科學(xué)的概念及特點課件

1、第二章 科學(xué),科學(xué)的概念及特點,2、1 科學(xué)的含義,科學(xué)是人們常談及的名詞,但什么是科學(xué)呢？,科學(xué)的概念及特點,其它關(guān)于科學(xué)的解釋,現(xiàn)代漢語詞典年增補本對“科學(xué)”解釋為：“.反映自然、社會、思維等的客觀規(guī)律的分科的知識體系。.合乎科學(xué)的?！?辭海年版對科學(xué)解釋為：“科學(xué)是關(guān)于自然界、社會和思維的知識體系，它是適應(yīng)人們生產(chǎn)斗爭和階級斗爭的需要而生產(chǎn)和發(fā)展，它是人們實踐經(jīng)驗的結(jié)晶?！?辭海年版則重新解釋為：“科學(xué)：運用范疇、定理、定律等思維形式反映現(xiàn)實世界各種現(xiàn)象的本質(zhì)的規(guī)律的知識體系?！?科學(xué)的概念及特點,法國百科全書解釋“科學(xué)”為“科學(xué)首先不同于常識，科學(xué)通過分類，對尋求事物中的條理。此外，科

2、學(xué)通過揭示支配事物的規(guī)律，以求說明事物?！?前蘇聯(lián)大百科全書解釋“科學(xué)”譯為“科學(xué)是人類活動的一個范疇，它的職能是總結(jié)關(guān)于客觀世界的知識，并使之系統(tǒng)化?？茖W(xué)這個概念本身不僅包括獲得新知識的活動，而且還包括這個活動的結(jié)果。”,法國百科全書,前蘇聯(lián)大百科全書,科學(xué)的概念及特點,英文中科學(xué)(science)一詞來源于拉丁文scientia，意為“知識”、“學(xué)問”。 明治元年，福澤諭吉執(zhí)筆的日本最初的科學(xué)入門書窮理圖解出版。同時，明治時代“science”這個語言進入了的時候，啟蒙思想家西周使用“科學(xué)”作為譯詞。 甲午海戰(zhàn)以后，中國掀起了學(xué)習(xí)近代西方科技的高潮，清末主要通過近代化之路上走在前面的日本學(xué)

3、習(xí)近代科學(xué)技術(shù)。許多人認為，中國最早使用“科學(xué)”一詞的學(xué)者大概是康有為。他出版的日本書目志中就列舉了科學(xué)入門、科學(xué)之原理等書目。辛亥革命時期，中國人使用“科學(xué)”一詞的頻率逐漸增多，出現(xiàn)了“科學(xué)”與“格致”兩詞并存的局面。在民國時期，通過中國科學(xué)社的科學(xué)傳播活動，“科學(xué)”一詞才取代“格致”。 王揚宗在漢語“科學(xué)”一詞的由來中這樣描述“科學(xué)”和“格致”之爭： “嚴復(fù)首先用“西學(xué)格致”翻譯science，后來又借用了science的日語譯名“科學(xué)”，而著名思想家、政論家章太炎則明確要求為“科學(xué)”正名。他在1903年8月發(fā)表論承用“維新”二字之荒謬一文，大力批駁責(zé)用“格物”之名翻譯“物理學(xué)”很不適當(dāng)。

4、”,康有為及它的書法,科學(xué)的概念及特點,科學(xué)概念,科學(xué)：表示人類對客觀存在及其運動規(guī)律的正確認知的知識。,有影響的科學(xué)家（維基百科）：阿基米德,亞里斯多德,海什木,達芬奇,伽利略,列文虎克; 牛頓,詹姆斯赫頓,拉瓦錫,道爾頓,達爾文,孟德爾; 路易巴斯德,麥克斯韋,儒勒昂利龐加萊,弗洛伊德,特斯拉,普朗克; 歐內(nèi)斯特盧瑟福,瑪麗居里,愛因斯坦,尼爾斯玻爾,薛定諤,恩里科費米; 艾倫圖靈,理查德費曼,艾德華威爾森,珍古道爾,史蒂芬霍金,奈爾德葛拉司泰森,科學(xué)的概念及特點,也可形象理解為客觀存在及其變化的規(guī)律，透過人的五觀，再經(jīng)過意識的思考整理，準(zhǔn)確表述為知識，而這樣的知識可以為他人學(xué)習(xí)和掌握，并

5、可按其表述的條件驗證其表述結(jié)果的正確性?？茖W(xué)的表述應(yīng)該是準(zhǔn)確、清晰、無歧意，在同樣的條件下，所描述的現(xiàn)象與結(jié)果與客觀實際吻合。同樣，只要我們以技術(shù)手段復(fù)觀科學(xué)的條件，必然會得到一致的現(xiàn)象與結(jié)果。 新舊科學(xué)的關(guān)系。 系統(tǒng)性與學(xué)科劃分,路易十四訪問法國科學(xué)院（1671年） （維基百科）,邁斯納效應(yīng)引起磁鐵在超導(dǎo)體上懸浮 （維基百科）,科學(xué)的概念及特點,2、2 科學(xué)的特征,科學(xué)的概念及特點,科學(xué)的特征,1.客觀性 2.驗證性 3.傳承性 4.局限性,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)腦電波頻率是12赫茲的“”波攜帶的是與眼睛有關(guān)的信息，而頻率是4赫茲的“ 波攜帶的是與嘴巴有關(guān)的信息。 但尚無法破解腦電波的具體含義。（百匯探

6、索網(wǎng)）,地球旋轉(zhuǎn)扭曲時空 愛因斯坦相對論再被證實 地球上由于物質(zhì)密度各處存在差異，使得地球重力場并不均勻，增加了判斷時空扭曲存在難度。NASA“葛雷斯”重力探測衛(wèi)星得出的地球重力分布圖，紅色代表高重力區(qū)域，藍色則代表低重力區(qū)。（新浪網(wǎng)）,科學(xué)的概念及特點,(1)客觀性,對象一定是客觀的 結(jié)論一定符合客觀實際 同時從知識的表述的角度來看： 科學(xué)符合知識的客觀性，但科學(xué)的表述更要求準(zhǔn)確性和無歧義，為此，在一般交流語言的基礎(chǔ)上，不同的學(xué)科，又發(fā)展出更為精確的專業(yè)術(shù)語和專業(yè)表述的方式，如圖形、符號、公式等。 在科學(xué)面前，人人都應(yīng)有同樣的學(xué)習(xí)機會，學(xué)習(xí)科學(xué)首先要掌握其專業(yè)術(shù)語和專業(yè)的表述方式。,愛因斯坦

7、廣義相對論基礎(chǔ)手稿,星系和時空的扭曲,科學(xué)的概念及特點,（2）驗證性,按科學(xué)所表述的條件（邊界和初始條件相同），在同一角度觀察同一對象，結(jié)論相符。 當(dāng)技術(shù)條件熟后，通過技術(shù)實現(xiàn)其要求的邊界和初始條件，則可重復(fù)實現(xiàn)科學(xué)所表述的結(jié)論。 當(dāng)以技術(shù)實現(xiàn)重現(xiàn)后，則可進一步觀察在一定條件和參數(shù)變化對其結(jié)論的影響，可深化與完善科學(xué)表述的內(nèi)容，以此形成對技術(shù)應(yīng)用的支撐。,伽利略比薩斜塔實驗圖片,科學(xué)的概念及特點,（3）傳承性,科學(xué)秉承知識的傳承性。 一如前面所說，二個層面：一是記錄于客觀存在的、并可學(xué)習(xí)的媒介上；二是掌握其專業(yè)術(shù)語和專業(yè)表達方式。 科學(xué)是人類知識的精華，對人類來講，是人類財富與智慧傳承的核心。

8、科學(xué)是永恒的，只要科學(xué)在，人類就能在此基礎(chǔ)上可以組建技術(shù)體系，而實現(xiàn)自己的目的。 平等，科學(xué)普及的意義。學(xué)習(xí)的機會平等，但學(xué)習(xí)的效果，特別是應(yīng)用實現(xiàn)技術(shù)目的和形成新的科學(xué)探索的能力差別很大。社會發(fā)展應(yīng)是鼓勵這種能力的最大化，并且在可預(yù)計社會前進可能遇到的各種災(zāi)難中保持科學(xué)的傳承。,學(xué)習(xí)科學(xué)（Learning Sciences）是在反思認知科學(xué)等學(xué)科、關(guān)于學(xué)習(xí)方法的研究方法和觀點的基礎(chǔ)上新近興起的一門科學(xué) 。圖為邱亮 編的學(xué)習(xí)科學(xué)（好搜百科）,學(xué)習(xí)的形象表示圖（好搜百科）,科學(xué)的概念及特點,（4）局限性,科學(xué)只在給定的條件下成立。 一旦出界，原來的科學(xué)就可能成為謬誤。 科學(xué)對于技術(shù)在于，只要技術(shù)

9、建立了相應(yīng)的條件，就可重復(fù)科學(xué)的結(jié)論。 科學(xué)局限，也體現(xiàn)在包容，科學(xué)超出自己條件的，只能說不知道和不確定，而不能去隨意否定和毀滅。,相對論時空觀與經(jīng)典力學(xué)在時間、空間、物體質(zhì)量的認識上均有不同。相對論時空觀的現(xiàn)象只在物體運動速度近光速時才明顯表現(xiàn)出來，宏觀物體在相對光速做低速運動時這些效應(yīng)不明顯，經(jīng)典力學(xué)是相對論在低速時的特殊情況。而廣義相對論與量子力學(xué)有不相容的地方。,牛頓的經(jīng)典力學(xué)和愛因斯坦相對論（好搜百科）,科學(xué)的概念及特點,.科學(xué)思維,科學(xué)的概念及特點,意識,意識是人的頭腦對客觀世界的反映，是體的對客觀世界各種感覺和思維等各種心理過程的總和。思維是意識的重要形式，確定我們思考問題的方式

10、，我們學(xué)習(xí)科技術(shù)、培養(yǎng)探索與技術(shù)創(chuàng)新能力，就應(yīng)該培養(yǎng)科學(xué)的思維。,意識的冰山模型 意識活動的形象描述 （好搜圖片）,科學(xué)的概念及特點,思維 思維如同工廠生產(chǎn)產(chǎn)品一樣，要有正確的思維得到可行的結(jié)論。 同樣的現(xiàn)象，每個人的思維方式不同，其結(jié)論也不同。 思維的過程理在我們的體內(nèi)以語言、文字、圖形、符號等為工具而進行，思維以感知為基礎(chǔ)，以語言等為工具，探索發(fā)現(xiàn)感知間的關(guān)系和其反映的本質(zhì)特性，是認識過程的高級階段。 思維分類與科學(xué)思維，科學(xué)思維的實質(zhì)，是透過現(xiàn)象抓住本質(zhì)，形成可以正確指導(dǎo)我們行為的科學(xué)技術(shù) 。,21013年12月20日出版的美國紐約時報印刷版刊登題為人腦一樣的電腦，從經(jīng)驗中學(xué)習(xí) 插圖。文

11、章指出：電腦已經(jīng)進入了自己學(xué)習(xí)經(jīng)驗教訓(xùn)的時代，這將給數(shù)字世界帶來一場徹底變革。目前可以讓機器人更加安全地行走，但要實現(xiàn)科幻小說中那種具備自主思維能力的電腦，仍然需要等待一段時間。,思維導(dǎo)圖俗稱心智圖（MindMap），又稱腦圖、心智地圖、腦力激蕩圖、思維導(dǎo)圖、靈感觸發(fā)圖、概念地圖、樹狀圖、樹枝圖或思維地圖，是一種圖像式思維的工具以及一種利用圖像式思考輔助工具來表達思維的工具。心智圖是使用一個中央關(guān)鍵詞或想法引起形象化的構(gòu)造和分類的想法;它用一個中央關(guān)鍵詞或想法以輻射線形連接所有的代表字詞、想法、任務(wù)或其它關(guān)聯(lián)項目的圖解方式。 厚德載物思維導(dǎo)圖（滬江思維導(dǎo)圖網(wǎng) ） ,科學(xué)的概念及特點,（1）思維

12、感知來源,科學(xué)的思維首先要保證感知的真實和準(zhǔn)確。把握感知的真實和準(zhǔn)確應(yīng)從這樣幾個方面考慮： 一是把握感知的來源是客觀存在， 二是采用科學(xué)的度量方法，對感知進行客觀公正的度量， 三這種感知應(yīng)是可驗證的，或者是公證的。,客觀世界與主觀世界（面向?qū)ο蠡靖拍?作者：葛志春來源：軟件工程專家網(wǎng) ）,InSAR(結(jié)合合成孔徑雷達成像技術(shù)和干涉測量技術(shù))對汶川地震測試(來源：大地測量及地球動力學(xué)國家試驗室),科學(xué)的概念及特點,（2）了解感知發(fā)生的具體環(huán)境條件,任何事件的發(fā)生都不會時孤立的，都會有相應(yīng)的環(huán)境和條件，我們的感知如果是真實的，那它必然有客觀的來源，其來源處必然有某此事件發(fā)生，其發(fā)生必然與其所在的

13、環(huán)境與條件有密切關(guān)系。我們了解這一切是進一步思考判斷研究感知的基礎(chǔ)。,微生物的生長與環(huán)境條件（中國教育網(wǎng)）,被縛的地球環(huán)境邊界條件 （綠色中國網(wǎng)絡(luò)電視）,科學(xué)的概念及特點,（3）研究規(guī)律與表述,對客觀對象的特性描述，不能完全依賴于我們的直感，而是要科學(xué)的歸納方法以科學(xué)的度量來表示，這樣才能抓住事物的本質(zhì)特性，也是對變化規(guī)律的描述的基礎(chǔ)。而這種對變化規(guī)律的描述來源于具體的客觀對象，但又高于具體的對象，它反映同類客觀存在的共性，以知識的形式表述出來的就是科學(xué)。 推理與邏輯，甚至于數(shù)理方法與工具是基于現(xiàn)有的科學(xué)。 面對我們原來完全不了解，從沒描述過的特性、規(guī)律，要表示出來形成新科學(xué)，更是困難，而這一

14、個過程的實現(xiàn)，不僅是體現(xiàn)為新科學(xué)的誕生，同時還體現(xiàn)為人類語言表述、推理與邏輯的進步。,量子力學(xué)中氫原子波動方程（互動百科）,科學(xué)的概念及特點,.4科學(xué)探索,科學(xué)的概念及特點,科學(xué)探索,科學(xué)探索是人類面向未知的世界中進行，所謂未知，是我們現(xiàn)有的科學(xué)尚沒有正確認知的客觀存在。面對未知我們無法預(yù)測其變化，也沒有掌控的能力。科學(xué)探索是人類在已知和未知的邊界上，借助已知的力量，面向示知世界，通過觀察與思考，把握未知世界中可觀可察客觀存在的本質(zhì)特性及變化規(guī)律，形成新的科學(xué)，擴大已知世界的邊界。,藝術(shù)家眼里的冥王星系統(tǒng)形成過程（新浪網(wǎng)）,不同波長范圍內(nèi)的冥王星系統(tǒng)照片 （新浪網(wǎng)）,科學(xué)的概念及特點,（1）已

15、知的世界就是人類科學(xué)認知的范圍,我們是不能由現(xiàn)有的科學(xué)推導(dǎo)演義出未知的科學(xué)。同樣也可以說，我們基于現(xiàn)有科學(xué)憑借我們現(xiàn)有的思維，我們可以實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的，實現(xiàn)人類的新能力，我們可以極大豐富我們的知識，可以擴大我們的想象空間，但這仍然還是在我們已知的世界中，我們只是用科學(xué)的“畫筆和顏料”，努力將我們的世界打扮得“五彩繽紛”，而且還可以“畫圖成真”極大豐富我們需求的物質(zhì)，使我們生活得更好。 所以我們說，科學(xué)探索是人類的先鋒，在人類面對未知的黑暗時，科學(xué)探索將舉起希望的火炬引導(dǎo)人類的正確的發(fā)展方向。,科技城市圖片（呢圖網(wǎng)）,面對未知的觀察與思考（好搜圖片）,科學(xué)的概念及特點,（2）每個人都將自己獨特的經(jīng)

16、歷如實告訴大家,科學(xué)探索也不僅僅是科學(xué)家的事，而與每個人都息息相關(guān)，應(yīng)該鼓勵每個人都將自己獨特的經(jīng)歷如實告訴大家，片言之語中，又可能包含著某個值得科學(xué)探索的契機，支撐人類生活的科學(xué)包括方方面面的內(nèi)容，其實并不在于其華麗的詞藻或者是宏篇大論。而在于是否能夠讓我們正確認識其所表達的客觀對象，能否致用。,日記（堆糖網(wǎng)） 星系（探索網(wǎng)）,科學(xué)的概念及特點,（3）科學(xué)探索是面向 未知的實踐活動,科學(xué)探索的最終結(jié)果是科學(xué)，但是任何面對未知的任何實踐活動都是可貴的。 科學(xué)探索是艱辛而復(fù)雜的過程，從人類初次接觸到未知世界的研究對象的種種現(xiàn)象，經(jīng)過艱苦而繁鎖的數(shù)據(jù)收集，到思考凝煉成為新科學(xué)，常常需要幾代人的努力

17、才能實現(xiàn)。 不能企望科學(xué)探索一蹴而就，不能有太多功利心。 科學(xué)探索既然面對未知，其必然有超越我們現(xiàn)有知識和理解的存在，不可能預(yù)測結(jié)果，而其最困難的部分往往在奇異現(xiàn)象的獲得，明確未知的對象。,居里夫人是巴黎大學(xué)第一位女教授，也是獲得兩次諾貝爾獎的第一人。但她最終因接觸放射性物質(zhì)，死于白血病。 1995年，她與丈夫皮埃爾居里一起移葬先賢祠。在實驗中，她發(fā)現(xiàn)一種瀝青鈾礦的放射性強度比預(yù)計的強度大得多，這說明實驗的礦物中含有一種人們未知的新放射性元素，且這種元素的含量一定很少，因為這種礦物早已被許多化學(xué)家精確地分析過了。她果斷地在實驗報告中宣布了自己的發(fā)現(xiàn)，并努力要通過實驗證實它。在這關(guān)鍵的時刻，她的

18、丈夫皮埃爾居里也意識到了妻子的發(fā)現(xiàn)的重要性，停下了自己關(guān)于結(jié)晶體的研究，來和她一道研究這種新元素。經(jīng)過幾個月的努力，他們從礦石中分離出了一種同鉍混合在一起的物質(zhì)，它的放射性強度遠遠超過鈾，這就是后來被列在元素周期表上第84位的釙。為了進一步研究鐳的各種性質(zhì)，居里夫婦必須從瀝青礦石中分離出更多的、并且是純凈的鐳鹽 。1902年年底，居里夫人提煉出了十分之一克極純凈的氯化鐳，并準(zhǔn)確地測定了它的原子量。從此鐳的存在得到了證實。 （好搜百科）,科學(xué)的概念及特點,（4）科學(xué)探索的不可預(yù)測性,對于科學(xué)探索我們唯一能確認的是我們出發(fā)的原點，這個原點就是我出發(fā)時已知與未知的最初邊界點。 對待科學(xué)探索，要有包容心，不能企圖去規(guī)劃科學(xué)探索的進展與成果。,GPS觀測得到的中國大陸現(xiàn)今地殼運動速度場，揭示了大陸不同部位相對于西伯利亞的運動方向和幅度 1966年3月，河北邢臺先后發(fā)生6.8級和7.2級地震，給人民生命財產(chǎn)造成嚴重損失。國務(wù)院總理周恩來3次親赴災(zāi)區(qū)考察災(zāi)情、慰問群眾，并提出“我們應(yīng)當(dāng)發(fā)揚獨創(chuàng)精神來努力突破科學(xué)難題”、“研究出地震發(fā)生的規(guī)律”的希望和要求。 （艱辛的歷程 卓著的成就發(fā)展中的中國地震科技事業(yè)作者：中國地震局局長 陳建民 來源：科