《自然辩证法概论》第五章：科学认识的形成.ppt

第五章科学认识的形成，科学认识是一个过程。 其大致步骤是：问题选择问题科学事实的获得整理加工假设的提出验证修正理论体系的构建。 本章探讨科学问题的提出，以及与科学事实、科学规律、科学假说和科学理论形成相关的方法论问题。 第一节科学问题的确立，第一，科学问题是科学研究的起点1，科学研究的起点论争科学认识的起点是什么？ 对此，人们有过不同的看法。 传统归纳主义的科学方法论认为，科学认识始于观察和资料收集，即科学始于观察。 通过观察，得到了许多事实，将其归纳起来，最后得到法则，形成理论。 西方科学哲学家波普明确指出，科学不是从观察而是从问题开始的。 人们在实践的基础上，不断提出问题，解决问题，不断发展科学认识。 如果没有科学问题，科学也会停滞不前。 因此爱因斯坦说：“提出问题比解决问题更重要。 解决问题可能只是数学或实验技能，从新的角度来考虑新的问题、新的可能性和旧的问题，需要创造性的想象力，象征着科学的真正革命。 (1)“科学认识始于问题”和“认识源于实践”并不矛盾，实质上是统一的。 因为问题也是根据实践提出来的。 但前者强调了实践过程中出现问题的关键环节，明确表明科学认识从一开始就是主动、创造性的思维活动。 (1)爱因斯坦，英国毛毡： 物理学的进化，第1版，第66页，上海，上海科学出版社，1962。 2、什么是科学问题，问题是未知的疑问，其本质是人类思维的矛盾，常被称为“难题”“困惑”。 问题分为一般问题和科学问题。 所谓科学问题，就是在科学认识的过程中必须回答的，在当时的知识背景下无法解决却可以解决的矛盾。 背景知识：现有科学事实、理论和思维方式的总和。 提出科学问题，要掌握很多背景知识，善于分析背景知识，脱离当时的科学认识和科学实践水平，有可能提出常识问题和无知问题。 那些不能说是科学问题。 根据知识背景的不同，科学问题的意义和解决方法也不同。 知识背景越深，问题的层次就越深。 恩格斯说：“我们只能认识到我们时代的条件，而且这些条件达到了什么程度，我们认识到了什么程度”(1)并且，随着阶层不断深化的科学问题的解决，人们的科学认识从事物现象深入到本质，深入到更深的本质(一) 1) 马克思恩格斯选集，第3卷，第78页。 在背景知识分析的基础上，科学问题可分为常规问题和异常问题、事实问题和理论问题等。 常见问题：是背景知识中在维护相关理论框架的基础上提出的需要解决的难题，该难题的解决使已知理论更加充实、完善、系统化。 异常问题：是在拒绝已知理论框架的前提下提出的需要解决的难题。 解决这些难题意味着科学理论的革命。 事实问题：是从事实中推导出来的问题。 理论问题：是从理论中推导出来的问题。 3、科学问题的转换，对同一问题可以有不同的提取方法，或者对同一问题可以设置不同的求解响应域：求解范围和方法。 从新的观点出发，如果能够改变应答范围的话，有压倒人的可能性。 问题的适当转变总是开拓新的研究领域，引起新的思路。 在现有的视野中看不到的很多联系和想法，在新的视野中一下子变得明亮，清晰起来，以前认识的内容也似乎有新的意义。虽然问题的转变有很多角度，但科学方法论对于常规问题和异常问题的转变、事实问题和理论问题的转变具有非常重要的意义。 例如，“以太网漂移”的问题在洛伦兹被视为通常的问题，所以始终无法摆脱古典理论的制约。 在爱因斯坦，如果被认为是异常的问题，就产生了狭义的相对论。 另外，例如考夫曼的实验中，“高速电子的质量为什么不变化”的问题，在钢笔架中被作为理论问题处理，怀疑相对论的正确性。 但是在爱因斯坦被视为事实问题，在别人之后的实验中考夫曼的实验装置仍然出现了故障。 从变换的观点来考虑，问题变换可以是逆变换、互补变换、发散变换、立体变换等。 逆变换：从否定的角度提出问题。 互补转换：统一提出问题的两个对立面。 发散转换：拓展问题的提法，提出多边问题。 立体转换：把问题的平面思维和立体思维结合起来。 二、科学问题的主要原因是： 1、提出事实之间的联系问题，从理论与事实之间的矛盾中发现问题，从一个理论内部矛盾中发现问题，从不同理论之间的差异中发现问题，从社会需求与现有生产技术手段之间的差距中发现问题，以及其他几个问题三、科学问题的选择1、选题的重要意义可能提出很多问题，但同时研究是不可能的，科学研究中存在选题。 所谓“选题”，简而言之，就是选择一个科学问题进行研究。 一般而言，“研究课题”是指实现一定目标必须解决的一个或一系列相关科学问题。 科研选题在研究工作中非常重要，它关系到科研目标、方法、水平和价值。 科学学的创始人贝纳尔强调“课题的形成和选择，无论是外部的经济要求还是科学本身的要求，都是研究中最复杂的阶段，一般来说提出课题比解决课题难”，因此评价和选择课题成为研究战略的出发点。 2、选题的基本原则，当然，选题要在发现科学问题后进行，必须以对科学问题比较全面、深刻的认识和理解为前提。 但是，选题仅仅考虑这样的内容是不够的。 为了更好地选定科学问题，必须遵循一些基本原则。 一般来说，可以概括创新原则。 选题应着眼于前人未解决或完全未解决的问题，即真正新的科学问题，而不是“无知问题”。 在科学研究中反复劳动是没有意义的。 科学原则。 选题一定要以相关的科学事实和科学理论为依据。 不要轻率地把违反经过实践验证的科学理论的课题作为研究对象。 不要把没有科学事实根据的“假问题”作为选择对象。 可行性原则。 选题应根据主观条件和客观条件来决定。 社会需求原则。 所选择的问题应满足社会需要和科学发展需要。 原因： 1、符合科学发展的目的。 2 .可以更好地获得社会支持。 总之，为了更好的研究，不是忙碌的时间，而是取得成果。 第二节科学事实的获得，主要是通过观察和实验两种方法，一是科学观察的特点和功能科学观察是人们有目的、有计划地利用自己的感觉认识和各种自然现象来获得科学事实的方法。 这与一般的知觉活动不同，从一定的问题出发是有目的的，是有计划的知觉对象。 与理论思维方式不同的是，不是演绎、类比等抽象过程，而是依赖感觉和观测仪器直接认识外部世界，记录事实并进行报道。科学观察在科学认识过程中，提供了描述经验事实的原始资料，提供了初步资料，为科学研究奠定了经验基础。 着名的生理学家帕布洛夫强调“无论鸟的翅膀多么整齐，不管什么时候都不能不依靠空气飞向上空。” 事实上，是科学家的气氛，没有它永远飞不了。 没有它，你的“理论”是徒劳的”(1)科学观察对于科学认识活动是不可或缺的，因为无论确认哪个事实，科学观察都是不可或缺的，这是任何理论思考方法都不可忽视的基本要素。 这很容易理解为什么爱因斯坦说“理论成立，其依据与大量的单一观察有关，理论的“理性”也存在于此”。 (2)在现代科学的发展中，尽管理论呈现出越来越远离经验的趋势，但根本追踪，理论最终与事实联系在一起。 (1) 巴甫洛夫选集，第1版，第113页，北京，科学出版社，1955。 (2) 爱因斯坦文集第1卷，第1版，商务印刷馆，1976。 观察的两种类型根据科学观察是否使用观察仪器分为直接观察和间接观察。 直接观察是人以自己的感觉直接认识对象的方法，是观察者和观察对象的相互作用。 直观、生动的观察，但有很多限制。 人们为了克服自己的感官能力的生理限制，在观察者和观察对象之间导入了中介物(观察设备)，构成了观察者、观察设备和观察对象这三者的关系，间接地产生了“主体设备3354对象”的相互作用的结果。 间接观察使观察对象不断扩大，能够向自然界的广度和深度延伸的观察变得更加细致，能够克服正确的人的感觉观察速度的界限。 随着科学和技术的发展，观测仪器不断改进和更新，人们的观测能力不断提高。 从这个意义上说，每个时代的科学水平都与观测仪器的水平密切相关。 值得注意的是，计算机在科学观察过程中的应用，引起了观察方法的新的重大变革。 它本身并非观测仪器，但与现代观测仪器相结合，突破了传统观测的界限，使遥感观测和“无主体观测”成为可能。 观察可能是错误的，原因： 1、主观因素的影响2、客观事物有真相和幻想的区别，幻想掩盖真相会导致观察错误。 3、根据生理上的限制。 人有感觉的界限，甚至会产生错觉。 为了使观察更加客观，获得更加可靠的科学事实，必须注意客观观察、全面观察、反复观察、系统观察和典型观察。 二、科学实验的特点和功能、科学实验是人们变革、控制对象获取科学事实的方法。 与观察相比，实验特点： 1、能更好地发挥人的主观能动性2、对象： a、能更有效地认识纯化对象。 b .加强对象。 c .重复对象的属性和变化。 e，模拟对象。 实验有很多类型，这里主要介绍仿真。 在科学研究中，由于受到各种客观条件的限制，人们无法利用实验手段直接作用于对象本身，因此必须找到和设计类似原型的替代物(模型)，通过模型间接识别原型。 针对这种模型的实验被称为仿真，通过模型识别原型。，相似性，简略性，实物模型，数学模型，计算机模拟模型，思想模型，物理模型化学模型生物模型功能模型，分析，实验，认识，三，观察实验中重要的认识论问题1，观察和理论的关系，传统观点中理论依赖于观察为了客观观察，观察时必须排除先入观察，用空头进行中性观察，以免观察受理论污染。波普、汉森和库恩等人持不同观点，明确提出了“观察渗透理论”的理由。 观察何物受理论影响观察何物受理论影响观察何物受理论影响观察结果需要用一定的陈述来表达，但陈述判断也深受理论影响的研究表明后者的见解是合理的。 2、微区域中设备的干扰问题、观察者、观察设备、观察对象、相互作用、宏区域：不能忽视微区域：其原因：观察结果是对象本身还是作用后的信息。 3、观察实验中的偶然性，观察和实验是有目的、有计划地探索自然界奥秘的实践活动，由于受研究者的理论指导，通常观察实验结果是可以预料的，但在观察和实验过程中会出现意想不到的新现象，导致科学上的重大发现和突破。 这种偶然事件给科学带来重大发现和突破的现象叫做机遇。 在科学活动中机会经常出现。 有很深的客观原因和认识论原因。 客观原因是自然界中任何现象的出现并非纯粹受其必然性支配，而是必然性和偶然性相互作用的结果。 认识论的成因是科研目的性、探索性与自然现象复杂性之间的矛盾。 在科学史上，由于机会而发现重大科学的事例很多。 但是，应该考虑的是，机会的出现对任何人来说都是“平等”的，有的人一出现机会就抓住，有的人看不见。 科学家对机会采取什么态度很大程度上取决于他对偶然性和必然性的理解。 如果他认为观察实验中的意外现象只是偶然，他就会看不见了，如果他意识到这个偶然现象背后潜藏着必然性的话，他就抓不住了。 此外，它还涉及研究人员的知识水平、知识结构、判断能力、开放的思维方式、好奇心的探索精神等。 第三节科学假说的形成，1、建立科学假说的基本原则对应原则：这是假说与现有科学理论关系的限定。 新的假设，222222222222222222222222222222222222222222222222222222226，它限定了假设与现有科学事实的关系。 假说，知道一切事实，说明，注意：a :如果不能说明一切事实，就必须检验，修正，再舍弃假说。 b :检验事实是否正确。 可预测的原则。 这是假说与未知科学事实关系的限定。 假说，新事实，预见，二，经验法则型假说的形成，经验法则型假说的含义：总结经验知识的假说。 摩擦发热定律、能量守恒定律、自由落下定律等。 这种假设描述了事物表面出现的运动规律，揭示了现象之间某种联系的普遍性，说明了某种现象的共同特征，但是这种普遍性的原因不能理解。 其特点：采用描述性语言，包括可直接观察和测量的经验内容，可直接检查。 比较稳定。 类型：性质描述型：一种现象共同的性质和特征的普遍描述。 关系描述类型：两种现象或一些现象之间因果关系的普遍描述。 由于经验规律型假说从特定的、狭小范围的认识扩展到普