自然辩证法-第一章--科学技术方法论概论 PPT课件

1 第一章科学技术方法论概述 科技方法论的涵义 内容和研究对象 科技方法论的历史发展过程 科技研究的一般过程 马院周延云 2 具体内容 第一节科学技术方法论的涵义 内容及研究对象第二节科技方法论历史第三节自然科学研究的一般过程第四节技术发明的一般思路 3 第一节科学技术方法论的涵义 内容及研究对象 一 方法 方法论 科技方法论含义 方法 一词来源于古希腊文 原意是指 沿着正确的道路走 在古希腊神话中象征着取胜之道 方法 是指人们为了达到某种目的 所遵循的程序 途径或所使用的方式 手段乃至技巧之总和 方法论 在辞海中注释为 研究治学方法之学问 从现代意义上讲 方法论是指以方法作为自己的研究对象的学科 它系统研究方法的性质 条件 作用和发生发展的规律 科学技术方法论 定义 就是指人们有计划 有目的地认识自然 探索未知 变革自然的手段和方式的理论体系 4 二 科技方法论内容 科学问题和科研选题 科学观察和科学实验方法 科学思维方法 逻辑思维方法和非逻辑思维方法 数学方法 系统论 信息论和控制论方法 建立假说和理论的方法等 技术方法 5 三 研究对象 从三个层级的研究方法看 哲学方法是认识客观世界最高层次的方法 它不仅对认识自然界有一定的指导作用 而且对于社会和思维领域也是适用的 例如 矛盾分析法 辩证否定法 质量互变法 一切从实际出发 实践是检验真理的唯一标准等 这些方法则是由哲学来研究的 最低层次是各门科学技术的特殊研究方法 它只能由具体的学科 专业来确定 根据需要设置一些特殊的研究方法 例如 物理学中利用高能加速器来研究微观粒子的运动变化规律 天文学中利用射电望远镜来观测天体 医学中运用动物疾病模型研究人体的生理 病理变化过程等都属于一些具体的特殊的研究方法 6 三 研究对象 第二个层次是科学技术的一般研究方法 它则是科学技术方法论研究的对象 具体讲就是 它研究各门科学技术方法中所共有的方法 即从各门具体科学技术研究方法中总结 归纳 抽象 概括出具有普遍指导意义的一般方法 及其这些方法的性质 条件 作用 原则和发展变化的规律 这三个层次的不同的研究方法互为一般与个别的关系 7 第二节科技方法论历史 科学技术方法论的历史发展可分为古代 近代和现代三个时期 一 古代直观 思辨 推理方法 远古至15世纪 1 直观猜测方法德谟克利特的原子论 赫拉克利特的 火 泰勒斯的 水 毕达哥拉斯的 数 中国的 阴阳五行说 托勒密的 地球中心说 8 第二节科技方法论历史 2 逻辑推理方法德谟克利特 论逻辑 主要研究归纳法亚利士多德 工具篇 主要研究演泽法 三段论式 奠定了形式逻辑的基础 中国古代墨家 提出归纳与演绎的两种推理过程例 荀子 一是推而别之 别者有别 直到大别名 演绎 二是推而共之 共者有共 直到大共名 归纳 9 第二节科技方法论历史 3 逻辑推理与数学方法相结合 欧几里得 几何原本 公元前320年 毕达哥拉斯提出了勾股定理 公元前580 前500年 阿基米德提出了浮力定律 公元前287 前212年 总之 古代自然科学技术发展的水平很低 人们认识自然和改造自然的方法具有朴素 笼统 直观 猜测的特点 10 第二节科技方法论历史 二 以实验和分析方法为主的近代自然科学时期 16世纪 19世纪末 这一时期自然科学的研究主要有如下方法 1 以仪器观察和观测为主导 意大利伽利略1609望远镜 同时 随着科学技术的发展 大量科学仪器和设备的产生 为科学观察和观测提供了重要工具和手段 2 以科学实验为基础 把实验方法与数学方法相结合达 芬奇非常重视实验方法 他认为 一切科学都必须遵循实验的方法 根据实验结果 才能决定人们对自然界的认识 伽利略也非常重视实验方法 被人们称之为用实验方法打开近代自然科学大门的大师 11 第二节科技方法论历史 培根是近代实验科学的真正始祖 主张实验方法是科学的工具 科学认识就是要进行实验 科学是实验的科学 科学就在于用理性方法去整理感性材料 爱因斯坦指出 西方科学的发展是以两个伟大成就为基础的 那就是 亚里士多德创立的形式逻辑体系 在欧几里得几何学体系中 培根创建的系统的实验方法 在伽利略的自由落体实验中 3 以分析为主导的分析与综合相结合的方法同时 由于分析 综合方法的产生 比较 分类 类比等方法也相继产生 12 第二节科技方法论历史 近代初期 由于科学研究处于分门别类 收集材料的阶段 所以必然以分析方法为主 到了近代后期 各门自然科学处于整理材料阶段 而且自然科学需要从整体上给予哲学上的概括 马克思 恩格斯 所以必以方法综合为主 13 第二节科技方法论历史 三 现代科学技术研究所使用的新方法 19世纪末至今 1 科学技术的传统研究方法 近代产生的观察实验方法 出现了新面貌 得到了新发展 量子力学 基本粒子物理学 原子核物理学 分子生物学 高能加速器 电子显微镜使得自然科学 向微观方向发展 广义相对论 天体物理学 现代宇宙学 大爆炸宇宙论 射电望远镜 空间技术 遥控遥感技术 计算机技术 微电子技术 信息技术 新材料技术 激光技术 向宇观方向发展 14 第二节科技方法论历史 三 现代科学技术研究所使用的新方法2 观察实验方法与理论思维方法相结合 3 科学技术日益数学化 4 产生了许多新的综合性的研究方法 5 计算机已成为科学技术研究 技术方案设计 CAD 生产制造 CAM 等重要工具和手段 数据处理 储存 实时控制 管理 模拟实验 15 第三节自然科学研究的一般过程 自然科学研究的一般过程 就是运用科学理论 科学方法和仪器设备去探索未知事实的过程 这一过程可划分为五个阶段 第一阶段 准备阶段 主要任务是提出科学问题 选择和确定科研课题 第二阶段 观察实验阶段 主要任务是获取科学事实 第三阶段 思维加工阶段 主要任务是提出科学假说 第四阶段 实践检验阶段 主要任务是将科学假说上升为理论 第五阶段 建立科学理论体系阶段 运用公理化方法或历史与逻辑相统一的方法 建立比较完整的科学理论体系 16 第三节自然科学研究的一般过程这一过程可划分为五个阶段 如下图所示 准备阶段 提选出择科科学研问课题题 建立科学理论体系 利辑用与公历理史化相方统法一或的逻方法 17 科学认识的一般程序 1 选题 2 获取科学事实 观察和实验 3 进行思维加工 形成科学假说 4 验证 5 建立理论体系 18 第四节技术发明的一般思路 技术发明 是指依据对自然规律的认识 能动地将自然客体变革为满足人的一定需求的有用属性的人工客体 技术发明的实质 把存在的自然物变革为人工物 19 技术发明的一般思路 提出创意或创新寻求科学原理或技术路线反复试验或试制投放市场获取反馈 20 科学 技术与工程的区别 科学的本质是发现 有用 技术的灵魂是发明 创新 工程的核心是建造 必须成功 发现 发明 建造 21 技术发明与技术创新 22 技术发明与技术创新的区别 技术发明旨在创造人工客体 实现理论的物化 是以技术方案设计和有效性评价为主的活动 其成果只是样品 不是商品 还不能与经济活动挂钩 技术创新则以技术发明为必要条件 但不停留于成果本身 而是将其引入市场 投入实际应用 将技术成果产业化和商品化