科学发现的逻辑.ppt

1、第三章 科学发现的逻辑 科学思维,一个民族想要站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。 恩格斯,至理名言,如何思维比思维什么更为重要。 歌德 重要的不是获得知识，而是发展思维的能力。 劳厄,一、科学抽象,1、科学抽象及其一般进程 抽象（abstraction）分离、排除、 抽出。 （1）界定思维中透过现象抽取事物本质的认识过程和方法 F=ma E=mc2 （2）进程 “三个阶段两次飞跃” 感性具体抽象规定思维具体,2、意义 使事物的本质和规律以比较简单的形式表现出来， 使问题的处理大大简化而又不发生大的偏差。 如果事物的表现形式和事物的本质合而为一，一切科学就成为多余的了。 马克思 （1）

2、 鉴别真假 （2） 区分主次 （3）识别基础和派生属性,3、科学概念 反映事物本质属性的思维形式 内涵对象的共同属性在概念中的反映 （病原体 ） 外延对象所包括的范围 （细菌、支原体、病毒-）,（1）逻辑特征 可确定性确定的涵义、应用范围、逻辑关系和地位 可检验性能导出可由实验直接或间接检验的命题 可变动性内涵和外延随科学实践的变化而变化,（2）爱因斯坦的概念方法论 恩斯特马赫（Ernst Mach) 意义,实现了科学发现的工具变革 （推理 概念） 确立了概念作为科学发现工具的方法论地位,内容,科学发现是概念的运动 科学认识的发展是在形成新概念和发展旧概念中形成的 概念是“思维的自由创造” 科

3、学革命就是科学基础概念 的变革,为了科学，必须反反复复地批判这些基础概念。 爱因斯坦,4、理想化方法 （1）思想模型和理想模型 思想模型 为了便于研究，把原型纯化为一种高度抽象化了的思想客体。 （原子结构模型、DNA双螺旋结构模型） 理想模型既具有高度抽象性又具有某种极限特征的思想客体。 （理想刚体、流体、气体，理想溶液，）,（2）理想实验,在头脑中进行的假想 的实验 特点假想性 类型 功能发现、反驳 滚球实验惯性定律 追光实验 光速不变原理 升降机实验等效原理,二、临床思维,诊断过程中对就医者所患疾病作出结论的思维过程（诊断思维） 1、临床思维基本思想的历史演变 （1）局部定位思想以局部组织

4、结构的定位性为基础来判断病变在解剖学上的特异性（肺结核）,形成 十七世纪 西登纳姆 实体 十八世纪 莫干尼 （病灶） 器官病理学 十九世纪 微耳和 细胞病理学 合理性 认识往往是从局部开始的 局部病变常常是决定整个病程的主要方面,局限性 忽视了机体的统一整体性 不能充分地把握疾病过程 难以全面认识疾病的内容和本质,（2）特异性病因观念,把疾病的发生归结为病因学动因 (特异性致病因素疾病) 形成 菌源说 （巴斯德） 合理性 病原微生物常常是发病的一个必要条件。 病原微生物对病程特点、范围和程度有显著影响。,局限性 忽视机体自身的作用，把机体看成完全是被动的。 不能解释疾病发生和表现的多样性。 （

5、3）趋势 局部定位 整体把握疾病 特异病因 致病因素与机体因素结合认识疾病,三要求,早期诊断 个体化诊断 综合性诊断,2、临床诊断思维的特点,（1）相对性 临床资料的相对性 实验室资料的相对性 主体经验的相对性,。,世有愚者，读方三年，便谓天下无病可治；及治病三年，乃知天下无方可用。 孙思邈,（2）个体性 疾病表现的个体性 诊断的个体性 治疗的个体性,。,（3）概然性 临床资料的不完备性 病程的个体特异性 诊断逻辑方法的不确定性 治疗决策中的不确定因素 （4）选择性 诊断思维方向上的选择性 思维简化原则中的选择性,中医临床思维的特点,（1）形象性 （2）系统性 （3）整体性 （4）动态性 （5

6、）模糊性,3、临床诊断思维原则,诊断通常指医生对患者所患疾病所作出的结论或认定。 （1）有病与无病 （2）器质与功能 （3）一元与多元 （4）常见病与少见病 （5）原发病与继发病,（4）常见病与少见病 “小概率事件实际不可能性原理” “小概率事件大数量必然性原理”,4 、诊断思维与形式逻辑规律,（1）形式逻辑规律 同一律A是A（如果A，那么A）。 不矛盾律A不是非A。 排中律或A，或非A。 充足理由律A真、因为B真，且B 可推出A。 （2）形式逻辑对诊断思维的要求 诊断思维要有确定性 确定的诊断要有充足理由,5、诊断与辩证思维,业务知识33% 思维方法36% 工作责任心16% 病史采集 15%

7、 误诊因素组成示意图,误诊思维方法主要表现,主观臆断： 20。2% 只重现象： 17。4% 缺乏全面具体分析： 12% 迷信仪器： 9。8% 只重局部： 7。8% 思路狭窄： 7。7% 只重常见病： 6。1% 忽视非典型性： 4。1% 缺乏发展眼光： 3。1% 只抓主要症状： 3。1% 其它： 8。7%,（1）确定性与灵活性相统一 （2）个性与共性相统一 （3）一般与特殊相统一 （4）历史与逻辑相统一 （5）形象与抽象相统一,“医者意也”,如对敌之将、操舟之工，贵乎 临机应变。 具体情况具体分析,三、逻辑思维方法,1、比较与类比 （1）比较确定对象之间异同的逻辑方法。 “揆度奇恒” “知常达变

8、法” “智者察同，愚者察异” 知识不能单从经验中得出，而只能从理智的发明同观察到的事实两者的比较中得出。 爱因斯坦,1）客观基础客观事物存在的差异性和同一性。 2) 作用 定性鉴别和定量分析 揭示不易直接观察到的运动和变化 追溯渊源，确定顺序（历史比较法） 判断理论与事实是否一致,3）规则,注意可比性应该在同一条件下 对象一致 环境条件一致 指标一致 抓住本质属性,（2）类比,绵羊瘙痒病：a 神经系统退行性疾病 b 动作失调、不发烧 c 脑组织退化为海绵状 d 群体发病，离群后仍会发病 e 发病后36个月内死去 f 有传染性，病原体类似病毒 库鲁病： a b c d e (绵羊瘙痒病) 库鲁病

9、 ： 可能 f （类病毒）,逻辑形式,Aa b c d e f Ba b c de B f,1）界定根据两个（两类）对象之间在某些方面的属性相似或相同的关系，推出它们在其它方面属性也可能相似或相同的逻辑方法。 中医的重要方法取类比象 “ 近取诸身，远取诸物。” “援物比类” “别异比类” “不知比类，足以自乱” 2）客观基础事物之间的统一性,3）类型 简单共存类比仅仅以共存关系 作为依据进行推论 因果类比推出属性与所依据 属性之间存在因果联系。 声：直线传播、反射、折射、干渉、波动 光：直线传播、反射、折射、干渉 光： 波 动,数学相似类比推出属性与所 依据属性之间有数学相似性关系。,光：费尔

10、玛原理、波粒二象性 物质粒子：莫泊丢原理 物质粒子 波粒二象性 光：波粒二象性、（光）波长公式 粒子：波粒二象性、 粒子 波长公式,对称类比,诊断中的类比 抽象类比与某种疾病的一般临床图象相类比 具体类比与过去诊治过的病人的表现相类比,4）特点 跨度大 形象化 或然性 5）作用 提出假说的重要工具 为模拟实验提供逻辑依据 推出疾病的可能原因 发现或发明医疗方法的手段,（6）要求,依据对象应有典型意义 着眼于属性之间的必然联系 增加类比属性 近一步验证 多多类比，或许会带给你意外的惊喜！,至理名言,每一种归纳总是不完备的。 黑格尔,3、归纳,肺结核会有低烧盗汗症状 骨结核会有低烧盗汗症状 肾结核

11、会有低烧盗汗症状 结核菌感染的特征是低烧盗汗,3、归纳,界定归纳就是从个别事物中概括出一般原理的推理方法。 “故风者，百病之长也。” 素问风论 客观依据个别中有一般，个性中有共性。,逻辑形式：,S1-P S2-P S3-P Sn-p S-P,（1）完全归纳考察了这类事物的全部对象后概括出一般原理的推理方法,S1-P S2-P S3-P Sn-p（S=S1+S2+S3- Sn) S-P,完全归纳（实例）,水星绕日运行 金星绕日运行 地球绕日运行 火星绕日运行 木星绕日运行 土星绕日运行 天王星绕日运行 海王星绕日运行 冥王星绕日运行 太阳系的大行星都绕日运行,完全归纳,要求： 前提确实 无一虚假

12、 穷尽对象 无一遗漏 特点： 结论可靠 适用范围小,（2）不完全归纳只考察了该类事物的部分对象后概括出一般原理的推理方法,S1-P S2-P S3-P Sn-p (S S1+S2+S3- Sn) S-P,1） 简单枚举归纳法,前提： 丹麦的天鹅是白的 英国的天鹅是白的 伊朗的天鹅是白的 美国的天鹅是白的 中国的天鹅是白的（无反例） 结论： 天鹅皆白,实例行星运动三定律 （大敦穴） 名称公周太距周期平方距离立方 水星。 金星。 地球。 火星。 木星。 土星。 ：,特点 结论超出前提（急遽概括） 结论具有或然性 要求 考察尽可能多的个例 注意搜索反例 “以偏概全” “轻率概括”,2） 科学归纳法引

13、进因果关系,科学归纳法与简单枚举归纳法的比较 共同点： 都是不完全归纳法 差异点： 推理依据不同 结论可靠性不同,3）穆勒五法探寻因果联系,求同法 求异法 求同求异共用法 共变法 剩余法,ABC（X）a ADE（X）a AFG（X） a A（X）-a,P V 1.5 0.5 1 1 0.5 1.5 波义耳的气体定律,铀 铅、氦+能 已知：铀、铅和氦的质量 铀 铅+氦 质能关系式：,4、演绎法从一般原理推出个别事物未知属性的推理方法,客观依据一般存在于个别之中 （1）直言三段论借助于一个共同概念把两个直言判断联结起来得出结论的推理方法 实例： 大前提： 持续的紧张情绪会引起胃肠溃疡 小前提： 张

14、三处于持续的紧张情绪状态 结 论： 张三会得胃肠溃疡病,公理表述：一类对象的全部是什么或不是什么，那么这类对象中的部分也是什么或不是什么。,逻辑形式： 凡 MP（大前提） SM （小前提） 所以 SP （结论）,肯定式 凡金属都导电 铁是金属 铁导电 P M S,否定式,哺乳动物都不用鳃呼吸 鲸是哺乳动物 所以，鲸不用鳃呼吸 P M S,特点：由一般性前提推出个别性结论； 结论具有必然性。,要求：前提必须真实 推理符合规则 实例： 金属都是固体 汞是金属 汞是固体,著书不明脏俯，岂不是痴人说梦，治病不明脏俯，何异乎盲子夜行 王清任,如果著书不明脏腑，那么就是痴人说梦，如果治病不明脏腑，那么就是

15、盲子夜行 现在著书治病是不明脏俯 著书的是痴人说梦 治病的是盲子夜行,“正气存內，邪不可干” “邪之所凑，其气必虚” 5、归纳和演绎的关系,定理和理论,归纳 演绎 科学事实 检验蕴涵,归纳 演绎,前提 个别知识 全体知识 结论 全体知识 个别知识 性质 或然性 必然性 作用 经验规律 建构理论、预见 局限 不能证明必然性 不能保证前提真实 关系 演绎的基础 归纳的指导,至理名言,归纳和演绎，正如分析和综合一样，是必然相互联系着的。不应当牺牲一个而把另一个捧到天上去，应当把每一个都用到该用的地方去，而要做到这一点，就只有注意它们的相互联系、它们的相互补充。 恩格斯,7、分析与综合自学,谢谢， 下

16、课！,四、非逻辑思维方法,科学在其基础和方法方面，本质上是理性的，其最惊人的收获只能靠悟性冒险的突然飞跃来完成。这时表现出从严密推理的沉重束缚中解放出来的能力，它叫作想象、直觉和奇知。 德布罗意,院士格言,要特别强调的是，正确的创造性思维是一个整体的思维。逻辑思维是这个整体思维的基础，而形象思维则是这个整体思维的主要创新源泉。 杨叔子,1、 形象思维,（1）形象思维及其特点 客观依据本质与现象的统一 “ 有诸内，必形诸于外” 1)形象性 2)概括性 3)使用方便,动脉粥样硬化,内景返观 -內照法,(2)方式-想象,1)再造性想象 2)创造性想象 (3)作用 1)形象直观地揭示对象的本质和规律。

17、 2)能突破现实的局限，抓住主要矛盾，高度纯化对象，以利于揭示对象的本质和规律。,（3）作用,形象直观地揭示对象的本质和规律。 能突破现实的局限，抓住主要矛盾，高度纯化对象，以利于揭示对象的本质和规律。,大师格言,想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格的说，想象力是科学研究中的实在因素。 爱因斯坦,2、直觉思维,逻辑是证明的工具，直觉是发现的工具。 彭加勒,(1)直觉思维及其类型,实例： 生物进化观念的形成适者生存（达尔文和华莱士） 爱因斯坦的狭义相对论 “十年沉思，一夜闪现”,1）界定不经过逻辑推理而直接领悟事物本质的一种思维

18、形式 超越逻辑直接洞察 快速整合知识组块 （普朗克的徘徊） 真正可贵的因素是直觉 我相信直觉和灵感。 爱因斯坦 以对经验的共鸣的理解为依据的直觉,2）类型,再认型直觉 “直觉实际上是一种再认。” 西蒙 只强调主体摆脱逻辑思维的约束而对客体的直接洞察。 “望而知之谓之神”,顿悟型直觉灵感 强调长期苦苦思索不得其解、偶因触发而豁然开朗。 苦苦思索 偶因触发,至理名言,“积神于心，凝神集思，无是无非，专心不二，于是心扉开而神明至，可以豁然开朗，由此往今新故，昭然若揭。” 灵樞五色,(2）特征,认识的突发性（发生） 认识的突变性（过程） 认识的突破性（成果）,(3） 方法论意义,创造性思维的重要形式

19、发挥思维能动性的突出表现 对科学研究有先导启示和催化加速的作用,五、创造性思维,两个游戏的启示,至理名言,民族的生命力，正在于蓬勃的创造精神。 哥德,创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。 江泽民,1、创造性思维及其过程 借助于这种思维发现和产生出前所未有的事物来。,2、创造“四阶段论”（沃勒斯）,第一阶段准备期 第二阶段酝酿期 第三阶段明朗期 第四阶段验证期,3、创造“三境界论”,第一境界 昨夜西风凋碧树，独上高楼望尽天涯路。 第二境界 衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。 第三境界 众里寻他千百度，蓦然回首那人正在灯火爛珊处。,4、特征（广义）,（1）抽象思维与形象思维的统一 （2）逻辑思维与非逻辑思维的统一 （3）收敛性思维与发散性思维的统一 库恩的观点:必要的张力,收敛性思维(covergent thinking),辐集思维，求同思维，指把众多的信息引导到条理化的逻辑系列中，产生出逻辑结论来。,特征,规范性 集中性 一致性,发散性思维(divergent thinging),辐射思维，求异思维。 思维突破已有范式的约束，以各种途径寻找多种答案的思维形式。 (paradigm) “ 从统一的来源中产生出各式各样为数众多的输出-” 吉尔福德,放疗治