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1、复 习 回 顾 科学认识形成的一般过程： 提出科学问题 获取科学事实 提出科学假说 形成科学理论科学研究的基本环节选题 获取科学事实整理科学事实 提出假说验证 建立理论体系第六讲 获取科学事实 一、科学事实及其重要作用 二、观察方法 三、实验方法 四、观察和实验中的机遇一、1 科学事实的概念（97页） 科学事实是认识主体关于客 观存在的、个别的事物（事 件、现象、过程、关系等） 的真实描述或判断，其逻辑 形式是单称命题。科学事实应满足如下条件 1、科学事实应是关于个别存在 的陈述 2、科学事实应该可复核、可重 现 3、科学事实应该比较精确、系 统科学事实与客观事实、感觉经验的关系1.客观事实：
2、特点：客观性 可观察性，即可以被人们 的感观或借助仪器所观察、反映和认识。2.感觉经验：特点：可错性3.科学事实：特点：内容是客观的 形式是主观的一、2 科学事实在科学认识过程中的作用 1、科学事实是形成科学概念 和科学原理、建立科学理论 的基础。 2、科学事实是确证和反驳假 说和科学理论的基本手段。获取科学事实的基本方法观察与实验二、观察方法二、1 、观察的定义人们在一定理论思维指导下， 通过感官或借助科学仪器，在自然 发生的条件下有目的、有计划地感 知研究对象，从而获得科学事实的 一种研究方法。二、2、如何理解“观察”概念1、理解“观察”概念时往往强调二点：一是看的动作，即用人的感官特别是
3、眼睛 去感知；二是看的动作带有目的性或者说这一动作 是受到预先设定和控制的。2、观察的工具：望远镜、显微镜和千分 仪等。其功能是延伸目力所及距离，拓展 目力分辨能力。二、3. 观察方法的类型及其特点观察方法的类型：直接观察用感觉器官间接观察借助科学仪器 应用领域和适用性： 天文学、地理学、气象学、动植物分 类、社会科学领域等。二、4. 观察的基本原则1) 客观性按研究对象的本来面目去观察它和反映它。避免把某种假定或预想凝固化、僵化；注意排除假象和错觉的干 扰。 2) 全面性尽可能地观察研究对象的各个方面、各种因素、各种 关系和各种规定，力求获得丰富而完整的科学事实，客 观地反映事物的全貌。 3
4、 ) 典型性注意选择具有代表性的对象和干扰比较小的观察环 境。拉曼：观察海水颜色光的折射凯利：观察鳟鱼流线型设计二、5. 观察方法的作用1) 是形成科研选题的重要途径印度科学家拉曼通过对海水呈现深蓝色的 观察与研究中，才确立了有关光的折射这 一选题；现代仿生学众多科研课题，是通过运用观 察方法来确定的。竺可祯 坚持记日记38年不间断。记录当 天的天气情况：阴晴、风向风力 、花开花落、春去冬来等。 中国近五千年来气候 变迁的初步研究 魏格纳与大陆漂移假说二、5. 观察方法的作用2 ) 是建立科学假说的先决条件一般来说，天文学、地学、气象学、动 植物学等学科不可能从事精确的实验研 究，故这些学科的
5、知识大都以假说的形 式建立起来的，而这些科学假说得以建 立的先决条件就是观察。魏格纳大陆漂 移学说；竺可祯中国近五千年气候变 迁的初步研究一书。二、6、观察渗透理论的主张 （1）理论决定我们能够观察到 的东西 （2）纯粹的中性观察几乎不存 在 （3）辩证唯物主义的立场： 观察是主观和客观的统一三、实验方法三、1、实验方法的定义 科学实验是根据一定的科学研 究目的，运用一定的物质手段 ，包括科学仪器和设备，在人 为控制或模拟自然事物或现象 的条件下获得科学事实的方法 。三 、2、 实验方法较观察方法的优越性1）更能发挥人的主观能动性 。其最大特点是在变革自然中认 识自然。 2）更能获得大量、精确
6、和可 靠的科学事实，更能深刻地揭示 事物的本质和规律。三.3、 实验方法的特性l 1） 纯化和简化研究对象（减法实验） 伽 利 略 的 理 想 实 验2）可以强化研究对象（加法实验） 荷兰物理学家 昂尼斯首次发现在 超低温条件下，汞 失去电阻，并称其 为“超导性”。3） 可以使客体对象的属性及其变化过程 反复出现（过程模拟实验） 1953年米勒所进行的 关于地球上生命起源 的实验，他把发生于 数十亿年前生命起源 的漫长历程，仅用几 天时间在限于小小的 玻璃容器之中，供人 们观察和研究。4）可以模拟研究对象的运动过程，认识其性质（结 构模拟实验） 大气环流模拟实验， 可以将由地面垂直向 上的几万
7、米的整个大 气层的运动，在实验 室里再现出来，大气 环流模拟的转台，每 半分钟左右转一圈， 就能模拟一天的气候 变化，三个小时可以 模拟一年的气候变化 。三、3、实验方法的特性 1） 纯化和简化研究对象 2）强化和激化研究对象 3） 可以使客体对象的属性及其变化 过程反复出现 4）可以模拟研究对象的运动过程， 认识其性质三、4、 实验方法的作用 实验是检验在科学认识中得到理 论原理真实性的标准，是证明科学 知识的手段； 实验是获得新假说、新理论的直 接来源，是发展科学知识的手段。四 、 观察和实验中的机遇 在观察和实验中，人们往往由于 某种偶然的机会发现了出乎预料的 未曾见过的意外现象，并由此
8、导致 了科学技术的新突破，这种意外的 发现，被称为机遇。四、1. 机遇的特点-意外性、不可计划性 。 雄班发明无烟烈性炸药的偶然性 1846年，雄班进行用 硝酸和硫酸的混合液 来处理纤维素的实验 ，目的是想用硝酸根 取代葡萄糖中的氢氧 根来改造纤维素。 意外发现硫酸和硝酸 的混合液这种化合物 的强大威力，从而发 明了被称为“火药棉”的 烈性炸药。 四、2、如何捕捉机遇“有准备的头脑”？良好的哲学素养；具有敏锐的观察能力和识别能力；具有诚实的科学态度；具有娴熟的理论分析能力和观察实验的实际 经验。德国化学家李比希 李比希概括出 铁屑与柏林蓝 的颜色的关系 ，改进了柏林 蓝的制造工艺 。世界著名实
9、验室介绍卡文迪什（Henry Cavendish， 17311810） 英国物理学家和化学 家。英国皇家学会会 员。法国科学院外国 院士。毕生致力于科 学研究，从事实验研 究达50年之久，性格 孤僻，很少与外界来 往，终身未娶。 被称为“最富有的学者 ，最有学问的富翁”。 英国剑桥大学卡文迪什实验室 卡文迪什的后代亲属 将财产捐赠剑桥大学 于1871年建成实验室 ，该中心注重独立的 、系统的、集团性的 开拓性实验和理论探 索，其中关键性设备 都提倡自制。近百年 来卡文迪什实验室培 养出的诺贝尔奖金获 得者已达26人。 卡文迪什实验室内景荷兰莱顿大学的低温实验室 19世纪末20世纪初始 ，曾在低
10、温实验的研 究方面开展过一场世 界性的角逐，在这场 轰动的科坛竞赛中， 处于领先地位的是位 于荷兰一座小城的莱 顿低温实验室。其创 始人卡麦林昂尼斯因 制成液氦和发现超导 现象于1913年获诺贝 尔物理学奖。 美国贝尔实验室 原名贝尔电话实验室 ，成立于1925年。 其分部与研究院遍布 世界个国家，拥 有大约万名工程师 和科学家。 年进入中国 ，在北京和上海设立 了分支机构。 自成立以来，共获得 了约万项专利 ，目前平均每个工作 日产生项多专利。欧洲核子研究中心 创立于1954年，是规模最 大的一个国际性的实验组 织。 位于日内瓦的西北部，在 法国与瑞士边界的侏罗山 脚下。 现已有26个成员国
11、。经费 由各成员国分摊。 来自包括中国在内的世界 80多个国家的6000多名物 理学家曾在此工作过。 强子对撞试验 当前盛行的宇宙学观点认 为，宇宙起源于大约150 亿年前一次大爆炸。 粒子高速对撞实验就是 要实现让运行方向相反的 两束高速质子束流在隧道 内对撞，碰撞点释放相当 于太阳中心10万倍的高温 ，还原出140亿年前宇宙 大爆炸时的场景，从而揭 示宇宙诞生的奥秘。本 讲 重 点 问 题 1、现代科学研究获取科学事实的基本方 法有哪些？第七讲科学理论的创立 主要以进化论为例 一、科学假说科学理论 的前身 二、科学假说向科学理论的 转化 三、科学理论及其社会影响一、科 学 假 说 1、形成
12、科学假说的方法论原则 2、科学假说的构成要素 3、科学假说的意义一、1、形成科学假说的方法论原则 （1）、系统性原则：一个动物各个器官之 间有着密切的相互关系，由一个部分可以 推断另一个部分。 尖牙利齿 食肉动物 锋利的爪子 发达的咬肌 发达的颧骨弓一、1、形成科学假说的方法论原则（2）类比性原则：相似 动物的各器官的结构和功 能有类似之处。 居维叶识别“怪兽”一、2、科学假说的构成要素事实基础 背景理论 对现象本质的猜测 由猜测推演出的预言和预见拉马克进化论的先驱 1、1801年，提 出生物进化的思 想。 2、进化机制：一 是生物体内部固 有的进化倾向， 二是外部环境对 进化的影响。一、3、
13、科学假说的意义 是通向科学理论的必要环节 是做出科学发现的重大法宝 提出并检验假说是科学活动的 主旋律居维叶生物学界的天才和独裁者 事实：不同地层中的 生物化石显现出明显 的不同。地层越古老 ，化石越简单；地层 越年轻，化石越复杂 、越接近现存生物。 1825年，地球表面 的革命：灾变说赖尔的地质渐变思想 1828年，到意大利 的西西里岛，考察 了埃特纳火山。 1830年，地质学 原理：地质形态 在多种自然力作用 下缓慢变化。达尔文生物进化论的创立者 事实：物种变化 同一物种之间的差异 也很大 疑问：上帝为了创造 仅有微小差异的物种 ，要花去多少精力？ 产生生物进化的思想生物如何进化？ 一、马
14、尔萨斯的人口论：人类为争夺食物 所导致的灾难性竞争 二、亲自饲养家鸽，观察其变异和选择过 程 生物进化：自然选择、人工选择华莱士进化论的另一位创立者 论变种无限地 离开其原始模式 的倾向 生物通过自然选 择而进化的思想物种起源的发表 1859年，达尔文发表 物种起源 人工培养下的进化现 象 生物化石所呈现的生 物进化现象 自然选择作用下的物 种进化规律二、科学假说向科学理论的转化 1、科学实践 2、判决性实验 3、科学争论二、1、科学实践对科学假说的检验 如果有越来越多的事实与假说 相符合，并且没有任何已知事 实与之相矛盾，那就证明这个 假说是客观规律的正确反映。二、2、判决性实验 曾被视为科
15、学假说是否转化为科学 理论的重要判据。在对立的两个假 说之间，设计一个或一组观测或实 验来证实哪一个具备预见性或不具 备预见性。进化论招致的批评 一、来自宗教界 二、来自科学界 1、开尔文：地球年龄问题 2、詹金：新的小小变异均会在与正常个体 的交配中完全淹没进化论引发的争论 1860年 牛津大学 赫胥黎 VS威尔伯福斯达尔文主义的影响 1、赫胥黎人猿同祖 2、斯宾塞社会达尔文主义 3、马克思社会主义代替资本 主义赫胥黎最先提出人猿同祖论 1893年，进化论与 伦理学 被严复译为天演论 “物竞天则， 适者生存”斯宾塞社会达尔文主义之父 人类社会也像自 然界一样，存在 着生存竞争。在 竞争中，强者生 存，弱者被淘汰 。 只有这样，人类 社会才能进步。社会达尔文主义的危害 1、可能为灭绝种族的战争辩护 2、与人类的善良、同情、博爱等天性相悖 3、理
