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科學(xué)技術(shù)方法論東北大學(xué)文法學(xué)院陳紅兵科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究中心 本篇討論的科學(xué)技術(shù)認(rèn)識(shí)和實(shí)踐的一般方法論,是介于哲學(xué)和具體科學(xué)技術(shù)之間方法,對(duì)哲學(xué)而言是特殊的一類(lèi),對(duì)具體科學(xué)技術(shù)而言,又是一般的??茖W(xué)認(rèn)識(shí) 人類(lèi)對(duì)自然、社會(huì)和思維的意識(shí)反映,由認(rèn)識(shí)主體、認(rèn)識(shí)客體和實(shí)現(xiàn)主客體間相互作用的中介三個(gè)要素科學(xué)認(rèn)識(shí)的客體:科學(xué)對(duì)象 科學(xué)對(duì)象是主體進(jìn)行科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的客體,是那些對(duì)主體對(duì)象性活動(dòng)具有現(xiàn)實(shí)意義而被納入其結(jié)構(gòu)中并與主體發(fā)生相互作用的客觀(guān)事物。 它包括物質(zhì)與精神、天然(可觀(guān)測(cè)而不能直接干預(yù))與人工(可直接干預(yù)和改造)對(duì)象等類(lèi)型??茖W(xué)認(rèn)識(shí)的主體:科學(xué)工作者 無(wú)論是作為歷史的、現(xiàn)實(shí)的,還是潛在的認(rèn)識(shí)成果或知識(shí)系統(tǒng),盡管科學(xué)勞動(dòng)者與科學(xué)認(rèn)識(shí)工具、科學(xué)認(rèn)識(shí)對(duì)象相互聯(lián)系、制約及相互作用,但它支配和控制前二者。因而其是科學(xué)知識(shí)系統(tǒng)中最積極、最活躍和最革命的因素,也是科學(xué)認(rèn)識(shí)論首要的問(wèn)題??茖W(xué)認(rèn)識(shí)的主體的歷史與邏輯結(jié)構(gòu)歷史結(jié)構(gòu)個(gè)體(19世紀(jì)以前)如阿基米德,歐幾里德,哥白尼,伽利略,開(kāi)普勒,牛頓集體或組織(19世紀(jì)至20世紀(jì)初)卡文迪許、李比希、愛(ài)迪生實(shí)驗(yàn)室社會(huì)(20世紀(jì)初以后)曼哈頓計(jì)劃:1.5萬(wàn)科技人員參與,耗資20億美元阿波羅計(jì)劃:200家公司120所大學(xué)400萬(wàn)人,耗資300多億邏輯結(jié)構(gòu)
由個(gè)體、集體和社會(huì)等三個(gè)層面的科學(xué)工作者構(gòu)成有機(jī)統(tǒng)一整體。 三者之間是相互依存、相互包含關(guān)系。 此結(jié)構(gòu)表明認(rèn)識(shí)主體自個(gè)體到社會(huì)的發(fā)展歷程,體現(xiàn)了主體的社會(huì)化和科學(xué)綜合化程度的提高,二者互為因果??茖W(xué)共同體結(jié)構(gòu)“核”式結(jié)構(gòu) 年齡結(jié)構(gòu) 專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu) 能力類(lèi)型結(jié)構(gòu)“核”式結(jié)構(gòu) 它是指以學(xué)科學(xué)術(shù)帶頭人為核心,由合作者、助手及其學(xué)生等所形成的科學(xué)共同體結(jié)構(gòu)。此乃其本質(zhì)特征的顯現(xiàn)。 由于學(xué)術(shù)“大師”的杰出成就、崇高品德和威望或卓越組織領(lǐng)導(dǎo)能力等,而對(duì)其他同行等產(chǎn)生極強(qiáng)烈的吸引力、凝聚力,進(jìn)而以其為核心形成一個(gè)嚴(yán)密的核式結(jié)構(gòu)。如以尼耳斯·玻爾為核心的哥本哈根學(xué)派等。年齡結(jié)構(gòu) 此指科學(xué)共同體內(nèi)從事科學(xué)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)活動(dòng)的各年齡段的科學(xué)勞動(dòng)者的比例構(gòu)成關(guān)系。它關(guān)系到科技人才群體的創(chuàng)造力和生命力。 由于各年齡段的科學(xué)勞動(dòng)者在知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力、經(jīng)驗(yàn)、體力等方面均存在差異,由單一年齡段所構(gòu)成的共同體也有諸多劣勢(shì)和弊端。因此,只有將各年齡段(老中青)科學(xué)勞動(dòng)者科學(xué)、合理地組合起來(lái),才能發(fā)揮其最大功能。專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)
此指共同體成員中各學(xué)科(如數(shù)理化、生物等基礎(chǔ)學(xué)科)和各專(zhuān)業(yè)(如化工、機(jī)械等)領(lǐng)域內(nèi)專(zhuān)業(yè)人才的數(shù)量、分類(lèi)及其相互之間的比例構(gòu)成關(guān)系。 專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化要求其具有系統(tǒng)性和全面性,其確定依據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)是其主要任務(wù)和發(fā)展方向的需要。 例如,貝爾實(shí)驗(yàn)室900多名有學(xué)位的科技人員中,電子和電訊工程占39%,計(jì)算機(jī)、數(shù)理、機(jī)械和化學(xué)工程及其他人員占61%。能力類(lèi)型結(jié)構(gòu)科學(xué)思維能力 科學(xué)想象能力 實(shí)際操作能力 批判思考能力主體認(rèn)識(shí)客體的手段(中介):科學(xué)工具 包括物質(zhì)形態(tài)的科學(xué)儀器、觀(guān)念形態(tài)的科學(xué)方法,以及思維符號(hào)形式的科學(xué)語(yǔ)言在內(nèi)的科學(xué)工具系統(tǒng),在科學(xué)知識(shí)或認(rèn)識(shí)系統(tǒng)中具有特殊的地位和作用:它是獲取科學(xué)事實(shí)、構(gòu)建科學(xué)理論,以及陳述科學(xué)事實(shí)和表述科學(xué)理論的工具;是“接引”或“引渡”主體完成認(rèn)識(shí)任務(wù)和實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)目的中介;是使主體由此達(dá)彼、由表及里、由現(xiàn)象至本質(zhì)、由主觀(guān)至客觀(guān)的推進(jìn)器??茖W(xué)儀器
指主體與客體之間建立信息聯(lián)系、引致相互作用,以達(dá)到把握科學(xué)對(duì)象實(shí)物形態(tài)的工具總和,是為實(shí)現(xiàn)科學(xué)認(rèn)識(shí)目的而創(chuàng)立和使用的人工制造物;是人的各種器官的拓展和延伸;是科學(xué)理論和科學(xué)方法的物化??茖W(xué)方法
廣義的科學(xué)方法指以科學(xué)理論為指導(dǎo)而從事科學(xué)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)等認(rèn)識(shí)活動(dòng)的所有方法的總稱(chēng)。 狹義的科學(xué)方法是主體憑借理論知識(shí)的指導(dǎo)而使用的一種主觀(guān)手段,是知識(shí)與手段的統(tǒng)一??茖W(xué)方法論科學(xué)問(wèn)題 科學(xué)事實(shí) 科學(xué)研究方法 創(chuàng)造性思維 復(fù)雜性研究科學(xué)問(wèn)題科學(xué)研究始于觀(guān)察還是始于問(wèn)題?亞里士多德的建構(gòu)知識(shí)的一般程序:觀(guān)察個(gè)別事實(shí)歸納出解釋性原理演繹出關(guān)于個(gè)別事實(shí)的知識(shí)
早期科學(xué)家和科學(xué)哲學(xué)的經(jīng)驗(yàn)歸納主義認(rèn)為科學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn)是科學(xué)事實(shí),因此他們認(rèn)為科學(xué)研究始于觀(guān)察,推崇“中性觀(guān)察”、“頭腦白板理論”。后來(lái)的科學(xué)哲學(xué)的歷史主義學(xué)派都主張科學(xué)研究始于問(wèn)題,推崇“問(wèn)題引導(dǎo)觀(guān)察”、“理論滲透觀(guān)察”。分歧在于科學(xué)發(fā)展的程度在科學(xué)發(fā)展的早期,科學(xué)理論的許多領(lǐng)域還是空白,因此,科學(xué)研究的起點(diǎn)從表面上看起來(lái)可能更多的是觀(guān)察而不是問(wèn)題科學(xué)研究的一般程序提出問(wèn)題形成假說(shuō)收集數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)假說(shuō)的檢驗(yàn)建立理論證偽確證問(wèn)題的分類(lèi)科學(xué)問(wèn)題:是什么?為什么?陳述性、過(guò)程性和因果性問(wèn)題真問(wèn)題和假問(wèn)題待解問(wèn)題與無(wú)知問(wèn)題常規(guī)問(wèn)題和非常規(guī)問(wèn)題——內(nèi)核和保護(hù)帶技術(shù)問(wèn)題:做什么?怎么做?何謂問(wèn)題?已知和未知之間的矛盾(邊界)科學(xué)問(wèn)題的意義一個(gè)好的科學(xué)問(wèn)題已經(jīng)解決了問(wèn)題的一半科研立題時(shí)調(diào)研的重要性就科技工作者個(gè)人而言的問(wèn)題,對(duì)整個(gè)科技群體來(lái)說(shuō),可能并不成為一個(gè)問(wèn)題經(jīng)過(guò)調(diào)研后被正式確定的問(wèn)題,已經(jīng)過(guò)詳細(xì)的思考,包含問(wèn)題意義、求解目標(biāo)、預(yù)設(shè)求解范圍和求解方法,提供了比較明確的解決問(wèn)題方向。問(wèn)題的提出既取決于科學(xué)家的理論背景或修養(yǎng)和邏輯推理能力,同時(shí)也取決于其直覺(jué)和洞察力。選題的限制性原則需要性原則——社會(huì)建制的要求創(chuàng)造(新)性原則——知識(shí)非獨(dú)占性的要求科學(xué)性原則——邏輯與經(jīng)驗(yàn)主義的要求可行性原則——社會(huì)行為的要求綜合折中地應(yīng)用這些原則科學(xué)事實(shí)科學(xué)事實(shí)是主體借助于語(yǔ)言文字對(duì)在觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)中所感知的客觀(guān)事件、現(xiàn)象和過(guò)程等經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的描述、陳述和判斷??茖W(xué)事實(shí)不同于客觀(guān)事實(shí)(時(shí)空中客觀(guān)存在的事件、現(xiàn)象和過(guò)程),而是對(duì)客觀(guān)事實(shí)的陳述與判斷,二者在內(nèi)容上不具等價(jià)性;科學(xué)事實(shí)不同于不可辯駁的理論原理。但它具有可靠性、個(gè)別性、相對(duì)獨(dú)立性或不變性等特征??茖W(xué)事實(shí)是科學(xué)認(rèn)識(shí)發(fā)生的必要前提和基礎(chǔ),是主體構(gòu)筑科學(xué)知識(shí)殿堂的地基和原料??茖W(xué)事實(shí)是形成新概念、新理論的基礎(chǔ);是檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)科學(xué)假說(shuō)與科學(xué)理論的基本手段??茖W(xué)觀(guān)察方法概念所謂科學(xué)觀(guān)察方法指的是主體在一定理論指導(dǎo)下,通過(guò)感覺(jué)器官或借助科學(xué)儀器,有目的、有計(jì)劃地考察和描述自然發(fā)生的自然現(xiàn)象,即感知客觀(guān)事物,獲取科學(xué)事實(shí)這一感性材料的一種科學(xué)研究方法。觀(guān)察者不干預(yù)自然過(guò)程主要是經(jīng)驗(yàn)方法科學(xué)觀(guān)察方法的特征 (1)主體有目的、有計(jì)劃的認(rèn)識(shí)活動(dòng); (2)自然發(fā)生條件下進(jìn)行科學(xué)研究的方法; (3)客觀(guān)性與主觀(guān)性的統(tǒng)一。科學(xué)觀(guān)察方法的類(lèi)型 (1)從主體與被觀(guān)察對(duì)象的關(guān)系疏遠(yuǎn)程度看,可將其分為直接(肉眼)與間接(儀器)觀(guān)察方法; (2)依據(jù)觀(guān)察結(jié)果的陳述特征分為定性與定量觀(guān)察方法; (3)根據(jù)其目的不同包括記錄性(獲取感性材料)與檢驗(yàn)性(將結(jié)果與已有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照)觀(guān)察方法; (4)根據(jù)其是否與實(shí)驗(yàn)結(jié)合分為自然與實(shí)驗(yàn)觀(guān)察方法??茖W(xué)觀(guān)察方法的基本原則
1、客觀(guān)性原則 我們看到的只是我們所知道的
2、系統(tǒng)性原則 全面和系統(tǒng)的含義不同
3、典型性原則 極端性情況和普遍性追求的矛盾科學(xué)觀(guān)察方法的作用(1)是科學(xué)認(rèn)識(shí)的源泉;(2)是檢驗(yàn)科學(xué)認(rèn)識(shí)真理性的標(biāo)準(zhǔn);(3)當(dāng)研究主體尚不能干預(yù)和控制研究對(duì)象時(shí),觀(guān)察就比實(shí)驗(yàn)成為更主要的方法??茖W(xué)觀(guān)察方法的局限眼見(jiàn)為實(shí)的局限“理論滲透觀(guān)察”的非客觀(guān)性測(cè)量的準(zhǔn)確性問(wèn)題自然過(guò)程的非規(guī)律性觀(guān)察滲透理論(1)觀(guān)察由感知、判定和觀(guān)察陳述三個(gè)要素所構(gòu)成,三者缺一不可;(2)觀(guān)察對(duì)象與理論或先行假設(shè)所啟示的期待及觀(guān)察者所受訓(xùn)練密切相關(guān);(3)對(duì)觀(guān)察對(duì)象的描述依賴(lài)于理論、觀(guān)察者知識(shí)背景及其經(jīng)驗(yàn);(4)觀(guān)察對(duì)象和觀(guān)察場(chǎng)合的選擇深受理論、觀(guān)察者知識(shí)結(jié)構(gòu)、心理傾向(興趣愛(ài)好等)影響??茖W(xué)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法與觀(guān)察方法都是科學(xué)認(rèn)識(shí)主體作用于客體的基本方法。二者既相互區(qū)別,又相互依存:后者是前者的前提,前者是后者的發(fā)展。在現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程中二者關(guān)系更加密不可分,而在主體對(duì)超宇觀(guān)、宇觀(guān)、微觀(guān)以及超微觀(guān)世界的探索中尤其如此??茖W(xué)實(shí)驗(yàn)方法概念
指主體根據(jù)一定研究目的,利用科學(xué)儀器和設(shè)備,人為地干預(yù)、控制或模擬自然現(xiàn)象和過(guò)程,并以純粹、典型形式表現(xiàn)出來(lái),從而有利于研究的科學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)方法的類(lèi)型析因(探求因果聯(lián)系)實(shí)驗(yàn)判與決性實(shí)驗(yàn)定性與定量實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)?zāi)M實(shí)驗(yàn)直接與間接實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室與野外實(shí)驗(yàn)地面與空間實(shí)驗(yàn)實(shí)物與思想或理想實(shí)驗(yàn)物理、化學(xué)、生物、心理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法的特點(diǎn)簡(jiǎn)化、純化實(shí)驗(yàn)對(duì)象可強(qiáng)化研究對(duì)象(創(chuàng)造在自然條件難以出現(xiàn)的環(huán)境條件,如超高低溫度、壓力、磁場(chǎng)等)可使對(duì)象屬性及其變化過(guò)程重復(fù)出現(xiàn)可模擬某些自然現(xiàn)象和過(guò)程。(米勒模擬原始大氣條件下氨基酸產(chǎn)生過(guò)程實(shí)驗(yàn))實(shí)驗(yàn)的一般程序制定實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施操作結(jié)果的分析與處理實(shí)驗(yàn)的作用驗(yàn)證——證實(shí)或證偽理論來(lái)源觀(guān)察實(shí)驗(yàn)中的機(jī)遇問(wèn)題機(jī)遇是相對(duì)于觀(guān)察原來(lái)的目的計(jì)劃而言的,其主要特征就是意外性對(duì)機(jī)遇要有思想準(zhǔn)備首先觀(guān)察者對(duì)所進(jìn)行的觀(guān)察的背景知識(shí)要有徹底的理解,對(duì)相關(guān)知識(shí)有廣泛的了解,否則難于判斷何者可以納入已知的背景知識(shí)之內(nèi),何者無(wú)法納入其次觀(guān)察實(shí)驗(yàn)要細(xì)致認(rèn)真,不放棄任何一點(diǎn)一滴的可疑之處對(duì)必然性和偶然性要有正確理解整理科學(xué)事實(shí)的方法比較和分類(lèi)——形成標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)歸納和統(tǒng)計(jì)——確定事件和隨機(jī)事件
歸納方法是從個(gè)別或特殊的事物概括出共同本質(zhì)或一般原理的邏輯思維方法。
完全歸納、簡(jiǎn)單枚舉、科學(xué)歸納、統(tǒng)計(jì)歸納分析和綜合——整體和局部
整理事實(shí)和形成理論科學(xué)的理論方法科學(xué)抽象方法:通過(guò)對(duì)科學(xué)事實(shí)的比較和分析,通過(guò)分離、提純和概括,抽取和把握本質(zhì)因素,形成科學(xué)概念和科學(xué)符號(hào),以達(dá)到揭示研究對(duì)象的普遍規(guī)律和因果關(guān)系的思維方法。形式演繹方法:從一般性科學(xué)原理和科學(xué)體系出發(fā),遵循演繹邏輯的形式要求,推出個(gè)別性或特殊性知識(shí)結(jié)論的思維方法。對(duì)于演繹方法,只要前提為真,推理形式符合邏輯規(guī)則的要求,則結(jié)論恒真。建構(gòu)理論體系的方法抽象上升到具體的方法邏輯與歷史統(tǒng)一的方法公理化方法公理化方法公理化方法:選擇一些基本概念和基本命題作為定義和公理,然后運(yùn)用邏輯規(guī)則演繹出其他一系列命題,從而建立整個(gè)理論體系的方法。基本概念是不加定義的概念,必須是無(wú)法用更原始、更簡(jiǎn)單的概念去界定的概念。公理的設(shè)置和選取須滿(mǎn)足下列條件:無(wú)矛盾性:各個(gè)命題之間以及由它們推導(dǎo)出來(lái)的所有命題之間不能出現(xiàn)相互矛盾。獨(dú)立性:任何一個(gè)公理都不能從其他公理推導(dǎo)出來(lái)完備性:所選的公理是足夠的,但又是一個(gè)不多的。建構(gòu)理論體系的基本原則可檢驗(yàn)性解釋性——新理論不僅要能夠正確地說(shuō)明原有理論已經(jīng)正確解釋過(guò)的事實(shí)和現(xiàn)象,而且還要能夠解釋原有理論無(wú)法解釋的新的事實(shí)和現(xiàn)象理論的內(nèi)在完備性,理論內(nèi)部要自洽,還要與相關(guān)的背景知識(shí)想一致邏輯簡(jiǎn)單性
創(chuàng)造性思維的形式(一)邏輯思維與非邏輯思維邏輯思維:比較\歸納\演繹\分析非邏輯思維:聯(lián)想\猜測(cè)\直覺(jué)\頓悟\靈感正向思維和逆向思維發(fā)散性思維與收斂性思維發(fā)散性思維——“根據(jù)自己記憶貯存,以精確的或修正了形式,加工出許多備擇的信息項(xiàng)目,以滿(mǎn)足一定的需要?!笔諗啃运季S——“是指在解題過(guò)程中,盡可能利用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),把眾多的信息逐步引導(dǎo)到條理化的邏輯程序中去,以便最終得出一個(gè)合乎邏輯規(guī)范的結(jié)論來(lái)?!痹诱撍季S和系統(tǒng)論思維原子論思維:探索簡(jiǎn)單性---分析法系統(tǒng)論思維:探索復(fù)雜性---整體法老三論:系統(tǒng)論、信息論、控制論新三論:協(xié)同學(xué)、突變論、自組織與耗散結(jié)構(gòu)理論建構(gòu)科學(xué)理論的方法邏輯思維方法:邏輯思維方法,是指主體在科學(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程中借助于概念、判斷、推理等思維形式,遵循一定邏輯規(guī)則而揭示事物本質(zhì)或規(guī)律的理論思維或抽象思維方法,是最普遍、最基本的科學(xué)思維方法。非邏輯思維方法:指不受固定邏輯規(guī)則等制約的間斷與跳躍式、突發(fā)與創(chuàng)造性的思維方式。非邏輯思維方法因具有間斷性、跳躍性,或突發(fā)性、突變性和突破性等特點(diǎn),該類(lèi)方法主要包括:由意象、聯(lián)想、想象等組成的形象思維,由直覺(jué)判斷、靈感等組成的直覺(jué)思維,以及由發(fā)散性或發(fā)散式、聚斂式等構(gòu)成的創(chuàng)造性思維方法。它們?cè)诳茖W(xué)認(rèn)識(shí)過(guò)程中同樣具有不可忽視的重要的方法論作用。形象思維方法 此指在形象地反映客體具體形狀或姿態(tài)的感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上,主體通過(guò)意象、聯(lián)想和想象等方式以揭示對(duì)象本質(zhì)和規(guī)律的思維形式。與邏輯思維的抽象性相比,它具有形象性、意象性(經(jīng)形象地分析綜合把握事物形象的一般特征)等特征;并具有直觀(guān)形象揭示對(duì)象本質(zhì)規(guī)律、極度簡(jiǎn)化,以及純化對(duì)象和意象性地創(chuàng)造對(duì)象(人工自然物等)等功能。其具體表現(xiàn)形式如下:(1)聯(lián)想 廣義的聯(lián)想系指由一失去想到另一事物的思維活動(dòng)。它包括屬于感性認(rèn)識(shí)范疇的由知覺(jué)形象觸發(fā)的印象聯(lián)想,以及屬于理性認(rèn)識(shí)范疇的意象和概念的聯(lián)想。后者又有形象與非形象之分。形象聯(lián)想是從一個(gè)意象想到另一個(gè)意象的思維活動(dòng),非形象聯(lián)想則指概念聯(lián)想。 形象聯(lián)想具有如下特點(diǎn):通過(guò)反映意象間關(guān)系以把握其內(nèi)容;是對(duì)意象有所斷定的思維形式;通過(guò)類(lèi)比揭示意象間差別、相似或接近。(2)想象 想象是指主體在某些科學(xué)事實(shí)和已知知識(shí)基礎(chǔ)上,讓思維自由神馳,對(duì)頭腦中的各種觀(guān)念或思維元素進(jìn)行整理、加工、改造和組合,從而領(lǐng)悟事物本質(zhì)和規(guī)律的過(guò)程。其功能是使主體在沒(méi)有邏輯思維所必需的充分的知識(shí)的情況下采取決定和得出結(jié)論,從已知對(duì)象聯(lián)想到未知對(duì)象,從而構(gòu)思出未知對(duì)象的鮮明形象。 如AlbertEinstein在創(chuàng)立狹義相對(duì)論過(guò)程中想象過(guò)人以光速運(yùn)行;在創(chuàng)建廣義相對(duì)論時(shí)設(shè)想光線(xiàn)穿過(guò)升降機(jī)發(fā)生彎曲。Thomason、NielsBohr根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí),運(yùn)用想象建立了各種原子模型。(3)類(lèi)比方法類(lèi)比方法是根據(jù)兩個(gè)或兩類(lèi)對(duì)象之間在某些方面的相似或相同,而推出它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗨苹蛳嗤囊环N邏輯思維方法。簡(jiǎn)單共存類(lèi)比:惰性氣體氖的推斷。因果類(lèi)比:T.Young將光與聲做類(lèi)比,提出光是波。對(duì)稱(chēng)類(lèi)比:狄拉克從對(duì)稱(chēng)性類(lèi)比,預(yù)言了正電子。協(xié)變類(lèi)比:已知兩個(gè)研究對(duì)象的主要屬性相似,由此推斷它們的數(shù)學(xué)方程式在形式上也是相似的。如德波羅依的物質(zhì)波波長(zhǎng)公式。直覺(jué)思維方法 直覺(jué)思維方法是指不受某種固定邏輯規(guī)則約束而直接領(lǐng)悟事物本質(zhì)的思維形式。這種直接領(lǐng)悟事物本質(zhì)的思維能力亦稱(chēng)直覺(jué)力或思維洞察力。 這種思維形式具有(間斷與跳躍的)非邏輯性、突發(fā)性和獨(dú)創(chuàng)性等基本特征;而且具有尋找事物聯(lián)系、優(yōu)選和預(yù)見(jiàn)事實(shí),以及構(gòu)建科學(xué)理論的功能。其主要類(lèi)型包括直覺(jué)判斷(最基本形式)、靈感。其具體內(nèi)容如下:(1)直覺(jué)判斷 此指對(duì)客觀(guān)事物及其相互關(guān)系的一種迅捷的識(shí)別、敏銳的覺(jué)察、直接的理解和綜合的判斷。由此所形成的能力即思維的洞察力。直覺(jué)判斷不是按部就班的邏輯推理,而是從整體上直接把握客體。 如美國(guó)化學(xué)家鮑林正是運(yùn)用量子力學(xué)等知識(shí),在對(duì)大量事實(shí)總和的思索中,借助于直覺(jué)創(chuàng)立了關(guān)于化學(xué)鍵的共振論,“我懷著一種好奇心——一種直覺(jué),感到可以用化學(xué)鍵來(lái)解釋物質(zhì)的性質(zhì)?!贝送?,如Einstein創(chuàng)立狹義相對(duì)論等。(2)靈感
這是指主體對(duì)于曾經(jīng)反復(fù)進(jìn)行探索而尚未解決的問(wèn)題,由于受到某種偶然因素的激發(fā)而產(chǎn)生頓悟,從而使問(wèn)題得以解決的思維過(guò)程。在科學(xué)(與文學(xué)藝術(shù)相通處)史上,許多偉大的科學(xué)家在作出杰出科學(xué)發(fā)現(xiàn)時(shí),都曾冥思苦想、窮竭智力和心力反而未得,卻在不經(jīng)意間靈光乍閃而實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。如在創(chuàng)立狹義相對(duì)論時(shí),Einstein曾深受難以解決間斷的質(zhì)點(diǎn)(Newton)力學(xué)與連續(xù)的電磁場(chǎng)(Maxwell)理論之間矛盾的困惑,雖冥思苦想而未得,但突然靈感顯現(xiàn),領(lǐng)悟到“同時(shí)性的相對(duì)性”問(wèn)題。在短短的5-6周內(nèi)就完成了科學(xué)史上的不朽篇章——“論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)”(1905年9月發(fā)表于《物理學(xué)雜志》)。尋找靈感大量閱讀–思想點(diǎn)化
/原型啟示集中精力,全力以赴的專(zhuān)注于某一研究–意識(shí)和知識(shí)的積淀在緊張的研究而不得進(jìn)展之后,放松一下,讓潛意識(shí)和遐想工作頓悟的來(lái)源偶然機(jī)遇思想點(diǎn)化:達(dá)爾文的進(jìn)化論和馬爾薩斯的人口過(guò)剩和生存競(jìng)爭(zhēng)。原型啟示:魏格納的大陸飄移說(shuō)和世界地圖。積淀意識(shí)潛意識(shí)活動(dòng):不自覺(jué)的、無(wú)意識(shí)、模糊的反映形式。如德國(guó)化學(xué)家凱庫(kù)勒在1865年的一天在書(shū)房里大瞌睡時(shí),夢(mèng)見(jiàn)碳原子鏈象蛇似地頭咬尾,--苯環(huán)無(wú)意念遐想:不經(jīng)意的,非“一本正經(jīng)”的自由猜想。有可能產(chǎn)生超常規(guī)的信息組合,創(chuàng)造性思想的火花。Watson–Crick的DNA螺旋結(jié)構(gòu)。其他創(chuàng)造性思維方法
從廣義上看,形象思維與直覺(jué)思維方法同樣隸屬于創(chuàng)造性思維方法。以上區(qū)分只是為了便于理解和把握其各自的本質(zhì)和作用。 其他創(chuàng)造性思維方法主要包括逆向思維法、綜攝法、移植法、試錯(cuò)法、強(qiáng)制聯(lián)想法、偶然聯(lián)想鏈法、智力激勵(lì)法、發(fā)散與聚斂思維法等等。創(chuàng)造性思維的過(guò)程 準(zhǔn)備階段 孕育階段 頓悟突破階段 驗(yàn)證完善階段非邏輯思維與邏輯思維關(guān)系
科學(xué)研究過(guò)程從本質(zhì)上說(shuō)是邏輯思維與非邏輯思維交互作用的過(guò)程。通常的情況是,非邏輯思維開(kāi)拓思路,邏輯思維最終完成,邏輯思維與非邏輯思維交織在一起應(yīng)用??茖W(xué)創(chuàng)造的H-P模式
德國(guó)著名科學(xué)家赫爾姆霍茲(HelmholtzH)根據(jù)自己的研究體驗(yàn)總結(jié)出創(chuàng)造活動(dòng)有三個(gè)階段:(1)最初的一種持續(xù)不斷的研究,直至不可能再進(jìn)行下去;(2)一段時(shí)間的休息,然后再恢復(fù)研究;(3)一個(gè)突然的意想不到的答案的出現(xiàn)。法國(guó)科學(xué)家彭家勒(PoincareH)在赫爾姆霍茲三個(gè)階段后又補(bǔ)充了第四個(gè)階段:(4)啟迪之后的再一次有意識(shí)努力,以證實(shí)所獲得的認(rèn)識(shí)。這就科學(xué)創(chuàng)造過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)?zāi)J降牡浞?,也被稱(chēng)之為赫爾姆霍茲-彭家勒模式。非邏輯思維與邏輯思維的區(qū)別主要表現(xiàn)在兩者的特點(diǎn)、作用、所屬層次不同。一個(gè)完整的創(chuàng)造過(guò)程,特別是重大科學(xué)理論的發(fā)現(xiàn),基本上都經(jīng)歷了如下的螺旋上升過(guò)程:邏輯思維(基礎(chǔ))——非邏輯思維(跳躍)——邏輯思維(完成)??茖W(xué)假說(shuō)與理想實(shí)驗(yàn)方法 盡管科學(xué)假說(shuō)與理想實(shí)驗(yàn)是兩種性質(zhì)截然不同的思維方法,然而二者之間又有著較為密切的聯(lián)系:其目的和作用都是為構(gòu)建科學(xué)理論服務(wù);在未經(jīng)科學(xué)事實(shí)證實(shí)之前都僅僅是一種猜想或假設(shè)。(1)科學(xué)假說(shuō) 科學(xué)假說(shuō)是根據(jù)已知的科學(xué)知識(shí)和科學(xué)事實(shí),對(duì)未知自然現(xiàn)象及其規(guī)律性所作的推測(cè)性的解釋和說(shuō)明,是自然科學(xué)理論思維的一種重要形式。假說(shuō)的構(gòu)造是通過(guò)科學(xué)概括來(lái)實(shí)現(xiàn)的??茖W(xué)概括的方法包括:邏輯方法:比較、分類(lèi)、分析、綜合、歸納、演繹、類(lèi)比等“超邏輯”方法:科學(xué)想象、直覺(jué)、靈感等。假說(shuō):特點(diǎn)和意義假說(shuō)的特點(diǎn)假說(shuō)具有科學(xué)性。它不但要以一定的實(shí)驗(yàn)材料和經(jīng)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ),而且要以一定的科學(xué)知識(shí)作依據(jù),經(jīng)過(guò)一系列的科學(xué)論證才能提出。假說(shuō)是一種猜測(cè)和推斷,其真實(shí)性還有待于進(jìn)一步的檢驗(yàn)。假說(shuō)的作用:假說(shuō)是理論的原始形態(tài)。假說(shuō)是知識(shí)增長(zhǎng)的鏈條上重要的一環(huán)
--Popper。假說(shuō)成立的前提條件假說(shuō)成立的根本條件在于它能否接受實(shí)踐的全面檢驗(yàn)。但它首先必須滿(mǎn)足一些基本的前提條件:假說(shuō)不應(yīng)當(dāng)與科學(xué)中普遍的、久經(jīng)考驗(yàn)的規(guī)律和理論相矛盾。假說(shuō)不應(yīng)當(dāng)同已知的、經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的事實(shí)相矛盾。假說(shuō)應(yīng)當(dāng)是可檢驗(yàn)的。假說(shuō)應(yīng)當(dāng)符合簡(jiǎn)單性原則。假說(shuō)向理論的轉(zhuǎn)化 如果假說(shuō)滿(mǎn)足下述兩個(gè)條件,就可以認(rèn)為假說(shuō)已經(jīng)轉(zhuǎn)化為理論:解釋性條件:把假說(shuō)運(yùn)用于實(shí)踐,如果有愈來(lái)愈多的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)和這個(gè)假說(shuō)相符合,并且沒(méi)有任何事實(shí)與之相矛盾,那么就證明這個(gè)假說(shuō)是客觀(guān)規(guī)律的正確反映。預(yù)見(jiàn)性條件:如果由假說(shuō)作出的科學(xué)預(yù)見(jiàn)得到實(shí)踐的驗(yàn)證,則標(biāo)志著假說(shuō)已經(jīng)可以轉(zhuǎn)化為理論。(2)思想模型與理想實(shí)驗(yàn)方法 思想模型與理想實(shí)驗(yàn),是主體在科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)中建構(gòu)科學(xué)理論較常使用的方法,并具有特別重要的意義。1、思想模型
此指主體未從事科研而建立的對(duì)原型高度抽象化了的思想客體和思想事物。如原子模型、層子模型、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、彎曲時(shí)空模型、板快構(gòu)造模型、大氣環(huán)流模型等。廣義的還包括數(shù)學(xué)模型。理想模型是其特殊類(lèi)型。 它是將對(duì)象本質(zhì)屬性和基本過(guò)程以最純粹形式甚至以某種極限狀態(tài)呈現(xiàn)出來(lái),即經(jīng)科學(xué)抽象的產(chǎn)物,是邏輯與非邏輯方法綜合運(yùn)用即創(chuàng)造性思維的結(jié)果。其具有流動(dòng)性、互補(bǔ)性和條件性等特征。 它具有解釋、判據(jù)和預(yù)見(jiàn)功能。2、理想實(shí)驗(yàn)方法 理想實(shí)驗(yàn)是主體運(yùn)用理想模型在思想中塑造理想過(guò)程,并進(jìn)行嚴(yán)密邏輯推理的一種思維方法。它是進(jìn)行思想操作的理想模型法,是一種假想的實(shí)驗(yàn)方法。 其建立必須以科學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ),并充分發(fā)揮三類(lèi)思維方法的綜合功能。如Galileo關(guān)于慣性運(yùn)動(dòng)的理想實(shí)驗(yàn);Einstein相對(duì)論中的同時(shí)性的相對(duì)性、慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量的等效性等理想實(shí)驗(yàn)等,它們都具有解釋、判據(jù)和預(yù)見(jiàn)功能。系統(tǒng)論思維前面所講的的各種方法,是從近代科學(xué)形成以來(lái),在科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域都是適用的,當(dāng)人類(lèi)以不同思維方式理解把握世界的時(shí)候也大都采用的。例如宗教注重內(nèi)?。ㄚは?、體驗(yàn)),但是如基督教,這種比較理性化的宗教,在論證教義時(shí)也有一套經(jīng)驗(yàn)的和比較嚴(yán)密的邏輯的論證。在文藝創(chuàng)作和欣賞中,主要是形象思維,但是前述方法同樣也是起作用的。至于哲學(xué),經(jīng)濟(jì)等更是如此。就科學(xué)技術(shù)的思維方式而言,在20世紀(jì)中,在理解和把握世界的方式上,有一個(gè)重要的新發(fā)展,即從以分析還原方式為主轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)演化和系統(tǒng)演化與分析還原并重的方式。分析還原作為一種方法論思想(思維方式)有極其深厚的基礎(chǔ)和悠久的淵源。這里所說(shuō)的分析還原不指具體方法,而是指思維方式(高層次的方法論思想)。托夫勒曾經(jīng)說(shuō)過(guò),我們最熟悉的方法是“撤零”,就是指分析還原。分析還原為什么如此深入人心?過(guò)去已經(jīng)講過(guò),一是取得了巨大的成功,已經(jīng)成為一種典范,成為后來(lái)者學(xué)習(xí)模仿的榜樣;二是在實(shí)際的科學(xué)解釋上具有不容置疑的有效性。(這段話(huà)實(shí)際在第一講中已經(jīng)說(shuō)過(guò),僅說(shuō)法有些不同)。而且方法論家,哲學(xué)家或者一些大科學(xué)家也將這種思維方式提升為言簡(jiǎn)意賅的為人們耳熟能詳?shù)姆椒ㄕ撍枷?,例如“?nèi)部機(jī)制”、“從下一個(gè)層次找原因”、“結(jié)構(gòu)決定性能”等等,實(shí)際含義都是分析還原。這些概括又加強(qiáng)了人們對(duì)分析還原的信念。實(shí)際上這些觀(guān)點(diǎn)在實(shí)踐中都是十分有效的方法論思想,應(yīng)當(dāng)說(shuō)是人類(lèi)理性思維的精華。但是也有需要進(jìn)一步探討的問(wèn)題:其一,近代以來(lái),分析還原不僅作為一種科學(xué)認(rèn)識(shí)方法,而且也是科學(xué)發(fā)展的一種模式。學(xué)科越來(lái)越分化,當(dāng)然也越來(lái)越深入。其后果是,不要說(shuō)懂物理的不懂生物學(xué),即使如材料科學(xué),懂金屬材料的,不懂非金屬材料;懂物理分析的,不懂化學(xué)分析。學(xué)者變成了專(zhuān)家,非常專(zhuān)門(mén)的專(zhuān)家。人們被分工所約束。在近代還有幾個(gè)全才科學(xué)家,到了當(dāng)代能夠把握整個(gè)科學(xué)的,大概沒(méi)有了。這樣,形而上學(xué)就成為不可避免。在目前作為彌補(bǔ),是依靠集體,不同專(zhuān)家坐在一起,共商大事。這時(shí)的帥才,成了管理組織家,但又往往學(xué)養(yǎng)不深,心胸不廣,能夠找到多懂幾門(mén)的專(zhuān)家當(dāng)帥才,十分不容易。專(zhuān)家當(dāng)帥才,常常以偏概全,左右搖擺。這是近代留給當(dāng)代人的重要遺產(chǎn)。其二、作為方法的分析還原(撤零)中,不是不考慮整體的特征,恰恰是十分重視整體特征,理由很簡(jiǎn)單,因?yàn)樘岢鰡?wèn)題的對(duì)象是整體,就像討論汽車(chē)的性能,我們不能因?yàn)榉謩e研究了發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)輪等的性能,就不管汽車(chē)的性能了。問(wèn)題在于,在分析的思維方式中,主要采用線(xiàn)性疊加的思想來(lái)構(gòu)成整體特征。例如常用的微元法、抽樣法就是如此。在分析還原方法中,也不是不研究事物的變化,但是由于建立的運(yùn)動(dòng)方程中,對(duì)時(shí)間反演是對(duì)稱(chēng)的,不能反映事物的質(zhì)變,無(wú)法描述演化。-當(dāng)然在實(shí)踐中,研究者也清楚,線(xiàn)性疊加不能等同于整體的特征。因?yàn)橛行┨卣?,是有加和性的;有些是不同質(zhì)的,沒(méi)有辦法加和起來(lái);有些即使同質(zhì),也不具加和性(具有強(qiáng)耦合特征的大量粒子系統(tǒng));也非常清楚有的事物會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化(跳躍)。實(shí)際的解決辦法有三種:一是實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不管部分和整體間是否具有加和性還是不具有,影響整體的因素,不管知道與否,一般都包含進(jìn)去了(在這種意義上說(shuō)實(shí)踐比理論有更高的品格);二是在理論模型中,不同程度的計(jì)入交叉項(xiàng)微擾項(xiàng)(例如泰勒級(jí)數(shù)的二次項(xiàng)或更高次項(xiàng));三是采取定性描述方法,當(dāng)然常常采用漸變的方式描述質(zhì)變。其三、隨著文明的進(jìn)步,人類(lèi)所接觸的事物,越來(lái)越復(fù)雜,對(duì)所考察的對(duì)象也越來(lái)越深入。這時(shí)分析的思考方式,也越來(lái)越不夠用了。20世紀(jì)中葉以來(lái)的興起了系統(tǒng)工程,如曼哈頓計(jì)劃;針對(duì)巨型企業(yè)的管理科學(xué);以及幾次世界大戰(zhàn)的綜合化,立體化等,于是興起了系統(tǒng)科學(xué)與技術(shù)。同時(shí)在自然科學(xué)與技術(shù)中,一些不能用分析方法解決的問(wèn)題越來(lái)越多,如生物學(xué),地球科學(xué)中的某些問(wèn)題。還有原來(lái)已經(jīng)高度發(fā)展的物理學(xué)、化學(xué)中演化問(wèn)題提了出來(lái),如貝納德流、B-Z效應(yīng)等。不僅考慮系統(tǒng)而且要考慮演化。于是出現(xiàn)一大批新興科學(xué)——自組織理論。于是在更高層次上理解分析方法成為可能。其四、系統(tǒng)思維方式,古已有之,在分析思維占主導(dǎo)的時(shí)候,也存在系統(tǒng)思維?,F(xiàn)在重新強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)思維,不是舊話(huà)重提,還要回到過(guò)去,而是在新的基礎(chǔ)上理解系統(tǒng)思維,其新意在于,要在分析還原的基礎(chǔ)上理解系統(tǒng),而不是如過(guò)去,在部分混沌朦朧的基礎(chǔ)上說(shuō)系統(tǒng)或者說(shuō)是一種哲學(xué)思維,而現(xiàn)在是一種科學(xué)的思維方式和方法,具有直接的可操作性??傊?、分析還原方法已經(jīng)取得了巨大成就,但是面對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)無(wú)能為力,因而系統(tǒng)方法應(yīng)運(yùn)而生。系統(tǒng)方法的特點(diǎn)不在于否定分析還原方法,而強(qiáng)調(diào)研究從整體出發(fā),經(jīng)過(guò)分析,再落足于整體。分析不是可有可無(wú),而是研究領(lǐng)域是否深入、是否成熟的重要標(biāo)志。但是,系統(tǒng)方法的根本目的在于尋求研究對(duì)象的非加合性,僅屬于整體的新特征。從這種意義上說(shuō),系統(tǒng)方法包含和高于分析方法。而演化的方法,則是以系統(tǒng)為基礎(chǔ)的,討論系統(tǒng)的演化。系統(tǒng)方法有很多種,如黑箱法、因果反饋法、信息法、系統(tǒng)工程法等。描述演化的方法有研究自組織條件的耗散結(jié)構(gòu)方法;研究自組織動(dòng)力學(xué)的協(xié)同學(xué)方法;研究自組織演化途徑的突變論方法;研究自組織演化過(guò)程和圖景的混沌學(xué)方法。等等。這些方法均來(lái)自具體的學(xué)科,原來(lái)是針對(duì)具體問(wèn)題發(fā)展起來(lái)的,現(xiàn)在將其普遍化,多數(shù)都無(wú)法建立普遍的可定量計(jì)算的方程。多是定性的分析,但是可以肯定的一點(diǎn)是這些方法論思想具有無(wú)可置疑的啟發(fā)性。系統(tǒng)論思維系統(tǒng)整合方法(1)黑箱辨識(shí)法(2)系統(tǒng)分析法(3)綜合創(chuàng)造法因果反饋法(1)目的型方法“吸引子”(2)穩(wěn)定型方法;(3)放大型方法有控自組和目標(biāo)優(yōu)化法技術(shù)方法論技術(shù)方法區(qū)別于科學(xué)方法重視實(shí)踐:人工重視規(guī)則:經(jīng)驗(yàn)重視優(yōu)化:選擇重視社會(huì):責(zé)任技術(shù)方法的類(lèi)型和原則發(fā)明構(gòu)思法方案設(shè)計(jì)方法方案試驗(yàn)與實(shí)施方法技術(shù)方法及其特點(diǎn) 廣義上的技術(shù)方法,是指主體在從事技術(shù)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)活動(dòng)中所采取的手段、途徑和行為方式的總稱(chēng)。但技術(shù)哲學(xué)視角下的技術(shù)方法,往往指的是上述手段、途徑和行為方式中可以操作化的程序、規(guī)則或模式等。 它具有強(qiáng)實(shí)踐性、社會(huì)性和綜合性等基本特征。技術(shù)發(fā)明與技術(shù)創(chuàng)新方法技術(shù)發(fā)明與技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程及其方法類(lèi)型是技術(shù)認(rèn)識(shí)論和方法論中的重要內(nèi)容。它們與科學(xué)認(rèn)識(shí)論和方法論密不可分并相互聯(lián)系,從而形成科學(xué)技術(shù)方法論的有機(jī)統(tǒng)一整體。技術(shù)發(fā)明的基本程序 技術(shù)發(fā)明所遵循的最一般程序是: 首先,根據(jù)社會(huì)需要、最新科學(xué)理論或科學(xué)發(fā)現(xiàn)原理,以及技術(shù)自身發(fā)展的內(nèi)在邏輯,以確立技術(shù)發(fā)明目標(biāo)或技術(shù)目的; 其次,探索將新的科學(xué)原理轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌募夹g(shù)規(guī)范的方式、方法和途徑,以開(kāi)辟創(chuàng)造技術(shù)手段的新思路及建立新的技術(shù)準(zhǔn)則; 最后,在新技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)上積極構(gòu)思新的技術(shù)方案,以物化為實(shí)際技術(shù)系統(tǒng)中的具體工藝和設(shè)計(jì)。課題規(guī)劃方案構(gòu)思方案設(shè)計(jì)技術(shù)試制認(rèn)識(shí)需求、收集信息技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)技術(shù)目的設(shè)定技術(shù)評(píng)估與決策技術(shù)方案構(gòu)思技術(shù)方案設(shè)計(jì)技術(shù)方案評(píng)價(jià)技術(shù)研制與試驗(yàn)技術(shù)成果鑒定技術(shù)成果實(shí)施技術(shù)發(fā)明基本程序圖技術(shù)方法類(lèi)型 依據(jù)普適性程度不同,可分為一般(所有領(lǐng)域通用)與具體(適用于特定領(lǐng)域,如用于金屬冶煉的氧化還原法和電解法;選礦技術(shù)的浮選法,重選法和磁選法等)技術(shù)方法;按照技術(shù)活動(dòng)程序,可分為課題規(guī)劃、方案構(gòu)思與設(shè)計(jì)、技術(shù)研制與試驗(yàn)等方法;根據(jù)活動(dòng)常規(guī)與非常規(guī)性特點(diǎn),可分為常規(guī)(課題規(guī)劃技術(shù)研制與試驗(yàn))與非常規(guī)(方案構(gòu)思與設(shè)計(jì)等)方法。以下僅從技術(shù)活動(dòng)發(fā)展進(jìn)程進(jìn)行分類(lèi)。技術(shù)課題規(guī)劃 此指對(duì)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)課題的發(fā)現(xiàn)、提出、選擇、評(píng)估及確定等所進(jìn)行的全程式的謀劃和決策。并且因定題須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的立項(xiàng)、評(píng)審等程序而比選題更復(fù)雜。 這具體包括技術(shù)目標(biāo)的確立、預(yù)測(cè)、評(píng)估方法等內(nèi)容。技術(shù)目標(biāo)的確立 如前所述,技術(shù)目標(biāo)由社會(huì)需求、新的科學(xué)原理以及技術(shù)自身內(nèi)在發(fā)展邏輯等因素所決定。對(duì)此須采用直接調(diào)研和文獻(xiàn)調(diào)研法從以下幾方面進(jìn)行:
(1)從多方面尋找社會(huì)潛在需求;(2)緊緊跟蹤前沿技術(shù)并設(shè)法超越;(3)從已有技術(shù)的沖突中找尋新的課題;(4)從現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題、缺陷或不足中選題;(5)從降耗增效方面選題;(6)開(kāi)創(chuàng)對(duì)象新功能、新用途;(7)激發(fā)形象性思維和創(chuàng)造性思維發(fā)現(xiàn)、選擇新課題。技術(shù)預(yù)測(cè)方法
此指根據(jù)技術(shù)發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及其呈現(xiàn)出的本質(zhì)和規(guī)律,利用類(lèi)比、歸納和演繹等手段對(duì)未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法。這主要包括類(lèi)比、歸納和演繹預(yù)測(cè)法等,其應(yīng)遵循慣性、類(lèi)推、相關(guān)和概率推斷等原則。成功范例有: 在哈恩與史特拉斯曼于1938年12月發(fā)現(xiàn)鈾原子分裂后,美專(zhuān)家根據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)曲線(xiàn)準(zhǔn)確預(yù)見(jiàn)了發(fā)展原子武器的進(jìn)展率。1953年戴維斯博士利用速度趨勢(shì)曲線(xiàn)準(zhǔn)確預(yù)言:1957年將取得火箭軌道速度,1959年將達(dá)到脫離軌道速度。技術(shù)評(píng)估方法 這是指通過(guò)分析所研究的技術(shù)與生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及人的價(jià)值等因素的相互影響,以對(duì)該技術(shù)進(jìn)行整體評(píng)價(jià)的決策分析方法。依據(jù)評(píng)估對(duì)象范圍可分為技術(shù)項(xiàng)目、一般技術(shù)和全球性技術(shù)評(píng)估;依其重點(diǎn)和導(dǎo)向可分為技術(shù)因素、后果、問(wèn)題和政策評(píng)估等。一般將其分為專(zhuān)家、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)籌學(xué)和綜合評(píng)估法(含矩陣技術(shù),效果分析,多目標(biāo)和環(huán)境評(píng)估法等)。 其評(píng)估程序包括:(評(píng)估對(duì)象本身及其背景)資料準(zhǔn)備;內(nèi)容分析;對(duì)策研究;綜合評(píng)價(jià)等四個(gè)階段。技術(shù)構(gòu)思與發(fā)明方法 技術(shù)原理是技術(shù)構(gòu)成的最基本要素,有時(shí)被稱(chēng)為技術(shù)發(fā)明的“軟件”。但要將其轉(zhuǎn)變成技術(shù)發(fā)明的“硬件”,真正取得實(shí)質(zhì)性的技術(shù)突破,就必須經(jīng)過(guò)一番精心的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和技術(shù)方案構(gòu)思。1、技術(shù)構(gòu)思 此指依據(jù)已有的設(shè)想或技術(shù)原理而設(shè)計(jì)和構(gòu)造出試驗(yàn)技術(shù)模型,或?yàn)閷?shí)現(xiàn)該技術(shù)原理的物化而進(jìn)行的探索性試驗(yàn)研究。 其功能為:澄清或清除原有技術(shù)原理錯(cuò)誤和疑點(diǎn),驗(yàn)證其可行性;根據(jù)新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)提出新設(shè)想或新技術(shù)原理,并構(gòu)思新的技術(shù)方案。即由此逐步實(shí)現(xiàn)由基礎(chǔ)理論到技術(shù)概念、技術(shù)原理,再到實(shí)用技術(shù)發(fā)明的轉(zhuǎn)化。 它包括模仿式構(gòu)思和發(fā)明構(gòu)思兩大類(lèi)型。2、發(fā)明及其構(gòu)思方法發(fā)明與發(fā)現(xiàn);幾種常用的發(fā)明構(gòu)思法:科學(xué)原理推演(第一臺(tái)激光器)與實(shí)驗(yàn)提升法(電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致電機(jī)技術(shù)原理構(gòu)思;電磁波發(fā)收導(dǎo)致無(wú)線(xiàn)電通訊技術(shù)原理構(gòu)思);多向型(頭腦風(fēng)暴法、智力激勵(lì)法);側(cè)向型(移植法、仿生法);合向型(組合法和形態(tài)分析法等);逆向型發(fā)明構(gòu)思法(如根據(jù)伏打于1800年以化學(xué)能變?yōu)殡娔馨l(fā)明電池,1807年戴維逆向構(gòu)思以電解法發(fā)現(xiàn)鉀和鈉元素,發(fā)明電解技術(shù))等。方案設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法此指技術(shù)發(fā)明由原理到具體物化所采用的方法。這是發(fā)明由思想或觀(guān)念向?qū)嵨镛D(zhuǎn)化的第一次飛躍,也是整個(gè)發(fā)明過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。1、方案設(shè)計(jì) 這是指根據(jù)規(guī)劃方案和技術(shù)構(gòu)思的要求,運(yùn)用科學(xué)知識(shí)與工程實(shí)驗(yàn)而使規(guī)劃方案具體化的過(guò)程。 它經(jīng)歷了從手工到自動(dòng)化設(shè)計(jì)(可靠性\成組\動(dòng)態(tài)\優(yōu)化\計(jì)算機(jī)輔助CAD\計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS)過(guò)程的演進(jìn),涉及工程、建筑和工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,涵蓋哲學(xué)、心理學(xué)、工程學(xué)、管理學(xué)和社會(huì)學(xué)等學(xué)科內(nèi)容。 它具有連接科學(xué)與生產(chǎn)、預(yù)見(jiàn)工程建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程、系統(tǒng)綜合,以及組織勞動(dòng)生產(chǎn)等作用。其基本程序依次為:總體設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和工作圖設(shè)計(jì)。2、試驗(yàn)方法 此指在技術(shù)方案構(gòu)思、設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中,為確認(rèn)和提高技術(shù)成果功效與技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平,主體利用儀器和設(shè)備,人為地控制條件與變革對(duì)象,進(jìn)而在有利條件下考察對(duì)象的實(shí)踐方式和研究方法。 技術(shù)試驗(yàn)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)(目的,性質(zhì),對(duì)象,內(nèi)容,結(jié)構(gòu)等)
根據(jù)目的、場(chǎng)合和方式等不同,可分為性能、可靠性、破壞性、對(duì)比、模擬、實(shí)驗(yàn)室、工廠(chǎng)、中間試驗(yàn)等。其過(guò)程包括試驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作及其數(shù)據(jù)資料處理分析等階段。技術(shù)創(chuàng)新:技術(shù)的社會(huì)實(shí)現(xiàn)熊彼特(1883-1950)的“創(chuàng)新理論”(InnovationTheory)(1)創(chuàng)新是生產(chǎn)要素的重新組合(引入新產(chǎn)品或提供產(chǎn)品新質(zhì)量即產(chǎn)品創(chuàng)新;采用新生產(chǎn)方法即工藝創(chuàng)新;開(kāi)辟新市場(chǎng)即市場(chǎng)創(chuàng)新;獲得新供應(yīng)來(lái)源即資源開(kāi)發(fā)利用創(chuàng)新;實(shí)現(xiàn)工業(yè)新組織即體制和管理創(chuàng)新);(2)企業(yè)家精神(有能看到潛在利潤(rùn)的眼光;有敢冒風(fēng)險(xiǎn)的膽量;有動(dòng)員社會(huì)資源以實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)要素重新組合的能力);(3)經(jīng)濟(jì)由于創(chuàng)新而得到發(fā)展,即“創(chuàng)新-模仿-創(chuàng)新”既是科技推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的機(jī)制又是經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的根本原因;(4)創(chuàng)新是一種創(chuàng)造性的毀滅,即沒(méi)有淘汰就沒(méi)有發(fā)展,并且經(jīng)濟(jì)發(fā)展是
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