自然辯證法概論講解課件

1、自然辯證法概論講解自然辯證法概論講解自然辯證法概論講解本篇討論的科學技術認識和實踐的一般方法論，是介于哲學和具體科學技術之間方法，對哲學而言是特殊的一類，對具體科學技術而言，又是一般的。第1頁，共104頁。本篇討論的科學技術認識和實踐的一般方法論，是介于哲學和具體科學技術之間方法，對哲學而言是特殊的一類，對具體科學技術而言，又是一般的。第2頁，共104頁?？茖W認識人類對自然、社會和思維的意識反映，由認識主體、認識客體和實現(xiàn)主客體間相互作用的中介三個要素第3頁，共104頁?？茖W認識的客體：科學對象科學對象是主體進行科學認識活動的客體，是那些對主體對象性活動具有現(xiàn)實意義而被納入其結構中并與主體發(fā)生

2、相互作用的客觀事物。它包括物質與精神、天然(可觀測而不能直接干預)與人工(可直接干預和改造)對象等類型。第4頁，共104頁?？茖W認識的主體：科學工作者無論是作為歷史的、現(xiàn)實的，還是潛在的認識成果或知識系統(tǒng)，盡管科學勞動者與科學認識工具、科學認識對象相互聯(lián)系、制約及相互作用，但它支配和控制前二者。因而其是科學知識系統(tǒng)中最積極、最活躍和最革命的因素，也是科學認識論首要的問題。第5頁，共104頁?？茖W認識的主體的歷史與邏輯結構歷史結構個體(19世紀以前)如阿基米德,歐幾里德,哥白尼,伽利略,開普勒,牛頓集體或組織（19世紀至20世紀初）卡文迪許、李比希、愛迪生實驗室社會（20世紀初以后）曼哈頓計劃：

3、1.5萬科技人員參與,耗資20億美元阿波羅計劃：200家公司120所大學400萬人,耗資300多億第6頁，共104頁。邏輯結構由個體、集體和社會等三個層面的科學工作者構成有機統(tǒng)一整體。三者之間是相互依存、相互包含關系。此結構表明認識主體自個體到社會的發(fā)展歷程，體現(xiàn)了主體的社會化和科學綜合化程度的提高，二者互為因果。第7頁，共104頁?？茖W共同體結構“核”式結構年齡結構專業(yè)結構能力類型結構第8頁，共104頁?！昂恕笔浇Y構它是指以學科學術帶頭人為核心，由合作者、助手及其學生等所形成的科學共同體結構。此乃其本質特征的顯現(xiàn)。由于學術“大師”的杰出成就、崇高品德和威望或卓越組織領導能力等，而對其他同行等

4、產生極強烈的吸引力、凝聚力，進而以其為核心形成一個嚴密的核式結構。如以尼耳斯玻爾為核心的哥本哈根學派等。第9頁，共104頁。年齡結構此指科學共同體內從事科學研究和技術開發(fā)活動的各年齡段的科學勞動者的比例構成關系。它關系到科技人才群體的創(chuàng)造力和生命力。由于各年齡段的科學勞動者在知識結構、能力、經(jīng)驗、體力等方面均存在差異，由單一年齡段所構成的共同體也有諸多劣勢和弊端。因此，只有將各年齡段(老中青)科學勞動者科學、合理地組合起來，才能發(fā)揮其最大功能。第10頁，共104頁。專業(yè)結構此指共同體成員中各學科(如數(shù)理化、生物等基礎學科)和各專業(yè)(如化工、機械等)領域內專業(yè)人才的數(shù)量、分類及其相互之間的比例構

5、成關系。專業(yè)結構的合理化要求其具有系統(tǒng)性和全面性，其確定依據(jù)或標準是其主要任務和發(fā)展方向的需要。例如，貝爾實驗室900多名有學位的科技人員中，電子和電訊工程占39%，計算機、數(shù)理、機械和化學工程及其他人員占61%。第11頁，共104頁。能力類型結構科學思維能力科學想象能力實際操作能力批判思考能力第12頁，共104頁。主體認識客體的手段（中介）：科學工具包括物質形態(tài)的科學儀器、觀念形態(tài)的科學方法，以及思維符號形式的科學語言在內的科學工具系統(tǒng)，在科學知識或認識系統(tǒng)中具有特殊的地位和作用：它是獲取科學事實、構建科學理論，以及陳述科學事實和表述科學理論的工具；是“接引”或“引渡”主體完成認識任務和實現(xiàn)

6、認識目的中介；是使主體由此達彼、由表及里、由現(xiàn)象至本質、由主觀至客觀的推進器。第13頁，共104頁?？茖W儀器指主體與客體之間建立信息聯(lián)系、引致相互作用，以達到把握科學對象實物形態(tài)的工具總和，是為實現(xiàn)科學認識目的而創(chuàng)立和使用的人工制造物；是人的各種器官的拓展和延伸；是科學理論和科學方法的物化。第14頁，共104頁?？茖W方法廣義的科學方法指以科學理論為指導而從事科學研究、技術開發(fā)等認識活動的所有方法的總稱。狹義的科學方法是主體憑借理論知識的指導而使用的一種主觀手段，是知識與手段的統(tǒng)一。第15頁，共104頁?？茖W方法論科學問題科學事實科學研究方法創(chuàng)造性思維復雜性研究第16頁，共104頁。科學問題科學

7、研究始于觀察還是始于問題？亞里士多德的建構知識的一般程序: 觀察個別事實歸納出解釋性原理演繹出關于個別事實的知識 早期科學家和科學哲學的經(jīng)驗歸納主義認為科學研究的出發(fā)點是科學事實，因此他們認為科學研究始于觀察，推崇“中性觀察”、“頭腦白板理論”。后來的科學哲學的歷史主義學派都主張科學研究始于問題，推崇“問題引導觀察”、“理論滲透觀察”。分歧在于科學發(fā)展的程度在科學發(fā)展的早期，科學理論的許多領域還是空白，因此，科學研究的起點從表面上看起來可能更多的是觀察而不是問題第17頁，共104頁?？茖W研究的一般程序提出問題形成假說收集數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)假說的檢驗建立理論證偽確證第18頁，共104頁。問題的分類科學

8、問題:是什么？為什么？陳述性、過程性和因果性問題真問題和假問題待解問題與無知問題常規(guī)問題和非常規(guī)問題內核和保護帶技術問題:做什么？怎么做？何謂問題？已知和未知之間的矛盾（邊界）第19頁，共104頁?？茖W問題的意義一個好的科學問題已經(jīng)解決了問題的一半科研立題時調研的重要性就科技工作者個人而言的問題，對整個科技群體來說，可能并不成為一個問題經(jīng)過調研后被正式確定的問題，已經(jīng)過詳細的思考，包含問題意義、求解目標、預設求解范圍和求解方法，提供了比較明確的解決問題方向。問題的提出既取決于科學家的理論背景或修養(yǎng)和邏輯推理能力，同時也取決于其直覺和洞察力。第20頁，共104頁。選題的限制性原則需要性原則社會建

9、制的要求創(chuàng)造（新）性原則知識非獨占性的要求科學性原則邏輯與經(jīng)驗主義的要求可行性原則社會行為的要求綜合折中地應用這些原則第21頁，共104頁?？茖W事實科學事實是主體借助于語言文字對在觀察和實驗中所感知的客觀事件、現(xiàn)象和過程等經(jīng)驗事實的描述、陳述和判斷?？茖W事實不同于客觀事實(時空中客觀存在的事件、現(xiàn)象和過程)，而是對客觀事實的陳述與判斷，二者在內容上不具等價性；科學事實不同于不可辯駁的理論原理。但它具有可靠性、個別性、相對獨立性或不變性等特征?？茖W事實是科學認識發(fā)生的必要前提和基礎，是主體構筑科學知識殿堂的地基和原料?？茖W事實是形成新概念、新理論的基礎；是檢驗和評價科學假說與科學理論的基本手段。

10、第22頁，共104頁。科學觀察方法概念所謂科學觀察方法指的是主體在一定理論指導下，通過感覺器官或借助科學儀器，有目的、有計劃地考察和描述自然發(fā)生的自然現(xiàn)象，即感知客觀事物，獲取科學事實這一感性材料的一種科學研究方法。觀察者不干預自然過程 主要是經(jīng)驗方法第23頁，共104頁?？茖W觀察方法的特征（1）主體有目的、有計劃的認識活動；（2）自然發(fā)生條件下進行科學研究的方法；（3）客觀性與主觀性的統(tǒng)一。第24頁，共104頁?？茖W觀察方法的類型（1）從主體與被觀察對象的關系疏遠程度看，可將其分為直接(肉眼)與間接(儀器)觀察方法；（2）依據(jù)觀察結果的陳述特征分為定性與定量觀察方法；（3）根據(jù)其目的不同包括

11、記錄性(獲取感性材料)與檢驗性(將結果與已有標準對照)觀察方法；（4）根據(jù)其是否與實驗結合分為自然與實驗觀察方法。第25頁，共104頁?？茖W觀察方法的基本原則1、客觀性原則我們看到的只是我們所知道的2、系統(tǒng)性原則全面和系統(tǒng)的含義不同3、典型性原則極端性情況和普遍性追求的矛盾第26頁，共104頁?？茖W觀察方法的作用（1）是科學認識的源泉；（2）是檢驗科學認識真理性的標準；（3）當研究主體尚不能干預和控制研究對象時，觀察就比實驗成為更主要的方法。第27頁，共104頁。科學觀察方法的局限眼見為實的局限“理論滲透觀察”的非客觀性測量的準確性問題自然過程的非規(guī)律性第28頁，共104頁。觀察滲透理論（1）

12、觀察由感知、判定和觀察陳述三個要素所構成，三者缺一不可；（2）觀察對象與理論或先行假設所啟示的期待及觀察者所受訓練密切相關；（3）對觀察對象的描述依賴于理論、觀察者知識背景及其經(jīng)驗；（4）觀察對象和觀察場合的選擇深受理論、觀察者知識結構、心理傾向（興趣愛好等）影響。第29頁，共104頁?？茖W實驗方法實驗方法與觀察方法都是科學認識主體作用于客體的基本方法。二者既相互區(qū)別，又相互依存：后者是前者的前提，前者是后者的發(fā)展。在現(xiàn)代科學認識過程中二者關系更加密不可分，而在主體對超宇觀、宇觀、微觀以及超微觀世界的探索中尤其如此。第30頁，共104頁?？茖W實驗方法概念指主體根據(jù)一定研究目的，利用科學儀器和設

13、備，人為地干預、控制或模擬自然現(xiàn)象和過程，并以純粹、典型形式表現(xiàn)出來，從而有利于研究的科學方法。第31頁，共104頁。實驗方法的類型析因(探求因果聯(lián)系)實驗判與決性實驗定性與定量實驗對照實驗模擬實驗直接與間接實驗實驗室與野外實驗地面與空間實驗實物與思想或理想實驗物理、化學、生物、心理實驗第32頁，共104頁。實驗方法的特點簡化、純化實驗對象可強化研究對象(創(chuàng)造在自然條件難以出現(xiàn)的環(huán)境條件,如超高低溫度、壓力、磁場等)可使對象屬性及其變化過程重復出現(xiàn)可模擬某些自然現(xiàn)象和過程。（米勒模擬原始大氣條件下氨基酸產生過程實驗）第33頁，共104頁。實驗的一般程序制定實驗方案實施操作結果的分析與處理實驗的

14、作用驗證證實或證偽理論來源第34頁，共104頁。觀察實驗中的機遇問題機遇是相對于觀察原來的目的計劃而言的，其主要特征就是意外性對機遇要有思想準備首先觀察者對所進行的觀察的背景知識要有徹底的理解，對相關知識有廣泛的了解，否則難于判斷何者可以納入已知的背景知識之內，何者無法納入其次觀察實驗要細致認真，不放棄任何一點一滴的可疑之處對必然性和偶然性要有正確理解第35頁，共104頁。整理科學事實的方法比較和分類形成標準和運用標準歸納和統(tǒng)計確定事件和隨機事件歸納方法是從個別或特殊的事物概括出共同本質或一般原理的邏輯思維方法。完全歸納、簡單枚舉、科學歸納、統(tǒng)計歸納分析和綜合整體和局部整理事實和形成理論第36

15、頁，共104頁?？茖W的理論方法科學抽象方法：通過對科學事實的比較和分析，通過分離、提純和概括，抽取和把握本質因素，形成科學概念和科學符號，以達到揭示研究對象的普遍規(guī)律和因果關系的思維方法。形式演繹方法：從一般性科學原理和科學體系出發(fā)，遵循演繹邏輯的形式要求，推出個別性或特殊性知識結論的思維方法。對于演繹方法，只要前提為真,推理形式符合邏輯規(guī)則的要求，則結論恒真。第37頁，共104頁。建構理論體系的方法抽象上升到具體的方法邏輯與歷史統(tǒng)一的方法公理化方法第38頁，共104頁。公理化方法公理化方法：選擇一些基本概念和基本命題作為定義和公理，然后運用邏輯規(guī)則演繹出其他一系列命題，從而建立整個理論體系的

16、方法。基本概念是不加定義的概念，必須是無法用更原始、更簡單的概念去界定的概念。公理的設置和選取須滿足下列條件：無矛盾性：各個命題之間以及由它們推導出來的所有命題之間不能出現(xiàn)相互矛盾。獨立性：任何一個公理都不能從其他公理推導出來完備性：所選的公理是足夠的，但又是一個不多的。第39頁，共104頁。建構理論體系的基本原則可檢驗性解釋性新理論不僅要能夠正確地說明原有理論已經(jīng)正確解釋過的事實和現(xiàn)象，而且還要能夠解釋原有理論無法解釋的新的事實和現(xiàn)象理論的內在完備性，理論內部要自洽，還要與相關的背景知識想一致邏輯簡單性第40頁，共104頁。 創(chuàng)造性思維的形式（一）邏輯思維與非邏輯思維邏輯思維: 比較歸納演繹

17、分析非邏輯思維: 聯(lián)想猜測直覺頓悟靈感正向思維和逆向思維第41頁，共104頁。發(fā)散性思維與收斂性思維發(fā)散性思維“根據(jù)自己記憶貯存，以精確的或修正了形式，加工出許多備擇的信息項目，以滿足一定的需要?！笔諗啃运季S“是指在解題過程中，盡可能利用已有的知識和經(jīng)驗，把眾多的信息逐步引導到條理化的邏輯程序中去，以便最終得出一個合乎邏輯規(guī)范的結論來?！痹诱撍季S和系統(tǒng)論思維原子論思維: 探索簡單性-分析法系統(tǒng)論思維: 探索復雜性-整體法老三論：系統(tǒng)論、信息論、控制論新三論：協(xié)同學、突變論、自組織與耗散結構理論第42頁，共104頁。建構科學理論的方法邏輯思維方法：邏輯思維方法，是指主體在科學認識過程中借助于概

18、念、判斷、推理等思維形式，遵循一定邏輯規(guī)則而揭示事物本質或規(guī)律的理論思維或抽象思維方法，是最普遍、最基本的科學思維方法。非邏輯思維方法：指不受固定邏輯規(guī)則等制約的間斷與跳躍式、突發(fā)與創(chuàng)造性的思維方式。第43頁，共104頁。非邏輯思維方法因具有間斷性、跳躍性，或突發(fā)性、突變性和突破性等特點，該類方法主要包括：由意象、聯(lián)想、想象等組成的形象思維，由直覺判斷、靈感等組成的直覺思維，以及由發(fā)散性或發(fā)散式、聚斂式等構成的創(chuàng)造性思維方法。它們在科學認識過程中同樣具有不可忽視的重要的方法論作用。第44頁，共104頁。形象思維方法此指在形象地反映客體具體形狀或姿態(tài)的感性認識基礎上，主體通過意象、聯(lián)想和想象等方

19、式以揭示對象本質和規(guī)律的思維形式。與邏輯思維的抽象性相比，它具有形象性、意象性(經(jīng)形象地分析綜合把握事物形象的一般特征)等特征；并具有直觀形象揭示對象本質規(guī)律、極度簡化，以及純化對象和意象性地創(chuàng)造對象(人工自然物等)等功能。其具體表現(xiàn)形式如下：第45頁，共104頁。（1）聯(lián)想廣義的聯(lián)想系指由一失去想到另一事物的思維活動。它包括屬于感性認識范疇的由知覺形象觸發(fā)的印象聯(lián)想，以及屬于理性認識范疇的意象和概念的聯(lián)想。后者又有形象與非形象之分。形象聯(lián)想是從一個意象想到另一個意象的思維活動，非形象聯(lián)想則指概念聯(lián)想。形象聯(lián)想具有如下特點：通過反映意象間關系以把握其內容；是對意象有所斷定的思維形式；通過類比揭

20、示意象間差別、相似或接近。第46頁，共104頁。（2）想象想象是指主體在某些科學事實和已知知識基礎上，讓思維自由神馳，對頭腦中的各種觀念或思維元素進行整理、加工、改造和組合，從而領悟事物本質和規(guī)律的過程。其功能是使主體在沒有邏輯思維所必需的充分的知識的情況下采取決定和得出結論，從已知對象聯(lián)想到未知對象，從而構思出未知對象的鮮明形象。如Albert Einstein在創(chuàng)立狹義相對論過程中想象過人以光速運行；在創(chuàng)建廣義相對論時設想光線穿過升降機發(fā)生彎曲。Thomason 、Niels Bohr根據(jù)實驗事實，運用想象建立了各種原子模型。第47頁，共104頁。（3）類比方法類比方法是根據(jù)兩個或兩類對象

21、之間在某些方面的相似或相同,而推出它們在其它方面也可能相似或相同的一種邏輯思維方法。簡單共存類比：惰性氣體氖的推斷。因果類比：T. Young 將光與聲做類比，提出光是波。對稱類比： 狄拉克從對稱性類比，預言了正電子。協(xié)變類比：已知兩個研究對象的主要屬性相似，由此推斷它們的數(shù)學方程式在形式上也是相似的。如 德波羅依 的物質波波長公式。第48頁，共104頁。直覺思維方法直覺思維方法是指不受某種固定邏輯規(guī)則約束而直接領悟事物本質的思維形式。這種直接領悟事物本質的思維能力亦稱直覺力或思維洞察力。這種思維形式具有（間斷與跳躍的）非邏輯性、突發(fā)性和獨創(chuàng)性等基本特征；而且具有尋找事物聯(lián)系、優(yōu)選和預見事實，

22、以及構建科學理論的功能。其主要類型包括直覺判斷(最基本形式)、靈感。其具體內容如下：第49頁，共104頁。（1）直覺判斷此指對客觀事物及其相互關系的一種迅捷的識別、敏銳的覺察、直接的理解和綜合的判斷。由此所形成的能力即思維的洞察力。直覺判斷不是按部就班的邏輯推理，而是從整體上直接把握客體。如美國化學家鮑林正是運用量子力學等知識，在對大量事實總和的思索中，借助于直覺創(chuàng)立了關于化學鍵的共振論，“我懷著一種好奇心一種直覺，感到可以用化學鍵來解釋物質的性質?！贝送猓鏓instein創(chuàng)立狹義相對論等。第50頁，共104頁。（2）靈感這是指主體對于曾經(jīng)反復進行探索而尚未解決的問題，由于受到某種偶然因素的

23、激發(fā)而產生頓悟，從而使問題得以解決的思維過程。在科學(與文學藝術相通處)史上，許多偉大的科學家在作出杰出科學發(fā)現(xiàn)時，都曾冥思苦想、窮竭智力和心力反而未得，卻在不經(jīng)意間靈光乍閃而實現(xiàn)質的飛躍。如在創(chuàng)立狹義相對論時，Einstein曾深受難以解決間斷的質點(Newton)力學與連續(xù)的電磁場(Maxwell)理論之間矛盾的困惑，雖冥思苦想而未得，但突然靈感顯現(xiàn)，領悟到“同時性的相對性”問題。在短短的5-6周內就完成了科學史上的不朽篇章“論動體的電動力學”(1905年9月發(fā)表于物理學雜志)。第51頁，共104頁。尋找靈感大量閱讀 思想點化 / 原型啟示集中精力，全力以赴的專注于某一研究 意識和知識的積

24、淀在緊張的研究而不得進展之后，放松一下，讓潛意識和遐想工作第52頁，共104頁。頓悟的來源偶然機遇思想點化：達爾文的進化論和馬爾薩斯的人口過剩和生存競爭。原型啟示：魏格納的大陸飄移說和世界地圖。積淀意識潛意識活動：不自覺的、無意識、模糊的反映形式。如德國化學家凱庫勒在1865年的一天在書房里大瞌睡時，夢見碳原子鏈象蛇似地頭咬尾，- 苯環(huán)無意念遐想：不經(jīng)意的，非“一本正經(jīng)”的自由猜想。有可能產生超常規(guī)的信息組合，創(chuàng)造性思想的火花。Watson Crick 的DNA 螺旋結構。第53頁，共104頁。其他創(chuàng)造性思維方法從廣義上看，形象思維與直覺思維方法同樣隸屬于創(chuàng)造性思維方法。以上區(qū)分只是為了便于理

25、解和把握其各自的本質和作用。其他創(chuàng)造性思維方法主要包括逆向思維法、綜攝法、移植法、試錯法、強制聯(lián)想法、偶然聯(lián)想鏈法、智力激勵法、發(fā)散與聚斂思維法等等。第54頁，共104頁。創(chuàng)造性思維的過程準備階段孕育階段頓悟突破階段驗證完善階段第55頁，共104頁。非邏輯思維與邏輯思維關系 科學研究過程從本質上說是邏輯思維與非邏輯思維交互作用的過程。通常的情況是，非邏輯思維開拓思路，邏輯思維最終完成，邏輯思維與非邏輯思維交織在一起應用。第56頁，共104頁。科學創(chuàng)造的H-P模式德國著名科學家赫爾姆霍茲（Helmholtz H）根據(jù)自己的研究體驗總結出創(chuàng)造活動有三個階段：（1）最初的一種持續(xù)不斷的研究，直至不可

26、能再進行下去；（2）一段時間的休息，然后再恢復研究；（3）一個突然的意想不到的答案的出現(xiàn)。法國科學家彭家勒(Poincare H)在赫爾姆霍茲三個階段后又補充了第四個階段：（4）啟迪之后的再一次有意識努力，以證實所獲得的認識。 這就科學創(chuàng)造過程的經(jīng)驗模式的典范，也被稱之為赫爾姆霍茲彭家勒模式。第57頁，共104頁。非邏輯思維與邏輯思維的區(qū)別主要表現(xiàn)在兩者的特點、作用、所屬層次不同。 一個完整的創(chuàng)造過程，特別是重大科學理論的發(fā)現(xiàn)，基本上都經(jīng)歷了如下的螺旋上升過程： 邏輯思維（基礎）非邏輯思維（跳躍)邏輯思維(完成)。第58頁，共104頁?？茖W假說與理想實驗方法盡管科學假說與理想實驗是兩種性質截然

27、不同的思維方法，然而二者之間又有著較為密切的聯(lián)系：其目的和作用都是為構建科學理論服務；在未經(jīng)科學事實證實之前都僅僅是一種猜想或假設。第59頁，共104頁。（1）科學假說科學假說是根據(jù)已知的科學知識和科學事實，對未知自然現(xiàn)象及其規(guī)律性所作的推測性的解釋和說明，是自然科學理論思維的一種重要形式。假說的構造是通過科學概括來實現(xiàn)的?？茖W概括的方法包括：邏輯方法：比較、分類、分析、綜合、歸納、演繹、類比等“超邏輯”方法：科學想象、直覺、靈感等。第60頁，共104頁。假說：特點和意義假說的特點假說具有科學性。它不但要以一定的實驗材料和經(jīng)驗事實為基礎，而且要以一定的科學知識作依據(jù)，經(jīng)過一系列的科學論證才能提

28、出。假說是一種猜測和推斷，其真實性還有待于進一步的檢驗。假說的作用：假說是理論的原始形態(tài)。假說是知識增長的鏈條上重要的一環(huán) - Popper。第61頁，共104頁。假說成立的前提條件假說成立的根本條件在于它能否接受實踐的全面檢驗。但它首先必須滿足一些基本的前提條件：假說不應當與科學中普遍的、久經(jīng)考驗的規(guī)律和理論相矛盾。假說不應當同已知的、經(jīng)過檢驗的事實相矛盾。假說應當是可檢驗的。假說應當符合簡單性原則。第62頁，共104頁。假說向理論的轉化如果假說滿足下述兩個條件，就可以認為假說已經(jīng)轉化為理論：解釋性條件：把假說運用于實踐，如果有愈來愈多的經(jīng)驗事實和這個假說相符合，并且沒有任何事實與之相矛盾，

29、那么就證明這個假說是客觀規(guī)律的正確反映。預見性條件：如果由假說作出的科學預見得到實踐的驗證，則標志著假說已經(jīng)可以轉化為理論。第63頁，共104頁。（2）思想模型與理想實驗方法思想模型與理想實驗，是主體在科學認識活動中建構科學理論較常使用的方法，并具有特別重要的意義。第64頁，共104頁。1、思想模型此指主體未從事科研而建立的對原型高度抽象化了的思想客體和思想事物。如原子模型、層子模型、DNA雙螺旋結構模型、彎曲時空模型、板快構造模型、大氣環(huán)流模型等。廣義的還包括數(shù)學模型。理想模型是其特殊類型。它是將對象本質屬性和基本過程以最純粹形式甚至以某種極限狀態(tài)呈現(xiàn)出來，即經(jīng)科學抽象的產物，是邏輯與非邏輯

30、方法綜合運用即創(chuàng)造性思維的結果。其具有流動性、互補性和條件性等特征。它具有解釋、判據(jù)和預見功能。第65頁，共104頁。2、理想實驗方法理想實驗是主體運用理想模型在思想中塑造理想過程，并進行嚴密邏輯推理的一種思維方法。它是進行思想操作的理想模型法，是一種假想的實驗方法。其建立必須以科學事實為基礎，并充分發(fā)揮三類思維方法的綜合功能。如Galileo關于慣性運動的理想實驗；Einstein相對論中的同時性的相對性、慣性質量和引力質量的等效性等理想實驗等，它們都具有解釋、判據(jù)和預見功能。第66頁，共104頁。系統(tǒng)論思維前面所講的的各種方法，是從近代科學形成以來，在科學技術的各個領域都是適用的，當人類以

31、不同思維方式理解把握世界的時候也大都采用的。例如宗教注重內?。ㄚは?、體驗），但是如基督教，這種比較理性化的宗教，在論證教義時也有一套經(jīng)驗的和比較嚴密的邏輯的論證。在文藝創(chuàng)作和欣賞中，主要是形象思維，但是前述方法同樣也是起作用的。至于哲學，經(jīng)濟等更是如此。就科學技術的思維方式而言，在20世紀中，在理解和把握世界的方式上，有一個重要的新發(fā)展，即從以分析還原方式為主轉變?yōu)橄到y(tǒng)演化和系統(tǒng)演化與分析還原并重的方式。第67頁，共104頁。分析還原作為一種方法論思想（思維方式）有極其深厚的基礎和悠久的淵源。這里所說的分析還原不指具體方法，而是指思維方式（高層次的方法論思想）。托夫勒曾經(jīng)說過，我們最熟悉的方法

32、是“撤零”，就是指分析還原。分析還原為什么如此深入人心？過去已經(jīng)講過，一是取得了巨大的成功，已經(jīng)成為一種典范，成為后來者學習模仿的榜樣；二是在實際的科學解釋上具有不容置疑的有效性。（這段話實際在第一講中已經(jīng)說過，僅說法有些不同）。而且方法論家，哲學家或者一些大科學家也將這種思維方式提升為言簡意賅的為人們耳熟能詳?shù)姆椒ㄕ撍枷耄纭皟炔繖C制”、“從下一個層次找原因”、“結構決定性能”等等，實際含義都是分析還原。這些概括又加強了人們對分析還原的信念。實際上這些觀點在實踐中都是十分有效的方法論思想，應當說是人類理性思維的精華。但是也有需要進一步探討的問題：第68頁，共104頁。其一，近代以來，分析還

33、原不僅作為一種科學認識方法，而且也是科學發(fā)展的一種模式。學科越來越分化，當然也越來越深入。其后果是，不要說懂物理的不懂生物學，即使如材料科學，懂金屬材料的，不懂非金屬材料；懂物理分析的，不懂化學分析。學者變成了專家，非常專門的專家。人們被分工所約束。在近代還有幾個全才科學家，到了當代能夠把握整個科學的，大概沒有了。這樣，形而上學就成為不可避免。在目前作為彌補，是依靠集體，不同專家坐在一起，共商大事。這時的帥才，成了管理組織家，但又往往學養(yǎng)不深，心胸不廣，能夠找到多懂幾門的專家當帥才，十分不容易。專家當帥才，常常以偏概全，左右搖擺。這是近代留給當代人的重要遺產。第69頁，共104頁。其二、作為方

34、法的分析還原（撤零）中，不是不考慮整體的特征，恰恰是十分重視整體特征，理由很簡單，因為提出問題的對象是整體，就像討論汽車的性能，我們不能因為分別研究了發(fā)動機、底盤、車輪等的性能，就不管汽車的性能了。問題在于，在分析的思維方式中，主要采用線性疊加的思想來構成整體特征。例如常用的微元法、抽樣法就是如此。在分析還原方法中，也不是不研究事物的變化，但是由于建立的運動方程中，對時間反演是對稱的，不能反映事物的質變，無法描述演化。 -當然在實踐中，研究者也清楚，線性疊加不能等同于整體的特征。因為有些特征，是有加和性的；有些是不同質的，沒有辦法加和起來；有些即使同質，也不具加和性（具有強耦合特征的大量粒子系

35、統(tǒng)） ；也非常清楚有的事物會發(fā)生質的變化（跳躍）。實際的解決辦法有三種：一是實驗，實驗的結果不管部分和整體間是否具有加和性還是不具有，影響整體的因素，不管知道與否，一般都包含進去了（在這種意義上說實踐比理論有更高的品格）；二是在理論模型中，不同程度的計入交叉項微擾項（例如泰勒級數(shù)的二次項或更高次項）；三是采取定性描述方法，當然常常采用漸變的方式描述質變。第70頁，共104頁。其三、隨著文明的進步，人類所接觸的事物，越來越復雜，對所考察的對象也越來越深入。這時分析的思考方式，也越來越不夠用了。20世紀中葉以來的興起了系統(tǒng)工程，如曼哈頓計劃；針對巨型企業(yè)的管理科學；以及幾次世界大戰(zhàn)的綜合化，立體化

36、等，于是興起了系統(tǒng)科學與技術。同時在自然科學與技術中，一些不能用分析方法解決的問題越來越多，如生物學，地球科學中的某些問題。還有原來已經(jīng)高度發(fā)展的物理學、化學中演化問題提了出來，如貝納德流、B-Z效應等。不僅考慮系統(tǒng)而且要考慮演化。于是出現(xiàn)一大批新興科學自組織理論。于是在更高層次上理解分析方法成為可能。其四、系統(tǒng)思維方式，古已有之，在分析思維占主導的時候，也存在系統(tǒng)思維?，F(xiàn)在重新強調系統(tǒng)思維，不是舊話重提，還要回到過去，而是在新的基礎上理解系統(tǒng)思維，其新意在于，要在分析還原的基礎上理解系統(tǒng)，而不是如過去，在部分混沌朦朧的基礎上說系統(tǒng)或者說是一種哲學思維，而現(xiàn)在是一種科學的思維方式和方法，具有直

37、接的可操作性。第71頁，共104頁?？傊⒎治鲞€原方法已經(jīng)取得了巨大成就，但是面對復雜系統(tǒng)無能為力，因而系統(tǒng)方法應運而生。系統(tǒng)方法的特點不在于否定分析還原方法，而強調研究從整體出發(fā)，經(jīng)過分析，再落足于整體。分析不是可有可無，而是研究領域是否深入、是否成熟的重要標志。但是，系統(tǒng)方法的根本目的在于尋求研究對象的非加合性，僅屬于整體的新特征。從這種意義上說，系統(tǒng)方法包含和高于分析方法。而演化的方法，則是以系統(tǒng)為基礎的，討論系統(tǒng)的演化。系統(tǒng)方法有很多種，如黑箱法、因果反饋法、信息法、系統(tǒng)工程法等。描述演化的方法有研究自組織條件的耗散結構方法；研究自組織動力學的協(xié)同學方法；研究自組織演化途徑的突變論方法

38、；研究自組織演化過程和圖景的混沌學方法。等等。這些方法均來自具體的學科，原來是針對具體問題發(fā)展起來的，現(xiàn)在將其普遍化，多數(shù)都無法建立普遍的可定量計算的方程。多是定性的分析，但是可以肯定的一點是這些方法論思想具有無可置疑的啟發(fā)性。第72頁，共104頁。系統(tǒng)論思維系統(tǒng)整合方法（1）黑箱辨識法（2）系統(tǒng)分析法（3）綜合創(chuàng)造法因果反饋法 (1)目的型方法 “吸引子”(2)穩(wěn)定型方法；(3)放大型方法有控自組和目標優(yōu)化法第73頁，共104頁。技術方法論技術方法區(qū)別于科學方法重視實踐: 人工重視規(guī)則: 經(jīng)驗重視優(yōu)化: 選擇重視社會: 責任技術方法的類型和原則發(fā)明構思法方案設計方法方案試驗與實施方法第74頁

39、，共104頁。技術方法及其特點廣義上的技術方法，是指主體在從事技術研究與技術開發(fā)活動中所采取的手段、途徑和行為方式的總稱。但技術哲學視角下的技術方法，往往指的是上述手段、途徑和行為方式中可以操作化的程序、規(guī)則或模式等。它具有強實踐性、社會性和綜合性等基本特征。第75頁，共104頁。技術發(fā)明與技術創(chuàng)新方法技術發(fā)明與技術創(chuàng)新過程及其方法類型是技術認識論和方法論中的重要內容。它們與科學認識論和方法論密不可分并相互聯(lián)系，從而形成科學技術方法論的有機統(tǒng)一整體。第76頁，共104頁。技術發(fā)明的基本程序技術發(fā)明所遵循的最一般程序是：首先，根據(jù)社會需要、最新科學理論或科學發(fā)現(xiàn)原理，以及技術自身發(fā)展的內在邏輯，

40、以確立技術發(fā)明目標或技術目的；其次，探索將新的科學原理轉變?yōu)樾碌募夹g規(guī)范的方式、方法和途徑，以開辟創(chuàng)造技術手段的新思路及建立新的技術準則；最后，在新技術規(guī)范基礎上積極構思新的技術方案，以物化為實際技術系統(tǒng)中的具體工藝和設計。第77頁，共104頁。課題規(guī)劃方案構思方案設計技術試制認識需求、收集信息技術發(fā)展預測技術目的設定技術評估與決策技術方案構思技術方案設計技術方案評價技術研制與試驗技術成果鑒定技術成果實施技術發(fā)明基本程序圖第78頁，共104頁。技術方法類型依據(jù)普適性程度不同，可分為一般(所有領域通用)與具體(適用于特定領域,如用于金屬冶煉的氧化還原法和電解法;選礦技術的浮選法,重選法和磁選法等

41、)技術方法；按照技術活動程序，可分為課題規(guī)劃、方案構思與設計、技術研制與試驗等方法；根據(jù)活動常規(guī)與非常規(guī)性特點，可分為常規(guī)(課題規(guī)劃技術研制與試驗)與非常規(guī)(方案構思與設計等)方法。以下僅從技術活動發(fā)展進程進行分類。第79頁，共104頁。技術課題規(guī)劃此指對技術研究開發(fā)課題的發(fā)現(xiàn)、提出、選擇、評估及確定等所進行的全程式的謀劃和決策。并且因定題須經(jīng)過嚴格的立項、評審等程序而比選題更復雜。這具體包括技術目標的確立、預測、評估方法等內容。第80頁，共104頁。技術目標的確立如前所述，技術目標由社會需求、新的科學原理以及技術自身內在發(fā)展邏輯等因素所決定。對此須采用直接調研和文獻調研法從以下幾方面進行：(

42、1)從多方面尋找社會潛在需求;(2)緊緊跟蹤前沿技術并設法超越;(3)從已有技術的沖突中找尋新的課題;(4)從現(xiàn)有技術問題、缺陷或不足中選題;(5)從降耗增效方面選題;(6)開創(chuàng)對象新功能、新用途;(7)激發(fā)形象性思維和創(chuàng)造性思維發(fā)現(xiàn)、選擇新課題。第81頁，共104頁。技術預測方法此指根據(jù)技術發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及其呈現(xiàn)出的本質和規(guī)律，利用類比、歸納和演繹等手段對未來技術發(fā)展趨勢進行預測的方法。這主要包括類比、歸納和演繹預測法等，其應遵循慣性、類推、相關和概率推斷等原則。成功范例有：在哈恩與史特拉斯曼于1938年12月發(fā)現(xiàn)鈾原子分裂后，美專家根據(jù)技術發(fā)展趨勢曲線準確預見了發(fā)展原子武器的進展率。195

43、3年戴維斯博士利用速度趨勢曲線準確預言：1957年將取得火箭軌道速度，1959年將達到脫離軌道速度。第82頁，共104頁。技術評估方法這是指通過分析所研究的技術與生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟、社會及人的價值等因素的相互影響，以對該技術進行整體評價的決策分析方法。依據(jù)評估對象范圍可分為技術項目、一般技術和全球性技術評估；依其重點和導向可分為技術因素、后果、問題和政策評估等。一般將其分為專家、經(jīng)濟、運籌學和綜合評估法(含矩陣技術,效果分析,多目標和環(huán)境評估法等)。其評估程序包括：(評估對象本身及其背景)資料準備；內容分析；對策研究；綜合評價等四個階段。第83頁，共104頁。技術構思與發(fā)明方法技術原理是技術構成的

44、最基本要素，有時被稱為技術發(fā)明的“軟件”。但要將其轉變成技術發(fā)明的“硬件”，真正取得實質性的技術突破，就必須經(jīng)過一番精心的實驗設計和技術方案構思。第84頁，共104頁。1、技術構思此指依據(jù)已有的設想或技術原理而設計和構造出試驗技術模型，或為實現(xiàn)該技術原理的物化而進行的探索性試驗研究。其功能為：澄清或清除原有技術原理錯誤和疑點，驗證其可行性；根據(jù)新的實驗事實提出新設想或新技術原理，并構思新的技術方案。即由此逐步實現(xiàn)由基礎理論到技術概念、技術原理，再到實用技術發(fā)明的轉化。它包括模仿式構思和發(fā)明構思兩大類型。第85頁，共104頁。2、發(fā)明及其構思方法發(fā)明與發(fā)現(xiàn)；幾種常用的發(fā)明構思法：科學原理推演(第

45、一臺激光器)與實驗提升法(電磁感應實驗導致電機技術原理構思;電磁波發(fā)收導致無線電通訊技術原理構思)；多向型(頭腦風暴法、智力激勵法)；側向型(移植法、仿生法)；合向型(組合法和形態(tài)分析法等)；逆向型發(fā)明構思法(如根據(jù)伏打于1800年以化學能變?yōu)殡娔馨l(fā)明電池, 1807年戴維逆向構思以電解法發(fā)現(xiàn)鉀和鈉元素,發(fā)明電解技術)等。第86頁，共104頁。方案設計與試驗方法此指技術發(fā)明由原理到具體物化所采用的方法。這是發(fā)明由思想或觀念向實物轉化的第一次飛躍，也是整個發(fā)明過程中的關鍵環(huán)節(jié)之一。第87頁，共104頁。1、方案設計這是指根據(jù)規(guī)劃方案和技術構思的要求，運用科學知識與工程實驗而使規(guī)劃方案具體化的過程

46、。它經(jīng)歷了從手工到自動化設計(可靠性成組動態(tài)優(yōu)化計算機輔助CAD計算機集成制造系統(tǒng)CIMS)過程的演進，涉及工程、建筑和工業(yè)設計領域，涵蓋哲學、心理學、工程學、管理學和社會學等學科內容。它具有連接科學與生產、預見工程建設和生產過程、系統(tǒng)綜合，以及組織勞動生產等作用。其基本程序依次為：總體設計、初步設計、詳細設計和工作圖設計。第88頁，共104頁。2、試驗方法此指在技術方案構思、設計和實施過程中，為確認和提高技術成果功效與技術經(jīng)濟水平，主體利用儀器和設備，人為地控制條件與變革對象，進而在有利條件下考察對象的實踐方式和研究方法。技術試驗與科學實驗(目的,性質,對象,內容,結構等)根據(jù)目的、場合和方式等不同，可分為性能、可靠性、破壞性、對比、模擬、實驗室、工廠、中間試驗等。其過程包括試驗設計、操作及其數(shù)據(jù)資料處理分析等階段。第89頁，共104頁。技術創(chuàng)新 : 技術的社會實現(xiàn)熊彼特(1883-1950) 的“創(chuàng)新理論”（Innovation Theory）(1)創(chuàng)新是生產要素的重新組合(引入新產品或提供產品新質量即產品創(chuàng)新;采用新生產方法即工藝創(chuàng)新;開辟新市場即市場創(chuàng)新;獲得新供應來源即資源開發(fā)利用創(chuàng)新;實現(xiàn)工業(yè)新組織即體制和管理創(chuàng)新);(2)企業(yè)家精神(有能看到潛在利潤的眼光;有敢冒風險的膽量;有