自然辩证法 第三章

第三章

科学技术方法论

“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献，但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生？”“李约瑟难题”NeedhamPuzzleWhywasChinesecivilization,betweenthefirstcenturyB.C.andthefifteenthcenturyA.D.,somuchmoreefficientthantheWestinapplyinghumannaturalknowledgetopracticalhumanneed?Inotherwords,whathadhappenedtoexplainwhythisleadneverledto“modern”scienceinChina?Part1科学观与科学方法论Part2技术观与技术方法论两个核心问题1科学的本质2科学认识的形成3科学理论的内涵Part1科学观与科学方法论一、科学的本质1

科学的涵义2科学的本质属性3

科学知识的构成1.

科学的涵义

科学的本意

Science源于古拉丁语Scientia，最初的涵义是“知识”和“学问”。Science在17世纪出现于法国，19世纪上半叶出现于英国。

19世纪下半叶，日本明治维新时代启蒙思想家福泽瑜吉首次把Science译为“科学”。1893年，康有为最早将“科学”引进中国。7“科学”的几重涵义：1.科学是一种知识

2.科学是人类创造知识的活动3.科学是一种方法4.科学是一种文化82.科学的本质属性1）客观真理性2）可检验性3）系统性4）主体际性科学知识作为社会意识形式被不同认识主体所理解，接受不同认识主体的实验检验，并在主体间畅通地讨论、交流。科学是组织起来的系统化的知识；科学知识包含相互联系的经验知识和理论知识。自然辩证法-Part3科学观与科学方法论3.科学知识的构成科学作为认识活动的成果即科学知识，包括科学事实、科学定律、科学假说、科学理论。科学事实科学定律科学假说科学理论科学事实科学事实：科学认识主体对客观存在的个别事物（事件、现象、过程、关系等）的真实描述和判断。逻辑形式：单称命题。事实Ⅰ：客体和仪器相互作用结果的表征。事实Ⅱ：对观察实验所得结果的陈述和判断。事实Ⅲ：被观察与实验证明了的理论结论。科学定律科学定律：反映自然界事物、现象之间的必然性关系的科学命题。通常是全称命题。可分为经验定律和理论定律。经验定律与观察、实验相关理论定律借助于想象、直觉、灵感对事物的深刻反映科学假说

科学假说（scientifichypothesis）：根据已经有的科学事实和科学原理，对所研究的自然现象及其规律性提出的一种假定性的推测和说明，是自然科学理论思维的一种重要形式。科学假说的基本要素：①事实基础；②背景理论（包括推理规则）；③对现象、本质的猜测；④推演出的预言和预见。科学假说的主要形式：模型、概念科学理论

科学理论（scientifictheory）：经过实验检验的系统化了的科学知识体系，由科学概念、原理以及由这些概念、原理推演出来的逻辑结论（具体的规律和预见）组成。

科学理论可分为：构造性理论和原理理论。科学理论的基本特性⑴客观真理性⑵全面系统性⑶逻辑完备性⑷科学预见性二、科学认识的形成1

科学问题的提出2科学事实的获取：观察和实验3科学假说的形成

科学认识：人们在实践（主要是生产实践、医疗实践、科学实验）中对自然系统和自然界演化过程的反映。1）选题；2）获取科学事实；3）形成科学假说；4）验证；5）建立理论体系。科学认识的一般程序：1.科学问题的提出

在科学研究或认识的起点问题上有两种不同的观点：科学研究观察、搜集资料—理论问题—试探性理论—消除可能错误—新问题科学问题是科学研究的起点①问题引导着科学研究或科学认识的整个过程——问题既是旧理论的终点，也是新理论的起点。②人们总是以问题为框架和指导有选择地搜集事实材料的。

“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看待旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”

——爱因斯坦科学问题的主要来源⑴从寻求事实之间的联系提出问题。⑵从科学实践与科学理论的矛盾中产生问题。⑶从科学理论内部的（逻辑）矛盾中产生问题。⑷从不同理论之间的矛盾中产生问题。⑸从社会需要与现有的生产技术手段不能满足这种需要的矛盾中产生问题。2科学事实的获取：观察和实验科学观察scientificobservation在一定理论思维指导下，通过感官或借助科学仪器，在自然发生的条件下有目的、有计划地感知研究对象，以获取科学事实。获取科学事实导致新的技术发明⑴客观性原则

⑵全面性原则⑶典型性原则科学实验scientificexperiment

根据一定的科学研究目的、运用一定的物质手段、在人为控制或变革客观事物的条件下获得科学事实。测量手段实验手段是否直接作用于实验对象直接目的定性试验定量试验直接试验模拟试验验证性试验探索性试验判决性试验观察实验中的重要认识论问题1）“理论渗透观察”问题2）微观领域中仪器的影响问题3）观察中的偶然性与机遇问题3.科学假说的形成1）形成科学假说的方法论原则对应原则解释性原则可检验性原则2）经验定律型假说的形成方法

经验定律是对某类现象共同性质和特征或若干类现象之间因果联系的普遍化描述。（“知其然而不知其所以然”）经验定律的两个特征：

⑴采用描述性的语词；⑵相对稳定。经验定律型假说是概括的成果

经验定律型假说的概括通常从经验概括开始，完成于与演绎方式结合的定律概括。3）原理定律型假说的形成方法

原理定律：对事物内部必然联系的反映或解释。它寻求的是对经验定律的解释。原理定律型假说试图解释事物深层的运行机制，将事物表面的运动归结为“内部的现实运动”。因此，不能通过任何经验方法获得，只能被设想、猜测。科学猜测是发挥想象力的产物。

“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”——爱因斯坦三、科学理论的内涵1

科学理论的创立2科学理论的检验标准3科学理论的发展1

科学理论的创立1）创立理论的思维过程1.准备阶段——问题的选定2.孕育构思阶段——问题的求解3.潜伏顿悟阶段——问题的突破4.验证完善阶段——问题成果的证明和检验2）创立理论的思维方法1.演绎方法2.归纳与概括3.类比与联想4.模型方法与思想模型288=3+5=1+7，14=3+11=7+7，10=3+7=5+5，16=3+13=5+11，

猜想1：每个大于4的偶数是两个奇素数之和。……用同样方法可以得到猜想2：每个大于7的奇数是三个奇素数之和。如9=3+3+3，15=3+5+7=5+5+5=……。6=1+5=3+3，哥德巴赫猜想自然辩证法-Part3科学观与科学方法论3）创立理论的思维形态1.抽象思维与形象思维2.收敛思维与发散思维3.顿悟——直觉与灵感2.科学理论的评价和检验科学理论必须具备的两个基本条件（一）科学理论的逻辑评价（二）科学理论的实验检验313.科学理论的发展1）逻辑实证主义的累积发展观2）波普尔的证伪主义的发展观3）库恩的历史主义的科学发展观32

逻辑实证主义明确地把可证实性作为“科学的”划界标准，作为“命题有（科学）意义的”标准：

一个陈述当且仅当原则上是可经验地证实的时才是有（科学）意义的。1）逻辑实证主义的累积发展观

逻辑实证主义按归纳主义观点说明科学知识增长的特征：

科学知识的增长来自对经验事实的归纳，科学发展即通过归纳获得的科学知识的不断增加；科学发展是一个渐进积累的直线发展过程，其中没有渐进的中断，没有革命。

逻辑实证主义的累积发展观曾长期统治科学界和哲学界，它勾画了一幅积累式的科学发展图景，从一个侧面反映了科学不断进步的总趋势，但它的根本缺陷是忽视了科学中的革命，因而不能解释人们是怎样提出逻辑上和传统理论不同的革命性新理论的。2）波普尔的证伪主义的发展观

波普尔从证伪主义出发，否定了逻辑实证主义的逐渐积累的模式。

科学理论不能通过归纳得到证实，但能被证伪。科学的发展是理论不断被经验反驳和证伪的反复过程。猜测和反驳是科学发展过程中最基本的环节。科学发展的历史就是大胆地提出假设，通过证伪，然后推翻理论的过程，科学知识的增长就是不间断地革命。波普尔的科学发展模式包含一些合理思想：①把科学看作一个永不止息的动力学系统，强调从动态角度解释科学知识增长的机制；②把问题看作科学认识的起点和动力，科学就是在不断提出问题不断解决问题中发展的。③强调发挥思维的能动作用，主张在科学探索中要大胆猜测，反对狭隘的经验论。④强调革命的批判的精神，认为科学只有在不断批判、不断否定中才能前进，勾画了一幅科学知识在矛盾中发展的途径。36

库恩作为西方科学哲学中历史主义的代表人物，既反对归纳主义的静态的科学发展观，认为它没有看到科学发展史中的革命和质变；也不同意科学发展的证伪主义模式，认为它抹煞了实际存在的常规科学的长期积累。3）库恩的历史主义的科学发展观

库恩的科学发展模式是一种科学革命模式：

前科学→常规科学（形成范式）→反常→危机→科学革命（新范式战胜旧范式）→新常规科学……。