第五講 科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)課件

第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法—觀察科學(xué)的辯護(hù)和確證科學(xué)觀察和實(shí)驗(yàn)中的機(jī)遇第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)

為什么我眼睛看到的會(huì)有錯(cuò)呢？一、科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法—觀察眼見為實(shí)又怎樣理解呢？第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)一、科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法—觀察

（一）對(duì)觀察的理解1.觀察的含義科學(xué)觀察是人們通過感覺器官或借助科學(xué)儀器有目的、有計(jì)劃地考察研究客體從而獲取科學(xué)事實(shí)的方法?？茖W(xué)事實(shí)與客觀事實(shí)、經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的區(qū)分2.觀察的特點(diǎn)它是一種感性認(rèn)識(shí)活動(dòng)它具有計(jì)劃性、目的性其研究對(duì)象處于自然狀態(tài)第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)一、科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法—觀察

3.觀察（眼睛）的生理特性人類眼睛最重要的組成部分：晶體和視網(wǎng)膜來自被觀察物的光線，通過居間媒介從客體到達(dá)晶體晶體通過折射這些光線，從而在視網(wǎng)膜上的一個(gè)焦點(diǎn)成像，視網(wǎng)膜就像一個(gè)屏幕。視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)把光信息通過中樞神經(jīng)傳給大腦皮層大腦對(duì)這些信息的記錄，形成了人類的觀看過程。第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)

（二）科學(xué)觀察的原則1.客觀性原則：這一原則要求我們要如實(shí)反映研究對(duì)象，既不能夸大，也不能縮小，更不能臆造一些不存在的事實(shí)。

一、科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法—觀察

第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)信息第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)信息第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)信息第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)堅(jiān)持客觀性原則應(yīng)注意：事物的非本質(zhì)現(xiàn)象混淆了事物的本質(zhì)現(xiàn)象環(huán)境對(duì)觀察的影響觀察的角度不同錯(cuò)覺對(duì)觀察的影響觀察滲透理論（觀察者原有經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、觀察儀器、觀察結(jié)果的理論解釋等）第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)案例：MichaelPolanyi描述醫(yī)學(xué)生觀察X光的變化過程醫(yī)學(xué)生參與X光照片對(duì)肺病的診斷過程

一開始，只看到X光照片上心臟和肋骨以及它們之間少許蛛狀斑，并聽到放射科醫(yī)師用專業(yè)術(shù)語(yǔ)的講解，但迷惑不解；幾星期后，再觀察一些全新的不同病例照片，萌生一種尚不確定的理解；漸漸地，他忘記肋骨而看到肺；最終，一幅內(nèi)容豐富、飽含了重要細(xì)節(jié)的全景圖就會(huì)展現(xiàn)在他面前：生理變異、病理變化、疤痕、慢性傳染病以及急性病的癥候等等。雖然，他仍然可能只是看到專家們看到的一部分，但那些照片和對(duì)它們的評(píng)論確實(shí)變得有意義了。第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)注意：科學(xué)只是從單純的事實(shí)中推導(dǎo)出來的嗎？看不僅僅是與眼球的相遇，看伴隨著知識(shí)。人必須通過學(xué)習(xí)才能成為一個(gè)合格的科學(xué)觀察者。第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)2.全面性原則：此原則要求在時(shí)空兩個(gè)角度全面地觀察把握對(duì)象的各種屬性、規(guī)定以及它們之間的聯(lián)系，以獲得廣泛而有聯(lián)系的、完整而又系統(tǒng)的可靠材料，如實(shí)地反映客觀事物的全貌。

第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)比德爾3.典型性原則：此原則要求選擇典型的、有代表性的觀察對(duì)象和條件，避免次要因素的干擾，從而使獲得的觀察資料更可靠。具體指典型對(duì)象和典型環(huán)境。

自花授粉、雜種可育、性狀明顯繁殖周期短、性狀明顯、四對(duì)染色體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單—只有一個(gè)細(xì)胞、每個(gè)性狀由單個(gè)基因控制、可進(jìn)行有性無性繁殖、實(shí)物簡(jiǎn)單摩爾根孟德爾第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)4.細(xì)心性原則：此原則要求在觀察時(shí)應(yīng)認(rèn)真、細(xì)心，觀察別人所沒有注意的細(xì)節(jié)，以做出新發(fā)現(xiàn)。案例：閔可夫斯基與糖尿病的發(fā)現(xiàn)在于注重細(xì)節(jié)伽伐尼成為電生理學(xué)之父也在于注重細(xì)節(jié)

第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)二、科學(xué)的辯護(hù)和確證

案例在1844年—1848年間，匈牙利醫(yī)生塞美爾懷斯（IgnazSemmelweis）發(fā)現(xiàn)在他工作的醫(yī)院里第一婦產(chǎn)區(qū)的很多產(chǎn)婦患上產(chǎn)褥熱，其中在1844年3157個(gè)母親中的260人或8.2%死于這種疾??；而1845年死亡率6.8%；1846年死亡率11.4%。但在同一醫(yī)院的第二婦產(chǎn)區(qū)，同樣年份里死亡率是2.3%、2.0%、2.7%。針對(duì)此種情況，塞美爾懷斯對(duì)當(dāng)時(shí)關(guān)于此種病因的假說一一進(jìn)行試驗(yàn)，其過程如下：第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)死亡率對(duì)比年份產(chǎn)區(qū)184418451846第一產(chǎn)區(qū)8.2%6.8%11.4%第二產(chǎn)區(qū)2.3%2.0%2.7%第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)二、科學(xué)的辯護(hù)和確證第一種假說：假說:瘟疫感染引起產(chǎn)褥熱試驗(yàn)：一種真正的瘟疫對(duì)地區(qū)無選擇性，而產(chǎn)褥熱只發(fā)生在第一病區(qū)，第二病區(qū)能幸免嗎？結(jié)論：產(chǎn)褥熱不是瘟疫引起的第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)二、科學(xué)的辯護(hù)和確證第二種假說假說：過分擁擠導(dǎo)致產(chǎn)褥熱試驗(yàn)：事實(shí)上第二病區(qū)也擁擠，第二病區(qū)產(chǎn)褥熱很低結(jié)論：擁擠不是導(dǎo)致產(chǎn)褥熱的原因第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)二、科學(xué)的辯護(hù)和確證第三種假說假說：醫(yī)科學(xué)生對(duì)產(chǎn)婦的粗暴檢查傷害導(dǎo)致產(chǎn)褥熱試驗(yàn)：①自然分娩造成的傷害大于粗暴檢查造成的傷害；②第二婦產(chǎn)區(qū)助產(chǎn)士以同樣方式檢查但無同樣的病情效果；③當(dāng)醫(yī)科學(xué)生數(shù)目減少后，對(duì)婦女檢查減到最小量，死亡率短期下降后，上升到比以前更高的程度。結(jié)論：醫(yī)科學(xué)生對(duì)產(chǎn)婦的粗暴檢查傷害不是導(dǎo)致產(chǎn)褥熱的原因第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)二、科學(xué)的辯護(hù)和確證第四種假說假說：教士對(duì)臨終產(chǎn)婦的關(guān)懷因長(zhǎng)時(shí)間的搖鈴聲引起心理恐懼導(dǎo)致死亡率很高試驗(yàn)：說服教士繞道走而不搖鈴，死亡率并沒有下降結(jié)論：教士對(duì)臨終產(chǎn)婦的關(guān)懷因長(zhǎng)時(shí)間的搖鈴聲不是導(dǎo)致死亡率很高的原因第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)二、科學(xué)的辯護(hù)和確證第五種假說假說:仰臥分娩是導(dǎo)致死亡率較高的原因試驗(yàn)：在第一婦產(chǎn)區(qū)采用像第二婦產(chǎn)區(qū)一樣的側(cè)臥分娩結(jié)論：死亡率仍然較高第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)二、科學(xué)的辯護(hù)和確證意外事故給塞美爾懷斯提供了解決這個(gè)問題的決定性線索塞美爾懷斯的一個(gè)同事在進(jìn)行尸體解剖時(shí)被手術(shù)刀刺傷，在經(jīng)歷痛苦病痛之后死亡；而其癥狀與產(chǎn)褥熱癥狀相同，實(shí)踐中他的同事和醫(yī)科學(xué)生都是從尸體解剖房直接進(jìn)入病房，洗手很簡(jiǎn)單，常保留尸體腐敗氣味第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)二、科學(xué)的辯護(hù)和確證假說：塞美爾懷斯此時(shí)認(rèn)為手術(shù)刀上的“尸體物質(zhì)”是導(dǎo)致死亡的原因試驗(yàn)：讓所有對(duì)產(chǎn)婦檢查的醫(yī)生和醫(yī)科學(xué)生于檢查前在漂白粉溶液中洗手結(jié)論：產(chǎn)褥熱死亡率迅速下降進(jìn)一步確證其結(jié)論：第二病區(qū)助產(chǎn)士沒有進(jìn)行解剖尸體的工作；街上生孩子的產(chǎn)婦死亡率也低。但后來又有新發(fā)現(xiàn)：來自活機(jī)體的腐敗物質(zhì)也能導(dǎo)致產(chǎn)褥熱第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)二、科學(xué)的辯護(hù)和確證（一）檢驗(yàn)假說的步驟如果假說H為真，則在特定環(huán)境下，就有一定的可觀察事件發(fā)生（I），即如果H,則II被H所蘊(yùn)涵，I是假說H的檢驗(yàn)蘊(yùn)涵圖式：①若H為真，則I為真。但（證據(jù)表明）I不真

H不真第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)二、科學(xué)的辯護(hù)和確證圖式②若H為真，則I為真。

(證據(jù)表明)I為真。H是真的分析：第①個(gè)圖式是一個(gè)演繹推理，否定后件，必然否定前件，此推理有效第②個(gè)圖式也是一個(gè)演繹推理，但肯后件并不能肯定前件，此推理無效因此：由假說推出的檢驗(yàn)蘊(yùn)涵為真這個(gè)事實(shí)并不能證明這個(gè)假說真，即使許多蘊(yùn)涵被證明為真，這個(gè)可以仍然為假。第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)二、科學(xué)的辯護(hù)和確證總結(jié)：無論有多少檢驗(yàn)有利的結(jié)果，都不能為一個(gè)假說提供結(jié)論性的證明但就檢驗(yàn)蘊(yùn)涵所及的范圍而言，這個(gè)假說已經(jīng)得到證明，雖然沒有提供一個(gè)完全的證明，但至少提供了某種特別的確證另外，一個(gè)否定后件就必然否定前件的演繹推理也應(yīng)考慮驗(yàn)證中的復(fù)雜情況第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)二、科學(xué)的辯護(hù)和確證（二）判決性實(shí)驗(yàn)

案例：光本性認(rèn)識(shí)歷程

光的微粒學(xué)說

代表人物—牛頓；內(nèi)容—微粒從光源飛出來，在真空或均勻物質(zhì)內(nèi)由于慣性而作勻速直線運(yùn)動(dòng)，可以說明光的直線傳播和光的反射現(xiàn)象；困難：①認(rèn)為光在水中的速度要大于空氣中的速度與事實(shí)不符；②不能解釋光的干涉、衍射現(xiàn)象。第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)光的波動(dòng)學(xué)說代表人物—惠更斯內(nèi)容—認(rèn)為光是在介質(zhì)中傳播的一種波動(dòng)。利用波動(dòng)說能說明折射、干涉現(xiàn)象困難：但由于當(dāng)時(shí)對(duì)光的波長(zhǎng)不太了解，很難解釋衍射現(xiàn)象案例：光本性認(rèn)識(shí)歷程第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)案例：光本性認(rèn)識(shí)歷程1801年,英國(guó)物理學(xué)家托馬斯楊進(jìn)行了著名的楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中觀察到了光的干涉現(xiàn)象,并第一次測(cè)量了光的波長(zhǎng)。1804年,菲涅耳用一束光照射到開有小孔的不透光的遮光板上,在遮光板之后的毛玻璃屏上,看見了除中央為亮的亮斑,周圍是明、暗相間的圓環(huán),成功地實(shí)現(xiàn)了光的衍射。1850年,傅科又從實(shí)驗(yàn)中證明光在水中的速度小于空氣中的速度，僅僅是空氣中速度的3/4。波動(dòng)說最后以無可辯駁的事實(shí)徹底否定了微粒說,在十九世紀(jì)中葉形成了波動(dòng)光學(xué)的體系。第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)托馬斯?楊：“盡管我仰慕牛頓的大名，但我并不因此非得認(rèn)為他是百無一失的．我遺憾地看到，他也會(huì)弄錯(cuò)，而他的權(quán)威也許有時(shí)阻礙了科學(xué)的進(jìn)步．”愛因斯坦：“光——同時(shí)又是波，又是粒子，是連續(xù)的，又是不連續(xù)的．自然界喜歡矛盾……”第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)光電效應(yīng)對(duì)波動(dòng)說的沖擊愛因斯坦提出光的波粒二象性學(xué)說：對(duì)于時(shí)間的平均值，光表現(xiàn)為波動(dòng)；對(duì)于時(shí)間的瞬間值，光表現(xiàn)為粒子性

結(jié)論：判決性實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)的確證并非具有一勞永逸的判決作用案例：光本性認(rèn)識(shí)歷程第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)實(shí)驗(yàn)有哪些程序？對(duì)你來說，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意什么？第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)（三）實(shí)驗(yàn)的一般程序1.實(shí)驗(yàn)的構(gòu)思與設(shè)計(jì)確定實(shí)驗(yàn)原理選擇實(shí)驗(yàn)材料選擇或研制適用的實(shí)驗(yàn)儀器選擇實(shí)驗(yàn)類型確定對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)條件的控制第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)2.實(shí)驗(yàn)的實(shí)施

①實(shí)驗(yàn)者對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器原理的了解程度；②對(duì)儀器操作的技能，操作的熟練程度；③還取決于實(shí)驗(yàn)者的觀察能力、思維能力；④同時(shí)也取決于實(shí)驗(yàn)者對(duì)觀察到的多種現(xiàn)象、過程、事實(shí)和數(shù)據(jù)的記錄和描述的準(zhǔn)確程度第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析處理首先對(duì)誤差范圍作出判斷，避免把不屬于誤差的差異遺漏對(duì)結(jié)果、數(shù)據(jù)的處理還包括對(duì)大量偶然性因素的統(tǒng)計(jì)、分析，以便揭示出規(guī)律性對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描述應(yīng)具客觀性方法：運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)或建立數(shù)學(xué)模型的方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要可把數(shù)據(jù)描繪成坐標(biāo)曲線、表格、圖形等形式，或者用數(shù)學(xué)式表達(dá)出來，以尋找研究對(duì)象發(fā)展、變化、運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。也可以以文字形式描述。

第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)

4.對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理論分析：

①如果實(shí)驗(yàn)得出來的結(jié)果與原有理論沒有矛盾，而且與本實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，所提出的任務(wù)、目的（同標(biāo)值）相吻合，相一致，則這一實(shí)驗(yàn)就基本完成，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果就可以進(jìn)行思維加工，提出假說并再次驗(yàn)證，最終升為理論。②如果實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與原有理論相矛盾，或者與目標(biāo)值不一致，就要尋找矛盾的原因：一般來說，a.要么是原有理論是錯(cuò)誤的；b.要么是實(shí)驗(yàn)原理的錯(cuò)誤；c.要么是儀器的誤差所造成；d.要么是數(shù)據(jù)結(jié)果記錄的錯(cuò)誤；e.要么就是方法不當(dāng)或者選擇的實(shí)驗(yàn)對(duì)象有問題。總之是什么原因引起的矛盾，應(yīng)具體實(shí)驗(yàn)具體分析，直至發(fā)現(xiàn)問題，另行確定課題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，得到驗(yàn)證為止。注意：實(shí)驗(yàn)是一個(gè)整體，結(jié)果未預(yù)期產(chǎn)生應(yīng)慎重對(duì)待。第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)三、觀察、實(shí)驗(yàn)中的機(jī)遇（一）機(jī)遇的概念、特點(diǎn)和作用1.概念：是指人們?cè)谟^察、實(shí)驗(yàn)過程中，由于某一偶然的事件或機(jī)會(huì)，意外的發(fā)現(xiàn)了新現(xiàn)象，并由此導(dǎo)致科學(xué)上的新發(fā)現(xiàn)或新突破。2.特點(diǎn)：意外性、偶然性、導(dǎo)致新的發(fā)現(xiàn)。3.作用：對(duì)科技的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生特殊的意義，往往會(huì)由此開拓出新的科技領(lǐng)域，甚至引起一場(chǎng)科技革命。

第五講科學(xué)發(fā)現(xiàn)與辯護(hù)（二）機(jī)遇產(chǎn)生的根源1.客觀原因：客觀世界中的一切事物的變化發(fā)展過程都是必然性與偶然性的統(tǒng)一。機(jī)遇的產(chǎn)生從形式上來說是偶然性的表現(xiàn)，從根源上來說又是以必然性為基礎(chǔ)的，具體來說就是事物客觀存在的內(nèi)在本質(zhì)。

2.認(rèn)識(shí)論原因：主觀和客觀的矛