科学研究的艺术科学方法论导论

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1、李建会 北京师范大学哲学与社会学学院 科学研究的艺术：科学方法论 导论l今天，科学技术日益强大。我们的认识不仅深入 到天体和宇宙的层次，而且深入到微观的夸克领 域和宏观的复杂性领域以及生命世界领域；在技 术上，我们不仅登上了月球，而且通过信息网络 技术把世界变成了一个地球村。科学技术是怎样 发展起来的，科学技术为什么会变得如此强大？l五百多万年的认识史：五百万年人类一直处在旧 石器时代，直到一万多年前人类才进入新石器时 代，六千多年前进入铜器时代，三千多年前进入 铁器时代，二百多年前进入机器时代。l科学出现的时间更短。两千多年前我们才知道杠 杆原理和浮力定律，五百多年前我们才知道地球 不是宇宙

2、的中心，两百多年前我们才知道燃烧的 基本原理，一百多年前我们才知道生命的结构、 生物的进化及遗传的奥秘。科学虽然出现得很晚 ，但科学一经产生，便开始加速发展；科学的加 速发展也推动了技术的加速发展。l科学技术为什么在古代发展得那么缓慢，在近现 代又发展得那么迅速呢？答案就在科学方法。正 是科学方法推动了近现代科学的加速发展。本章要目科学方法的重要性科学方法论的内容科研选题方法获取科学事实的方法概括科学事实的方法形成和发展科学理论的方法评价科学理论的方法一、方法的重要性孔子：“工欲善其事，必先利其器” （磨刀不误砍柴工）；亚里士多德：思维方法最重要。撰 写工具论：倡导逻辑方法 严密思维的基础。欧

3、几里德：几 何原本；弗朗西斯培根：“跛足而不迷路，能赶 过虽健步如飞但误入歧途的人”（The lame man who keeps the right road outstrips the runner who takes a wrong one. Nay, it is obvious that when a man runs the wrong way, the more active and swift he is the further he will go astray.） 培根的新工具：倡导实验方法 精确经验的基础；笛卡尔：“方法，对于探求事物真 理是绝对必要的。” 伽利略：“自然界

4、这本大书是用数 学语言写的”。强调实验的重要性 。开创实验方法和数学方法相结 合； 狄德罗：“方法是把我们引向真理 的向导，谁都不能不要方法，因 为一旦忽略方法，就必然步入歧 途。”俄国生理学家巴甫洛夫说：“科学是随 着研究法所获得的成就而前进的。研 究法每前进一步，我们就更提高一步 ，随之在我们面前也就开始了一个充 满着种种新鲜事物的，更辽阔的远景 。因此，我们头等重要的任务乃是制 定研究法。”拉普拉斯：“认识一个天才的研究方法 ，对科学的进步，甚至对她本人的荣 誉，并不比发现本身更少用处。”贝尔纳：“科学中难能可贵的创造性才华，由于 方法的拙劣可能被削弱；而良好的方法则会增长 、促进这种才

5、华。”美国著名科学史家萨顿也指出：“在科学领域， 方法至为重要。一部科学史，在很大程度上就是 一部工具史，这些工具无形的和有形的 由一系列人物创造出来，以解决他们所遇到的某 些问题。每种工具和方法都是人类智慧的结晶。 ”皮尔逊：“科学方法是通向整个知识区域的惟一 门径。”总结：科学方法的重要性科学方法是科学发现的工具，学习和掌握科学方法论 有利于优化科研人员的知识结构和思维品质，提高科 学研究人员的能力和水平。一些科学家之所以取得重 大的成就，与他们运用正确的方法密切相关；科学教育工作者学习和掌握科学方法论，可促进教学 质量的提高和全民族科学教育水平整体的发展。一般人学习和掌握科学方法，可以使

6、我们在日常生活 和工作中按科学方法办事，提高办事效率和办事的成 功率。哲学工作者学习和掌握科学方法有利于坚持科学精神 ，提高自己哲学的科学性和合理性。二、科学方法论的内容科学认识和科学认识系统科学方法的涵义科学方法论科学研究的一般方法及方法的分类1、科学认识和科学认识系统l科学 实证性。能提供具体确定的知识,结论比较明确,可以验证。 逻辑的严密性。 深刻性。不停留在表面现象上,而力求揭示背后的本质,阐明其内部机理。 创造性。实践基础上进行抽象思维,创建理论并指导实践创造出人工客体。 l科学认识系统 主体:具知识经验、方法技能、价值标准和科学实践的 特殊性的人。认识中处于主动地位,具有能动性。

7、客体:进入主体认识和实践范围的客观事物。客观存在 ,认识受客体制约。现实认识系统关系中,作为主体的 认识对象而存在, 中介：物质性中介科研中所用仪器和工具等；精神性中介包括科研的一般程序,推理规则、语言和 符号的运用等。中介即方法。2、科学方法的含义方法： “方法”（method）一词源于希腊语“沿着” （）和“道路”（），即meta和 hodos的合成，其本意是“沿着某一道路”或 “按照某种途径”，后意指达到某目标或做 某事的程序或过程。 中文“方法”一词最早出现于墨子天志 ，原为量度方形之法，后转意为知行的办 法、门路、次序等。黑格尔：“在探索的认识中，方法就是工具，是主 观方面的某个手段

8、，主观通过这个手段和客体发生 关系。” 俄哲学词典（1996）：“是达到目 的的方式，是按一定方式进行的有次序的活动。” ；德哲学和自然科学辞典（1978）：“人的有意 识、有目的活动的调节原则所组成的体系；达到业 已精确陈述的目的的途径。”方法是：手段、工具、程序、规则、技巧等等。科学方法：科学认识主体把握客体的工具、手段、 程序、规则、技巧等等,通过科学认识主体的实践 活动而表现出来的。3、科学方法论方法论：以方法为研究对象的学问。也就是从认识论 的角度总结人类认识世界和改造世界的经验，探讨各 种方法的性质和作用以及各种方法之间的相互联系， 总结各种方法的规律的理论体系。方法论的不同层次：

9、比较具体的各门科学的特殊研究方法:光谱分析法,条件 反射法,同位素示踪法等；各门科学的一般研究方法:观察实验、假说方法、技术 预测和评估方法、系统方法、数学方法等；哲学层次上的方法,具有普遍适用性:如归纳方法、演绎 方法、矛盾分析方法等。居于中间层次的科学方法论是科学 家和哲学家都感兴趣又都能有所作 为的一个领域。 科学方法论：是关于科学研究一般 方法的性质、特点、内在联系、变 化发展的理论体系，是关于获取科 学认识的一般程序的系统理论。4、科学研究的一般方法及方法的分类科学研究的一般方法主要是指科学家在研究过程中所 运用的各种思维方法以及操作工具的总称。科学家的科学研究过程实际上是一个不断地

10、发现和提 出科学问题、获取科学事实、整理科学事实、形成科 学理论、对科学理论进行检验和评价等的过程，因此 ，科学研究的一般方法也就包括： 发现和提出问题的方法（即选题方法）； 获取科学事实的方法（比如观察和实验方法）； 概括科学事实方法（比如比较、分类、归纳、抽象，灵 感和顿悟等等）； 形成和发展科学理论的方法（比如数学方法、假说方法 、跨学科方法、系统科学方法）； 对理论进行评价的方法（比如判决性实验、逻辑分析） 等等。三、科研选题方法课题在科学研究中的重要地位如何提出科研课题科研选题的原则1、课题在科学研究中的地位 科学研究是从科学问题开始的。发现和提出有前景 的科学问题是科学研究的一个重

11、要环节。每一个学 科领域都有若干没有解决的问题；科学家在科学观 察、科学实验和理论推导等科研过程中还可能不断 发现新问题。如何发现有价值的问题并对之进行可行性分析，然 后确定作为研究课题，是每一个科学工作者所要做 的第一件事情。问题选择得当，可能事半功倍；问题选择不当，可能 事倍功半。很多科学家在非常年轻的时候就取得了巨 大的科研成就，一个非常重要的方面就是他们选择了 有科研价值的切实可行的研究课题。而一些科学家花 费了大量的时间精力以及巨额的科研经费，但最后没 有什么成果，一个可能的重要原因就是选题不当。事例：居里夫人，德布罗意，沃森、克里克；名师出 高徒，原因是什么？科学研究是一个不断提出

12、问题和解决问题的过程。波 普尔：P1TTEEP2爱因斯坦：提出一个问题比解决一个问题更重要。因 为解决问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而 已,而提出新的问题,新的可能性,从新的角度看待旧的 问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正 的进步。因此，在整个科学研究活动中，科研选题具有战略的 意义。2、如何提出科学问题搜集和整理；从新的和意外的观察和实验现象中发现问题；经验归纳和外推；从实验和理论的矛盾中提出问题；从理论自身的矛盾中提出问题；从学科之间的矛盾中提出问题；从对已有的理论、试验或方法的怀疑中提出问题 ；从争论中发现问题；从研究的空白区发现问题。3、科研选题的原则科学性原则

13、价值性原则创造性原则可行性原则总的来说，应当满足：窄、小、精、深、新、特 、奇四、搜集科学事实的方法文献方法观察方法实验方法1、文献方法查阅和鉴别精读和博览研究和构思文献综述2、观察方法观察方法及其特征：人们有目的、有计划地感知 和描述处于自然状态下的客观事物、获取感性材 料的基本手段。一种感性活动；一种有目的、有 计划的活动；对于自然状态下客体的感知和描述 。观察的种类： 直接观察：通过感官直接考察客体。直观、生动； 局限性，如：人的感官的阈值。 间接观察：通过仪器(作为中介物)进行的观察。极 大地克服了感官的局限。观察在科学认识过程中的作用是形成新概念、新理论的基础。是对科学假说和科学理论

14、进行评价的基本手段和基 本依据。观察的可错性：误观察、未观察如何保证科学观察的客观性客观性原则典型性原则系统全面原则借助于仪器避免先入之见要有正确的理论指导3、实验方法定义：人们根据一定的科学研究 目的，运用一定的物质手段，在 人为控制或变革客观事物的条件 下获得科学事实的方法 与观察方法的显著区别：实验是 在人为控制或变革研究对象的条 件下进行的；是有意识、有目的 的，研究者的主动性得到了充分 的显示。实验方法的特点可以简化和纯化研究对象，排除各种偶然、次要的因素 和外界干扰可以强化研究对象可以使对象的属性或变化过程在人为控制下重复出现可以在模拟的情况下对时过境迁或无法直接对其进行实 验的对

15、象进行实验科学实验的作用在实验的基础上可以提出假说的基础实验还可以对假说进行检验观察实验中的机遇：机遇的两种形态：机遇导致原来的目 标的实现；机遇导致改变研究方向如何捕捉机遇：机遇只偏爱那些有准 备的头脑；机遇只提供研究的阶梯， 能否获得科学突破，还需要艰苦的科 学探索。观察和理论的关系：观察是理论的基础：理论需要观察的支持；观察渗透理论：因为观察不仅是接受信息的过程, 也是加工信息的过程,所以必然与观察者的知识背 景乃至生活经验、心理定势相联系,不同的观察者 对同一过程可能会得出不同的结论。观察，就其是对被观察对象的反映,无疑具有客观 性。但观察不可能绝对中立，又没有纯粹的客观性 。但是,科

16、学家渗透在观察之中的理论，主要是指 经过实践检验过的理论，它反映着客观世界的规律 。这与猜想和假说有区别。因此，重视观察渗透理 论，与强调观察实验对于科学认识的形成和发展起 基础性作用，本质上是一致的。五、 概括科学事实的方法逻辑思维的方法比较和分类归纳和演绎分析和综合形象思维直觉、灵感、顿悟如何捕捉灵感和顿悟1、比较和分类比较是认识对象之间的相同点或相异点的逻辑思 维方法。相同对象比较：同中求异不同对象比较：异中求同同异综合比较：求同求异分类：根据比较的结果，把相同的事物分为一类 ；把不同的食物分成不同的种类。2、归纳和演绎科学认识是从个别到一般，又由一般再到个别的过程 。通过个别认识一般的主要思维方法是归纳