1、一.16.17 世纪机械自然观的基本观点 1.机械的自然图景：伏尔泰：宇宙是一架大机器;笛卡尔：动物是机器；拉美特利：认识机器。机械论的实验生理学：嘴-钳子，胃- 曲颈瓶，静脉动脉 -水压管，心脏-发条，肌肉骨骼- 绳子和滑轮系统，肺-风箱，肾脏-筛子和过滤器 2.严格的机械决定论：拉普拉斯决定论，拉普拉斯是一位法国的天文学家，也是数学家，他把牛顿的力学系统做了进一步的的数学化合普遍化，并成功运用于天体力学中；拉普拉斯决定论是在牛顿力学的决定论原理基础上形成的；牛顿的决定性原理是：如果知道物体在某一时刻的初始位置和初始速度以及作用与物体上的力，那么通过牛顿力学方程式可以精确的到处未来任意时刻的
2、运动状态。3.佐鸣的拉普拉斯假定：设想有这样一个智能生物，他不仅知道一定时刻支配宇宙运动的所有作用力和组成宇宙的一切实体的位置，而且还具有对这些资料进行分析的巨大能力，那么无论是最大的天体运动，还是最小的原子运动，都将包括在同一公式里。对于这能的智能生物，没有什么事情是不确定的，过去和未来的都会展现在他眼前。后人把他所假定的智能生物称为拉普拉斯妖。按照这种假设，宇宙中全部事情都是必然性的存在，事情的不确定性和偶然性消失了。拉普拉斯妖集体现了近代数学试验科学的理想，这个理想就是要把全部的事物都还原到一个决定论的体系中，有了这样的体系，我们就可以完全控制自然。这其实是一种还原论。还原论认为各种现象
3、都可被还原成一组基本的要素，各基本要素彼此独立，不因外在因素而改变其本质，通过对这些基本要素的研究可推知整体现象的性质。还原论是近代西方科学的灵魂。二.系统的特点，结构，整体性 1.系统：是有若干相互联系相互作用的要素组成的具有特定结构和功能的有机整体。2.系统的特点：有若干要素组成；要素之间的相互作用形成了特定的结构；系统的特定结构决定了系统作为一个整体对环境表现车特定的功能（结构是功能的内在依据，功能为结构的外在表现）系统包括：要素 结构 功能 环境。 整体性：（即非加和性）是自然系统最突出，最基本的特点。所谓系统的整体性是指系统的各个要素按一定的方式构成有机的整体，各要素不是简单的机械相
4、加，系统具有各组成要素所没有的新的性质，功能和规律。三.贝塔朗菲系统 1. 贝塔朗菲认为机械系统论的观点是错误的：简单的相加的观点是把有机体分解为各要素，并采用简单相加来说明有机体的属性；机械观点，即把生命现象简单地比作机器；被动反应的观点，即把有机体看做是只有受到刺激时才能反映，否则就静止不动。2.他提出了新的机体论思想，系统观点：认为有机体都是一个系统，并把系统定义为相互作用的若干要素的复合体；动态观点，认为一切生命现象本身都处于机制的活动状态，主张从生物体和环境的相互作用中证明生命的本质，并把生命机体看成是一个能保持动态稳定的系统；等级观念，认为各种有机体都是按严格的等级组织起来的，层次
5、分明。四.耗散机构理论 1. 耗散机构理论的创始人是普里戈金，由于对非平衡热力学尤其是建立耗散机构理论方面的贡献，荣获1977 年诺贝尔化学奖，其主要内容是：一个远离平衡状态的非线性开放系统通过不断的与外界交换物质和能量，在系统内部某个参量的变化达到一定的阈值时，通过涨落，系统可能发生突变即非平衡相变，由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上，空间上或功能上的有序状态。2. 耗散机构：在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观有序结构，由于需要不断与外界交换物质或者能量才能维持，因此称耗散机构。耗散机构理论强调非平衡是有序之源。五.系统自然观的基本思想 1.从存在到演化 2.确定性和随机性的统一
6、3.简单性和复杂性的统一 4.线性和非线性的统一六.生态危机的含义，主要表现 1.生态自然观确定的现实根源：生态危机 2.所谓生态危机：是指由于人类不合理的活动，在全球规模或者局部区域导致生态系统的结构和功能的损害，生命维持系统的瓦解，从而危害人的利益，威胁人类生存和发展的现象。3.生态危机不是生态环境的危机，而是人与自然关系的危机，当代全球性生态危机的主要表现：环境污染：水污染，大气污染，噪声污染，放射性污染生态破坏：森林锐减，草原退化，土地沙化，土壤侵蚀自然资源消耗，短缺人口激增生物多样性减少全球气候变化：酸雨，臭氧层破坏，温室效应七.对生态危机的反思 1.生态危机既是传统工业生产方式的必
7、然结果，也是不合理的经济增长观念所导致的 2.盲目追求高消费的生活消费观念，是导致生态危机的直接诱因 3.科学技术的社会后果具有二重性 4.人类中心主义的文化价值取向八.生态自然观：（要求我们具有的生态观念：整体，平衡，循环，多样性）生态自然观的基本思想：生态系统是生命系统；生态系统具有显著的整体性；生态系统是自组织的开放系统；生态系统是动态平衡系统；生态系统是稳定性与变化性的统一九.可持续发展的内涵（可持续发展：既能满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害）1. 人和自然的协调发展 2.代际平等与代内平等 3.控制人口，节约资源和环境保护 4.政府行为，科技能力和公众参与十.科
8、学的含义，本质属性 1.科学是国家出钱满足一部分人的好奇心；是一种在历史上起推动作用的，革命的力量；是在近代欧洲诞生的一种看待自然，处理自然的只是形式和社会建制，其理论层面以牛顿力学为典范；是一种最逼近真理且尽可能不包含自相矛盾的知识体系。2.科学的本质属性：客观真理性，逻辑完备性，可检验性，可预言性十一.科学的化解标准 关于科学划界的标准：科学划界，指划分科学与伪科学，科学与非科学的界限问题1.逻辑经验主义：以可证实性作为划界的唯一标准，如果一个命题能与哦那个经验事实加以证实，那么这个命题就是科学的命题，否则则是非科学的命题。2.批判理性主义：批判理性主义者波普认为可证伪性是区分科学与非科学
9、的划界标准；他主张可被经验证伪的理论或命题才是科学的，否则便是非科学的；因为科学的理论会命题具有普遍性，不可能被经验证实，而只能被经验证伪；批判理性主义与逻辑经验主义的划界标准本质上市相近的，都是强调经验的判定，把理论与经验事实的关系看作室划界的唯一标准。3.历史主义学派：库恩，拉客托斯等认为科学与非科学，伪科学的区分就是在于是否在范式或科学研究纲领指导下从事解决疑难的活动。4.辩证唯物主义：认为可检验性是科学区别与伪科学的根本标准，伪科学是伪装成科学形式的非科学，其内容不具有客观真理性，不可检验性和伪装是伪科学的基本特征；非科学，一般是指不满足精确性和可检验性的命题，问题或理论，无法运用自然
10、科学方法进行检验或评价的领域，如道德，哲学，宗教信仰，神话传说，艺术等；科学与非科学没有好坏，对错之分，只是标明了两类不同性质的知识。十二.科学知识的构成及其详解 科学知识是由科学事实，科学定律，科学假说，科学理论构成1.科学事实：是科学认识的主体关于客观存在的，个别的事物（事件，现象，过程，关系）的真实描述或判断，其逻辑形式是单称命题。2.科学事实的作用：科学事实是形成科学概念，科学定律，科学假说，建立科学理论的基础，也是确定或反驳科学假说和科学理论的基本依据。3.科学定律：是反映自然界事物，现象之间的必然性关系的科学命题；科学定律一般以全称命题的形式表示出来。经验定律：它反映事物和现象之间
11、的某种关系，具有描述性，直接实践性与观察，实验直接相关，如自由落体定律。理论定律：借助想像，直觉与灵感得出，不直接源于经验概括，如万有引力定律 4.科学假说是根据已有的科学知识和科学事实，对所研究的问题做出猜测性说明和尝试性解答；它是形成和发展科学理论的必经途径。构成要素：事实基础，背景理论，对现象.规模的猜测，推导出的预言和预见 5.科学理论：是关于客观事物的本质及其规律性的相对正确的认识，是经过逻辑论证和实验检验并由一系列概念，判断和推理表达出来的知识体系。十三.科学的精神气质 1.普遍性：科学真理是普遍的，是放之四海而皆准的；科学的评价标准时普遍的，不以任何个人或社会的特征为转移，科学向
12、一切能进入科学之门的人开放。2.公有性：科学发现属于整个科学共同体乃至整个社会，科学家无权独占或回收他的科学发现，科学发现奉行公开原则，科学家所换回的唯一私有财产是他的发明权。3.无私利性：科学家要被看做是对真理的不谋私利的求索，仅仅在次要的意义上才是谋生的手段。科学家应具有求知热情，广泛的好奇心和造福人类的利他主义。4.有条理的怀疑主义：科学家绝不应不经任何分析批判而盲目的接受任何东西，当然这种怀疑是按一定的规范进行的，而不是怀疑一切。十四.中国文化和中国科学的一般特征，中西方文化比较与差异（一）中国文化的一般特征 1.相对封闭的地理环境 2.以血缘关系而非地缘关系结成文化团体，亲情高于契约
13、 3.以农业经济为主体，稳定压倒一切 4.大一统专制政治体制，单一，崇尚权威 5.作为政府官员的知识分子，科举制度 6.特殊的知识体系（经史子集）7.连续而非断裂的人神关系。 （二）中国科学的一般特征 1.实用,功能。所有的知识求服务于大一统王朝的需要，或服务于人民日常生活的需要；2.宜物。具有问题具体分析；灵活，机智；见机行事，与时俱进 3.有机自然观。整体思维，辩证思维 4.士大夫阶层与技术阶层想隔绝，精英知识与实用知识从未结合，文人墨客喜吟诗作赋，好琴棋书画，对工匠技艺不屑一顾。 （三）中西方文化比较与差异 中国文化：道德内省（价值取向很强）伦理文化，外延科学 民主 重生命。西方文化：客
14、观 分析 中性的东西十五.科学从问题开始 问题是科学研究的起点：经验主义认为科学史从观察和搜索资料开始的，科学是发展是不断的归纳的过程；波普认为科学只能从问题开始，而不是从经验开始，科学应当是从问题到问题的不断进步；科学问题是指科学认识过程中需要回答而在当时的知识背景下又无法解决的问题。十六。科学问题的主要来源 1.为寻求事实之间的联系提出问题 2.从理论与事实之间的矛盾中发现问题 3.从某一理论内部的矛盾（非自洽性）中发现问题 4.从不同理论之间的分歧中发现问题 5.从社会需要与已有生产技术手段的差距上发现问题十七.选题的基本原则创新性 科学性 可行性 社会需求原则 十八.观察和试验 1.观
15、察和试验是获取科学事实的基本方法，也是检验理论认识的基本手段 2.科学观察是人们有目的的，有计划的利用自己的感官认识和描述各种自然现象，获取经验和知识的基本手段。3.科学观察是人们根据研究的目的，利用科学仪器，设备，人为地控制或模拟自然现象，排除干扰，突出主要因素，在有利的条件下获取科学事实的方法 4.科学观察的基本原则：客观性原则 全面系统性原则 典型性原则 5.科学实验的特点：可以简化和纯化研究对象，排除各种偶然次要的原因和外界干扰；可以强化研究对象；可以使对象的属性或变化过程在人为控制下重复出现；经济可靠十九.观察和理论的关系 古典归纳主义和逻辑经验主义都认为观察独立于理论之外，不受理论
16、的影响；波普，汉森和库恩等人则明确提出了观察渗透理论；科学观察并非单纯的感性活动，要受到观察者已有的经验和掌握的理论的影响，即观察渗透理论，观察渗透理论并没有取消观察的客观性二十.科学理论的评价与检验 科学理论的逻辑评价主要是科学共同体对科学理论的逻辑结构做出评价，有时也被称为理性检验.1.相容性评价：相容性，是指新的科学理论同公认的科学理论在逻辑上不矛盾。如果从新理论 T2 引以推出公认的理论 T1 或者从 T2 推不出与 T1 相矛盾的理论，那么 T2 与 T1 是相容的；不相容是指如果从新理论 T2 推出了对公认理论 T1的否定，或者从 T2 推出了与 T1 相矛盾的推论，那么 T2 与
17、 T1 是不相容的。在把新理论同公认的科学理论相比较，进行相容性评价时，可能出现两种情况：新理论包含有错误；旧理论包含有错误。如果一个新理论与旧理论不相容，并且新理论得到确认，从而引起科学革命或对公认理论的修改或补充。2.自恰性评价：就是分析理论内部是否自相矛盾，一个理论T1，如果不能从它逻辑地推出命题 A 和非 B，那么 T 久没有逻辑矛盾，就是自恰的，反之就是不自恰的；处于退化阶段的科学理论，在新的关键性反例越来越多的时候，总是力图对理论的非自恰性进行修改，但这种修改只能使该理论进一步暴露出其内在的矛盾，加快其被新理论取代的速度；处于进化阶段的科学理论，会在理论发展的过程中，消除自身的不自
18、恰性，在消除不自恰性的过程中，往往会深化或发展出新理论。3.简单性评价：科学理论的简单性，是指把一切概念和相互关系，都归结为尽可能少的一些逻辑上独立的基本概念和公理；科学理论简单性评价：首先看理论的普遍性，其次看理论的前提或基本假设是否足够少；还可以考察一个理论所包含的公式的参数或变量是否较少，这些变量的次数和方程的级是否较低。二十一.科学理论的实践检验 1.理论的实践检验是由假说逻辑地推演出若干可以直接检验的推论，然后与观察到的实验结果进行对照。因为假说是对事物的本质或规律性的猜测，具有抽象性和普遍性，无法通过经验直接验证。2.假说的推论与实验对照有三种情况：推论和已知的经验相符合，这种证实
19、是对已知经验的理论解释；推论和未知的现象相符合，这种证实是对未知的理论预见；推论和未知现象不符合，假说被否证，这种情况下有两种可能：修改或补充原来的假说；推翻原来的假说，出现科学革命 3.检验蕴涵：经验命题大多是单称命题，理论命题全部是全称命题；单称命题可以直接与经验比较，全称命题无法直接与经验进行比较；所以我们可以根据一定条件，从这个全称命题逻辑上必然地推出一个单称陈述，再直接验证这个单称陈述，从而对那个全称陈述进行检验；由于推出的相应单称命题，是蕴涵在全称命题之中的，所以我们就把这样的条件和相应的单称命题叫做检验蕴涵二十二.验证与否定 1.如果检验蕴涵与检验命题一致，我们就说是由之推出的那
20、个检验蕴涵的全称命题得到了一次确证，如果二者不一致我们就说这个全称命题被否证了。2.通过检验蕴涵确证一个理论命题的公式是：如果 t 为真，则 p 亦为真；p为真，t 为真或假。tp（充分条件） ，t 是 p 充分条件 3.从逻辑上看，一个检验蕴涵与一个观察结果相符，并不能决定由之推出检验蕴涵的那个理论命题是真是假。这种相符只是对理论命题的一种确证。确证不等于证实，确证实际上就是新观察到的证据对理论的支持。4.否证：如果 t 为真，则 p 亦为真；P 为假，则 t 亦为假。与确证相反，确证决定不了理论的最终命运；否证确可以决定理论的最终命运。二十三.判决性检验 判决性检验：如果关于同一个问题存在
21、两个相互竞争的理论，我们可以设计同样的条件，由于两个相互竞争的理论分别推出两个相互排斥的检验蕴涵，通过相应的观察或实验，来看检验结果与哪一个检验蕴涵相符，从而判定接受或放弃哪个理论，这个过程就是判决性检验. 判决性检验的结果不会最终决定两个竞争的理论的真假，但可以支持一个理论而不利于另一个理论。二十四.科学理论的发展模式（一）积累式发展观 1.积累式发展观：是关于科学理论发展的较早且较有影响的看法。归纳主义（培根）实证主义（孔德）逻辑实证主义（石里克等人）这种观点把科学理论的发展过程看成事经验的积累过程，在现代科学革命发生以后，受到猛烈的冲击。这种发展观认为，科学知识体系是以观察所提供的可靠经
22、验事实材料为基础，并通过归纳建立起来的，随着观察和实验所获得的事实材料的增加，并且由于观察和实验技巧的改进而对事实的了解更加精确的深入，愈来愈多的概括性更强的定律和理论被建立起来。2.科学的发展就是真真命题的不断增多，表现为量的积累，科学的发展只有进步，没有革命，强调科学是通过归纳积累归并统一向前发展的，惠威尔形象地把这种科学发展模式叫作支流-江河说。其三个步骤：澄清事实- 归纳概括出定理和理论-演绎推导出事实（解释和预言） 。科学的发展表现在：应用范围不断扩大（解题能力的扩展，跨学科移植） ，应用的精确性不断提高，调增修改的过程。应用理论从事常规研究活动会遇到反常，理论面临反常表明原有的知识
23、体系存在着缺陷需要克服，为了排除反常就要对理论进行修改。3.所谓理论的修改是指在基本概念和基本命题保持稳定不变的情况下，对理论体系作出某种调整，主要是对理论组成的次要部分（辅助内容）进行修补，修改或更新，而不是改变其核心观念；理论的修改之所以可能，是因为理论一般具有复杂的演绎结构，具有一定的韧性；理论通常由内核和保护带两部分组成。 （二）否定式发展观 1. 否定式发展观是现代科学革命出现之后产生的关于科学发展的较有影响的看法；波普认为任何一种科学理论都不过是某种猜想或假说，其中必然潜藏着错误，即使它能够暂时逃脱实验的检验，但终有一天会暴露出来的，遭到实验的反驳，即证伪；科学理论就是在不断地提出
24、猜想，发展错误而遭到否证，再提出新的猜想的循环往复的过程中向前发展的；波普的证伪主义是在批判归纳与证实原则的基础上建立的。逻辑经验主义认为通过个别经验的归纳概括就可以得到一般的理论知识。一个理论只有在逻辑上有 可能被证伪，便是科学，否则就是非科学的。波普认为科学的发展就是理论不断被经验反驳和证伪的反复过程，在此基础上他提出了科学的发展模式：P1 TTEEP2(即科学从问题 P1 开始，经过试探性理论 TT，又经批判性检验排除错误 EE，提出新的问题P2.四个环节循环往复，推动科学不断前进)2.按照波普的四段图式，科学始于问题，就是矛盾和不一致，新的观察和旧的理论的不一致，理论与理论之间的不一致
25、，同一理论内部的不一致等。问题是科学探索的起点，他强调了问题，从而尖锐的否定了科学始于观察的传统观念；问题 P1 提出以后，就要解决问题，提出试探性理论，这是波普科学发展模式中的第二个环节 TT，提出试探性理论的根本手段是猜想，在波普看来，理论本质上是一种猜想，一种在灵感的激发下，对自然界的普遍性猜想；之后的步骤是对试探性理论进行前验评价，从中选择未被证伪但可被证伪度最高的理论，波普认为这种理论往往构成科学的真正进步；消除错误 EE，也称后验评价，就是经过前验评价后，用演绎推理，从最可检验的理论中推出预见，再同观察，实验的结果加以比较，消除错误或称后验评价就是证伪，其根本的手段是反驳；任何理论
26、，不管它经受了何等严格的检验，也不管获得何等成功，最终终会被推翻的；经过严格确证的理论一旦被推翻，便有新的问题 P2 出现，新的问题 P2 又激发人们新的创造，科学知识就是循着这样一条道路不断增长。证伪主义科学发展模式并不否定确证在科学发展中的作用。 （三）历史主义的科学发展模式 1.范式：是指从事同一个特殊领域的研究的学者所持有的共同的信念，传统，理论和方法 2.科学共同体：是指在某一特定研究领域中持有共同观点，理论和方法的科学家集团。这一科学家集团的成员受到过大体相同的教育和训练，因而具有相同的探索目标和评价标准 3.库恩从自己的范式论出发，提出了他的常规科学和科学革命交互更替的模式：前科
27、学常规科学（形式模范）反常科学革命（新范式战胜旧范式）新常规科学 4.科学革命过程中，理论的更替表现为：新理论取代旧理论；旧理论被新理论归并；综合性兼有取代和归并的特点二十五.科学分层结构与互动（一）科学的分层结构 1.科学的分层机构主要是由于社会承认的不同而形成的等级体制，这种社会承认是通过学术职位和学术声望的承认表现出来的；本质上是一种权威机构；学术职位承认是有形的社会承认，学术声望承认是无形的社会承认，一般用知名度表示 2.影响科学家学术声望的因素：科研人员所在机构的知名度；所获奖励的声望；发表的论文的数量及其被引证的次数（这些能量化的指标）是其学术声望的主要依据 3.科学分层与社会分层
28、相比较：社会分层是由于权力和财产差别形成的，科学分层是由于社会承认不同形成的；社会分层是鸭梨状结构，科学分层是金字塔结构（二）科学界的互动 1.交流是最重要的互动形式。科学交流不仅是传播学术思想的手段，也是科学家获得学术承认的基本途径，正式的学术交流包括学术会议，学术期刊，学术专著，文献摘要和目录索引等一套系统。非正式的学术交流一般为了获得新的信息，科研人员通过直接交谈，相互之间的通讯等方式交流学术信息，即无形学院 2.竞争与合作 3.冲突：科学互动中的冲突分为两类：学术性冲突和非学术性冲突. 学术性冲突即学术论战；非学术性冲突负功能居多；过分激烈的冲突可能会导致学术越轨行为，比如：科学活动中
29、的欺骗行为，借用科学以外的力量攻击竞争对手等；冲突与越轨的防范：道德约束，制度建设.成本二十六.交流合作与竞争的目的 1.获得承认及优先权 2.科学王国的基本通货是承认，是共同体对科学家贡献的承认，是通过职业的承认和名望的承认表现出来的，以成果的引证数和奖励.荣誉称号为标记 3.优先权之争二十七.科学奖励 科学奖励是因对科学活动的贡献而得到科学共同体的承认，赢得社会的各种回报名誉和物质的；名誉奖励主要是指得到同行的承认和尊重；科学奖励的实质对科学家贡献和能力的承认；科学奖励是科学运行的行动机制。二十八.马太效应 表现为某些科学家一旦具有一定的优势后就有了更多机会进一步去获得成果和承认，获得评价
30、别人的权利甚至压制别人的机会；马太效应客观上有利于科学权威的形成，是科学共同体得以维系的保证，处理不当会带来一定程度的消极影响；它揭示了科学运行（包括荣誉，人力与资源分配等方面）中的一种现象，是优势积累效应。二十九.世界科学活动的中心 1.1954 年，英国贝尔纳历史上的科学首次提出科学活动中心的概念，共总结出了 18 个历史时期的世界科学活动中心。日本汤浅光朝在贝尔纳的基础上，对近现代科学成果做了统计分析，用定量化的指标确定了16 到 20 世纪世界科学活动中心及其兴隆期并描述了近现代世界科学活动中心转移的情况。2.（表略）按照汤浅光超的定义，世界科学活动中心是指在某一个时期取得的重大科学成果数超过同时期全世界取得的重大科学技术成果总数的 25%的国家。一个国家保持其处于科学中心地位的时间，汤浅光超称之为科学兴隆期。从上表可以得出两个结论：近现代科学中心是不断转移的，转移的顺序是：意大利英国法国德国美国这 5 个国家进入和退出科学活动中心的时间不尽一致，但是科学兴隆期的平均值是 80 年左右。
