第五讲科学发现与辩护.
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地球科学发现的逻辑(五)
有学者这样说过：“为什么世界这么美丽，因为我眼睛看到的都是分 形”，大到海岸线、山川形状、天空的云朵，小到一片树叶、一片雪花、皮 蛋里的花纹，分形无处不在，无处不有。
魏 格 纳
晚石炭纪
的
海
陆
演
始新世
化
图
晚第四纪
钱 塘 潮
扩张
挤压
剪切
垂直运动常表现地壳大规模的隆升和下降，并引起地势高 低的变化和海陆变迁，上升可成陆，下降可成海。 水平运动表现为岩石圈的挤压或扩张、剪切。因而引起强 烈的褶皱、断层，形成巨大的褶皱山系，巨大的 地堑、沟谷等。
认出某物是某物，实际上就等于一个问题的解决。这都是视觉（看）中发 生的。
1、视觉——“距离感观”，对远距离之外出现的事物或事件的迅速感知， 有利于观看者采取一种更加适宜的、与现实相一致的和平衡的活动，有利 于对事物更全面的认识，因而是理智最基本的表现（这种远距离的感官， 不仅在于使认识范围加宽加深，还在于使观看者不至于与这些客观事物相 “碰撞”，不至于使这种碰撞作用影响和干扰观看者对客观事物的观测）。
会更长，乃至无限。如今分形学的研究成果已经广泛地应用于物理、化学、 生物、地质、农业、金融、艺术等诸多领域，其不规则图形设计理念甚至影 响流行文化。
最早把分形引进中国的是中科院沈阳金属所的龙期威研究员，他首先把 分形理论应用于金属断裂的研究，龙期威先生还为在中国推广分形学的研究 做出了贡献，这其中最大的“受益者”当属四川大学校长谢和平院士。我至 今仍清楚地记得，1989年在金属所举办的全国分形学研讨会，恰好在金属所 学习的我经常去旁听，那次研讨会留给我最深印象的不是那些做报告的专家， 而是坐在我身边的一位壮汉，他特喜欢提问题，那浓重的湖南音总能引起全 场一片善意的笑声，他就是谢和平先生，谁也没有料到日后他会成为一名院 士和著名大学的校长，他学术上最大的贡献就是把分形方法引入到裂隙岩体 的研究，形成了裂隙岩体非连续行为分形研究的新方向，不夸张地说是曼德 勃罗先生的美丽分形成就了谢和平先生。
魏 格 纳
晚石炭纪
的
海
陆
演
始新世
化
图
晚第四纪
钱 塘 潮
扩张
挤压
剪切
垂直运动常表现地壳大规模的隆升和下降，并引起地势高 低的变化和海陆变迁，上升可成陆，下降可成海。 水平运动表现为岩石圈的挤压或扩张、剪切。因而引起强 烈的褶皱、断层，形成巨大的褶皱山系，巨大的 地堑、沟谷等。
认出某物是某物，实际上就等于一个问题的解决。这都是视觉（看）中发 生的。
1、视觉——“距离感观”，对远距离之外出现的事物或事件的迅速感知， 有利于观看者采取一种更加适宜的、与现实相一致的和平衡的活动，有利 于对事物更全面的认识，因而是理智最基本的表现（这种远距离的感官， 不仅在于使认识范围加宽加深，还在于使观看者不至于与这些客观事物相 “碰撞”，不至于使这种碰撞作用影响和干扰观看者对客观事物的观测）。
会更长，乃至无限。如今分形学的研究成果已经广泛地应用于物理、化学、 生物、地质、农业、金融、艺术等诸多领域，其不规则图形设计理念甚至影 响流行文化。
最早把分形引进中国的是中科院沈阳金属所的龙期威研究员，他首先把 分形理论应用于金属断裂的研究，龙期威先生还为在中国推广分形学的研究 做出了贡献，这其中最大的“受益者”当属四川大学校长谢和平院士。我至 今仍清楚地记得，1989年在金属所举办的全国分形学研讨会，恰好在金属所 学习的我经常去旁听，那次研讨会留给我最深印象的不是那些做报告的专家， 而是坐在我身边的一位壮汉，他特喜欢提问题，那浓重的湖南音总能引起全 场一片善意的笑声，他就是谢和平先生，谁也没有料到日后他会成为一名院 士和著名大学的校长，他学术上最大的贡献就是把分形方法引入到裂隙岩体 的研究，形成了裂隙岩体非连续行为分形研究的新方向，不夸张地说是曼德 勃罗先生的美丽分形成就了谢和平先生。
自然辩证法知识点概要
自然辩证法概论知识点概要注释：标记为红色加粗字体的内容为重点内容（结合上课老师的说法月个人观点来谈的）,最后祝大家考试顺利哦！第一讲哲学与科学一、哲学的特征:反思与批判(不同于其它学科)二、西方式的反思:存在先于本质三、科学来源于哲学⎧⎨⎩希腊时期罗马时期简答：为什么牛顿晚年研究神学？答：主要从以下两方面来谈：①从目的上说；研究自然是为了论证上帝的存在，所以在目的上并不冲突。
②从论据上说；牛顿第一定律又称为惯性定律（一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态。
），而现实中并不存在以上两种运动状态，只有非静止或非匀速直线运动，所以必须有种外力推动才能解释现实中物体的运动状态，而这种外力就来自于“上帝之手”，从而世界上存在上帝。
四、科学对哲学的影响对上帝论的抛弃例子：康德—拉普拉斯星云假设，去掉了上帝的假设，达尔文的物种起源说，赖尔的地质渐变论等等。
1）中世纪文化、黑暗、文盲公元8世纪后期卡洛林文化复兴2）近代科学家为什么牛顿晚年研究神学？①论证上帝的存在②论证，论据（牛顿第一定律——惯性定律）第二讲自然观的演化1）自然观①万物有灵论（过程）背后的故事、论证过程②论证（生与死、万物有灵论）一、自然的变迁⑴什么是自然答：非人工的物理世界（包括生命的和非生命的）本性;本来就有的东西（自然而然）⑵从原始社会到中世纪的自然观①万物有灵人有两种状态⎧⎨⎩睡死，⎧⎨⎩相同点：躺，闭眼不同点：醒，梦，呼吸人之有灵（自然拟人化）②古希腊时期Ⅰ爱奥尼亚学派—以具体的自然物为自然界寻找确定性。
Ⅱ古希腊人一直坚持对确实性的寻求，其实就是遵循事物由具体一抽象的规律。
柏拉图：理念（idea）由概念实体简答：为什么在黑暗的中世纪时期，科学会得到很大的发展？答；在欧洲黑暗、教会横行的中世纪时期里，没有妨碍对自然科学的研究，反而推动着科学的发展，理由有三：①在中世纪，教会掌握大权，他们信奉“自然界是上帝创造的”，从而推动了教会人员在自然科学方面的研究来解释上帝的伟大。
第五讲 科学问题与科学事实
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。
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》)。
第五讲 科学技术的本质和发展形式
• 因而，技术选题必须要面向生产、面向实际、 面向社会。
29
4.成果比较
成果指称 成果形式 成果性质 成果效益
科 学
发现
论文、著作
公开
注重社会性 公益
技 术
发明
专利、产品
保密
注重经济性 追逐利润
30
2．科学与技术的联系
• 科学与技术虽然是两个不同的概念，各有自身 的性质和特点，是人类认识自然和改造自然的 整个活动的两个阶段和环节。
• 通常使用科学语言如数据、公式或图形来表 示，其误差限制一定范围之内。数学给了我 们判断真伪、多少、概率大小的量化方法。 一个科学理论灵不灵，要用数据来说话。
• 科学不接受模棱两可的、有歧义的陈述。因 此，良好的符号系统有助于科学的进步。
14
• （4）可检验性。正因为科学具有精确性， 能够提供个别的、具体的命题，因此在可控 条件下可以重复接受实验的检验。
• 自然科学的渐进发展形式就是科学 进化的形式，它是指在原有科学规 范的框架内科学理论的推广、局部 新规律的发现、原有理论的局部修 正和深化等。
• 反科学：主要是对科学的否定性评价。 它反对把科学视为万能准则和最高准则， 在原则上有一定的合理性。
18
（二）技术的本质和特点
• 1．技术的含义 • 技术是人类为了满足社会需要，运用科学
知识，在改造、利用和保护、建设自然的 实践中所创造的劳动手段、工艺方法和技 能体系的总和。
19
2．技术的本质
• 但它们都是为了满足人类更好地生存和发展的 需要而产生、发展的，科学与技术之间相互转 化、相互促进，存在着不可分割的联系。
• （1）科学与技术相互依赖、相互转化。 • （2）科学与技术相互促进、互为动力。 • （3）科学与技术相互交织、相互渗透。
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4.成果比较
成果指称 成果形式 成果性质 成果效益
科 学
发现
论文、著作
公开
注重社会性 公益
技 术
发明
专利、产品
保密
注重经济性 追逐利润
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2．科学与技术的联系
• 科学与技术虽然是两个不同的概念，各有自身 的性质和特点，是人类认识自然和改造自然的 整个活动的两个阶段和环节。
• 通常使用科学语言如数据、公式或图形来表 示，其误差限制一定范围之内。数学给了我 们判断真伪、多少、概率大小的量化方法。 一个科学理论灵不灵，要用数据来说话。
• 科学不接受模棱两可的、有歧义的陈述。因 此，良好的符号系统有助于科学的进步。
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• （4）可检验性。正因为科学具有精确性， 能够提供个别的、具体的命题，因此在可控 条件下可以重复接受实验的检验。
• 自然科学的渐进发展形式就是科学 进化的形式，它是指在原有科学规 范的框架内科学理论的推广、局部 新规律的发现、原有理论的局部修 正和深化等。
• 反科学：主要是对科学的否定性评价。 它反对把科学视为万能准则和最高准则， 在原则上有一定的合理性。
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（二）技术的本质和特点
• 1．技术的含义 • 技术是人类为了满足社会需要，运用科学
知识，在改造、利用和保护、建设自然的 实践中所创造的劳动手段、工艺方法和技 能体系的总和。
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2．技术的本质
• 但它们都是为了满足人类更好地生存和发展的 需要而产生、发展的，科学与技术之间相互转 化、相互促进，存在着不可分割的联系。
• （1）科学与技术相互依赖、相互转化。 • （2）科学与技术相互促进、互为动力。 • （3）科学与技术相互交织、相互渗透。
自然辩证法第五章科学认识的形成ppt课件
该悖论用数学符号表示，先定义集合R，x∈R，当且仅当x不属于x，而 由此定义来检验R自己时就成了“ R∈R，当且仅当R不属于R”。
弗雷格迅速给罗素回了信。他说：“哎呀，算术动摇了。” 他在即将出 版的《算术基础》中写了一个后记，说：“在工作结束之后而发现大厦的基 础已经动摇，对于一个科学工作者来说，没有比这更不幸的了。”
古希腊悖论： 鳄鱼与小孩
一条鳄鱼从一位母亲手里抢走了一个小孩，鳄鱼想吃掉小孩，但又想 吃得名正言顺，心安理得，于是鳄鱼对这位母亲说：“只要你回答对了我 的问题，我就不吃你的小孩。我的问题是，我会不会吃掉你的小孩？” 母 亲该怎么回答呢？
19世纪下半叶，康托尔创立了著名的集合 论，集合论刚产生时，曾遭到许多人的猛烈攻 击。但不久这一开创性成果就为广大数学家所 接受了，并且获得广泛而高度的赞誉。数学家 们发现，从自然数与康托尔集合论出发可建立 起整个数学大厦。因而集合论成为现代数学的 基石。“一切数学成果可建立在集合论基础 上。” 这一发现使数学家们为之陶醉。1900 年，国际数学家大会上，法国著名数学家彭加 勒就曾兴高采烈地宣称：“… …借助集合论 概念，我们可以建造整个数学大厦… …今天， 我们可以说绝对的严格性已经达到了… …” 但 是，罗素悖论的出现打破了数学家的美梦。
不知，而且是关于不知的知识。 —— 科普宁
——
芝 诺 悖 论 阿 喀 硫 斯 永 远 追 不 上 乌 龟
3、 科学问题的结构 1）问题的指向 问题所指的研究对象 2）研究的目标 即提问的内容。目标须正确才是真问题，否则为伪问题。 3）应答域 解决问题的范围，并且可调整。它是一个确定而有限的范围， 对求解起着导向作用。
伽利略悖论，使自然数与部分自然数比 较，产生了“整体 = 部分”的矛盾，康托尔 利用伽利略的方法，得出“一条线上的点要 比自然数多”这样令人瞠目结舌的结论。
弗雷格迅速给罗素回了信。他说：“哎呀，算术动摇了。” 他在即将出 版的《算术基础》中写了一个后记，说：“在工作结束之后而发现大厦的基 础已经动摇，对于一个科学工作者来说，没有比这更不幸的了。”
古希腊悖论： 鳄鱼与小孩
一条鳄鱼从一位母亲手里抢走了一个小孩，鳄鱼想吃掉小孩，但又想 吃得名正言顺，心安理得，于是鳄鱼对这位母亲说：“只要你回答对了我 的问题，我就不吃你的小孩。我的问题是，我会不会吃掉你的小孩？” 母 亲该怎么回答呢？
19世纪下半叶，康托尔创立了著名的集合 论，集合论刚产生时，曾遭到许多人的猛烈攻 击。但不久这一开创性成果就为广大数学家所 接受了，并且获得广泛而高度的赞誉。数学家 们发现，从自然数与康托尔集合论出发可建立 起整个数学大厦。因而集合论成为现代数学的 基石。“一切数学成果可建立在集合论基础 上。” 这一发现使数学家们为之陶醉。1900 年，国际数学家大会上，法国著名数学家彭加 勒就曾兴高采烈地宣称：“… …借助集合论 概念，我们可以建造整个数学大厦… …今天， 我们可以说绝对的严格性已经达到了… …” 但 是，罗素悖论的出现打破了数学家的美梦。
不知，而且是关于不知的知识。 —— 科普宁
——
芝 诺 悖 论 阿 喀 硫 斯 永 远 追 不 上 乌 龟
3、 科学问题的结构 1）问题的指向 问题所指的研究对象 2）研究的目标 即提问的内容。目标须正确才是真问题，否则为伪问题。 3）应答域 解决问题的范围，并且可调整。它是一个确定而有限的范围， 对求解起着导向作用。
伽利略悖论，使自然数与部分自然数比 较，产生了“整体 = 部分”的矛盾，康托尔 利用伽利略的方法，得出“一条线上的点要 比自然数多”这样令人瞠目结舌的结论。
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。
自然辩证法课件第5章科学观察和科学实验
建立理论
观察结果可以用来建立 和完善科学理论，推动
科学的发展。
02
科学实验
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
实验的定义和特点
01
02
03
定义
科学实验是一种系统地操 作自然现象或人工装置， 以观察、测量和解释其变 化的过程。
特点
可重复性、可控制性、可 量化性、可验证性。
实验结果
发现白光通过棱镜后分解成七种颜色 的光谱，证明了白光是由不同颜色的 光组成的。
结论
牛顿的棱镜实验为光的色散理论奠定 了基础。
案例三：爱因斯坦的光电效应实验
实验目的
研究光电效应的规律和机制。
实验方法
利用光电效应装置，通过测量光电效应产 生的电流与入射光的频率和强度之间的关 系，验证光电效应的规律。
实验方法
选取若干组植物，分别在不同光照、 水分和土壤条件下进行培养，观察 并记录植物的生长情况。
实验结果
发现光照充足、水分适中、土 壤肥沃的条件下，植物生长最 为迅速。
结论
光照、水分和土壤是影响植物 生长的重要因素。
案例二：牛顿的棱镜实验
实验目的
验证白光是由不同颜色的光组成。
实验方法
使用棱镜将白光分解成不同颜色的光 谱，观察并记录光谱的组成。
目的
验证假设、探索未知、发 现新规律。
实验的方法和分类
方法
实验室实验、实地实验、模拟实验。
分类
定性实验、定量实验、探索性实验、验证性实验。
实验在科学研究中的作用
01
02
03
04
提供证据
通过实验可以提供直接证据支 持或反驳科学假设。
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死亡率对比
年份 产区 第一产区 8.2% 6.8% 11.4% 1844 1845 1846
第二产区
2.3%
2.0%
2.7%
二、科学的辩护和确证
第一种假说： 假说:瘟疫感染引起产褥热 试验：一种真正的瘟疫对地区无选择性，而产 褥热只发生在第一病区，第二病区能幸 免吗？ 结论：产褥热不是瘟疫引起的
二、科学的辩护和确证
第二种假说 假说：过分拥挤导致产褥热 试验：事实上第二病区也拥挤，第二病区产褥 热很低 结论：拥挤不是导致产褥热的原因
二、科学的辩护和确证
第三种假说 假说：医科学生对产妇的粗暴检查伤害导致产褥热 试验：①自然分娩造成的伤害大于粗暴检查造成的伤 害；②第二妇产区助产士以同样方式检查但无 同样的病情效果；③当医科学生数目减少后， 对妇女检查减到最小量，死亡率短期下降后， 上升到比以前更高的程度。 结论：医科学生对产妇的粗暴检查伤害不是导致产褥 热的原因
一、科学发现的方法—观察
3.观察（眼睛）的生理特性 人类眼睛最重要的组成部分：晶体和视网膜 来自被观察物的光线，通过居间媒介从客体到达晶 体 晶体通过折射这些光线，从而在视网膜上的一个焦 点成像，视网膜就像一个屏幕。 视网膜上的视神经把光信息通过中枢神经传给大脑 皮层 大脑对这些信息的记录，形成了人类的观看过程。
二、科学的辩护和确证
第四种假说 假说：教士对临终产妇的关怀因长时间的摇铃 声引起心理恐惧导致死亡率很高 试验：说服教士绕道走而不摇铃，死亡率并没 有下降 结论：教士对临终产妇的关怀因长时间的摇铃 声不是导致死亡率很高的原因
二、科学的辩护和确证
第五种假说 假说:仰卧分娩是导致死亡率较高的原因 试验：在第一妇产区采用像第二妇产区一样的 侧卧分娩 结论：死亡率仍然较高
二、科学的辩护和确证
意外事故给塞美尔怀斯提供了解决这个问题 的决定性线索 塞美尔怀斯的一个同事在进行尸体解剖时被 手术刀刺伤，在经历痛苦病痛之后死亡； 而其症状与产褥热症状相同，实践中他的同 事和医科学生都是从尸体解剖房直接进入病 房，洗手很简单，常保留尸体腐败气味
二、科学的辩护和确证
假说：塞美尔怀斯此时认为手术刀上的“尸体物质” 是导致死亡的原因 试验：让所有对产妇检查的医生和医科学生于检查 前在漂白粉溶液中洗手 结论：产褥热死亡率迅速下降 进一步确证其结论： 第二病区助产士没有进行解剖尸 体的工作；街上生孩子的产妇死亡率也低。 但后来又有新发现：来自活机体的腐败物质也能导致 产褥热
一、科学发现的方法—观察ห้องสมุดไป่ตู้
（二）科学观察的原则 1.客观性原则：这一原则要求我们要如实反映 研究对象，既不能夸大，也不能缩小，更不 能臆造一些不存在的事实。
信 息
信 息
信 息
坚持客观性原则应注意： 事物的非本质现象混淆了事物的本质现象 环境对观察的影响 观察的角度不同 错觉对观察的影响 观察渗透理论（观察者原有经验知识、观 察仪器、观察结果的理论解释等）
4.细心性原则：此原则要求在观察时应 认真、细心，观察别人所没有注意的细 节，以做出新发现。 案例： 闵可夫斯基与糖尿病的发现在于注重细节 伽伐尼成为电生理学之父也在于注重细节
二、科学的辩护和确证
案例
在1844年—1848年间，匈牙利医生塞美尔怀斯 （Ignaz Semmelweis）发现在他工作的医院里第 一妇产区的很多产妇患上产褥热，其中在1844年 3157个母亲中的260人或8.2%死于这种疾病；而 1845年死亡率6.8%；1846年死亡率11.4%。但在 同一医院的第二妇产区，同样年份里死亡率是 2.3%、2.0%、2.7%。针对此种情况，塞美尔怀斯 对当时关于此种病因的假说一一进行试验，其过程 如下：
第五讲
科学发现与辩护
科学发现的方法—观察 科学的辩护和确证 科学观察和实验中的机 遇
一、科学发现的方法—观察
一、科学发现的方法—观察
（一）对观察的理解
1.观察的含义 科学观察是人们通过感觉器官或借助科学仪器有目的、有计 划地考察研究客体从而获取科学事实的方法。 科学事实与客观事实、经验事实的区分 2.观察的特点 它是一种感性认识活动 它具有计划性、目的性 其研究对象处于自然状态
案例：Michael Polanyi描述医学生 观察X光的变化过程
医学生参与X光照片对肺病的诊断过程 一开始，只看到X光照片上心脏和肋骨以及它们之间少许蛛 状斑，并听到放射科医师用专业术语的讲解，但迷惑不解； 几星期后，再观察一些全新的不同病例照片，萌生一种尚不 确定的理解； 渐渐地，他忘记肋骨而看到肺； 最终，一幅内容丰富、饱含了重要细节的全景图就会展现在 他面前：生理变异、病理变化、疤痕、慢性传染病以及急性 病的症候等等。 虽然，他仍然可能只是看到专家们看到的一部分，但那些照 片和对它们的评论确实变得有意义了。
注意：
科学只是从单纯的事实中推导出来的吗？ 看不仅仅是与眼球的相遇，看伴随着知识。 人必须通过学习才能成为一个合格的科学观 察者。
2.全面性原则：此原则要 求在时空两个角度全面 地观察把握对象的各种 属性、规定以及它们之 间的联系，以获得广泛 而有联系的、完整而又 系统的可靠材料，如实 地反映客观事物的全貌。
二、科学的辩护和确证
（一）检验假说的步骤 如果假说H为真，则在特定环境下，就有一 定的可观察事件发生（I），即如果H,则I I被H所蕴涵，I是假说H的检验蕴涵 图式：① 若H为真，则I为真。 但（证据表明）I不真 H不真
二、科学的辩护和确证
若H为真，则I为真。 (证据表明) I为真。 H是真的 分析：第①个图式是一个演绎推理，否定后件，必然否定前 件，此推理有效 第②个图式也是一个演绎推理，但肯后件并不能肯定前 件，此推理无效 因此：由假说推出的检验蕴涵为真这个事实并不能证明这个假 说 真，即使许多蕴涵被证明为真，这个可以仍然为假。
3.典型性原则：此原则要求选择典型的、有代表性的
观察对象和条件，避免次要因素的干扰，从而使获 得的观察资料更可靠。 具体指典型对象和典型环境。
孟 德 尔 摩 尔 根 比 德 尔
自花授粉、杂种 可育、性状明显
繁殖周期短、性状 明显、四对染色体
结构简单—只有一个细胞、 每个性状由单个基因控制、 可进行有性无性繁殖、实物 简单