自然辨证第四讲形成科学理论的科学思维方法

1、 感性认识到理性认识感性认识到理性认识 选题选题获取科学事实（材料）获取科学事实（材料）对材料进行加工对材料进行加工 （思维）（思维）最终获得理性认识的成果（假说最终获得理性认识的成果（假说理论）理论） 抽象思维：抽象思维：逻辑思维逻辑思维 （概念、推理、判断；归纳、演绎、类比）（概念、推理、判断；归纳、演绎、类比） 形象思维形象思维 直觉思维直觉思维 ：非逻辑思维非逻辑思维 （直觉、灵感）（直觉、灵感） 1 1、科学思维的逻辑方法、科学思维的逻辑方法 2 2、科学思维的非逻辑方法、科学思维的非逻辑方法 钱学森钱学森 “在感性认识的基础上，运用概念、判断、在感性认识的基础上，运用概念、判断、

2、推理等形式对客观世界的间接的、概括的反推理等形式对客观世界的间接的、概括的反 映过程。映过程。” 形式逻辑、辩证逻辑形式逻辑、辩证逻辑 分析与综合、归纳、演绎、类比分析与综合、归纳、演绎、类比 综合方法是将已有的关于研究对象各个部分、方面、因综合方法是将已有的关于研究对象各个部分、方面、因 素和层次的认识联系起来，形成对研究对象整体性认识素和层次的认识联系起来，形成对研究对象整体性认识 的认识方法。它以分析为基础，探索研究对象的各个部的认识方法。它以分析为基础，探索研究对象的各个部 分、方面、因素和层次之间的相互联系的方式，由此形分、方面、因素和层次之间的相互联系的方式，由此形 成一种新的整体

3、性认识。成一种新的整体性认识。 辩证的综合不是各个要素的简单加和辩证的综合不是各个要素的简单加和,本质上是一种在分本质上是一种在分 析基础上的创造。析基础上的创造。 归纳方法归纳方法 从大量个别或特殊的事物概括从大量个别或特殊的事物概括 出共同本质或一般原理的逻辑思维出共同本质或一般原理的逻辑思维 方法。方法。 通过现象达到本质；通过特殊通过现象达到本质；通过特殊 揭示一般揭示一般 “被观察的大量被观察的大量A A都有性质都有性质B,B,则所则所 有有A A均有均有B B。” A1B A2B A3B AB 演绎方法演绎方法 从一般性的原理出发，对个别从一般性的原理出发，对个别 的或特殊的事物进

4、行分析、推理，的或特殊的事物进行分析、推理， 从而达到相应的结论。从而达到相应的结论。 是从一般到个别的认识方法是从一般到个别的认识方法 所有的：所有的： SP,SP, 有：有： MSMS 所以：所以： MPMP 大前提、小前提、结论大前提、小前提、结论 类比方法类比方法 根据两类对象之间某方面根据两类对象之间某方面 的类似或同一，推断他们的类似或同一，推断他们 在其他方面也可能类似或在其他方面也可能类似或 同一的逻辑思维方法。同一的逻辑思维方法。 A: a b c d B: a b c ? 则：则： B: d 三类方法的比较三类方法的比较 类型类型思维机制思维机制可靠性可靠性创造性创造性 归

5、纳归纳个别或特殊到个别或特殊到 一般一般 较差较差强强 演绎演绎一般回到个别一般回到个别 或特殊或特殊 强强一般一般 类比类比个别到个别个别到个别 一般到一般一般到一般 更差更差很强很强 不受固定的逻辑规则约束不受固定的逻辑规则约束 直直 觉觉 灵灵 感感 阿基米德发现浮力定律阿基米德发现浮力定律 直觉直觉 对事物的本质的直接领悟。对事物的本质的直接领悟。 通向物理学基本定 通向物理学基本定 律，并没有逻辑的道律，并没有逻辑的道 路，只有通过那种以路，只有通过那种以 对经验共鸣的理解为对经验共鸣的理解为 依据的直觉，才能得依据的直觉，才能得 到这些定律。到这些定律。 爱因斯坦 爱因斯坦 灵感灵

6、感 新意象、新感觉、新思想在思维过程中突新意象、新感觉、新思想在思维过程中突 然涌现出来的现象。然涌现出来的现象。 “我相信直觉和灵感我相信直觉和灵感” 爱因斯坦爱因斯坦 19381938年年8 8月，即我开始有系统的调查工作月，即我开始有系统的调查工作 之后的十五个月，我阅读马尔萨斯之后的十五个月，我阅读马尔萨斯人口论人口论 以资消遣，同时由于长期观察动物的习惯，以资消遣，同时由于长期观察动物的习惯， 当然不难认识随处可见的生存竞争的事实。当然不难认识随处可见的生存竞争的事实。 于是我恍然大悟：在这种环境下，有利的变于是我恍然大悟：在这种环境下，有利的变 化势必保存下来，而不利的，则归于消灭

7、。化势必保存下来，而不利的，则归于消灭。 这样的结果，便是新种的形成。这样，我终这样的结果，便是新种的形成。这样，我终 于得到了一个可以作为工作依据的学说。于得到了一个可以作为工作依据的学说。 达尔文达尔文 特征特征 苯的环状结构苯的环状结构 认识发生的突发性认识发生的突发性 认识过程的突变性认识过程的突变性 认识成果的突破性认识成果的突破性 但事情进行得不顺利，我把座椅但事情进行得不顺利，我把座椅 转向火炉，进入半睡眠状态，原子在转向火炉，进入半睡眠状态，原子在 我面前飞舞，长长的队伍，变化多姿，我面前飞舞，长长的队伍，变化多姿， 靠近了，连结起来了，一个个扭动着，靠近了，连结起来了，一个个

8、扭动着， 回转着，象蛇一样。看，那是什么？回转着，象蛇一样。看，那是什么？ 一条蛇咬住了自己的尾巴，在我面前一条蛇咬住了自己的尾巴，在我面前 轻蔑的旋转。我如同从电掣中惊醒，轻蔑的旋转。我如同从电掣中惊醒， 那晚我为这个假说的结果工作了整那晚我为这个假说的结果工作了整 夜。夜。 下意识、显意识、潜意识下意识、显意识、潜意识 “冰山理论冰山理论” “记忆记忆” 对于灵感现在 对于灵感现在 只知道它的存在，只知道它的存在， 有关灵感的历史记有关灵感的历史记 录多得很，但都没录多得很，但都没 有办法讲清楚它是有办法讲清楚它是 什么，也还没有很什么，也还没有很 好的办法去研究。好的办法去研究。 钱学森

9、 钱学森 颞叶颞叶 因为当一个人长期专心致志于研究某因为当一个人长期专心致志于研究某 个问题的时候，这个问题就老是缠绕个问题的时候，这个问题就老是缠绕 在他的脑子里，挥之不去，驱之不散，在他的脑子里，挥之不去，驱之不散， 他的大脑皮层就会建立起一个相应的他的大脑皮层就会建立起一个相应的 优势灶（潜意识），把过去常规的全优势灶（潜意识），把过去常规的全 部知识紧急动员起来，使智力活动达部知识紧急动员起来，使智力活动达 到高潮到高潮 。一旦受到某种刺激（显意。一旦受到某种刺激（显意 识），就会象打开电钮一样，全部线识），就会象打开电钮一样，全部线 路突然贯通，立刻大放光明。路突然贯通，立刻大放光明

10、。 1、有时一下子冒出许多想法。、有时一下子冒出许多想法。 2、马上去做突然想到的事。、马上去做突然想到的事。 3、快速读完许多书后马上作出结论。、快速读完许多书后马上作出结论。 4、无论做什么事情总觉得能妥善解决。、无论做什么事情总觉得能妥善解决。 5、喜欢各种各样的想象。、喜欢各种各样的想象。 6、常常偶然得到所需要的图书资料。、常常偶然得到所需要的图书资料。 7、爱好并实行坐禅并冥想。、爱好并实行坐禅并冥想。 8、言语变化很快。、言语变化很快。 9、常常夜间起床做笔记、常常夜间起床做笔记 10、情绪多变。、情绪多变。 11、非常注意别人忽略的事情。、非常注意别人忽略的事情。 12、不愿受

11、时间的约束。、不愿受时间的约束。 13、习惯于直言不讳的说出自己的想法。、习惯于直言不讳的说出自己的想法。 14、常常在睡梦中得到解决问题的启示。、常常在睡梦中得到解决问题的启示。 15、习惯于直观的理解事物。、习惯于直观的理解事物。 灵感测验灵感测验 （回答下列问题，只需答（回答下列问题，只需答“是是”与与“否否”） 回答回答“是是”得得1分，分， 答答“否否”得得0分。分。 将得分累计，根据下列标准评价：将得分累计，根据下列标准评价： 11-15分：平常经常产生灵感。在一般人的眼里，有不少分：平常经常产生灵感。在一般人的眼里，有不少 奇怪的地方。奇怪的地方。 8-10分：还要多观察、多思考

12、，要培养灵感并及时捕捉分：还要多观察、多思考，要培养灵感并及时捕捉 灵感。灵感。 0-7分：较少产生灵感。属逻辑思维型人才，相信知识和分：较少产生灵感。属逻辑思维型人才，相信知识和 科学，很少犯错误，容易平凡的度过一生。科学，很少犯错误，容易平凡的度过一生。 1 1、创造性思维的重要形式，也、创造性思维的重要形式，也 是发挥科学认识主体思维能是发挥科学认识主体思维能 动性的突出表现动性的突出表现 2 2、在科学发现中产生新思想、在科学发现中产生新思想、 新概念和形成新假说、提出新概念和形成新假说、提出 新模型的基本途径之一新模型的基本途径之一 方法论意义方法论意义 关于创造性思维能力的培养关于

13、创造性思维能力的培养 不仅着眼精英创造，部分领不仅着眼精英创造，部分领 域创造，更要着眼大众创造，域创造，更要着眼大众创造， 各个领域创造，努力实践陶各个领域创造，努力实践陶 行之所说的：行之所说的： “处处是创造之地，时时处处是创造之地，时时 是创造之时，人人是创造是创造之时，人人是创造 之人。之人。” （1）发散思维（）发散思维（divergent thinking或称或称“求异思求异思 维维”）：在解决问题时，思维能不拘一格地从仅有的信）：在解决问题时，思维能不拘一格地从仅有的信 息中尽可能扩展开去，朝着各种方向去探寻各种不同的息中尽可能扩展开去，朝着各种方向去探寻各种不同的 解决途径和

14、答案。它的特点是流畅性、灵活性和独特性。解决途径和答案。它的特点是流畅性、灵活性和独特性。 扩散思维、辐射思维、求异思维、扩散思维、辐射思维、求异思维、 开放式思维开放式思维 吉尔福特：从所给的信息中产生信吉尔福特：从所给的信息中产生信 息，从同一来源中产生各式各样的息，从同一来源中产生各式各样的 众多的输出。众多的输出。 所谓发散思维，是指在解决问题时，所谓发散思维，是指在解决问题时， 思维能不拘一格地从仅有的信息中思维能不拘一格地从仅有的信息中 尽可能扩展开去，朝着各种方向去尽可能扩展开去，朝着各种方向去 探索多种不同的解决途径和答案。探索多种不同的解决途径和答案。 （2）收敛思维（）收敛

15、思维（convergent thinking或称或称“辐合思辐合思 维维”、“求同思维求同思维”)：在解决问题的过程中，思维能尽：在解决问题的过程中，思维能尽 可能利用已有的知识和经验，把众多的信息逐步引导到可能利用已有的知识和经验，把众多的信息逐步引导到 条理化的逻辑系列中去，从所接受的信息中产生逻辑的条理化的逻辑系列中去，从所接受的信息中产生逻辑的 推论。推论。 集中思维、聚集思维、求同思维、会聚集中思维、聚集思维、求同思维、会聚 思维、封闭思维思维、封闭思维 吉尔福特：从所给的信息中产生的逻辑吉尔福特：从所给的信息中产生的逻辑 结论，而且这一结论是独有的或习惯上结论，而且这一结论是独有的

16、或习惯上 所接受的最好的成果。所接受的最好的成果。 是指在解决问题的过程中，思维能尽可是指在解决问题的过程中，思维能尽可 能利用已有的知识和经验，把众多的信能利用已有的知识和经验，把众多的信 息逐步引导到条理化的逻辑系列中去。息逐步引导到条理化的逻辑系列中去。 从所接收的信息中产生逻辑的结论。从所接收的信息中产生逻辑的结论。 特点特点 作用作用 应用（建模及应注应用（建模及应注 意的问题）意的问题） 吴文俊吴文俊 “对研究对象加以 对研究对象加以 量化然后进行定量处理量化然后进行定量处理 的方法。即用数学的语的方法。即用数学的语 言表达事物的状态、关言表达事物的状态、关 系和过程，经推导、演系

17、和过程，经推导、演 算和分析，以形成解释、算和分析，以形成解释、 判断和预言的方法。判断和预言的方法。” 华罗庚华罗庚 （1 1）数学方法的特点）数学方法的特点 高度的抽象性高度的抽象性 精确性（逻辑的严密精确性（逻辑的严密 性及结论的确定性）性及结论的确定性） 应用的普遍性应用的普遍性 陈景润的夫人由昆女陈景润的夫人由昆女 士看着陈景润的铜像士看着陈景润的铜像 （2 2）数学方法的作用）数学方法的作用 为科学技术研究提供简洁为科学技术研究提供简洁 精确的形式化语言（抽象精确的形式化语言（抽象 性决定）性决定） 为科学技术研究提供了逻为科学技术研究提供了逻 辑工具（逻辑性决定）辑工具（逻辑性决

18、定） 为科学技术研究提供数量为科学技术研究提供数量 分析、计算的方法（精确分析、计算的方法（精确 性决定）性决定） 祖冲之祖冲之 （3 3）数学方法的应用）数学方法的应用 -数学模型方法数学模型方法 “把所研究的和考察的把所研究的和考察的 实际问题或理论问题抽象为实际问题或理论问题抽象为 数学问题，构造出相应的数数学问题，构造出相应的数 学模型，然后通过对数学模学模型，然后通过对数学模 型的研究得出原问题的解的型的研究得出原问题的解的 方法。方法。” （3 3）数学方法的应用）数学方法的应用 数学模型的基本含义及类型数学模型的基本含义及类型 针对或参照某种事物系统的主要特征或数量相互关系，针对或参照某种事物系统的主要特征或数量相互关系， 采用形式化语言，概括或近似的表达出来的一种数学结构。采用形式化语言，概括或近似的表达出来的一种数学结构。 广义广义：一切数学概念，原理和数学理论体系。：一切数学概念，原理和数学理论体系。 狭义狭义：特定问题或特定的具体事物系统的数学关系结构。：特定问题或特定的具体事物系统的数学关系结构。 类型类型 由问题抽象出来的数学模型能纳入已知数学模型。由问题抽象出来的数学模型能纳入已知数学模型。 由问题抽象