正常进行的内部支撑条件）。一、科学所认识的天然物世界一宇观世界宇观世界是指恒星、星系、星系团、超星系等天体系统。相对论效应不可忽视，是广义相对论、星系动力学、宇宙动力学所研究的领域。世纪对宇观世界的重大进展，是发现了整个宇宙在不断膨胀着。据此提出了关于宇宙起源的大爆炸假说。二微观世界要要指原子、核子、基本粒子所构成的物理系统。波粒两象性相关的量子效应，是量子力学理论所研究的领域。二、技术所创造的人工物世界人工物是指人们有意识地运用技术手段重组天然物所形成的人工制品。人工物的两个序列：实物（满足物质需要，物质流和能量流，以其固有属性被直接使用）；符号（满足精神文化需要，信息流，以其指代意义被直接使用）。一人工物的实物序列生产资料：生产工具：工具机传动机动力机控制机智能机消费资料：基本生活资料，基本保健资料以及享受资料。还原资料：污水处理、净化除尘、工业和民用垃圾处理、殡葬掩埋等设施。二人工物的符号序列、作为人工物的符号：物理模式指代意义符号符形（物理模式）符义（指代意义）符码（指代规则）、语言符号和非语言符号语言符号包括自然语言和人工语言（科学语言、形式化语言、世界语）。它们都是由词素、词、短语、语法所构成的符号链。非语言符号首先指相似符，同时也包括标示符、肢体符、情感符等。通常是比较简单或比较模糊的符号约定，符形与符义的变化范围也较小。、符号的生产、存储和传输系统符号的生产主要在人的大脑中进行。当前的符号生产往往在人机系统中进行。符号的存储系统主要指脑外存储，它包括各种形式的数据库和图书情报网。符号的传输系统是指各种信息网络。（因特网已成为现代信息传输系统的典型形式）。三人工物所构成的物质流、能量流和信息流实物型人工物为人类的物质生产、物质消费和资源再生提供了物质条件，并通过生产活动、消费活动和资源再生活动的进行而构成社会中的物质流和能量流。承载物质流的是物质网络，如公路网、水路网、铁路网、空运网等。符号型人工物为人类交往提供了基本手段。通过交往活动，生产活动、消费活动、资源再生活动才能得到调节。这样，符号型人工物将进入社会活动的所有领域，构成社会中的信息流。其承载工具是信息网络，如数据网、电话网、有线电视网、计算机网等。这样，在人类的生产、消费、资源再生以及及活动中，人工物世界被塑造为信息流调节下的物质能量的社会循环。（）三、地球上人工物与天然物的复合一物质和能量的流动循环：天然物人工物天然物；天然的能量资源人工的一次能源、二次能源和终端能源耗散了的热能和其他能量。二低效用与高效用的重新组合：具有潜在效用的天然物具有高效用的人工物效用消失了的废弃物。（效用流）三可能性与可行性的有效统一：认识天然物创造人工物更广泛更深刻地认识天然物。（知识流）第二节物质联系的系统方式一、科学中的系统思想一对简单事物的研究：系统观念不必要简单事物由于相互关系简单，通过部分之间的线性叠加就能把握对象的整体。原子主义：重构成轻关系、重个体轻整体的思考方式。二对复杂而无组织事物的研究：系统观念不可少经典热力学的出现，要求调整思考方式：不再关注每个粒子的细节，而从整体上去寻找宏观量（不是粒子微观量的简单叠加，而是大量粒子相互作用所表现出来的宏观性质）。但经典热力学研究的是处于平衡态或最终回到平衡态的热现象和热过程，其最高成就是热二律。它虽强调了系统的不可逆性，但演化的方向却是使组织走向死寂。这显然是一种复杂而无组织的事物。三对复杂而有组织事物的研究：系统观念充分展开二、系统的规定诸种系统的共性：都由诸多要素构成要素之间存在着各种形式的相互作用相互作用的结果造成了整体特有的性能。这些整体性能表现在外部环境中。系统是在一定环境条件下由相互作用着的若干要素所构成的有特定功能的整体。一要素从原则上说，凡是构成系统的组分和组元都可以称为要素。但在一定分析水平上，要素特指系统的基本组元，而不进一步追溯这些组元又由哪些组分构成。要素总是带着特定属性进入系统的，但对其只做描述性分析。对要素而言重要的是其属性，能接受什么输入提供什么输出，可建立什么关系，至于具有这些属性的实体是什么并不重要。只要满足相应的属性，都可以成为系统的要素。二结构结构是要素之间各种关系的总称。既包括形式性的数量关系、空间关系、时间关系，更包括实质性的交互作用关系。相互作用是通过物质、能量、信息的交换而实现的。结构本质上是要素之间的物质能量信息的交换方式。结构意味着差异非平衡和对称破缺。三环境环境分析与分析水平有关。一般情况下，系统的环境指直接与系统发生相互作用的诸因素。也即系统的环境主要指工作环境、小环境。环境的作用相当于一种选择机制。结果是特定环境中才会出现特有系统。环境对系统的选择作用意味着控制系统行为的一种重要方式就是控制环境。（软控制）四功能功能是系统与环境相互作用中所表现出的整体性能。它是在一定环境下系统整体所具有的属性。功能与要素有关。要素的属性不同或数量不同都会影响系统的功能。然而功能不能简单还原为要素属性的叠加。要素通过结构影响功能。结构对功能的承载并不具有单值对应的性质。究竟哪些功能成为现实还取决于系统与环境的相互作用。即结构蕴含着功能的可能性，环境则把可能变为现实。结构是内部根据，环境是外部条件。二、系统中的新质突现系统概念的要义是强调有物质、能量、信息交换从而造成新质突现的关系。只有在这种关系中，系统才会具有表征其整体特性的功能规定。新质突现的外部条件由系统的环境提供，新质突现年内部根据则来自系统中的相干性关系。一独立性与相干性相干性是指，每个要素的活动方式不仅与自己相关，更与其他要素相关。其一，相互影响。其二，长程相干。其三，反馈调节。二基于相干性的新质突现其一，约束限制。其二，协同一致。统的稳定性一稳定与涨落稳定性是对涨落的不变性。涨落是指瞬时值对平均值的偏离。定态对涨落的反应有三种形式：涨落随时间而放大，定态一去而不复返（不稳定态）；涨落随时间而衰减，定态能够复原（渐进稳定态）；涨落在定态容许的范围内随时间而振荡，定态能够保持（稳定态）。二稳定性的形成稳定性归根到底来自系统中的相互作用以及系统与环境的相互作用，从而是系统的整体性质。三稳定性的范围微涨落与巨涨落。四稳定性的效用分析第三节物质系统的层级结构层级思想提供了一种理解复杂系统的基本方式。即把复杂系统看成逐层构成的大系统，整个系统的组分也许很多，但每层所包括的子系统却数量不大，研究这数量不大的子系统及其相互作用就可获得对复杂系统的基本理解。一、层级结构的特点层级结构的要点：层级结构是由下而上逐级构成的结构；层级结构是层层相干、层层有新质突现的结构。层级结构的主要特点是，逐级构成所带来的逐级递进以及逐级相干所带来的逐级集约。这两个特点的实现都依赖于一种内部机制：层级结构中结合度逐级递减。二、层级结构的结合度一结合度及其递减趋势结合度泛指相互作用的强度，可以用势能、结合能、键合力、信息量加以计算。二结合度递减的存在论意义三结合度递减的进化论意义三、层级结构中的信息流一信息及其逐级集约狭义的信息特指消除人们认识上不确定性的东西。信息逐级集约意味着高层系统形成所需要的信息条件不仅低层系统严格，把而较为宽松，也较为容易得到满足。二信息逐级集约与行为逐级控制集中控制、分散控制、递阶控制三信息逐级集约与问题逐级简化四、层级间的因果链因果链是指因果关系的传递方式。长程链、复合链和反馈链。一上向因果链与递进性解释特创主义。二下向因果链与扩展性解释第四节物质系统的演化一、演化及其不可逆性一演化图景总星系的起源和演化。恒星的演化。地球的演化。生命的起源和进化。二可逆与不可逆系统从初始状态出发经过某种过程到达另一状态，如果存在着另一过程能使系统和环境完全复原，则原来的过程可逆过程。反之，用任何方法都不能使系统及其环境完全复原，则原来过程为不可逆过程。两个要点：其一，可逆与不可逆是刻画过程的概念。单一状态不存在可逆与不可逆问题。其二，可逆与不可逆是刻画过程可复原性的概念。不可逆并不意味其逆过程一定不会发生，而是说逆过程发生时所带来的环境影响不足以消除原过程所带来的影响，从而造成环境的变迁。可逆过程也不意味着其逆过程一定存在，而是说如果真有逆过程的话，它应当能使系统状态及其环境完全复原。三不可逆与演化的方向性时间之矢。二、演化的两种分支一序变有序程度的变化简称序变，用以表示不可逆过程的初态和末态在组织性上的差异。有热力学中，序变用熵增或熵减来表示。信息论中的信息等于负熵。协同学中，序变则用序参量的变化来表示。序变的实质是系统中相互作用方式的变化，是结构性的变化。自发进行的序变称为自组织。二序变的熵增分支熵增原理。三序变的熵减分支三、演化的根据与条件一演化的内部根据根据是关于演化趋势和方向的内部规定。相互作用是系统演化的根据。原因是：其一，相互作用中的物质、能量、信息交换是系统中动态过程得以进行的原因。其二，稳定了的相互作用方式是系统得以存在的原因。其三，相互作用中内含的要素结合方式是结构变换的依据，也是新结构得以出现的依据。系统中的相互作用分为线性相互作用和非线性相互作用。二演化的外部条件重要的条件之一是从外部不断获得物质和能量，即系统是充分开放的。缺乏外部条件从而处于平衡态或最终回到平衡态的系统。外部条件不充分从而处于近平衡状态的系统。外部条件充分从而处于远离平衡状态的系统。三演化的诱因条件诱因亦称导因。奇点效应和蝴蝶效应。引起重大结果微小原因称为诱因。引起系统向有序方向演化的诱因就是涨落。涨落在系统中有三种作用：涨落触发系统失稳。涨落导引分支选择。涨落孕育新结构萌芽。第三节生态自然观简述一、生态危机与生态自然观生态自然观是针对现代生态危机进行反思的结果。其核心是强调人与自然的协调，关注人类生态系统的稳定和发展。当代生态危机的表现：人口问题、资源问题和环境问题。生态危机是人与自然对立冲突的必然结果。机械唯物主义是基哲学基础。传统工业生产方式加深了人与自然的对立，是造成生态危机的最主要原因。工业社会高投入、高产出和高消费的生产消费方式把人与自然的对立推向高峰，造成人类生存困境。二、生态自然观的现代科学基础系统科学、环境科学、生态学的发展为生态自然观提供了现代科学基础。三、生态自然观与可持续发展战略生态自然观是可持续发展的指导观念，可持续发展是生态自然观的必然要求和实践形式。生态产业是各个产业部门中，以生态学基本原理为指导，以生态系统中物质循环、能量流动、信息交换规律为依据，以“自然社会经济”生态系统的动态平衡为目标，以生物资源与非生物资源为劳动对象与劳动资料，以现代科学技术为劳动手段进行的经济活动。第三章科学发现第一节科学研究领域科学研究领域是知识生产领域，它把外部的社会需求转变为研究课题，通过创造性的探索加工，形成各种科学成果，提供给社会。一、研究领域的内部构成一建制化的研究主体建制化主要表现为当代科学劳动需在分工协作中进行。其带来的结果是：其一，研究目标更直接地受社会需要的调节，个人兴趣爱好和心理特征仅在与社会需要相协调时，才易于得到满足。其二，研究主体的组织化程度不断提高，由带头人、骨干成员、一般成员所组成的研究梯队，已成为研究活动的基本单位。其三，研究成果的编码方式更加规范，经验性成果主要用事实、数据、图表、曲线等表征，理论性成果主要用概念、定理、理论体系进行凝结，在特定的研究实体中，甚至连表征成果的语言和符号都需遵循约定的规范，以保证内部交流的准确有效。二对象化的研究对象现实的研究对象是纳入研究活动之中从而与研究主体有信息交换的存在物。研究对象需满足两个要求：其一，实在性。其二，主体指向性。三客观化的研究中介研究中介是沟通科学研究主体和研究对象，实现二者相互作用的中间环节，是主体用以反映对象的条件和手段的总和，从而是科学研究领域的重要组成部分。科学研究中的工具和仪器。科学研究中的语言和符号。科学研究中的操作、运算和推理规则。二、研究领域的活动结构研究领域在外部需要的导引和激励下，进行着以先行知识存取为背景的评价、操作、编码活动，各种形式的科学发现均是在这些相互关联的活动中取得的。其中，评价活动生成研究计划并按计划对研究活动进行调节；操作活动对各种信息进行转换加工生成新的结果；编码活动则把操作结果凝结起来成为可评价可交流的新知识；而这些活动中都包含先行知识的存取和运用。一驱动评价结构其主要作用是：启动研究领域，拟定研究计划、调节研究过程。其中心环节是评价活动。真理性评价和价值性评价；验前评价和验后评价。二操作运演结构其主要作用是：加工转换信息、进行创造性探索。其中心环节是操作活动。操作的五因素：操作目标，操作动作及其结合，传递主体动作的各种中介物，操作对象，操作所引起的对象改变。物理操作（观察和实验）和思维操作（逻辑运演和非逻辑运演）。三编码映射结构其在功能上是操作运演结构的延伸。其主要作用是：对操作结果进行编码、释义，以便在主体中复制和再现对象。在形式上是用各类符号将操作结果凝结起来。实质上却是形成关于对象的映象。可分为经验编码、理论编码和预编码。四存储提取结构这是由各种知识、观念、情报、信息之间的关系所形成的功能性结构。其主要作用是记载已获得的科学研究成果并随时提取出来用物操作、编码和评价过程。三、研究领域的知识生产一知识生产的特点、生产过程的充分创新：结果的创新性和过程的创新性。、生产资源的永续利用。、生产能力的自行增加：马太效应。二知识生产能力、研究队伍的集团研究能力。外在指标：年龄结构、代谢速度和专业构成。内在指标：选择研究目标的能力、进行创造性探索的能力以及作出多层级反映的能力。、实验技术装备的质量。、“图书情报”系统的效率、科学劳动结构的最佳程度：科学队伍的流动性；实验技术装备系统的变换性；图书情报系统的交流性；科研经费的灵活性。、再教育的水平。第二节科学发现的基本环节两大环节：通过操作和编码以作出发现；通过评价以验证被发现结果的真理性。一、归纳主义方法论与假说演绎方法论方法论是指关于科学方法之间如何关联、渗透和耦合的结构性见解。一归纳主义方法论科学研究始于观察。归纳方法是从经验事实中发现普遍原理的基本方法。理论的确认是在演绎结论与经验事实的对照中实现的。二假说演绎方法论它与归纳主义方法论的主要区别是：、在研究起点上，归纳主义强调观察和经验事实，而假说演绎方法论则认为观察需在理论指导下进行，没有中性观察，也没有纯客观的经验事实。因而，驱动研究的主要因素是问题。、在提出理论（或假说）的方法上，归纳主义强调归纳方法的重要性，而假说演绎方法论则认为纯粹逻辑方法难以作出创造性发现，应发挥自由想象的作用。、在理论（或假说）的检验上，归纳主义强调用经验进行确证（乃至证实），而波普尔等强调证伪。二、解释一科学解释及其类型科学解释是对被观察现象作出合乎规律的阐明，即把现象涵盖在某种规律起作用的范围内，从一般性的规律中说明个别现象为什么如此出现。演绎性解释。概率性解释。功能性解释。结构性解释。起源性解释。二解释的逻辑模型三解释与发现的相关性对解释的大前提知之不多，需通过发现过程完善规律语句集。对规律起作用的条件知之不多，需通过发现过程完善先行条件集。有时解释的困难并不在于规律语句集、条件语句集或被解释语句集不具备，而在于如何从前提推演出结论的逻辑推导过程不清楚。这时，运用各种方法建立从前提到结论的逻辑桥梁，就成为科学发现的主要内容。当解释前提已知，而被解释现象求知的情况下，解释模型变成了关于新事实的预言模型。三、验证验证是指对各类发现进行真理性评价的过程及其结果。一逻辑判定与实验验证逻辑判定是指通过逻辑分析来判断发现的真假，具有前验性质。实验验证是指通过观察和实验取得经验事实，用以和科学发现进行对照，以判别发现的真伪。二实验验证中的证实与证伪判决性实验：两个相互排斥的假说如果在某种条件下能推出恰好相反的预言，那么，在这种条件下所作的实验就有判决性，可以充分肯定一个真另一个假。证实与证伪的关系：、把实验验证看成多次反复的过程，而不是一次性行为。、要持分析态度。、要注意验证的相对性和绝对性。第三节科学问题和科学事实一、科学问题及科研选题一科学问题的规定科学问题是指一定时代的科学认识主体在当时的知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而尚未解决的矛盾。（历史性，指向性，可解性。）科学问题的结构要素：问题域；求解目标；应答域；背景知识。二科研始于问题科学问题的双重作用：问题的未知部分作为一类内部激励因素，驱动共同体去探索未知，解决问题。其二，问题的已知部分作为一类定向因素，导引共同体去进行创造性探索，把注意力集中在与问题有关的信息上，及早获得答案。前者可以称为驱动作用，提供的是动力刺激；后者可以称为导引作用，它提供的是选择框架。三课题及其选择科学无禁区，选题有约束。需要性原则。创新性原则。可行性原则。一般程序：二、科学事实及其获取一科学事实的规定和作用客观事实；经验事实和理论事实。经验事实测量系统测量系统概念符号科学事实就符合的要求：科学事实应该是个别存在的陈述。科学事实应可重复、可复核。科学事实应精确、系统。二科学事实的获取、观察方法它是认识主体通过感觉器官或借助于科学仪器，在自然发生条件下，有目的、有计划地感知客观事物，获取科学事实的一种科学研究方法。其特点是：其一，它是一种有计划、有目的的感性活动。其二，观察是在感性和理性的渗透中进行的观察。其三，它是在自然发生条件下或重复出现情况下进行的。其四，科学观察力求全面、系统，因此，具有长期性、连续性。观察就遵循的原则：客观性；系统性；典型性。、实验方法实验方法是人们根据一定的研究目的，运用一定的物质手段，在人为控制或变革客观对象的条件下获取科学事实的科学研究方法。其特点是：可控性；精确性；可重复性。其结构由实验者、实验对象、实验手段这三个基本要素构成。、模拟方法是以与研究对象有相似关系的模型为中介，通过对模型的实验研究将结果外推于原形的间接研究方法，是实验方法的延伸。物理模拟、数学模拟和功能模拟。三关于“观察渗透理论”其一，理论帮助选择观察实验对象，使之具有典型性。其二，理论帮助选择测量系统，使之具有对主、客体的适应性。其三，理论帮助处理观察实验结果，使之具有确定的理解。科学概念和科学定律一、科学概念及其制作一科学概念的特点和类型科学概念是事物共性的符号表征。其主要特点是：它在内容上刻画对象的共同性、一般性，而不是个别性、特殊性；因而在形式上不再是个别存在陈述，而是普遍陈述。表征外在共性的形成经验概念；表征内在属性的形成理论概念。空概念。二科学概念的规定和作用可确定性。可检验性。可变动性。三科学概念的制作抽取共同点集中思路，深入抽取本质理想地复制对象，即以本质一般为基点进行辩证综合，使本质向现象复归，将对象复制出来。二、科学定律及其发现一科学定律的特点第一，在语法形式上表现为普遍陈述。第二，表现为概念之间的不变关系。二科学定律的类型全称定律和统计定律。三科学定律的发现材料驱动发现理论驱动发现第五节科学假说和科学理论一、科学假说及其提出一科学假说的特点和构成严格地说，凡是基于一定科学事实并有背景理论支持的事实预言、概念假定、定律假定、理论假定，均可称为假说。科学假说是科学性与假定性的统一。二科学假说的作用其一，凝结已有认识成果，为新理论奠立基础。其二，提示新的实验，促进新理论形成。其三，有利于百家争鸣，活跃学术气氛。三科学假说的提出对科学假说进行验前评价的准则：包容条件。归并条件。可检验条件。为此，在提出假说时应遵循如下两个方法论原则：解释性原则和连接性原则。二、科学理论及其建立一科学理论的特点和结构化方式科学理论是经过实践验证的正确反映客观规律的科学知识体系。其内容方面的基本特征是：真理性；普遍性；系统性；逻辑性。其形式方面在构成上包括科学概念、基本原理和科学推论三类知识元素。科学理论中还包含着使结构建立起来的各种方法和工具，主要是：抽象模型工具；符号语言工具；逻辑数学工具。二构建科学理论体系的方法、公理化方法以尽可能少的不下定义的基本概念和不加证明的基本命题为基础，运用逻辑规则演绎推导出一系列命题和定理，从而建立整个理论体系的方法。其构造必须具有不矛盾性、完全性和独立性。、逻辑与历史相统一的方法三科学理论的评价其一，好的理论应当具有与经验的一致性，即在总体上与大范围内的经验精确符合。其二，好的理论应当具有更大的解释能力和预见能力。其三，好的理论应当与其他已确证的理论有一致性，即在基本概念和基本原理的深度上不相冲突。其四，好的理论应当量尽量简明，即理论体系中所使用的独立逻辑元素越少越好。第四章技术发明技术发明是人类在科学发现的基础上，利用自然规律变革和控制自然的实践活动，是组建和拓展人工物的重要环节，也是促进经济增长和社会进步并实现人与自然协调发展的必要途径。第一节技术研