第五讲方法论(上)课件

第五讲方法论（上）科学的本质科学认识第五讲方法论（上）12一科学本质与科学方法论1科学的本质2科学认识的特征3科学研究的艺术4科学方法论2一科学本质与科学方法论1科学的本质23科学的本质一，科学的多重维度1，追求真理的认知活动2，特殊的社会意识形态（ideology）3，观念形态的生产力4，当代社会基础性的社会实践形式5，现代社会中重要的社会建制3科学的本质一，科学的多重维度34二、科学认识系统科学认识主体：科学研究者科学认识客体：研究对象科学认识中介：研究工具和手段 物质性中介精神性中介：科学知识科学方法科学认识的与境（context）4二、科学认识系统科学认识主体：科学研究者45第二节科学认识的特征实证性vs思辩性哲学深刻性vs直观性常识创造性vs教条性宗教系统性vs零碎性实用知识5第二节科学认识的特征实证性vs思辩性哲56第三节科学研究的艺术科学研究者自身的体会总结其他科学家的经验总结其他领域活动的经验移植哲学理论的概括总结6第三节科学研究的艺术科学研究者自身的体会总结67第四节科学研究方法论科学研究方法的定位：特殊研究方法：只适合某些学科一般研究方法：适用于各门自然科学普遍研究方法：适用于自然科学、社会科学及人文学科7第四节科学研究方法论科学研究方法的定位：78科学活动在社会运行中的定位

选题观察实验假说检验理论技术原理的构思设计中试鉴定生产销售服务使用8科学活动在社会运行中的定位选题观察实验假说检验理论技术原89科学技术方法论定义：关于科学技术研究中的一般方法的理论，研究科学研究和工程技术研究一般方法的性质、特点、内在联系和变化发展的理论体系。内容:各种一般方法的本质、有效的原因、其适用的范围、限度、各种方法之间的相互关系。功能：研究科学方法的本质及其相互联系，促进科学研究活动的高效、准确。学科地位：介乎科学与哲学之间的交叉学科。兼具抽象性和具体性。9科学技术方法论定义：关于科学技术研究中的一般方法的理论，910第二章、科学问题与观察、实验一、科学问题在科学研究中的地位和作用二、科学事实与观察、实验10第二章、科学问题与观察、实验一、科学问题在科学研究中的地1011一、科学问题在科学研究中的作用1，科学问题的定义2，科学问题的结构3，科学问题的分类4，科学问题的来源5，科学问题的作用6，科学问题的选择11一、科学问题在科学研究中的作用1，科学问题的定义11121，科学问题的定义：科学问题是指一定时代的科学认识主体在当时的知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而又解决的矛盾，它包含一定的求解目标和应答域，但是尚无确定的答案。121，科学问题的定义：科学问题是指一定时代的科学认识主体在12132，科学问题的结构：1）科学理论和科学事实背景2）科学求解目标3）（预设的）问题答案的应答域和求解方法132，科学问题的结构：1）科学理论和科学事实背景13143，科学问题的分类：1）经验问题理论问题2）What？Why？How？143，科学问题的分类：1）经验问题14154，科学问题的来源1）科学实践与科学理论的矛盾2）科学理论内部的矛盾3）不同学派理论之间的矛盾4）社会生产的需要与现有知识的矛盾154，科学问题的来源1）科学实践与科学理论的矛盾15165，科学问题的作用1）科学问题对于观察实验的指导作用2）科学问题是科学研究的产物和总结3）科学问题在科学研究中的核心地位165，科学问题的作用1）科学问题对于观察实验的指导作用1617*讨论科学研究从科学问题开始？科学研究是否有绝对的起点？17*讨论科学研究从科学问题开始？17186，科研选题科研选题：形成、选择和确定所要研究和解决的课题。课题是为了实现某个特定目标所需要的一个或一组科学问题。科研选题的重要性186，科研选题科研选题：形成、选择和确定所要研究和解决的课1819科研选题的步骤文献调研实际考察提出选题初步论证评议和确定课题19科研选题的步骤文献调研1920科研选题的基本原则1，需要性原则2，创造性原则——科学与技术的差异3，科学性原则4，可行性原则20科研选题的基本原则1，需要性原则2021二、科学事实与观察、实验1，科学事实2，观察3，实验4，观察与实验的认识论问题21二、科学事实与观察、实验1，科学事实21221,科学事实的规定性客观事实：一定时空中存在的客观事件。经验事实：为人类所经验到的客观事实，表现为陈述语句科学事实：通过观察所获得的经验事实，是经过科学整理和鉴定的确定事实。221,科学事实的规定性客观事实：一定时空中存在的客观事件。2223*科学的严格性与局限性科学通过限制自己的经验基础以保证其严格性由于追求严格性，放弃了一些可能是事实的经验基础，所以科学研究的内容只是真实世界的子集。因此，不能得到科学支持的观点不能认为就一定是错的，只能说是不科学的。23*科学的严格性与局限性科学通过限制自己的经验基础以保证其23241,科学事实的基本特征：1)个别存在陈述VS理论2)可复核、可重现VS伪科学、错觉、欺骗3)精确、系统VS日常经验241,科学事实的基本特征：1)个别存在陈述VS24251,科学事实的作用：1，科学事实是形成新概念、新理论的基础。2，科学事实是对科学假说和科学理论进行评价的基本手段。251,科学事实的作用：1，科学事实是形成新概念、新理论的基25262,观察人们有目的、有计划地感知和描述客观事物、获取感性材料的基本手段。不仅是接收外部世界的信息，而且是对信息初步加工的过程。 262,观察人们有目的、有计划地感知和描述客观事物、获取感性26272,观察的种类直接观察：直接通过感官进行，直观、生动，乃间接观察的基础。间接观察：借助仪器设备，扩大观察范围，提高精度等，乃直接观察的延伸。间接观察中引入了辅助理论和计算。272,观察的种类直接观察：直接通过感官进行，直观、生动，乃27283,实验实验方法是人们根据一定的科学研究目的、运用一定的物质手段（科学仪器和设备），在人为控制或变革客观事物的条件下获得科学事实的方法。283,实验实验方法是人们根据一定的科学研究目的、运用一定的28293,实验的作用：简化纯化强化重复模拟经济可靠293,实验的作用：简化29303,实验的分类：1，定性实验定量实验2，模拟实验直接实验303,实验的分类：1，定性实验30313,实验规划与设计1)控制参量的选择2)测定方法的选择3)实验试样的选择4)对照实验：安慰剂效应、双盲法、双生子实验313,实验规划与设计1)控制参量的选择31324,观察实验的认识论问题有纯粹客观的观察吗？——观察与理论的相互关系实验可以认识自然真相吗？——实验对对象的干扰作用实验的可重复性问题如何理解观察的客观性？观察实验中的机遇问题324,观察实验的认识论问题有纯粹客观的观察吗？——观察3233观察中渗透着理论1，观察不仅是接收信息的过程，同时也是加工信息的过程。2，观察陈述是用科学语言表述的，而科学语言总与特定的科学理论联系着。因此：1，理论在观察中发挥定向作用2，理论在观察中发挥加工改造作用33观察中渗透着理论1，观察不仅是接收信息的过程，同时也是加3334实验对对象的干扰作用实验通过对研究对象的物质作用而认识对象，干扰作用是固有的，无法根除的。在经典物理学中，干扰作用原则上可以降低至忽略不计的程度。在量子力学中，干扰作用原则上必须考虑。——测不准原理。34实验对对象的干扰作用实验通过对研究对象的物质作用而认识对3435*启示重新审视人与自然的关系——主客体不可分割。什么是科学研究的对象？——并非外在于人的纯客观世界，而是人类所建构的自然，是人化的自然。回到马克思主义的源头：从实践的观点理解新唯物主义，而非静观的唯物主义。35*启示重新审视人与自然的关系——主客体不可分割。3536实验的可重复性问题可重复性要求的意义：保证严格性不可重复的自然现象的真实性——初始条件极其敏感的事件可重复性的相对性可重复性的自然限制可重复性的经济限制可重复性的社会限制 36实验的可重复性问题可重复性要求的意义：保证严格性3637如何理解观察的客观性？主观性与客观性是对立而统一的，而非此消彼长的。越是发挥主观能动性，越是能实现客观性。科学观察的客观性意味着标准条件下的可重复性、主体间性。科学观察的客观性依赖反映客观事物本质理论的指导。科学观察依赖观测仪器和观测技术。科学观察依赖严谨的学风。37如何理解观察的客观性？主观性与客观性是对立而统一的，而非3738观察实验中的机遇1，机遇是偶然性与必然性的结合2，掌握机遇的条件：A，深厚的理论功底B，踏实的工作作风C，开阔的头脑、自由的心灵38观察实验中的机遇1，机遇是偶然性与必然性的结合3839第二章科学抽象和科学思维一、科学抽象二、科学思维的逻辑方法三、科学思维的非逻辑方法39第二章科学抽象和科学思维一、科学抽象3940认识发展的阶段感性具体知性抽象理性具体抽象综合40认识发展的阶段感性具体知性抽象理性具体抽象综合4041一、科学抽象排除事物非本质的次要因素，抽取并通过思维揭示其固有的本质特征，达到对事物的本质的普遍的、和系统的认识。感性认识向知性认识的飞跃经验材料的直观形式的否定和改造更深刻地反映了事物的本质，理想地复现研究对象。依赖于研究的兴趣和方向（绝非纯客观的）41一、科学抽象排除事物非本质的次要因素，抽取并通过思维揭示4142概念反映本质属性的抽象思维方式，思维的基本单位，理论的构成基础。外延：概念所涉及的类的总和。内涵：概念中所概括的属性、关系和本质特征的总和。42概念反映本质属性的抽象思维方式，思维的基本单位，理论的构4243科学概念的特点可确定性：不同的科学概念之间在逻辑上构成可演绎的网络关系。可检验性：科学概念必须与实验具有清晰的和单一而无歧义的联系。可发展性：随着认识的发展，科学概念也相应地发展、调整、修正甚至更新。43科学概念的特点可确定性：不同的科学概念之间在逻辑上构成可4344科学符号科学符号：科学概念的表达形式，人工指称物，便于信息的表达、储存和传递。科学符号发展的三个阶段：自然语言符号系统——多义性、模糊性、效率低下人工语言符号系统科学行话——单义性、明确性形式化语言——思维过程机械化、自动化，便于计算机处理。44科学符号科学符号：科学概念的表达形式，人工指称物，便于信4445思想模型思想模型：人们为了从事科学研究而建立的对原型高度抽象化了的思想客体或思想事物。科学理论与现实原型的中介，科学理论研究的直接对象。只有在思想模型中，科学规律才能得到严格和精确的表现。45思想模型思想模型：人们为了从事科学研究而建立的对原型高度4546思想模型的特点流动性：可以修改、调整甚至更替工具性：特定模型是为了解决某一方面问题从某个角度对研究对象的模拟条件性：符合研究对象的本质和主体的需要、兴趣。46思想模型的特点流动性：可以修改、调整甚至更替4647思想模型的认识功能解释功能：解释有关原型的观察、实验事实判据功能：帮助判断关于原型的知识是否可靠预见功能：预见有关原型尚未发现的现象和规律47思想模型的认识功能解释功能：解释有关原型的观察、实验事实4748理想实验运用理想模型在思想中塑造理想过程，并进行严密逻辑推理的一种思维方法。具有实验的结构模式。具有假定的性质，是以假想的模型为前提的逻辑推理。48理想实验运用理想模型在思想中塑造理想过程，并进行严密逻辑4849可以信赖理想实验的结果吗？如果可以，为什么还要真实的实验？如果不可以，理想实验的意义何在？49可以信赖理想实验的结果吗？如果可以，为什么还要真实的实验4950二、科学思维的逻辑方法逻辑思维：在感性认识的基础上，运用概念、判断、推理等形式对客观世界的间接的、概括的反映过程，是科学思维最普遍、最基本的类型。基本类型：形式逻辑思维辨证逻辑思维50二、科学思维的逻辑方法逻辑思维：在感性认识的基础上，运用50511，形式逻辑思维逻辑思维的初级形式形式和内容相割裂固定范畴，严格、精确性适用于科学概念不变的常规阶段511，形式逻辑思维逻辑思维的初级形式51522，辩证逻辑思维思维发展的高级形式形式和内容相统一流动范畴，灵活、创造性适用于科学概念转变的革命阶段522，辩证逻辑思维思维发展的高级形式5253分析vs综合分析：将研究对象的整体分解为一定部分、单元、要素并加以认识。分析从对象的整体性出发，以综合为前提。分析为综合提供基础。综合：将研究对象的部分、单元、环节的认识结合起来，形成对于对象的整体认识。综合从对象的局部知识出发，以分析为前提。综合为分析提供基础。53分析vs综合分析：将研究对象的整体分解为一定部分、单元、5354归纳、演绎与类比归纳：从个别或特殊事物概括出共同本质或一般规律的方法。演绎：从一般原理到特殊事实的推理方法。类比：根据两类对象在某方面的类似或者同一，推断在其它方面它们也可能类似或者同一的推理方法。54归纳、演绎与类比归纳：从个别或特殊事物概括出共同本质或一5455科学归纳法（穆勒五法）求同法差异法求同差异共用法剩余法共变法55科学归纳法（穆勒五法）求同法5556归纳难题（休谟问题）归纳原理如何可以证明？即从个别如何可以推导一般，从过去、现在如何可以推导未来？逻辑上无法证明经验证明必须以归纳原理为前提事实上可以找出大量反例56归纳难题（休谟问题）归纳原理如何可以证明？即从个别如何可5657归纳逻辑确定性知识转变为概率性知识前提与结论之间的关系由蕴涵改为概率蕴涵促进了人工智能领域的进步无论多少肯定的前提命题，对于无限的宇宙总体而言，归纳结论的概率是零。57归纳逻辑确定性知识转变为概率性知识5758休谟对归纳机制的理解联想的心理机制依赖于多次反复人性的特点，无法用理性证明，非理性的行为。普遍有效的研究方法58休谟对归纳机制的理解联想的心理机制58三、对归纳问题的回答1.归纳辩护归纳法是到目前为止行之有效的科学方法，所以应继续使用。问题：用归纳法证明归纳法，循环论证。三、对归纳问题的回答1.归纳辩护592.自然齐一律的辩护自然界是有规律的，归纳法可以帮助我们发现这些规律。问题：我们如何知道自然界是有规律的?如果是归纳得出的，那么仍是循环论证。2.自然齐一律的辩护自然界是有规律的，归纳法可以帮助我们发603.对归纳法的消解

波普(KarlPopper,1902-1994)3.对归纳法的消解

波普(KarlPopper,19061假说—否证法科学研究中不应使用归纳法，而是假说—否证法。“假说—否证法”的形式与“假说—演绎法”的形式相似T→O，～O，得到～T。假说—否证法科学研究中不应使用归纳法，而是假说—否证法。62问题：Quine-Duhem论旨

(T∧H)→O,～O├～(T∧H)

不能确定T和H何者为假。问题：Quine-Duhem论旨

(T∧H)→O,～O├634.对归纳辩护的消解

斯特劳森(PeterStrawson，1919-2006)4.对归纳辩护的消解

斯特劳森(PeterStrawso64对于所有的方法之辩护，都需要更基本的方法来说明。归纳法是用以证明其他方法的最基本方法，它本身不能再被证明。对于所有的方法之辩护，都需要更基本的方法来说明。655.实效辩护

赖欣巴哈(HansReichenbach，1891-1953)5.实效辩护

赖欣巴哈(HansReichenbach66对于有规律的事件，归纳法有效；对于无规律的事件，没有方法是有效的。因此使用归纳法有益而无害。对于有规律的事件，归纳法有效；对于无规律的事件，没有方法是有67四、归纳逻辑(inductivelogic)

卡尔纳普(RudolfCarnap,1891-1970)四、归纳逻辑(inductivelogic)

卡尔纳普(R68逻辑概率区分两种概率：统计概率和逻辑概率口袋中白球概率为90%。(统计概率)从口袋中取一个球。

(归纳概率)这是个白球。逻辑概率区分两种概率：统计概率和逻辑概率69最主要思想在于，C(h,e)是可以计算的。通过归纳逻辑来计算命题之间的逻辑概率，从而得到证据与理论之间的“验证程度”(degreeofconfirmation)。也有译为“认证程度”。通过比较C(h1,e)和C(h2,e)的大小，来判定哪一个科学假说更好。最主要思想在于，C(h,e)是可以计算的。通过归纳逻辑来70五、对归纳逻辑的反驳

1,古德曼(NelsonGoodman，1906-1998)五、对归纳逻辑的反驳

1,古德曼(NelsonGoodma71新归纳之谜绿蓝色Grue(green+blue)的定义：(X是绿色并且在T时刻前已经被检查过)∨(X为蓝色并且在T时刻前未被检查)新归纳之谜绿蓝色Grue(green+blue)的定义：72绿蓝色悖论h1：“所有的翡翠是绿色的”h2：“所有的翡翠是绿蓝色的”现有的证据对h1和h2的支持度一样，但我们不会选择h2。绿蓝色论证表明，除了验证程度之外，科学理论的选择还需要有更多的要求。绿蓝色悖论h1：“所有的翡翠是绿色的”732,亨普(C.G.Hempel，1905-1997)2,亨普(C.G.Hempel，1905-1997)74乌鸦悖论“所有乌鸦是黑色的”等价于“所有不是黑色的都不是乌鸦”。S1：x(Rx→Bx)S2：x(～Bx→～Rx)红色的玫瑰花也可以作为“所有乌鸦是黑色的”的证据。乌鸦悖论“所有乌鸦是黑色的”等价于75对归纳逻辑的反驳绿蓝色悖论：两个h概率一样，无法取舍。乌鸦悖论：什么都可以作为证据。对归纳逻辑的反驳绿蓝色悖论：两个h概率一样，无法取舍。7677归纳法是否任何时候都成立？有效性的条件：归纳范围的齐一性必须反归纳的情况：抽彩等77归纳法是否任何时候都成立？有效性的条件：归纳范围的齐一性7778归纳vs演绎归纳：概括由经验获得的事实，获取新知识。增加人们知识的内容没有必然性为演绎提供推理前提演绎：科学证明、科学预见，建立逻辑必然的知识体系，知识内容保持不变确保可靠性以归纳为推理前提78归纳vs演绎归纳：概括由经验获得的事实，获取新知识。演绎7879类比类比推理的客观基础：事物之间存在着普遍联系的本性。推理方法：省略了未知的一般规律这一中介环节，直接从一事物的特征推导出另一事物的特征。或然性强，可靠性差对现有知识依赖较少，创造性强。79类比类比推理的客观基础：事物之间存在着普遍联系的本性。7980类比类比的潜在逻辑结构特殊事实一般规律特殊事实归纳演绎80类比类比的潜在逻辑结构特殊事实一般规律特殊事实归纳演绎8081三、科学思维的非逻辑方法形象思维：在感性认识基础上，通过形象来反映和揭示事物本质属性的思维形式。形象思维的基本形式：意象：事物同类形象的一般特征的反映。联想：一个意象到另一个意象的思维转移想象：在联想基础上，加工原有意象而形成新意象的思维活动81三、科学思维的非逻辑方法形象思维：在感性认识基础上，通过8182形象思维的意义直观地揭示事物本质及规律，充分利用人类的感性认识能力，开发大脑右半球的思维能力。突破逻辑思维按部就班的约束，有利于提高创造性。82形象思维的意义直观地揭示事物本质及规律，充分利用人类的感8283直觉思维直觉思维：不受固定的逻辑规则约束而直接领悟事物本质及规律的思维形式。灵感：直觉思维活动中的一种特殊心理体验和心理过程，表现为主体创造力的突发性的超水平发挥，精神的高度亢奋状态。认识的突发性：偶然因素的激发83直觉思维直觉思维：不受固定的逻辑规则约束而直接领悟事物本8384灵感的基本特征过程的突变性：问题迅速而整体地解决成果的突破性：巨大的创造性，对原有思维定势的彻底突破。84灵感的基本特征过程的突变性：问题迅速而整体地解决8485灵感产生的条件丰富的知识储备长期紧张的逻辑思维活动强烈的求知欲望、精神高度集中必要的放松与适时而适当的外界刺激迅速的记录与整理、分析85灵感产生的条件丰富的知识储备8586直觉思维的本质逻辑思维的浓缩潜意识与显意识的突然沟通，主客体互相渗透的内在同一状态。显意识的活动强度降低，潜意识的内容得以显现。具备了必要的专业知识和逻辑思维能力，潜意识的内容得以整理和审查。主客体的壁垒被打破，概念等中介环节消失，客体的本质为主体所直接把握。86直觉思维的本质逻辑思维的浓缩8687如何提高直觉思维能力？练习适当地降低显意识活动的强度。练习批判地看待现行的思维定势。练习非概念地把握和理解事物。练习开发潜意识活动的能力。87如何提高直觉思维能力？练习适当地降低显意识活动的强度。8788审美与科学创造我坚决主张：不妨把科学发现的过程看作是艺术活动的一种形式。这一点最好地表现在物理科学的理论方面。数学理论家依据某些假定并根据某些得到透彻理解的逻辑规则一步一步地建立了一座雄伟的大厦，同时依据他的想象力清楚地揭示出大厦内部各部分之间隐藏的关系。从某些方面看，一个得到良好叙述的理论毫无疑问是一件艺术作品。一个美妙的例子就是著名的麦克斯韦的动力学理论。爱因斯坦提出的相对论，撇开它的有效性不谈，不能不被看成是一件伟大的艺术作品。——卢瑟福88审美与科学创造我坚决主张：不妨把科学发现的过程看作是艺术8889美与科学理论让方程体现美比让这些方程符合实验更为重要。情况看来是，如果一个人的研究工作是从要在自己的方程中得到美这样的观点出发，并且如果他真的有了一个绝佳的洞见，那么他就已步入正轨。89美与科学理论让方程体现美比让这些方程符合实验更为重要。情8990美与科学理论当爱因斯坦着手建立他的引力理论的时候，他并非去尝试解释某些观测结果。相反，他的整个程序是去寻找一个美的理论。他以某种方式取得了一种把引力和空间弯曲联系起来的想法。他能够提出一种数学方案去实现这一想法。他唯一遵循的就是要考虑这些方程的美。遵循这样的程序得到的就是基本观念绝对简单和漂亮的理论。——狄拉克90美与科学理论当爱因斯坦着手建立他的引力理论的时候，他并非9091

我相信，这一理论的基础来自比人们仅仅从试验证据支持中能够取得的要深厚。真正的基础来自于这个理论的伟大的美。我认为，正是这一理论的本质上的美是人们相信这一理论的真正的原因。91我相信，这一理论的基础来自比人们仅仅从试验证据支持中91第五讲方法论（上）科学的本质科学认识第五讲方法论（上）9293一科学本质与科学方法论1科学的本质2科学认识的特征3科学研究的艺术4科学方法论2一科学本质与科学方法论1科学的本质9394科学的本质一，科学的多重维度1，追求真理的认知活动2，特殊的社会意识形态（ideology）3，观念形态的生产力4，当代社会基础性的社会实践形式5，现代社会中重要的社会建制3科学的本质一，科学的多重维度9495二、科学认识系统科学认识主体：科学研究者科学认识客体：研究对象科学认识中介：研究工具和手段 物质性中介精神性中介：科学知识科学方法科学认识的与境（context）4二、科学认识系统科学认识主体：科学研究者9596第二节科学认识的特征实证性vs思辩性哲学深刻性vs直观性常识创造性vs教条性宗教系统性vs零碎性实用知识5第二节科学认识的特征实证性vs思辩性哲9697第三节科学研究的艺术科学研究者自身的体会总结其他科学家的经验总结其他领域活动的经验移植哲学理论的概括总结6第三节科学研究的艺术科学研究者自身的体会总结9798第四节科学研究方法论科学研究方法的定位：特殊研究方法：只适合某些学科一般研究方法：适用于各门自然科学普遍研究方法：适用于自然科学、社会科学及人文学科7第四节科学研究方法论科学研究方法的定位：9899科学活动在社会运行中的定位

选题观察实验假说检验理论技术原理的构思设计中试鉴定生产销售服务使用8科学活动在社会运行中的定位选题观察实验假说检验理论技术原99100科学技术方法论定义：关于科学技术研究中的一般方法的理论，研究科学研究和工程技术研究一般方法的性质、特点、内在联系和变化发展的理论体系。内容:各种一般方法的本质、有效的原因、其适用的范围、限度、各种方法之间的相互关系。功能：研究科学方法的本质及其相互联系，促进科学研究活动的高效、准确。学科地位：介乎科学与哲学之间的交叉学科。兼具抽象性和具体性。9科学技术方法论定义：关于科学技术研究中的一般方法的理论，100101第二章、科学问题与观察、实验一、科学问题在科学研究中的地位和作用二、科学事实与观察、实验10第二章、科学问题与观察、实验一、科学问题在科学研究中的地101102一、科学问题在科学研究中的作用1，科学问题的定义2，科学问题的结构3，科学问题的分类4，科学问题的来源5，科学问题的作用6，科学问题的选择11一、科学问题在科学研究中的作用1，科学问题的定义1021031，科学问题的定义：科学问题是指一定时代的科学认识主体在当时的知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而又解决的矛盾，它包含一定的求解目标和应答域，但是尚无确定的答案。121，科学问题的定义：科学问题是指一定时代的科学认识主体在1031042，科学问题的结构：1）科学理论和科学事实背景2）科学求解目标3）（预设的）问题答案的应答域和求解方法132，科学问题的结构：1）科学理论和科学事实背景1041053，科学问题的分类：1）经验问题理论问题2）What？Why？How？143，科学问题的分类：1）经验问题1051064，科学问题的来源1）科学实践与科学理论的矛盾2）科学理论内部的矛盾3）不同学派理论之间的矛盾4）社会生产的需要与现有知识的矛盾154，科学问题的来源1）科学实践与科学理论的矛盾1061075，科学问题的作用1）科学问题对于观察实验的指导作用2）科学问题是科学研究的产物和总结3）科学问题在科学研究中的核心地位165，科学问题的作用1）科学问题对于观察实验的指导作用107108*讨论科学研究从科学问题开始？科学研究是否有绝对的起点？17*讨论科学研究从科学问题开始？1081096，科研选题科研选题：形成、选择和确定所要研究和解决的课题。课题是为了实现某个特定目标所需要的一个或一组科学问题。科研选题的重要性186，科研选题科研选题：形成、选择和确定所要研究和解决的课109110科研选题的步骤文献调研实际考察提出选题初步论证评议和确定课题19科研选题的步骤文献调研110111科研选题的基本原则1，需要性原则2，创造性原则——科学与技术的差异3，科学性原则4，可行性原则20科研选题的基本原则1，需要性原则111112二、科学事实与观察、实验1，科学事实2，观察3，实验4，观察与实验的认识论问题21二、科学事实与观察、实验1，科学事实1121131,科学事实的规定性客观事实：一定时空中存在的客观事件。经验事实：为人类所经验到的客观事实，表现为陈述语句科学事实：通过观察所获得的经验事实，是经过科学整理和鉴定的确定事实。221,科学事实的规定性客观事实：一定时空中存在的客观事件。113114*科学的严格性与局限性科学通过限制自己的经验基础以保证其严格性由于追求严格性，放弃了一些可能是事实的经验基础，所以科学研究的内容只是真实世界的子集。因此，不能得到科学支持的观点不能认为就一定是错的，只能说是不科学的。23*科学的严格性与局限性科学通过限制自己的经验基础以保证其1141151,科学事实的基本特征：1)个别存在陈述VS理论2)可复核、可重现VS伪科学、错觉、欺骗3)精确、系统VS日常经验241,科学事实的基本特征：1)个别存在陈述VS1151161,科学事实的作用：1，科学事实是形成新概念、新理论的基础。2，科学事实是对科学假说和科学理论进行评价的基本手段。251,科学事实的作用：1，科学事实是形成新概念、新理论的基1161172,观察人们有目的、有计划地感知和描述客观事物、获取感性材料的基本手段。不仅是接收外部世界的信息，而且是对信息初步加工的过程。 262,观察人们有目的、有计划地感知和描述客观事物、获取感性1171182,观察的种类直接观察：直接通过感官进行，直观、生动，乃间接观察的基础。间接观察：借助仪器设备，扩大观察范围，提高精度等，乃直接观察的延伸。间接观察中引入了辅助理论和计算。272,观察的种类直接观察：直接通过感官进行，直观、生动，乃1181193,实验实验方法是人们根据一定的科学研究目的、运用一定的物质手段（科学仪器和设备），在人为控制或变革客观事物的条件下获得科学事实的方法。283,实验实验方法是人们根据一定的科学研究目的、运用一定的1191203,实验的作用：简化纯化强化重复模拟经济可靠293,实验的作用：简化1201213,实验的分类：1，定性实验定量实验2，模拟实验直接实验303,实验的分类：1，定性实验1211223,实验规划与设计1)控制参量的选择2)测定方法的选择3)实验试样的选择4)对照实验：安慰剂效应、双盲法、双生子实验313,实验规划与设计1)控制参量的选择1221234,观察实验的认识论问题有纯粹客观的观察吗？——观察与理论的相互关系实验可以认识自然真相吗？——实验对对象的干扰作用实验的可重复性问题如何理解观察的客观性？观察实验中的机遇问题324,观察实验的认识论问题有纯粹客观的观察吗？——观察123124观察中渗透着理论1，观察不仅是接收信息的过程，同时也是加工信息的过程。2，观察陈述是用科学语言表述的，而科学语言总与特定的科学理论联系着。因此：1，理论在观察中发挥定向作用2，理论在观察中发挥加工改造作用33观察中渗透着理论1，观察不仅是接收信息的过程，同时也是加124125实验对对象的干扰作用实验通过对研究对象的物质作用而认识对象，干扰作用是固有的，无法根除的。在经典物理学中，干扰作用原则上可以降低至忽略不计的程度。在量子力学中，干扰作用原则上必须考虑。——测不准原理。34实验对对象的干扰作用实验通过对研究对象的物质作用而认识对125126*启示重新审视人与自然的关系——主客体不可分割。什么是科学研究的对象？——并非外在于人的纯客观世界，而是人类所建构的自然，是人化的自然。回到马克思主义的源头：从实践的观点理解新唯物主义，而非静观的唯物主义。35*启示重新审视人与自然的关系——主客体不可分割。126127实验的可重复性问题可重复性要求的意义：保证严格性不可重复的自然现象的真实性——初始条件极其敏感的事件可重复性的相对性可重复性的自然限制可重复性的经济限制可重复性的社会限制 36实验的可重复性问题可重复性要求的意义：保证严格性127128如何理解观察的客观性？主观性与客观性是对立而统一的，而非此消彼长的。越是发挥主观能动性，越是能实现客观性。科学观察的客观性意味着标准条件下的可重复性、主体间性。科学观察的客观性依赖反映客观事物本质理论的指导。科学观察依赖观测仪器和观测技术。科学观察依赖严谨的学风。37如何理解观察的客观性？主观性与客观性是对立而统一的，而非128129观察实验中的机遇1，机遇是偶然性与必然性的结合2，掌握机遇的条件：A，深厚的理论功底B，踏实的工作作风C，开阔的头脑、自由的心灵38观察实验中的机遇1，机遇是偶然性与必然性的结合129130第二章科学抽象和科学思维一、科学抽象二、科学思维的逻辑方法三、科学思维的非逻辑方法39第二章科学抽象和科学思维一、科学抽象130131认识发展的阶段感性具体知性抽象理性具体抽象综合40认识发展的阶段感性具体知性抽象理性具体抽象综合131132一、科学抽象排除事物非本质的次要因素，抽取并通过思维揭示其固有的本质特征，达到对事物的本质的普遍的、和系统的认识。感性认识向知性认识的飞跃经验材料的直观形式的否定和改造更深刻地反映了事物的本质，理想地复现研究对象。依赖于研究的兴趣和方向（绝非纯客观的）41一、科学抽象排除事物非本质的次要因素，抽取并通过思维揭示132133概念反映本质属性的抽象思维方式，思维的基本单位，理论的构成基础。外延：概念所涉及的类的总和。内涵：概念中所概括的属性、关系和本质特征的总和。42概念反映本质属性的抽象思维方式，思维的基本单位，理论的构133134科学概念的特点可确定性：不同的科学概念之间在逻辑上构成可演绎的网络关系。可检验性：科学概念必须与实验具有清晰的和单一而无歧义的联系。可发展性：随着认识的发展，科学概念也相应地发展、调整、修正甚至更新。43科学概念的特点可确定性：不同的科学概念之间在逻辑上构成可134135科学符号科学符号：科学概念的表达形式，人工指称物，便于信息的表达、储存和传递。科学符号发展的三个阶段：自然语言符号系统——多义性、模糊性、效率低下人工语言符号系统科学行话——单义性、明确性形式化语言——思维过程机械化、自动化，便于计算机处理。44科学符号科学符号：科学概念的表达形式，人工指称物，便于信135136思想模型思想模型：人们为了从事科学研究而建立的对原型高度抽象化了的思想客体或思想事物。科学理论与现实原型的中介，科学理论研究的直接对象。只有在思想模型中，科学规律才能得到严格和精确的表现。45思想模型思想模型：人们为了从事科学研究而建立的对原型高度136137思想模型的特点流动性：可以修改、调整甚至更替工具性：特定模型是为了解决某一方面问题从某个角度对研究对象的模拟条件性：符合研究对象的本质和主体的需要、兴趣。46思想模型的特点流动性：可以修改、调整甚至更替137138思想模型的认识功能解释功能：解释有关原型的观察、实验事实判据功能：帮助判断关于原型的知识是否可靠预见功能：预见有关原型尚未发现的现象和规律47思想模型的认识功能解释功能：解释有关原型的观察、实验事实138139理想实验运用理想模型在思想中塑造理想过程，并进行严密逻辑推理的一种思维方法。具有实验的结构模式。具有假定的性质，是以假想的模型为前提的逻辑推理。48理想实验运用理想模型在思想中塑造理想过程，并进行严密逻辑139140可以信赖理想实验的结果吗？如果可以，为什么还要真实的实验？如果不可以，理想实验的意义何在？49可以信赖理想实验的结果吗？如果可以，为什么还要真实的实验140141二、科学思维的逻辑方法逻辑思维：在感性认识的基础上，运用概念、判断、推理等形式对客观世界的间接的、概括的反映过程，是科学思维最普遍、最基本的类型。基本类型：形式逻辑思维辨证逻辑思维50二、科学思维的逻辑方法逻辑思维：在感性认识的基础上，运用1411421，形式逻辑思维逻辑思维的初级形式形式和内容相割裂固定范畴，严格、精确性适用于科学概念不变的常规阶段511，形式逻辑思维逻辑思维的初级形式1421432，辩证逻辑思维思维发展的高级形式形式和内容相统一流动范畴，灵活、创造性适用于科学概念转变的革命阶段522，辩证逻辑思维思维发展的高级形式143144分析vs综合分析：将研究对象的整体分解为一定部分、单元、要素并加以认识。分析从对象的整体性出发，以综合为前提。分析为综合提供基础。综合：将研究对象的部分、单元、环节的认识结合起来，形成对于对象的整体认识。综合从对象的局部知识出发，以分析为前提。综合为分析提供基础。53分析vs综合分析：将研究对象的整体分解为一定部分、单元、144145归纳、演绎与类比归纳：从个别或特殊事物概括出共同本质或一般规律的方法。演绎：从一般原理到特殊事实的推理方法。类比：根据两类对象在某方面的类似或者同一，推断在其它方面它们也可能类似或者同一的推理方法。54归纳、演绎与类比归纳：从个别或特殊事物概括出共同本质或一145146科学归纳法（穆勒五法）求同法差异法求同差异共用法剩余法共变法55科学归纳法（穆勒五法）求同法146147归纳难题（休谟问题）归纳原理如何可以证明？即从个别如何可以推导一般，从过去、现在如何可以推导未来？逻辑上无法证明经验证明必须以归纳原理为前提事实上可以找出大量反例56归纳难题（休谟问题）归纳原理如何可以证明？即从个别如何可147148归纳逻辑确定性知识转变为概率性知识前提与结论之间的关系由蕴涵改为概率蕴涵促进了人工智能领域的进步无论多少肯定的前提命题，对于无限的宇宙总体而言，归纳结论的概率是零。57归纳逻辑确定性知识转变为概率性知识148149休谟对归纳机制的理解联想的心理机制依赖于多次反复人性的特点，无法用理性证明，非理性的行为。普遍有效的研究方法58休谟对归纳机制的理解联想的心理机制149三、对归纳问题的回答1.归纳辩护归纳法是到目前为止行之有效的科学方法，所以应继续使用。问题：用归纳法证明归纳法，循环论证。三、对归纳问题的回答1.归纳辩护1502.自然齐一律的辩护自然界是有规律的，归纳法可以帮助我们发现这些规律。问题：我们如何知道自然界是有规律的?如果是归纳得出的，那么仍是循环论证。2.自然齐一律的辩护自然界是有规律的，归纳法可以帮助我们发1513.对归纳法的消解

波普(KarlPopper,1902-1994)3.对归纳法的消解

波普(KarlPopper,190152假说—否证法科学研究中不应使用归纳法，而是假说—否证法。“假说—否证法”的形式与“假说—演绎法”的形式相似T→O，～O，得到～T。假说—否证法科学研究中不应使用归纳法，而是假说—否证法。153问题：Quine-Duhem论旨

(T∧H)→O,～O├～(T∧H)

不能确定T和H何者为假。问题：Quine-Duhem论旨

(T∧H)→O,～O├1544.对归纳辩护的消解

斯特劳森(PeterStrawson，1919-2006)4.对归纳辩护的消解

斯特劳森(PeterStrawso155对于所有的方法之辩护，都需要更基本的方法来说明。归纳法是用以证明其他方法的最基本方法，它本身不能再被证明。对于所有的方法之辩护，都需要更基本的方法来说明。1565.实效辩护

赖欣巴哈(HansReichenbach，1891-1953)5.实效辩护

赖欣巴哈(HansReichenbach157对于有规律的事件，归纳法有效；对于无规律的事件，没有方法是有效的。因此使用归纳法有益而无害。对于有规律的事件，归纳法有效；对于无规律的事件，没有方法是有158四、归纳逻辑(inductivelogic)

卡尔纳普(RudolfCarnap,1891-1970)四、归纳逻辑(inductivelogic)

卡尔纳普(R159逻辑概率区分两种概率：统计概率和逻辑概率口袋中白球概率为90%。(统计概率)从口袋中取一个球。

(归纳概率)这是个白球。逻辑概率区分两种概率：统计概率和逻辑概率160最主要思想在于，C(h,e)是可以计算的。通过归纳逻辑来计算命题之间的逻辑概率，从而得到证据与理论之间的“验证程度”(degreeofconfirmation)。也有译为“认证程度”。通过比较C(h1,e)和C(h2,e)的大小，来判定哪一个科学假说更好。最主要思想在于，C(h,e)是可以计算的。通过归纳逻辑来161五、对归纳逻辑的反驳

1,古德曼(NelsonGoodman，1906-1998)五、对归纳逻辑的反驳

1,古德曼(NelsonGoodma162新归纳之谜绿蓝色Grue(green+blue)的定义：(X是绿色并且在T时刻前已经被检查过)∨(X为蓝色并且在T时刻前未被检查)新归纳之谜绿蓝色Grue(green+blue)的定义：163绿蓝色悖论h1：“所有的翡翠是绿色的”h2：“所有的翡翠是绿蓝色的”现有的证据对h1和h2的支持度一样，但我们不会选择h2。绿蓝色论证表明，除了验证程度之外，科学理论的选择还需要有更多的要求。绿蓝色悖论h1：“所有的翡翠是绿色的”1642,亨普(C.G.Hempel，1905-1997)2,亨普(C.G.Hempel，1905-1997)165乌鸦悖论“所有乌鸦是黑色的”等价于“所有不是黑色的都不是乌鸦”。S1：x(Rx→Bx)S2：x(～Bx→～Rx)红色的玫瑰花也可以作为“所有乌鸦是黑色的”的证据。乌鸦悖论“所有乌鸦是黑色的”等价于166对归纳逻辑的反驳绿蓝色悖论：两个h概率一样，无法取舍。乌鸦悖论：什么都可以作为证据。对归纳逻辑的反驳