科学技术方法论4 第四章 科学认识的理性方法

科学认识的理性方法何谓科学抽象科学思维的逻辑方法科学思维的非逻辑方法数学方法科学抽象的含义科学抽象的本质科学抽象的前提科学抽象的成果科学抽象科学抽象：是指在思维中对同类事物去除其现象的、次要的方面，抽取其共同的、主要的方面，从而做到从个别中把握一般，从现象中把握本质的认知过程和思维方法。

过程：完整的抽象过程包括思维运动的两次飞跃，三个阶段。

(一)科学抽象的本质

科学抽象是从感性认识到理性认识的飞跃。分为形式逻辑的抽象（知性逻辑）和辩证逻辑的抽象。形式逻辑作为思维就得不经过的一个阶段，应当说是一种科学抽象。然后向两个方向发展，一个是由不完全的科学抽象上升到完全的科学抽象。或是将它绝对化，成为事物必须与之符合的本质，形成形而上的抽象。

(二)科学抽象的前提实践定域性原则间隔性原则同构原则(三)科学抽象的成果科学概念是科学认识中反映事物本质属性的思维形式，是科学思维的“细胞”和基础。科学符号是人类符号系统中的一个子系统，它是科学实践、科学抽象的产物，又是推动科学发展不可或缺的工具和手段

(四)科学思维的逻辑方法

比较与分类(典型物质选择的主要方法)1、定义与特点：（1）比较法：确定研究对象之间的差异点、共同点的一种逻辑方法。（2）分类法：根据对象的共同点和差异点，将研究对象区分为不同的种类，并形成有一定从属关系的不同等级的系统的逻辑方法。比较法分类法彼此本质上有某种联系按同一标准进行往往采用中介手段注意从属关系注意相应相称依照一个本质的根据分类不应越等2、规则１、定义

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一种逻辑思维方法。

A有a、b、c、dB有a｀、b｀、c｀、d｀则A与B相同或相似康德说：“每当理智缺乏可靠的论证的思路时，类比这个方法往往能指引我们前进。”类比方法2、类比方法的类型（1）性质相似的类比（简单共存类比）（2）因果相似的类比（3）综合类比3、类比的作用（1）科学发现上的创造作用；（2）技术应用上的先导作用；（3）经济发展思考中的战略作用；（4）思想交流中的启发诱导作用。4、类比的原则（1）相似原则（2）非“自我”原则（3）异中求同原则。分析与综合

1、分析法

把整体分解为部分，或把复杂的事物分解为简单要素，或把历史的过程分解为片断，或把动态凝固为静态来研究的一种逻辑思维方法。

62、综合法

在思想上把对象的各个部分、各个方面和各种因素结合起来，形成整体性的考察的一种逻辑思维方法。

分析与综合是完全相反的两种思维过程。

3、分析与综合的相互关系

分析是在综合指导下的分析，综合是以分析为基础的综和。

新、旧整体不完全同一，后者在思想中形成，要达到对事物本质的认识。

新综合体不等于要素简单叠加整体部分（要素）新整体分析综合归纳与演绎

1、归纳法：从个别上升到一般的推理方法。

完全归纳法不完全归纳法分类简单枚举归纳法穆勒五法科学归纳法7（1）完全归纳法S1是PS2是P

…Sn是P(S1、S2、…Sn是S所有的部分)则：S是P（2）不完全归纳法简单枚举法：从“所有已观察到的S是P”，外推到“所有S是P”的获得一般性结论的方法。S1是PS2是P

…(S1、S2、…Sn是S的部分因子，Sn是P没有发现相反的例子)则：S是P

求同法、差异法、共变法、剩余法、求同差异共用法因果联系归纳法

—穆勒五法求同法

场合先行（后行）情况被研究现象（1）A、B、Ca（2）A、D、Ea（3）A、F、Ga

……

……

……所以，A是a的原因（或结果）差异法场合先行（后行）情况被研究现象（1）A、B、Ca（2）—B、C—……

……

……所以，A情况是a出现的原因（或结果）共变法

事例因素现象（1）A1BCa1（2）A2BCa2（3）A3BCa3所以，A是a的原因（或结果）剩余法

事例因素现象（1）A、B、Ca、b、c（2）Bb（3）Cc所以，A是a的原因（或结果）求同-差异法

事例因素现象（1）A、B、Ca（2）A、D、Ea（3）F、G-（4）H、I-所以，A是a的原因（或结果）科学归纳法

S1是PS2是P……Sn是P则：所有S是P

S1、S2、…Sn是S类部分对象，S类与P属性之间存在着必然的联系铁受热体积膨胀，铜受热体积膨胀，锡受热体积膨胀，

所以，所有金属受热体积膨胀。

(铁、铜、锡都是金属，受热后分子凝聚力减弱，分子运动加速，分子彼此间距离增大，因而引起体积膨胀。)（3）归纳法在科研中的作用

a.是整理实验材料、提供经验定律和经验公式的重要方法；

b.可通过归纳法提出科学的假说和猜想。

c.可为科学实验的设计提供指导，为科学实验设计提供逻辑的根据。2、演绎法（1）定义：从一般到个别的推理方法。即从已知的一般原理出发，来考察某一特殊对象，从而推演出关于这一对象的结论的方法。

大前提：所有的M都是P，小前提：所有的S都是M，结论：所以，所有的S都是P

（3）归纳与演绎的关系

——辩证统一的关系①功能互补②相互依赖、相互渗透。

科学思维的非逻辑方法形象思维想象和联想思维灵感思维直觉思维形象思维1、定义：形象地反映客体的具体形状的感性认识的基础上，通过意象、联想和想象，来揭示客观对象的本质及其运动规律的思维形式。12、作用（1）可以直观、形象、清晰、明确、具体的揭露对象的本质和运动规律。（2）可以突出主要矛盾，可以简化层次和次要矛盾，可以在纯化和理想化的条件下，充分发挥想象力的作用，使物质对象之间的本质和运动规律得以充分显露。（3）各种工程技术设计所必需。3、特点（1）过渡性（2）模糊性4、意义（1）可直观形象地揭示对象的本质和规律（2）在技术领域有着更为突出的意义科学想象作用：启发人们的求知欲望，提供研究线索，展示发展前景，加速科学思想发展。

2分类：按目的：基础科学想象、应用科学研究按抽象方式：科学猜测、科学假借、科学联想科学灵感

特点:

（1）引发的偶然性；（2）启示的瞬时性；（3）过程的情绪性。如何捕捉：辛勤的劳动艰苦的思索丰富的经验广博的知识3直觉思维

1）直觉是指通过直接觉知或领悟而得。对客观规律的深刻理解；来自认识主体的经验的积累；主体的理性认识与感性经验的共鸣42）直觉的特征：非逻辑性；理智性；对直觉认识的坚定信念。创造性思维

一切可能发现事物的新规律、新用途，创造具有社会、经济价值的新产品（物质和精神）的思维形式。5数学方法

(横断方法)数学方法的基本特征数学方法的基本作用数学方法的应用

基本特征：

1、高度的抽象性。

2、逻辑的严格性及结论的确定性，即精确性。

3、应用的普遍性。

数学方法是运用数学的概念、理论、公式对所研究的对象进行定量的分析、推断、描述，从而在量上揭示对象的规律性的一种科学抽象方法。马克思认为,“一种科学只有在成功地运用数学时,才算达到真正完善的地步.”作用1.数学方法的运用为科技研究提供简洁精确的形式化语言，是近代科学与古代科学的本质区别所在。2.为科研提供数量分析和计算的方法，是科研从定性描述进入定量分析的重要标志。3.为科学技术研究提供了逻辑推理的工具。4.是科学发现的重要方法。5.是工程技术研究的主要工具之一。应用:

1建立数学模型(1)何谓数学模型(2)构建数学模型的程序

通过建立和研究客观对象的数学模型来揭示对象本质特征和变化规律的方法。建立数学模型就是在客观世界的现实系统和数学符号系统之间建立对应关系。1调查分析；2建立初步的模型,力求简单3逐步修改和完善所建模型。建模的基本要点就是要寻找出研究的实际问题与某种数学结构的对应关系，从而使问题能简化，归结成为一个数学问题。(3)运用数学模型方法的步骤

从整体上找出研究对象各种量的关系；通过科学抽象将问题简化，找出主要矛盾抽取数量关系，建立数学模型；对数学模型求解；对模型解作出解释和评价，形成对实际问题的判断和预见。(4)数学模型的类型①确定性数学模型,

用于描述自然界中的必然现象。②随机性数学模型,

用于描述自然界中的或然现象。③突变性数学模型,

用于描述自然界中的突变现象。④模糊性数学模型,

用于描述自然界中的模糊现象。

2.“数学实验”方法

(1)

“数学实验”是在一定的数学思想、数学理论的指导下，经过某种预先的组织设计，借助于一定的仪器和技术手段，进行数学化实际操作，包括对客观事物的数量化特性进行观察、抽样、测试、检验、逼近、仿真等，进而解决数学和科学问题的一系列科学研究方法。(2)“数学实验”的