第五讲 科学认识开始于问题教材

第五章科学认识开始于问题主要内容科学认识科学方法科学问题科研选题一、科学认识的系统和过程认识系统：认识主体、认识客体、认识中介认识过程：认识主体通过一定的手段把握认识客体的本质和规律1、科学认识系统的要素及其相互关系（1）主体：科学家和科学家群体（2）客体：对象性；历史性；社会性（3）中介：仪器，工具，方法，符号，语言（4）科学认识的结构关系2、科学认识的特征（1）实证性（2）解释性（3）深刻性（4）预见性3、科学认识的过程（1）宏观过程科学实践——科学理论——科学实践（2）微观过程a.确定科研课题b.获取科学事实c.进行思维加工，形成假说d.对假说进行检验e.建立理论二、科学方法与科学方法论1、科学方法及其层次定义：科学认识主体把握客体的主观手段特殊研究方法层次：一般研究方法普遍研究方法2、科学方法论关于科学研究一般方法的性质、特点及其内在联系和变化发展的理论。3、科学方法论的对象和内容对象：科学研究的一般方法（单个方法；单个方法之间的联系）内容：感性方法；理性方法；假说和理论4、科学方法论的历史发展演绎逻辑方法：三段论式的演绎法，公理方法归纳科学研究的程序：观察解释性原理演绎重大影响：构造理论体系的工具；训练逻辑思维能力（1）亚里士多德：逻辑方法论

定义（23）公设（5）数学命题（467）公理（5）

公理方法的影响：牛顿力学，相对论，元数学，哲学（2）欧几里得：公理方法“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础，那就是：希腊哲学家发明形式逻辑体系（欧几里得几何学中），以及通过实验发现有可能找出因果关系（在文艺复兴时期）”。西方东方形式逻辑辩证逻辑实验研究（自然规律）道德实践（人际关系）4、学习和研究科学方法应注意的问题（1）科学方法不是教条，而是行动的指南费耶阿本德：《反对方法》，科学研究应提倡“怎么都行”的多元主义的方法胡适：“大胆假设，小心求证”如何认识哲学的功能？

冯友兰：“境界说”李泽厚：“希望说”爱因斯坦：“脚手架”（2）对中国传统的思维方式要有一个自觉东西方民族思维方式的差异（1）整体性和个体性中：整体性思维——综合方法西：个体性思维——分析方法（2）求同性和求异性中：求同思维，“求同存异”、“和为贵”西：求异思维，“标新立异”应重视原创性思想（3）模糊性和精确性中：模糊思维，“言简意赅”，笼统性西：精确思维，具体性（4）意会性和直观性中：意象思维，“领会”、“意会”西：形象思维，“直观感受性”三、科学问题问题意识提出一个问题往往比解决一个问题更重要。（爱因斯坦）1、科学发现从问题开始归纳主义：科学发现始于观察（培根）归纳观察、实验||搜集资料理论证伪主义：科学发现始于问题（波普）P1——TT——EE——P2问题1—尝试性理论—消除错误—问题2问题是科学发展的动力理论发展的总体过程：只有发现了原有理论不能解决的问题，人们才会修正旧理论或建立新理论。科学研究的具体过程：人们总是以问题为导向有选择地搜集资料，问题对实验具有定向作用。要善于提出正确的问题

提出正确的问题往往等于解决了问题的大半。（海森堡）自己会不会提出正确的问题是科研工作者最重要的能力。（李政道）博学而笃志，切问而近思要学会做“学问”，而不要做“学答”。

一条船上有75头牛，32头羊，问船长多少岁？2、科学问题的特征什么是科学问题？科学认识和实践中需要解决而又未解决的矛盾。

科学问题的特征时代性：知识背景；前瞻性

（希尔伯特23个问题；《科学中的100个难题》）可解性：问题本身存在科学的解结构性

问题的指向——求解目标、预设解问题的应答域——论述问题所确定的域限问题提法中所设定的应答域

有可能是错误的例：寻求“第五公设”的直接证明问题“平行公设”？

求解目标：直接证明第五公设应答域：欧氏几何学正确提出问题是获得成功的关键例：弗莱明发现青霉素是否绿霉具有某种作用把它周围的葡萄球菌杀死了？问题的指向或求解目标：葡萄球菌死因问题的应答域：假定绿霉具有某种作用3科学问题的分类1）根据科学问题的性质（劳丹）

未解决的问题经验问题已解决的问题反常问题科学问题内部概念问题概念问题外部概念问题（2）根据问题求解的类型What型：回答是什么的问题（陈述性问题）识别与判定Why型：回答为什么的问题（因果性问题）因果关系；内部机理How型：回答怎么样的问题（过程性问题）状态与过程；运动规律（3）科研课题的基本类型跟踪性研究与原创性研究基础性研究与应用性研究交叉性研究4、科学问题的来源（1）从科学实践与科学理论的矛盾中

产生的问题“黑体辐射”、“光电效应”与“能量连续性观念”的矛盾——量子理论水星近日点的摄动与牛顿引力理论的矛盾——广义相对论（2）从科学理论内部的矛盾中产生的问题数学中的悖论“理发师悖论”：“我给并且仅仅给不自己理发的人理发”。问题：他该不该给自己理发？物理学、天文学中的佯谬双生子佯谬；麦克斯韦妖佯谬（1871）光度佯谬（奥尔勃斯，1826）；引力佯谬麦克斯韦假想实验AB（3）从不同学派理论的矛盾中产生的问题微粒说与波动说燃素说与氧化说水成说与火成说；渐变论与灾变论生物进化论与热力学的矛盾（4）对假说和新发现进行检验的科学问题检验假说的真理性检验事实的可靠性（5）从社会需要同现有技术手段不能满足

这种需要的矛盾中产生的问题四、科研选题选题的战略意义选题的一般程序选题的基本原则1、选题的重要性科研选题：就是形成、选择和确定着手研究和解决的问题战略地位和意义研究方向目标、内容研究途径、方法研究水平、价值研究成败、前途

“课题的形成和选择，无论是作为外部的经济技术要求，抑或作为科学本身的要求，都是科研工作中最复杂的一个阶段。一般来说，提出课题比解决课题更困难。所以评价和选择课题，变成了研究战略的起点。”（贝尔纳）2、选题的一般程序可

行

不可行

1）问题调研

2）提出问题

3）课题论证

4）选定课题问题调研

提出问题课题论证课题决策选定课题3、选题的基本原则（1）需要性原则课题应面向社会需要和科学理论发展的需要基础研究科学研究应用研究发展研究贝尔研究所科研人员：1万多人年发表论文：2200的多篇获诺贝尔奖：7人次

从实际需要选择科研课题鼓励自由探索（2）创造性原则选出的课题应是前人没有解决的或没有完全解决的疑难问题。

新现象的发现

概念和理论上的创新创新性的方法上的创新科技成果应用上的创新

新产品的开发自主创新原始性创新（个人，发现和发明）集成创新（团队，工程，系统科学）引进消化吸收再创新美国垄断诺贝尔科学奖原因分析“鼓励创造性和具有挑战性的构想”美国的大学教育提倡“独立思考”，注意培养“创造精神”（精英教育，）国家重视基础研究“外援”支撑（国外媒体分析）

当代国际的间竞争是制度的竞争

“随便做什么事情，都要跳到最前线去作战，问题不是怎么赶上，而是怎么超过。要看准人家站在什么地方，有些什么问题不能解决。不能老是跟，那就永远跑不到前面去。”问题是怎样才能“跳到最前线去作战”？大师指导，“名师出高徒”

李政道——费米杨振宁——泰勒海森堡，泡利——玻尔“做学问要找最好的老师，做事情要找最管事的人。”（陈省身）学术交流（3）科学性原则选出的课题要有一定的科学理论和科学事实作为根据。明显与已经确证的科学理论相违背的课题不应作为选择对象。

例：牛顿论证“上帝的存在和全能”；克鲁克斯研究“降神术”；否定相对论（4）可行性原则选出的课题应与自己的主客观条件相适应，即根据已经具备的或经过努力可以具备的条件进行选题。

课题人员结构（年龄，专业）主观条件课题负责人的素质、能力相关研究成果学会“自己挑选自己”

“最优秀的科研人员往往自己挑选自己”（贝弗里奇）——根据自己的才能选择陈景润；杨振宁；善于发现自己的最佳才能；认识自己的爱好或兴趣所在

科学水平；技术条件客观条件科研经费；实验设备图书情报；期限要求

例：爱因斯坦：统一场论，1920？失败的原因是“过早地提出了这个课题”，“努力为时过