自然辩证法—课堂笔记

1第一篇导论第一讲科学与技术一、什么是科学1、概念：（1）科学是关于自然、社会和思维的知识体系；（2）科学是产生知识体系的认识活动；（3）科学是一种“社会建制”。2、基本特征：（1）解释性和预见性（2）科学的精确性（3）科学的可检验性（4）科学的可错性或可变性（5）科学的系统性（6）科学的主体际性：主体间相互理解、交流、探讨*伪科学：冒充科学*非科学：不具备科学性质，不是科学3、自然科学分类：（1）基础科学：研究自然界一切基本运动形式的基本规律（2）技术科学：以科学技术为基础，主要研究应用方面（3）工程科学：综合运用基础科学、技术科学等形成一类高级科学二、什么是技术1、概念：技术一般指认为为满足自己的物质生产、精神生产以及其他非生产活动的需要，运用自然和社会规律所创造的一切物质手段及方法的总和。三个派别：技术工具论、技术知识论、技术文化论“三相”结构：实体型、经验型（默会性，难言）、知识型2、基本特征：（1）自然属性和社会属性的统一；（2）主体要素和个体要素的统一；（3）物质因素和精神因素的统一；（4）从潜在形态到现实形态的发展过程。3、技术分类：机械性技术、物理性技术、化学性技术、生物性技术三、什么是工程1、概念：最初是“创造”，特指人类改造自然界的活动。2、基本特征：（1）所追求的目标是社会实现；（2）是按照一定的目标和规划对科学技术、社会的整合；2（3）通过技术集成形成创新过程；（4）是一个复杂的系统。四、科学、技术、工程的联系（一）区别1、三者研究的目的和任务科学——发现技术——发明工程——创造科学：是什么、为什么，认识世界、揭示规律技术：做什么，怎么做工程：观念转化为现实2、研究过程和方法科学：追求精确数据和完备的理论，从经验认识上升到理性认识技术：追求确定的应用目标，利用科学理论解决实际问题，理论上升到实践工程：实行目标的确定、方案设计、项目决策的复杂过程3、从成果的性质和评价标准科学:以只是理论体系形态呈现，科学成果具有共享性，以真理为标准技术：以科学知识的物化形态呈现，以效用为标准工程：计划、实施、观测、反馈、修正，以预期目标是否实现为标准4、从价值取向和价值观念科学：源起好奇心、中立技术：任务取向、负荷价值（正向、负向）工程：任务取向、好和坏5、研究规范科学：普遍性、公有、无私、创造，有条理的怀疑主义技术：以获取经济和物质利益为目标，涉及到保密、专利等工程：团结、协作、团队精神（二）联系科学与技术、工程“一体化”1、科学技术化2、技术科学化3第二讲科学技术发展史一、科学发展史古代科学——近代科学——现代科学（一）古代科学1、古代科学起源于神话2、古代常识是古代科学的基础（1）低级：用常识解释常识（2）高级：用非常识解释常识3、特征：（1）直观性（2）同质性（3）公有性（4）表象性（5）非系统性（6）易接受性（7）公认性（8）可解释性（9）多种解释性4、两类问题：解释性、探讨性亚里士多德：（1）定义科学知识——概念、命题（2）获得科学知识的方法：三段论（理性）（二）近代科学16、17世纪——19世纪末1、常规发展：16、17世纪——19世纪末2、繁荣发展：19世纪——20世纪初牛顿:（1）力学认识模式（理性）（2）机械力学认识模式（形而上学）（三）现代科学爱因斯坦：研究方法——分析法、综合法、归纳法、推理法、理性非理性总和之后产生——科学哲学家二、技术发展史古代技术——近代技术——现代技术（一）古代技术技艺、经验“火”的使用——制陶技术——冶炼技术（化学科学）文字——信息技术石器——青铜器——铁器“实用性”技术4古罗马（二）近代技术欧洲由“停滞”——飞速发展（18世纪英国工业革命开始）两次技术革命：1、蒸汽动力技术（机器系统）工具机一动力机“车床”技术体系：任何技术上的发明和应用总是和其他技术的发明和应用相关联，一类技术和各类技术之间依照社会目的和自然科学。。。。。。（后面没记下来，哪位高人给补一下）1、电气技术（科学理论）弱电——强电通信——照明——动力特点：（1）电气技术是主导（2）科学的结果（3）来自于实验室（三）现代技术1、电子技术计算机技术2、自动控制技术3、能源新技术4、激光技术5、新材料技术6、航天技术7、生物技术8、海洋技术三、工程发展史古代工程：明显军事特征近代工程：机械工程现代工程：二战，美国是主角（政府主导）：化工、电气第二篇自然观第一讲自然界的物质性和演化一、运动的基本形式1、力学运动（强相互作用、弱相互作用、电磁力、万有引力）三个等级：（1）基本粒子学运动（2）宏观物体机械运动（3）宇观力学运动2、物理运动3、化学运动4、生物运动5、人类社会运动5二、运动不灭原理能量守恒“宇宙热寂说”：宇宙一切运动都将转化为热运动（错误）三、运动形式的矛盾性1、吸引和排斥2、化合和分解3、同化和异化四、自然界的演化过程1、宇宙（1）极早期，基本粒子形成阶段时间：0秒——10（-36）秒夸克粒子产生，10（-6）秒强子产生，10（-2）秒轻子产生这个阶段光子辐射占优势（2）辐射阶段和核合成阶段时间：1秒——10(4)年，三秒钟时温度下降到10（9）K,氘核——氦——实物（3）实物阶段时间：10（4）年后，温度下降到10（5）K，原子稳定存在实物占据主要地位，形成原始星云（4）未来阶段收缩到“原始火球”2、恒星（1）引力收缩——幼年期（2）主序星——成年期（3）红巨星——中老年期（4）脉动和爆发阶段（5）高密阶段——黑洞3、地球的演化4、生命的起源和生物的进化第二讲自然界的系统联系一、自然界的系统形式——系统1、概念：是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。分为三类：（1）孤立系统：没有信息、能量、物质转换（2）封闭系统：与环境之间只交换能量，不交换物质6（3）开放系统：与环境之间既有信息、能量，又有物质交换。2、系统的整体性量：整体加和性质：整体非加和性（两者统一）方法论：分析法与综合法的统一3、系统的结构和功能（1）结构时间结构：要素在时间上的恒定的分布和排列并在前后间有确定的相互关系。（历时态结构）空间结构：要素在空间上的恒定的分布和排列并在前后间有确定的相互关系。时空结构：是系统的空间结构随时间流逝而有节律的变化。（2）功能具有一定结构的系统的整体与其他系统相互作用中对其他系统产生影响和效应的能力。功能以结构为基础，功能是结构的表现功能会对结构发生反作用方法论意义：系统优化就是结构优化二、自然界的层次结构——按质量与尺度大小划分1、基本层次：（1）微观层次：质量10（-15）g尺度10（-6）cm（2）宏观层次：质量10(-5)g--10(27)g尺度10(-3)cm--10(9)cm（3）宇观层次：10（11）颗恒星2、系统层次的之间的关系（1）整体与部分（2）系统层次越高越复杂（3）层次的分化和子系统的中心化（4）系统结合力与层次高低成反比三、自然界的复杂性1、几个基本概念（1）客观世界的一切事物既是复杂的又是简单的，复杂的事物具有简单性，简单的事物具有复杂性。（2）线性：主要是指相互作用的量的之间有比例关系，各个作用是彼此独立的，其作用可以叠加，结果是稳定的、必然的。非线性：主要是指相互作用的量的之间没有比例关系，各项变化不均匀，各个作用彼此相干或交叉，叠加原理失效，结果通常是随机的、多元的。7（3）竞争：泛指系统内部不同要素之间或不同子系统之间，或不同系统之间，通过某种斗争而促使系统演化的活动。协同:是系统中许多子系统的联合作用。2、自然界的自组织（1）有序：系统的时空结构的规则性、组织性和确定性。无序：不规则性、不确定性或混乱。（2）自组织理论:系统结构的获得不是来自于系统之外的力量他组织理论：来自外力（3）自组织的条件：开放系统、远离平衡态、涨落（诱因）、非线性相互作用的实现无序——有序（开放的系统）ds熵=dis（引入的熵）+des（原有熵）dis0des=03、混沌（1）概念：确定性系统有内在随机性；对初始条件的敏感性；初始条件经过非线性作用逐渐放大，演化过程中会导致有重大区别的结果，即“差之毫厘，失之千里”。（2）复杂性研究：决定性与非决定性的统一。第三讲自然观参照老师课件~~略第三篇科学技术方法论第一讲科学认识和科学问题一、科学认识（一）科学问题——选题——收集材料和整理材料（科学事实）1、收集材料方法——经验性认识——非逻辑性思维2、整理材料方法——理性认识——逻辑性思维（二）科学认识结构1、科学认识主体：于一定自然课题构成某种实践关系的个人或群体。2、中介：理论知识、语言、符号、逻辑规则、操作程序等思维手段。3、科学认识客体：自然界中进入主体特质领域中的物质系统。8（三）科学共同体（基于一定的范式）人与自然关系：“对象性关系”主体客体化、客体主体化的统一问题——新问题二、科学方法（中介）——实践方式、思维方式层次：1、自然科学各门学科所特有的专门研究方法；2、适用于各门自然科学学科的一般研究方法；3、适用于自然科学、社会科学、思维科学的最普遍的方法。三、科学问题与科研选题（一）科学问题分类1、陈述性、过程性和因果性问题；2、真问题愈加问题；3、待解问题与无知问题4、常规问题与非常规问题（二）科学发展过程波普尔：P1—TT—EE--P2（科学发展的过程是从问题P1开始的，经过提出试探性的理论TT或假说来尝试性的解决问题，然后再对这种解答进行严格的理论判断或实验的检验，消除可能的错误EE，在提出新的问题P2。）问题：科学研究始于问题亦或观察？中性观察理论：有观察导致问题，观察形成理论（错误）答案：科学始于问题，问题引导观察，观察渗透结论：1、科学问题对科学观察有定向作用；2、理论在观察当中有背景意义，观察材料的取舍和理解与理性密切相关；3、观察中遇到新问题需要与它知的理论知识进行比较分析（三）科研选题基本原则：1、需要性原则或价值原则2、创造性原则3、科学性原则4、可行性原则9第二讲获得和整理科学事实的方法一、科学观察（一）科学事实1、概念（1）科学事实：指人们对所观察到的客观存在的条件、现象和过程作出的真实描述。（2）客观事实：指在时间和空间中实际存在着的条件、现象和过程。（3）经验事实：指用某种语言、图像或文字对观察的客观事实所做出的陈述和判断。2、特点：个别陈述性、选择性、真实性3、作用：（1）科学是形成新概念、新理论的基础（2）科学事实是对科学假说和科学理论进行评价的基本手段（二）观察方法1、概念：是人们在一定的理论思维指导下，通过感官或借助科学仪器，在自然发生的条件下有目的、有计划的感知研究对象，从而获得科学实施的一种研究方法。2、分类：（1）直接观察与间接观察（2）参与性与非参与性（3）定向与非定向3、基本原则：（1）必须坚持观察的客观性原则（2）必须坚持观察的全面性原则（3）必须坚持观察的典型性原则4、作用：（1）可为科学假说的提出和科学理论的形成提供第一手原始材料；（2）可为检证科学假说和科学理论提供事实依据；（3）还可以导致新的技术发明。5、局限性：范围、精度、速度二、实验方法1、概念：是试验者根据科研题目的要求，运用一定的物质手段，在人为控制或模拟客观条件的情况下，通过变革认识对象，获得科学事实的方法。2、特点：（1）可以简化和纯化研究对象；（2）可以强化和激化研究对象，在极端的条件下解释对现象的本质和规律；（3）可以再现、加速、延缓或模拟研究对象；（4）还是一种经济可靠的认识和变革自然的方法。103、作用：（1）实验是检验在科学认识中得到的各种学说观点的真理性的标准，是证实科学知识的手段；（2）实验是获得新假说、新理论的直接来源，是发展科学知识的手段。机遇是观察和实验，确定性与不确定性的统一。三、整理科学事实的方法（一）比较和分类1、比较方法:异中求同法，同中求异法2、分类方法应遵循的规则：（1）对称：子项之和等于母项（2）按同一标准（3）逐渐进行（4）不能过窄、过宽，不能重叠分类、越级划分（二）归纳与统计1、归纳法：（1）完全归纳法（2）不完全归纳法（3）科学归纳法：判明因果联系的方法：求同法、求异