第三章自然辨證法教學(xué)課件

一、科學(xué)研究的方法論框架（一）現(xiàn)代科學(xué)方法論及其形成科學(xué)方法按其對象和適用范圍大致可分為3個(gè)層次：

1、各門自然科學(xué)中的一些特殊的和具體的研究方法2、適用于各門自然科學(xué)的一般研究方法3、概括面最廣、抽象程度最高，普遍適用于自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、思維科學(xué)的研究方法，也叫哲學(xué)方法7/20/20231一、科學(xué)研究的方法論框架（二）現(xiàn)代科學(xué)研究的基本環(huán)節(jié)確定科研選題獲取科學(xué)事實(shí)進(jìn)行思維加工實(shí)踐檢驗(yàn)論證建立理論體系7/20/20232二、科研問題和與科研選題（一）問題是科學(xué)研究的起點(diǎn)

1、近代科學(xué)：“科學(xué)始于觀察”2、現(xiàn)代科學(xué)：“科學(xué)始于問題”愛因斯坦：“提出一個(gè)問題往往解決一個(gè)問題更重要。因?yàn)榻鉀Q問題也許僅僅是一個(gè)數(shù)學(xué)上的或?qū)嶒?yàn)上的技能而已，而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看待舊的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步?！辈ㄆ諣柕膶?shí)驗(yàn)7/20/20233二、科研問題和與科研選題（二）科學(xué)問題及其來源

科學(xué)問題的設(shè)置，不僅與科學(xué)家個(gè)體的“當(dāng)前狀態(tài)”有關(guān)，而且與科學(xué)共同體的“當(dāng)前狀態(tài)”有關(guān)科學(xué)問題的提出不是孤立的，它蘊(yùn)涵著問題的指向、研究的目標(biāo)和求解的應(yīng)答域（求解范圍）7/20/20234二、科研問題和與科研選題（二）科學(xué)問題及其來源

1、科學(xué)理論與科學(xué)實(shí)踐的矛盾所產(chǎn)生的科學(xué)問題如“中微子假說”2、科學(xué)理論體系內(nèi)在矛盾所產(chǎn)生的科學(xué)問題科學(xué)中的“悖論”、“佯謬”是典型形式。如伽俐略通過一系列假設(shè)和嚴(yán)密的邏輯推導(dǎo)，揭示出亞里士多德動(dòng)力學(xué)理論中的悖論，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了自由落體定律7/20/20235二、科研問題和與科研選題（二）科學(xué)問題及其來源3、不同科學(xué)學(xué)派和科學(xué)理論之間矛盾所產(chǎn)生的科學(xué)問題4、經(jīng)驗(yàn)事實(shí)積累到一定階段所產(chǎn)生的科學(xué)問題5、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生產(chǎn)實(shí)際需要所產(chǎn)生的科學(xué)應(yīng)用問題如SARS疫苗的防治等7/20/20236二、科研問題和與科研選題（三）科學(xué)選題的原則

需要性原則科學(xué)性原則創(chuàng)造性原則可行性原則7/20/20237二、科研問題和與科研選題（四）科研選題的步驟

1、前期調(diào)研：了解前人的工作和現(xiàn)實(shí)的需要，進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研和實(shí)際考察2、構(gòu)思論證：在前期調(diào)研基礎(chǔ)上，對所搜集、查閱和考察得到的科研資料，進(jìn)行系統(tǒng)地歸納、整理、判斷、分析，初步論證課題的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義，分析課題的研究價(jià)值和主要難點(diǎn)，粗線條地構(gòu)思為完成課題擬采取的主要方法和技術(shù)路線等3、申報(bào)評審7/20/202387/20/20239三、獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法（一）科學(xué)事實(shí)及其性質(zhì)

1、科學(xué)事實(shí)是通過觀察和實(shí)驗(yàn)所獲得的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，是經(jīng)過科學(xué)整理和鑒定的確定事實(shí)。一般分為兩類：事實(shí)Ⅰ：指客體與儀器相互作用結(jié)果的表征，若觀測儀器上所記錄和顯示的數(shù)字、圖象等事實(shí)Ⅱ：指對觀察實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果的陳述和判斷7/20/202310三、獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法（一）科學(xué)事實(shí)及其性質(zhì)2、科學(xué)事實(shí)屬于認(rèn)識(shí)論的范疇，它體現(xiàn)的是客觀事物在科學(xué)認(rèn)識(shí)主體中的記述和判斷，其內(nèi)容是客觀的，形式是主觀的科學(xué)事實(shí)是經(jīng)過檢驗(yàn)的科學(xué)事實(shí)科學(xué)事實(shí)是滲透理論的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)7/20/202311三、獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法（二）科學(xué)觀察與科學(xué)實(shí)驗(yàn)

科學(xué)研究方法分為兩類：獲取感性材料的基本方法，如觀察和實(shí)驗(yàn)對感性材料進(jìn)行科學(xué)抽象、加工制作的理性思維方法，可分為邏輯方法和非邏輯方法獲取科學(xué)事實(shí)的最基本、最普遍的方法是科學(xué)觀察與科學(xué)實(shí)驗(yàn)7/20/202312三、獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法（二）科學(xué)觀察與科學(xué)實(shí)驗(yàn)1、科學(xué)觀察：人們有目的、有計(jì)劃、有步驟地通過自己的感官去反映自然界各種事物現(xiàn)象的活動(dòng)（1）特點(diǎn)：感知性和目的性（2）分類：據(jù)人們獲取觀察對象信息的要求不同，可分為定性觀察和定量觀察；據(jù)觀察過程中是否使用儀器中介，分為直接觀察和間接觀察7/20/202313三、獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法（二）科學(xué)觀察與科學(xué)實(shí)驗(yàn)

2、科學(xué)實(shí)驗(yàn)：人們據(jù)一定的科學(xué)研究目的，運(yùn)用儀器、設(shè)備等物質(zhì)手段，在認(rèn)為控制或模擬研究對象的條件下，使自然過程以純粹、典型的方式表現(xiàn)出來，以便進(jìn)行觀察、研究，從而獲取科學(xué)事實(shí)。（1）特點(diǎn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)可以簡化和純化研究對象科學(xué)實(shí)驗(yàn)可以強(qiáng)化和激化研究對象科學(xué)實(shí)驗(yàn)可以重復(fù)或再現(xiàn)研究過程和結(jié)果7/20/202314三、獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法（二）科學(xué)觀察與科學(xué)實(shí)驗(yàn)2、科學(xué)實(shí)驗(yàn)（2）分類據(jù)實(shí)驗(yàn)的對象和手段，直接實(shí)驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)（物理模擬、數(shù)學(xué)模擬、功能模擬等）（3）基本過程貯備、實(shí)施、結(jié)果處理等，貯備階段的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是極其重要的環(huán)節(jié)7/20/202315三、獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法（三）觀察和實(shí)驗(yàn)中的機(jī)遇

1、機(jī)遇：在獲取科學(xué)事實(shí)的觀察和實(shí)驗(yàn)過程中，由于意外的事件導(dǎo)致科學(xué)上的新發(fā)現(xiàn)2、機(jī)遇的分類（1）意外的、偶然的發(fā)現(xiàn)使遇到的難題迎刃而解（2）本來為了研究某一事物，但在實(shí)踐過程中卻意外地發(fā)現(xiàn)了另一種事物，而后者又比前者具有更大的價(jià)值

7/20/202316三、獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法（三）觀察和實(shí)驗(yàn)中的機(jī)遇

3、利用機(jī)遇的條件客觀條件科學(xué)家個(gè)人的認(rèn)識(shí)態(tài)度開放的思路

活躍思想廣博的知識(shí)背景7/20/202317三、獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法（四）獲取科學(xué)事實(shí)的認(rèn)識(shí)論問題

1、觀察與理論的關(guān)系兩種不同觀點(diǎn)：（1）認(rèn)為觀察是獨(dú)立于理論之外的純粹中性觀察，只有經(jīng)過這種觀察才能進(jìn)入形成理論階段（邏輯經(jīng)驗(yàn)主義所持有）（2）認(rèn)為不存在純粹中性的觀察，任何觀察都滲透著理論（美國科學(xué)哲學(xué)家漢森（N.R.Hanson）在《發(fā)展的模式》中提出“觀察滲透理論”）-具有合理性？7/20/202318觀察滲透理論

漢森設(shè)想天文學(xué)家開普勒（J.Kepler）和第谷（B.Tycho）兩人一起站在高山上觀察日出：一只位于紅、綠色斑中間的明亮的黃白色圓盤。然而除此之外，開普勒和第谷還看到了不同的東西：第谷看到的是太陽從固定的地平線上冉冉升起，開普勒看到的卻是靜止的太陽底下滾動(dòng)著的地平線。導(dǎo)致他們觀察結(jié)果的不同不是視覺圖象的差別，而是因?yàn)閮扇顺钟胁煌奶煳膶W(xué)理論。7/20/202319三、獲取科學(xué)事實(shí)的基本方法（四）獲取科學(xué)事實(shí)的認(rèn)識(shí)論問題

2、實(shí)驗(yàn)對象與測量儀器的相互作用科學(xué)實(shí)驗(yàn)通常由3部分組成：實(shí)驗(yàn)者實(shí)驗(yàn)對象測量系統(tǒng)后者是據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)而選擇的儀器、測量手段等組成的系統(tǒng)7/20/202320四、科學(xué)研究的邏輯思維方法（一）科學(xué)抽象及其基本步驟

1、科學(xué)抽象：理性思維的一種模式，是在人們獲得感性材料以后，運(yùn)用理性思維進(jìn)行去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里的加工制作，從紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象中抽取本質(zhì)規(guī)律的過程2、科學(xué)抽象包括思維運(yùn)動(dòng)的兩次飛躍：由感性的具體上升到抽象的規(guī)定，再由抽象的規(guī)定上升到思維的具體7/20/202321四、科學(xué)研究的邏輯思維方法（一）科學(xué)抽象及其基本步驟

3、科學(xué)抽象的作用（1）撇開許多次要的或無關(guān)的因素，使研究對象和過程得到比在實(shí)驗(yàn)條件下更進(jìn)一步的純化和簡化（2）撇開不同事物的不同形態(tài)和內(nèi)容，抽象出事物的共同特性7/20/202322四、科學(xué)研究的邏輯思維方法（二）比較與分類方法

1、比較方法：對彼此有某種聯(lián)系的事物進(jìn)行對照，從而揭示它們的共同點(diǎn)和差異點(diǎn)的一種科學(xué)方法2、分類方法：根據(jù)事物的共同點(diǎn)和差異點(diǎn)將事物區(qū)分為不同種類的一種科學(xué)方法7/20/202323四、科學(xué)研究的邏輯思維方法（三）類比法與移植法

1、類比法：即類推法，是根據(jù)兩類對象之間在某些方面的相似或相同而推出在別的方面也可能相似或相同的一種科學(xué)方法(1)共存類比：據(jù)模型系統(tǒng)的元素a與b之間具有共存關(guān)系，推斷原型系統(tǒng)中相應(yīng)的a’與b’也有類似的關(guān)系(2)因果類比：根據(jù)兩個(gè)對象系統(tǒng)各自的屬性之間可能具有同一種因果關(guān)系進(jìn)行的類比，借助另一相似對象的因果關(guān)系探索某個(gè)對象的因果關(guān)系

7/20/202324四、科學(xué)研究的邏輯思維方法（三）類比法與移植法1、類比法(3)對稱類比：根據(jù)某些對象系統(tǒng)之間存在著的屬性對稱關(guān)系，把一個(gè)對象的屬性推論到另一個(gè)對象上去，推斷它也具有對應(yīng)的屬性(4)協(xié)變類比：兩個(gè)對象系統(tǒng)在各自的屬性之間可能具有相同的數(shù)字關(guān)系，把一個(gè)對象要素之間的協(xié)變關(guān)系推斷到與其相似的另一個(gè)對象上去的類比7/20/202325四、科學(xué)研究的邏輯思維方法（三）類比法與移植法1、類比法(5)綜合類比：根據(jù)對象要素之間的多種關(guān)系與另一對象綜合相似而進(jìn)行的類比推論如物理模擬7/20/202326四、科學(xué)研究的邏輯思維方法（三）類比法與移植法

2、移植方法（1）概念：吸收、借用一個(gè)研究領(lǐng)域、一個(gè)研究對象的理論成果和科學(xué)方法，運(yùn)用于其他研究領(lǐng)域和對象的一種方法理論研究和應(yīng)用研究中常用的方法之一，有助于認(rèn)識(shí)從簡單走向復(fù)雜、從低級(jí)走向高級(jí)如對生命現(xiàn)象的研究，都是通過力學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等的最新成果不斷向生物學(xué)領(lǐng)域移植才得以深化的7/20/202327四、科學(xué)研究的邏輯思維方法（三）類比法與移植法

2、移植方法（2）分類（按研究對象的移植范圍分）縱向移植法橫向移植法綜合移植法7/20/202328四、科學(xué)研究的邏輯思維方法（四）分析與綜合方法

1、分析法：把客觀對象的整體分解為一定部分、單元、環(huán)節(jié)、要素并加以認(rèn)識(shí)的思維方法2、綜合方法：在分析的基礎(chǔ)上把對客觀對象一定部分、單元、環(huán)節(jié)、要素的認(rèn)識(shí)聯(lián)結(jié)起來，形成對客觀對象統(tǒng)一整體認(rèn)識(shí)的思維方法7/20/202329四、科學(xué)研究的邏輯思維方法（五）歸納與演繹方法

1、歸納方法（培根倡導(dǎo)）：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，邏輯學(xué)上稱為邏輯推理。其結(jié)果往往只概括一類事物表象上的共同點(diǎn)，未必能確切反映事物的本質(zhì)，其結(jié)論具有或然性7/20/202330四、科學(xué)研究的邏輯思維方法歸納原理及其問題

歸納方法的一般原理是：如果大量的A在各種各樣的條件下被觀察到，而且如果所有這些被觀察到的A都無例外地具有性質(zhì)B，那么就可以歸納出所有A都有性質(zhì)B。問題：大量的A，什么是“大量”？其具體數(shù)值是多少？各種各樣的條件能否羅列齊全并全部實(shí)現(xiàn)？在科學(xué)觀察中能不能真正實(shí)現(xiàn)完全的無例外？……7/20/202331四、科學(xué)研究的邏輯思維方法（五）歸納與演繹方法

2、演繹方法（笛卡兒倡導(dǎo)）：從一般大個(gè)別的認(rèn)識(shí)方法。從一般性的原理出發(fā)，對個(gè)別的或特殊的事物進(jìn)行分析、推理，從而達(dá)到相應(yīng)的結(jié)論。邏輯學(xué)上稱為演繹推理。（1）演繹方法最一般的形式——三段論：大前提，小前提，結(jié)論大前提：已知的一般原理或假設(shè)小前提：所研究的個(gè)別事實(shí)的判斷結(jié)論：從一般已知原理或假設(shè)推出的對個(gè)別事實(shí)的新判斷如所有的金屬導(dǎo)電，鋁是金屬，因此鋁導(dǎo)電7/20/202332四、科學(xué)研究的邏輯思維方法（五）歸納與演繹方法

2、演繹方法（笛卡兒倡導(dǎo)）（2）局限性：限于比較固定的、單詞的推理形式，對于自然科學(xué)研究需要處理眾多參量和復(fù)雜關(guān)系來說，很不適應(yīng)（3）派生出的公理化方法：從盡可能少的概念、公理、公設(shè)出發(fā)，運(yùn)用演繹推理規(guī)則，推導(dǎo)出一系列的命題和定理，從而建立整個(gè)理論體系的方法7/20/202333四、科學(xué)研究的邏輯思維方法（五）歸納與演繹方法3、兩種方法的關(guān)系：相互聯(lián)系、相互補(bǔ)充歸納是演繹的基礎(chǔ)，歸納獲得的結(jié)論可以成為演繹的前提演繹是歸納的直到，演繹得出的結(jié)論可以成為歸納的指導(dǎo)思想7/20/202334五、科學(xué)研究的非邏輯思維方法（一）非邏輯思維的基本形式

1、非邏輯思維方法：主要指運(yùn)用潛意識(shí)、直覺、靈感、想象、形象思維于科學(xué)研究所產(chǎn)生的方法。也稱創(chuàng)造性思維方法2、非邏輯思維基本形式（1）潛意識(shí)（2）直覺（3）靈感（4）想象（5）形象思維7/20/202335五、科學(xué)研究的非邏輯思維方法（二）直覺與靈感

1、直覺思維：指不受某種固定的邏輯規(guī)則約束而直接領(lǐng)悟事物本質(zhì)的一種思維形式，以主體長期的經(jīng)驗(yàn)積累為基礎(chǔ)。有時(shí)伴隨靈感這有一特殊的心理體驗(yàn)和心理過程。2、直覺和靈感的3個(gè)基本特征（1）認(rèn)識(shí)發(fā)生的突變性（2）認(rèn)識(shí)過程的突變性（3）認(rèn)識(shí)成果的突變性7/20/202336五、科學(xué)研究的非邏輯思維方法（三）形象思維與科學(xué)想象

1、形象思維運(yùn)用形象，如圖形——視覺形象；影響——聽覺形象；運(yùn)動(dòng)——綜合形象等，如見其人，如聞其聲等依靠想象力，聯(lián)想、想象，把記憶中能反映自然本質(zhì)特征的那些形象，加以選擇、提煉、塑造、構(gòu)思出新的形象無一定程式束縛，通過個(gè)別來表現(xiàn)一般7/20/202337五、科學(xué)研究的非邏輯思維方法（三）形象思維與科學(xué)想象

2、想象力愛因斯坦認(rèn)為，“想象力比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想象力概括著世界上的一切，推動(dòng)著進(jìn)步，并且是知識(shí)進(jìn)化的源泉。嚴(yán)格地說，想象力是科學(xué)研究中的實(shí)在因素”。（許良英等.愛因斯坦文集.第1卷.北京：商務(wù)印書館.1976：284.）7/20/202338五、科學(xué)研究的非邏輯思維方法（三）形象思維與科學(xué)想象

2、想象力物理學(xué)家玻爾（N.Bohr）甚至認(rèn)為，科學(xué)家要有“病狂的想象力”20世紀(jì)大數(shù)學(xué)家希爾伯特（D.Hilbert）則認(rèn)為數(shù)學(xué)家比詩人更需要想象力，他曾對人談到自己的一個(gè)學(xué)生因?yàn)橄胂罅Σ疃男挟?dāng)詩人去了7/20/202339五、科學(xué)研究的非邏輯思維方法