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1、第四讲 科学认识的基本方法及思维方式 感性认识到理性认识 选题获取科学事实（材料）对材料进行加工 （思维）最终获得理性认识的成果（假说理论 ）科学思维方法抽象思维：逻辑思维 （概念、推理、判断；归纳、演绎、类比）形象思维直觉思维 ：非逻辑思维 （直觉、灵感）1、科学思维的逻辑方法2、科学思维的非逻辑方法钱学森1、科学思维的逻辑方法“在感性认识的基础上，运用概念、判断、 推理等形式对客观世界的间接的、概括的反 映过程。”形式逻辑、辩证逻辑 分析与综合、归纳、演绎、类比分析方法是把研究对象整体分为各部分、方面、因素和层次等,并分别加以考察的认识方法。综合方法是将已有的关于研究对象各个部分、方面、因
2、 素和层次的认识联系起来，形成对研究对象整体性认识 的认识方法。它以分析为基础，探索研究对象的各个部 分、方面、因素和层次之间的相互联系的方式，由此形 成一种新的整体性认识。辩证的综合不是各个要素的简单加和,本质上是一种在分 析基础上的创造。1、科学思维的逻辑方法归纳方法从大量个别或特殊的事物概括 出共同本质或一般原理的逻辑思维 方法。通过现象达到本质；通过特殊 揭示一般“被观察的大量A都有性质B,则所 有A均有B。”A1B A2B A3B AB1、科学思维的逻辑方法演绎方法从一般性的原理出发，对个别 的或特殊的事物进行分析、推理， 从而达到相应的结论。是从一般到个别的认识方法所有的： SP,
3、有： MS所以： MP大前提、小前提、结论 1、科学思维的逻辑方法类比方法根据两类对象之间某方面 的类似或同一，推断他们 在其他方面也可能类似或 同一的逻辑思维方法。A: a b c d B: a b c ? 则： B: d 1、科学思维的逻辑方法三类方法的比较类类型思维维机制可靠性创创造性归纳个别或特殊到 一般较差强演绎一般回到个别 或特殊强一般类比个别到个别 一般到一般更差很强2、科学思维的非逻辑方法不受固定的逻辑规则约束直 觉灵 感阿基米德发现浮力定律2、科学思维的非逻辑方法直觉对事物的本质的直接领悟。 通向物理学基本定 律，并没有逻辑的道 路，只有通过那种以 对经验共鸣的理解为 依据的
4、直觉，才能得 到这些定律。 爱因斯坦2、科学思维的非逻辑方法灵感新意象、新感觉、新思想在思维过程中突 然涌现出来的现象。“我相信直觉和灵感”爱因斯坦1938年8月，即我开始有系统的调查工作 之后的十五个月，我阅读马尔萨斯人口论 以资消遣，同时由于长期观察动物的习惯 ，当然不难认识随处可见的生存竞争的事实 。于是我恍然大悟：在这种环境下，有利的 变化势必保存下来，而不利的，则归于消灭 。这样的结果，便是新种的形成。这样，我 终于得到了一个可以作为工作依据的学说。达尔文2、科学思维的非逻辑方法特征 苯的环状结构认识发生的突发性 认识过程的突变性 认识成果的突破性但事情进行得不顺利，我把座椅 转向火
5、炉，进入半睡眠状态，原子在 我面前飞舞，长长的队伍，变化多姿 ，靠近了，连结起来了，一个个扭动 着，回转着，象蛇一样。看，那是什 么？一条蛇咬住了自己的尾巴，在我 面前轻蔑的旋转。我如同从电掣中惊 醒，那晚我为这个假说的结果工作了 整夜。 产生机制? 下意识、显意识、潜意识 “冰山理论” “记忆”对于灵感现在 只知道它的存在， 有关灵感的历史记 录多得很，但都没 有办法讲清楚它是 什么，也还没有很 好的办法去研究。 钱学森颞叶 因为当一个人长期专心致志于研究某 个问题的时候，这个问题就老是缠绕 在他的脑子里，挥之不去，驱之不散 ，他的大脑皮层就会建立起一个相应 的优势灶（潜意识），把过去常规的
6、 全部知识紧急动员起来，使智力活动 达到高潮 。一旦受到某种刺激（显意 识），就会象打开电钮一样，全部线 路突然贯通，立刻大放光明。 产生机制? 1、有时一下子冒出许多想法。 2、马上去做突然想到的事。 3、快速读完许多书后马上作出结论。 4、无论做什么事情总觉得能妥善解决。 5、喜欢各种各样的想象。 6、常常偶然得到所需要的图书资料。 7、爱好并实行坐禅并冥想。 8、言语变化很快。 9、常常夜间起床做笔记 10、情绪多变。 11、非常注意别人忽略的事情。 12、不愿受时间的约束。 13、习惯于直言不讳的说出自己的想法。 14、常常在睡梦中得到解决问题的启示。 15、习惯于直观的理解事物。 灵
7、感测验 （回答下列问题，只需答“是”与“否”）回答“是”得1分， 答“否”得0分。 将得分累计，根据下列标准评价： 11-15分：平常经常产生灵感。在一般人的眼里，有不少 奇怪的地方。 8-10分：还要多观察、多思考，要培养灵感并及时捕捉 灵感。 0-7分：较少产生灵感。属逻辑思维型人才，相信知识和 科学，很少犯错误，容易平凡的度过一生。2、科学思维的非逻辑方法1、创造性思维的重要形式，也 是发挥科学认识主体思维能 动性的突出表现 2、在科学发现中产生新思想、 新概念和形成新假说、提出 新模型的基本途径之一方法论意义2、科学思维的非逻辑方法关于创造性思维能力的培养 不仅着眼精英创造，部分领域
8、创造，更要着眼大众创造，各 个领域创造，努力实践陶行之 所说的： “处处是创造之地，时时 是创造之时，人人是创造 之人。” 3、发散思维与收敛思维 （1）发散思维（divergent thinking或称“求异思维”） ：在解决问题时，思维能不拘一格地从仅有的信息中尽 可能扩展开去，朝着各种方向去探寻各种不同的解决途 径和答案。它的特点是流畅性、灵活性和独特性。 扩散思维、辐射思维、求异思维、 开放式思维 吉尔福特：从所给的信息中产生信 息，从同一来源中产生各式各样的 众多的输出。 所谓发散思维，是指在解决问题时 ，思维能不拘一格地从仅有的信息 中尽可能扩展开去，朝着各种方向 去探索多种不同的
9、解决途径和答案 。 3、发散思维与收敛思维 （2）收敛思维（convergent thinking或称“辐合思维” 、“求同思维”)：在解决问题的过程中，思维能尽可能利 用已有的知识和经验，把众多的信息逐步引导到条理化 的逻辑系列中去，从所接受的信息中产生逻辑的推论。3、发散思维与收敛思维 集中思维、聚集思维、求同思维、会聚 思维、封闭思维 吉尔福特：从所给的信息中产生的逻辑 结论，而且这一结论是独有的或习惯上 所接受的最好的成果。 是指在解决问题的过程中，思维能尽可 能利用已有的知识和经验，把众多的信 息逐步引导到条理化的逻辑系列中去。 从所接收的信息中产生逻辑的结论。 3、发散思维与收敛思
10、维 4、数学方法特点 作用 应用（建模及应注意的问题）吴文俊4、数学方法“对研究对象加以量 化然后进行定量处理的 方法。即用数学的语言 表达事物的状态、关系 和过程，经推导、演算 和分析，以形成解释、 判断和预言的方法。”华罗庚4、数学方法（1）数学方法的特点 高度的抽象性 精确性（逻辑的严密 性及结论的确定性） 应用的普遍性陈景润的夫人由昆女士看着陈景润的铜像4、数学方法（2）数学方法的作用 为科学技术研究提供简洁 精确的形式化语言（抽象 性决定） 为科学技术研究提供了逻 辑工具（逻辑性决定） 为科学技术研究提供数量 分析、计算的方法（精确 性决定）祖冲之4、数学方法（3）数学方法的应用-数
11、学模型方法“把所研究的和考察的 实际问题或理论问题抽象为 数学问题，构造出相应的数 学模型，然后通过对数学模 型的研究得出原问题的解的 方法。”4、数学方法（3）数学方法的应用 数学模型的基本含义及类型针对或参照某种事物系统的主要特征或数量相互关系 ，采用形式化语言，概括或近似的表达出来的一种数学结 构。广义：一切数学概念，原理和数学理论体系。狭义：特定问题或特定的具体事物系统的数学关系结构。类型 由问题抽象出来的数学模型能纳入已知数学模型。 由问题抽象出来的数学模型不能纳入到已知的数学模型。 “需要创造新模型”丘成桐4、数学方法（3）数学方法的应用用数学模型解答问题的步骤 建模求解解释评价原
12、型最重要的是“建模”。 掌握实际问题的背景。与有关的资料数据。 抓住问题的本质特征，进行化简并提出假说。 进行数学抽象，建立相应的数学模型。刘 徽4、数学方法（3）数学方法的应用 建立数学模型应注意的问题（补充） （1）模型类型的选择要建立在认识对象性质的基础上一般分为四种情况： 确定性数学模型 随机性数学模型 突变性数学模型 模糊性数学模型 苏步青先生在书房数学方法的应用确定性数学模型数学方法的应用随机性数学模型数学方法的应用突变性数学模型数学方法的应用模糊性数学模型查 德数学方法的应用（3）数学方法的应用 建模时要注意基本量的选择既不能过简，也不能过繁。朱熹平 曹怀东谢谢各位谢谢各位 请提宝贵意见请提宝贵意见
