自然辩证法纲要：科学观与科学方法课件

1、2022/7/2912022/7/292第五章 科学观与科学发展的规律第一节 科学本质再探究第二节 科学活动的结构第三节 科学活动的过程第四节 科学发展的基本形式第五节 科学发展的内在动力与当代趋势2022/7/293第一节、科学的本质对科学的传统理解科学的主要形相科学是一种高层次的人类活动 科学概念的创新主体关于认知对象的系统化的知识及其生产、创新的社会活动。讨论：科学与非科学、伪科学、唯科学主义2022/7/294科学的主要内涵：科学是一种以生产知识为目的的社会活动，它不再局限为个别科学家自发的认知过程，而表现为一种社会建制。科学表现为动态的知识系统，而这种知识系统又是借助于相应的认识手段

2、和方式生产出来的，构成当代观念和文化的重要方面。科学活动是整个社会活动的一部分，与经济、社会、文化相互作用。2022/7/295科学知识的体系数学与逻辑物质科学生命科学2022/7/296近代科学革命的直接后果科学使人们从根本上改变了对世界的直观性、常识性和静止性的看法。近代科学帮助人类重建了自己的世界观。20世纪以后，在相对论、量子力学和分子生物学等现代科学革命的推动下，人们的世界观有一次得到发展。2022/7/297科学精神的内涵理性精神实证精神分析精神开放精神民主精神批判精神2022/7/298科学精神的内涵之一：理性精神对象性世界观知识就是力量崇尚理智理性精神是对知识价值的肯定，认识到

3、知识的增值作用。2022/7/299科学精神的内涵之二：实证精神实证精神追求知识的客观性、普遍性和公共性，超越了个体的内心体验。实证精神是渗透于科学活动全过程的方法论灵魂；前科学时代，人们主要将精神聚焦于神圣的宗教信仰和内在的道德修养，而回避对更多的物质享受与更开放的精神生活的追求。实证精神对不同学说采取宽容的态度。2022/7/2910科学精神的内涵之三：分析精神整体思想的局限性分析的主旨是找到要素，分析要素间的相互作用，然后提出具有解释和预言功能的理论框架。黄仁宇：现代社会管理与传统社会管理的最大区别在于，现代社会是用数字管理的社会。2022/7/2911科学精神的内涵之四：批判精神批判精

4、神起源于怀疑主义批判精神的核心内涵，是对前提的反思和批判。2022/7/2912科学的主要特征具体性经验性精确性可检验性1.实验方法是科学的标志，是最重要的科学方法2.是科学家说的基本方法论3.是科学发现获得社会承认的基本条件2022/7/2913科学的价值科技发展与人类的精神危机科技革命引发新的消费文化科技的高风险与生活的不确定性世界的“物质化”与“消费蛀虫”的孪生人类和个体终极追求的偏航2022/7/2914在功利主义与终极价值之间保持必要的张力理论理性：更多追求终极价值技术理性：更多追求功利主义2022/7/2915第二节 科学活动的结构一、科学研究主体科学研究能力、科学精神（品格）二、

5、科学活动的客体相对于主体而言：一般为：自然、社会、思维。三、科学活动的工具 主体藉以研究客体的手段、方式和方法的总称。物质的和精神的两大类型。2022/7/2916第三节、科学活动的过程问题（目的）的确定；研究思路和方法的选择（技术路）；科学假说的提出（试探性的解题方案）实事的获取（观察、调查和试验）；理论分析（对数据的处理和分析）；成果表述（报告、论文、论著、专利）2022/7/2917科学事实的构成要件科学事实不同于客观事实科学事实应该是关于个别存在的陈述；否则只能是理论假设。科学事实应该可复核、可重现。科学事实应该比较精确、系统。2022/7/2918科学事实的获得亚里士多德：归纳演绎

6、科学研究从观察到的个别事实的知识中归纳出解释性理论，再以解释性原理为前提演绎出关于个别事实的论述。罗吉尔培根：获得知识的三条途径权威：权威不知道事物的理由理性：理性不能分辨诡辩还是论证经验：观察和实验是证明真理的唯一办法2022/7/2919弗兰西斯培根：发现真理的两条途径匆促地从感觉和特殊进到最一般的公理，并由之出发，推导和发现中间公理；从感觉和特殊出发构造公理，然后逐渐上升，直至到达到最普遍的公理。2022/7/2920巴甫洛夫 “在科学中要学会做笨重的工作，研究、比较和积累事实。不管鸟的翅膀怎么完善，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”。2022/7/2921维特

7、根斯坦对事实和事物的区分维特根斯坦强调世界是由发生着的事实组成的，事物依赖于事实。要研究事物的本质，必须先研究事实的本质。 “世界就是所发生的一切东西。世界是事实的总和，而不是物的总和”2022/7/2922科学事实的获得之一：科学观察观察不仅接受外部世界的信息，而且对来自外部世界的信息进行初步的加工处理。科学观察一般在自然发生的条件和状态下对研究对象进行观察。2022/7/2923科学事实的获得之一：科学观察英国科学家贝弗里奇在发现的种子一书中，总结说： 同研究对象保持长期密切的接触，会得到观察微小而重要的细节的机会，并且对问题的本质也会有更深邃的洞见。那些对周围事物漠不关心、反应迟钝、好内

8、省的人，往往都放跑了有意义的东西。2022/7/2924科学事实的获得之二：科学实验简化和纯化研究对象可以强化研究对象可以使客体的属性及其变化过程重复出现可以模拟研究对象的运动过程，从而认识对象的性质。2022/7/2925科学事实的整理：归纳本能的归纳由对常识的思考所获得的归纳通过批判性科学研究获得的归纳 弗兰西斯培根强调三段论仅仅是证明已发现知识的工具，而归纳才是科学发现的工具。2022/7/2926培根的“四假象说”族类假象：人类在认识事物时，是以自己的主观感觉和成见为尺度，而不是以客观事物本身为尺度。洞穴假象市场假象剧场假象2022/7/2927科学事实的整理：演绎最早运用演绎方法的是

9、亚里士多德的三段论。笛卡尔、伽利略和牛顿创造了数学演绎方法。利用数学规则来进行各种演绎推理以获得各种新知识，而不必拘泥于三段论的方法。2022/7/2928科学事实的整理：演绎数理逻辑的创立，彻底打破了数学和逻辑的界限，实现了逻辑数学化、推理演算化。它用数学精神改造传统的演绎逻辑，把逻辑推理规则视为数学变形规则，并通过引入可变函数，大大提高了推理的能力和效率，成为现代科学思维的强大工具。并且使得人工智能成为可能。公理化方法是演绎方法的衍生物。2022/7/2929科学事实的整理：演绎合情推理是演绎推理的一种推广和应用 美国数学家波利亚提出。 A蕴含B A蕴含B B假 B真 A假 A?答案：A更

10、可靠。2022/7/2930科学事实的整理：类比类比是根据两类对象之间在某些方面的类似或同一，推断他们在其他方面也可能类似或同一的逻辑思维方法。 A有a、b、c、d B有a、b、c 则B可能有d类比推理的客观基础是事物之间存在普遍联系的本性，但扬弃了未知的中间环节，其结论在逻辑上具有或然性，其逻辑根据是不充分的。2022/7/2931德布罗依关于物质波的假设德布罗依根据光的运动服从最短光程原理（费尔马原理），以及力学质点运动服从最小作用量原理（莫泊丢原理），发现这两条原理的数学形式极其相似，从而意识到了两门学科的相通性。光的量子性（波粒二象性）获得证明以后，他立即提出物质（粒子）的波动性，并提

11、出了物质波的假设。2022/7/2932第四节、科学发展的基本形式1、惠威尔的累进模式。 2022/7/29332、波普的“证伪主义模式”。 P1TTEEP2P1：问题（Problem）TT：试探性理论（+en+ative theory）EE：批判性检验，排除错误（elimination of error）P2：新的问题。就是说，我们从某一个问题P1出发，提出一个尝试性解答，或尝试性的理论TT，它可能在部分或整体上是错误的，必然经过消除错误的阶段（EE）其结果通常会凸现出新的问题P2，P2较之P1，往往有更大的深度，它们之间的深度差就表现出科学的进步。2022/7/2934证伪主义：深刻性与确

12、实性的冲突1、科学同确实性、概率和可靠性的寻求没有任何关系，我们对于把科学理论确定牢靠的、确实的或概然的并不感兴趣（如重言判断）。2、一个科学理论的可检验性或可证伪性的程度越高，它的经验内容就越少，同时他的概率就越低。2022/7/2935证伪主义：深刻性与确实性的冲突3、内容和概率往往是相反的。科学的目的不是要提高理论的概率，而是希望得到较好的理论，内容丰富的理论。4、一个陈述的概率越高，他的内容就越贫乏，能够由它推导的陈述越少。5、科学进步的标准是可检验性或似不可信性。2022/7/2936哈耶克：一个新思想诞生以后得到赞同的人越少，这个思想的价值可能越高，反之亦然。证实主义者牺牲了科学的

13、深刻性，却不能使确实性的理想更接近于实现。证伪主义者牺牲了确实性以及它的替代品（如高概率），却使深刻性理想的大部分有可能得到实现。如同形式正义比实质正义更有利于提高社会的正义程度。2022/7/29373、库恩的科学革命论模式。 潜科学前科学常规科学（形成范式）科学危机科学革命（新范式取代旧范式）新常规科学科学范式：科学领域具有示范作用的观念、理论、方法、实事。2022/7/2938什么是范式？科学共同体共有的信念，所谓“专业母体”抽出其中的一种特别重要的信念，构成一个子集，称之为范例。2022/7/2939范式在科学理论演变中的作用范式是划分科学和非科学的标准，范式的建立标志着和更替标志着科

14、学理论的革命性演变和科学的真正进步。 科学家只有在接受一个共同的范式指导后，他们的研究才会从批评议论的方式转变为解决疑难的方式，进而导入真正的科学研究之中。2022/7/2940范式在科学理论演变中的作用范式是科学家集团的共同信念，规定了科学发展的方向在科学的发展过程中，各阶段的更替是由范式的变化决定的。范式的形成，标志着从原始科学到成熟科学的重要转折。范式是一门学科成为科学的必要条件。2022/7/29414、拉卡托斯的科学研究纲领模式。 科学研究纲领的进化阶段科学研究纲领的退化阶段新的进化的研究纲领取代退化的研究纲领新的研究纲领的进化阶段2022/7/2942拉卡托斯把科学进步归结为相互竞

15、争的研究纲领的增多。一个研究纲领只会被更进步的研究纲领所压倒，决不会被事实所证伪。在研究纲领方法论中，没有决定性的实验，没有证伪，没有由异例的积累所造成的危机。只要正在出现任何理论的和经验的进步，任何数量的预测失败都是可以容许的。 一个阶段性和局部性的错误，并不一定导致对核心观点的否定。反之亦然。研究纲领是不可证伪的。（如同我们的理想信念是不可证伪的）2022/7/2943 纯粹否定的、破坏性的批评，并不淘汰一个纲领。一个纲领的批评是一个冗长的、常常成为无效的过程，一个人必须宽大地对待一个刚萌芽的纲领。 拉卡托斯2022/7/2944对科学研究纲领方法论的批评评级规则或进步标准过于宽大，进步的

16、研究纲领的要求太弱，缺乏打击力；标准过于柔和，缺少锋刃，简直同没有标准差不多。 “被拉卡托斯所软化的科学方法不过是一个装饰品，它使我们忘记什么都行的立场事实上已被采纳”。 费伊阿本德2022/7/2945第五节 科学发展的内在动力与当 代趋势当代科学发展的内在动力1,科学理论本身的逻辑矛盾（即悖论,夸克、毛子的可知性），2，先发展学科与后发展学科之间的矛盾3，原有理论与新的科学事实之间的矛盾；4，不同学派和不同观点之间的矛盾；5，知识继承和知识创新之间的矛盾；6，创新能力与创新关系之间的矛盾；7，不同学术团体之间的竞争与合作的矛盾。2022/7/2946科学的发展的一般规律指数逻辑曲线增长规律

17、 ；科学中心转移规律。意大利英国法国德国美国带头学科更替规律。 力学化学、物理学、生物学微观物理学控制论、原子能科学、宇宙航空学2022/7/2947指数逻辑曲线增长规律年，全世界出版的科学杂志不到种；到年就增加到了种；年为种；年为种；到年，世界上的科学杂志数达到了万种以上。这说明，从年起，科学杂志的数目每半个世纪增加倍。这就是普赖斯得出科学发展指数增长律的定量根据。指数增长律的数学表示为：2022/7/2948科学中心转移规律意大利（） 英国（） 法国（） 德国（） 美国（）周期：70年左右 2022/7/2949当代科学发展的趋势发展趋势：1、科学发展的数字化；2、自然科学与社会科学的合流

18、；3、科学社会化与社会科学化；4，科学技术化与技术科学化；主要特点：综合化、分化；多元化、多极化。创新特点：相互提供范式，相互影响，相互规定。对策思考：怎么适应？采取什么策略？2022/7/2950第六章 科学认识与知识创新方法第一节 科学认识与科学知识第二节 科学认识的动力科学问题第三节 科学事实与科学观察、科学实验第四节 科学假说与创新思维2022/7/2951第一节 科学认识与科学知识科学认识的哲学本质科学认识是科学研究主体有组织有计划地利用各种工具，能动反映认识对象的本质的过程。科学认识是人类实践的需要，社会实践是科学认识的基础，是科学认识的目的、源泉和动力。马克思主义哲学认为，关键不

19、在于我们掌握了客观世界的规律，因而能够解释世界，而在于运用对于客观规律的认识去能动地改造世界。 科学认识的结构及其特征科学认识是由认识主体（认识者）、认识客体（认识对象）和认识中介（仪器和工具等）三个要素组成的系统结构与相互作用过程。 2022/7/2952科学知识及其构成 知识是人类认识世界所得结果的静态符号形式。从形式结构来分析，科学理论一般是由科学概念、将科学概念联系起来的判断（基本原理或定律），以及由这些概念和判断推演出来的逻辑结论（规律和预见）三部分组成。 知识的分层：Know-what, know why,know-how, know-who. 知识的分类：参见学科分类。 2022

20、/7/2953第二节 科学认识的动力：科学问题科学活动起源于什么？ 经验的观察还是科学问题？ 问题先于观察科学实际上是从问题到问题的进步，问题的深度不断增加。科学问题的发现：经验事实之间的关系；事实与理论之间的关系；理论与理论之间的关系；科学与技术之间的关系。2022/7/2954科学问题的一般理解：关于科学认知对象之未知内容之欲知方面之主观表述。 未知内容欲知方面问题：主体关于认知对象之未知内容之欲知方面之主观表述。2022/7/2955科学问题的类型经验问题未解决的问题：潜在的问题已解决的问题反常问题：未被某一理论解决，但被同一领域中其他理论解决的问题。概念问题内部概念问题外部概念问题20

21、22/7/2956科学问题的产生背景知识是科学问题产生的依据寻求经验事实之间的联系并给出统一解释，既是科学活动的基本目标，也是科学问题产生的最基本途径；理论内部存在的逻辑悖论或佯谬可能引发重大的科学问题。2022/7/2957科学问题的发现经验事实之间的关联经验事实与理论体系之间的矛盾理论内部的逻辑矛盾理论之间的矛盾社会实践和社会生活中产生的问题个人的秉赋与特质情感与信念2022/7/2958第三节 科学事实与科学观察、科学实验科学事实的内涵、特征与功能客观事实与科学事实科学事实的成立条件：客观性和可重复性。科学观察：恩格斯：观察是在自然发生的条件下对自然事物的考察，实验则是在变革自然中认识自

22、然的方法。计划性和目的性是科学观察区别于一般观看的特点。科学观察，是人们有计划有目的的通过感觉器官，并借助于相关仪器设备，作用于研究对象，获取科学事实的方法。观察与观察方法；观察与观测；科学观察的原则：客观、全面性、重复性；创新性；科学观察的作用。2022/7/2959科学事实对客体与仪器相互作用结果的描述对实验结果的陈述和判断2022/7/2960客观性问题的思考纯粹的客体性主客体的统一主体间性2022/7/2961获取科学事实的方法之一：科学观察理论决定观察的结果情感决定观察的深度和广度 同研究中的现象保持长期的密切的接触，会得到观察微小而重要细节的机会，并且对事物的本质有更深的洞见。对周

23、围事物漠不关心、反应迟钝的人往往错过了有意义的东西。2022/7/2962获取科学事实的方法之二：科学实验科学实验方法的定义；恩格斯：观察是在自然发生的条件下对自然事物的考察，实验则是在变革自然中认识自然的方法。实验方法的类型：定性试验、定量实验、对比实验、模型实验、数字实验、中间试验、思想实验。实验活动的结构：主体、客体、设备的统一；科学实验的设计；实验操作和实验观察。科学实验方法的科学功用：纯化、简化、再现、延缓、创造自然现象发生的条件。科学实验的一般目的：探索新事物、发现新的事实、证明、证伪理论。2022/7/2963科学试验与思想试验之间的区别和联系1，科学实验：物质性、实践性、客观性

24、； 思想试验：主观性、内在性，思维过程；2，科学实验结果：科学事实； 思想试验结果：假说。3，科学试验为思想试验提供基础，同时又是对思想试验结果的验证。4 思想试验既是科学实验的先导，同时科学实验的延伸。2022/7/2964科学假说与创新思维科学假说的内涵与功能：理论的初级形式，或发展的中介、桥梁。科学假说的特点：推测性和有根据性。假说向理论的转化条件：消除假定性。假说转化为理论的三条途径：直接证明；证明其推论；溯因推理。科学假说提出的方法归纳、演绎、类比、联想、直觉思维方法。 2022/7/2965只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。 恩格斯没有大胆的猜想就做不出伟大的发现。 牛顿

25、“如果有人对我说，在做这些结论时我超出了事实，我就会回答说:是的，我确实常常置身于一个不能证明的设想之中，但这就是我观察事物的方法”。 巴斯德2022/7/2966科学假说的基本因素事实基础背景理论（包括推测规则）对现象本质的猜测由猜测推演出的预言和预见2022/7/2967科学假说的检验是一个复杂的过程一个全称判断所演绎出的经验推论在数量上是无限的，其中部分事实与结论相符合，并不能完全证明这一科学假说。以全称判断形式出现的科学假说只能通过证实后件为真，从而证实前件为真的方法确证。（后件为真，前件不一定为真）科学实验的结论与观测事实不符，并不必然导致否定相关的科学假说。（如考夫曼的高速电子质量

26、观测实验）2022/7/2968科学假说的方法论原则理性信念世界的合理性。其中包括普遍的哲学原理和普遍的科学原理可检验原则。对应原则科学的继承性。新的理论或假说比原有理论具有更丰富的检验蕴含；新的理论或假说在原理论得到充分确证的那个领域以渐近线的形式与之相一致。简单性原则2022/7/2969科学发现过程中的逻辑与非逻辑的过程彭加勒：逻辑学与发现、发明没有关系。因为，我们通常是凭直觉而不是凭借机械地运用逻辑来作出归纳，而且我们的思路经常受到个人判断和观念的支配。席勒：对科学行动步骤进行逻辑分析，是科学发展的一大障碍。逻辑学是从规导希腊学校、集会以及法庭辩论中发展起来的，哪些地方必须判断谁胜谁负

27、，逻辑学即服务于此。2022/7/2970生理学家莱恩.杜波斯：构成科学的原材料不仅是科学家的观察、实验、计算，而且还有他们的冲动、梦想和愚蠢。科学发现的正常进程都是基于并不完全的证据而提出新的假说，因为这时所掌握的证据并不都是确信无疑的，所以，怀疑的态度只会有利于观点的形成。2022/7/2971一个聪明的人要在一个不完善的而又确是崭新的发现中找出毛病，那是易如反掌的事。那些过分苛求、虽则聪明过人但缺乏独创性的科学家，有可能成为研究工作的消极力量。从创造性的角度来说，科学发现的过程是一个意识和潜意识，逻辑和非逻辑交互作用的过程。2022/7/2972直觉思维方法直觉思维：直觉判断：依靠学识和

28、经验，面对问题直接觉知其本质或解决设想，表现为思维过程的压缩，使得主体只能记住结果却难以描述过程。直觉顿悟或曰灵感：是指人脑显意识思维和潜意识思维协同作用的一种超常思维方式和方法。其思维过程：问题准备和思考意识转换（暗示自己）-灵感产生记录并解释。非逻辑但并非是非理性。意识转换意味着显意识思维的中断，潜意识思维的继续；灵感的出现是潜意识思维结果向显意识的转换。主动中断显意识思维的方式因人而异，不能够形而上学的模仿、照搬。2022/7/2973第三节 偶然发现模式1，射獐得马理论根据：ai A一因多果； B2，无心插柳柳成荫理论根据：ai A一果多因。Bi B2022/7/2974怀疑主义与苏格

29、兰学派代表人物：康德休谟苏格兰学派的基本精神对理性主义的谨慎态度自由主义最早致力于寻求社会赖以发展的非人格机制2022/7/2975传统社会与现代社会的区别传统社会:人格机制道德智慧君主、圣贤、英雄现代社会：非人格机制法治民主市场信息化2022/7/2976科技革命引发新的消费文化大众消费消费的个性化象征性消费传媒与大众文化的发展 西方很多学者认为，大众文化完全是由媒体虚构的商业性文化，是一种使公众丧失社会批判能力的精神鸦片。 技术的最终目的是否是使人得以不断追逐新的快乐？2022/7/2977科技的高风险科学知识对信仰与常识的替代专家系统对个人生活的决定性影响科技的发展使得社会生活的风险越来

30、越大专家系统本身的风险性科技伦理2022/7/2978世界的物质化社会以财富的能力作为衡量个人人生价值的主要标准，从而陷入自我实现与物化的两难困境。商品化的消费模式使得个体对自我界定以及自我实现的需要，都变成了占有和消费市场所提供的商品的需求。 “人的各种感觉异化为一种感觉拥有的感觉”（马克思）价值标准的物质化一切价值转化为市场价值2022/7/2979人类和个体终极追求的偏航自我中心主义的陷阱： 要么接受科学，承认世界的世俗化，从而把终极价值归结到自我；要么必须反对科学20世纪70年代，用现代技术包装起来的非主流宗教的出现。2022/7/2980库恩关于科学与非科学的划界范式 科学是在一个理

31、论结构内部解决疑难的活动 失败的出现总是能够被解释，并且这些失败并不导致研究疑难问题的需要，也就是没有要解决的疑难，也就没有要加以研究的问题。如占星学和天文学的区别。 “批评议论”是哲学社会科学和原始科学所共同具有的特征。这种方式并不导致确定的进步。由原始科学向科学的转变，同时就是由批评议论方式向解决疑难方式的转变。2022/7/2981化学教授门捷列夫梦见元素周期表 梦发生在1869年2月，它关系到化学王国的宪法-元素周期律。当时已经发现了63种元素，科学家无可避免地要想到，自然界是否存在某种规律，使元素能够有序地分门别类、各得其所？35岁的化学教授门捷列夫苦苦思索着这个问题，在疲倦中进入了梦乡。在梦里他看到一张表，元素们纷纷落在合适的格子里。醒来后他立刻记下了这个表的设计理念：元素的性质随原子序数的递增，呈现有规律的变化。门捷列夫在他的表里为未知元素留下了空位，后来，很快就有新元素来填充，各种性质与他的预言惊人地吻合。2022/7/2982英国科学家法拉第梦见笨分子结构 苯在1825年由英国科学家法拉第(Michael Faraday,1791-1867)首先发现。此后几十年间，人们一直不知道它的结构。所有的证据都表明苯分子非常对称，大家实在难以想像6个碳原子和6个氢原子怎么能够完全对称地排列、形成稳定的分子。1864年冬的某