第五章 科学问题与科研选题

时代的知识背景决定科学问题的内涵深度和 解答途径。 解答途径。 科学问题是“未知” 已知”的对立统一， 科学问题是“未知”与“已知”的对立统一， 都有它的解的应答域。 都有它的解的应答域。所谓应答域是指在问题 的论述中可预设一个域限， 的论述中可预设一个域限，并假定问题的解就 在这个域限中。 在这个域限中。如：是什么力使原子核中的质 子和中子结合在一起？ 子和中子结合在一起？这个问题的应答域就是 科学问题不是完全未知的， “力”。科学问题不是完全未知的，问题中已 包含有某种确定的知识。正如爱因斯坦所说： 包含有某种确定的知识。正如爱因斯坦所说： 提出科学问题，等于解决了问题的一半。 “提出科学问题，等于解决了问题的一半。” 科学问题的应答域设定的对不对，直接关系 科学问题的应答域设定的对不对， 到科研的成败！ 到科研的成败！
第五章 科学问题与科研选题
第一节 科学认识
自然辩证法不仅研究自然界，还研究人类认 自然辩证法不仅研究自然界， 识自然和改造自然的规律， 识自然和改造自然的规律，而科学认识是一个不 断地提出问题和解决问题的过程。 断地提出问题和解决问题的过程。 一、科学认识系构成 科学认识是一种特殊的社会实践活动， 科学认识是一种特殊的社会实践活动，它具 有变革和改造某种对象的特点，其成果是知识、 有变革和改造某种对象的特点，其成果是知识、 是精神产品。进行这种精神产品的生产的各要 是精神产品。 素的有机结合就构成科学认识系统。 素的有机结合就构成科学认识系统。
1910年卡斯末 芬克 年卡斯末·芬克 年卡斯末 芬克(1884—1967)吸取了爱杰 吸取了爱杰 克曼的教训， 克曼的教训，又从一个新的角度提出问题的应答 脚气病是不是由于缺乏某种营养物引起的？ 域：脚气病是不是由于缺乏某种营养物引起的？ 实践证明这个应答域的设定是正确的。 实践证明这个应答域的设定是正确的。他通过比 较法， 较法，用两年时间从稻米外层表皮中分离出一种 新东西——维他命。从而发现了脚气病的真正原 维他命。 新东西 维他命 因是缺乏某种维生素，问题终于获得解决。 因是缺乏某种维生素，问题终于获得解决。
美国科学家朱克曼在《科学界的精英》 美国科学家朱克曼在《科学界的精英》一书中谈 到，他曾对一批诺贝尔奖获得者进行了问卷调查，其 他曾对一批诺贝尔奖获得者进行了问卷调查， 中一个问题是： 中一个问题是：“你在当学生时从导师那里学到的最 重要的东西是什么？是知识还是方法？ 重要的东西是什么？是知识还是方法？”被调查的科 学精英们竟惊人一致地回答：是方法。的确， 学精英们竟惊人一致地回答：是方法。的确，没有正 确的科学方法，即使有天赋才能，也不能很好地发挥。 确的科学方法，即使有天赋才能，也不能很好地发挥。 正如法国生理学家贝尔纳所说：“良好的方法能使我 正如法国生理学家贝尔纳所说： 们更好地发挥运用天赋的才能， 们更好地发挥运用天赋的才能，而掘劣的方法则可能 阻碍才能的发挥。 阻碍才能的发挥。”如开普勒在年青时就表现出很好 的数学才能，但由于他思想方法运用的欠缺， 的数学才能，但由于他思想方法运用的欠缺，他前半 生并没有取得实际成就，只是在成为第谷的助手以后， 生并没有取得实际成就，只是在成为第谷的助手以后， 从弟谷那里学到了缜密的工作方法和思维方式，才在 从弟谷那里学到了缜密的工作方法和思维方式， 科学研究中取得了突破，发现了行星运动三大定律。 科学研究中取得了突破，发现了行星运动三大定律。
科学认识个体 科学认识主体 科学认识群体 显在的客体 科学认识客体 潜在的客体 仪器、设备 仪器、设备——硬件 硬件 科学认识中介 规则、方法 规则、方法——软件 软件
科学认识 系统构成
二、科学认识过程
科学认识过程是以科学实验为基础的， 科学认识过程是以科学实验为基础的，并 以科学实验为其真理性的标准， 以科学实验为其真理性的标准，科学实验在科 学认识过程中占有重要地位。 学认识过程中占有重要地位。
四、从不同学科的理论体系之间的矛盾中来
一个理论内部的逻辑困难和逻辑矛盾有时并 不明显， 不明显，而一个科学理论和另一个科学理论之间 的矛盾则常常比较明显。比如， 的矛盾则常常比较明显。比如，光学发展过程中 的微粒说与波动说的矛盾； 的微粒说与波动说的矛盾；化学发展过程中的燃 素说与燃烧氧化说的矛盾； 素说与燃烧氧化说的矛盾；热力学发展过程中的 热素说与热的分子运动说的矛盾等， 热素说与热的分子运动说的矛盾等，就是一个科 学理论与另一个科学理论之间的典型矛盾。 学理论与另一个科学理论之间的典型矛盾。不少 科研课题就是从解决这类矛盾中来的。 科研课题就是从解决这类矛盾中来的。
现代西方科学哲学探讨科学方法论问题 主要流派有： 主要流派有： 由维也纳学派所倡导的逻辑经验主义， 由维也纳学派所倡导的逻辑经验主义， 波普尔（ 波普尔（Popper K）的批判理性主义， ）的批判理性主义， 库恩（ 库恩（Kuhn T）的科学范式和科学发展理论， ）的科学范式和科学发展理论， 拉卡托斯（ 拉卡托斯（Lakatos I）的科学研究纲领方法论， ）的科学研究纲领方法论， 费耶阿本德（ 费耶阿本德（Feyerabend P）的多元主义方法论， ）的多元主义方法论， 夏皮尔（ 夏皮尔（Shapere D）的科学实在论，等等。 ）的科学实在论，等等。
Байду номын сангаас
第二节 科学问题的来源
一、从社会生产和实际生活的需要中来 社会生产和社会生活会不断提出新的要求和新的问 题，当科学技术满足不了这些新的要求和回答不了新的 问题时，便会有新的课题产生。 问题时，便会有新的课题产生。比如随着工业化程度的 不断加深，环境污染问题就凸显出来了，如何治理环境， 不断加深，环境污染问题就凸显出来了，如何治理环境， 如何保持生态平衡就成了当代的重大科研课题。 如何保持生态平衡就成了当代的重大科研课题。如果已 有的基础理论的研究， 有的基础理论的研究，不能满足解决在社会生产和社会 生活中提出的课题，将会导致推动基础理论的研究。 生活中提出的课题，将会导致推动基础理论的研究。例 年武汉长江大桥落成典礼时， 如，1957年武汉长江大桥落成典礼时，大桥突然晃动， 年武汉长江大桥落成典礼时 大桥突然晃动， 该现象已有基础理论无法解释， 该现象已有基础理论无法解释，这就要求科学地揭示大 桥晃动的振动机理。 桥晃动的振动机理。我国著名力学桥梁专家李国豪教授 由此提出并系统地研究了桁梁桥挠曲扭转的稳定和振动 问题，建立了“桥梁实用空间分析理论”，发展了桁梁 问题，建立了“桥梁实用空间分析理论” 和箱梁理论。还如杂交水稻研究等。 和箱梁理论。还如杂交水稻研究等。
科学研究是一种探索未知的创造性活动。 科学研究是一种探索未知的创造性活动。对 于一个科技工作者来说， 于一个科技工作者来说，要在科学研完中取得重 大成果， 大成果，丰富的科学知识和严谨的科学态度无疑 是不可缺少的条件， 是不可缺少的条件，但更为重要的是掌握正确的 科学方法。在科学史上， 科学方法。在科学史上，那些杰出的科学家无一 不是运用科学方法的大师。 不是运用科学方法的大师。 巴甫洛夫指出： 巴甫洛夫指出：“科学是随着方法所取得的 成就而前进的。研究方法每前进一步， 成就而前进的。研究方法每前进一步，我们就提 高一步， 高一步，随之在我们面前也就开拓了一个充满着 种种新鲜事物的更辽阔的前景。因此， 种种新鲜事物的更辽阔的前景。因此，我们头等 重要的任务乃是制定研究方法” 重要的任务乃是制定研究方法”。
二、从旧理论与新事实的矛盾中来
人们在实验中观察到的科学事实往往与既有的科学 理论不一致，或者理论事实不能为实验所证实， 理论不一致，或者理论事实不能为实验所证实，就会产 生矛盾，有矛盾就要找出解决矛盾的办法， 生矛盾，有矛盾就要找出解决矛盾的办法，于是就有了 新的科研课题等待人们去攻关。比如， 世纪未， 新的科研课题等待人们去攻关。比如，在19世纪未，人 世纪未 们通过实验得出这样的事实： 们通过实验得出这样的事实：光电管的金属上电子的动 能与光的强度无关，只与光的频率有关。 能与光的强度无关，只与光的频率有关。这个事实与当 时流行的光的波动说发生冲突，因为按照光的波动说， 时流行的光的波动说发生冲突，因为按照光的波动说， 照射在金属上的光的强度愈大， 照射在金属上的光的强度愈大，发射出来的电子的能量 应该更大。这个冲突就是理论与实验的矛盾， 应该更大。这个冲突就是理论与实验的矛盾，也引出了 新的课题，导致爱因勘斯坦光量子论的提出。 新的课题，导致爱因勘斯坦光量子论的提出。爱因斯坦 说：“波动说不能预言实验的结果。于是从旧理论与实 波动说不能预言实验的结果。 验之间的冲突中又有一个新理论兴起来了。” 验之间的冲突中又有一个新理论兴起来了。
二、科学问题的分类
科学问题有诸多类型， 科学问题有诸多类型，根据科学问题的性 质和研究的需要， 质和研究的需要，可以对科学问题进行不同 的分类。 的分类。 一是关于研究对象的认别与判定， 一是关于研究对象的认别与判定，回答是 什么的问题； 什么的问题； 二是关于事物在机理规律的研究， 二是关于事物在机理规律的研究，分析现 象之间的因果联系，回答为什么的问题； 象之间的因果联系，回答为什么的问题； 三是关于研究对象的状态及运动转化过程 的研究，回答是怎样的问题，等等。 的研究，回答是怎样的问题，等等。
观 察 实 验 观 察 实 验 再 观 察 实 验
假 说
理 论
三、科学认识方法
科学认识方法是科学认识主体把握客体的 工具和手段。 工具和手段。 科学方法可划分为三个层次
第一，自然科学、社会科学各门学科所特有的方法。 第一，自然科学、社会科学各门学科所特有的方法。 第二，适应于各门自然科学的一般研究方法。 第二，适应于各门自然科学的一般研究方法。 第三，适应于自然科学、 第三，适应于自然科学、社会科学和思维科学的最普 遍的方法。 遍的方法。
怎样才能确定科学问题应答域的合理性呢？ 怎样才能确定科学问题应答域的合理性呢？ 这要求研究人员要善于运用试错法。例如， 这要求研究人员要善于运用试错法。例如，1895 年荷兰政府派遣克里斯琴·爱杰克曼 爱杰克曼(1858—1930) 年荷兰政府派遣克里斯琴 爱杰克曼 去东印度殖民地， 去东印度殖民地，要他查清当地居民的脚气病的 原因，给他的问题是：引起脚气病的是什么细菌？ 原因，给他的问题是：引起脚气病的是什么细菌？ 这个问题的应答域是“细菌” 实践证明， 这个问题的应答域是“细菌”，实践证明，这个 应答域的设定是错误的。 应答域的设定是错误的。爱杰克曼在这个问题上 工作了两年，毫无结果。 工作了两年，毫无结果。于是他把问题应答域转 换为：脚气病由精白米中含着的某种毒素引起的。 换为：脚气病由精白米中含着的某种毒素引起的。 这个应答域的设定仍是错误的。 这个应答域的设定仍是错误的。因为他又工作了 几年没能在精白米中找到引起脚气病的毒素来。 几年没能在精白米中找到引起脚气病的毒素来。