科學(xué)的概念及特點(diǎn)課件

1、第二章 科學(xué),科學(xué)的概念及特點(diǎn),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(diǎn),其它關(guān)于科學(xué)的解釋,現(xiàn)代漢語詞典年增補(bǔ)本對(duì)“科學(xué)”解釋為：“.反映自然、社會(huì)、思維等的客觀規(guī)律的分科的知識(shí)體系。.合乎科學(xué)的?！?辭海年版對(duì)科學(xué)解釋為：“科學(xué)是關(guān)于自然界、社會(huì)和思維的知識(shí)體系，它是適應(yīng)人們生產(chǎn)斗爭(zhēng)和階級(jí)斗爭(zhēng)的需要而生產(chǎn)和發(fā)展，它是人們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶?！?辭海年版則重新解釋為：“科學(xué)：運(yùn)用范疇、定理、定律等思維形式反映現(xiàn)實(shí)世界各種現(xiàn)象的本質(zhì)的規(guī)律的知識(shí)體系?！?科學(xué)的概念及特點(diǎn),法國(guó)百科全書解釋“科學(xué)”為“科學(xué)首先不同于常識(shí)，科學(xué)通過分類，對(duì)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(dòng)的一個(gè)范疇，它的職能是總結(jié)關(guān)于客觀世界的知識(shí)，并使之系統(tǒng)化?？茖W(xué)這個(gè)概念本身不僅包括獲得新知識(shí)的活動(dòng)，而且還包括這個(gè)活動(dòng)的結(jié)果?！?法國(guó)百科全書,前蘇聯(lián)大百科全書,科學(xué)的概念及特點(diǎn),英文中科學(xué)(science)一詞來源于拉丁文scientia，意為“知識(shí)”、“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(shí)，明治時(shí)代“science”這個(gè)語言進(jìn)入了的時(shí)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(guó)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(rèn)為，中國(guó)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(shí)期，中國(guó)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(guó)時(shí)期，通過中國(guó)科學(xué)社的科學(xué)傳播活動(dòng)，“科學(xué)”一詞才取代“格致”。 王揚(yáng)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(zhēng)： “嚴(yán)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(diǎn),科學(xué)概念,科學(xué)：表示人類對(duì)客觀存在及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的正確認(rèn)知的知識(shí)。,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(dá)芬奇,伽利略,列文虎克; 牛頓,詹姆斯赫頓,拉瓦錫,道爾頓,達(dá)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(fèi)米; 艾倫圖靈,理查德費(fèi)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(diǎn),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(shí)的思考整理，準(zhǔn)確表述為知識(shí)，而這樣的知識(shí)可以為他人學(xué)習(xí)和掌握，并

5、可按其表述的條件驗(yàn)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(shí)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(huì)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(guó)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(diǎn),2、2 科學(xué)的特征,科學(xué)的概念及特點(diǎn),科學(xué)的特征,1.客觀性 2.驗(yàn)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(shí)空 愛因斯坦相對(duì)論再被證實(shí) 地球上由于物質(zhì)密度各處存在差異，使得地球重力場(chǎng)并不均勻，增加了判斷時(shí)空扭曲存在難度。NASA“葛雷斯”重力探測(cè)衛(wèi)星得出的地球重力分布圖，紅色代表高重力區(qū)域，藍(lán)色則代表低重力區(qū)。（新浪網(wǎng)）,科學(xué)的概念及特點(diǎn),(1)客觀性,對(duì)象一定是客觀的 結(jié)論一定符合客觀實(shí)際 同時(shí)從知識(shí)的表述的角度來看： 科學(xué)符合知識(shí)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(hào)、公式等。 在科學(xué)面前，人人都應(yīng)有同樣的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，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(duì)論基礎(chǔ)手稿,星系和時(shí)空的扭曲,科學(xué)的概念及特點(diǎn),（2）驗(yàn)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(duì)象，結(jié)論相符。 當(dāng)技術(shù)條件熟后，通過技術(shù)實(shí)現(xiàn)其要求的邊界和初始條件，則可重復(fù)實(shí)現(xiàn)科學(xué)所表述的結(jié)論。 當(dāng)以技術(shù)實(shí)現(xiàn)重現(xiàn)后，則可進(jìn)一步觀察在一定條件和參數(shù)變化對(duì)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(duì)技術(shù)應(yīng)用的支撐。,伽利略比薩斜塔實(shí)驗(yàn)圖片,科學(xué)的概念及特點(diǎn),（3）傳承性,科學(xué)秉承知識(shí)的傳承性。 一如前面所說，二個(gè)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(dá)方式。 科學(xué)是人類知識(shí)的精華，對(duì)人類來講，是人類財(cái)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(shí)現(xiàn)自己的目的。 平等，科學(xué)普及的意義。學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)平等，但學(xué)習(xí)的效果，特別是應(yīng)用實(shí)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(huì)發(fā)展應(yīng)是鼓勵(lì)這種能力的最大化，并且在可預(yù)計(jì)社會(huì)前進(jìn)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(rèn)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(diǎn)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(diǎn),（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(duì)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(duì)論時(shí)空觀與經(jīng)典力學(xué)在時(shí)間、空間、物體質(zhì)量的認(rèn)識(shí)上均有不同。相對(duì)論時(shí)空觀的現(xiàn)象只在物體運(yùn)動(dòng)速度近光速時(shí)才明顯表現(xiàn)出來，宏觀物體在相對(duì)光速做低速運(yùn)動(dòng)時(shí)這些效應(yīng)不明顯，經(jīng)典力學(xué)是相對(duì)論在低速時(shí)的特殊情況。而廣義相對(duì)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(duì)論（好搜百科）,科學(xué)的概念及特點(diǎn),.科學(xué)思維,科學(xué)的概念及特點(diǎn),意識(shí),意識(shí)是人的頭腦對(duì)客觀世界的反映，是體的對(duì)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(shí)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(shí)的冰山模型 意識(shí)活動(dòng)的形象描述 （好搜圖片）,科學(xué)的概念及特點(diǎn),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(gè)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(hào)等為工具而進(jìn)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(rèn)識(shí)過程的高級(jí)階段。 思維分類與科學(xué)思維，科學(xué)思維的實(shí)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(guó)紐約時(shí)報(bào)印刷版刊登題為人腦一樣的電腦，從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí) 插圖。文

11、章指出：電腦已經(jīng)進(jìn)入了自己學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的時(shí)代，這將給數(shù)字世界帶來一場(chǎng)徹底變革。目前可以讓機(jī)器人更加安全地行走，但要實(shí)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(shí)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(dá)思維的工具。心智圖是使用一個(gè)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(gè)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(xiàng)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(diǎn),（1）思維

12、感知來源,科學(xué)的思維首先要保證感知的真實(shí)和準(zhǔn)確。把握感知的真實(shí)和準(zhǔn)確應(yīng)從這樣幾個(gè)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(duì)感知進(jìn)行客觀公正的度量， 三這種感知應(yīng)是可驗(yàn)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(dá)成像技術(shù)和干涉測(cè)量技術(shù))對(duì)汶川地震測(cè)試(來源：大地測(cè)量及地球動(dòng)力學(xué)國(guó)家試驗(yàn)室),科學(xué)的概念及特點(diǎn),（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(huì)時(shí)孤立的，都會(huì)有相應(yīng)的環(huán)境和條件，我們的感知如果是真實(shí)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(jìn)一步思考判斷研究感知的基礎(chǔ)。,微生物的生長(zhǎng)與環(huán)境條件（中國(guó)教育網(wǎng)）,被縛的地球環(huán)境邊界條件 （綠色中國(guó)網(wǎng)絡(luò)電視）,科學(xué)的概念及特點(diǎn),（3）研究規(guī)律與表述,對(duì)客觀對(duì)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(duì)變化規(guī)律的描述的基礎(chǔ)。而這種對(duì)變化規(guī)律的描述來源于具體的客觀對(duì)象，但又高于具體的對(duì)象，它反映同類客觀存在的共性，以知識(shí)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(duì)我們?cè)瓉硗耆涣私?，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(gè)過程的實(shí)現(xiàn)，不僅是體現(xiàn)為新科學(xué)的誕生，同時(shí)還體現(xiàn)為人類語言表述、推理與邏輯的進(jìn)步。,量子力學(xué)中氫原子波動(dòng)方程（互動(dòng)百科）,科學(xué)的概念及特點(diǎn),.4科學(xué)探索,科學(xué)的概念及特點(diǎn),科學(xué)探索,科學(xué)探索是人類面向未知的世界中進(jìn)行，所謂未知，是我們現(xiàn)有的科學(xué)尚沒有正確認(rèn)知的客觀存在。面對(duì)未知我們無法預(yù)測(cè)其變化，也沒有掌控的能力?？茖W(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(kuò)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(zhǎng)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(diǎn),（1）已

15、知的世界就是人類科學(xué)認(rèn)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(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新的，實(shí)現(xiàn)人類的新能力，我們可以極大豐富我們的知識(shí)，可以擴(kuò)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(duì)未知的黑暗時(shí)，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(duì)未知的觀察與思考（好搜圖片）,科學(xué)的概念及特點(diǎn),（2）每個(gè)人都將自己獨(dú)特的經(jīng)

16、歷如實(shí)告訴大家,科學(xué)探索也不僅僅是科學(xué)家的事，而與每個(gè)人都息息相關(guān)，應(yīng)該鼓勵(lì)每個(gè)人都將自己獨(dú)特的經(jīng)歷如實(shí)告訴大家，片言之語中，又可能包含著某個(gè)值得科學(xué)探索的契機(jī)，支撐人類生活的科學(xué)包括方方面面的內(nèi)容，其實(shí)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(rèn)識(shí)其所表達(dá)的客觀對(duì)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(diǎn),（3）科學(xué)探索是面向 未知的實(shí)踐活動(dòng),科學(xué)探索的最終結(jié)果是科學(xué)，但是任何面對(duì)未知的任何實(shí)踐活動(dòng)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(duì)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(shí)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(duì)未知，其必然有超越我們現(xiàn)有知識(shí)和理解的存在，不可能預(yù)測(cè)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(duì)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(jiǎng)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(shí)驗(yàn)中，她發(fā)現(xiàn)一種瀝青鈾礦的放射性強(qiáng)度比預(yù)計(jì)的強(qiáng)度大得多，這說明實(shí)驗(yàn)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?yàn)檫@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(shí)驗(yàn)報(bào)告中宣布了自己的發(fā)現(xiàn)，并努力要通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)它。在這關(guān)鍵的時(shí)刻，她的

18、丈夫皮埃爾居里也意識(shí)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(gè)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(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jìn)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(cè)定了它的原子量。從此鐳的存在得到了證實(shí)。 （好搜百科）,科學(xué)的概念及特點(diǎn),（4）科學(xué)探索的不可預(yù)測(cè)性,對(duì)于科學(xué)探索我們唯一能確認(rèn)的是我們出發(fā)的原點(diǎn)，這個(gè)原點(diǎn)就是我出發(fā)時(shí)已知與未知的最初邊界點(diǎn)。 對(duì)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(jìn)展與成果。,GPS觀測(cè)得到的中國(guó)大陸現(xiàn)今地殼運(yùn)動(dòng)速度場(chǎng)，揭示了大陸不同部位相對(duì)于西伯利亞的運(yùn)動(dòng)方向和幅度 1966年3月，河北邢臺(tái)先后發(fā)生6.8級(jí)和7.2級(jí)地震，給人民生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。國(guó)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(yáng)獨(dú)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(guó)地震科技事業(yè)作者：中國(guó)地震局局長(zhǎng) 陳建民 來源：科