科学认识的形成

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1、第四讲 科学认识的形成主讲人：李雅莉2010.11二、科学认识的形成二、科学认识的形成科学认识及其一般程序科学认识及其一般程序（一）科学问题的提出（一）科学问题的提出 （二）科学事实的获取：观察和实验（二）科学事实的获取：观察和实验（三）科学假说的形成（三）科学假说的形成人们在实践（主要是生产实践、医疗实人们在实践（主要是生产实践、医疗实 践、科学实验）中对自然系统和自然界践、科学实验）中对自然系统和自然界 演化过程的反映。演化过程的反映。科学认识及其一般程序科学认识及其一般程序科学认识（或研究）科学认识（或研究）科学认识的一般程序：科学认识的一般程序：1 1）选题；）选题； 2 2）获取科学

2、事实；）获取科学事实； 3 3）进行思维加工，形成科学假说；）进行思维加工，形成科学假说； 4 4）验证；）验证； 5 5）建立理论体系。）建立理论体系。（一）科学问题的提出（一）科学问题的提出 1.1.科学问题是科学研究的起点科学问题是科学研究的起点两种不同的观点两种不同的观点1 1）科学研究从问题开始）科学研究从问题开始2 2）科学问题的主要来源）科学问题的主要来源2.2.科学研究选题及其步骤和基本原则科学研究选题及其步骤和基本原则1 1）科研选题）科研选题 2 2）科研选题的步骤）科研选题的步骤 3 3）选题的基本原则）选题的基本原则在科学研究或认识的起点问题上有两种在科学研究或认识的起

3、点问题上有两种 不同的观点：不同的观点：（如培根（如培根Francis Francis Bacon Bacon (15611626)(15611626)等人等人 所主张的）归纳主义的科学方法论认为，科学所主张的）归纳主义的科学方法论认为，科学 研究是从观察和搜集材料开始的，然后经过归研究是从观察和搜集材料开始的，然后经过归 纳上升到理论纳上升到理论 证伪主义者波普尔证伪主义者波普尔(Karl (Karl RaimundRaimund PopperPopper ，19021994)19021994)英国哲学家。生于维也纳。英国哲学家。生于维也纳。19281928年获哲学博士学年获哲学博士学位。他

4、是批判理性主义的创始人。位。他是批判理性主义的创始人。明确提出：明确提出：科学研究（科学研究（ 或认识）始于问题而不是观察或认识）始于问题而不是观察（科学发展的四（科学发展的四 阶段模式：阶段模式：P P1 1（问题）问题）TTTT（提出试探性的理提出试探性的理 论）论）EEEE（消除可能的错误）消除可能的错误）P P2 2（新的问题新的问题 ）科学问题：科学问题：一定时代的科学认识主体在一定时代的科学认识主体在 当时的知识背景下提出的关于科学认识当时的知识背景下提出的关于科学认识 与科学实践中需要解决而又未解决的矛与科学实践中需要解决而又未解决的矛 盾盾1 1）科学研究从问题开始）科学研究从

5、问题开始一定时代的知识背景决定着一个问题是一定时代的知识背景决定着一个问题是 否有科学价值（是否是科学问题）以及否有科学价值（是否是科学问题）以及 科学问题的内涵深度科学问题的内涵深度 案 例：X射线的发现和第一张x光片X射线也叫伦琴射线，是德国科学家伦琴发 现的。据说在1895年l0月8日晚，伦琴在进 行阴极射线的研究时用一张不透光的黑纸包 在放电管上，可是当他在暗室接通高压电流 时，偶然发现旁边的荧光屏出现了闪光。这 是什么原因呢?这一现象引起了伦琴的注意 ，他反复试验，发现这种射线同阴级射线不 同.它的穿透能力很强，在磁铁的影响下不发 生偏转。由于当时对这种射线的性质知道很 少，伦琴称它

6、为X射线。x射线的发现，揭开 了现代物理学革命的序幕，伦琴由此成了诺 贝尔物理学奖金的第一个获得者。依据知识背景的不同，科学问题可依据知识背景的不同，科学问题可 以分为以分为常规问题常规问题和和反常问题反常问题、事实事实 问题问题和和理论问题理论问题等。等。（提出）问题是科学研究或科学认识的首（提出）问题是科学研究或科学认识的首 要的、具有战略意义的一步：要的、具有战略意义的一步：爱因斯坦：爱因斯坦：“ “提出一个问题往往比解决一个问题更提出一个问题往往比解决一个问题更 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

7、可能性，从上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性，从 新的角度去看待旧的问题，却需要有创造性的想象新的角度去看待旧的问题，却需要有创造性的想象 力，而且标志着科学的真正进步。力，而且标志着科学的真正进步。” ”问题引导着科学研究或科学认识的整个过程问题引导着科学研究或科学认识的整个过程 问题既是旧理论的终点，也是新理论的起点。问题既是旧理论的终点，也是新理论的起点。人们总是以问题为框架和指导有选择地搜集事实人们总是以问题为框架和指导有选择地搜集事实 材料的。材料的。2 2）科学问题的主要来源）科学问题的主要来源从寻求事实之间的联系提出问题。从寻求事实之间的联系提出问题。从科学实践与科学理论的

8、矛盾中产生问题。从科学实践与科学理论的矛盾中产生问题。从科学理论内部的（逻辑）矛盾中产生问题从科学理论内部的（逻辑）矛盾中产生问题。毛泽东同志说：什么 叫问题?问题就是事 物的矛盾，那里有 没有解决的矛盾，哪 里就有问题” 从不同理论之间的矛盾中产生问题。从不同理论之间的矛盾中产生问题。例如，生物进化论和热力学在各自的范围内都解例如，生物进化论和热力学在各自的范围内都解 释了广泛的现象，建立了相对严密的理论体系。但释了广泛的现象，建立了相对严密的理论体系。但 仔细分析这两种理论基本原理，这两门学科间却存仔细分析这两种理论基本原理，这两门学科间却存 在着矛盾：热力学第二定律表明，任何孤立系统的在

9、着矛盾：热力学第二定律表明，任何孤立系统的 熵将不断趋向于极大，它提供的是一个不断衰退的熵将不断趋向于极大，它提供的是一个不断衰退的 时间箭头；而生物进化论却提供了一个相反的时间时间箭头；而生物进化论却提供了一个相反的时间 箭头，它表明了我们所处的世界是由一个不断地由箭头，它表明了我们所处的世界是由一个不断地由 低级向高级发展的进化过程。这两种时间箭头如何低级向高级发展的进化过程。这两种时间箭头如何 统一？热力学和生物学如何统一？这些疑难问题的统一？热力学和生物学如何统一？这些疑难问题的 探索研究，终于导致了普里高津耗散结构理论的创探索研究，终于导致了普里高津耗散结构理论的创 立。立。从社会需

10、要与现有的生产技术手段不能满从社会需要与现有的生产技术手段不能满 足这种需要的矛盾中产生问题。足这种需要的矛盾中产生问题。工农业生产的需要、社会生活与健康的 需要、军备和战争需要等等社会需要都提 出了大量的问题。这些问题经过抽象、转 化，可以成为基础理论研究的科学问题。 如农业增产的需要、培养优良品种的农业 技术研究等向遗传学提出了研究的问题。形成、选择和确定所要研究和解决的课题（形成、选择和确定所要研究和解决的课题（ 为实现某个特定的目标所需要研究的一个或一为实现某个特定的目标所需要研究的一个或一 组科学问题）。组科学问题）。选题的重要性：选题的重要性：科研选题是科学研究的起始科研选题是科学

11、研究的起始 步骤，是科学研究的重要组成部分。它关系到步骤，是科学研究的重要组成部分。它关系到 科研的方向、目标和内容，直接影响科研的途科研的方向、目标和内容，直接影响科研的途 径和方法，决定着科研成果的水平、价值和发径和方法，决定着科研成果的水平、价值和发 展前途。展前途。1 1）科研选题）科研选题在科学研究中，最困难的、最需要远见卓识在科学研究中，最困难的、最需要远见卓识 的，就是选好课题。的，就是选好课题。(一)科学问题和科研课题的关系科学研究首先要提出问题，这是研究的先 决条件，无问题则无所谓研究。然而科学问 题与科研课题并非一回事，它们有联系也有区别。 首先，不论是科学问题或科研课题，

12、都是 需待探索的，这是二者的共同之处。区别在 于，前者在不违背科学原则的前提下，凭着 直觉和想象可以自由地发问。而研究课题的 确定，是从诸问题中遴选出来的付诸实践的 问题，它是在社会的经济技术要求、科学自 身的发展、自己的研究条件和兴趣等多种因 素相互作用的交汇点上产生和形成的第二，问题的提出可以是多方面的、发 散式的，一个洞察敏锐的科学家凭着白己的 卓见，可以提出许多问题，甚至可以提出相 邻专业或专业以外的一些问题。但课题的确 定，则是收敛式的思考问题，它需要进行大 量的比较、分析、论证、它不是停留于一般 的问题，而是对问题的进一步深化，是经过 周密思考成熟的、深刻的问题，是一段时期 或一生

13、中攻克的目标，它具有直接的现实意 义。第三，问题的提出只要持之有故，都可以 成立，因此，其间难免允斥有大量原始的、 粗浅的甚至是错误的成份，而科研课题的确 定和研究，是企望一定时期见效的，能够成 功解决的问题，并将接受科学实践的检验。 因此，二者对科学工作者具有不同的责任感 和使命感。了解前人的工作和现实的需要，进行了解前人的工作和现实的需要，进行大量的文献调研和实际考察，初步选出大量的文献调研和实际考察，初步选出 课题。课题。 对初选的课题进行初步论证，即进行对初选的课题进行初步论证，即进行可行性分析。可行性分析。2 2）科研选题的步骤）科研选题的步骤评议和确定课题。提出选题报告，经评议和确

14、定课题。提出选题报告，经（同行专家）评议，选出最佳课题。（同行专家）评议，选出最佳课题。3 3）选题的基本原则）选题的基本原则 创造性原则（创新性原则）；创造性原则（创新性原则）； 科学性原则科学性原则避免选择虚假的，迷信荒诞的课题。避免选择虚假的，迷信荒诞的课题。避免选择违背自然规律的课题。避免选择违背自然规律的课题。避免那些大而空，十分渺茫的避免那些大而空，十分渺茫的课题如转移地震、控制降雨等。课题如转移地震、控制降雨等。 可行性原则；可行性原则； 需要性原则（或价值原则）。需要性原则（或价值原则）。选题要有以上这些原则，选题的困难也在于选题要有以上这些原则，选题的困难也在于 这些原则这些

15、原则这些原则的矛盾与兼顾。这些原则的矛盾与兼顾。（二）科学事实的获取：观察和实验（二）科学事实的获取：观察和实验观察和实验是获取科学事实的基本方法。观察和实验是获取科学事实的基本方法。 1.1.科学观察科学观察2.2.科学实验科学实验3.3.观察实验中的重要认识论问题观察实验中的重要认识论问题在一定理论思维指导下，通过感官或借在一定理论思维指导下，通过感官或借 助科学仪器，在自然发生的条件下有目助科学仪器，在自然发生的条件下有目 的、有计划地感知研究对象，以获取科的、有计划地感知研究对象，以获取科 学事实学事实。分为分为直接观察直接观察和（通过仪器等）和（通过仪器等）间接观间接观 察察。后者能

16、提供更准确的观测结果。后者能提供更准确的观测结果。1.1.科学观察科学观察科学观察科学观察案 例：别具一格的哥廷根心理学会开幕式英籍澳大利亚动物病理学家贝弗里奇1953年在科学研究的艺术一 书中引述了一件十分有趣的事实，即在哥廷根召开的一次心理学会议 上，到会的有40多位心理学家，为考核与会者的现场观察能力，事前 秘密地安排了一场惊险动人的表演：会议开始突然从门外冲进一人， 后面紧追着一个手持短枪的人，两人在会场里搏斗了一番，刹时一声 枪响，两人就一起冲出去了。这场惊心动魄和扣人心弦的混战，先后 只经历20秒钟的时间，会议主持人要每位与会者当即写一份现场目击 的观察报告。令人叹惑的是交上的40篇报告中，与实况录像核对，只 有一篇对主要情节的描述错误少于20，14篇错了20一40，25篇 错误达40以上。更值得深思的是在半数以上的报告中，有l o或更 多的细节纯属观察者主观臆造的。按理说，对这一事件进行现场观察 的条件是