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第二篇科研方法论科学研究的方法或称科学认识的方法,一般是指科学认识主体在探索自然现象、自然过程及揭示自然规律活动中所应用的方法。第七章科研选题第八章科学观察与实验第九章科学研究中的逻辑方法与非逻辑方法方法的层次具体方法:应用于各门具体科学的特殊研究方法:鱼(本科生)一般方法:应用于各门自然科学中通用的一般研究方法:渔(研究生)哲学方法:适用于各个领域的最一般的方法。授人以渔(导师)弗培根:一个能保持正确道路的瘸子总会把走错了路的善跑的人赶过去。第七章科研选题一、科学问题的确立及其特征1问题:就是在已知与未知的交界所表现出的张力。问题的构成--如以杨振宁和李政道的问题为例:“弱相互作用下宇称是否守恒?”疑问句式/已知项/未知项已知未知问题2、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尚未解决的矛盾。包含一定的求解目标和应答域。3、科学问题特征:结构性:蕴涵着问题域、研究目标和求解的应答域和背景知识。——问题域:问题的指向:问题要明确——研究目标:——应答域:是指在问题的论述中所确定的域限,并假定所提出问题的解必定在这个域限之中。但是一般来说科学问题都有其应答域。如1948年维纳提出:“我们必须发展一个关于信息量的统计理论(解题目标),在这个理论中,单位信息量就是对于具有相等要领的二中择一和事物所传递出的信息”。(应答域:统计理论和单位信息量)——背景知识:前人做过的工作(遗传学:种质(魏斯曼)-基因(摩尔根)-DNA结构(沃森和克里克))可解性:时代性:WHAT-HOW-WHY讨论题:科学研究的起点科学研究始于观察还是始于问题?
科学认识过程
归纳主义方法论观察—归纳―形成假说―检验假说―演绎方法论问题―提出假说―演绎―检验
讨论题:科学研究始于观察还是始于问题?
这里的起点指的是:究竟是什么推动研究,是什么使科学家进入某项研究,是什么因素引出整个研究的链条。
结论是:科学研究的起点是问题。因为科学探索的目的由问题引起,科学观察的目的也是由问题引起的。观察到某种现象而没有产生问题,是不会开展有关研究的,因此问题是引起某项研究的真正起点。启示:我们要善于发现问题,善于提出问题。
二、科研选题及其方法1、科研选题的概念:科研选题就是形成、选择和确定所要研究和解决的课题。科学技术研究活动开始于问题:1)从理论发展过程看,只有发现了原有理论不能解决的问题,才会去补充、修正或着手建立新理论;2)人们总是以问题为框架有选择地搜集事实材料;(研究生是围绕问题来学习,与本科生不同)3)科学研究活动就是要解决尚未解决或尚未完全解决的问题的活动。2、选题的意义
选题本身是一项科研工作,选题是培养和提高科研人员研究能力的一个十分重要的环节。爱因斯坦论问题的意义:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许仅仅是一个数学是或实验上的技能而已。而提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”3、选题的基本原则:选题的困难:物理学家J·D·贝尔纳:“课题的形成和选择,无论是作为外部的经济技术要求,抑或作为科学本身的要求,都是科研工作中最复杂的一个阶段。一般来说,提出课题比解决课题更困难。……所以评价和选择课题,便成了研究战略的起点,要从一大堆课题中挑出带实质性的课题来,而不能把它们同非实质性课题混杂在一起。”需要性原则(必要性原则)科学性原则可行性原则创造性原则——综合折中地应用这些原则4、选题时应注意:讨论题:经济效益是科研选题的基本原则之一。选题要从长计议:处理好大与小的关系——大处着眼与小处着手——大题小做与小题大做处理好坚持与变通的关系:——成功就在于最后的坚持一下之中——坚持中要灵活变通三、科研问题的基本类型1、根据问题求解的类型不同分为:(1)关于研究对象的识别与判定问题(What);(2)关于事物内在机制与规律的研究(Why)(3)关于事物状态和运动转化过程的研究(How)2、按现代科学体系结构分:(1)基础研究课题:探索性;基础性;间接性;非保密性(2)应用研究课题:中介性;应用性;独特研究方法(3)发展研究课题:功利性;综合性四、选题中的创新思维与方法一)增强问题意识:现象不等于问题二)掌握问题产生的途径:—来源于社会生产与生活—来源于科学实验中各种矛盾的现象—发现新的科学事实与原有理论矛盾—新的科学事实引发新的问题—来源于理论内部的矛盾:——悖论:一个理论如果看上去是没有问题的,但在推论中却证明了两个互相矛盾的命题的等价,则理论中有悖论。——佯谬:如果从一个理论中推出它不能成立的结论,就构成一个佯谬。—来源于不同学派、不同理论之间的争论;—来源于个人兴趣、好奇心、审美意识三)掌握提出问题的方法1)智力激励法(BS法、头脑风暴法)2)设问法(6w法)3)产品缺点列举法4)希望点列举法5)产品特性列举法等第八章
科学观察与实验科研课题确定以后,如何按课题的要求和方向搜集资料和科学事实,是科学研究的首要环节.观察和实验是在经验层次上直接获取感性材料和科学事实的基本方法一、科学事实科学事实是通过观察和实验所获得的经验事实,是经过科学整理和鉴定过的确定事实。它是主体对在观察和实验等科学实践中所感知的客观事件、现象和过程的真实描述。区分客观事实与经验事实:客观事实:是在一定时空中客观存在的事件、现象或过程,独立于人的意识之外的客观存在,无所谓对错。经验事实:不同于客观事实(时空中客观存在的事件、现象和过程),其本质是主体与作为客体的客观事实相互作用的产物或结果,是对客观事实的陈述与判断,有对错之分二者在内容上不具等价性;经验事实的类型事实1:客体与仪器相互作用结果本身的表征:仪器上记录的数据、图象等事实2:对观察实验所得的结果的描述和判断事实3:被观察和实验证明了的理论结论,即理论事实科学事实的特征客观性个别性:个别存在的陈述可重复性或可复核性相对独立性精确性和系统性科学事实的作用作为最初的科学认识成果,科学事实是科学认识发生的必要前提和基础,是主体构筑科学知识殿堂的地基和原料。其认识论作用表现为:是形成新概念、新理论的基础;是检验和评价科学假说与科学理论的基本手段;是开辟新的研究领域的向导.二、获得科学事实的方法获取科学事实或感性材料的方法,同时也是检验和评价理论的最主要和最重要标准。这包括科学观察和科学实验等等。一)、科学观察方法
科学观察方法是科学认识论与方法论的重要内容之一,是认识主体获取科学事实的主要工具,也是进一步构建科学理论的基础。1、科学观察方法概念:所谓科学观察方法指的是主体在一定理论指导下,通过感觉器官或借助科学仪器,有目的、有计划地考察和描述自然发生的自然现象,即感知客观事物,获取科学事实这一感性材料的一种科学研究方法。2科学观察方法的类型 (1)从主体与被观察对象的关系疏远程度看,可将其分为直接(肉眼)与间接(仪器)观察方法; (2)依据观察结果的陈述特征分为定性与定量观察方法; (3)根据观察者与观察对象的关系分为参与性观察和非参与性观察。3、科学观察方法的特征(1)是在自然发生的条件下进行科学研究的一种方法;(2)它是主体有目的、有计划的认识活动;(3)客观性与主观性的统一。科学观察方法应遵循的原则:1、观察的客观性与人的主观能动性相统一观察应具有一定的客观性,是由物质世界的客观实在性决定的;但观察做到客观性是非常困难的:A、观察是一个复杂的认识过程:物理过程——生理过程——心理过程——逻辑过程B、人类自身的局限性;如有限的感官数量和感觉能力、理论和经验等的限制;不要用常识的概念框架理解科学----经验的局限性“眼见为实”的局限性:错觉C、观察渗透理论:过去人们坚持纯粹的观察说:古典经验主义认为观察是一种纯粹的感官反映活动,它不受任何理论的影响,观察过程就是人们对客体的感觉过程。把观察看作是一种生理过程而非认识过程。但美国物理学家汉森提出了观察渗透理论:认为认识主体对事物预先具有的知识对认识事物具有建构作用。
“观察渗透理论”:眼睛不是摄像机
(1)观察是接受信息和加工信息的过程;观察由感知、判定和观察陈述三个要素所构成,三者缺一不可; (2)观察对象与理论或先行假设所启示的期待及观察者所受训练密切相关:我们看到的都是我们想看到的。 (3)对观察对象的描述依赖于理论、观察者知识背景及其经验;观察陈述是用与特定的科学理论联系的语言表述的;使用仪器是按照仪器所蕴涵的理论来工作的;“我们看到的都是我们能看到的”(4)观察对象和观察场合的选择深受理论、观察者知识结构、心理倾向(兴趣爱好等)影响。理论在观察中起定向和加工改造的作用。
Einstein认为,“是理论决定我们能够观察到的东西。……只有理论即关于自然规律的知识,才能使我们从感觉印象推论出基本现象”。D.测量问题
即此指由仪器等工具的介入所导致观察结果是否客观真实的问题。在宇观和微观领域测量中因主体(实验者)、工具(测量系统)与客体(实验对象)之间相互作用而产生的测量结果或信息是否真实的问题。 测量系统即主体根据实验设计而选择的仪器、设备和测量手段等组成的系统,它既是主体的延伸又是主客体间的中介;兼具主客体双重属性;其功能是将客体信息“编码”并传递给主体。 随着其精确度、分辨率等性能的提高,它能(近似)真实地表征宏观客体的状况。但微观客体的特殊性容易导致测量信息的失真。如海森伯测不准原理等。科学观察方法的基本原则2、系统性(全面性原则与典型性原则相结合的原则3、可观察性原则科学观察方法的功能(1)是科学认识的源泉;(2)是检验科学认识真理性的标准;(3)当研究对象的性质使主体暂时难以达到实际作用于研究对象时,即主体尚不能干预和控制对象时,观察就比实验成为更主要的方法。科学观察方法的局限性一难是不能绝对客观地观察事物二难是不能全面地观察事物三难是人们不能直接观察事物背后的真象四难是观察事物需要花费很长的时间二)、科学实验方法 实验方法与观察方法都是科学认识主体作用于客体的基本方法。二者既相互区别,又相互依存:后者是前者的前提,前者是后者的发展。在现代科学认识过程中二者关系更加密不可分,而在主体对超宇观、宇观、微观以及超微观世界的探索中尤其如此。1、科学实验方法概念此指主体根据一定研究目的,利用科学仪器和设备,人为地干预、控制或模拟自然现象和过程,并以纯粹、典型形式表现出来,从而获得科学事实的方法。实验三要素:实验者、实验手段和实验对象2、实验方法的特点第一、控制性第二、可重复性第三、精确性第四、经济性3、实验方法的类型(1)可以简化、纯化实验对象的“减法”实验。如为证实李政道、杨振宁提出的“弱相互作用下宇称不守恒”假说,吴健雄于1956~57年所进行的Co原子核β衰变实验。(2)可强化研究对象的“加法实验”(创造在自然条件难以出现的环境条件,如超高低温度、压力、磁场等)。如1911年卡曼林-昂尼斯发现“超导”现象实验。(3)可模拟某些自然现象和过程。如1953年米勒模拟原始还原性大气条件下氨基酸产生过程实验。根据实验目的、性质、作用包括如下类型: 定性与定量实验;结构分析实验;析因(探求因果联系)实验;对照实验(常用于生物,医学,农业科学等);判决性实验(为判决同时并存且相互对立的假说之间孰是孰非所进行的实验);双盲实验等此外依据其手段、条件不同可分为直接与间接、实验室与野外、地面与空间、实物与思想或理想实验等;依据对象运动形式不同有物理、化学、生物、心理实验等。4实验特点:不同于观察的地方在于实验是人设计出来的;真正的实验在某种意义上必须具有首创性;简化和纯化或强化研究对象;再现和重演自然过程;实验具有可重复性;实验总是存在误差5实验设计的基本要求和原则及方法
要求:保证实验过程的可控性;保证实验对象的可观测性;保证实验结果的可靠性;原则:对照性原则;随机化原则;重复性原则;三、观察与实验中的机遇: 观察实验的目的性和计划性是获取科学事实的必然性一面;由观察实验中意想不到的突发情况或偶然事件所导致的重大科学发现和突破,即机遇或运气则是其中的另一面。科学史上这类事例不胜枚举。如:无烟炸药的发明糖尿病的治疗方法红绿色盲症气泡室的发明等如1895年伦琴发现X射线;1896年贝克勒尔发现铀的天然放射性等。机遇的种类:同向、类向、异向、背向。机遇:偶然中的必然;出乎意料的前提是有所意料巴斯德:“机遇总是偏爱有准备的头脑”:眼力、魄力、能力 塞夫斯特穆以风趣笔调形容其1830年发现钒:“在宇宙极光处住着一位漂亮可爱的女神。一天有人敲响了她的门,女神懒得动,等着第二次敲门,谁知这位来宾一敲过后就走了。她急忙打开窗子张望,是谁家的冒失鬼呀?她自言自语说,‘啊,一定是维勒!’如果他再敲一下不就见到女神了吗?过了几天又有人来敲门,一次敲不开,继续敲下去,女神开了门,是塞夫斯特穆,他们相晤了,钒便应运而生了”。四、搜集资料过程中的思维与策略着眼大处留心小事盯住“最显而易见的部分”可以转移“注意的焦点”AEFHI\\BCDGJ;R?多角度审视材料的用处看看其它领域打破常规被动法养成随手记录的习惯第九章科学研究中的逻辑方法与非逻辑方法逻辑思维方法:是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间接的、概括的反映,是科学思维的一种最普遍、最基本的思维方法。包括形式逻辑思维和辩证逻辑思维。非逻辑思维方法:指科学认识中的形象思维和直觉思维。主要是指不受固定逻辑规则等制约的间断与跳跃式、突发与创造性的思维方式。现代科学研究方法:横断科学(数学方法与系统科学方法)一、逻辑思维方法 从历史发展看,逻辑思维方法经历了从形式逻辑到辩证逻辑、数理逻辑、模态逻辑等几个阶段的表现形式。其具体类型主要包括:类比、归纳、演绎、分析、综合等。其在科学认识论和方法论都有着极重要的地位和作用。科学认识的过程与逻辑思维方法去粗取精——比较、分类去伪存真由此及彼——类比、归纳与演绎由表及里——分析与综合;提出理论——抽象与具体;历史与逻辑;公理化方法1、比较比较:是确定对象之间的共同点和差异点的一种逻辑方法,是科学思维对由观察与实验获得的感性材料进行逻辑加工的初步方法。同中求异或异中求同(独具慧眼)比较的作用:
——对事物进行定性鉴别和定量分析
——揭示事物的运动及其发展的历史顺序;
——可以对理论研究的结果与观察实验的事实之间是否一致,做出明确的判断。比较方法的基本要求——可比性原则:必须在同一关系下,采用同一个标准,采用同一种处理方法。比较的分类:——纵向比较:谈古论今——横向比较:说东道西——理论与事实的比较:2、分类分类:在比较的基础上,将具有共同点的事物归为一类,将具有差异点的事物分为不同的类,从而将体态万千的事物划分为具有一定从属关系的不同等级层次的系统。分类的作用:提供便利简捷的检索途径;正确的分类系统反映了事物的本质特征和内部联系,)因而)具有一定的科学预见性。OABAB分类的原则:按标准进行;分类后的子项之和等于母项;分类要按一定的层次逐级进行;3、类比类比:是将未知事物与已知事物进行比较,根据对象属性之间的关系在某些方面的相似或相同,而推断未知事物也可能具有已知事物其它的某种属性的方法。类比思维的基本环节是联想与比较类比的特点:以两种不同的对象作比较,其中一个熟悉,一个陌生。通过比较,确定二者属性的相似性,并以此为前提,由熟悉事物的已知属性推出陌生事物的未知属性。(不仅需要熟悉自己的领域,而且还要熟悉其它领域和学科)在推理过程中,前提与结论之间没有严格的逻辑中介,中间要经过逻辑的跳跃,因此,结论具有或然性。(不仅需要逻辑思维,而且需要直觉思维和形象思维。)类比方法是由一特定对象到另一特定对象,两对象之间不存在共性与个性的隶属关系。因此,它既不同于个别到一般的归纳推理,也不同于一般到个别的演绎推理。类比的类型:简单共存类比法因果相似的类比:结构-功能类比:协变类比:类比的作用形成假说解释外推开拓思想触类旁通康德:“每当理智缺乏可靠论证的思路时,类比这个方法往往能指引我们前进。”4
、归纳与演绎
一归纳1归纳的定义:归纳是科学思维中由个别到一般的推理形式和研究方法。
2归纳方法的应用:哥德巴赫猜想;四色定理、费尔马定理等。3归纳方法的特点:或然性:不可靠。如:寻找质数的公式:1640年费尔马:2的2的n次方+1:(5、17、257、65537)都是质数。但在一个世纪后德国数学家欧拉指出:当n=5时,4294967297=6700417*641就不是质数。——还有一个公式:nn-n+41:n=1-40时都是质数,但到n=41时,却是41*41:不是质数。——还有:nn-79n+1601:当n=1-79时都是质数,但为80时又不是质数。——寻找只给出质数的普遍公式的问题至今仍然没有解决。归纳方法的种类:——根据归纳的前提是否完全分为:完全归纳法和不完全归纳法——根据是否运用了因果规律判明特定事件的必要或充分条件分为:简单枚举法和科学归纳法(穆勒五法)——其它:概率推理、合情推理等归纳问题1、归纳方法:
个别→一般2、归纳的合理性问题
归纳推理的根据是什么?
休谟提出的归纳问题:从经验到的东西推断未曾经验到的东西,从过去推断未来,根据到底是什么?
为归纳所作的辩护都不成功,归纳的合理性得不到说明。3、归纳推理的局限性比较:归纳
演绎类比4、能否继续使用归纳法
否定归纳法的观点玻普尔
归纳法仍然是一种有用的方法或然推理必然推理或然推理演绎1演绎是科学思维中从一般到个别的推理形式和研究方法。由前提、逻辑规则和结论三部分构成——亚里士多德的“三段论”——笛卡尔、伽利略、牛顿等:数学-演绎方法:自然科学的概念、命题等经过形式化、符号化,可以利用数学规则进行演绎推理获取新知识。——现代数理逻辑:逻辑数学化、推理演算化。——公理化方法归纳与演绎方法的关系 培根倡导归纳法,主张归纳万能论;笛卡尔倡导演绎法,主张演绎万能论。正确的关系:二者在科学认识中有特定的功能:归纳重在获取新知识;演绎重在证明、预见、建构理论等在运用中互相依赖、互相渗透并在一定条件下相互转化。单纯依靠自己都无法克服自身的先天缺陷:归纳本身的或然性与演绎的大前提的来源问题。
分析就是在思维中把整体分解为各个部分、方面、要素,以便分别加以研究的思维方法。类型很多,实质上是分析事物的矛盾。
综合是在分析的基础上,把事物的各个部分、方面、要素联系起来,加以研究,在思维中形成对客体的整体认识的一种思维方法。实质是从整体性出发,找出各部分和方面的内在联系。
分析与综合是辩证统一的,既相互区别,又相互依赖、相互渗透、相互转化。
5、分析和综合6、建立理论体系的方法1)公理化方法:从少数几个基本概念、公理、公设出发,通过演绎推理,建立整个理论体系的方法。如欧式几何、牛顿力学、爱因斯坦相对论的建立等。公理化方法的一般原则:无矛盾性;完备性;和独立性。2)、历史和逻辑的统一
历史的方法:是指从事物自身的运动变化发展过程考察事物的方法,即从对象的自然过程研究考证描述对象的方法。(叙述的方法)
逻辑的方法:是指透过对象自然过程中种种表面的个别的暂时的现象,从“纯粹”的抽象概括的形态上研究揭示对象的本质和规律的思维方法。科学理论体系的建构,最终总是运用逻辑方法完成的。(说明的方法)逻辑与历史相统一的方法:理论体系既符合逻辑规律又符合历史的进程。两种具体的类型:符合逻辑程序又和自然事物的历史发展进程相一致的原则的理论体系。如《资本论》
符合逻辑程序和人类认识自然历史的过程相一致的原则的理论体系。如教科书3)、从抽象上升到具体的方法:从抽象中的规定上升到思维中的具体。抽象是指在思维中把客体的某些本质属性抽取出来深入研究,而暂时舍去其他属性的一种思维方法。具体是客体的多样性的统一体,有感性具体和思维具体(理性具体)两种形态。过程:感性具体——理性抽象——理性具体抽象和具体是对立统一的。正确运用这一方法,得严格遵守它的内在逻辑。
逻辑思维方法的功能 逻辑思维是科学研究中的重要的、基本的思维形式,它具有以下基本功能: (1)是扩大已有知识、获得新知的工具; (2)因规则严密确切而成为判断依据,并为科学知识的合理性进行逻辑证明; (3)是预见科学事实,提出和检验假说的工具; (4)既是使认识由现象到本质,并通向科学发现的重要条件,又是建构科学理论体系的重要工具。二、非逻辑思维方法
因具有间断性、跳跃性,或突发性、突变性和突破性等特点,该类方法主要包括:由意象、联想、想象等组成的形象思维,由直觉判断、灵感等组成的直觉思维,以及由发散性或发散式、聚敛式等构成的创造性思维方法。它们在科学认识过程中同样具有不可忽视的重要的方法论作用。1创造性思维创造性思维与再造性思维再造性思维:照葫芦画瓢;照猫画虎创造性思维的特点:非常规性和积极主动性。
2创造性思维的形式逻辑思维与非逻辑思维逻辑思维:比较\归纳\演绎\分析非逻辑思维:联想\猜测\直觉\顿悟\灵感美国精神病学家A卢森堡:‘两面神’思维所指的,是同时积极地构想出两个或更多并存的概念、思想或印象。在表面违反逻辑或者反对自然法则情况下,具有创造力的人物制定了两个或更多并存和同时起作用的相反物或对立面,而这样的表述产生了完整的概念、印象和创造。”正向思维和逆向思维横向思维与纵向思维发散性思维与收敛性思维发散性(求异)思维:从仅有的信息尽可能扩展开去:流畅性;灵活性;独特性收敛性(求同)思维:“是指在解题过程中,尽可能利用已有的知识和经验,把众多的信息逐步引导到条理化的逻辑程序中去,以便最终得出一个合乎逻辑规范的结论来。”原子论思维和系统论思维原子论思维:探索简单性---分析法系统论思维:探索复杂性---整体法老三论:系统论、信息论、控制论新三论:协同学、突变论、自组织与耗散结构理论
灵感
这是指主体对于曾经反复进行探索而尚未解决的问题,由于受到某种偶然因素的激发而产生顿悟,从而使问题得以解决的思维过程。在科学(或文学艺术)史上,许多伟大的科学家在作出杰出科学发现时,都曾冥思苦想、穷竭智力和心力反而未得,却在不经意间灵光乍闪而实现质的飞跃。如在创立狭义相对论时,Einstein曾深受难以解决间断的质点(Newton)力学与连续的电磁场(Maxwell)理论之间矛盾的困惑,虽冥思苦想而未得,但突然灵感显现,领悟到“同时性的相对性”问题。在短短的5-6周内就完成了科学史上的不朽篇章——“论动体的电动力学”(1905年9月发表于《物理学杂志》)。灵感的产生的过程
山重水复疑无路,柳暗花明又一村。踏破铁鞋无觅处,得来全不费工夫。爱迪生:天才=99%汗水+1%灵感。王国维:准备阶段:“昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽天涯路。”孕育阶段:“衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴。”顿悟突破阶段:“众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在,灯火阑珊处。”验证完善阶段:“大江东去,浪淘尽,千古风流人物。”文武之道,一张一弛。形象思维方法
1概念:形象思维是以事物的形象为思维的对象和基础,在形象地反映客观事物的具体形态的感性认识基础上,通过意象、联想和和想象等思维形式来揭示客观事物的本质及其规律的思维方式。2想象的特点:极富有创造性。还具有形象性、概括性和幻想性等特点。其具体表现形式如下:(1)联想
广义的联想系指由一事物去想到另一事物的思维活动。它包括属于感性认识范畴的由知觉形象触发的印象联想,以及属于理性认识范畴的意象和概念的联想。后者又有形象与非形象之分。形象联想是从一个意象想到另一个意象的思维活动,非形象联想则指概念联想。 形象联想具有如下特点:通过反映意象间关系以把握其内容;是对意象有所断定的思维形式;通过类比揭示意象间差别、相似或接近。(2)想象
想象:是指主体在某些科学事实和已知知识基础上,让思维自由神驰,对头脑中的各种观念或思维元素进行整理、加工、改造和组合,从而领悟事物本质和规律的过程。其功能是使主体在没有逻辑思维所必需的充分的知识的情况下采取决定和得出结论,从已知对象联想到未知对象,从而构思出未知对象的鲜明形象。
如AlbertEinstein在创立狭义相对论过程中想象过人以光速运行;在创建广义相对论时设想光线穿过升降机发生弯曲。Thomason、NielsBohr根据实验事实,运用想象建立了各种原子模型。想象的作用:(1)是建立新的概念、形象,发现新的联系、规律的有效且重要的思维途径。(2)想象可以超越客观对象及其所处的环境条件的各种限制,通过在头脑中纯化和概括客观对象,使认识直接触及事物的本质,使科学研究表现出极大的创造性。直觉思维方法
直觉思维方法是指不受某种固定逻辑规则约束而直接领悟事物本质的思维形式。这种直接领悟事物本质的思维能力亦称直觉力或思维洞察力。它能“直接地把握整体,并且洞察到正确的东西”。是这样一种“敏感或机灵”, 这种思维形式具有(间断与跳跃的)非逻辑性、突发性和独创性等基本特征;而且具有寻找事物联系、优选和预见事实,以及构建科学理论的功能。主要表现为认识的突发性;认识过程的突变性;认识成果的突破性;主要是直觉判断(最基本形式),其具体内容如下:直觉判断
此指对客观事物及其相互关系的一种迅捷的识别、敏锐的觉察、直接的理解和综合的判断。由此所形成的能力即思维的洞察力。直觉判断不是按部就班的逻辑推理,而是从整体上直接把握客体。 如美国化学家鲍林正是运用量子力学等知识,在对大量事实总和的思索中,借助于直觉创立了关于化学键的共振论,“我怀着一种好奇心——一种直觉,感到可以用化学键来解释物质的性质。”此外,如Einstein创立狭义相对论等。创造性思维的智力和非智力因素:智力因素:观察力;记忆力;思维能力;评价与鉴赏能力;操作能力。非智力因素:理想与动机;兴趣与激情;好奇心与惊讶感等属于情感过程的东西。“我相信直觉和灵感”——爱因斯坦“每一种假说都是想象力发挥作用的产物。”(普朗克)“想象比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界是的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。严格地说,想象力是科学研究中的实在要素。”(爱因斯坦)“只有通过那种以对经验的共鸣的理解为依据的直觉,才能得到这些定律。”(爱因斯坦)三、现代科学方法一)数学方法及其特点1数学方法概念:是指以数学为工具进行科学研究的方法,即用数学语言表达事物的状态、关系和过程,经推导、演算和分析,以形成解释、判断和预言的方法。2数学方法的特征:高度的抽象性;数学方法具有严密的逻辑性;数学方法具有应用的广泛性。3数学方法在科学认识中的作用
1为科学技术研究提供简洁精确的形式化语言
2为科学技术研究提供数量分析和计算的方法:
3为科学研究提供逻辑推理的工具4数学方法的应用数学模型方法数学模型是对于某个特定对象或一定问题,采用形式化数学语言来描述其特征及数量相依关系的一种数学结构,它是一组数学关系式或一套具体的数学算法。确定性数学模型;随机性数学模型;模糊性数学模型;突变性数学模型。5数学实验(计算机实验)方法:即这所要研究问题的数学模型,转换为能输入计算机进行数值运算的形式,或直接建立计算机仿真模型,在计算机上通过系统地变换参数作大量数值计算。
二)系统科学方法1系统科学和系统科学方法系统是指相互联系、相互作用的若干要素构成的有特定功能的统一的整体。系统又可称为体系、物系或简称系。系统科学是探索系统的存在方式和运动变化规律的学问,是对系统本质的正确反映和真理性认识。系统科学已经形成了一个学科群:如系统论、信息论、控制论、运筹学、博奕论、协同学、耗散结构理论等。系统科学方法是按照系统科学的观点和理论,把研究对象视为系统来解决认识和实践中的各种问题和方法的总称。2、系统科学方法的原则运用系统的观点研究和处理对象时,要把握以下一些原则:(1)整体性原则。整体性原则是系统方法的首要原则。(2)动态原则。这是指系统方法的历时性原则(3)最优化原则。亦称整体优化原则。本着“多利相权取其重,多害相权取其轻”的精神进行综合优化和系统筛选。(4)模型化原则。采用系统科学方法需要这真实系统模型化。模型化原则是采用系统化方法时求得最优化的保证。前两个原则是基础,第三个是目标,第四个是手段。系统科学方法的作用为人们提供了新的思想模式,是推动科技整体化、综合化的重要方法。兼具多种认识功能,是研究复杂系统的有效工具。为人们提供了制定系统最佳方案以实行优化组合和优化管理的手段。如城市发展战略研究等3、探索复杂性的方法一探索简单性研究相对简单的对象特别是把用简化的方法研究事物,即为探索简单性。近代自然科学基本上属于探索简单性的科学,人们形成了一种信念,即认为一旦掌握了简单性的实体和关系,任何复杂的对象都可以构造和计算出来。探索复杂性探索复杂系统,对于系统形成了以下认识:1强调整体与部分的关系是一种非加和性。2复杂系统各要素之间存在非线性。3系统变化过程服从因果反馈规律。4系统不但存在还在生长和消逝着。探索复杂性的具体方法:黑箱方法系统分析法反馈控制方法目标优化方法复杂性探索的方法论启示:A从还原论到整体论的转变;B从线性观到非线性观的转变;C科学兴趣从简单性向复杂性的转变;
D从崇尚解析方法向重视非解析方法的转变;
E确定论和概率论两套描述体系从对立到沟通。
第三篇科学技术观本篇是从哲学、社会等角度对科学技术进行考察。把科学技术看作是社会大系统中的一个子系统,考察科学技术的性质、体系、发展规律、科学技术与社会的相互关系。第十章科学与技术的关系第十一章论科学及其发展第十二章论技术及其发展规律第十三章论科学技术与社会第十章科学与技术的关系
一科学与技术的区别
1从任务上看:科学:Discover;科学的目的是形成知识,最终成果为学术论文精神文明:知识形态的生产力技术:Invent。技术的目的是为了形成产品物质文明:直接的生产力2从要解决的问题和结构组成看:问题的语词不同:科学的问题是,事物是怎样的(howthingsare),技术的问题是,事物应当怎样做(howthingsoughttodo);科学:What/Why;技术:Whattodo/Howtodo科学更多地运用逻辑思维;技术更多地运用形象思维。3从研究的过程和方法看科学:追求准确、精确、完善、完美;技术:经验、大概、大约4从人才的素质和成长看:科学:知识;技术:知识、经验、能力38地质学38生物学371901-196038天文学361801-190035化学321701-180031物理学291601-1700
29
数学251501-1600峰值年龄(岁)学科名称峰值年龄(岁)时代(年)5从研究过程上看:科学不确定性强与技术确定性大6从劳动特点上看:科学自由度大与技术集体性强7、从实现的目标和结果和衡量的标准看:科学是真理标准,即内容上的客观真理性、体系上的逻辑完备性、解释性、预见性发展上的动态开放性等而技术是功利标准,规范、可操作性等。8从发展的进展过程上看第一次科学革命(1687年牛顿自然哲学数学原理发表)/第一次技术革命(18-19世纪:1733年飞梭1814年火车)第二次科学革命(19世纪上半叶)/第二次技术革命(19世纪下半叶:1879年电灯发明1895年马可尼发明无线电)第三次科学革命(20世纪初)/第三次技术革命(20世纪70年代)9从科技与国家的关系上看10从社会价值、意义和影响看精神价值和物质价值“科技不分”的消极影响
——区分“科学”与“技术”的意义理工科教育的异同对国家政策的影响:英国重科学;日本重技术;美国科学技术并重。森谷正规科研管理上:课题申请:理论研究要求有经济指标?理论成果要求有经济效益?
二科学与技术的联系1技术是科学的基础(近代以前是主流)“科学的技术化”:现代科学发展的重要特点“以技术为基础的科学”的形成和发展:技术对科学的重大贡献:新技术所产生的经济和政治效益,为科学赢得政府和企业支持2“技术的科学化”:现代技术生命力之所在:科学是技术新思路的资源库;3“科学技术一体化”:科学技术融合密不可分的新现象;三、科学理论转化为现实生产力的过程1、科学理论的生产力属性
1)科学理论是一般的潜在的生产力。
2)科学知识以技术为中介才能转变成现实的生产力。
3)科学知识转变成现实生产力之后才对人类历史产生巨大的作用。2、科学向技术的转化对科学向技术转化的理解:从科学技术本身或工程学角度:是从基础研究向应用研究的转化过程;从经济学角度:是以经济利益为动力,从科学技术的可能性向经济可行性的转化过程;从社会学角度:是科学技术的社会化过程;从哲学角度:是从因果性认识向技术目的性转化,从真理性标准向技术功利性的转化,从科学原理的唯一性向技术多样性转化。3、科学知识转化为技术与现实生产力的三个阶段1)科学原理+目的性技术原理2)技术原理+功效性技术发明(技术可能性实现)3)技术发明+经济、社会性生产技术(社会经济可行性实现)以电磁波科学技术为例1科学理论的真理性经受了科学实验的检验,理论的预言得到证实:1865年麦克斯韦预言电磁波存在;1888年赫兹实验验证。2技术可能性的发现:赫兹实验中发明电磁波发生器与接收器;1895年马可尼实现一英里距离的无线电传播实验。3技术原理的提出与完善:天线原理、电磁波调制原理、振荡原理、反馈原理、混频原理等4、科技知识的普及与科技教育5、工程技术的设计与试验:如何调制无线电波、波段的确定、元件的参数、功率、灵敏度、分辨力、成本、安全性、维护、美学、心理、法律等6、技术手段的研制:电子管、晶体管等。第十一章论科学及其发展一、科学的含义及其特征二、作为认识活动的科学三、科学认识的过程四、科学发现:科学假说与科学理论五、科学的发展模式
“Science”东进“Science”:西方土生土长中国17世纪徐光启最早译为“格物致知”由“Science”到“科学”:日本的福泽谕吉的翻译舶来(1874)
“科学”:中国康有为首次引进(1893)“科学”在五四新文化运动前后陈独秀《新青年》(1919年):“德先生”和“赛先生”
Democracy;Science
一、什么是科学?1、科学:拉丁词源scientia的意思为知识、学问。科学含义的多面性:A认识活动说:科学是对自然界认识的一种特殊的认识活动;科学研究活动B知识体系说:科学是一种系统化、理论化的知识体系;—C社会建制说:科学是一种社会建制,即一项成为现代社会组成部分的社会化事业:社会中的一个专业部门、一种新兴的社会产业。科学家共同体其它的理解:如科学是一种解决问题的工具;科学方法说:科学是一种研究方法;思维方式;科学精神说:科学是具有特殊研究才能的人所做出的发现。2、科学的性质从文化形态上看:科学属于精神文明的范畴;从组成要素上看:科学由科学事实(Who、What、When、Where)、科学定律(How)、科学理论(Why)组成从知识基础上讲:科学以正确和真实为出发点和归宿。科学还是一个开放的知识体系:根茎(牛顿三定律)和枝叶(落体定律、摩擦理论等)3、科学体系的构成:分类17世纪培根:依人类思维方式不同:分为记忆的科学、想象的科学和理智的科学;法国空想社会主义者依研究对象不同:分为天文学、物理学、化学、生理学和社会学;黑格尔:发展的观点:超时空-辩证逻辑、自然界的科学-数学物理学等、人的科学-人类学、心理学等;恩格斯:五种运动形式——五种科学。科学的体系构成:分类钱学森:九大类:自科、社科、数、系统科学、思维科学、人体科学、军事科学、文艺理论、行为科学现在一般分类:数学、自然科学、社会科学、哲学纵向分:基础科学(理论科学/纯科学)、技术科学(技术基础科学/应用基础科学)、工程科学(工程应用科学)4、科学的特征实证性或可检验性:解释性:预见性:还有:理论性和系统性:尽量全面系统,通用性和共享性:主体际性:被不同的主体理解、接受不同主体的检验、在主体之间讨论交流。探索性和创造性5、科学与非科学、伪科学、反科学辨唐雨与耳朵认字(1979-1983)钱学森与人体科学(1983-1989):气功、“特异功能”与“大师”严新、张宏堡、张香玉、沈昌王洪成与“水变油”(1984-1995)什么是“非科学”?或什么不是科学?典型的几种非科学:艺术宗教迷信哲学魔术什么是伪科学(pseudoscience)?古老的有争议“科学”:星占学美国:灵学研究(1848-1996):超心理学实验室及其杂志;维生素C包治百病外星人和UFO日本:“血型学”——血型决定性格伪科学的类型分析“江湖型”伪科学“学院型”伪科学“权贵沙龙型”伪科学:有中国特色的新类型,它体现的是一种制度性思想腐败如何识别“伪科学”?不要用常识的概念框架理解科学“眼见为实”之批判:科学实验“官大学问大”之批判:科学家伪科学的危害首先,伪科学冒充科学,与真正意义上的科学技术争夺极为有限的科技投入。伪科学给国家和人民生命、财产造成了巨大损失,相当多行为已触犯刑法。伪科学宣传混淆视听,故意模糊真与假、理性与非理性等界限,干扰正常的新闻舆论宣传和大、中、小学文化教育。伪科学与科学争夺社会主义文化阵地,严重影响社会主义精神文明建设。根本危害:严重影响科教兴国之大计中国“伪科学”之猖獗及“反伪存真”之艰难——原因剖析土壤:愚昧之群众:大众化阳光:无知之官员:政治化帮凶:无耻之媒体:信息化本质:缺乏科学精神的土壤太过于肥沃,舶来的赛先生仍然未入我心,仍然水土不服!反伪科学的基本对策对中国伪科学的定性分析:社会问题+学术问题:依法去伪治乱:铲除从理论上澄清一些错误认识:破除民主监督领导干部介入伪科学活动状况。加强媒体管理。定期召开反对伪科学的全国性会议。加强彰显科学精神的全民科学教育科学在何处终结?“诚信”与科学精神怀疑精神—实证精神—理性精神—宽容精神诚实守信自知自己无知——自觉规定自己的界限(知之为知之,不知为不知,是知也。)局限于对经验世界的探询对自然界的因果关系的揭示提供推翻自己的可能经验证据什么是反科学(antiscience)?反科学作为一种社会思潮是20世纪下半叶的典型风景,前身是反技术,思想渊源可以追溯到法兰克福学派、新时代运动、环境保护主义者、女性主义者等等反科学没有伪科学那么多虚假成份,持反科学见解的学者没必要与科学套近乎,他们的动机就是要反思科学、批判科学无论细节如何,反科学比伪科学都要强百倍,伪科学更多地造就伪君子和人格分裂患者,而反科学可能造就一批有独立人格的先天下之忧而忧的真正学者反“科学主义”与“反科学”主义的区别“科学地”对待科学、非科学和反科学之间的关系科学:应该有自知之明:自知自己无知;非科学:科学并非万能和唯一,人生需要其他学问,如宗教、艺术、哲学等反科学:认识到科学也有毛病,需要反思和批评力戒学术问题行政化和政治化解决:拔苗助长二、科学认识活动的构成要素:
1、科学认识的主体:科学劳动者科学劳动者或科学认识主体,是指具有一定科学技术知识,以科学仪器和科学方法为工具,以探索和运用自然界物质运动、变化的规律为基本任务的脑力劳动者。其基本特征为: 其一,它属于劳动者范畴并是其特殊的一部分。 其二,因科学劳动是一种精神生产活动而使其隶属于脑力劳动者范畴。但脑力劳动者要想成为科学劳动者必须具备以下两个条件:一是科学实验作为一种独立的社会实践从生产实践中分化出来;二是科学家与哲学家的分化。科学劳动者的结构
从历史上说:
历史结构表现为由个体(19世纪以前如阿基米德,欧几里德,哥白尼,伽利略,开普勒,牛顿等)、集体或组织(1871卡文迪许,1825李比希,1876爱迪生等实验室)及社会(15000多科技人员参与1942“曼哈顿”计划,耗资20亿美圆;1961“阿波罗登月”计划,200家公司120所大学400万人参与,耗资300多亿)三个不同阶段劳动者所构成的统一体。共同体结构
科学共同体:科学共同体是由科学专业的实际工作者组成的。他们由共同的教育和师徒关系联系在一起,他们自视为、别人也视为是要实现一组共同目标(其中包括训练他们的接班人)的一些人。即由共同人信念、共同的价值观念、共同的规范组成的科学家群体。科学共同体的特点:(1)是由从事实际工作的科学家组成的。(2)科学共同体的组成是划分层次的。所有的自然科学家形成一个共同体。稍下一个层次,形成了主要的科学专业集团。诸如:物理学家的、化学家的等等。下一个层次:还有有机化学家,或者其中的高分子化学家,或者蛋白质化学家。更下一层次如某一题目科研小组。(3)科学共同体组成的最根本的基础是专业一致。(4)科学共同体有共同的社会联系:相同的师承关系,阅读和引证相同或类似的文献、书籍,参加同一或同类的夏季研究组织和学术会议,共同接收文章的未定稿等等。科学家的行为规范科学家的行为规范:美国科学社会学家默顿《科学的规范结构》(1942年)1普遍主义(Universalism):强调科学的标准到处都一样。2公有主义(Communism):是指科学知识和成果为全人类是共有;3无私立性(Disinterestedness):从事科学活动、创造科学知识的人不应以科学谋取私利4有条理的怀疑主义(Organizedskepticism):所有的科学知识都可以被怀疑,此怀疑应以科学事实为根据;科学的社会组织科学共同体具体的存在方式包括:社会的内在形式如学派等和社会外在形式如学会、国家的科学研究组织机构等。学派:由一些共同学术思想的人们组成,他们保持密切的学术思想的交流或科研合作,并有公认的学术权威为自己的带头人或领袖,往往有世代相继的师承关系。如毕达哥拉斯学派、哥本哈根学派等。其作用:形成巨大的、持续数代的科研能力;学术争鸣的氛围、保护真理、发展真理和揭露错误。缺点:易于形成封闭的门户之见。介于学派与一般共同体之间的无形学院无形学院是在大规模的学术共同体中的存在着的,小规模的、由几百甚至几十人左右的优秀人员构成的,他们的交流更为经常,不但通过正式交流还有亲身接触的方法和途径,以及寄发论文的预印件。特点:以学术思想沟通为基础,往往是多学科性的,是为了彼此交流借鉴而并非为了坚持某种学术主张。它的强大作用也是通过科学知识的交流和传播来实现的,往往是新学科的起点重视科学家之间的非正式交流非正式交流的方式:科学家之间通过面对面谈话、电话交谈、演讲、通信、论文的预印稿的交换等等形式所进行的非正式的信息传递。半正式的社会场合,例如讨论班、专题座谈会、正式会议和其它科学会议,可能导致一些诸如会议论文汇编之类资料的出版。非正式交流的作用:(1)它们是一种手段,理论的思想、技术的主意和其他不适于发表的各项信息通过它传播于科学共同体。(2)非正式交流网只是和正式交流的渠道平行运转,)并在系统内加速信息的传递学会与国家的科研组织学会:受国家法律保护的职业科学家团体。最早是17世纪英国皇家学会成立。现代,学会是政府领导科学技术的智囊团和思想库。科研组织:各级科学院、研究院所、科研中心等2、科学认识的客体:科学对象
科学对象是主体进行科学认识活动的客体,是那些对主体对象性活动具有现实意义而被纳入其结构中并与主体发生相互作用的客观事物。 它包括物质与精神、天然(可观测而不能直接干预)与人工(可直接干预和改造)对象等类型。特征:首先它具有客观性。此乃其最本质的属性,也是科学认识具有客观性的前提和基础。其次具有对象性即主体性特征。因主体与客体相互依存、相互渗透、不可分割,而使科学对象既具有客观的属性,同时又被赋予了主体性的品格。此外,它还具有社会选择性、历史性特征,即它是一个不断变化发展、动态开放的体系。认识论地位与作用
客体的认识论地位指其在科学认识系统中与主体、工具等其他要素相互关系中所处的位置。这具体反映在:它既是科学认识发生的前提,又是科学认识的结果,同时还是主体认识能力的表征。 其认识论作用表现为:客体的发现导致新的科学概念的产生;对象的扩展推动科学理论的发展(提出假说及其向理论转化与新旧理论的更替);对象的发展促进新学科的出现等。3、联结主体与客体的中介与桥梁:
包括物质形态的科学仪器、观念形态的科学方法,以及思维符号形式的科学语言在内的科学工具系统。它们在科学知识或认识系统中具有特殊的地位和作用:它是获取科学事实、构建科学理论,以及陈述科学事实和表述科学理论的工具;是“接引”或“引渡”主体完成认识任务和实现认识目的中介;是使主体由此达彼、由表及里、由现象至本质、由主观至客观的推进器。主体认识客体的物质手段:科学仪器
作为工具之“硬件”,它指主体与客体之间建立信息联系、引致相互作用,以达到把握科学对象实物形态的工具总和。其实质在于:它是为实现科学认识目的而创立和使用的人工制造物;是人的各种器官的拓展和延伸;是科学理论和科学方法的物化。 分类:依据性质和功能的不同,可分为延长感觉器官、肢体和思维器官的科学仪器等类型;根据实践形式有观察与测量,记录、计算与分析仪器等;依照认识过程发展分为科学研究、技术开发、工程勘测仪器等;根据应用学科不同有天文、物理、化学、生物、地质地理观测分析仪器等;依据应用对象层次可分为观察探测宇观、宏观和微观世界的科学仪器等。 其作用表现在:克服人们感官的局限;使获得的感性材料更加客观化和准确化;使直接观察发展到间接观察。科学方法
广义的科学方法指以科学理论为指导而从事科学研究、技术开发等认识活动的所有方法的总称。作为认识工具的“软件”之一,即狭义的科学方法是主体凭借理论知识的指导而使用的一种主观手段,是知识与手段的统一。 按照普适程度不同包括哲学方法(矛盾分析)、一般(观察,实验,逻辑,数学等方法)与特殊研究方法;依据研究环节和步骤,可分为问题与选题、观察与实验、逻辑与直觉、科学假说与科学理论系统化等。 其最基本最主要的作用在于为科学研究定向开路。科学语言
自然语言的特点与缺陷:(1)自然语言富有表现力,但是具有多义性。(2)自然语言语法规则的复杂混乱和非单义性。(3)自然语言结构形式的笨拙和不经济,不能很好的模式化,不能准确的反映思维的逻辑结构和被反映物的客观特性。作为另一类认识工具的“软件”,科学语言(人工语言符号系统)是具有一定形(音)、义的符号系统,是用来表达、储存、传递和加工知识信息的物质载体。科学语言是在克服了自然语言的固有缺陷单义性、 无歧义性和明确性。即“科学行话”阶段:第一阶段。 科学语言的第二阶段:形式化语言以数学、数理逻辑符号语言为蓝本的科学语言——形式化方法:它完全撇开符号本身的意义,而根据某些只涉及符号书面形态的转换规则来进行符号操作。
三、
科学认识的过程:从宏观上讲:实验——理论——再实验——再理论。从科学知识的形成上讲;科学认识的过程是:获取经验事实;提出科学概念、科学定律,或科学假说;进行逻辑推理,形成科学理论。从科学发展的历史上讲:现象论阶段、实体论阶段、本质论阶段(日本物理学家武谷三男)从科研微观过程上讲:选题、搜集资料、整理资料、提出假说、检验、形成理论。四、假说在科学研究中的作用假说的特点:科学性、猜测性或或然性假说在科学研究中的作用:1、假说是观察和实验的先导,是发挥思维能动性的有效方法。科学研究是人们有目的地探索未知世界的活动,在观察和实验获得必要的科学事实之后,必须进行整理、加工和概括,从思维中把握研究对象的本质和规律,达到理论认识的高度。2、假说是建立科学理论的桥梁,形成和发展科学理论的必经途径。3、不同假说的争论有利于科学的发展。假说的种类:解释新事实、解释新旧事实之间的矛盾、理论外推、猜测某种现象的存在等建立假说应遵循的原则假说是理论的过渡形态,因此,科学理论本身的特性与功能,就成为提出假说时应考虑的原则:1解释性原则。假说和已知事实的关系。是基本的原则2对应性原则。指假说和已知科学理论的关系:包容。3简单性原则。要求在假说体系中所包含的彼此独立的假设或公理最少,可以减少造成不自洽的根源。这是一个美学原则。4可检验性原则。检验科学假说的推论:实验针对的是具体的科学事实。
科学假说向理论的转化假说的检验方法:逻辑分析和实践检验两个步骤。A逻辑分析:判断假说的可检验性。此外逻辑分析的内容还包括:分析假说中的概念是否具有精确性、明晰性和简单性;分析假说在逻辑结构上是否具有一致性;分析假说是否得到已有的科学理论与科学事实的支持等。在实践检验中也常用逻辑方法。可检验假说是否相容的和自洽的,但是不能判断假说的真伪。
B实践检验:分为直接检验和间接检验。直接检验,即用观察和实验直接观测科学假说的实质内容,以证实或否证科学假说。间接检验:即用观察和实验观测来检验假说基本命题所推演出来的结论或预言。通常用逻辑推演与实践证明相结合的方式。假说的命运假说转化为科学理论的条件:在实践检验中,如果有愈来愈多的事实和假说相一致,且并未出现与之矛盾的事实;假说所作出的预见得到证实;实验与假说预期的结果一致,确认它的正确性:转化为理论假说与实验不太符合,通过修正,再检验达到一致;实践结果与假说预期不一致,被证伪:抛弃五、
科学发展模式1科学逻辑的观点:(归纳主义/逻辑经验主义/归纳-演绎模式):科学假说是从经验事实中归纳得来,然后借助于演绎法推出预见;预见经受新的经验的检验。预见与新的经验符合则被证实;不符合则要修改。2科学进化的观点:波普尔证伪主义的科学发展模式:科学假说不是被证实,而是被证伪;归纳不可靠。波普尔的知识发展动态模式:科学不是始于观察,而是始于问题。
P1——TT——EE——P23、科学社会学的观点:库恩的科学革命论的科学发展模式(历史主义):科学认识活动是由科学共同体进行的。范式(paradigm):常规科学传统是由一个公认的理论决定的,这个理论包含着研究方法和技术,它指定什么疑难问题要加以研究,什么样的解决是可以接受的。库恩把这样的理论叫范式。前科学(前范式)——常规科学(形成范式)——反常与危机——科学革命(新的范式战胜旧范式)——新的常规科学4、拉卡托斯的“科学研究纲领”模式拉卡托斯从科学史研究出发,吸收了波普和库恩模式的合理成份,创立了“科学研究纲领”模式。基本思想:任何时代的科学理论体系都有一套科学研究纲领,它是一个有组织的、有严格内在结构的科学理论系列,由相互联系的硬核、保护带和启示法组成。硬核:基本假设和基本原理,坚韧、不容反驳和否定。保护带:是可反驳的外围弹性地带,是保护硬核免遭反驳而提出的辅助性假设的集合。启示法:是科学研究纲领的方法论包括反面启示法(禁止性规定)和正面启示法(鼓励提出、修改辅助性假设以保护硬核)第十二章论技术及其发展规律技术领域中真有令人感兴趣的、值得研究的哲学问题吗?技术工作者(如工程师、技术工人等)的技术工程活动有什么本质特征和要求?工科高校毕业生要成为称职的工程师需要哪些内外条件?技术人才的成长有什么特点和规律性?工程师应承担怎样的社会职责?老生常谈:技术是双刃剑吗?一、技术的本质及特征由报纸上一段话看出我们对技术理解的混乱:“我们必须大力引进国外的先进技术,同时要自力更生地发展新技术、新装备、新工艺,搞好技术培训,努力提高工人、技术人员的技术水平,加速我国现有企业的技术改造进程”1、技术的三种历史形态古代技术:techne、skill、craft近代技术:technique、technologyArt(狄德罗《百科全书》)现代技术:
technology,人工智能2、对技术的不同理解能力说:技术是人的一种能力:经验、技能、技艺物质手段说:技术是物质手段体系技术是知识(knowledge)技术是知识、能力、手段的总和。技术一般是指人类为满足自己的物质生产、精神生产以及其他非生产性活动的需要,运用自然和社会规律所创造的一切物质手段及方法的总和。《哲学大辞典》3、技术的组成要素日本林武教授:提出5M说:Material、Machine、Manpower、Management、Market。(Money)技术由主体要素(Manpower)、客体要素(Material、Machine)和组织管理要素(Management)组成在市场销售的商品化产品,稳定化、批量化的产品工装、样品、样机、单件或小批产品、中试产品工程图纸、说明书、工艺方案、工艺文件、技术标准发明构思设想、专利说明书、配方、实验室小试成果工程科学、科学技术原理技能技巧诀窍形态具体内容商品化实物现实实物潜在实物创意理论经验六分法
实物
知识经验三分法
实物(物质)
知识(理智)二分法
形
态分类方式4、技术要素的结构一般地认为,技术是由相互联系的经验形态、实体形态和知识形态三种技术活动要素组成的有机整体。经验型技术结构:经验知识、手工工具、手工性经验技能。以手工性经验技术为主导:农业社会的主导技术结构。实体型技术结构:机械性经验技能、机器、半经验半理论的技术知识。以机器为主导:工业社会的主导技术结构。知识技术结构:知识性经验技能、自控装置、理论知识。以技术知识为主导:后工业社会的主导技术结构。5、技术活动的特征1)、技术活动的客观性:2)、技术活动的目的性:3)、技术活动的经济性:4)、技术活动的综合性:6、技术的分类1、按时间分:石器、铜器、铁器、蒸汽、电力、电子等2、按科学学科分:生物技术、核技术、信息技术、计算机技术等3、按其社会功能分:生产性技术与非生产性技术4、按产业门类分:第一、二、三产业技术5、按层次分:基本技术、劳动过程技术、产业技术等6、按技术与产业经济的关系分:劳动密集型技术、资金密集型技术和知识密集型技术7、技术的存在方式:技术体系技术体系:即由社会的全部技术按照一定的技术规范组成、能满足社会整体目的需要的、具有特定结构和功能的整体。技术体系的特征:客观性:系统性:相对独立性:表现为稳定性和自主性(法国埃吕尔))二、技术发展的规律性技术发展的基本矛盾:技术目的与技术手段之间的矛盾(对立统一规律)技术发展的基本形式:技术发明、技术革新、技术改造、技术转移、技术革命等(质量互变规律)技术发展的基本趋势:技术发展的社会化、技术发展的科学化、技术发展的系统化(否定之否定规律)
近代以来的技术体系可以分为三个阶段:
A第一技术体系的形成和发展在18世纪抹到19世纪末。以蒸汽技术作为主导技术。
B第二技术体系中的主导技术是电力和内燃机技术,第二技术体系从19世纪下半叶到20世纪上半叶。C第三技术体系从20世纪中叶开始,至今仍在延续。以微电子技术为主导技术。
三、技术进步:技术发明、技术开发和技术转移技术发展的三个环节:由不可见技术到可见技术的发展:技术发明由潜在技术向现实技术的发展:技术开发从一种技术体系向另一技术体系的扩散:技术转移1、技术发明发明:对产品、方法或其改进所提出的新的技术方案。发明的本质特征:新颖性、创造性、实用性。发明的类型:专利法中分类:发明专利、实用新型专利、外观设计专利。发明方式分:独创性发明和组合型发明发明内容分:产品发明和方法发明发明基础分:经验型发明和知识型发明2、技术开发技术开发的作用:1、它是技术发明“显化”的必经环节;2、它是提高一个国家或部门综合技术能力的重要途径;3、它是企业发展的生命线技术开发的种类:产品开发、工艺开发、管理开发影响技术开发的因素:经济因素、政治因素、文化因素、技术基础因素、自然因素。3、技术转移(技术推广、技术扩散、技术引进)技术转移应注意的问题:第一,要选择适用技术第二,要考虑文化因素第三,要博采众长,避免单一化。4、技术进步的评价问题技术先进性标准:效率、寿命、可靠性、精确度、灵敏度等技术经济合理性标准:效益、能耗、成本等技术社会效益标准:健康、环境、文化、生活条件、社会福利、社会安定等
5、高技术产业化
高技术:(1)从经济角度,该项产品所占科学技术成分比重高,比如科学家和工程师占职工总数的25%以上,研究发展费用占销售额3.5%以上的企业就是高技术企业。(2)从技术角度看,具有广泛科技、经济和社会效益的特定的新技术群。高技术的特征:高战略性高创新性:是高技术的灵魂,往往是一种独占性技术高增殖性:能产生前所未有的高附加值高渗透性:向传统产业的渗透高投入性、高风险性、高加速性和高竞争性四、技术创新(Technologicalinnovation)学说:技术创新是当前学术研究和社会实践中的热门现象。从经济学、哲学(包括科技哲学)、政治学、法学、社会学到管理学等,都在研究这一现象。由美籍奥地利经济学家JesephSchumpeter于1912年在《经济发展理论》著作中首次提出。1、概念:技术创新是技术发明的首次商业化应用。创新活动是指在生产和销售经营中,企业家能够独出心裁,把一种从来没有过的关于生产要素的新组合引入生产体系。这种新组合包括引进新产品、引用新技术、开辟新的市场、控制原材料新的供应来源和建立新兴企业等五个方面。这些创新活动均可使进行创新的企业和个人赚取高额利润。2、技术创新的内容:技术过程的创新、经济过程的创新、管理过程的创新3、技术创新的过程:1)产生新设想新发明;2)新设想向产品转化;3)新产品走向市场产品创新工艺创新管理创新R&D活动市场创新
组织创新4、技术创新类型
从生产要素与条件组合角度可分为:
(1)产品创新。包括全新(如微处理器\激光器)或改进性(双杠洗衣机\无氟冰箱)的品种与产品结构创新,是创新的核心内容。
(2)工艺创新。指设计并采用某种新加工方法,创造新工艺过程、配方、参数,也包括改进或变革原有工艺条件(如以柔性FMS\CIMS制造系统取代机械加工工艺,以“浮压法”取代碾压法制造平板玻璃等)。
(3)新资源开发。即开辟新供应源、开发利用廉价材料、改造材质,以及新材料或半成品取而代之。
(4)新市场开拓(通过企业活动创造需求和引导消费)。(5)生产组织方式(生产要素的时空组合)创新。依其规模、深度及对经济影响分(1)渐进式技术创新(对现有技术改进组合);(2)根本性技术创新(在观念和技术上有根本突破,进而导致产品\工艺\市场和组织创新,主导产业形成,决定创新模式与竞争格局.如尼龙\半导体晶体管技术等);(3)导致技术系统变革的技术创新(由众多相关联技术创新组成的创新群,如合成材料\石化\全球通讯网络等领域的创新群具有普遍意义);(4)导致技术经济模式变革的技术创新(对整个经济有渗透效应:产品\服务\系统和产业创新,以及渗透到经济的每个角落)。按创新来源分(1)模仿改进创新;(2)自主技术创新;(3)技术购买与引进消化(二次)技术创新。技术创新与技术发明的关系:在技术发明未能转化为技术创新之前,技术发明只是一个新概念、新设想。技术发明不一定导致技术创新,但技术创新的前身大多是技术发明技术创新的主体与技术发明的主体不同。5、技术创新的微观主体创新决策主体----
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