科學技術方法論3 第三章 科學認識的感性方法

科學認識的感性方法

科學認識的感性方法是科學認識的實踐環(huán)節(jié),包括科學觀察方法與科學實驗方法。科學觀察科學實驗科學事實何謂科學觀察科學觀察的類型科學觀察的作用科學觀察遵循的基本原則(一)科學觀察是有計劃、有目的地對自然狀態(tài)下的客觀事物進行系統(tǒng)考察和描述的一種研究方法。

巴浦洛夫認為：“不管鳥翼多么完美，但不憑借空氣，它永遠不會飛翔高空的，事實就是科學家的空氣?！倍^察則是獲取科學事實的一種基本方法。1.1科學觀察的內(nèi)在矛盾聯(lián)系科學觀察日常觀察隨意觀察綜合使用感官與科學儀器僅用視覺器官感知注重“察”與查”注重“觀”都是通過感官在與認識對象的相互作用中產(chǎn)生信息流、傳至大腦，從而形成感性認識的基本手段和形式日常觀察是科學觀察的基礎和初級形式，而科學觀察則是一般觀察的高級形式和發(fā)展區(qū)別有意觀察1.2科學觀察的外在矛盾聯(lián)系科學觀察科學實驗

科學觀察與科學實驗方法并不是孤立使用的，在科學實驗中必須同時使用科學觀察方法才能獲取各種科學事實。區(qū)別不具有科學實驗變革或控制研究對象的主動性使用靈活且范圍廣泛變革并控制研究對象依賴于場所和儀器設備1.3按進行方式劃分直接觀察是憑借人的感官直接對事物進行感知和描述間接觀察是利用科學儀器或其它技術手段對事物進行考察類型AMAMB直接觀察間接觀察2.1聯(lián)系直接觀察間接觀察是人類觀察方式的巨大進步突破人體的生理限制運用方便在科學研究中，直接觀察與間接觀察都是需要的。直接觀察是間接觀察的基礎。儀器只提供了觀察工具，延長了人的感官，但探測的自然現(xiàn)象必須通過感官進入人的頭腦，否則儀器與儀表就不能實現(xiàn)它的功能。區(qū)別直接作用減少誤差直接觀察與間接觀察的關系優(yōu)點缺點范圍有限感性材料粗糙受個體因素影響有中介存在于主客體之間結(jié)果取決儀器的精密水平按性質(zhì)劃分質(zhì)的觀察是把重點放在對事物和自然現(xiàn)象的性質(zhì)、特征或確定研究對象同其它事物的定性關系方面。量的觀察即觀測或測量，是從量的方面對事物進行考察的一種研究方法，其目的在于深刻地、精確地把握事物的質(zhì)的特征及其數(shù)量關系。2.2按觀察的計劃性隨機觀察完全隨機觀察部分隨機觀察

巴斯德說：“在觀察的領域中，機遇只偏愛那種有準備的頭腦。”--貝弗里奇《科學研究的藝術》，科學出版社1979年P165期望型意外型線索型2.3機遇及其利用人們把觀測和實驗中導致發(fā)現(xiàn)的出乎意料的現(xiàn)象或事件，稱為機遇。按語義學上的解釋，就是偶然的遭遇

機遇是蘊含著轉(zhuǎn)化為必然條件的偶然。它們是客觀的、不以人們的意志為轉(zhuǎn)移的?？茖W認識中機遇起作用的原因其一，在于科學認識過程本身的復雜性，人們不可能完全循著一條預定的路線達到預期的目的。

科學認識的目的性和意外性交織在一起，體現(xiàn)了主客觀之間的相互作用和辯證統(tǒng)一其二，在于客觀事物發(fā)展的必然性，總是通過偶然性來實現(xiàn)的。

必然性通過偶然性為自己開辟道路，偶然性是必然性的表現(xiàn)形式，一旦條件具備，偶然的東西就轉(zhuǎn)化為必然的東西了有意識地利用機遇主動增加機遇的出現(xiàn)率：首先，盡可能多地從事實際觀測和實驗，讓客觀進程本身有透露意外信息的充足條件；其次，不要把自己的研究活動局限于傳統(tǒng)步驟，主動去嘗試新奇的步驟。注意線索，保持對意外事物的警覺性。善于解釋線索。具有堅持的膽識。綜合性預測性定向觀察彭加木羅布泊海王星2.4雅魯藏布大峽谷是科學研究的起點。

科學觀察方法的主要作用3.1例如:板塊漂移理論就起源于科學觀察.板塊漂移模型科學觀察可以擴大研究領域。

如關于孤立波的研究。主要采取的是觀察方法，但是直接觀察費用高，所以我國采取了間接觀察的方法。

它只有一個波峰或波谷，而且只出現(xiàn)于淺水水域中的波動。這種波動最早是由斯各特·羅素于1844年在實驗室中發(fā)現(xiàn)的，以后從理論上研究了這種波動，提出了孤立波理論。由于海浪傳入底坡平坦的淺水區(qū)域之后，其圖像與孤立波相似，常用來分析近岸的海浪。3.2科學觀察為科學研究開辟新的道路。

被稱為世界動物行為學領域“愛因斯坦”的美國女科學家珍妮·古道爾說：“不把收容的動物圈在籠子里喂養(yǎng)的地方，充滿著對生命的尊重，對每一個人來說，都是心靈的洗禮”。3.3科學觀察可以檢驗科學理論的真理性。我國喜瑪拉雅山建立世界上最高的“高山乳膠室”觀測宇宙線。甘巴拉山的高山乳膠室宇宙線世界最大觀測站3.4客觀性原則全面性原則典型性原則辯證性原則科學觀察方法遵循原則防止假象干擾防止先入為主防止傳統(tǒng)思想干擾是指盡可能地從多方面進行觀察，把握研究對象的各種屬性、規(guī)定、各種方面。

觀察總在一定的條件性、相對性和可變性

選擇具有代表性的觀察對象、掌握良好的觀察時機和選擇便于觀察的地點，其目的在于既保證觀察的結(jié)果有典型意義，又不使觀察過于復雜化4科學觀察的結(jié)果——誤差問題唯心主義認為觀察，不可能符合客觀事實：哥本哈根學派操作主義辯證唯物義認為觀察有誤差，但能近似反映客體本身形成誤差理論5誤差因素誤差范圍小結(jié)

觀察是人從動物中提升出來，進行的第一次活動，是人類一切活動的開端。它經(jīng)歷了由自發(fā)到自覺的過程。科學觀察是科學認識中最普遍的實踐方法，是獲得感性材料的最重要手段，是主體深入到理論層次把握客體的前提條件，也是形成、檢驗和發(fā)展科學假說與理論的實踐基礎。(二)

恩格斯說過：“近代科學是從實驗開始，實驗是現(xiàn)代科學基礎和同義語”。

科學實驗是人類有目的選擇典型事物的運動過程，對過程進行自覺的控制，強化其中的一些因素，通過儀器手段，發(fā)現(xiàn)事物內(nèi)部本質(zhì)規(guī)律，是一種主動的科學認識活動。1科學實驗與物質(zhì)生產(chǎn)的區(qū)別科學實驗物質(zhì)生產(chǎn)目的性質(zhì)認識真理發(fā)現(xiàn)真理獲取物質(zhì)財富實驗改變、控制對象的某些條件生產(chǎn)是一種機械性程序活動2科學實驗的特點精確性：運用專門儀器和工具、研究對象被量化、過程和程序嚴格被控制。可重復性：對于自然界中瞬間的現(xiàn)象，在實驗室中可以模擬相同的條件并利用相同的材料進行多次反復實驗。3純化作用：按研究的需要和主、客觀條件，用實驗手段排除次要的、偶然的、外來的因素的干擾。強化作用：把主要矛盾突出來，用一些特定條件，使內(nèi)部矛盾激化找到規(guī)律。重復作用：要使新的現(xiàn)象重復出現(xiàn)，只有通過人工精密控制的實驗才能做到。檢驗作用：實驗是復制，不能代替觀察作用4類型探索實驗：對研究對象一無所知，為發(fā)現(xiàn)研究線索進行的實驗。析因?qū)嶒灒簩で笠蚬P系的實驗。判決實驗：判別某假說是否是真理。5對照實驗：人為控制對比研究包括篩選?？茖W模擬：在客觀對象相似性基礎上，用實驗方法建立某一客觀對象的實體化模型。包括：直觀模擬、實驗模擬。原則自覺性原則：指有明確指導思想重復性原則：科學實驗的結(jié)果只要條件具備可重復出現(xiàn)簡單性原則：科學事實應以最簡潔方式進行。

剃刀由威廉·奧康鍛造，故稱“奧康剃刀”。簡單地說，剃刀的功用是剔除不必要的假設（或前提），即所謂的“如無必要，勿設實體”。奧康剃刀背后的原則是：衡量一個理論的標準不是理論與事實是否相符，因為事實本身是無法觀察的，可以觀察的不過是現(xiàn)象。唯一可行的標準在于：利用最少的假設（或前提）解釋最多的現(xiàn)象。

5實驗系統(tǒng)的要素:實驗主體（科學工作者）實驗裝置（工具、儀器）實驗對象6科學實驗系統(tǒng)結(jié)構圖實驗對象顯示、記錄儀器控制裝置發(fā)生裝置實驗主體科學事實理論知識背景、實驗設計觀察與實驗中的若干認識◆觀察與理論的關系古典歸納主義：理論依賴于觀察，而觀察卻獨立于理論，不受理論的制約?，F(xiàn)代邏輯經(jīng)驗主義：觀察層次處于科學知識結(jié)構的底層，而理論層次則處于科學知識結(jié)構的上層，理論層次寄生于觀察層次上，觀察層次不受任何理論的影響。7.1提出：

1958年漢森在《發(fā)現(xiàn)的模式》一書中，就針對邏輯經(jīng)驗主義中性觀察說，提出“觀察滲透理論”的觀點與之分庭抗禮，他認為觀察不僅僅是生理反應的過程，還有組織模式的參與；組織模式的差異取決于語境和背景知識；“看”是連接視覺圖像和語言陳述的橋梁。◆觀察滲透理論7.2

發(fā)展：

庫恩（歷史主義學派）說：“一個人所看到的一切不僅依賴于他所看到的東西，而且也依賴于他從前的視覺概念經(jīng)驗教給他的東西”。波普爾（批判理性主義）認為“是觀察而不是知覺扮演了決定性的角色”，但也還是承認“觀察……后于理論性的東西……觀察總是由一些使我們感興趣的東西、一些理性的或推測性的東西先行”。7.4極端：

費耶阿本德（無政府主義）把“觀察滲透理論”的觀點推向極端，認為，由于理論的影響，對同一個事實，在不同背景理論的指導下，可以得出不同的觀察結(jié)果。因此，高層背景理論決定觀察結(jié)果。觀察事實是否真正支持一個理論，不是由事實本身的“確鑿性”來決定的，而是受理論，特別是受決定評價者世界觀和自然觀的那種“高層背景理論”所決定的。7.5觀察不僅是接收信息的過程，也是加工信息的過程觀察陳述是用科學語言表述的，而科學語言總與特定的科學理論聯(lián)系著。觀察中使用的儀器，都是根據(jù)一定的科學原理設計制造的。理解

總之，理論在觀察中起定向作用，又起著加工改造的作用。7.6科學儀器科學儀器的基本性質(zhì)儀器的測量功能是體現(xiàn)事物運動的規(guī)律，它是客觀規(guī)律的物質(zhì)化儀器作為人們認識客觀事物的工具，它是一定歷史條件下的產(chǎn)物誤差并不影響儀器作為中介對客體原來狀態(tài)的反映。8.1儀器在科學實驗中的作用儀器克服了人類感官的局限性運用儀器，觀察不僅停留在對客體自然狀態(tài)的觀察，而且可以變革客體現(xiàn)代的科學觀察主要依賴于儀器觀察8.2科學儀器在科學觀察中的地位儀器是主體的延長儀器是客體通向主體的渠道儀器的特性對于實驗和觀測的結(jié)果影響是不可避免的8.3小結(jié)

恩格斯指出：“近代科學是從實驗科學開始的，實驗是現(xiàn)代科學的基礎和同意語?！笨茖W研究面對的是處于相互聯(lián)系、不斷變化著的、復雜的自然事物和自然現(xiàn)象，為了獲得更為豐富、具體、精確的感性材料和經(jīng)驗知識，實驗方法則是更加行之有效的重要手段。(三)

科學事實是通過觀察和實驗所獲得的經(jīng)驗事實。經(jīng)驗事實可分為兩類：一指客體與儀器相互作用結(jié)果的表征。二指對觀察實驗所得結(jié)果的陳述和判斷。科學事實1事實概念很早就在科學認識論中占首要地位羅吉爾·培根認為，由于觀察和實驗可以為真理提供事實，歸納程序的成功歸之于精確而廣泛的事實知識。科學事實滿足的條件科學事實應該是個別存在陳述科學事實應該可復核、可重現(xiàn)科學事實應該比較精確、系統(tǒng)科學事實具有相對獨立性2科學事實的作用科學事實是形成新概念、新理論的基礎。科學事實對科學假說和科學評價的基礎手段。3科學事實的分類

經(jīng)驗事實:即觀察和實驗直接研究的事實

理論事實:由觀察和實驗間接證實的有關事物本質(zhì)同的規(guī)律性認識4科學事實與客觀事實的關系

本體論意義上的事實。

即客觀實在的現(xiàn)象、事件、事物本