科學發(fā)現(xiàn)的思維方法

科學發(fā)現(xiàn)的思維方法第一頁，共九十五頁，2022年，8月28日

科學史有無數(shù)創(chuàng)造性的例子：有的人埋頭于實驗，通過細心觀察，發(fā)現(xiàn)了新的現(xiàn)象，如倫琴發(fā)現(xiàn)X射線；琴納通過接種牛痘防治天花，從而奠定了免疫學；有的人按預定的概念與計劃去實驗，取得了預期的結果，如居里夫人從大量的瀝青鈾礦中提煉出放射性元素釙和鐳；有的人通過廣泛的觀察、體會，“悟”出新概念，從而提出新理論，如達爾文的進化論；第二頁，共九十五頁，2022年，8月28日

有的人由純粹的數(shù)理演繹，提出新概念，預見新現(xiàn)象的存在，如麥克斯韋的電磁場理論；有的人修正舊的理論，提出新的假說，這些假說在當時似乎都違反常識，如愛因斯坦創(chuàng)立相對論；有的人將不同學科聯(lián)系、組織起來，建立起新領域而取得了成功，如維納建立控制論。所有這一切都說明，獲得創(chuàng)造性成果的途徑是多種多樣的，顯然不存在什么一成不變的方法。第三頁，共九十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)歸納方法

歸納是從個別或特殊的事物中概括出一類事物的共同本質或普遍規(guī)律的方法。它由推理的前提和結論兩部分構成，其前提是若干已知的個別事實、個別或特殊的判斷和陳述。結論是從前提中通過邏輯推理而獲得的一般原理，是普遍性的判斷和陳述。歸納法的客觀基礎是一般存在于個別之中。由于個性之中有共性，任何個別事實中都包含著某種一般性的東西，這就使歸納的結果有一定的可靠性，但又因為個性比共性更豐富，任何個別都不能完全地包括在一般之中，因而歸納的結論帶有較大的或然性。第四頁，共九十五頁，2022年，8月28日1.歸納法的特點：客觀性、創(chuàng)造性、綜合性2.歸納法的作用：能夠從科學事實中概括出一般規(guī)律，提出加假說和形成理論驗證某些試驗確認理論。為科學觀察和實驗的設計提供邏輯依據(jù)，便于用簡單合理的方式揭示事物的因果性和規(guī)律性。第五頁，共九十五頁，2022年，8月28日二、歸納法的類型

歸納具有各種不同的類型。根據(jù)歸納的前提是否完全，可以分為完全歸納法和不完全歸納法。在不完全歸納法中，根據(jù)其是否運用了因果規(guī)律，又區(qū)分為簡單枚舉歸納法和科學歸納法，科學歸納法也叫判明因果聯(lián)系的歸納法。第六頁，共九十五頁，2022年，8月28日1．完全歸納法

完全歸納法，是在考察了某類事物的全部對象以后，發(fā)現(xiàn)每一對象皆具有某種屬性，從而概括出該類事物全部對象都具有該屬性的一種邏輯方法。例如，根據(jù)直角三角形、銳角三角形、鈍角三角形它們的三個內角之和都等于180度，從而推出所有三角形的三個內角和都等于180度的結論。完全歸納法的結論沒有超出前提所斷定的范圍，因而是必然聯(lián)系，是可靠的，但是它沒有提供新知識。第七頁，共九十五頁，2022年，8月28日2．不完全歸納法

不完全歸納法是根據(jù)某類事物的部分對象具有某種屬性而推論出該類事物的所有對象都具有某種屬性的邏輯方法。例如前提：鐵這種金屬是固體銅這種金屬是固體金這種金屬是固體

結論：所有金屬都是固體。這種從部分到整體，從個別到一般的過渡是以飛躍的形式實現(xiàn)的，其結論帶有或然性，只要有一個相矛盾的事實，就能把整個結論全部推翻。第八頁，共九十五頁，2022年，8月28日

常用的不完全歸納法有簡單枚舉法、科學歸納法。（1）簡單枚舉法。它是在列舉了某類事物的部分對象具有某種屬性且沒有發(fā)現(xiàn)反例的情況下，推出該類事物的所有對象都具有某種屬性。其結論的可靠性可隨枚舉事例數(shù)量的增大而有所提高，但依然是或然性，因為其結論的覆蓋范圍大于前提。第九頁，共九十五頁，2022年，8月28日（2）科學歸納法。它是根據(jù)對某一門類的部分對象的本質、屬性和因果關系的研究，揭示事物的必然聯(lián)系，作出這一門類全部對象一般結論的推理方法。也稱判明因果關系法，由于引進了因果關系作為推理的依據(jù)，其結論比較可靠。它有幾種類型。第十頁，共九十五頁，2022年，8月28日第十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日（3）統(tǒng)計歸納法把隨機數(shù)學的成果引進歸納邏輯中的一種歸納法。統(tǒng)計歸納法和簡單枚舉法既相似又不同，相同之處都是通過對一類事物中的一部分個別對象的考察，從而做出關于整類對象的結論。但明顯不同的是，簡單枚舉法的結論是普遍性的，統(tǒng)計歸納法的結論是由概率性的。第十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日統(tǒng)計歸納法的結論（結論是一個有關概率的命題）不適用于任一特定的φ（x）的對象x。它所適用的，乃是隨機選取的任一滿足φ（x）的x。第十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日（4）尋求因果關系歸納法A求同法：如果被研究對象a分別在不同的場合中出現(xiàn)，但每一場合只有一個情況相同，由此可以判明這個情況與被研究對象有關?？梢员硎救缦拢喝绻贏BCD出現(xiàn)時a出現(xiàn)

在ABCE出現(xiàn)時a出現(xiàn)在ACEF出現(xiàn)時a出現(xiàn)

因此A與a之間有因果關系。第十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日例如，焦耳在1840~1848年間所作的四類實驗，就是以求同法來研究熱功當量的。1）將水放在與外界絕熱的容器中，通過重物下落帶動銅制槳狀葉輪攪動水，水溫升高；2）以機械功壓縮汽缸中的氣體，汽缸浸在水中，水溫升高；3）以機械功轉動電機，電機產(chǎn)生的電流通過水中的線圈，水溫升高；4）以機械功使兩塊在水面下的鐵片相互摩察，水溫升高。因此，機械功是產(chǎn)生水溫上升的原因，機械能可以轉化為熱能。第十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日B求異法：如果被研究對象a在第一個場合中出現(xiàn)，在第二個場合中不出現(xiàn)，而這兩個場合只有一個情況不同，由此可以判明這個情況與研究對象有關。如果在ABCD出現(xiàn)時abcd出現(xiàn)在BCD出現(xiàn)時只有bcd出現(xiàn)

那么A與a之間有因果關系第十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日例如，法國微生物學家巴斯德在1860~1864年間所作的曲頸瓶實驗，就是用差異法來研究空氣塵埃中含有能使有機物腐敗的微生物。第一次，他把有機物浸液裝在長頸瓶內煮至沸騰（殺死液體內和瓶壁上的細菌），置冷，但空氣中的塵埃、臭氧、電磁及其它未知物質均能竄入瓶內，兩三天后該有機浸液內就出現(xiàn)了微生物并使浸液腐敗。第十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日

第二次，在一般處置方式相同的情況，只把瓶頸抽成彎曲的尖頭，空氣、臭氧、電磁及其它未知物質仍能竄入瓶內，只是塵埃不易進去與浸液接觸，只能附在瓶壁上，有機物浸液仍保持潔凈，未出現(xiàn)微生物?？梢?，使有機浸液腐敗的原因是空氣中浮蕩的尖埃上有生命的原種所致。巴斯德在實驗室研究微生物與發(fā)酵的關系，證明了細菌致病第十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日C求同求異并用法亦稱契合差異并用法。考察兩組事例，一組是由被研究現(xiàn)象出現(xiàn)的若干場合組成的，稱之為正事例組；一組是由被研究現(xiàn)象不出現(xiàn)的若干場合組成的，稱之為負事例組。如果在正事例組的各場合中只有一個共同的情況并且它在負事例組的各場合中又都不存在，那么，這個情況就是被研究現(xiàn)象的原因。第十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日場合先行情況

被研究情況

正面場

合1A、B、C、Da2A、D、E、Fa3A、F、G、Ha……

反面場合1’-、B、C、D-2’-、M、N、O-3’-、P、Q、R-……所以，A情況是a現(xiàn)象的原因（或結果）第二十頁，共九十五頁，2022年，8月28日

第一步，把被考察現(xiàn)象出現(xiàn)的正面場合加以比較，發(fā)現(xiàn)只有一個共同的情況，由此根據(jù)求同法確定A和a有因果聯(lián)系；第二步，把被研究現(xiàn)象不出現(xiàn)的反面場合加以比較，發(fā)現(xiàn)A情況不出現(xiàn)是唯一共同的，由此又根據(jù)求同法確定A的不存在與a的不存在有因果聯(lián)系；第三步，比較正反兩組場合，發(fā)現(xiàn)有A就有a，無A就無a，由此根據(jù)求異法得出結論：A和a有因果聯(lián)系。由于這種確定因果聯(lián)系的方法，兩次應用了求同法，一次應用了求異法，是求同法和求異法的結合，所以被稱作求同求異并用法。但需要注意，不可把求同求異并用法與求同法和求異法的相繼應用混為一談。因為不論在正面場合中還是在反面場合中，除了有無A情況這一差別外，其他的情況也不完全相同，在每一場合，不能運用求異法。

第二十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日

很久以來，人們發(fā)現(xiàn)有些鳥能遠航萬里而不迷失方向。原因是什么呢?人們對此曾作過不少的猜測，但都沒有得到證實。近年來，科學工作者發(fā)現(xiàn)每當天晴能見到太陽時，這些鳥都能確定其飛行的正確方向；反之，每當天陰見不到太陽時，它們就迷失方向。由此，科學工作者作出結論說，有些鳥能遠航萬里而不迷失方向的原因是利用太陽來定向的。差不多同樣成績考入一所學校的學生，經(jīng)過一年學習以后，出現(xiàn)了成績的差異。經(jīng)調查，成績好的，都是學習努力的；成績差下去的，都是學習不夠努力的。經(jīng)過比較，我們可以推斷，學習刻苦努力是成績好的原因。第二十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日共變法：如果在所有考察場合中，某一情況發(fā)生變化，被研究對象也隨之發(fā)生變化，由此可判明某一情況與研究對象有關。

可表示如下：如果在A1BC出現(xiàn)時a1出現(xiàn)當A1變?yōu)锳2，即A2BC出現(xiàn)時，a1相應變?yōu)閍2；在情況變?yōu)锳3BC時，又相應地有a3……；因此，A與a有因果關系，第二十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日

如前所述，巴斯德是反對“天然生殖”的，他認為空氣塵埃中的微生物是有機物腐敗的原因；如果這個觀點成立，有機物置于極為清潔的空氣中就不會腐敗。于是他運用共變法，再次進行他的實驗。他和他的學生帶著事先滅了菌的有機物浸液，旅行到農(nóng)村小道時打開二十個盛有有機物浸液的玻璃瓶，立即封閉，之后發(fā)現(xiàn)其中的八瓶被微生物腐?。坏巧细甙税俣嗝椎纳缴洗蜷_二十瓶，立即封閉，之后產(chǎn)生變化的只有五瓶；再繼續(xù)登高到山上的冰河處打開二十瓶，立即封閉，之后只有一瓶產(chǎn)生變化。這就證明了塵埃越少有機物越不易腐敗，這就表明塵埃中的微生物和細菌是有機物腐敗的原因。第二十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日

與巴斯德同時代的盧昂博物院院長普謝是反對上帝創(chuàng)造生命的科學家，但也反對巴斯德的觀點。他認為啤酒液、肉湯之類，有機物溶液自身就能產(chǎn)生出生命（微生物），即使放在最干凈的空氣中也是如此。普謝和他的學生登上海撥三千米的高山，在冰河裂隙處把事先滅了菌的干草汁瓶打開，裝入高山空氣密封好。結果發(fā)現(xiàn)一些瓶中的液體也起了變化。普謝認為這就證實了天然生殖觀點。由此看出，運用共變法往往能得出正確的結論。第二十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日剩余法：如果得知被研究的某一復合現(xiàn)象是由一組條件引起的，把其中已經(jīng)判明因果關系的部分減去，那么，可以判明兩個剩余部分之間有關系。

表示為：如果已知ABCD的總和是abcd,且已知A是a的原因，B是b的原因，C是c的原因那么，D與d之間有因果關系。第二十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日

例如，德國科學家本生和基爾霍夫在1859~1861年間所作的光譜分析實驗中，就用了剩余法發(fā)現(xiàn)了銣和銫：首先，本生和基爾霍夫發(fā)現(xiàn)，每一種元素都有它的特征光譜線，某一物料的火焰有多少種光譜線，該物料就含有多少種元素。本生在研究一種礦泉水時，把它滴于火焰并在分光鏡上看到一系列光譜線；隨后他們分析在這一系列光譜線中有鈣、鍶、鎂、鋰發(fā)出的譜線，還剩下從來沒有見過的鮮艷的藍色明線。由此，本生判定，新譜線存在的原因在于該礦泉水中還有一種新元素，他把它命名為銫（天空的藍色之意）。之后，本生和基爾霍夫又用類似的方法發(fā)現(xiàn)了銣，至于制取得到的金屬銫和金屬銣則更晚些。第二十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日

又如，獲得1976年諾貝爾醫(yī)學生理學獎的美國科學家蓋達塞克揭示庫魯病傳染方式，就是利用乘余法。庫魯病是新幾內亞的原始部落發(fā)現(xiàn)的一種新疾病。得病人會雙手發(fā)抖，身體搖晃，最后悲慘地死去。第二十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日

蓋達塞克通過調查發(fā)現(xiàn)，發(fā)病的人群中只有婦女和孩子，孩子不只是女孩也有男孩，而成年男子都不生這種病。造成這種情況的原因何在呢？蓋達塞克發(fā)現(xiàn)，新幾內亞人的夫妻不吃一鍋飯，不住在一個屋檐下，未成年的孩子與母親生活在一起。還發(fā)現(xiàn)，這種部落的親人死后，奔喪都是由女子操辦，未成年的孩子跟母親一起參加悼念。為了對死者表示哀悼，在告別儀式上要對死者凈身解剖，剖開腦顱，然后分吃腦髓。認為這樣可以把死者的智慧轉移到自己身上，也是對死者最大的尊敬。成年男子不參加這種儀式，沒有吃腦髓的機會，也就沒有傳染庫魯病的可能，由此可以判定庫魯病是由吃腦子而傳播的。第二十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日拓展閱讀：培根的“三表法”和穆勒的“穆勒五法”第三十頁，共九十五頁，2022年，8月28日三、歸納法的局限性首先，歸納法的結論具有或然性（處完全歸納法和科學歸納法）。其次，歸納法在推理過程中缺乏辯證性。第三十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日第二節(jié)演繹法一、演繹法的特點演繹是從一般到個別的推理方法，或通過一般認識個別的思維方法。演繹與歸納相反，它是從已知的某些原理、定理、法則、公理出發(fā)，推出新結論的一種邏輯方法。演繹推理是前提與結論之間有蘊涵關系的必然性推理。只要演繹推理的前提是真實的，而且推量形式又是合乎邏輯規(guī)則的，推出的結論就是真實可靠的。結論的必然性是其最大的特點第三十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日二、演繹法的類型1.直接推理法從一個直言命題推出另一個直言命題的方法。并非（p∨

q）等值于非p∧非q；設“沒有永恒的朋友，也沒有永恒的敵人”為P，根據(jù)公式，“有永恒的朋友，或有永恒的敵人”為非P，原題為：必然P，所以，不可能非P必然P與可能非P是矛盾關系；與不可能非P是等值關系，推理正確第三十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日2.“三段論”推理法即由大前提、小前提和結論三部分組成。大前提是已知的一般原理，是全稱判斷；小前提是研究的特殊對象，是特稱判斷；結論是把特殊對象歸結到一般原理之下得出的新知識。例：大前提：一切物質都是由更基本的部分組成的；小前提：基本粒子是一種物質；結論：基本粒子也是由更基本的部分組成。第三十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日

公理化方法是指從盡可能少的基本概念、公理、公設出發(fā)，運用演繹推理規(guī)則，推導出一系列的命題和定理，從而建立理論體系的方法。第三十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日第三十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日3.聯(lián)言推理法聯(lián)言命題的各個聯(lián)言支都是真的，該聯(lián)言命題才是真的。第三十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日三、演繹法的作用與局限性1.作用2.局限性單靠演繹本身不能保證結論的正確性。例如：大前提：所有的物體都是熱脹冷縮的；小前提：冰也是物體；結論：冰也同樣是熱脹冷縮。大前提：馬是食草動物；小前提：山羊是吃草的；

結論：所以，山羊是馬！

第三十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日顯然這些結論是錯誤的。演繹方法本身不能確定它的前提是否正確，它只是從已知的陳述中進行邏輯變換獲得新結論。第三十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日四、歸納與演繹的辯證關系無論是歸納還是演繹，都不是科學唯一的或占有統(tǒng)治地位的方法。各自有自己的功能特性，歸納對發(fā)現(xiàn)新的普遍規(guī)律有重要意義，演繹則對預見新的科學事實又無可替代的作用。兩者的推理形式及結論性質不同。歸納是或然的，演繹是必然的。兩者前提和結論斷定的范圍不同。兩者的先天缺陷不同。第四十頁，共九十五頁，2022年，8月28日第三節(jié)系統(tǒng)科學方法一、系統(tǒng)科學方法的形成與作用從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，著重從整體與部分，整體與外部環(huán)境的相互聯(lián)系、相互作用的關系中綜合地精確地考察對象，達到最佳處理問題的一種方法。即出發(fā)點是整體，要放在聯(lián)系中考察，要最佳處理。第四十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日系統(tǒng)方法不同于傳統(tǒng)綜合方法在于：（1）追求目標，整體大于部分之和，追求1+1大于2。（2）在結構與功能的關系上，系統(tǒng)方法強調結構決定功能，傳統(tǒng)的方法認為要素好，整體功能就好，而系統(tǒng)方法認為要素好整體功能未必好，關鍵是結構。第四十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日系統(tǒng)科學系統(tǒng)科學的技術學科系統(tǒng)科學的理論學科

系統(tǒng)科學的基礎理論第四十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日常用的幾種系統(tǒng)科學方法

1系統(tǒng)分析法

系統(tǒng)分析法是以運籌學和計算機為主要工具，通過對系統(tǒng)各種要素過程和關系的考察確定系統(tǒng)的組成結構、功能、效用的方法。系統(tǒng)分析法廣泛應用于計算機硬件的研制和軟件的開發(fā)、技術產(chǎn)品的革新、環(huán)境科學和生態(tài)系統(tǒng)的研究以及城市管理規(guī)劃等方面。

第四十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日2信息方法

信息方法是以信息論為基礎通過獲取傳遞加工處理利用信息來認識和改造對象的方法。第四十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日第一步：把對象變換成信息流程：信源——編碼——信道————譯碼——信宿

噪聲信源：發(fā)送信息的來源，可以是人、機器、自然界物體等。編碼：把信息變成信號的措施。信號：信息的攜帶者，通信中信號有多種多樣，可以是光、聲、電脈沖等。噪聲：信號傳播過程系統(tǒng)產(chǎn)生或外界混入的干擾。譯碼：把信號翻譯成文字和圖象的措施，如把長短的無線電波翻譯成電報的文字內容。信宿：即收信者，可以是人、機器比如電腦、收音機、電視等。第二步：通過信息的獲取、傳輸、加工、處理和利用認識和改造對象。第四十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日運用領域1)、用于病理現(xiàn)象的解釋。2)、用于經(jīng)絡理論解釋。用信息方法研究經(jīng)絡學，經(jīng)絡可以看作信息的傳輸系統(tǒng)：氣血——信息及其載體。經(jīng)脈、絡脈是信息通道。穴位是信息的輸入輸出端。經(jīng)絡通表達里，統(tǒng)率臟腑，把人體的臟腑、骨骼聯(lián)系起來，形成一個的信息傳輸、控制和調節(jié)的系統(tǒng)。3)、用于研究生物通信。4)、信息農(nóng)藥。第四十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日3控制論方法運用控制論原理，按照研究對象的信息流程，通過信息處理，變換和反饋等手段，從功能行為上控制、揭示其變化發(fā)展的內部機制和外部效應的方法。第四十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日4自組織方法建立在諸多自組織科學理論基礎上，從一般方法論的角度去處理自組織系統(tǒng)中的有序與無序、線性與非線性確定性與隨機性的演化關系；處理現(xiàn)實問題或認識自組織系統(tǒng)時，要采取辯證的方法，選擇適宜的方法。

第四十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日5功能模擬方法

功能模擬方法是以控制論為基礎，根據(jù)兩個系統(tǒng)功能的相同或相似性，應用模型來模擬原型功能的方法。用于仿生學，發(fā)展新技術。

第五十頁，共九十五頁，2022年，8月28日6黑箱方法

黑箱是指內部要素和結構尚不清楚的系統(tǒng)。黑箱方法就是通過研究黑箱的輸入和輸出的動態(tài)系統(tǒng)確定可供選擇的黑箱模型，進行檢驗和篩選，最后推測出系統(tǒng)內部結構和運動規(guī)律的方法。第五十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日黑箱方法對于生命系統(tǒng)的研究具有獨特的作用。生命系統(tǒng)十分復雜、高度組織。它的功能和結構的關系，應該是生命活動著的狀態(tài)和關系，生命一停止，它的微觀結構就改變。黑箱方法由于具有不干擾或破壞生命正常進程的條件下進行研究的特點，因而成了研究生命系統(tǒng)的有效方法。第五十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日系統(tǒng)方法的地位與作用（1）為人們提供了新的思維模式，是推動科技整體化、綜合化的重要方法。（2）兼具多種認識功能，是研究復雜系統(tǒng)和宏大系統(tǒng)的有效工具。第五十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日二、系統(tǒng)科學的基本特點1、整體性原則——首要原則當要素之間存在著相干性、協(xié)同性條件下，會有新質的出現(xiàn)，這種新質不是單個要素所具有的而是系統(tǒng)整體才具有的。整體性要求局部服從全局，始終把對象看作是一個有機整體。2、層次性原則系統(tǒng)都是有層次結構的。第五十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日3.開放性原則任何系統(tǒng)都是開放的，任何系統(tǒng)脫離其存在的環(huán)境就無法生存，系統(tǒng)向環(huán)境開放是系統(tǒng)存在的前提。4.最優(yōu)化原則使用系統(tǒng)方法的目的和要求。最優(yōu)化是整體功能最優(yōu)優(yōu)，系統(tǒng)的最優(yōu)化是多目標的綜合。第五十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日5.定性定量原則6.人—機交換原則第五十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日三、還原論與整體論的辯證統(tǒng)一系統(tǒng)論就是還原論和整體論的辦證統(tǒng)一。第五十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日第四節(jié)非邏輯方法在邏輯方法還走不通的地方，科學就要用非邏輯方法開辟新的道路；非邏輯方法打開通路后，又必須及時地在從舊認識到新認識之間的“深淵”上架起“邏輯的橋梁”。第五十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日一、形象思維

1.形象思維的含義和特點思維的基本元素是概念和表象，思維的基本形式是抽象思維和形象思維。抽象思維是通過形成概念和運用概念進行判斷和推理來實現(xiàn)的；形象思維則表現(xiàn)為表象的分解和重組形成的一種思維流程。

形象思維就是對感知過的形象在頭腦中進行加工和改造，重組出新的形象，用直觀的形式展現(xiàn)研究對象的特征、結構和關系，以解釋研究對象的本質和規(guī)律。

第五十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日

形象思維的特點：

直觀性。它通過感覺、知覺的表象描述事物，用個別表現(xiàn)一般，用具體表達抽象，具有直觀、生動、具體的特點，容易為人們所理解和接受。概括性。它用形象語言或手法把若干分散、孤立和片斷的知識綜合起來形成統(tǒng)一的圖景，給人以完整的概念。簡明性。它可以簡化繁難的邏輯推理過程，直接得到思維的結果，縮短認識過程。形象思維的主要活動方式是想象。第六十頁，共九十五頁，2022年，8月28日2.形象思維的主要形式形象思維中主要形式：聯(lián)想和想象聯(lián)想：是從一事物想到另一事物，是將大腦中的意象聯(lián)系起來，由一種已知意象喚起另一種意象。想象：是在聯(lián)想的基礎上加工原有的意象，對原有的意象進行改造重組剪接，形成新的意象。第六十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日

詩人、小說家、藝術家需要想象，科學也需要想象。愛因斯坦提出相對論的兩條原理和他創(chuàng)立的相對論，是現(xiàn)代科學中想象力發(fā)揮作用的突出表現(xiàn)。沒有想象就沒有場的概念，沒有想象就沒有核酸分子雙螺旋結構模型，沒有想象也就沒有各種微觀粒子的理論模型。

第六十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日第六十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日想象在科學認識中的作用

第一，進行創(chuàng)造性的綜合?？茖W認識活動是直觀的形象東西和抽象的概括的東西的統(tǒng)一體。第二，是新概念、新理論的設計師。想象具有概括化和理想化的作用。想象在對事物的形象進行加工時，所進行的選擇、揚棄、改造、重組的過程，就是概括性活動。集中地體現(xiàn)在科學想象活動的成果之中。電磁學中的磁力線是關于磁作用機制十分形象的概括；物理學中的場的概念以及三維空間、四維空間都是對物體存在方式的不同概括。第三，想象能激勵、誘導發(fā)現(xiàn)或發(fā)明。科學幻想是一種指向末來的特殊想象。它的特征是任憑思維擺脫現(xiàn)實的束縛去構思塑造未知的事物，對科學發(fā)現(xiàn)或技術發(fā)明起著十分重要的誘導作用。第四，科學幻想是想象的特殊形式，是一種指向未來的科學想象。第六十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日3.形象思維在科學研究中所具有的意義

首先，它可以直觀、形象、清晰、明確、具體的解釋對象的本質和規(guī)律，使人們能夠迅速捕捉到隱藏在事物深層的本質規(guī)律，理解高度抽象的理論。其次，形象思維的發(fā)散性有利于突破邏輯思維的局限，從而揭示對象的本質和規(guī)律。形象思維在工程技術領域中有著更為突出的意義。最后，是科學抽象發(fā)展理論的重要手段。第六十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日形象思維與抽象思維形象的“細胞”是意象；抽象思維的細胞是概念。形象思維的過程是運用意象進行聯(lián)想和想象。抽象思維的過程是由概念而判斷，由判斷而推理。第六十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日二、直覺思維直覺：不受某種固定的邏輯規(guī)則約束而直接領悟事物本質的一種思維形式。直覺是對事物的快速理解，是在認識過程中的突然而來的飛躍，它是一種在感性材料的觸發(fā)下一下子推測到事物的本質的思維活動。某個感性——直覺——事物本質直覺需要感性材料，但它不需要大量材料進行邏輯推理，知覺只要一點感性材料的觸發(fā)就行了。直覺需要推理，但直覺的推理過程不是按部就班的，而是跳躍式的，只經(jīng)過一兩個步驟馬上猜到事物的本質。所以直覺的根本點就是快?？吹侥硞€感性材料，腦子一動，就猜到了事物的本質。第六十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日第六十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日

直覺思維不同于用邏輯形式固定下來的那種習慣的思維方式。直覺是一種普遍的心理現(xiàn)象，人們平常說的“第一印象”、“預感”、“猜測”、“洞察力”等等都是從某個側面來表達人的直覺的。人們在直覺中，思維采用了邏輯推論進程的縮減性，忽略了推論的全過程，但把握住了個別的、最重要的環(huán)節(jié)，特別是最終結論。第六十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日1.直覺思維的主要特點

第一，突發(fā)、突變性。當問題一發(fā)生或被提出，會突如其來稍縱即逝，在極短時間內實現(xiàn)認識過程的突變、智力的飛躍，人們立即對問題的性質作出判斷或結論。第二，認識成果的突破性。第三，思維過程的非邏輯性?，F(xiàn)代思維科學的研究表明，人類思維的本質特征在于它有能力“跳過”邏輯證明的某些環(huán)節(jié)而從整體上對一些問題作出結論。它不受邏輯的束縛，表現(xiàn)為邏輯的中斷。第七十頁，共九十五頁，2022年，8月28日

第四，對經(jīng)驗知識的依賴性。經(jīng)驗知識是由相關問題產(chǎn)生直覺認識的基礎。愛因斯坦指出：“物理學家的最高使命是要得到那些普遍的基本規(guī)律……要通向這些定律，并沒有邏輯的道路，只有通過那種以對經(jīng)驗共鳴的理解為依據(jù)的直覺，才能得到這些定律。第五，結論的或然性。直覺不是建立在嚴密的邏輯論證基礎上的，所以它有可能出現(xiàn)錯誤，因此，其結論的正確性不是必然性的，而是或然性的。第七十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日2.直覺與靈感的聯(lián)系靈感—

靈感是主體對反復思考而尚未解決的問題，因某種偶然因素或潛意識信息啟發(fā)而得到突然頓悟的心理狀態(tài)。它在本質上是認識過程中的需要誘發(fā)的心靈受激感應活動。是人們借助直覺啟示對問題的突然領悟。

第七十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日當一個人長期思考一個問題，頭腦中積累了大量的知識，并且不斷地進行整理，思維處于高度集中，高度活躍的狀態(tài)。想呀，想呀，還是想不出拿來，由于受到某一現(xiàn)象的啟示，突然猜到了問題的本質，思路豁然開朗，茅塞頓開。這種思維現(xiàn)象就稱為靈感。第七十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日第七十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日

德國化學家凱庫勒長期研究結構化學，試圖揭開有機物中碳原子之間是如何結合的謎底，可是，久而不得其解。后來，據(jù)他自已說在夢中，看見蛇咬它自己的尾巴，受此啟示突然達到創(chuàng)造的高潮，才終于發(fā)現(xiàn)苯環(huán)結構。這個發(fā)現(xiàn)徹底革新了有機化學。這事例說明，靈感的產(chǎn)生既要有長時間的準備以及思考，也要有一時的頓悟和戲劇性的突變性。第七十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日靈感與直覺的一致性主要在于：第一，都具有瞬時性，是一瞬間形成的一種認識。第二，都具有創(chuàng)造性，是思維對問題本質性的理解和把握。第三，都不是嚴密的邏輯推理過程。第七十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日

靈感與直覺的區(qū)別主要在于：

第一，對象性不同。直覺是直接面對需要解答的問題，不假思索地迅速作出結論性的判斷；靈感則是以對反復思索的疑難問題，不期而遇地產(chǎn)生頓悟而形成的結論。第二，依據(jù)的基礎不同。直覺的基礎主要是經(jīng)驗知識的積累；靈感的基礎主要是思維漸進過程的中斷、飛躍。第三，情感狀況不同。直覺往往伴以較強的自信心，確信所得出的結論“十拿九穩(wěn)”；靈感往往伴以情感的激動、亢奮狀態(tài)。第七十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日第七十八頁，共九十五頁，2022年，8月28日3.捕捉直覺和靈感的方法4.直覺思維方法論意義第七十九頁，共九十五頁，2022年，8月28日三、創(chuàng)造性思維的藝術1.創(chuàng)造性思維的含義：是突破傳統(tǒng)的邏輯規(guī)則，以新穎的思路來解決問題的思維過程和方法。第八十頁，共九十五頁，2022年，8月28日2.創(chuàng)造性思維的特點（1）新穎性和獨創(chuàng)性（2）關聯(lián)性（3）靈活性和現(xiàn)實可行性當思維從一個方向受阻時，轉向另一個方向。單向地毫無進展地重復思考，想了一遍又一遍，鉆進去拔不出來。勤于思考，不是窩在心中想無數(shù)遍，而是要多角度思維、逆向思維。（4）綜合性第八十一頁，共九十五頁，2022年，8月28日3.創(chuàng)造性思維的綜合方式（1）邏輯方法和非邏輯方法的辯證統(tǒng)一。（2）發(fā)散性思維與收斂性思維優(yōu)化綜合（3）理性的直覺和自覺的整合第八十二頁，共九十五頁，2022年，8月28日

發(fā)散思維（divergentthinking或稱“求異思維”）：在解決問題時，思維能不拘一格地從僅有的信息中盡可能擴展開去，朝著各種方向去探尋各種不同的解決途徑和答案。它的特點是流暢性、靈活性和獨特性。

收斂思維（convergentthinking或稱“輻合思維”、“求同思維”)：在解決問題的過程中，思維能盡可能利用已有的知識和經(jīng)驗，把眾多的信息逐步引導到條理化的邏輯系列中去，從所接受的信息中產(chǎn)生邏輯的推論。第八十三頁，共九十五頁，2022年，8月28日4.創(chuàng)造性思維的過程準備期醞釀期明朗期驗證期第八十四頁，共九十五頁，2022年，8月28日三種境界王國維古今之成大事業(yè)、大學問者，必經(jīng)過三種之境界：“昨夜西風凋碧樹。獨上高樓，望盡天涯路。”此第一境也?！耙聨u寬終不悔，為伊消得人憔悴。”此第二境也?！氨娎飳にО俣?，驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處。”此第三境也。第八十五頁，共九十五頁，2022年，8月28日迎著困難，勇于攀登，高瞻遠望，苦苦思索,“獨上高樓，望盡天涯路”；這是處于創(chuàng)造沉思中的情景。這是第一種境界。追求真理，百折不撓，無論多大挫折，終不后退,“衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴”；這是研究探索中的情景。這是第二種境界。幾經(jīng)艱苦奮斗，突然受到啟發(fā)，頓時恍然大悟，原來事物的奧秘，正隱藏在“燈火闌珊處”；這是直覺的頓悟、成功的歡悅的情景。這是第三種境界第八十六頁，共九十五頁，2022年，8月28日“三種境界”之說正說明了在科學探索和藝術創(chuàng)作中存在著三個階段：高瞻遠矚、構想沉思的準備階段-準備期冥思苦想、孜孜以求的探索階段-醞釀期不斷追求、終有頓悟的收獲階段-豁朗期王國維先生的這一論述蘊含著深邃的哲理，其真知灼見發(fā)人深思。第八十七頁，共九十五頁，2022年，8月28日

從事科學研究的人似乎還需要一種境界，即：“行到水窮處