科学发现的方法

1、科学发现的方法第1页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五第一节 逻辑思维一、关于逻辑思维1）什么是思维？思维是对世界的间接和概括的反映，属于理性认识。思维有形象思维和抽象思维两种。第2页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五2）思维和语言的关系？抽象思维是借助于语言间接地概括地反映客观对象。 语言有自然语言和人工语言两种。自然语言是人们日常生活中运用的语言。自然语言有多义性，一词多义。人工语言又称符号语言。是人们创造出来用以表示某种特定意义的符号。第3页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五什么是逻辑思维？逻辑思维，就是抽象思维。是在感性

2、认识基础上，运用概念、判断、推理等方式对客观对象所做的一种间接的、概括的反映过程，是科学认识中一种最普遍、最基本的形式。第4页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五什么是逻辑？LogicLogos逻辑是研究抽象思维的形式结构方面的规律。E.g. 1.所有的分子都是由原子构成的。2.如果水温降到冰点以下，那么水将结冰。第5页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五分别可以表示为：所有的S都是P。如果S，那么P。其中S和P是变项，“所有的”、“都是”、“如果”和“那么”是常项。第6页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五逻辑有狭义和广义之分。狭义

3、逻辑只研究必然性推理，也叫演绎逻辑。广义逻辑不仅研究必然性推理，也研究或然性推理，其中主要是归纳推理。第7页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五逻辑的基本规律1.同一律。2.矛盾律。3.排中律。第8页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五二、逻辑思维的基本方法1、分析与综合：在通过观察、实验拥有一定的经验材料后，必须运用比较、分类、分析与综合等方法，对这些材料进行思维加工。第9页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五分析，是指把客观对象整体分解为各个部分、因素、方面和特性，分别加以考察和认识，是对对象的具体把握。综合，是在思维中将已有的关

4、于客观对象的各个部分、方面、因素和特性的认识联结起来，形成关于客观对象的统一性认识的方法。第10页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五2、归纳与演绎1）归纳方法：是从个别事物概括出一般原理的方法。它是在考察某类事物部分对象的基础上，抽取其共性并推广到该类的全体，从而形成关于该类对象的一般性认识。归纳逻辑有古典归纳逻辑和现代归纳逻辑。第11页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五古典归纳逻辑主要指培根（F.Bacon，15611626）和密尔（也有翻译为穆勒）（，18061873）所创立的逻辑。现代归纳逻辑是在古典归纳逻辑的基础上引入了概率论的方法、逻辑演算

5、的方法建立起来的。第12页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五依据归纳的结论方式，可将归纳分为全称性归纳法和统计性归纳法。依据归纳对象的范围，可将归纳分为完全归纳法和不完全归纳法。依据归纳的方法，可将归纳法分为简单枚举法和科学归纳法。第13页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五（a）全称性归纳法是以全称性命题表述其归纳结果。Case1：所有的零族元素都是惰性元素。Case2：所有的天鹅都是白的。第14页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五（b）统计归纳法：是以概率命题的形式表述归纳结果的一种方法。其模式为：“样本中百分之几的S是P，所

6、以总体中的百分之几的S是P。”第15页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五如孟德尔的遗传分离定律的发现。孟德尔对豌豆进行杂交实验，观察豌豆的7个相对性状的遗传现象，如种子形状（圆或皱）、子叶颜色（黄或绿）、花的颜色（红或白）等。通过对数据的统计得出显隐性之比为3：1。统计归纳法是一个或然性的方法，前提为真而结论不一定为真。第16页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五Mill的求因果五法：a、契合法（求同法）：18世纪俄国科学家罗蒙诺索夫曾作过这样一种推理：摩擦冻僵的手，手便暖和起来；敲击冰冷的石块，石块能发出火花；用锤子不断锤击铁块，铁块也可以热到发红。

7、由此可知，运动能够产生热。第17页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五b、差异法（求异法）：德国医生梅林和俄国医生明可夫斯基合作研究消化系统功能，他们切除了一条狗的胰脏，发现狗尿总招来大量的苍蝇，化验表明其中含有大量的糖分，由此找到了胰脏功能和糖尿病的联系，并导致了用胰岛素控制糖尿病的发明。第18页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五c、契合差异并用法：在天晴出太阳的天气里，椋鸟总能随阳光的方向飞行，即使阳光可能是从镜子里折射而来的，它们也能随着镜子里的阳光的方向飞行；而在不见太阳的阴雨天气里，椋鸟就会迷失方向。由此科学家们得出结论：椋鸟是一太阳作为定向

8、标的。第19页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五d、共变法：因船舶遇难而落水的人在水中最多能坚持多久？有人对此研究发现：会水的人在0度时可以坚持15分钟，2.5度时30分钟,5度时是1小时,10度时是3小时,25度时是一昼夜。可见。人在水中坚持时间的长短与水温高低有因果关系。第20页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五e、剩余法。第21页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五2）演绎方法：是从一般原理推出个别结论的方法。古典的演绎（形式）逻辑：如亚里士多德的三段论和斯多葛学派研究的假言推理及选言推理。第22页，共37页，2022年，5

9、月20日，11点21分，星期五演绎推理方法是一种必然推理，只要前提为真，结论就必然为真。第23页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五局限性：演绎推理结论的可靠性受前提制约，前提的可靠性在演绎逻辑的范围无法解决；演绎方法是一种创造性较小的方法，结论包含的前提中，结论所提供的知识不会超出前提的范围。第24页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五试比较归纳方法和演绎方法。第25页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五3、类比方法根据两个或两类对象之间具有某些方面的相似或相同，而推出它们在其他方面也可能相似或相同的一种逻辑思维方法。可以表示为：A

10、 有a、b、cg、hB 有a、b、cg则B有h其基本环节是联想和比较。第26页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五17世纪荷兰物理学家和数学家惠更斯比较了声现象和光现象,发现它们有许多系统的属性：服从直线传播规律、反射规律、折射规律和干涉规律，通过实验又证明，声是由一种周期性运动引起的，呈波动状态（即声波），由此推出，光也可能由周期性运动引起，也呈波动状态（即光波）。类比推理在现代科学中的应用，有两种比较突出的类型：相关类比和模拟类比。第27页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五三、归纳的合理性问题“归纳法是科学家的胜利，却是哲学家的耻辱。”第28页，共

11、37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五休谟问题：我们能够从已观察到的事例推知我们所没有经验的东西吗？我们能够从观察到过去太阳每天升起就断定明天太阳一定会升起吗？第29页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五第二节 直觉思维非（超）逻辑思维包括形象思维、直觉和灵感等形象思维在科学研究中的作用？=想象力？直觉：intuition，源于拉丁文，是凝视、洞察的意思。涵义有两种：感性直觉和理性直觉。第30页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五在科学发现中主要讨论理性直觉，科学中的直觉被理解为不受某种固定的逻辑规则的 约束而直接领悟事物本质的思维形式。直

12、觉往往伴有一种被称为“灵感”的特殊心理体验，在直觉和灵感中包含着使问题突然澄清的顿悟。第31页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五1）偶然机遇型：来自外界的信息刺激。a）思想点化，在阅读或交流中得到某种思想的启发，如达尔文受马尔萨斯“人口论”的启发提出进化论；b）原型启示，魏格纳大陆漂移学说是在看世界地图时得到的第32页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五2）积淀意识型：指直觉的激发来自大脑内部的积淀意识（潜意识）。德国化学家凯库勒在梦中显现了苯分子结构。第33页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五直觉和灵感具有以下三个特征：（1）表现的突发性。（2）结构的跳跃性。（3）结论的或然性。第34页，共37页，2022年，5月20日，11点21分，星期五第三节 数学方法一、数学方法的定义和特点数学方法，用数学提供的概念、理论