第四讲科学认识的起始阶段

第四讲科学认识的起始阶段第一页，共四十三页，编辑于2023年，星期一

第1节概述

方法是人们为达到预期目的而遵循的途径、程序或采取的方式、手段和技巧的总和。“工欲善其事，必先利其器。”贝弗里奇《科学研究的艺术》……第二页，共四十三页，编辑于2023年，星期一

方法包括：哲学方法、科学技术研究的一般方法、各门科学技术研究的特殊方法。

其关系为： 个别——特殊——一般第三页，共四十三页，编辑于2023年，星期一科学技术方法论是关于科学技术研究中常用的一般方法的理论，是关于科学研究和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。第四页，共四十三页，编辑于2023年，星期一

科学技术方法论研究：

科学技术研究中一般方法的性质、类型、作用、应用原则及其相互关系等。第五页，共四十三页，编辑于2023年，星期一

科学研究的一般过程：k提出问题和选题获取科学事实（观察、实验、查阅文献）思维加工（科学抽象、逻辑思维、非逻辑思维）提出假说验证假说（观察、实验）构建科学理论。第六页，共四十三页，编辑于2023年，星期一

第2节科学问题与科研选题一、科学问题

作用：提出科学问题是科学研究的起点。科学问题是科学发展的内在动力和

科学进步的标志。爱因斯坦：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”第七页，共四十三页，编辑于2023年，星期一

科学问题的类型经验问题：what？How？一般与观察、实验相关。理论问题：

why？探讨本质、规律、机制等。第八页，共四十三页，编辑于2023年，星期一常规问题：在已有的理论框架内提出，由于完善原有理论的需要。检验假说、理论的应用、理论的系统化与表述。非常规问题：是对已有理论的挑战和责难。第九页，共四十三页，编辑于2023年，星期一

科学问题的生长点：学贵善疑，保持怀疑批判的头脑。⒈如：开普勒发现前人对火星轨道的观测值与哥白尼理论不符合。

——科学事实与已有理论的冲突第十页，共四十三页，编辑于2023年，星期一⒉如：伽利略发现亚里士多德关于物体下落的速度与重量的关系命题中的矛盾。

——理论内部的非自洽性⒊

如：光的微粒说与波动说；地质的水成说与火成说。

——不同理论之间的分歧第十一页，共四十三页，编辑于2023年，星期一⒋

如：袁隆平研究杂交水稻；医学关于SARS防治的研究。又如：发现遗传定律、确定染色体及基因为遗传物质载体——确定核酸携带遗传信息——认识DNA的结构——揭示DNA复制及指导蛋白质合成的中心法则——破译遗传密码。

——社会或学科发展的需求

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⒌

如：生物化学的产生；将物理学方法应用于遗传学揭示了DNA的结构。

——科学的空白区和结合部⒍如：细胞免疫学说与体液免疫学说。

——多种假说相并存第十三页，共四十三页，编辑于2023年，星期一⒎其它：

◆发现元素周期律——寻找事实之 间的内在联系；

◆建立日心说、相对论——追求理 论的逻辑简单性；

◆学科理论或方法的移植等。第十四页，共四十三页，编辑于2023年，星期一

问题的转换：

⒈问题的分解（补充）

把一个大题目分解成若干小题目。如：交通运输问题铁路运输问题公路运输问题航运问题第十五页，共四十三页，编辑于2023年，星期一⒉转向引伸出来的新问题如：遗传学的发展。（前述）⒊追踪机遇所提示的新问题（见机遇部分）⒋从新的角度提出问题

遇到困难时改变一下思路。如：脚气病是由什么细菌引起的？可改为：引起脚气病的原因是什么？第十六页，共四十三页，编辑于2023年，星期一二、科研选题：k

一般程序：k问题调研（问题的历史、现状、进展）课题选择课题论证（立论依据、先进性、实施条件、效益）课题确定第十七页，共四十三页，编辑于2023年，星期一

科研选题的基本原则：k⒈需要性原则满足社会和科学技术自身发展的需要。（体现课题的价值）

——科研要面向经济建设主战场。

——要根据科技自身发展需要。第十八页，共四十三页，编辑于2023年，星期一⒉科学性原则必须有一定的科学事实根据和科学理论根据。防止误入非科学、伪科学的歧途。如：关于“永动机”、鬼神的研究。对人体特异功能的研究应慎重。第十九页，共四十三页，编辑于2023年，星期一⒊创新性原则要具有原创性、先进性、新颖性（相对）。避免重复劳动。李政道：“无论做什么事情，都要跳到最前线去作战，问题不是怎么赶上，而是怎么超过。”第二十页，共四十三页，编辑于2023年，星期一

创造性的体现：如：发现新的现象、事实；提出新观点、概念；总结出新结论、规律；建立新理论体系；应用新方法、技术；设计新产品、设备；采用新材料、工艺……。第二十一页，共四十三页，编辑于2023年，星期一⒋可行性原则要从实际具备和经过努力可以达到的主、客观条件出发。

如：知识结构、技术水平、研究能力、个人素质等；学科发展程度、国家政策、文献资料、经费、设备、时间、协作条件等。第二十二页，共四十三页，编辑于2023年，星期一“巧妇难为无米之炊”。恩格斯：“我们只能在我们时代的条件下进行认识”。如：爱因斯坦关于“统一场论”的研究就为时过早。马克思：“在科学上没有平坦的大道。”第二十三页，共四十三页，编辑于2023年，星期一⒌效益性原则要着眼于社会效益，并合理分配人、财、物和时间。第二十四页，共四十三页，编辑于2023年，星期一第3节观察、实验和机遇什么是科学事实科学观察科学实验观察和实验中的认识论问题科学研究中的机遇第二十五页，共四十三页，编辑于2023年，星期一

一、科学事实

客观事实——客观存在的事件、现象和过程。

经验事实——已纳入认识主体的经验，被陈述或判断的事件、现象和过程。

科学事实——经观察、实验得到并经过鉴定的经验事实。第二十六页，共四十三页，编辑于2023年，星期一科学事实与客观事实客观事实是独立与人的意识之外，有能为人的意识所反映的客观世界的事件、现象和过程科学事实是人们对客观事实的反映，反映的内容是客观的，但映象常常出现偏差和错误科学事实是客观事实与科学理论的一个中介第二十七页，共四十三页，编辑于2023年，星期一特点：⒈是单称陈述。是对个别性存在的陈述和判断。⒉有可重复性。因此是真实可靠的。⒊渗透理论。与科学理论相联系，以语言概念表示。⒋有相对确定性。第二十八页，共四十三页，编辑于2023年，星期一作用：科学事实是形成科学概念和理论的基础，是评价科学假说和理论的依据。第二十九页，共四十三页，编辑于2023年，星期一辨析:科学是建立在事实基础上的，因此，只要有科学事实也就构建了科学体系。答：错科学事实是构建科学体系的原材料，但单纯的事实并不等于科学体系，必须对科学事实进行理性加工，形成科学概念、科学理论。这样才能构建起科学体系。第三十页，共四十三页，编辑于2023年，星期一二、科学观察科学观察的涵义在自然发生的条件下，通过感官有计划、有目的地对研究对象进行考察科学观察的分类直接观察：仅仅利用人的感官间接观察：借助仪器或其他物质手段定性观察：观察现象是否存在，过程是否发生；定量观察：观察对象的量化属性的大小数值。第三十一页，共四十三页，编辑于2023年，星期一

3观察的主要特点：有目的、有意识的感性认识活动；是主体和客体相互作用的过程；恰当的语言符号系统可以准确而清晰地描述观察事实；第三十二页，共四十三页，编辑于2023年，星期一4、观察能力的限制（1）频度限制：可见光的波长为390——750毫微米；观察的最远距离为360亿光年，最小为2×10-8厘米；人耳只能接受16——20000赫兹的声波。（2）精度限制：第三十三页，共四十三页，编辑于2023年，星期一（3）错觉：原因有假象、感知错觉、颠倒混乱的感受、主观错觉等。（4）观察渗透理论同样的外部刺激，在不同观察者的大脑中，从不同的经验基础、知识背景上做信息加工，形成了不同的信息组合和联系，就映现为不同的图象，从而做出了不同的观察陈述。第三十四页，共四十三页，编辑于2023年，星期一（5）感知渠道的限制人的五种感知渠道（人眼的观察以及耳、鼻、舌、身的感知）和感官数量，对于认识客观世界来说是否足够。第三十五页，共四十三页，编辑于2023年，星期一作用：接收外界信息、获取科学事实。检验假说和评价理论。基本原则：⒈客观性原则。按照客观事物的本来面目如实反映、记录和描述。要排除主观因素的干扰。第三十六页，共四十三页，编辑于2023年，星期一哪两条线长？（补充）：

可能起干扰作用的主观因素：生理局限、心理错觉、先入为主、观察角度、经验背景、理论背景等。第三十七页，共四十三页，编辑于2023年，星期一⒉全面性原则

观察要根据需要尽量做到全方位、多角度、多层次、全过程等。如：争论中的不同假说，有的源于观察的片面性。⒊典型性原则选择典型事物观察。如：孟德尔选用豌豆做实验。第三十八页，共四十三页，编辑于2023年，星期一三、科学实验科学实验的涵义利用科学仪器、设备，人为地控制或模拟自然现象，排除干扰，突出主要因素，在有利的条件下去研究自然规律科学实验的基本类别定性实验(验证电磁波、光压和以太的存在)定量实验(引力常数，光速)结构分析实验(原子结构、分子结构、DNA结构)析因实验(由已知结果去找原因)对照实验(大多数的生物和医学实验，安慰剂)中间实验(正式投产或工程上马前的实验)第三十九页，共四十三页，编辑于2023年，星期一作用：⒈纯化和简化自然现象。如：在真空中进行热传导的实验。⒉强化和再现自然过程。如：探索致癌物的动物实验。⒊加速或延缓自然过程。如：小球滚动实验，延长斜面。第四十页，共四十三页，编辑于2023年，星期一四、观察、实验中的认识论问题两种观点：⒈主张“中性观察”（如：培根）⒉“观察渗透理论”（波普尔、汉森等）⑴理论对观察起定向作用⑵理论在观察中起组织材料的作用⑶理论对观察结果起理解的作用第四十一页，共四十三页，编辑于2023年，星期一五、观察、实验中的机遇k机遇即在科学研