自然辩证法第五章 科学事实
自然辩证法概论第五章科学认识的形成ppt课件

理论问题:是由理论引出的问题。
3、科学问题的转换
同一问题可有不同的提法,或者说同一问题 可设不同的求解应答域:即求解范围和方法。 有时如果能从一个新的视角对问题变换一下 提法,改变应答域,则有可能使人茅塞顿开。 问题的恰当变换常常能开辟新的研究领域, 引发新的思路。许多在已有的视野中看不到 的联系和想法,在新的视野中一下子变得明 朗、清晰起来,即使以前已经认识到的内容 也仿佛有了崭新的意义。
与观察相比,实验的特点: 1、能更好地发挥人的主观能动性 2、能更有效地认识对象:a、简化纯化对象。
b、强化对象。c、使对象属性及变化重复出现。 e、模拟对象。
实验有许多类型,这里主要介绍模拟实验:
在科学研究中,由于受到各种客观条件的限制, 人们不能运用实验手段直接作用于对象自身 (原型),于是就要找到或设计一个与原型相 似的替代物(模型),通过模型来间接认识原 型。这种对模型的实验就称之为模拟实验,它 是通过模型来认识原型的。
观察有可能出错,原因:
1、主观因素的影响
2、客观事物有真象和假象之分,假象掩盖真 象就会使观察发生错误。
3、生理局限所致。人有感觉阈限,甚至会产 生错觉。为使观察更客观,获得更可靠的科学 事实,应注意客观观察、全面观察、反复观察、 系统观察、典型观察。
二、科学实验的特点和功能
科学实验是人们变革、控制对象获取科学事实 的方法。
问题的转换可以有多种不同的角度,而在科学方法论 中,常规问题与反常问题之间的转换,事实问题与理 论问题之间的转换,常常具有重要的意义。比如, “以太漂移”问题,在洛仑兹那里是被当作常规问题 考虑的,所以终究未能跳出经典理论的制约。而在爱 因斯坦那里,一旦被当作反常问题考虑,狭义相对论 就应运而生了。再比如,在考夫曼的实验中“高速电 子质量为什么不变”的问题,在彭加勒那里是被当作 理论问题对待的,由此他怀疑相对论的正确性。但在 爱因斯坦那里,则被看作事实问题,果然其他人后来 的实验揭示出考夫曼的实验装置有毛病。
自然辩证法(含学习收获心得体会)

1 科学事实就是排除了任何主观因素的客观事实。
P151事实的概念有多种含义,在科学认识中,事实常常是下述两种不同含义上来使用:一种是指在现实的时间和空间存在着的事件,现象和过程。
在科学认识论中常常表明为“事实1”,即客观事实;一种是指用某种语言描述被观察到的客观事件,现象和过程所做出的经验陈述或观察判断。
在认识论中常常标明为“事实2”,也就是经验事实。
两者具有同一性,客观事实是经验事实的基础,经验事实要以客观事实为依据,是对客观事实能动反映的体现。
在科学方法论中,科学事实这一范畴一般是指经验事实,因此,所谓科学事实,是指人们对观察和实验等时间所观察到的客观存在的事件,现象和过程的真实描述。
它体现的是客观事件在科学认识主体中的记述和判断,而不是理性抽象的结果,它的内容是客观的,而形式是主观的。
2 逻辑思维必须遵从固定思维规则,所以不含任何创造性。
P196思维逻辑是在感性认识的基础上,运用概念,判断,推理等形式对客观世界的间接的,概括的反映过程。
是科学思维的一种最普遍最基本的类型。
逻辑思维的确必须遵从固定的思维规则。
广义上的创造性思维是指创造过程中发挥作用的一切形式的思维活动的总称。
狭义上的创造性思维专指提出创新思想的思维活动。
显然从广义的创造性思维来讲,逻辑思维是包括在内的。
按科学思维的类型我们可以把狭义的创造性思维大体分为两个形式:(1)以非逻辑思维形式——想象,直觉和灵感等为主的创造性思维。
(2)以逻辑思维为主的创造性思维。
人们往往忽视逻辑思维在创造性思维中的重要作用,甚至把逻辑思维和创作性思维完全对立起来。
这是片面的。
形式逻辑的演绎推理虽然前提与结论之间有蕴涵关系,但是演绎外推完全可以进入到还没有被人类考察过的未知领域,否定它在创造性思维中的作用是没有根据的,归纳推理虽然结论不具有逻辑的必然性,但却更明显的表现出一种由已知到未知的方法。
特别是直觉归纳,可以说是创造性思维的重要形式。
类比推理所得到的结论不具有逻辑必然性。
自然辩证法

为什么说观察着渗透理论 • (1)理论决定了观察的目的和对象 • 下面请大家观察?
• (2)理论决定了观察到什么
约里奥· 居里错过两次诺贝尔奖
A、中子发现:
1932年,居里夫妇已经观察到:轻金属(如钹)在a粒子 的轰击下,会放射出一种穿透力极强的不带电的粒子。而且, 它能够从石蜡等含氢较多的物质中激发出高能质子。但是,他 们把这种穿透力极强的粒子误认为是γ射线。这一结果公布一 个月,剑桥大学的查德威克重复了这一实验,得出结论说这不 是γ射线,而是卢瑟福早已预言的中子。他因此获得了1935年 的诺贝尔物理学奖
第六章
科学的实验基础与逻辑前提
一、科学事实
• (一)科学事实的重要性 • 1、古代 • “当我们知道事实后,我们就探讨根据,例如, 如果我们知道太阳被遮蔽和地球运动,我们就问 它们之所以的原因,这就是我们提问题的方式。” • ——亚里士多德
•
以古代生物学为例,他是生物学的开拓 者。他把生物学建立在观察的基础上。他 记录了540种动物,其中50种还有解剖图。 他还考察了小鸡和其他动物胚胎的发展, 认识到鲸鱼是胎生的,这是近百年来法重 新发现的。他对动植物作了11级的分类, 有些内容接近了现代水平。
• (1)观察必须 具有可重复性 • (2)观察必须 以正确的理论 为指导
燃素说与氧气说
• (3)观察必须全面、系统
中国科学家竺可桢(1890-1974)从1924年开始就观察布 谷鸟始鸣的日期、燕子始见的日期等变化,每年都要记载冰 冻、融化和各种植物开始开花的日期等现象,每年都要观察 记录当天的气温、气压、温度等,从青年时期开始一直到逝 世的前一天,从未间断。这些全面、系统的观察材料,为他 取得重大的研究成果奠定了基础。
• 1、经典物理学实验中的测量理论:
自然辩证法

第二编 科学观与科学方法论
第四章 科学的本质和科学知识的构成
第一节
一、“科学”的词源:
科学的本质
Science 来源于拉丁语 scientia (scio) 表示“知识”,1834年惠威
尔首先提出Scientist一词,以区别于“太广泛太崇高”的philosopher 。
“科学” 一词和“哲学”一词一样,是由19世纪日本哲学家西周首先 翻译的。西周早年留学荷兰,明治前不久,回国在京都开办私塾,介绍西 方学术思想。1874年,他出版了《百一新论》,将science译为“科学”, philosophy译为“哲学”。之后,这两个术语逐渐为人所知并沿用至今。 我国古代把这一类的知识称为“格致学”,“格致”即“格物致知”之意。 1893年康有为将日本的译称介绍到中国,严复在其译著《原富》中也使 用了“科学” 。之后“科学”一词渐渐通行。
构成科学理论的三要素:基本概念;联系这些概念的判断即基本原 理和定律;由这些概念与原理、定律推演出来的逻辑结论,即各种具体 的规律和预见。
(二)科学理论的特征
1. 客观真理性; 2. 全面系统性; 3. 逻辑完备性; 4. 科学预见性
第五章 科学认识的形成
第一节 科学问题的提出
一、科学问题是科学研究的起点
保障条件
主要阶段性成 果,经费
课题审查的 重点
考察申请者对所提问 题国内外研究状况的
了解程度
申请书的核心部分,考察申请 者的研究思想及预期研究成果
考察申请者的研究能力,是 否具备完成课题研究的条件
考察申请者对于研 究计划的把握和对 财务运行的了解。
(三)科研选题的基本原则
1. 创新性原则 a .开创新的研究领域,建立新的理论,提出新的见解或提供新 的事实。 b. 方法上的创新 c. 应用上的创新 2. 科学性原则 3. 可行性原则 4. 需要性原则 a. 社会需求 b. 科学自身发展的需求 c. 最大限度地满足科研人员和科研组织自身建设的需要
自然辩证法科学认识的形成

所谓“问题发散转换”是将问题的提法拓展开去,多角度的发问。比 如,克瑞斯汀.爱杰克曼(Christian Eijkman 1858-1930)把“脚 气病是由哪些细菌引起的”问题变成了“为什么食用精白米的人容易 得脚气病?”从而为后人发现维生素奠定了基础。所谓“问题立体转 换”是将问题的平面思考与立体思考结合起来。比如,罗巴切夫斯基 和黎曼把欧几里得几何中的平行公设问题放在不同的曲面中来考虑, 终于创立了非欧几何理论。
从变换思路方面来考察,问题转换可以是逆向转换、互补转换、发散 转换和立体转换等。所谓“问题逆向转换”是将问题从否定的角度提 出来。比如,波义耳把“如何使贱金属变成贵金属”这样的古代炼金 术问题变成了“能使贱金属变成贵金属吗”这样的科学问题,从而建 立起元素论化学。所谓“问题互补转换”是将问题的两个对立方面统 一地提出来。比如爱因斯坦把“光是波还是粒子”的问题变成了“光 不能既是粒子又是波吗?”从而创立了光的波粒二象性理论。
1 所以爱因斯坦说:“提出一 个问题往往比解决一个问题 更重要,因为解决问题也许 仅仅是一个数学上或实验上 的技能而已,而提出新的问 题,新的可能性,从新的角 度去看待旧的问题,确需要 有创造性的想象力,而且标 志着科学的真正革命。” (1)
2 “科学认识从问题开始”与 “认识来源于实践”并不矛 盾,它们实质上是统一的。 因为问题也是在实践的基础 上提出来的。但是,前者突 出了实践过程中产生问题的 重要环节,更清楚、深刻地 表明了科学认识从一开始就 是能动的、创造性思维活动。
科学性原则。好的选题一定是与当时的社会背景知识密切相联系的, 一定要有相关的科学事实和科学理论作为依托。不要轻率地把与已经 得到实践检验的科学理论相违背的课题作为研究对象,比如“永动机” 之类的。也不要把毫无科学事实根据的“伪问题”作为选择对象。科 学实践和科学理论是不断发展的,选题既要尊重已有的科学成果,又 要注意新出现的科学事实对旧理论的挑战,适时调整问题的视角,在 科学发展的非常规时期,尤其如此。
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。
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科学实验
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
实验的定义和特点
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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
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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。
自然辩证法第五讲_科学知识的构成

C科学事实III
3、特点 A可靠性(可重复性) B个别性 C相对独立性
4、作用
A科学事实是形成科学概念、科学定律、科学
假说、科学理论的基础。 B科学事实是评价和检验科学概念、科学定律、 科学假说、科学理论的基本依据。Fra bibliotek 二、科学定律
1、定义 科学定律——反映事物内部本质或者必然联
系的科学知识,逻辑形式通常为全称命题。 2、分类 A经验定律——直接从科学事实进行归纳推理 得到的定律。
B理论定律(原理定律)——从经验定律进行
溯因推理得到的定律。 3、特点 A一般性 B简明性 4、作用 A揭示了事物某一方面的本质或规律
B是构成科学理论的基础
C科学解释和科学预见的工具。 三、科学假说 1、定义 科学假说——根据已有的科学知识和新的科
学事实,对事物的本质或者必然联系所作的 猜测性说明。
2、分类
A经验定律型假说——实践检验后转化为经验
定律的假说 B原理定律型假说——实践检验后转化为原理 定律的假说 3、特点 A科学性与猜测性的统一
2分类a经验定律型假说实践检验后转化为经验定律的假说b原理定律型假说实践检验后转化为原理定律的假说3特点a科学性与猜测性的统一b多样性与易变性的统一4作用a假说是形成和发展科学理论广义的必经途径
第五讲 科学知识的构成
一、科学事实
1、定义 科学事实——反映事物外在现象或者偶然联
系的科学知识,逻辑形式通常为单称命题。 2、分类 A科学事实I B科学事实II
A客观真理性。
B全面系统性。 C逻辑完备性。 4、作用 A全面深刻地揭示了事物的本质和运动规律 B更加有效地进行科学解释和科学预见
华农自然辩证法重点要点

第一章、辩证唯物主义自然观的创立古代朴素辩证法自然观、机械唯物主义自然观、19世纪40年代马克思和恩格斯创立的辩证唯物主义自然观,是唯物主义自然观的三个历史形态。
系统自然观和生态自然观,是辩证唯物主义自然观的丰富与发展。
一、古代朴素自然观的特点直观性、思辩性、猜测性二、机械唯物主义自然观1、近代自然科学的诞生:哥白尼革命2、机械唯物主义自然观的科学基础:牛顿的经典力学)3、基本观点:机器的自然图景、严格的机械决定论:拉普拉斯决定论4、局限性:机械性、形而上学性、不彻底性三、辩证唯物主义自然观第二三章、系统自然观和生态自然观一、系统自然观产生的自然科学基础:1、自然科学革命(两朵乌云)2、相对论、量子力学和分子生物学3、系统科学二、系统自然观的基本思想和内涵1、自然界不仅存在着,而且演化着2、自然系统是确定性和随机性的统一3、自然系统是简单性和复杂性的统一4、自然系统是线性与非线性的统一三、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、生态系统是自组织的开放系统4、生态系统是动态平衡系统5、生态系统是稳定性与变化性相统一的平衡第四章、科学的本质和科学知识的构成一、科学划界科学划界就是区分科学与非科学及伪科学之间的界限。
科学划界问题具有重要的理论意义和实践意义。
20世纪20年代以来,关于科学划界问题大致形成了以下四种观点:逻辑经验主义的观点、批判理性主义(证伪主义)的观点、科学历史主义的观点、科学实在论的观点。
二、科学知识的构成科学知识由科学事实、科学定律、科学假说以及科学理论要素构成。
三、科学价值(科学精神)第五章、科学认识的形成第六章、科学理论的创立一、科学问题1、含义:2、选题的原则:创新性原则、科学性原则、可行性原则、社会需求原则二、科学观察三、科学实验四、科学理论的创立1、创立理论的创造性思维过程:准备阶段(问题的提出)、酝酿阶段(问题的求解)、豁朗阶段(问题的突破)、验证阶段(问题成果的证明和检验)2、创立理论的思维形态(抽象思维与形象思维、发散思维与收敛思维)第七章、科学理论的评价和检验一、科学理论的逻辑评价1、内容:相容性评价、自洽性评价和简单性评价。
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• 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。”
• 是指人们运用科学仪器设备,在人为 控制或模拟自然过程的情况下获取科 学事实的活动。
• 与单纯的自然观察相比,科学实验是 一种更充分体现人是主观能动性的实 践活动,能获得更丰富和更深层次的 经验事实。
• 观察者听命于自然界,而实验者则 质问自然界,并且迫使自然界坦露 她的秘密。 • ——居维叶
实验具有以下三个特点和作用
• 科学家在重水(延缓条件)中观察 基本粒子的运动。
实验的简单分类
• 按目的:1)探索和验证 • 以质量:2)定性和定量 • 从对象:3)直接和模拟
第三节 科学仪器的作用
• 一、科学仪器 • 用于收集、测量、记录、整理研究 对象的各种信息的设备或装置。
• 按功能分类: • 1.显示信息,如放大镜、光谱仪、示 波器等 • 2.用于形成特殊条件和环境,如真空 泵、原子反应堆等 • 3.用于传输、运载,如无线电发射、 火箭 • 4.用于信息存储和处理,如计算机。
第五章
科学观察和科学实验
自然科学的目的在于发现自然 界的结构和作用,并且尽可能把它 们归结为一些普遍的法则和一般的 规律——用观察和试验来建立这些 法则,从而导出事物的原因和结 果…… —Isaac Newton
•
适合于科学幼年时代的以归纳 法为主的方法,正在让位给探索性 的演绎法。
• •
• 科学方法论 • 规范性与描述性的认识: • 试图通过对科学的合理重建达到对据和观察对象的关系,可以分 为自然观察和实验观察; • b,根据是否依赖仪器,可以分为直 接观察和间接观察。
感官的局限:
• • • • • • 视觉范围----可见光 听觉20~20kHZ 对空间时间的认识没有精确性 人的感官容易产生错觉。 …… ……
二、科学实验
机遇的可能结果
• 1)同向性发现,或预言性发现。和 原理论预言相一致的发现。
• 元素周期表上空格元素的发现、海 王星的发现等。
• 2)背向性发现。 • 指和原理论(假说)于预言完全相 反的发现。 • 如卢瑟福a粒子散射实验。 • 测地球和“以太”相对运动的迈克 逊—莫雷实验得到的结果否定了 “以太”的存在。
• 1)简化和纯化自然现象
• 恰当的实验方法可以排除次要的、 偶然的、附属的因素,使对象呈现 出简化的纯粹的属性。
• 美国为检验关于几种相互作用的假 说,在地下600米深处建造一个能容 10000立方米纯水的大洞,目的在于 从中寻找质子衰变的闪光。
• 在这种条件下做实验就是为了排除 宇宙射线和水中其他杂质的干扰。
• 3)延缓或加速自然过程 • 自然界有的过程非常短暂,如基本 粒子的湮灭; • 有的过程非常漫长,如天体演化、 生命起源。
• 通过各种模拟实验认为地加速或延 迟,以研究不同的自然现象。
• 1953年,美国芝加哥大学研究生米 勒用甲烷、氨气、氢和水混合成一 种类似原始大气成分的环境,在真 空中通过火花放电,一星期后得到 了四种构成蛋白质的重要氨基酸。
• 3)异向性发现。 • 以预言毫不相干的新发现,如宇宙 背景辐射的发现
“机遇偏爱有准备的头脑”
• 如何抓住机遇? • 机遇产生有其客观根源,能否捕捉 机遇有赖于观察者的主观因素。
问题???
• 1)科学事实与客观事实有什么不同? • 2)科学事实与经验事实有什么不同?
解答?
• 1)客观事实是科学事实的基础,是 科学事实反映的对象。
• 科学事实是客观事实在人脑中的反 映,是认识范畴。
• 2)科学事实也属于经验事实的范畴。 • 但不是所有经验事实都是科学事实, 经验事实有可错性。
• 1)观察过程和结果可以重现 • 2)消除可能各种主观因素的影响 • 3)尽可能使用先进的仪器设备和观 测技术。
三、观察实验中的机遇问题
• 科学是一种有目的有计划的认识活 动,这种活动在一定理论指导下进 行,既有主观性,又有不确定性、 意外性。这种意外性有时会导致重 大的科学发现。 • 什么是机遇?就是一种有可能导致 科学发现的机会和偶然事件。
• “观察渗透理论”?
• 开普勒和第谷一起在高山上观察日 出。 • 第谷看见的是太阳从固定的地平线 上冉冉升起,而开普勒看见的却是 静止的太阳底下滚动着的地平线。
• 汉森的“理论负 荷说”。观察并 非只是感官对观 察对象“刺激” 的消极反应,而 是受到观察者的 理论影响和支配 的。
• 二、观察的客观性
你们要象小学生那样坐在事实 面前,准备放弃一切先入之见,恭 恭敬敬地照着大自然指的路走,否 则,就将一无所得。 • ——赫胥黎
• 纯观察说实质上是把观察等同于纯 粹的生理反应过程,把观察看做类 似于摄影机镜头的物理成像。
• 逻辑经验论者使纯粹观察说更进一 步。 • 他们提出中性观察说,认为科学中 存在两种语言:观察语言和理论语 言。 • 观察语言是对描述观察结果的准确 工具。 • 理论语言从观察语言而来,借助于 一定的语义规则,用来“指称不可 观察的事件、事件的不可观察的方 面或特点”。
• 观察的客观性是指观察陈述能真实反映 观察对象。 • 很多情况下,对象的属性并不直接显露 出来,或由于感官局限不能直接接触对 象,因此要通过科学实验利用仪器来观 察。 • 对象通过仪器表现的性质,既有对象自 身的信息,也有仪器对对象的作用。观 察的结果不是纯粹的客体信息。
如何保证观察结果的客观性?
第一节 科学事实
• 一、科学事实的含义
• 科学事实是指人们对所观察到的客 观存在的事件、现象或过程所做的 真实的描述或记录。
三种事实的比较
• 客观事实: • 在时空中客观存在的事件现象或过程。客 观事实具有客观性,可以被感知和被认识, 但本身不是认识,无对错之分。 • 经验事实: • 人们用科学语言对通过观察、实验而被感 知的客观事实所做的描述和记录,也可以 说是客观事实在符号系统中的表征。