第五讲 科学问题与科学事实
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科学问题与科学事实——第五章
有计划、有选择性的感知活动；科学实验就是运用实验工具，通过人
为控制、干预或模拟自然现象而进行的一种科学研究活动。这些科学 观察和科学实验必须是可以重复进行的，得到的经验证据是能够被验 证的。二是来自于权威证据。只有那些在科学家认可的书刊(即专业刊 物、专业书籍)上得到正式发表的科学原理、模型、公式、图形、数据
第五章 科学问题与科学事实
（一）科学问题与科研选题 （二）获取科学事实的基本方法
（一）科学问题与科研选题
科学研究活动是一个解题的过程，一个科学家 的真正的科学生涯都要从提出问题开始。一个科 学问题必须是可以言传的，也就是说它能够用文 字、图形或者模型来表述，而不是只能意会的东 西；同时一个科学问题也必须是在现实知识基础 上认为可解的，而不是一些子虚乌有的东西。
暂时的闲适和与别人的交流有利于直觉的产生 及时的记录
真正可贵的因素是直觉。
——爱因斯坦
我的许多设想，不是出现在精 神疲惫或伏案工作的时候，而常常 是在一夜酣睡之后的早上，或者是 当天气晴朗缓步攀登树木葱茏的小 山时。 ——赫尔姆霍兹
凯库勒与苯分子结构
关于凯库勒悟出苯环结构的 经过，一直是化学史上的趣闻。 据说这来自于他的一个梦。有段 时间他冥思苦想苯分子的组织结 构。一天夜晚，实在太累了，他 在书房中打起了瞌睡，眼前出现 了旋转的碳原子。碳原子的长链 像蛇一样盘绕卷曲，忽见一蛇抓 住了自己的尾巴，并旋转不停。 他像触电般地猛醒过来，于是整 理出了苯环结构的假说 。
等权威证据才有可能被认为是经验证据。
1、科学观察的基本原则
客观性原则
全面性和系统性原则
典型性原则
持久性和反复性原则
计划性原则
3、观察和实验中的机遇
（1）机遇的特点和类型 完全意外型机遇－－异向机遇、背向机遇 部分意外型机遇－－同向机遇、类向机遇
第五讲 科学研究的方法
第五讲 科学研究的方法
科学研究的方法或称科学认识的方法，一般是指科 学认识主体在探索自然现象、自然过程及揭示自然 规律活动中所应用的方法。 依据的标准不同，该方法的表现类型亦有所不同： 从科学认识成果产生的整个过程看，科学研究方法 包括科学发现方法与科学证明方法；从其成果的层 次性分析，又有获取科学事实与构建、检验和评价 科学理论的方法之别。并且它们相互区别、相互联 系性称有机统一的方法整体。
3、逻辑思维方法的功能
逻辑思维也是一类创造性思维形式，它具有以下 基本功能： （1）是扩大已有知识、获得新知的工具； （2）因规则严密确切而成为判断依据，并为科学 知识的合理性立功逻辑证明； （3）是预见科学事实，提出和检验假说的工具； （4）既是使认识由现象到本质，并通向科学发现 的重要条件，又是建构科学理论体系的重要工具。
（二）非逻辑思维方法
因具有间断性、跳跃性，或突发性、突变 性和突破性等特点，该类方法主要包括： 由意象、联想、想象等组成的形象思维， 由直觉判断、灵感等组成的直觉思维，以 及由发散性或发散式、聚敛式等构成的创 造性思维方法。它们在科学认识过程中同 样具有不可忽视的重要的方法论作用。
1、形象思维方法
3、观察的客观性问题
此指由仪器等工具的介入所导致观察结果是否 客观真实的问题。仪器表征着理论、假说，而 理论可能被推翻、假说可能被证伪。因而应要 求从以下几方面入手以增强并保证观察的客观 性。 （1）结果可以标准方法重演； （2）以科学理论为指导； （3）确保观察实验的高精密度。
4、观察实验中的机遇问题
（2）灵感
这是指主体对于曾经反复进行探索而尚未解决的问题，由于 受到某种偶然因素的激发而产生顿悟，从而使问题得以解决 的思维过程。在科学(与文学艺术相通处)史上，许多伟大的 科学家在作出杰出科学发现时，都曾冥思苦想、穷竭智力和 心力反而未得，却在不经意间灵光乍闪而实现质的飞跃。如 在创立狭义相对论时，Einstein曾深受难以解决间断的质点 (Newton)力学与连续的电磁场(Maxwell)理论之间矛盾的 困惑，虽冥思苦想而未得，但突然灵感显现，领悟到“同时 性的相对性”问题。在短短的5-6周内就完成了科学史上的 不朽篇章——“论动体的电动力学”(1905年9月发表于《物 理学杂志》)。
自然辩证法：第五讲什么是科学
归纳原理如何能被证明是正确的。
他认为归纳得到的因果联系不一定是事物 的恒常联系，它只是出于人的心理习惯。 归纳法在逻辑上和经验上都无法证明其正 确性。 方式：①逻辑上证明。它在逻辑上不允许。 单称陈述不管有多少，都是有限，而理论 是普遍的，是无限的，在有限和无限之间 存在不可跨越的鸿沟。
②经验上证明。它在经验上无法证实。观 察只能得到关于过去的事实，而普遍命题 要求对于一切时间内的观察都有效。在过 去和未来之间存在着不可跨越的鸿沟。
辩护 观察是被动的和个人性的 还是主动和公共性的 同一现象因观察者不同而有不同的知觉经验， 取决于他们的背景、文化和期望。而从确定 的事实中产生的那些问题，在很大程度上可 通过采取适当的行动对之予以回答 可观察事实是客观的，也是可错的
从事实中推导出理论：归纳推理 从个别到一般的论证，称为归纳论证。不 同于演绎论证 构成完善归纳论证的是什么 1观察的数量必须很大 2观察必须在许多不同条件下可以重复 3任何公认的观察命题都不应当与推导出的定 律有冲突
• 科学的目的就是证伪理论并用更好的、具 有更大的经受检验的能力的理论取而代之
• 评价 • 与归纳主义比较的优势 归纳主义强调理论要有确定的事实基础、 归纳方法
不足
波普尔认为科学是以对假说或理论的证伪 而进步的。 重大的科学进展以对大胆猜想的确证、或 谨慎猜想的证伪为标志
•源于逻辑情境的难题 A蕴含B B假 A假
• 把理论看作是结构，一个理由源于科学史， (大多数科学的进步展现了一种结构，如哥 白尼革命之后，牛顿物理学的发展）还有 一个源于普遍的哲学论据，它与观察依赖 理论密切相关。 • 对科学更恰当的说明，必须从理解科学活 动发生其中的理论框架开始
库恩的科学革命模式：
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…… 该理论强调科学进步具有革命性，强调科学 共同体的社会学特征所起的作用。 范式是理解这一模式的关键。
第五讲 科学认识和科学问题(二)(提要)
例1、主持研究绿色材料课题的负责人，不仅要考用材料的研制，而只 要考用材料对环境的影响，而材料制品对环境的影响不能不涉及人的行为， 这样一来，社会过程也不得不纳入客体的视野。 例2、任何课题都要查阅历史资料，有时还不得不重复前人的实验，或 者研究前人工作的来龙去脉，这样一来，精神客体也就成为课题的对象。 还要看到历史的趋势，科技工作者已经不可能只要在研究大楼里作工 作了．自然科学和社会科学相结合的时代已经到来，科学认识已经不能只 局限在自然对象上了。 请注意：客体问题在研究工作中就是研究对象问题，在具体研究工作 中，研究者所关心的客体受提出的问题所限制，关键是问题的答案是否已 经落入问题的应答域中，也就是答案是否已经是您的研究客体。这是科研 工作能否较快取得结果的关键。
必须掌握一定的科学方法和技术；
有广泛的背景知识，能对某些客观事件作出价仅判断和可 行性判断；
善与人处。
这里所提出的ห้องสมุดไป่ตู้对科技人才的基本素质要求。当然研究人 才、工程技术人才、科技教育人才、科技管理人才在要求上有 所不同。这是人才学讨论的问题。
客体——首先指自然客体（从实在论的观点看，天然实在、对象性实 在和科学实在都是自然客体，只是社会建构性因素不同）。但是由于当代 科学整体化的趋势，相当多的研究课题不得不涉及社会客体和精神客体， 所谓社会客体指社会现象和社会过程，精神客体指人类的各种精神现象和 精神产品，至于一些大科学课题，带有综合性，大多包括三类客体。这一 点要引起注意。
二是问题的分解和递进。问题的分解不是指解决问题要 分为若干步骤(前后关系），而是指分为若干子问题（平行 关系），这里经验和水平起着重要作用。 所谓递进是指解决一个问题过程中，又产生新的问题 （前后中的新旧关系），新的问题如不解决，原来的问题也 无法解决。 三是问题的转移。指解决一个问题中，出现了新的有意 义的问题，是沿着原来的问题做下去，还是做新的问题，如 果做新的问题，则问题发生了转移。 可以看到，在科研工作中，问题不仅是工作的起点，而 且在整个科研工作的每一步都起着引导作用，直到问题的解 决。
必须掌握一定的科学方法和技术；
有广泛的背景知识，能对某些客观事件作出价仅判断和可 行性判断；
善与人处。
这里所提出的ห้องสมุดไป่ตู้对科技人才的基本素质要求。当然研究人 才、工程技术人才、科技教育人才、科技管理人才在要求上有 所不同。这是人才学讨论的问题。
客体——首先指自然客体（从实在论的观点看，天然实在、对象性实 在和科学实在都是自然客体，只是社会建构性因素不同）。但是由于当代 科学整体化的趋势，相当多的研究课题不得不涉及社会客体和精神客体， 所谓社会客体指社会现象和社会过程，精神客体指人类的各种精神现象和 精神产品，至于一些大科学课题，带有综合性，大多包括三类客体。这一 点要引起注意。
二是问题的分解和递进。问题的分解不是指解决问题要 分为若干步骤(前后关系），而是指分为若干子问题（平行 关系），这里经验和水平起着重要作用。 所谓递进是指解决一个问题过程中，又产生新的问题 （前后中的新旧关系），新的问题如不解决，原来的问题也 无法解决。 三是问题的转移。指解决一个问题中，出现了新的有意 义的问题，是沿着原来的问题做下去，还是做新的问题，如 果做新的问题，则问题发生了转移。 可以看到，在科研工作中，问题不仅是工作的起点，而 且在整个科研工作的每一步都起着引导作用，直到问题的解 决。
第五讲 科学问题与科学事实
科研选题的原则
需要性原则 新颖性原则 合理性原则 可行性原则 效益性原则
（3）科学问题是用语言表达的科学疑问。
3、科学问题的意义
（1）科学问题是科学活动的起点 两种观点： 科学始于观察 科学始于问题
（2）科学问题是科学发展围绕着的中心，科学发现 的逻辑在一定意义上就是科学问题的“解—答逻 辑”
（3）科学问题是科学活动的归宿 P1—TT—EE—P2
4、科学问题的结构
问题的指向通过指向问题对象而对科研 具有指导性，并客观潜在地决定了问题的解； 应答域则通过预设问题解的存在域而如路标 般为研究者求解导航，即它主观上明确指示 了求解的方向。
5、科学问题的基本特征
（1）、探索性。即科学问题是对未知现象、事 件、过程及其本质和规律的探求。
（2）、模糊性和不确定性。即主体对问题探求 的模糊性和不确定性等。
（2）常规与非常规性问题
根据问题与现在理论的关系，把科学问题分为常规 问题与非常规性问题。 A、常规性质的科学问题
此指在科学逐步积累、演化阶段，为充实和完善已 有理论体系而提出的问题。
例如在牛顿《自然哲学的数学原理》所规定的 经典力学的基本理论框架或范式下，亚当斯 (Adams,J.C.)和勒维烈(Leverrier,U.J.J.)所提出的 天王星轨道摄动和海王星的发现；瑞士数学家丹·贝 努力(Bernoulli,D.)和欧勒(Euler,L.)的多质点体系、 刚体和流体力学；拉格朗日(Lagrange,J.L.)用变分 法得出能概括牛顿力学的普适数学形式等等问题。
科学问题中所蕴涵着的问题的指向、研究 的目标、求解的应答域(respondent territory)以及疑项等要素及其相互间关系。
科学问题最基本的组成：疑问项和解答域。 疑问项指出了科学问题的对象，解答域则 包含了科学问题的指向、研究目标和可能答 案的领域。
第五讲 科学的本质与科学认识
的陈述和判断，是客观事实与人的感官（或仪器） 相互作用的结果的表征，属于认识论范畴。
科学事实 用语言文字对观察到的客观事实所做
的真实描述和记录，是通过鉴定被认为是正确反映 了客观事实的经验事实，也属于认识论的范畴。
22
科学事实的特点及作用
科学事实的特点
科学事实是单称陈述 科学事实具有可重复性 科学事实受理论影响
1928弗莱明发现了青霉素
17
科学发现从哪里开始？
从观察开始 科学发现从观察个
别事实开始，然后通过归纳，得出 一般性的定理或理论。
从理论开始
科学理论是通过演 绎法从某些清楚明白、不证自明、 绝对可靠的公理或假设推出的。 问题的引导下完成的，正是问题推 动我们建立科学假说，进行观察和 实验，从而发现新知识，开辟新领 域。
33
“观察渗透理论”的例子
你看到了什么？
两根红线有长短区别吗？
34
“观察渗透理论”的另一个例子——氧的发现史
最先制得较纯氧气的是瑞典药剂师席勒。1773年，他通过分解 硝酸盐、氧化物、碳酸盐等制得了氧气。当他将燃烧的蜡烛放 入这种气体中时，发现烛光更明亮，于是称之为“火气”。他 从“燃素说”出发，认为燃烧是空气中的“火气”与物体中的 燃素相结合的过程。席勒实际上并没有发现氧气。一年以后， 英国化学家普利斯特列又独立地制得了氧气。他用凸透镜聚光 加热氧化汞时，发现该物质分解出了一种气体，老鼠在其中生 活的时间比在等体积的空气中的时间长4倍，人吸入它觉得呼 吸轻快了许多。但普利斯特列只是将这种气体看作氧化氮。因 为他同样信奉“燃素说”，认为一般空气之所以能助燃，是由 于它被“燃素”饱和的缘故。从氧化汞分解出来的这种气体不 含燃素，因而吸收“燃素”的能力特别强，助燃能力也就格外 大。因此普利斯特列也不知道自己制得了氧气。只有拉瓦锡摆 脱了传统“燃素说”，借助于新的燃烧理论——“氧化说”， 才在前人的基础上真正发现了氧气。
科学事实 用语言文字对观察到的客观事实所做
的真实描述和记录，是通过鉴定被认为是正确反映 了客观事实的经验事实，也属于认识论的范畴。
22
科学事实的特点及作用
科学事实的特点
科学事实是单称陈述 科学事实具有可重复性 科学事实受理论影响
1928弗莱明发现了青霉素
17
科学发现从哪里开始？
从观察开始 科学发现从观察个
别事实开始，然后通过归纳，得出 一般性的定理或理论。
从理论开始
科学理论是通过演 绎法从某些清楚明白、不证自明、 绝对可靠的公理或假设推出的。 问题的引导下完成的，正是问题推 动我们建立科学假说，进行观察和 实验，从而发现新知识，开辟新领 域。
33
“观察渗透理论”的例子
你看到了什么？
两根红线有长短区别吗？
34
“观察渗透理论”的另一个例子——氧的发现史
最先制得较纯氧气的是瑞典药剂师席勒。1773年，他通过分解 硝酸盐、氧化物、碳酸盐等制得了氧气。当他将燃烧的蜡烛放 入这种气体中时，发现烛光更明亮，于是称之为“火气”。他 从“燃素说”出发，认为燃烧是空气中的“火气”与物体中的 燃素相结合的过程。席勒实际上并没有发现氧气。一年以后， 英国化学家普利斯特列又独立地制得了氧气。他用凸透镜聚光 加热氧化汞时，发现该物质分解出了一种气体，老鼠在其中生 活的时间比在等体积的空气中的时间长4倍，人吸入它觉得呼 吸轻快了许多。但普利斯特列只是将这种气体看作氧化氮。因 为他同样信奉“燃素说”，认为一般空气之所以能助燃，是由 于它被“燃素”饱和的缘故。从氧化汞分解出来的这种气体不 含燃素，因而吸收“燃素”的能力特别强，助燃能力也就格外 大。因此普利斯特列也不知道自己制得了氧气。只有拉瓦锡摆 脱了传统“燃素说”，借助于新的燃烧理论——“氧化说”， 才在前人的基础上真正发现了氧气。
科学事实
发展历史
科学事实是一种解释。这个命题确认了科学事实是事实性与解释性的辨证统一：“事实性”表征着科学事实 的价值和地位，“解释性”则蕴含着科学事实的可能性条件。它发展了科学事实的“理论渗透说”，并能对人们 理解自然科学与人文、社会科学，科学哲学与哲学解释学的关系产生积极的意义。
是一种解释
从外延上说，它则主要分为观察事实与实验事实。科学认识中的经验事实，即也就是科学事实。在以往的科 学哲学中，人们的科学观在很大程度上表现为对科学事实的观点与看法。逻辑实证主义将科学事实看作是价值中 立的，在变动不居的科学图景中唯一保持不变的“阿基米德点”；而科学历史主义则强调观察过程及观察实验事 实的理论负载性，倾向于否定科学事实的客观性和对于科学理论的基础地位。科学事实的“中性说”由于其明显 的理论偏失已逐渐被人们拒绝，而“理论渗透说”，由于诉诸的主要是观察过程，并由于科学历史主义的相对主 义倾向，没有能够揭示科学事实的深刻底蕴。从生存论的哲学视角，即人的有限性或历史性的哲学前提看，科学 事实的产生必定基于某种前理解，因此科学事实不仅不可能是中性的，而且科学理论对于科学事实的关系，就不 仅仅是概念的解释框架和科学理论的渗透问题，而首先是前者构成了后者所以可能的条件。从这种视角出发，** 认为，科学事实是一种解释，或者更准确地说，科学事实是事实性与解释性的辨证统一。
在科学活动中，经验事实的解释性得到了更加清楚的表现。首先，科学事实以测量语言为意义框架。
具有解释性
科学事实具有解释性，“解释性”揭示了科学事实的可能性条件。这是我们不是从“抽象的人”的哲学前提， 而是从现实中的具体的人的科学哲学前提出发理解科学事实应该得到的结论。马克思曾说：“人，作为人类历史 的经常的前提，也是人类历史的经常的产物和结果，而人只有作为自己本身的产物和结果才成为前提。” 逻辑实 证主义理解科学事实的“抽象的人”的哲学前提在马克思的实践观念中失去了合法性，科学哲学中出现了从人的 现实性、有限性以及随人的历史性而来的前理解领会和解释科学事实的“生存论转向”。海德格尔在《存在与时 间》中具体指出，“把某某东西作为某某东西加以解释，这在本质上是通过先行具有、先行视见与先行掌握来起 作用的。解释从来不是对先行给定的东西所作的无前提的把握”。一切理解与解释都开始于由解释者的“先行具 有”、“先行掌握”和“先行视见”构成的“前理解”。它不仅包含各种可用语言表达的由各种信念、规则和目 标组成的理论预设，而且包括非语句的实验技能和仪器要素等实践背景。作为主体的本质精神力量，前理解与实 验仪器等物质工具一起，构成了科学活动的可能性条件。西方科学哲学中，逻辑主义的科学事实“中性说”，一 个重要的哲学前提就是对现实的科学活动主体，即人的问题的忽视。与此相反，科学历史主义却过分强调了科学 主体在科学活动中的建构作用，将科学事实的生成视为一个纯粹的语言问题，一个纯粹的语言游戏。马克思说： “凡是把理论导致神秘主义方面去的神秘的东西，都能在人的实践中以及对实践的理解中得到合理的解决。” 当 我们从实践的观念出发来看待科学事实，“客观实在”为科学事实的生成提供了客观的可能性空间，而主体的理 论前见、价值取向、实践背景则是形成现实的认识过程、生成科学事实的一个主体条件。从这种意义上说，科学 事实作为感性层次上对客观实在的认识，客观对象是其事实性的根据，而人的认识的历史性、语言性则是其解释 性的来源。
自然辩证法第五章 科学事实
• 只有那些经过鉴定，被认为是对客 观事实的真实或正确反映的经验事 实，才称得上科学事实。
二、科学事实的特点
• 1、科学事实是单称陈述。 • 因为它是观察者对特定事物的观察陈 述，是关于个别存在的描述。 • 单称陈述是关于某一对象有或没有某 种属性的陈述，全称陈述是反映某一 类中全体对象有或没有某一属性的陈 述。
• 2）强化和再现自然现象 • 实验由于是人工控制，可以使被观察 的现象重复出现，以便核对和验证。
• 在人为控制下，某些过程可以得到定 向强化，创造出地球上难以出现的特 殊条件，如超高温、超低温、超高压、 超真空、超强磁场、超导电性等。在 强化条件下，有可能发现前所未有的 事实。
• 如在接近绝对零度的超低温下，几 乎所有的气体都被液化，某些材料 具有无电阻、抗磁等超导性。 • 在超高温下，电子脱离稳定轨道变 为自由电子，中性原子变为离子， 材料变为非固体非液体非气体的 “等离子体”。
• 2、科学事实是可重现的，具有可重 复性。
• 3、科学事实受理论影响。（比较培 根的“无污染的观察”）
三、科学事实的作用
• 1）科学事实是形成新概念、建立新 理论的基础。 • 2）科学事实是检验科学假说和评价 科学理论的依据。
第二节 科学观察和科学实验
• 一、科学观察的含义及其类型
• 科学观察是人们在科学认识中用感 官或借助仪器对客观事物进行有目 的有计划的感知活动。
• 二、科学仪器的作用
• 1.克服感官的局限。 • 2.改进认识能力，使感性认识客观、 精确。
• 3.计算机使观察实验智能化。
第四节 认识论问题
• 一、观察和理论
• “纯粹观察说”： • 培根认为观察是一种纯粹的感官活动， 不受任何理论的影响，在观察中应该 排除任何理论的影响，进行纯粹客观 的观察。 • “如果某人的视网膜上有正常形成的 太阳映像，则他就看到了太阳。”
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事实Ⅰ与事实Ⅱ
A：事实Ⅰ是事实Ⅱ的客观基础，没有事实Ⅰ也就没 有科学事实Ⅱ。没有事实Ⅰ做基础的事实Ⅱ，不是 事实。 B：科学事实Ⅱ是人们用语言对事实Ⅰ的解释。作为 客观现象，事实Ⅰ正是通过事实Ⅱ为人们所认识和 把握。没有科学事实Ⅱ，客观事实Ⅰ就完全是不可 捉摸的东西。 C：一般的认识逻辑是：事实Ⅰ（客观现象）——科 学事实、理论——自然对象。 人们首先得到的是事实Ⅰ（客观现象），然后对 现象进行解释，得到科学事实，建立科学理论，最 后建构出科学对象。自然对象既是科学研究的前提， 也是科学研究的结果。
电荷的2/3——是不是一个夸克？
► 要有广博的知识和经验
► 1609里波斯//伽利略的望远镜
► 勇于探索、勤于尝试，不局限于传统观念和步骤
► 詹纳并不是第一个给人种牛不是第一个提出疾病的细菌学说。
塞夫斯特穆以风趣笔调形容其1830年发现钒： “在宇宙极光处住着一位漂亮可爱的女神。 一天有人敲响了她的门，女神懒得动，等着 第二次敲门，谁知这位来宾一敲过后就走了。 她急忙打开窗子张望，是谁家的冒失鬼呀？ 她自言自语说，‘啊，一定是维勒！’如果 他再敲一下不就见到女神了吗？过了几天又 有人来敲门，一次敲不开，继续敲下去，女 神开了门，是塞夫斯特穆，他们相晤了，钒 便应运而生了”。
B、非常规性质的科学问题 指在科学革命阶段为突破已有的并 创造新的理论体系而提出的问题。 例如，为突破托勒密(Ptolepy,C.)地心 说哥白尼(Copernicus,N.)提出太阳中 心说；Einstein在Newton绝对时空观 所潜藏的问题中提出狭义相对论。
（３）依据问题表述形式的分类
由于科学发展的不平衡，既有以归纳为主的描述 性 科 学 ， 也 有 以 演 绎 、 公理 化 方法 为 主的 “精密科学”。科学问题从低级到高级表现 为： A、“…是什么？”的问题 即what，要求对研究对象进行识别或判定， 其答案是对事实的陈述。 B、“…怎么样？”的问题 即 how，要求从要素构成、性质、相互关系 及其规律等方面描述对象状态或过程。 C、“…为什么？”的问题 即 why ，要求分析揭示产生某类现象的原因 或行为的目的等。
（2）常规与非常规性问题
根据问题与现在理论的关系，把科学问题分为常规
问题与非常规性问题。 A、常规性质的科学问题
此指在科学逐步积累、演化阶段，为充实和完善已 有理论体系而提出的问题。 例如在牛顿《自然哲学的数学原理》所规定的 经典力学的基本理论框架或范式下，亚当斯 (Adams,J.C.)和勒维烈(Leverrier,U.J.J.)所提出的 天王星轨道摄动和海王星的发现；瑞士数学家丹 ·贝 努力 (Bernoulli,D.) 和欧勒 (Euler,L.) 的多质点体系、 刚体和流体力学；拉格朗日 (Lagrange,J.L.)用变分 法得出能概括牛顿力学的普适数学形式等等问题。
► “太阳东升西落”——“地球围绕太阳转”，
“太阳围绕地球转” ► “空气助燃”——“燃素”、“氧” ► “水星近日点的进动”——“火神星”、“广 义相对论效应”
2、科学事实的作用
► 1、科学事实是科学概念、科学理论形成的基
础 ► 2、科学事实是科学评价和选择的基本手段 ► 爱因斯坦：科学评价和选择的基本标准—— 经验的证实与逻辑的完备。
科学问题诸要素的作用 其中作为基本要素的应答域(或“问题之 解的应答域预设”)具有特别重要的价值:任何 具有价值的问题总要求作出具体的应答域预 设以明确地指导研究，而泛泛的全域性预设 则毫无意义；应答域预设又是可错的，即在 应答域内求解则有强力推动作用，反之相反。 问题的指向通过指向问题对象而对科研 具有指导性，并客观潜在地决定了问题的解； 应答域则通过预设问题解的存在域而如路标 般为研究者求解导航，即它主观上明确指示 了求解的方向。
2、科学问题的概念
指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知识体系内和科学实践 中需要解决而又未获解决的矛盾。 这一概念具有这样几个基本点： （1）科学问题，它产生于对科学背景知识 的分析，反映当前科技背景能力和智能主体 能力对所提问题的求解理想的差距。 （2）科学问题包含着一定的求解目标和问 答域。 （3）科学问题是用语言表达的科学疑问。
观察的类型
直接观察：凭借感官直接进行的观察 ►感知范围极有限（可见光390~750纳米 波，可闻声20~20000赫兹频率） ►精度低 ►观察速度受限：高速或低速变化人无法 感知 ►感官错觉：温水实验 间接观察：引入仪器
2、观察的作用
依照是否运用仪器，可将观察分为直接观察 与间接观察。 观察是直接获取科学事实的重要手段，是检 验科学理论的重要手段，是科学实验的基础。 对于经验性比较强的学科，如地质学、气象 学、天文学等，科学观察往往成为决定科学 理论发展的基本因素。
三、科学事实发现的方法——观察与实验 （一）观察方法 1、观察：人们有目的、有计划地感知客观 事物，获取感性材料的方法。 真如日常生活中人们对事物的“看”与对 事物的判断结合在一起一样，科学观察既包 含接收外部世界的信息，也包括对获得的信 息的初步加工。 “我看见太阳东升西落”，“我观察到x 射线穿过原子被散射的现象”。
8、科研选题：从问题到课题
科研选题不是主观任意的选择一个课题， 而必须遵循一定原则、按照特定步骤， 对本学科前沿所有已发现并提出的或潜 在的科学问题，进行层层筛选、反复比 较，以及深入分析和严密论证。惟有如 此才能真正选择到科学疑难、科学探索 性问题，也才能使科研选题具有重大的 理论价值和现实意义。
5、科学问题的基本特征
（1）、探索性。即科学问题是对未知现象、事 件、过程及其本质和规律的探求。 （2）、模糊性和不确定性。即主体对问题探求 的模糊性和不确定性等。 （3）、待解决性。即目前不知道其答案，它有 待解决。 （4）、可解决性。相信它是可解决的。 （5）、可变异性。不仅科学问题的应答域是可 变的，而且科学问题本身也是可变的，从而 可以引出另一个科学问题。
1、西方学者关于科学问题概念的解释
1、 Popper、S.Toulmin把问题看作是与矛盾、 冲突、差距等相类似的东西。 2、查尔斯·皮尔斯、岩奇允胤和宫原将平等认 为，问题是表示无知并且愿意知道某件事情， 它是认识主体想要弄清或力图说明的东西。 3 、在波兰尼看来，问题之所以成为问题，是 相对于特定认识主体而言的。
3、科学问题的意义
（1）科学问题是科学活动的起点 两种观点： 科学始于观察 科学始于问题 （2）科学问题是科学发展围绕着的中心，科学发现 的逻辑在一定意义上就是科学问题的“解—答逻 辑” （3）科学问题是科学活动的归宿 P1—TT—EE—P2
4、科学问题的结构
科学问题中所蕴涵着的问题的指向、研究 的目标、求解的应答域(respondent territory)以及疑项等要素及其相互间关系。 科学问题最基本的组成：疑问项和解答域。 疑问项指出了科学问题的对象，解答域则 包含了科学问题的指向、研究目标和可能答 案的领域。
7、科学问题的类型
研究的视角或角度不同，或者分类的 标准不同其类型表现就不同。依据科 学问题的性质、研究需要及其方式， 以及在目标整体中的地位等，可以将 其作如下分类。
（1）理论性问题与实用性问题
根据理论与应用的关系，把科学问题归结为理论性 和实用性问题两类。 A、理论性问题 或称理解性的问题，即与解释现象和理论思维有关， 或主体探讨有关科学概念、原理、假说等问题。如 物理学中的万有引力、时空相对性和光速不变；生 物学中的遗传本质、基因本质及其化学结构等等问 题。 B、实用性问题 或称经验性问题，即凡与观察、实验等实践活动相 关的问题。
第五讲 科学问题与科学 事实
一、科学问题 二、科学事实 三、科学发现的经验方法
一、科学问题
科学家一般很少从理论上去反思什么是 “科学问题”，但却总能从已有科技背 景知识中发现并提出实际存在的问题， 同时又总是能提出完美的假说或设计出 切实可行的方案，使问题得到圆满的解 决。哲学家则通过考察不同科学家研究 成果的产生过程，力图描绘出其运行轨 迹的共同特征。
科研选题的原则
需要性原则 新颖性原则 合理性原则 可行性原则 效益性原则
科研选题的步骤
1、发现问题
2、查阅有关文献资料和进行实验或社会 调研 3、建立模型 4、选题论证与综合评价
二、科学事实
(一)科学事实的概念 1、科学事实：科学事实是指通过观察和实 验所获得的经验事实，是经过科学分析和确 定的事实。 事实Ⅰ——宏观的仪器现象，它是客观对 象与观察仪器相互作用结果的表征。如仪器 上所显示和记录的数字、曲线、图象等。 事实Ⅱ——通常的科学事实，对观察实验 所得结果的陈述和解释。
微观与宇观领域的科学实验
► 有些自然现象极为短暂，转瞬即逝，如基本
粒子的寿命一般为10-10~10-8秒，而共振态粒 子的寿命仅为10-24~10-23秒，而有的极为缓 慢，如天体演化、生命起源。
1953年美国芝加哥大学研究生米勒用甲烷、氨、 氢、水汽混合成一种与原始大气相同的气体，放 入真空玻璃瓶，对它进入火花放电来模拟原始地 球大气层的闪电，结果只用了一星期，便在其中 得到了甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸等 四种构成蛋白质的重要氨基酸。而这个过程在自 然条件下却需要数百万年时间。
四、观察、实验中的认识论问题
► 1、观察、实验中的“机遇”问题
“机遇”是科学实验中的意外性发现。 1895年 伦琴发现X射线；1896年贝克勒尔发现铀的天然放 射性 机遇的特点：意外性，较大的科学价值性 机遇的认识论问题： “在观察的领域,机遇只偏爱那种有准备的头 脑”； 机遇只是科学发现的一种线索.如佛莱明发现葡 萄球菌被杀死----灰尘----青霉素. 能否利用机遇提供的机会做出科学发现，反映 了一个科学家的科学素养。
2、科学实验的分类
► 定性实验与定量实验 ► 直接实验（作用于研究对象）与模拟实验