科学事实的获取课件幻灯片课件

第二节

科学事实的获取主讲人：张世鑫“不管鸟的翅膀怎样完善，它任何时候也不可能不依赖空气飞向高空。事实，就是科学家的空气，没有它你任何时候也不能飞腾起来，没有它，你的‘理论’就是枉费苦心。”------巴甫洛夫科学观察的重要性一、科学观察的特点与功能

科学观察是人们有目的、有计划地利用自己的感官认识和描

述各种自然现象，获取科学事实的方法。是依赖感官以及观测器直接认识外部世界，记录和报道事实。主要通过观察和实验两种途径：

科学观察属于实践活动，是主体和客体相互作用的过程。观察并非消极的、被动的注视，而是积极的、能动的反映。科学的观察通常都要以理论为指导；观察目的的确定、手段的改进、对象和环境的选择，都有赖于理论；同时观察者还需要有相应的知识储备和理论修养。二、科学观察的基本原则

为了保证所获得的经验事实是可靠的，在进行观察时必须遵循认识论的基本原则：第二，坚持观察对象的全面性。第一，坚持观察的客观性。1、观察结果的可重复性是客观性的最重要、最根本的体现。2、尽可能消除影响观察客观性的主观因素。3、尽量使用先进的仪器设备和观测技术。科学实验与科学观察的比较

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，实验的特点：能更好地发挥人的主观能动性能更有效地认识对象:a、简化纯化对象。b、强化对象。c、使对象属性及变化重复出现。d、模拟对象。模拟实验中模型方法的应用1、模拟方法的重要意义模拟方法的哲学基础是辩证唯物主义关于物质世界统一性的原理。由于科学研究的对象受到各种客观条件的限制，所以往往不能直接运用实验手段作用于对象自身(原型)，这是由于下列的情况：a、时过境迁，原型无法再现。b、涉及的范围广大，变化过程漫长或变幻莫测。c、耗费巨大，代价太高。例如，水库大坝的坍塌条件，飞机的速度界限等。d、涉及人的性命，须要慎之又慎。比如，药物的疗效，器官移植反应等。e、当代科学的发展不断向微观领域和宇观领域进军，在这些领域的研究对象

面前，现有的实验观测手段暂时还无能为力。

2、模拟实验中的实物模型

实物模型是以自然界原有的，或人工制造的材料，应用模拟方法设计出与原型相似的模型。

ARJ21全尺寸实物模型3．模拟实验中的数学模型

思想模型是运用科学思维揭示出对象(原型)的内在本质或必然联系，发挥想象力在思想中构思出与对象相似的模型。

双轨制的数学模型特点高度的抽象性；严密的逻辑性；广泛的应用。4、计算机仿真模型

数学模型多数依赖计算机来求解，因此，它常常被计算机仿真模型替代。将原型的数学模型转变为可以在计算机上运行的仿真模型，编出仿真程序，运行仿真模型进行实验观察，分析实验结果，对原型作出评价。

三维碰撞冲击仿真模拟系统PAM-CRASH是基于显式有限元算法的计算机三维碰撞冲击仿真模拟系统，能够对大位移、大旋转、大应变、接触碰撞等问题进行十分精确的模拟。波普尔、汉森、库恩等人则持不同观点，明确提出了

“观察渗透理论”的观点。1、观察与理论的关系观察实验中重要的认识论问题传统观点认为：理论依赖于观察，而观察却独立于理论，不

受理论的制约。现代逻辑经验主义者认为：“观察层次处于科学知识结构的底层，理论层次处于科学知识结构的上层，理论层次寄生在观察层次上，观察层次则不受任何理论的影响。观察渗透理论：

观察是属于认识领域的范畴，不单纯是生理活动的过程。这就决定了观察要受到观察者已有的经验和所掌握的理论的影响。观察渗透理论是客观性与主观能动性的统一第一，在标准条件下，观察者所得到的感觉图像（或观察数据）

是能够重演的，当然要排除观察者主观意愿的歪曲；第二，观察中渗透的理论要经受过实践的检验；第三，观察中使用的仪器设备和方法手段，是符合科学理论原理

的。2、微观领域中仪器的干扰问题观察者观察仪器观察对象相互作用宏观领域：忽略不计微观领域：不可忽略由此引起的是：观测结果是对象本身，还是作用后的信息。3、观察实验中的偶然性

观察和实验是一种有目的、有计划的探索自然界奥秘的实践活动，由于受研究者理论的指导，因此在通常情况下，观察实验结果是可以预料的，然而，有时在观察和实验过程中会出现一些意想不到的新现象，从而导致科学上的重大发现和突破。这种由于偶然事件而导致科学上重大发现和突破的现象称之为机遇。

在科学活动中机遇是经常出现的。它有极其深刻的客观原因和认识论原因。

客观原因在于自然界中任何现象的出现既不是纯粹地由必然性主宰、也不是纯粹地由偶然性支配，而是必然性和偶然性相互作用的结果。

认识论原因在于科学研究的目的性、探索性与自然现象的错综复杂性之间的矛盾。

科学史上，由于机遇导致重大科学发现有很多事例。但值得深思的是，机遇的出现对任何人都“一视同仁”，但有些人在机遇一出现就能紧紧抓住，而有些人却熟视无睹。科学家对机遇采取什么态度，在很大程度上取决于他对偶