1、第二编 科学观与科学方法论,课程结构,第四章 科学的本质和科学知识的构成,第五章 科学认识的形成,第六章 科学理论的创立,第七章 科学理论的评价和检验,第八章 科学理论的发展,参考资料,英A.F.查尔默斯，科学究竟是什么.商务印书馆.北京，2007 美B.C.范.弗拉森，郑祥福译，科学的形象.上海译文出版社.上海，2005 李醒民主编，科学方法丛书（科学经验方法、科学理性方法、科学臻美方法）.科学出版社.北京，2002 王巍，科学哲学问题研究.清华大学出版社.北京，2005； 李春泰，科学形态论.科学出版社.北京，2006；,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
2、节 科学的本质,一、“科学”的词源：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
3、译著原富中也使用了“科学” 。之后“科学”一词渐渐通行。,二、科学的维度及其涵义 从知识论的角度看，科学是一种系统化的实证知识； 从认识论的角度看，科学是一种探索性的认识活动； 从工具论的角度看，科学是一种探索自然奥秘的有力工具； 从文化论的角度看，科学是一种人类特有的文化现象； 从约定论的角度看，科学是一种共同体在共同范式支配下的解难题活动； 从实证论的角度看，科学是一种由理性支配的活动，其结果由经验事实决定； 从社会建构的角度看，科学是社会建构的结果，在建构中自然界不起作用； 从生产力论的角度看，科学是一种精神生产活动，科学转化为技术并运用到实际生产中就是“第一生产力”,学者论科学,马克思
4、的科学本质论 科学是“人对自然界的理论关系” 科学是一种社会的、精神生产领域的劳动 科学是生产力 科学既是观念的财富又是实际的财富,托夫勒的科学观：,“科学不是一个独立变量，它是嵌套在社会中的一个开放的系统，由非常稠密的反馈环与社会连接起来。它受到其外部环境的有力影响，而且一般说来，它的发展是因为文化接收了它的统治思想”,贝尔纳的科学观：,一种建制；一种方法（观察、实验为基础，经验方法与理性方法结合）；一种积累的知识传统；一种维持或发展生产的主要因素；构成我们诸信仰和对宇宙和人类的诸态度的最强大的力量之一。,爱因斯坦的科学观：,“科学作为一个存在的完整事物来看，是人类所知的事物中最客观的。但科
5、学在形成中和作为追求的目标来看，却如同人类的其它部分一样，是主观的，也是受心理的制约的，惟其如此，以致对于科学的目的和意义是什么？这一问题的回答，因时代不同和来自各种各样的人，就很不一致了。”,结论：,科学是一个多涵义、多性质和多功能的复杂有机整体，它与其周围的社会诸因素相互作用、相互关联。科学是一种社会现象，是社会的产物；是一种历史现象，是历史的传承物；是一种语言现象，是语言的表现方式；是一种认知现象，是认知的存在方式，理性的最高表现。,三、科学的基本特征 解释性和预见性 精确性（首先，任何科学定律或原理都只能在特定条件下、有限的范围内成立，同时，科学的应用也是有边界的；其次，科学结论的表述
6、也必须系统、严格、精确、明晰，它应该能够提供具体而明确的知识。） 可检验性 可错性或可变性 系统性 主体际性,四、科学划界的标准 逻辑经验主义（前期也叫逻辑实证主义）维也纳学派（石里克、卡尔那普、罗素） 有意义的命题 证实 批判理性主义 波普尔 证伪 历史主义 a.库恩 范式 ； b.拉卡托斯 科学研究纲领； 相对主义 费耶阿本德 无需标准 科学实在论夏皮尔萨加德、邦格 多元标准,萨加德的标准,邦格的标准,伪科学之种种及危害,类型： 江湖术士型 学术骗子型 政治骗子型 商业骗子型危害： 1. 与真科学争夺极为有限的科技投入； 2. 给国家和人民生命财产造成巨大损失； 3. 干扰正常的新闻舆论宣
7、传和大中小文化教育； 4. 严重影响科教兴国大计。,第二节 科学知识的构成,科学知识体系：科学事实、科学定律、科学假说、科学理论 一、科学事实 （一）科学事实及其类型科学事实是科学认识主体通过观察或实验得到的，对客观存在的、个别的事物（事件、现象、过程、关系等）的真实描述或判断，其逻辑形式是单称命题。事实，指客体与仪器之间相互作用结果的描述。事实，是对观察实验所得到的结果的陈述和判断。事实，被观察与实验证明了的理论结论，被称为理论事实。 区分科学事实（认识论范畴）、客观事实（本体论范畴）、经验事实（日常生活事实、生产事实）,（二） 科学事实的特征1. 个别性的单称判断；2. 可重复性；3. 科
8、学事实渗透理论；4. 精确性和系统性；5. 相对的独立性 （三） 科学事实的作用1. 科学事实是科学定律和科学理论产生的基础2. 科学事实促进了科学理论和假说的完善、发展3. 科学事实是检验科学理论和假说的基本手段,二、科学定律 （一）科学定律及其类型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，以全称命题的形式表现。从科学事实到科学定律通过两种途径：1.由归纳法概括出经验定律；2. 靠想象、直觉、灵感得出理论定律 （二）科学定律的特征1. 绝对真理和相对真理的统一；2. 简明性 （三）科学定律的作用1. 科学定律揭示了事物的本质或规律2. 科学定律有助于科学概念和科学理论的形成3
9、. 科学定律是科学解释和预测的有效工具,三、科学假说科学假说是根据已有的科学知识和新的科学事实 ，对所研究的问题作出的猜测性说明和尝试性解答 （一）科学假说的基本特点1. 科学性与猜测性的统一2. 抽象性与形象性的统一3. 多样性与易变性的统一 （二）科学假说的作用1. 科学假说是形成和发展科学理论的桥梁（使科学研究者克服盲目性，更具自觉性）2. 假说是发挥思维能动性的有效方式（是激发思维创造的媒介）3. 不同假说的争论有利于科学的发展（争论利于繁荣科学）,四、科学理论 （一）科学理论及其构成科学理论是系统化的科学知识，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践检验并
10、由一系列概念、判断和推理表达出来的知识体系。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,第一节 科学问题的提出 一、科学问题是科学研究的起点从科学的“系统发育”看科学始于问题观察随便看看观察什么？为什么观察？如何观察？从科学的“个体发育”看科学始于问题,第五章 科学认识的形成,波普尔：“科学和知识的增长永远始于问题，终于问题愈来愈深化的问题，愈来愈能启发新问题的问题”。即“科学始于问题”。爱因斯坦：“提出一个
11、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的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，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”,二、科学问题的选择 （一）科学选题的意义1. 选题决定科研方向，直接影响科研组织和研究人员的能力发挥2. 选题决定研究工作的成败3. 选题决定科研工作是“多助”还是“寡助”4. 选题决定科研所采用的方法和手段 （二） 科学问题的主要来源1. 新的观察、实验现象同原有理论的矛盾2. 理论内部的逻辑悖论和佯谬。（罗素悖论；光度佯谬；引力佯谬）3. 不同学科的理论体系之间的矛盾4. 不同学派观点的矛盾5. 社会
12、需要同现有的生产技术手段不能满足这种需要之间的矛盾,部分国家科研项目立项申请书主要内容一览,（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,三、科学问题的条件和转换 （一）科学问题的条件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矛盾。波普尔：背景知识中固有的预期与其所提出的观察或某种假说等新发现之间的冲突图尔明：科学问题=解释的理想目前的能
13、力林定夷：某个给定过程的当前状态与智能主体所要求的目标状态之间的差距当前状态：当前客观存在的科学技术知识背景状况提出或解答问题的智能主体的知识储备和解题能力（包括创造性和潜力）常识性问题和科学性问题可以相互转化科学问题在科学家眼里有不同的权重,（二）科学问题的转换 常规问题与反常问题的转换 事实问题与理论问题的转换 逆向转换 互补转换 发散转换 立体转换,第二节 科学事实的获取 一、观察与实验是获取科学事实的基本方法（一）观察与实验的特点1. （自然）观察的特点 自发条件下 不干扰被观察对象2. 实验（观察）的特点 简化和纯化研究对象 强化和激化研究对象 加速、延缓和模拟自然事物、现象或过程
14、比起生产实践，实验手段经济可靠,巴甫洛夫关于条件作用研究的实验,（二）观察和实验的基本原则1. 客观性原则a. 要有正确的理论为指导b. 尽量使用先进的仪器和设备，引入标准的参数c. 重复观察d. 尽力排除先入之见2. 全面性原则3. 典型性原则,观察渗透理论,（三）观察和实验中的机遇1. 机遇的几种类型和作用a.半偶然型；b.全偶然型；c.纯偶然型。2. 善于捕捉机遇，把科学研究推向新阶段a. 掌握渊博的知识和丰富的经验b. 培养敏锐的洞察力c. 训练高度的判断力d. 主动创造产生机遇的可能,巴斯德在实验室研究微生物与发酵的关系，证明了细菌致病,In the field of observa
15、tion, chance only favors the mind which is prepared.,第三节 科学假说的形成 一、假说形成的基本条件1. 一致对应性；2. 可解释性；3. 可预测性；4.简单性 二、假说形成的基本方法 （二）经验定律型假说的形成方法特点：采用描述性的语词，可观察到的概念；相对稳定类型：性质描述型；关系描述型获得方法：经验概括（不完全归纳法）；定律概括（高层次的科学理论演绎推出，证实其经验概括）；整体概括（统计概括）偶适概括 （二）原理定律型假说的形成方法特点： 猜测性； 变动性大类型： 构造性原理定律；分析性原理定律获得方法：溯因方法,第六章 科学理论的创立
16、 第一节 创立理论的思维过程,过程：提出问题 解决问题 新理论的证明和检验王国维：古今之成大事业、大学问者，必经过三种之境界 第一，准备阶段问题的提出。昨夜西风凋碧树。独上高楼，忘尽天涯路。 第二，酝酿阶段问题的求解衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。 第三，豁朗阶段问题的突破众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处。 第四，验证阶段问题成果的证明和检验,第二节 创立理论的思维方法（一）演绎方法演绎推理：从真实的前提出发，运用有效的推理形式就必然得出真实的结论。基本特点：前提真，结论必真；结论假，前提必假。基本方法：1. 公理化方法 2. 证伪演绎法 3. 假说演绎法（结论真，前提或真或假）
17、演绎法的大前提来自：a. 不证自明的公理；b. 科学经验的归纳；c. 假说,（二）非演绎方法 1. 分析与综合 2. 归纳与概括a. 亚里士多德的归纳法：简单枚举归纳法；源于归纳的三段论（归纳推理）；直觉归纳法b. 培根的科学归纳法（“三表法”）c. 穆勒的归纳“五法”d. 概率归纳 3. 类比与联想a. 简单共存类比b. 因果类比c. 对称类比d. 协变类比 4. 思想模型方法（理想实验方法）,第三节 创立理论的思维形态一、抽象思维与形象思维 二、收敛思维与发散思维 三、顿悟直觉与灵感 四、创新思维,科学创造的H-P模式,第七章 科学理论的评价和检验 第一节 科学理论的逻辑评价 一、 相容性
18、评价a. 相容 从新理论T2推出公认的理论T1，或者从T2推不出与T1相矛盾的推论b. 不相容 从新理论T2推出对公认理论T1的否定，或者从T2推出与T1相矛盾的推论。（新理论包含有错误; 旧理论包含有错误） 二、 自洽性评价一个理论T，如果不能从它逻辑地推出命题A和非A，那么T就没有逻辑矛盾，就是自洽的，反之就是不自洽的。处于退化阶段的科学理论 处于进化阶段的科学理论,三、 简单性评价（一） 逻辑简单性的理论在科学认识中的作用 它包含的信息量往往较大，因而具有更大的普遍性 它往往具有更大的可否证性 它是一个美学原则 它在一定程度上表现了科学理论对自然界的正确摹写 （二） 科学理论的简单性的体
19、现 看理论的普遍性 看理论的前提或者基本假定是否足够少 看理论包含的公式的参数或者变量是否较少，这些变量的次数和方程的级是否较低。,第二节 科学理论的实验检验一、 对应规则和检验蕴涵对应规则即连接观察术语与理论术语、经验定律与科学理论（或假说）的操作规则等。检验蕴涵指由理论命题推出的可被检验的单称命题。 二、 确证如果t为真，则p亦为真；p为真，t为真或者为假。确证证实确证就是新观察到的证据对理论的支持。一般来说，证据支持理论包括四个方面，即证据的数量、种类、精确和创造性。,三、 否证如果t为真，则p亦为真；p为假，t亦为假。 四、 判决性检验 五、 科学理论评价与检验的复杂性 观察的易谬性
20、科学理论的复杂结构 评价和检验受制于评价者和检验者的社会环境和个人因素 科学共同体从表述方式及其社会形象方面对科学理论的确认,第八章 科学理论的发展,第一节 科学理论的累积式发展观 一、古典归纳主义的累积发展观惠威尔：支流 江河模式 归纳 二、 逻辑实证主义的累积发展观赖欣巴赫： 经验 理论 经验卡尔纳普： 中国套箱 三、 理论的应用、调整和修改,第二节 科学理论的否证式发展观 一、理论的可否证性一个理论只有在逻辑上有可能被否证，才是科学的，否则就是非科学的。 二、科学发展的否证模式波普尔：P1TTEEP2 三、科学的成长与进步标志：1. 理论的可否证度；2. 确证度的增加。,第三节 科学理论发展的社会历史观,一、范式与共同体库恩前科学 常规科学 危机 革命 新的常规科学 新的危机 二、常规科学及其危机 三、科学革命与理论更替更替；归并；综合,
