自然辩证概论课件.ppt

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1、自然辩证法概论 马克思主义学院李晓梅 教学相长开拓创新 导论 关于学科名称自然辩证法的学科性质本课程的主要内容学习和研究自然辩证法的意义 一 关于课程名称 自然辩证法 来源于恩格斯的一部著作 自然辩证法 1873 1886 它主要论述自然界发展的辩证法和自然科学的辩证法 50年代在我国专家的建议下成为我国的一门学科的名称 同一学科两个名称教育部规定理工农医各专业硕士研究生必修的公共理论课是 自然辩证法 国务院学位委员会于1992年把 自然辩证法 学科名称改为 科学技术哲学 自然辩证法 二 自然辩证法的性质 自然辩证法即科学技术哲学 包括科学哲学和技术哲学 它从哲学层面研究自然和人类的科学技术活

2、动方法及成果 它是科学技术研究的思想理论基础 1 哲学 爱智之学 哲学是爱 智慧 而且是对待全部智慧的一种态度 这就是对智慧本身的真挚 强烈 忘我之爱 即 爱智之忱 起点 好奇 惊讶追问 痛苦而危险终点 境界的提升 古希腊哲学家柏拉图说 哲学始于惊异 亚里士多德也说过 由于惊异 人们才开始哲学思考 黑格尔说 哲学以思想 普遍者为内容 而内容就是整个存在 英国哲学家罗素也说过 当有人提出一个普遍性问题时 哲学就产生了 哲学研究终极问题哲学研究的问题都是一些最大的问题 是超出一切科学知识界限的大问题 比如世界的本质 存在的意义 存在与意识的关系 真善美 上帝是否存在 意志是否自由 灵魂是否不朽等

3、总之 哲学是对人类面临的一些深层次问题的深层次的思考 哲学之用乃 无用之大用 2 科学哲学与技术哲学 Science 西方土生土长由 Science 到 科学 日本的人的翻译舶来 1874 意为分科之学 科学 中国康有为首次引进 1893 科学是近代以后从哲学中分化出来的知识部门 这种知识是带有确定性的知识 19世纪惠厄尔首次使用科学家一词 科学是运用概念系统描述事实与事实之间的联系 从而揭示自然规律 科学的特点 抽象性 逻辑性 实证性 可检验性 科学哲学是对科学本质的追问和反思 反思科学方法反思科学认识的本质及科学的特殊性反思科学认识的价值 3 什么是技术哲学 技术 一词出自希腊文techn

4、e 工艺 技能 狭义的技术即工艺技术 工艺方法 通常指广义的技术 不仅包括工艺技术包括工艺技术有关对象 即技术过程中使用的 如仪器 工具 机械 和作为技术过程的结果生产出来的 如半成品 成品 技术哲学是对技术本质的哲学思考 工程科学视角文化哲学视角社会批判主义视角系统论视角 技术哲学研究的四种视角 工程科学视角 卡普的器官投影说艾斯发明的三个阶段说雷芒德的发明说 文化哲学视角 K 雅斯贝尔斯 机械化养成人讲求实效的态度 同时使人丧失了人格和人性 M 海德格尔 现代技术是一种架构 人冒着被卷入技术漩涡的风险 H 阿伦特 只按手段和目的考虑一切行动的技术活动中表现出来的 世界和现实的根本丧失 是现

5、代社会的特征 M 谢勒 急于统治和征服自然而不关心利用自然是近代科学技术的基本特点 社会批判主义视角 H弗里尔 技术在工业化国家已成为主要参照系 技术占据了宗教 艺术和政治从前占据的地位 J埃吕尔 技术命令代替了政治行动 形成了 技术国家 法兰克福学派 技术手段日益完善 却丧失了客观合理的目标 系统论视角 罗马俱乐部 增长的极限 技术不能无限制增长H格鲁尔 保持现有经济活动的方式等于有计划的 自杀 必须抛弃物质资源是无限的想法 三 本课程的主要内容 1 自然观古希腊人的自然观近代机械论自然观系统自然观人工自然观生态自然观 2 科学与科学方法论科学概念的透视科学的结构科学与伪科学的划界标准科学的

6、经验基础科学思维方法科学发展模式 3 技术与技术方法论 技术的定义技术的特征技术的发展阶段技术与科学的关系科学技术的体系结构技术预测与技术评估方法技术发明与技术创新 4 科学技术与社会科学技术对社会发展的普遍影响科学的价值负载与科学伦理技术理性批判与技术发展的人文主义规约科学技术的社会运行 5 科学精神 人文精神与创新型国家建设科学大战与两种文化的分裂两种文化的融合科学精神与人文精神创新型国家建设 四 学习和研究自然辩证法的意义 理解科学技术的需要消除科学与人文的冲突的需要提高理论思维能力的需要 第一章辩证的自然观 古希腊的自然观近代机械论自然观系统自然观人工自然观生态自然观 一 自然的涵义

7、一切独立于人的主观意识之外的世界都属于自然界 由于它独立于人的主观意识之外 因此 有时它也被称为 外部世界 产生意识的载体 人脑 也是自然界的组成部分 整个自然界可以分为生命世界和非生命世界两大部分 广义的自然 是指包括人类自身在内的具有无限多样性的整个存在 是我们这个宇宙的总和 包括人和社会 在这个意义上自然可以作为宇宙 物质 存在 客观实在的同义词狭义的自然 则指与社会相对立的自然界 可以理解为人类生存的自然环境 二 古代希腊人的自然观 外部世界分为实体世界和现象世界 现象世界是多样的 变化的 甚至是转瞬即逝的 实体世界则是不变的 不变的实体世界决定了不断变化的现象世界 人通过感觉把握表面

8、现象 通过理性思维把握实体 人只有认识了实体 才算真正地认识了外部世界 感觉只是走向关于外部世界的真理性认识的入口处 不是真理本身 希腊哲学家对宇宙 自然与人之间的关系展开了讨论 对物质的性质进行了深入的研究 得出结论 世界是复杂 但物质的构成是单纯的 古希腊人认为硬币磨损现象是一种肉眼见不到的小粒元素的消失 恩培多克勒认为形成物质的四元素各有特性 土干凉 水湿凉 空气热湿 木则具有上述六种特性 亚里士多德主张物质由土 水 火 空气 以太等五种元素构成 图中人脚踏土地球和水地球 两手握着空气和火 望着由以太形阳 月亮和星星 德谟克利特把元素学说发展成原子学说 机器的自然图景法国著名作家德芒纳蒂

9、尔 16世纪末 世界是一部机器开普勒 将天体机械比喻为时钟 三 近代机械论自然观 霍布斯 英 生命是肢体的运动 心脏 发条 神经 游丝 关节 齿轮伏尔泰 宇宙是一架巨大的机器 制造机器匠就是上帝法国唯物主义哲学家拉美特利 laMettrie 1709 1751 人是机器 把人简化为一种没有灵魂的自动机B 严格的机械决定论 拉普拉斯决定论 妖 Laplace 在 概率论的解析理论 中提出 设想一个妖或智神 知道宇宙中所有物体的受力与初始位置和速度 那么宇宙的未来和过去就是完全决定的 都是已知的 物质是由最小的颗粒原子构成 四 系统自然观1 系统的概念 系统就是由诸多要素经特定关系形成的属性不可分

10、割的 具有特定功能的整体 其整体性要点在于新质或功能的突现 即整体大于部分之和 2 系统的组成 要素 所谓 要素 是指构成系统的组分或组元 要素是系统存在的基础 离开要素就无所谓系统 任何系统至少有两个要素 单一要素不能构成系统 任何一个系统都由更小的子系统构成 如水分子由氢原子要素和氧原子要素构成 而原子又由原子核要素和电子要素构成 原子核也是一个子系统 结构 所谓 结构 是指系统内部各要素之间 或者系统要素和系统整体之间的相互联系和组织方式的总和 系统不是要素的简单堆积或混合 结构是要素的秩序 要素是结构的物质承担者 结构相对于要素而言 具有相对独立性 要素相同 结构不同 会出现不同的系统

11、特征 如 由氨基酸要素和核苷酸要素组成的生命系统 因其组成要素的排列组合方式不同 而构成了各种不同的生命个体 结构形式一般有数量结构 时空结构 相互作用结构 功能 所谓 功能 是指系统作为整体与外部环境发生相互作用而产生的特定作用 行为 能力和功效 功能体现的不是某要素的属性 而是系统诸要素耦合在一起而突现出来的系统的整体属性 新质 功能与要素 结构 要素是功能的物质基础 结构是功能的重要依据 功能是结构的外在表现 功能对结构具有 反作用 a 结构的合理与否能够通过功能表现出来 b 功能的发挥有时会损耗结构 有时能够优化和改进结构 乙醇 甲醚 要素相同结构不同功能不同 要素不同结构不同功能却相

12、同 西汉千章铜漏 沙漏 日晷 钟表 第17页 3 系统的特征 整体性动态性层次性自组织性 夸克 基本粒子 原子核 原子 分子 分子体系 凝聚态物质 卫星 小行星 自然界的层次结构 微观世界 宏观世界 强子如质子 中子 夸克有结构吗 非生命世界 分子体系 凝聚态物质 生命世界 蛋白质 核酸 分子体系 细胞 组织 器官 系统 生物个体 种群 群落 生态系统 生物圈 自然界的层次结构 生态系统 生物圈 自然系统具有物质 能量 信息 三要素 依据系统与外界环境是否有物质 能量 信息交换 可将系统分为孤立系统 封闭系统和开放系统 4 系统的环境 五 人工自然观 1 人与自然的对象性关系1 人对自然界的受

13、动性 人不能脱离自然界而生活 也不能摆脱自然界规律的支配 2 人对自然界的主动性 人并非消极地依赖自然界而生活 而能 或能动性 认识自然界的规律性 按自然规律去改造自然 并在改造自然的活动中完善自身 2 人与自然关系的演化 人与自然关系的演化蒙昧时代 自然是神秘的主宰 古代希腊 凭借理性能够认识自然 近代时期 自然界充满理性秩序 伽利略 自然的真理存在于数学之中 培根 知识就是力量 笛卡儿 我思故我在 现代成了 我消费故我在 自然界成为人类认识和改造的对象 在人与自然的对象关系中 自然界不再是纯粹的自然界 而是人认识和改造的对象 是打上人类烙印的自然界 于是 便出现了 人化自然 和 人工自然

14、人化自然和人工自然 都是受到人类活动影响的自然 并非纯粹的自然 天然自然 3 人和自然的协调发展 1 三种理论 宿命论 征服论与和谐论 宿命论 以消极适应自然为特征 只强调人的受动性 征服论 以无节制地开发自然为特征 只强调人的能动性 和谐论 以人与自然协调发展为特征 强调人的受动性与能动性的统一 2 两种主义 悲观主义和乐观主义 对待人与自然的关系 还存在 悲观主义态度 认为最终自然界要惩罚人类 而人类的一切改造自然的活动都是无济于事的 乐观主义态度 认为人对自然界的改造是有积极意义的 可以让自然界按照人类的目的和需要向它的有利于它自身演化的方向发展 4 可持续发展概念与意义 可持续发展 当

15、代的发展不以损害后代发展的基础和能力为代价的发展 代际公平 代内公平 各民族之间的公平 各国家发展之间的公平 三个协调 生态 经济和社会发展之间的协调 六 生态自然观与生态伦理 生态自然观确立的现实根源与科学基础生态自然观的基本思想生态伦理学的产生人类中心主义的生态伦理非人类中心主义的生态伦理 一 生态自然观确立的背景与科学基础 生态自然观确立的背景 全球环境问题生态自然观确立的科学基础 生态科学 系统科学 复杂性科学生态自然观的基本思想 1 生态自然观确立的现实根源 全球性环境问题 当代全球性环境问题的产生环境问题的解决需要新的哲学 2 生态自然观确立的科学基础 生态科学 系统科学 复杂性科

16、学 生态学是研究生命体与其环境之间的关系的科学 生态学家认识到不能用机械的观点理解生命 生命体之间以及生命体与其自然环境之间存在着极其复杂的相互关联 系统科学是一门总结复杂系统的演化规律 研究如何建设 管理和控制复杂系统的科学 以系统为研究对象的基础理论和应用开发的学科组成的学科群 它着重考察各类系统的关系和属性 揭示其活动规律 探讨有关系统的各种理论和方法 兴起于2O世纪8O年代的复杂性科学 complexitysciences 是系统科学发展的新阶段 也是当代科学发展的前沿领域之一 复杂性科学主要包括 早期研究阶段的一般系统论 控制论 人工智能 后期研究阶段的耗散结构理论 协同学 超循环理

17、论 突变论 混沌理论 分形理论和元胞自动机理论 3 生态自然观的基本思想 1 生态系统是生命系统 2 生态系统具有显著的整体性 3 生态系统中关系比实体更重要 4 生态系统是一个复杂系统 三 生态伦理学的产生 传统伦理学把人与人之间的关系作为中心问题 道德是要理解我们对他人的责任及我们拥有的权利 环境问题不符合传统的道德领域 从广义理解时 哲学伦理要关注一般的关于好的生活和人类繁荣的问题 这些问题包括更广泛的对价值问题的关注 这些价值观给我们如何生活提供规范 环境问题被纳入到伦理学视野 四 人类中心主义的生态伦理观 人类中心主义的伦理认为 人类影响自然环境的行为是正当的 当且仅当这些行为有利于

18、人类的福利或有利于保护与高扬人类的正义与人权 因此人类只对人类有道德责任 并且只有人类才有道德权利 我们关心 withregardto 动物 关心生命 关心自然只是为了人类的利益 而不是为了其他生物的利益 我们没有道德责任去保护和提高非人的生物的利益或内在的价值 五 非人类中心主义 生态中心主义 的伦理观 非人类中心的伦理学认为 人类影响自然环境的行为是正当的 当且仅当这些行为有利于生态系统或生命共同体的稳定 繁荣与发展 有利于尊重 保护和提高生命的内在价值与权利 因此作为生物世界一个部分的人类有责任维护生物世界的利益 维护生态系统的完整性 保护野生物种免受人类干扰而灭绝 保证地球生命尽可能不

19、受人类造成环境污染的危害 这些道德责任来自地球生命和生态系统的内在价值 是独立于并复加在对人类的道德责任之上的 第二章科学与科学方法论 科学概念的透视科学的结构科学与伪科学的划界标准科学的经验基础科学思维方法科学发展模式 一 科学概念的透视 科学是揭示规律的知识体系科学是一种活动科学是一种特殊的方法科学是一种社会建制科学是一种文化 1 作为知识体系的科学 古希腊认为科学是一种知识 知识 拉丁文scientia或scire 就广泛意义来讲 指学问或知识 英文science德文wissenschaft法语scientia皆由此衍生转变而来 科学还应该被理解为是形成和产生科学知识 运用科学知识的实践

20、活动 梅森 科学史家 科学就是人类历史上积累起来的有关自然界的相互联系着的技术 经验和理论知识的不断发展活动 2 作为一种活动的科学 3 作为一种方法的科学 方法 沿着 正确的 道路行进 黑格尔把方法表述为 人能动地把握客体的手段的工具 在 逻辑学 下 532 中写道 在探索的认识中 方法也就是工具 是主观方面的某种手段 主观方面通过这个手段和客体发生关系 培根 新工具 科学就在于用理性方法去整理感性材料 人们对科学方法有不同的理解 皮尔士认为 科学是驱逐怀疑 获得稳定思想的一种方法 默顿 科学是 证明知识可靠性的一种独特方法 梅森 科学方法主要是发现新现象 制定新理论的一种手段 因此不断地在

21、扩大人类知识体系 只要科学方法应用得上 旧的科学理论就必须地为新的理论所推翻 因此 所谓科学方法 是在实现科学认识活动中所遵循的途径和运用各种方式和手段的总和 M 玻恩在1954年诺贝尔物理学奖致谢辞中谈到 我荣获1954年的诺贝尔奖 与其说是因为我所发表的工作包括了一个自然现象的发现 倒不如说是因为那里面包括一个关于自然现象的新思想方法基础的发现 我这一代的物理学家 213 4 作为社会建制的科学 所谓科学的社会建制 指科学事业成为社会构成中的一个相对独立的社会部门和职业部类的一种社会现象 它从科学家的社会角色 科学专业 科学共同体及其活动 规范等方面反映了科学与社会的关系 5 作为一种文化

22、的科学 1871年人类学家泰勒在 原始文化 中首先提出文化的定义 文化 是包括全部知识 信仰 艺术 道德 法律 风俗以及作为社会成员的人所掌握和接受的任何其他的才能和习惯的复合体 P1 对科学的文化分析 萨顿把科学史规定为文明史的一部分 从最高意义来说 它实际上是人类文明的历史 贝尔纳认为 把科学当作整个文化的一个组成部分来对待 才能正确认识科学 促进科学的健康发展 1972年李克特指出 科学是一种文化过程 三联 同名书 指出科学文化有三个特征 科学文化是一种认知过程 有别于个体的认知 科学文化是传统文化的生长物 具有特定的发展特征 科学文化其发展速度快于生物进化 科学是一种相当特殊的文化 虽

23、然生长自民族文化环境 西方 但科学成果一旦被公认 就具有普遍性 公有性 无偏见性 因而又是超民族的 一旦成为文化系统的独立成分 就具有了自己独特的精神气质 实证精神 严密精确的分析精神 开放精神 无国界 无终极真理 民主精神 反权威 迷信 创造进取精神 二 科学的结构 1 科学语言的涵义科学语言是以自然语言为基础 表达 记录 加工 传递和贮存科学知识的语言 即科学工作者从事科学研究和进行科学交流时所使用的语言 它由自然语言和人工语言共同组成 自然语言是科学语言的基础 在自然语言中加入精确定义的单义的术语 符号以及公式和图像 就构成科学语言 其主要功能 描述世界 指称世界 科学语言的构成 1 术

24、语 概念 质量 元素 碳 导数 2 符号m dx dt DNA 3 公式 数学 f maI U RE mc2 4 图表元素周期表 5 模型原子模型 实物模型 数学模型 6 自然语言 2 两种语言 观察语言 或O 语言 用LO表示 包含逻辑语句与O 语句 无T 词 学科发展的初期 科学语言往往处在观察语言形态 就像个体早期语言以观察语言开始一样 理论语言 或T 语言 用LT表示 包含逻辑语句 O 语句和T 语句 当人们不满足于经验解释 寻找宇观 微观或复杂性解释时 会假设不可观察的理论概念 理论语言相应产生 三种词逻辑词 逻辑常项 如联结词 包括所有纯数学词 等符号就属逻辑词 观察词 或称之为O

25、 词 是可观察量 温度 颜色 气体压强 等就是观察词 理论词 或称之为T 词 是不可观察量 电子 信息熵 黑洞 等就是这类语词 理论假设 T 假设 理论的规律 它们是纯粹的T语句 对应假设 C 假设 即对应规则 包含T 词和O 词的混合语句 从语言成分看科学理论的结构 3 经验规律与理论规律 经验规律经验规律是这样的规律 它所包含的语词或是直接用感官可观察的或是用相对简单的技术可测量的 定性规律 如 所有的乌鸦者是黑的 定量规律 如 气体的盖 吕萨克方程 电学的欧姆定律等 理论规律理论规律与经验规律的区别并不在于它是否被确定 经验规律被经验事实确证 而理论规律多为 假说 理论规律中的语词是不可

26、观察的 如分子 原子 电子 质子等 理论规律推出经验规律 就象经验规律可以解释和预测事实一样 理论规律可以解释和预测经验规律 理论规律能推导出经验规律 理论规律推出的经验规律愈多 多样性愈大 推出的经验规律之间的联系愈少 则理论规律就愈强 4 对应规则CorrespondenceRule 科学理论规律的检验问题 如何建立不可观察词与事实的关系 对应规则 将理论词与可观察词联结起来的规则 例 如果有一种特别频率的电磁振荡 则有一种特定色彩的可见的青蓝色 气体的温度与它们的分子的平均动能成正比 对应规则的不同名称 布里奇曼 操作规则 概念或命题的意义在于一系列与之相关的科学实验操作和经验行为过程

27、坎贝尔 字典 因为这些规则将一种术语与另一种术语联结起来 类似于英汉词典的用途那样 享普尔 桥梁原理 理论包括内部原理和桥梁原理 内部原理阐明理论及定律所需要的那些基本实体与过程 桥梁原理指明理论所设想的过程如何联系于我们已知的经验现象 从而使理论可以说明 预言或逆断这些现象 5 科学实在论与反实在论 科学实在论坚持认为 第一 存在着一个确定的世界 即世界包含着具有关系和性质的实体 这在很大程度上是独立于人的行为和动因 或它的可能性 的 第二 有可能获得相当数量的 可靠的 相对独立于观察考的关于世界及其特征的信息 这些信息并不恰恰局限于可观察的特征 第三 科学的目的在于 并在某种程度上达到 在

28、认识上接近实在论认为是可能的那种确定的世界结构 反实在论 理论只不过是一些有用的工具 有助于我们把观察和实验的结果联系在一起并对这些结果作出预见 三 科学与伪科学的划界标准 1 逻辑实证主义可证实性A 20世纪2 30年代 维也纳学派 代表人物石里克和卡尔纳普 B 科学命题或理论有意义的命题或理论能用经验事实加以证实 verify 的命题或理论可证实性作为科学的划界标准 而 正确 来源于可证实性 2 证伪主义 批判理性主义 可证伪性A 代表人物波普尔流行于20世纪40 50年代 B 批判逻辑实证主义 认为理论或命题具有普遍性 不可能被经验证实 但可被证伪 C 可被证伪的理论或命题才是科学的 否

29、则是非科学的 如 周易 弗洛伊德的精神分析理论 推入压抑救人升华 再如 海河的流向是天津发展的方向 D 证伪主义提出之后 人们就用confirm 确证 代替verify 证实 用经验不能证实全称命题 逻辑实证主义也不再坚持可证实性标准 研究经验对理论的支持度 确证度 E 波普尔反对归纳法 由观察 实验归纳得到的经验知识是可错的 并不能保证 正确 如关于老虎的知识 3 历史主义 1 库恩 范式A 科学发展模式 前科学 常规科学 反常 危机 科学革命 新常规科学B 常规 科学就是在范式指导下的解难题的活动 而范式的形成受社会 政治 心理和文化等因素影响 降低了经验在划界过程中的作用 客观性 在减弱

30、 真理 正确 就不好说 科学无非是一种看世界的方式 2 费耶阿本德反对划界A 否认科学划界的必要性 认为不存在普遍适用的科学研究方法 everythinggoes 怎么都行 科学与非科学之间不存在一成不变的界限 他的理论流行于20世纪70 80年代 代表作 反对方法 75 自由社会中的科学 78 中译本 上海译文 此后 科学哲学终结 他认为科学哲学是有辉煌历史的学科 B 科学 巫术 宗教 迷信和神话等是不同认识传统 平权 无所谓优劣 哪个好用就用哪个 四 科学的经验基础 科学事实科学观察科学实验 1 科学事实 客观事实 是指客观世界存在的现象 事件和过程 它是纯客观的 只是存在而已 不包含人的

31、主观认识因素 属本体论范畴 即不管人们是否已经认识到它的存在 它都是存在着的 经验事实 是指用某种语言或文字对观察到的客观事实所做出的陈述和判断 分为两个层次 一是人们通过感官或借助仪器对客观事实所作的反映和记录 二是人们必须对观察到的客观事实作出陈述和判断 因为只有用语言表达的经验事实才能交流 才能成为公共知识的基础 经验事实是为人所经验到 认知到的事实 是人类经验的内容 属认识论范畴 它既有客观性 又具主观性 由于经验事实包含着人的主观认识因素 再加上客观事实的现象是复杂的 因而人们所得到的经验事实中常常掺杂着虚假的事实描述 科学事实 是指人们对科学实践中所观察到的客观存在的事件 现象和过

32、程的真实描述 它也分为两个层次 一是客体与仪器相互作用结果的表征 如观测仪器上记录和显示的数据 图像等 这一层次的科学事实既与客体的性质有关 也与人所设定的认识手段有关 如压力的变化是表现为汞柱的升降还是压力指针的摆动 取决于认识手段 二是对观察实验所作的陈述和判断 这一层次的科学事实既与客体的性质有关 也与人用以描述事实的概念系统有关 同一事实在不同概念系统中所做出的描述可以是不同的 2 科学事实的特征 理论渗透性 不存在与理论体系无关的 纯粹的科学事实 科学事实的发现和确定需要依赖于特定的科学理论 这是科学事实不同于其他经验事实的最重要特点 相对独立性 科学事实一旦被发现和确定 就具有自己

33、相对的独立性和不变性 如 意大利物理学家伏打根据电的 接触说 发现了化学电池 它能使验电器或电流计发生偏转 从而证明了 电流 这一科学事实 但后来的实验证明 接触说 这一观念是错误的 化学说 才是正确的 但是 当不同物体接触会产生 电流 这一科学事实却是没有歧义的 3 科学事实的作用 重大科学事实本身就是一种科学新发现事实为科学理论的发现提供启示和支持 是形成新概念 新理论的基础 科学事实是对科学假说和科学理论进行评价的基本手段和依据 2 科学观察 科学观察 是指人们有目的 有计划地通过自身感官或借助科学仪器 对自然发生条件下的对象进行考察和感知 以获取科学事实为目的的一种感性活动 科学观察的

34、分类 直接观察 人们凭借自身感官直接考察客体 间接观察 借助于一定的科学仪器进行的观察 引入科学仪器对于观察方法的意义 能够帮助人们克服感官局限 在广度 深度上增强人的认识能力 能够提高人类认识的精确性 使观察结果更加客观 精细 准确 通过改进科学仪器 提高精度 往往是导致科学突破的一条途径 通过引入客观计量标准 可以排除某些主观因素影响 科学观察的特征 观察到主动性观察的公共性观察的理论渗透性 观察渗透理论 观察并非只是观察者对 刺激 的消极的机械反应 观察要受到观察者拥有的背景理论的支配和影响 同一观察对象 不同的观察者可能会作出不同的观察陈述 歌德 我们见到的只是我们想知道的 爱因斯坦

35、是理论决定我们能够观察到的东西 只有理论 即只有关于自然规律的知识 才能使我们从感觉印象推理出基本现象 3 科学实验科学实验的定义 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 实验是在人为控制条件下观察客体的 因此比观察能获得更精确可靠的科学事实 依据测量手段的不同 可将实验分为定性实验与定量实验 依据实验手段是否直接作用于实验对象 可将实验分为直接实验与模拟实验 实验的分类 依据实验的直接目的的不同 可将实验分为探索性实验 验证性实验 析因实验 对照实验 判决性实验等 再现 加速或延缓 模拟研究对象及其变化过程 强化 激化研究对象 在极端条件下揭

36、示对象的本质和规律 科学实验在科学技术研究中的作用 简化和纯化研究对象 一种经济可靠的认识和变革自然的方法 实验结果的产生与更新 实验的进行受各种条件的制约实验结果是可错的 五 科学思维的基本方法 分析与综合归纳与演绎系统方法模型方法创新思维方法 1 分析与综合 分析将被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 定性分析 对象是否具有某种属性 有没有 是不是 定量分析 对象的各种成分数量 有多少 因果分析 引起某一现象变化原因 为什么 分析是对一定综合体的分析 分析离不开综合 辩证的分析是剖析事物矛盾的思维方法 综合 将已有的关于研究对象各个部分 方面 因素和层次的

37、认识联系起来 形成对研究对象整体性认识的认识方法 综合以分析为基础 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 即结构的机理与功能 由此形成一种新的整体性认识 正如分析离不开综合 综合也离不开分析 辩证的综合不是各个要素的简单加和 它导致关于研究对象的新的知识 因此本质上是一种在分析基础上的创造 也导致科学上的新发现 2 归纳与演绎 演绎方法 从一般到个别的演绎推理 根本特点 前提与结论间有蕴含关系 现在的演绎方法包括演绎推理和以演绎推理为基础的证明及公理化方法 归纳法 归纳原理 如果在很多不同的条件下已经观察到大量的A 而且如果所有这些被观察到的A无一例外都具有属性B 那么

38、所有A都具有属性B 归纳问题 归纳原理的证明问题 即归纳问题 3 系统方法 即把研究对象和过程视为系统来加以研究 包括 广义上 实际上是一组系统方法论形态 狭义上 系统分析方法 系统规划方法 从信息论的角度 信息方法 从控制论的角度 控制论方法 多种控制方法 黑箱方法 功能模拟方法 也可以说 系统方法就是系统科学的方法 是关于一般系统理论 控制论 信息论以及耗散结构理论 协同学和超循环理论等系统理论所形成的系统科学的一般方法论 整体性 将对象看作有机整体 强调局部与全局 个别与一般 分析与综合的协调 动态性 将对象看作动态的活系统 联系其历史 现状与发展趋势 注意阶段性与连续性的结合 优化原则

39、 统筹兼顾 大力协同 多利相衡取其重 多害相衡取其轻 进行综合优化和系统筛选 模型化 把真实系统抽象为模型 通过模拟实验 仿真实验 求得优化的结果 4 模型方法 模型方法 通过模型来揭示原型的形态 特征 本质 从而达到对事物的特定认识目的 原型就是被研究的真实对象 即现实的客观事物 模型 相对于原型 就是被研究对象有关性质的模拟物 相对于将要被创造出来的事物系统 就是 雏型 按照模型模拟 再现和替代原型的方式 可将模型分为物质模型和思想模型 思想模型是创造性思维的结果 它将研究对象的本质属性和基本过程以最纯粹的形式甚至以某种极限的状态呈现出来 实物模型 实在模型 物理模型 形象模型 由物质性东

40、西构成的与客体原型有某种相似的物质实体 为了从事科学研究而建立的对原型的高度抽象化了的思想客体或思想事物 如质点 原子模型等 可突破客体对主体的限制 有助于人们对宏观世界 微观世界和宇观世界认识的深入 可突破传统逻辑思维方法的限制 有助于想象 类比 模拟等非逻辑思维方法的发展 可将研究对象 理想化 在思维中塑造 理想模型 设计 理想实验 充分发挥人的认识的目的性 预见性和能动性 模型方法在科学研究中具有重要作用 思想模型的一种极端情况是理想模型 具有某种极限特征的理想客体或理想事物 如质点 理想刚体 理想气体等 理想黑体 理想循环等 5 创造性思维方法 在已有知识和经验的基础上不受某种固定的逻

41、辑规则约束而直接领悟事物本质 对客观事物的本质特征和普遍规律的直接领悟的深刻理解 这种领悟和理解取决于经验的积累 只有当经验积累达到融会贯通产生 共鸣 时 直觉的领悟和理解才能发生 直觉 直觉 直觉具有思维的非逻辑性 过程的自动性和信念的坚定性三个基本特征 直觉过程不是根据一定的逻辑规则一步一步进行推理的过程 而主要是依靠头脑中知识和经验的积淀 提取 重组 依靠思维洞察力 去直接猜测 判断 理解和把握对象 主体无需有意识的意志努力就能够自然而然地 直接迅速地做出判断 是在不知不觉中得到关于问题的直觉洞察或顿悟的 直觉在科学技术创造活动中具有重要的创造功能 直觉是研究者发现和确定有价值的研究方向

42、和目标的主要思维因素 直觉是直接做出科学发现的工具 在从现象到本质的思维飞跃过程中 真正起作用的是直觉因素 爱因斯坦 要走向理论的建立 不存在什么逻辑的通道 只能通过构造性的尝试去摸索 只有通过那种以对经验的共鸣的理解为依据的直觉 主体对反复思考而尚未解决的问题 因某种偶然因素或潜意识信息启发而得到突然顿悟的心理状态 想象 想象 六 科学发展模式 实证主义和逻辑实证主义的积累模式证伪主义的否证模式库恩的历史主义模式拉卡托斯的科学研究纲领方法论费耶阿本德的无政府主义理论 科学哲学的发展 按时间顺序 逻辑实证主义 批判理性主义 历史主义 后现代思潮 逻辑实证主义的累积模式 逻辑实证主义明确地把可证

43、实性作为 科学的 划界标准 作为 命题有 科学 意义的 标准 一个陈述当且仅当原则上是可经验地证实的时才是有 科学 意义的 逻辑实证主义按归纳主义观点说明科学知识增长的特征 科学知识的增长来自对经验事实的归纳 科学发展即通过归纳获得的科学知识的不断增加 因此 科学发展是一个渐进积累的直线发展过程 其中没有渐进的中断 没有革命 观察事实积累越多 越深入 通过归纳逻辑得出的科学定律或理论越被高频率经验证据所证实 那么它就越普遍 解释力和预见力越强 所包括的非科学的错误成分也越少 逻辑实证主义的累积发展观曾长期统治科学界和哲学界 它勾画了一幅积累式的科学发展图景 从一个侧面反映了科学不断进步的总趋势

44、 但它的根本缺陷是忽视了科学中的革命 因而不能解释人们是怎样提出逻辑上和传统理论不同的革命性新理论的 波普尔从证伪主义出发 否定了逻辑实证主义的逐渐积累的模式 他认为 波普尔的证伪主义的发展观 科学理论不能通过归纳得到证实 但能被证伪 科学的发展是理论不断被经验反驳和证伪的反复过程 猜测和反驳是科学发展过程中最基本的环节 科学发展的历史就是大胆地提出假设 通过证伪 然后推翻理论的过程 科学知识的增长就是不间断地革命 科学发展的历史就是大胆地提出假设 通过否证 然后推翻理论的过程 否证是演绎逻辑 不需要用归纳法 因此又被称为 理性主义 科学知识的增长 就是不断革命 理论1 否证 理论2 否证 科

45、学理论是可错的 批判 不断革命说 科学发展模式 P1 TT EE P2即科学从问题 P1 开始 经过试探性理论 TT 又经过批判性检验 排除错误 EE 进而提出新的问题 P2 不断革命说 的问题 1 Quine Duhem论旨表明 任何科学理论只要引入辅助假说 都可以避免否证 2 科学研究不是纯粹的批判 有时需要在现有的理论框架中从事进一步的研究 库恩的历史主义模式 历史主义的代表 1962年提出 范式 paradigm 概念科学发展 常规科学 科学革命 范式包括 1 符号通式 语言 可能互相定义 2 共同信念 形而上学或模型 3 共有价值 简单性 一致性 鉴赏力 4 范例 演示 范式举例 燃

46、素说 氧气说亚里士多德物理学 近代科学经典力学 相对论 库恩的科学发展模式 前范式阶段 百家争鸣 范式建立 常规科学 反常 危机 科学革命 新范式再重新开始 前科学 常规科学 形成范式 反常 危机 科学革命 新范式战胜旧范式 新常规科学科学家通常是在常规科学中从事解题的工作 不可通约 incommensurable 没有共同的标准来作为比较的基础 原义 等腰直角三角形的斜边和其直角边 找不到某刻度的尺子来共同测量 不可通约 1 科学标准的不同 如什么是科学的问题 2 概念的变迁 相同概念具有不同的含义 3 世界观的差异 要么一成不变 要么整个转变 问题 范式之间如何进行理性的比较 相对主义 所

47、有的范式都无法比较优劣 一切都是相对的 普朗克 一个科学理论的胜利不是靠说服它的反对者相信它 而是因为反对者最终死去 而熟悉它的年轻一代成长起来 拉卡托斯的科学研究纲领方法论 精致否证主义科学研究纲领没有判决性实验 只有理论才能否证理论 科学研究纲领 硬核 保护带硬核 三大定律 万有引力定律保护带 太阳系质量 行星轨道海王星 冥王星发现 天王星 海王星的轨道偏移并不是对牛顿力学的否证 而且通过引入新的辅助假说 发展了牛顿力学 反面启发法 禁止我们将否定后件对准 硬核 相反 我们必须动用我们的独创性来阐明 甚至发明辅助假说 这些辅助假说围绕该核形成了一个保护带 而我们必须把否定后件式转向这些辅助

48、假说 正面启发法 规划出一个纲领 使科学家的注意力专注于按其纲领正面部分规定的指示来建立他的模型 科学发展模式 进步的科学纲领代替退步的科学纲领 费伊阿本德的无政府主义模式 反对方法 自由社会的科学 告别理性 关于知识的三个对话 怎么都行 Anythinggoes 第三章技术与技术方法论 技术的定义及其特征技术的发展阶段技术与科学的关系科学技术的体系结构技术活动的约束条件及高技术发展规律技术预测与技术评估方法技术发明与技术创新 一 技术的定义 技术一词源于古希腊语techne 意为技艺 手艺 技能 本领 17世纪初 人们把techne同logos结合起来 形成technology 技术 一词

49、18世纪狄德罗把技术定义为 为了完成特定目标而协调动作的方法 手段和规则相结合的体系 技术构成的基本要素 1经验形态的技术要素实体形态的技术要素知识形态的技术要素 二 技术的特征 技术的文化特征技术是一个体系技术通过意向性产生 三 技术的发展阶段 加西特 机会的技术 工匠的技术 工程科学的技术汤德尔 工具 机器 自动装置舒尔曼 古典技术 现代技术 四 技术与科学的关系 科学与技术的主要区别现代科学技术的一体化 自然 科学与技术的主要区别 技术与科学的联系 现代科学技术的一体化 包括 科学技术化和技术科学化 一 基础研究 应用研究与发展研究基础研究 对物质世界客观规律的探索 其成果在短期内收不到

50、经济效益 应用研究 技术原理提出或基于原理的技术发明 目的是创造新技术 新工艺和新产品 开发研究 在科学研究基础上 在现实中运用并发展应用研究成果 选择和寻求各种形式的技术原理 方法及工艺方案 使这些方案能在生产 生活和经营管理中加以应用和推广 五 科学技术的体系结构 2 科学技术的三个层次 基础科学 应用科学和工程技术 对客观世界基本规律的认识 包括天文学 地质学 理学 物理学 化学 生物学以及作为各门科学的工具和方法的数学 具有非保密性 与生产实践的关系一般较为间接 研究生产过程和工艺过程中的共同性规律 对象大部分是技术产品 即人工自然 目的是形成技术理论 把认识自然的理论转化为改造自然的

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