科學(xué)問(wèn)題、科學(xué)假說(shuō)和科學(xué)理論市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

三科學(xué)問(wèn)題、科學(xué)假說(shuō)和科學(xué)理論第1頁(yè)科學(xué)問(wèn)題科學(xué)問(wèn)題是指一定時(shí)代科學(xué)家在特定背景知識(shí)下提出關(guān)于科學(xué)認(rèn)識(shí)和科學(xué)實(shí)踐中需要處理而還未處理問(wèn)題。它包含一定求解目標(biāo)和應(yīng)答域，但尚無(wú)確定答案。第2頁(yè)案例：歌德巴赫猜測(cè)這個(gè)問(wèn)題是德國(guó)數(shù)學(xué)家哥德巴赫（C．Goldbach，1690-1764）于1742年6月7日在給大數(shù)學(xué)家歐拉信中提出，所以被稱作哥德巴赫猜測(cè)(GoldbachConjecture)。

哥德巴赫猜測(cè)普通提法是：每個(gè)大于等于6偶數(shù)，都可表示為兩個(gè)奇素?cái)?shù)之和；每個(gè)大于等于9奇數(shù)，都可表示為三個(gè)奇素?cái)?shù)之和。其實(shí)，后一個(gè)命題就是前一個(gè)命題推論。

第3頁(yè)案例：歌德巴赫猜測(cè)19，挪威布朗(Brun)證實(shí)了“9+9”。

1924年，德國(guó)拉特馬赫(Rademacher)證實(shí)了“7+7”。

1932年，英國(guó)埃斯特曼(Estermann)證實(shí)了“6+6”。

1937年，意大利蕾西(Ricei)先后證實(shí)了“5+7”,“4+9”,“3+15”和“2+366”。

1938年，蘇聯(lián)布赫夕太勃(Byxwrao)證實(shí)了“5+5”。

1940年，蘇聯(lián)布赫夕太勃(Byxwrao)證實(shí)了“4+4”。第4頁(yè)案例：歌德巴赫猜測(cè)1948年，匈牙利瑞尼(Renyi)證實(shí)了“1+c”，其中c是一很大自然數(shù)。1956年，中國(guó)王元證實(shí)了“3+4”。1957年，中國(guó)王元先后證實(shí)了“3+3”和“2+3”1962年，中國(guó)潘承洞和蘇聯(lián)巴爾巴恩(BapoaH)證實(shí)了“1+5”，中國(guó)王元證實(shí)了“1+4”。1965年，蘇聯(lián)布赫夕太勃(Byxwrao)和小維諾格拉多夫(BHHopappB)，及意大利朋比利(Bombieri)證實(shí)了“1+3”。第5頁(yè)案例：歌德巴赫猜測(cè)1966年，中國(guó)陳景潤(rùn)證實(shí)了“1+2”。而“1+1”，這個(gè)哥德巴赫猜測(cè)中最難問(wèn)題，還有待處理。第6頁(yè)案例：歌德巴赫猜測(cè)第7頁(yè)科學(xué)問(wèn)題波蘭尼（M.Polanyi）：一個(gè)問(wèn)題或發(fā)覺本身是沒(méi)有涵義。問(wèn)題是只有當(dāng)它使某人疑惑或焦慮時(shí)，才會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題；發(fā)覺也只有當(dāng)它使人從一個(gè)問(wèn)題負(fù)擔(dān)中解脫出來(lái)時(shí)，才會(huì)成為一個(gè)發(fā)覺?！粋€(gè)問(wèn)題就是一個(gè)智力上愿望。第8頁(yè)科學(xué)問(wèn)題波普爾（KarlPopper）：?jiǎn)栴}是背景知識(shí)中固有預(yù)期與所提出觀察或某種假說(shuō)等新發(fā)覺之間沖突。第9頁(yè)科學(xué)問(wèn)題圖爾敏（S.Toulmin）：解釋理想與當(dāng)前能力差距。

科學(xué)問(wèn)題=解釋理想-當(dāng)前能力P=St-Sp第10頁(yè)科學(xué)問(wèn)題：案例問(wèn)題1：把1、2、3、4、5、6、7、8、9這9個(gè)數(shù)填在以下正方形中，并使邊、對(duì)角相加相等？問(wèn)題2：有沒(méi)有規(guī)律？第11頁(yè)科學(xué)問(wèn)題：案例（續(xù)）492357816第12頁(yè)科學(xué)問(wèn)題：案例（續(xù)）

①④②⑦⑤③⑧⑥⑨

⑨④②③⑤⑦⑧⑥①

④⑨②③⑤⑦⑧①⑥第13頁(yè)科學(xué)問(wèn)題：案例（續(xù)）以上問(wèn)題是由漢代數(shù)學(xué)家徐岳在《數(shù)學(xué)記遺》中提出一個(gè)叫“九宮算”數(shù)學(xué)游戲。問(wèn)題1很好處理，但問(wèn)題2就不那么好處理。元代數(shù)學(xué)家楊輝在《續(xù)古摘奇算法》中給出了規(guī)律性算法。第14頁(yè)科學(xué)問(wèn)題特征科學(xué)問(wèn)題是時(shí)代產(chǎn)物；科學(xué)問(wèn)題普通是以疑問(wèn)句形式來(lái)陳說(shuō)；科學(xué)問(wèn)題蘊(yùn)涵著問(wèn)題指向、研究目標(biāo)和求解應(yīng)答域。“是什么？”：指向自然界某種可觀察實(shí)體和現(xiàn)象；“為何？”：實(shí)體和現(xiàn)象背后原因；“怎么樣？”：對(duì)象或?qū)ο笙到y(tǒng)狀態(tài)或過(guò)程；在科學(xué)問(wèn)題中，“背景知識(shí)”與“求解應(yīng)答域”。第15頁(yè)科學(xué)問(wèn)題分類按照科學(xué)研究分類：科學(xué)問(wèn)題與非科學(xué)問(wèn)題：科學(xué)與非科學(xué)劃界；真實(shí)問(wèn)題與虛假問(wèn)題：如鯨魚是什么魚？歐幾里德第五共設(shè)——問(wèn)題應(yīng)答域就提錯(cuò)了。待解問(wèn)題與無(wú)知問(wèn)題:包括到科學(xué)認(rèn)識(shí)主體能力和背景知識(shí)。抽象問(wèn)題與詳細(xì)問(wèn)題。第16頁(yè)第17頁(yè)第18頁(yè)第19頁(yè)第20頁(yè)歐幾里德與他《幾何原本》歐幾里德(EuclidofAlexandria)，希臘數(shù)學(xué)家。約生于公元前330年，約死于公元前260年。歐幾里德使用了公理化方法。公理(axioms)就是確定、不需證實(shí)基本命題，一切定理都由此演繹而出。

第五共設(shè)：“在一點(diǎn)上只能經(jīng)過(guò)一條直線平行線”

非歐幾何：“從一點(diǎn)上最少可經(jīng)過(guò)兩條平行直線”第21頁(yè)羅巴切夫斯基與他《非歐幾何》非歐幾何學(xué)是1829年由俄羅斯數(shù)學(xué)家尼古拉.羅巴切夫斯基（1793－1856）提出。第22頁(yè)科學(xué)問(wèn)題分類科學(xué)哲學(xué)分類：科學(xué)問(wèn)題與非科學(xué)問(wèn)題：科學(xué)與非科學(xué)劃界；經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題：關(guān)于自然界任何能使我們以為奇怪而要求我們解釋事物——?jiǎng)诘ぃ↙.Laudan)

已處理但能夠進(jìn)化問(wèn)題反常問(wèn)題未解問(wèn)題理論問(wèn)題：即理論內(nèi)部不自洽或理論之間沖突而產(chǎn)生問(wèn)題。第23頁(yè)第24頁(yè)第25頁(yè)第26頁(yè)第27頁(yè)科學(xué)問(wèn)題產(chǎn)生

“提出一個(gè)問(wèn)題往往比處理一個(gè)問(wèn)題更主要。因?yàn)樘幚韱?wèn)題僅僅是一個(gè)數(shù)學(xué)上或試驗(yàn)上技能而已，而提出新問(wèn)題、新可能性、從新角度去對(duì)待舊問(wèn)題，卻需要有創(chuàng)造性想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)真正進(jìn)步”。

——愛因斯坦第28頁(yè)波普爾：科學(xué)研究始于問(wèn)題歸納主義科學(xué)方法論認(rèn)為：科學(xué)研究始于觀察和搜集材料；波普爾認(rèn)為：科學(xué)研究始于問(wèn)題而不是始于觀察。因?yàn)椋M管經(jīng)過(guò)觀察能夠引出問(wèn)題，不過(guò)在觀察時(shí)必須帶著一定問(wèn)題。從科學(xué)發(fā)展總體過(guò)程看，舊理論不能處理問(wèn)題，人們才會(huì)去關(guān)注它、修正它、完善它，乃至著手建立新理論；從科學(xué)研究詳細(xì)進(jìn)程看，人們總是以問(wèn)題為框架有選擇地搜集科學(xué)事實(shí)和材料?！翱茖W(xué)研究始于問(wèn)題”和“人類認(rèn)識(shí)以實(shí)踐為基礎(chǔ)”，是從不一樣角度提出不一樣命題，但實(shí)質(zhì)是統(tǒng)一。第29頁(yè)科學(xué)問(wèn)題產(chǎn)生從科學(xué)實(shí)踐與科學(xué)理論矛盾中產(chǎn)生：當(dāng)原有科學(xué)理論不能解釋新現(xiàn)象、新事實(shí)時(shí)，便產(chǎn)生了矛盾，也產(chǎn)生了需要探討問(wèn)題。比如：水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)與牛頓理論矛盾、光波動(dòng)說(shuō)與粒子說(shuō)矛盾與統(tǒng)一等。第30頁(yè)科學(xué)問(wèn)題產(chǎn)生從科學(xué)理論內(nèi)部矛盾中產(chǎn)生：一個(gè)理論或一個(gè)概念，假如能從中推出邏輯矛盾，就表明其中存在著需要深入探討問(wèn)題。比如：伽利略悖論、羅素悖論、麥克斯韋“妖”、薛定諤“貓”等。第31頁(yè)科學(xué)問(wèn)題產(chǎn)生從不一樣學(xué)派理論之間矛盾中產(chǎn)生：

在一個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中，對(duì)同一事物，能夠有不一樣學(xué)派利用不一樣理論進(jìn)行解釋。比如：日心說(shuō)與地心說(shuō)、拉馬克學(xué)說(shuō)與達(dá)爾文學(xué)說(shuō)、漸變論與災(zāi)變論、水成論與火成論等。第32頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)古觀天術(shù)：七日創(chuàng)世第33頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)埃及神話：天神Nut和地神Geb

第34頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)觀“天”構(gòu)思：春分、秋分、冬至、夏至第35頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)儀器與統(tǒng)計(jì)：巨石陣第36頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)法國(guó)史前星相圖第37頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)公元前7世紀(jì)“思辨宇宙期”（愛奧尼里學(xué)派）大地圓盤說(shuō)第38頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)阿那克西曼德“宇宙無(wú)限說(shuō)”第39頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)赫拉克利特“火成宇宙說(shuō)”第40頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)畢達(dá)哥拉斯“球形說(shuō)”第41頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)德謨克利特“原子論”宇宙觀第42頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)柏拉圖學(xué)派“同心球”宇宙觀第43頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)本輪、均輪說(shuō)第44頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)托勒密“地心說(shuō)”第45頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)第谷.布拉赫體系第46頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)哥白尼日心說(shuō)第47頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)開普勒體系第48頁(yè)附錄：人類對(duì)“天”認(rèn)識(shí)當(dāng)代宇宙觀第49頁(yè)水成論與火成論之爭(zhēng)水成論者認(rèn)為水對(duì)地表改變起決定原因。紀(jì)元前，古羅馬人已發(fā)覺尼羅河兩岸周期性地被洪水淹沒(méi)、尼羅河在三角洲不停增大、另外，陸地上存在海相介殼動(dòng)物化石等事實(shí)?；鸪烧f(shuō)把“地下熱火”看成地質(zhì)現(xiàn)象主要?jiǎng)恿?，地球關(guān)鍵是熔融液態(tài)。因?yàn)橐獯罄骱０痘鹕綆r帶強(qiáng)烈活動(dòng)，古羅馬人相信有一位主管火和鍛冶神，稱“沃爾坎”（Vulcan）?；鹕剑╒olcano），火山學(xué)（Volcanology）等詞即來(lái)自意大利語(yǔ)Vulcan。

第50頁(yè)第51頁(yè)第52頁(yè)第53頁(yè)第54頁(yè)第55頁(yè)第56頁(yè)第57頁(yè)第58頁(yè)第59頁(yè)第60頁(yè)第61頁(yè)拉馬克與達(dá)爾文第62頁(yè)第63頁(yè)科學(xué)問(wèn)題產(chǎn)生從社會(huì)需要同現(xiàn)有技術(shù)伎倆不能滿足這種需要矛盾中產(chǎn)生：科學(xué)問(wèn)題產(chǎn)生需要同人民日益增加物質(zhì)和文化需要、戰(zhàn)爭(zhēng)需要、生產(chǎn)生活需要等結(jié)合。如：袁隆平雜交水稻。第64頁(yè)第65頁(yè)科學(xué)問(wèn)題處理經(jīng)過(guò)深入獲取事實(shí)來(lái)回答下列問(wèn)題：技術(shù)伎倆不停進(jìn)步，人類認(rèn)識(shí)能力不停提高。經(jīng)過(guò)引入新假說(shuō)來(lái)解答問(wèn)題：哈維對(duì)蓋倫血液循環(huán)理論補(bǔ)充。經(jīng)過(guò)引入新概念來(lái)解決問(wèn)題：相對(duì)論新概念引入。第66頁(yè)人體血液循環(huán)第67頁(yè)科學(xué)假說(shuō)科學(xué)假說(shuō)是依據(jù)已知科學(xué)事實(shí)和科學(xué)原理，對(duì)所研究自然現(xiàn)象及其規(guī)律性提出一個(gè)假定性推測(cè)和說(shuō)明。是自然科學(xué)理論思維一個(gè)主要形式。第68頁(yè)科學(xué)假說(shuō)起源當(dāng)出現(xiàn)了用已知科學(xué)理論無(wú)法解釋新事實(shí)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生對(duì)新事實(shí)猜測(cè)性說(shuō)明。

比如：原子結(jié)構(gòu)、同位素等。當(dāng)把某一理論類推到原來(lái)適用范圍之外，對(duì)其它事物屬性、規(guī)律進(jìn)行猜測(cè)或構(gòu)想時(shí)，會(huì)提出新假說(shuō)。

比如：類比中德布羅意物質(zhì)波假說(shuō)。為處理新舊事實(shí)之間矛盾會(huì)提出假定性說(shuō)明。

比如：“大爆炸”假說(shuō)與“微波背景輻射”。第69頁(yè)微波背景輻射第70頁(yè)科學(xué)假說(shuō)普通特征科學(xué)性：假說(shuō)是以一定科學(xué)事實(shí)為依據(jù)、以科學(xué)理論為前提而提出來(lái)。

比如：愛因斯坦相對(duì)論（尤其是廣義相對(duì)論）假定性：假說(shuō)中包含著對(duì)事物本質(zhì)和規(guī)律性猜測(cè)，而且這種猜測(cè)往往是在科學(xué)事實(shí)不夠充分、檢驗(yàn)條件不夠完備情況下提出。

比如：原子模型及運(yùn)動(dòng)軌道不連續(xù)性易變性：伴隨人們認(rèn)識(shí)能力不停提升和認(rèn)識(shí)水平不停深入，假說(shuō)會(huì)發(fā)生改變。第71頁(yè)科學(xué)假說(shuō)作用科學(xué)假說(shuō)是通向科學(xué)理論橋梁：自然科學(xué)就是沿著假說(shuō)——理論——新假說(shuō)——新理論……途經(jīng)，不停地向前發(fā)展。

一部科學(xué)發(fā)展史，就是一部假說(shuō)和理論更迭史假說(shuō)是激發(fā)創(chuàng)造性思維媒介：科學(xué)活動(dòng)就是人類探索未知世界活動(dòng)，假說(shuō)“猜測(cè)性”從來(lái)就與人類創(chuàng)造性思維有著“天然”聯(lián)絡(luò)。不一樣假說(shuō)爭(zhēng)論有利于學(xué)術(shù)繁榮。一部科學(xué)發(fā)展史，就是一部假說(shuō)爭(zhēng)論史第72頁(yè)建立假說(shuō)方法論標(biāo)準(zhǔn)解釋性標(biāo)準(zhǔn)：假說(shuō)應(yīng)與已知經(jīng)過(guò)實(shí)踐復(fù)核事實(shí)相符合，假說(shuō)不但能夠解釋已知全部事實(shí)，哪怕只有一件事實(shí)與假說(shuō)矛盾，這個(gè)假說(shuō)也應(yīng)該被修正或摒棄。比如：盧瑟福“粒子轟擊試驗(yàn)”與光譜不連續(xù)、原子穩(wěn)定性等科學(xué)事實(shí)相矛盾，后經(jīng)玻爾量子化原子模型對(duì)其修正和完善。第73頁(yè)第74頁(yè)第75頁(yè)建立假說(shuō)方法論標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)：指假說(shuō)與已知科學(xué)理論關(guān)系。普通來(lái)說(shuō)，假說(shuō)不應(yīng)該與經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)科學(xué)理論相矛盾。當(dāng)假說(shuō)與已知理論相矛盾，首先應(yīng)懷疑假說(shuō)，并對(duì)其進(jìn)行愈加嚴(yán)格檢驗(yàn)。假如新科學(xué)事實(shí)不停支持假說(shuō)，就預(yù)示著新假說(shuō)對(duì)舊理論不足突破可能。愛因斯坦假說(shuō)對(duì)牛頓經(jīng)典力學(xué)突破第76頁(yè)建立假說(shuō)方法論標(biāo)準(zhǔn)可檢驗(yàn)性標(biāo)準(zhǔn)：提出假說(shuō)必須能用觀察、試驗(yàn)加以檢驗(yàn)，從而判定它真?zhèn)?。比如：楊振寧、李政道“宇稱不守恒”假說(shuō)，是由吳健雄試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。第77頁(yè)第78頁(yè)假說(shuō)檢驗(yàn)邏輯分析：邏輯分析主要是分析假說(shuō)在邏輯上合理性、以到達(dá)對(duì)假說(shuō)進(jìn)行初步篩選目標(biāo)。分析假說(shuō)中概念是否含有準(zhǔn)確性、明晰性和簡(jiǎn)單性；分析假說(shuō)在邏輯結(jié)構(gòu)上是否含有一致性；分析假說(shuō)是否得到已經(jīng)有科學(xué)理論與科學(xué)事實(shí)支持等。第79頁(yè)假說(shuō)檢驗(yàn)實(shí)踐檢驗(yàn)：實(shí)踐檢驗(yàn)是經(jīng)過(guò)觀察和試驗(yàn)對(duì)假說(shuō)及其推論進(jìn)行驗(yàn)證。比如：冥王星從太陽(yáng)系第九大行星“星位”被“開除”。以下資料指是原來(lái)冥王星，現(xiàn)在已失去名字，定義小行星序列號(hào)：134340

依據(jù)年08月24日國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)決議：冥王星被視為是太陽(yáng)系“矮行星”，不再被視為行星。太陽(yáng)系中有七顆衛(wèi)星比冥王星大（月球、木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四、土衛(wèi)六和海衛(wèi)一）。

第80頁(yè)第81頁(yè)第82頁(yè)假說(shuō)檢驗(yàn)證實(shí)與證偽：科學(xué)實(shí)踐作為檢驗(yàn)假說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)，既能證實(shí)假說(shuō)也能證偽假說(shuō)。普通地說(shuō)，經(jīng)過(guò)觀察、試驗(yàn)所證實(shí)假說(shuō)，即能夠上升為理論，而被觀察、試驗(yàn)所證偽假說(shuō)就會(huì)被淘汰。當(dāng)然，假說(shuō)檢驗(yàn)是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程。第83頁(yè)假說(shuō)檢驗(yàn)判決性試驗(yàn)：假如對(duì)同一研究對(duì)象，存在兩個(gè)對(duì)立假說(shuō)H1和H2,并分別推斷出互不相容結(jié)論C1和C2，而且能夠經(jīng)過(guò)一個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，看其檢驗(yàn)結(jié)果符合C1和C2中哪個(gè)，從而支持或否定假說(shuō)H1和H2。該試驗(yàn)就是關(guān)于假說(shuō)H1和H2判決性試驗(yàn)。在歷史上，“麥克爾遜-莫雷試驗(yàn)”是最著名判決性試驗(yàn)案例。第84頁(yè)“麥克爾遜-莫雷試驗(yàn)”

阿爾伯特·亞伯拉罕·邁克爾遜（AlbertAbrahanMichelson，1852-1931）莫雷（Morley,EdwardWilliams，1838～1923）邁克爾遜名字是和邁克爾遜干涉儀及邁克爾遜－莫雷試驗(yàn)聯(lián)絡(luò)在一起，這也是邁克爾遜一生中最主要貢獻(xiàn)。在邁克爾遜時(shí)代，人們認(rèn)為光和一切電磁波必須借助絕對(duì)靜止“以太”進(jìn)行傳輸，而“以太”是否存在以及是否含有靜止特征，在當(dāng)初還是一個(gè)謎。有些人試圖測(cè)量地球?qū)o止“以太”運(yùn)動(dòng)所引發(fā)“以太風(fēng)”，來(lái)證實(shí)以太存在和含有靜止特征，但因?yàn)閮x器精度所限，碰到了困難。

第85頁(yè)“麥克爾遜-莫雷試驗(yàn)”1881年邁克爾遜創(chuàng)造了高精度邁克爾遜干涉儀，進(jìn)行了著名“以太漂移”試驗(yàn)。他認(rèn)為若地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)相對(duì)于以太運(yùn)動(dòng)時(shí)，其平行于地球運(yùn)動(dòng)方向和垂直地球運(yùn)動(dòng)方向上，光經(jīng)過(guò)相等距離所需時(shí)間不一樣，所以在儀器轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)，前后兩次所產(chǎn)生干涉必有0.04條條紋移動(dòng)。但試驗(yàn)得出了否定結(jié)果。1887年他們繼續(xù)改進(jìn)儀器，光路增加到11米，花了整整5天時(shí)間，仔細(xì)地觀察地球沿軌道與靜止以太之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，結(jié)果依然是否定。這一試驗(yàn)引發(fā)科學(xué)家震驚和關(guān)注，與熱輻射中“紫外災(zāi)難”并稱為“科學(xué)史上兩朵烏云”。隨即有10多人前后重復(fù)這一試驗(yàn)，歷時(shí)50年之久。對(duì)它深入研究，造成了物理學(xué)新發(fā)展。第86頁(yè)“麥克爾遜-莫雷試驗(yàn)”第87頁(yè)“麥克爾遜-莫雷試驗(yàn)”第88頁(yè)“麥克爾遜-莫雷試驗(yàn)”第89頁(yè)判決性試驗(yàn)是否“真”存在本世紀(jì)初物理學(xué)革命，人們對(duì)判決性實(shí)驗(yàn)作用提出了質(zhì)疑。起因：光電效應(yīng)驗(yàn)證了“光子”存在，光“微粒說(shuō)”得以“復(fù)活”并得到發(fā)展。1906年，迪抬頭先提出，物理學(xué)中不存在“判決性實(shí)驗(yàn)”。20世紀(jì)50年代，蒯因繼承和發(fā)展了迪昂理論。1960年，格倫鮑姆提出，不能一概否定“判決性實(shí)驗(yàn)”。吳健雄等堅(jiān)信“判決性實(shí)驗(yàn)”存在。關(guān)于“判決性實(shí)驗(yàn)”爭(zhēng)論仍在繼續(xù)。第90頁(yè)科學(xué)理性準(zhǔn)則理性信念：它直接起源于世界觀，只有認(rèn)可世界是個(gè)有規(guī)律整體，科學(xué)知識(shí)在本質(zhì)上是與客觀規(guī)律相統(tǒng)一，才可能產(chǎn)生世界是合理性這么信念。這種信念是規(guī)律性認(rèn)識(shí)前提。不然，就不可能有科學(xué)認(rèn)識(shí)。哲學(xué)層面：幫助科學(xué)家剔除非理性假說(shuō)，拒斥偽科學(xué)。（是與時(shí)俱進(jìn)）科學(xué)層面：科學(xué)中普遍、基本理論和規(guī)律，對(duì)于提出假說(shuō)和判別假說(shuō)也起著準(zhǔn)則作用。第91頁(yè)科學(xué)理性準(zhǔn)則可檢驗(yàn)性標(biāo)準(zhǔn)：科學(xué)理論在標(biāo)準(zhǔn)上是能夠檢驗(yàn)。假如一個(gè)理論不但無(wú)法在技術(shù)上接收觀察試驗(yàn)或普通性試驗(yàn)檢驗(yàn)，而且在標(biāo)準(zhǔn)上也不可能被檢驗(yàn)，就不是科學(xué)理論。所謂標(biāo)準(zhǔn)上不可檢驗(yàn)：是指它本身不能被檢驗(yàn)，由它演繹推導(dǎo)出命題也不能被檢驗(yàn)。概言之，它與任何經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象都沒(méi)相關(guān)聯(lián)。所謂標(biāo)準(zhǔn)上可檢驗(yàn)：是指因?yàn)榧夹g(shù)伎倆等方面限制，當(dāng)前還無(wú)法做到，但在標(biāo)準(zhǔn)上依然是可檢驗(yàn)。第92頁(yè)科學(xué)理性準(zhǔn)則對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于調(diào)整新科學(xué)理論和原有理論關(guān)系，是一個(gè)很有效理性標(biāo)準(zhǔn)。新理論或假說(shuō)比原有理論或假說(shuō)含有更豐富檢驗(yàn)蘊(yùn)含；新理論或假說(shuō)在原理論得到充分確證那個(gè)領(lǐng)域以漸進(jìn)線形式與之相一致；新理論或假說(shuō)比原有理論或假說(shuō)含有更大解釋力，更深刻地解釋事物本質(zhì)和規(guī)律性。第93頁(yè)科學(xué)理性準(zhǔn)則簡(jiǎn)單性標(biāo)準(zhǔn)：科學(xué)是探索真理事業(yè)，是探索未知世界理性活動(dòng)。然而，在“真”與“美”之間，有著極其深刻內(nèi)在統(tǒng)一性。這種統(tǒng)一性反應(yīng)在方法論標(biāo)準(zhǔn)上，就是科學(xué)在歷史上形成一系列美學(xué)準(zhǔn)則，即所謂“臻美標(biāo)準(zhǔn)”。（趨向美）科學(xué)美學(xué)準(zhǔn)則中，最主要是“簡(jiǎn)單性標(biāo)準(zhǔn)”。簡(jiǎn)單性標(biāo)準(zhǔn)引申：友好性、對(duì)稱性、統(tǒng)一性等第94頁(yè)第95頁(yè)

“假如自然界把我們引向極其簡(jiǎn)單而漂亮數(shù)學(xué)形式——引向前人所未見過(guò)形式，我們就不得不認(rèn)為這些形式是‘真’，它們能顯示出自然界真正特征”。

——海森堡第96頁(yè)科學(xué)理論科學(xué)理論是經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)系統(tǒng)化了科學(xué)知識(shí)體系。它是由科學(xué)概念、科學(xué)原理以及對(duì)這些概念、原理理論論證所組成體系。第97頁(yè)科學(xué)理論基本特征客觀性：科學(xué)理論是正確地反應(yīng)了客觀事物本質(zhì)及其規(guī)律性，含有客觀真理性。普遍性：科學(xué)理論經(jīng)過(guò)揭示某一領(lǐng)域共同本質(zhì)而普遍適合用于這個(gè)領(lǐng)域，含有解釋和預(yù)言功效；系統(tǒng)性：科學(xué)理論不是各種孤立概念、原理簡(jiǎn)單堆砌，也不是各種論點(diǎn)、論據(jù)機(jī)械組合，而是系統(tǒng)化知識(shí)體系；邏輯性：科學(xué)理論必須概念明確、判斷恰當(dāng)、論證嚴(yán)密、合乎邏輯，在邏輯上含有完備性。第98頁(yè)科學(xué)理論結(jié)構(gòu)基本概念：是思維基本單位，是反應(yīng)自然事物本質(zhì)屬性思維形式。任何學(xué)科都有自己專有一些科學(xué)概念。比如：幾何學(xué)中“點(diǎn)、片、面、體”等；力學(xué)中“力、質(zhì)量、速度、加速度、功、能、位移、標(biāo)量、矢量”等；化學(xué)中“元素、原子、分子、化合、分解、價(jià)、鍵”等。生物學(xué)中“種、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、基因、隱形、顯性、純合子、雜合子”等。第99頁(yè)第100頁(yè)第101頁(yè)第102頁(yè)第103頁(yè)第104頁(yè)第105頁(yè)第106頁(yè)第107頁(yè)第108頁(yè)第109頁(yè)第110頁(yè)第111頁(yè)第112頁(yè)第113頁(yè)第114頁(yè)萬(wàn)類霜天竟自由

沒(méi)有正義！沒(méi)有罪惡??！只有生存！??！第115頁(yè)第116頁(yè)第117頁(yè)第118頁(yè)第119頁(yè)第120頁(yè)第121頁(yè)科學(xué)理論結(jié)構(gòu)基本原理（或定律）：是聯(lián)絡(luò)概念判斷，是科學(xué)對(duì)所研究對(duì)象基本關(guān)系反應(yīng)，是科學(xué)理論賴以建立基礎(chǔ)。它在語(yǔ)言、結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為判斷形式，普通用全稱判斷來(lái)表述。比如：牛頓力學(xué)中三個(gè)基本定律、自由落體、愛因斯坦相對(duì)論中相對(duì)性原理和光速不變?cè)淼?。?22頁(yè)第123頁(yè)科學(xué)理論結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)論：由概念和原理推演出來(lái)邏輯結(jié)論，執(zhí)行著理論解釋和預(yù)見功效。比如：鐘慢、尺縮效應(yīng)、多樣性造成穩(wěn)定性、燃燒是氧作用等。由基本概念、基本原理或定律、科學(xué)推論所組成科學(xué)理論，各元素不是按照任意外在次序而排列，而是有一個(gè)嚴(yán)密、前后一貫邏輯結(jié)構(gòu)！第124頁(yè)第125頁(yè)建立科學(xué)理論體系方法公理化方法：從盡可能少基本概念、公理、公設(shè)出發(fā)，利用演繹推理規(guī)則，推導(dǎo)出一系列命題和定理，從而建立整個(gè)理論體系方法。公理化方法首先產(chǎn)生于數(shù)學(xué)。代表：歐幾里德與《幾何原本》。之后廣泛應(yīng)用到其它學(xué)科。公理化體系需要滿足條件：無(wú)矛盾性：公理化體系在邏輯上一致；完備性：所選公理應(yīng)完整；獨(dú)立性：全部公理應(yīng)彼此獨(dú)立并最少。第126頁(yè)建立科學(xué)理論體系方法邏輯與歷史相統(tǒng)一方法：歷史是指客觀事物發(fā)展過(guò)程，或人類對(duì)它認(rèn)識(shí)過(guò)程。邏輯則指人思維對(duì)客觀事物發(fā)展規(guī)律概括反應(yīng)，亦即歷史東西在理性思維中再現(xiàn)。歷史是第一性，是邏輯基礎(chǔ)；邏輯是第二性，是對(duì)歷史理論概括。第127頁(yè)案例：燃素說(shuō)17，德國(guó)醫(yī)生兼化學(xué)家貝歇爾（J．J．Becher，1635-1682）和他學(xué)生施塔爾（G．E．Stahl，1660-1734）共同提出著名燃素學(xué)說(shuō)來(lái)解釋燃燒現(xiàn)象。他們認(rèn)為：“燃素是一個(gè)很微小物質(zhì)，它能穿過(guò)稠密物質(zhì)。燃素本身既不燃燒又不發(fā)光，也不可見。不過(guò)，一旦它快速運(yùn)動(dòng)，就能將它運(yùn)動(dòng)傳遞給接收它物質(zhì)粒子，產(chǎn)生火光?；鹁褪且欢讶妓鼐奂w?！?723年，施塔爾認(rèn)為：可燃物-燃素=灰燼如木炭燃燒重量減輕。

第128頁(yè)案例：燃素說(shuō)燃素學(xué)說(shuō)是很久很久以前化學(xué)家們對(duì)燃燒解釋,他們認(rèn)為火是由無(wú)數(shù)細(xì)小而活潑微粒組成物質(zhì)實(shí)體。這種火微粒既能同其它元素結(jié)合而形成化合物，也能以游離方式存在。大量游離火微粒聚集在一起就形成顯著火焰，它彌散于大氣之中便給人以熱感覺，由這種火微粒組成火元素就是“燃素”。燃素說(shuō)是科學(xué)。（歷史角度看）第129頁(yè)案例：氧化說(shuō)第130頁(yè)案例：氧化說(shuō)燃素說(shuō)碰到挑戰(zhàn)：首先，燃素誰(shuí)也沒(méi)有看見過(guò)，又不能用試驗(yàn)事實(shí)證實(shí)它存在。其次，燃素學(xué)說(shuō)在許多試驗(yàn)事實(shí)面前顯得束手無(wú)策。比如，燃素說(shuō)認(rèn)為燃燒就是燃燒物失去燃素，然而金屬燃燒時(shí)重量反而增加。氧化說(shuō)一樣是科學(xué)。（歷史角度看）第131頁(yè)建立科學(xué)理論體系方法邏輯與歷史相統(tǒng)一方法建立理論標(biāo)準(zhǔn)：按照邏輯發(fā)展程序和則事物歷史發(fā)展進(jìn)程相一致標(biāo)準(zhǔn)來(lái)建立科學(xué)理論體系。普通來(lái)說(shuō)，經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)自然科學(xué)理論體系是采取這種方法來(lái)結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)：從元素、化合物、有機(jī)物、小分子、大分子等，這個(gè)過(guò)程與自然歷史發(fā)展過(guò)程相一致。按照邏輯發(fā)展程序和人類認(rèn)識(shí)自然歷史過(guò)程相一致標(biāo)準(zhǔn)來(lái)建立科學(xué)理論體系。普通來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)化自然科學(xué)理論體系是采取這種方法來(lái)結(jié)構(gòu)。物理學(xué)：力學(xué)從靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)，再到分子物理學(xué)與熱力學(xué)、聲學(xué)、電磁學(xué)、相對(duì)論、量子力學(xué)。它與人類對(duì)宏觀物體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)發(fā)展過(guò)程基本一致。第132頁(yè)建立科學(xué)理論體系方法從抽象上升到詳細(xì)方法：這也是建立科學(xué)理論體系一條路徑。組成邏輯起點(diǎn)概念開始是比較簡(jiǎn)單、抽象和貧乏，伴隨邏輯展開，概念要求越來(lái)越復(fù)雜、詳細(xì)和豐富，最終把事物作為整體在思維中再現(xiàn)出來(lái)，到達(dá)“思維中詳細(xì)”。電磁學(xué)：從雷、電、磁石等“感性詳細(xì)”現(xiàn)象中，抽象出若干概念（電荷、電場(chǎng)、電勢(shì)、電流、磁場(chǎng)、磁通量等）和定律（歐姆定律、庫(kù)侖定律、安培定律、法拉第定律、麥克斯韋定律……）。第133頁(yè)科學(xué)理論評(píng)價(jià)依據(jù)科學(xué)理論同經(jīng)驗(yàn)事實(shí)一致性：即從科學(xué)理論推出可檢驗(yàn)結(jié)論應(yīng)該與試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)結(jié)果相符合?？茖W(xué)理論與試驗(yàn)結(jié)果符合得越好、越廣泛，科學(xué)理論可接收性也就越大。第134頁(yè)科學(xué)理論評(píng)價(jià)依據(jù)科學(xué)理論內(nèi)在邏輯完備性：即科學(xué)理論內(nèi)部必須在邏輯上自洽。科學(xué)理論是含有一定邏輯結(jié)構(gòu)理論體系，它不但應(yīng)該保持內(nèi)部邏輯上一致性，而且應(yīng)該與公認(rèn)相關(guān)科學(xué)理論含有一致性。第135頁(yè)案例：剪發(fā)師悖論M：著名剪發(fā)師悖論是伯特納德·羅素提出。一個(gè)剪發(fā)師招牌上寫著：通告：城里全部不自己刮臉男人都由我給他們刮臉，我也只給這些人刮臉。第136頁(yè)案例：剪發(fā)師悖論M：誰(shuí)給這位剪發(fā)師刮臉呢？M：假如他自己刮臉，那他就屬于自己刮臉那類人。不過(guò)，他招牌說(shuō)明他不給這類人刮臉，所以他不能自己來(lái)刮。第137頁(yè)案例：剪發(fā)師悖論M：假如另外一個(gè)人來(lái)給他刮臉，那他就是不自己刮臉人。不過(guò)，他招牌說(shuō)他要給全部這類人刮臉。所以其它任何人也不能給他刮臉?？磥?lái)，沒(méi)有任何人能給這位剪發(fā)師刮臉了！第138頁(yè)科學(xué)理論評(píng)價(jià)依據(jù)科學(xué)理論簡(jiǎn)單性：即科學(xué)理論體系所包含彼此獨(dú)立基本概念和基本定律應(yīng)該是盡可能少。科學(xué)理論基本概念和基本定律越少，這個(gè)理論體系在邏輯上完備性就越輕易判定，理論體系內(nèi)部無(wú)矛盾性就越輕易實(shí)現(xiàn)；反應(yīng)自然界本質(zhì)規(guī)律表述得越簡(jiǎn)單，越輕易經(jīng)過(guò)觀察試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)；科學(xué)理論基本概念和基本定律盡可能少，意味著每個(gè)概念中包含經(jīng)驗(yàn)內(nèi)容盡可能多，這么科學(xué)理論體系才含有應(yīng)用廣泛性。第139頁(yè)第140頁(yè)科學(xué)理論評(píng)價(jià)依據(jù)科學(xué)理論預(yù)見性：即科學(xué)理論應(yīng)該含有遼闊視野，能預(yù)言那些未知或在科學(xué)理論創(chuàng)建時(shí)未被解釋試驗(yàn)事實(shí)和現(xiàn)象，能超越其得以產(chǎn)生經(jīng)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)并預(yù)言大量新未知經(jīng)驗(yàn)事實(shí)?？茖W(xué)理論主要功效在于不但能夠解釋“過(guò)去”，同時(shí)還要能夠預(yù)見“未來(lái)”?？茖W(xué)理論真理性、內(nèi)在邏輯性和審美性——科學(xué)理論價(jià)值表達(dá)。第141頁(yè)科學(xué)理論解釋功效科學(xué)理論邏輯結(jié)構(gòu)決定了科學(xué)理論解釋功效?？茖W(xué)理論不能僅僅滿足于對(duì)科學(xué)事實(shí)簡(jiǎn)單獲取和整理，最主要是科學(xué)理論能夠提供一系列概念，并利用這些概念解釋現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn)中可能出現(xiàn)各種詳細(xì)情況?？茖W(xué)理論應(yīng)該含有解釋經(jīng)驗(yàn)規(guī)律基本功效，這是“科學(xué)”與“常識(shí)”根本區(qū)分。正所謂，要“知其然，更要知其所以然?！钡?42頁(yè)科學(xué)性解釋“亨-奧”模式這一模式由亨普爾（CarlHempel）與奧本海姆（PaulOppenheim）提出，用來(lái)表示回答“為何”問(wèn)題時(shí)解釋模式：

A……A原始條件解釋條件

G1……G普遍定律（定理）待解釋現(xiàn)象E事態(tài)陳說(shuō)推論第143頁(yè)科學(xué)性解釋“亨-奧”模式“亨-奧”模式用語(yǔ)言表述，即是：依據(jù)一些原始條件和某一定律，陳說(shuō)出現(xiàn)了事態(tài)E。回答是：以原始條件A為前提，結(jié)合普遍定律G，能夠引申出對(duì)事態(tài)E解釋。第144頁(yè)科學(xué)理論解釋功效科學(xué)任務(wù)是解釋世界，而且解釋形式必須確保含有客觀性和合理性，必須排除任何形式隨意性?？茖W(xué)解釋條件是經(jīng)過(guò)以下方式產(chǎn)生：定律條件：依據(jù)普遍定律推論必須直接、清楚；特征條件：陳說(shuō)和概念“標(biāo)準(zhǔn)上”必須能夠還原為“經(jīng)驗(yàn)”；真理?xiàng)l件：原始條件陳說(shuō)及定理陳說(shuō)都必須真實(shí)；解釋功效是科學(xué)理論活動(dòng)基本功效所在?？茖W(xué)解釋意味著理論不但能夠從其前提經(jīng)過(guò)邏輯推理而導(dǎo)出定律，而且還包含著對(duì)經(jīng)驗(yàn)事實(shí)了解。第1