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1、科 学 思 维,如何思维比思维什么更为重要。 歌德 重要的不是获得知识,而是发展思维的能力。 劳厄,思维:以已有的知识为中介,对客观事物的概括的、间接的反映。 思维的种类 (1)逻辑思维和非逻辑思维 (2)收敛性思维和发散性思维(民主与集中) (3)再生性思维和创造性思维,一、逻辑思维,逻辑思维(概念思维、理论思维):以概念为基础的判断和推理,有固定的规则可以遵循。 概念:对同类事物的共同的本质的刻画。 1.比较、分类和类比 1)比较 (1)概念:确定对象之间的相同点和差异点。 (2)客观基础:客观事物存在的差异性和同一性。,(3)类型 空间比较(横向比较) 时间比较(纵向比较)(必然包含空间
2、比较)(演化、冥王星) 理论与实践的比较(行星运动第一定律) (4)比较的逻辑规则 注意可比性,即应在同一条件下(对象, 环境,指标)进行; 相比较的应是事物的本质属性(异中之同,同中之异)。,(5)作用 对客观事物进行定性的鉴别和定量的分析; 由能够直接观察到的现象推知无法直接观察的现象(生物进化); 对理论研究的结果与观察实验的事实之间是否一致作出明确的判断。 (6)局限性 比较的总是对象的较为有限的方面,2)分类 (1)概念:根据对象的共同点和差异点,将对象区分为不同的种类。 (2)规则 划分所得的各子项之和必须与被划分的母项相等(既完备又独立); 按照一定的层次逐级进行; 同一层次按一
3、个标准。,例: 营养不良性萎缩 萎缩 神经性萎缩 水变性 代谢障碍性形态改变 变性 脂肪变性 凝固性坏死 坏死 液化性坏死,(3)作用 使理论、事实等科研基础条理化(网络搜索); 有利于发现和掌握事物发展的普遍规律(元素周期律); 为人们寻找新的具体事物提供向导(始祖鸟、文昌鱼、北美肺鱼等的发现)。,3)类比 (1)概念:根据两个对象在某些方面的相似,推出它们在其它方面也可能相似或相同。 (2)客观基础:事物之间的统一性。 (3)形式 A对象具有属性:a, b, c, d B对象具有属性:a1,b1,c1 所以,B对象也可能有属性 d1 环节:联想和比较,(4)类型 定性类比 划分的依据:a.
4、b.c与d的关系 A.简单共存类比 a.b.c与d存在简单共存关系 例: 奇特云彩 地震 B.对称类比 a.b.c与d存在对称关系 例:电子运动方程的正负能量解 物质世界的正负电子,C.因果类比 a.b.c与d存在因果关系 例 声:反射、干渉、衍射 波动 光:反射、干渉、衍射 光: 波动 定量类比(协变类比) a.b.c之间的数学关系相似 例 光: 费尔玛原理,波粒二象性 物质粒子: 莫泊丢原理 物质粒子: 波粒二象性,(5)特点 推理的两个对象之间的跨度大; 前提与结论之间没有严格的逻辑中介,因此结论具有或然性。 (6)作用 做出新的技术发明(响尾蛇); 提出科学假说(库仑定理,引力波);
5、为模拟实验提供逻辑依据; 激发想象力。,(7)提高结论的可靠程度 比较两个或两类事物的相同属性愈多,结论就越容易正确(相同属性的量); 找出属性间的制约关系,防止机械类推(相同属性的质); 寻找是否有和结论相排斥的属性,防止不正确的结论(检验)。,2.归纳与演绎(个别一般) 1)归纳 (1)概念:以个别对象具有(或不具有)某属性为前提,推出该类对象也具有(或不具有)某属性为结论。 (2)客观依据:个别中有一般。 (3)分类 完全归纳 简单枚举 不完全归纳 科学归纳 统计归纳,完全归纳法(描述功能必然性) A.概念:根据某类对象的每一个对象有(或没有)某种属性,从而推出该类事物的全部对象有(或没
6、有)某种属性。 B.逻辑形式:S1是(或不是)P, S2是(或不是)P, : Sn是(或不是)P, S1 Sn是S类的全部对象; 所以,所有S是(或不是)P。 例1:四色定理,例2: 水星绕日运行 金星绕日运行 地球绕日运行 火星绕日运行 木星绕日运行 土星绕日运行 天王星绕日运行 海王星绕日运行 冥王星绕日运行 结论:太阳系的大行星都绕日运行,C.要求 前提确实 无一虚假 穷尽对象 无一遗漏 D.特点 结论可靠 适用范围小,不完全归纳法 (预见功能或然性) A.简单枚举法 概念:根据已观察到的某类事物的个别对象都具有某种属性,没有遇到反例,于是作出结论说:该类事物都具有某种属性。 逻辑形式:
7、 S1是(或不是)P, : Sn是(或不是)P, S1 Sn是S的部分对象,且无反例; 所以,所有S是(或不是)P。,例1: 丹麦的天鹅是白的 英国的天鹅是白的 伊朗的天鹅是白的 美国的天鹅是白的 中国的天鹅是白的 且无遇上任何反例 结论:天鹅皆白 例2:“瑞雪兆丰年”,“鸟低飞,披蓑衣” 例3:歌德巴哈猜想,提高结论可靠性的条件 前提中所列举的对象尽量增多(量); 被考察对象之间的差异要足够大(质); 注意搜集可能出现的反面事例。,B.科学归纳法引进因果关系的分析 概念:根据某类对象的部分对象都具有某种属性,并且这一部分对象与该属性之间具有因果联系,从而推出该类对象都具有某种属性。 逻辑形式
8、:S1是P, : Sn是P, S1 Sn是S类的部分对象,并且S1 Sn都与P有因果联系; 所以,所有S是P。,例1:金受热后体积膨胀; 银受热后体积膨胀; 铜受热后体积膨胀; 铁受热后体积膨胀; 因为金属受热后,分子的凝聚力减弱,分子运动加速,分子彼此距离加大,从而导致膨胀,而金,银,铜,铁都是金属; 所以,所有金属受热后体积都膨胀。 例2:奎宁(金鸡纳霜),优点 由于不仅知道是什么,而且知道为什么,所以结论深刻且可靠性提高; 由于必然属性不受枚举数目限制,所以使用方便。,C. 统计归纳(定量分析的归纳) 概念:由一类事件中部分事件出现的概率推出该类事件出现的概率。(孟德尔理论) 逻辑形式:
9、 S1是P, S2不是P, : SN是(或不是)P, S1 SN是S类的部分对象,N中有V个是P 所以,所有S都有V/N是P。,(4)特点 能扩大知识; 其正确性不能由推理本身来判定; 必须时时与实践保持密切的联系。 (5)局限性(即归纳问题) 归纳问题即著名的“休谟问题”,其实质是否定通过归纳可以得到普遍性、必然性的知识; 诉诸经验循环论证。,2)演绎方法(必然性) (1)概念:从一般原理推出个别事物的未知属性。 (2)客观依据:一般存在于个别之中。 (3)形式:大前提(一般原理)、小前提(个别事物)、结论(未知属性)(逻辑蕴涵) 例: 所有的人都是要死的 苏格拉底是人 苏格拉底也是要死的,
10、(4)作用 作出科学的预见; 使知识由隐性变显性。 (5)局限性(即演绎问题) 演绎问题是指演绎过程的有效性并不能保证结论的真实性。,例1 所有哲学书都是令人厌烦的。 这本书是哲学书。 这本书是令人厌烦的。 (逻辑蕴涵,这个论证是有效的) 例2 许多哲学书是令人厌烦的。 这本书是哲学书。 这本书是令人厌烦的。 (非逻辑蕴涵,这个论证是无效的),例3 所有猫有五条腿。 疯咪是我的猫。 疯咪有五条腿。 (逻辑蕴涵,这个论证是有效的) 结论:演绎本身不能保证结论的正确性。如果前提为真,论证是有效的,那么结论必定为真。但前提是否为真不是一个诉诸逻辑能解决的问题。一个论证可以是完全有效的,但其结论却是明
11、显荒谬的(如例3)。(问:例1的结论是否为真?),3)归纳与演绎的关系 (1)区别 思维进程:个别到一般与一般到个别 结论与前提所断定的范围:超出与不超出 前提与结论联系的性质:或然与必然 (2)联系 归纳是演绎的基础 演绎是归纳的补充(检验鸭嘴兽),归纳 演绎,前提 个别知识 全体知识 结论 全体知识 个别知识 性质 或然性 必然性 作用 经验规律 建构理论、预见 局限 不能证明必然性 不能保证前提真实 关系 演绎的基础 归纳的指导,归纳和演绎,正如分析和综合一样,是必然相互联系着的。不应当牺牲一个而把另一个捧到天上去,应当把每一个都用到该用的地方去,而要做到这一点,就只有注意它们的相互联系
12、、它们的相互补充。 恩格斯,3.分析与综合(部分整体) 1)分析(部分) (1)概念:把研究对象分解为各个组成部分并分别加以研究。(空间、时间) (2)优点:把复杂事物简单化,深化对事物的认识,便于把握事物的本质。 (3)局限:容易形成孤立看问题的习惯 容易见树不见人,2)综合(整体) (1)概念:在分析的基础上把各个部分内在地联系起来,形成对客观对象的整体认识。 (2)优点 能揭示事物在分割状态下不曾显现的特性,从整体上全面把握事物的本质; 综合是化合而不是混合,有新质的出现。 (3)分析和综合的关系 分析是综合的基础; 综合是分析的目的和指导,使分析的结果更具价值。,二、非逻辑思维,非逻辑
13、思维:没有固定的逻辑规则可以遵循。结论的可靠性有限,但创造性大。 1.形象思维 1)概念:以意象为基础的联想和想象。 2)客观依据:本质与现象的统一。 “有诸内,必形诸于外” 3)种类 (1)意象:对同类事物的共同的外在形象的刻画。,(2)联想 (已知已知) 广义:以特定关系(相似,相反,相关)为纽带的两个事物(均是已知)之间的连接。 狭义:以意象为纽带的两个事物(均是已知)之间的连接。 (3)想象(已知未知) 概念 广义:以特定关系(相似,相反,相关)为纽带的两个事物(一个是已知)之间的连接。 狭义:以意象为纽带的两个事物(一个是,已知)之间的连接。 种类 再造想像(导演)和创造想像(富勒烯
14、C60) 特例幻想(未来,主观) 科学幻想(潜水艇、通讯卫星)、空想 4)特点 形象性 发散性 方便性 5)作用 使某些高度抽象的理论容易理解; 突破了逻辑思维的局限性; 在工程技术领域有更突出的意义。,想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。严格的说,想象力是科学研究中的实在因素。 爱因斯坦,2.直觉和灵感 1)灵感 (1)概念:对于长期思考的问题,由于某个事物(原型)的启发而一下子找到了答案。 (2)特点 原发性(浮力定理、苯分子结构) 酝酿性 情感基础愉悦、轻松 (3)产生过程(类似于结晶) 专注 搁置 顿悟,2)直觉 (1)概
15、念:对于研究的问题并没有进行自觉的逻辑推导而一下子找到了答案。 (2)特点 直接性(链式反应) 情感基础自信 3)灵感与直觉的关系 (1)不同点,对象:直觉是面对需要解答的问题不假思索地迅速作出结论性的判断;灵感是对反复思索的疑难问题,不期而遇产生的顿悟。 基础:直觉的基础是经验知识的积累;灵感的基础是在思维渐进过程中断时有一个原型的启发。 情感状况:直觉往往伴随以较强的自信;灵感以情感的愉悦和放松为特征。 (2)共同点(易混淆) 创造性 突发性 轻松性 不可靠性,三、综合思维,1.科学抽象 “单是事实的收集,哪怕收集得非常广泛;单是事实的积累,哪怕积累得毫无遗漏,都不能使你获得掌握科学的方法,不能向你提供进一步成功的保证,甚至还不能使你有权按照科学这个名词的高级意义来把它叫做科学” 门捷列夫,七桥问题,1)概念:在经验事实的基础上,根据一定的研究目的,排除研究对象的非本质因素,抽取其本质的东西。 是科学认识由感性阶段向理性阶段飞跃的决定性环节和根本标志。 抽象的思维科学抽象(以实践为基础),2)过程 (1)感性具体:获取科学事实;(整体、不具体模糊、不分主次) (2)抽象规定:(主要是用分析方法)对事物某一本质方面的认识; (3)思维中的具体:按事物本身的层次和转化关系把各种抽象规定联系起来