科学思维方法与科学理论-第2讲

内容简介第二讲经典科学思维方法导学一、基本逻辑思维方法二、形式逻辑与辩证逻辑思维方法三、批判性思维方法一、基本逻辑思维方法分析与综合归纳与演绎比较、分类、类比论证与反驳——几乎所有关于科学思维方法的书籍均有论述蛋白质、核酸细胞器细胞组织器官系统个体低等生物低等植物高等植物低等动物高等动物单一功能简单系统多种功能简单系统单一功能复杂系统多种功能复杂系统基本功能系统人体的分析认识一、基本逻辑思维方法某电子系统内部电路实体手机内部电路实体电路系统分析一、基本逻辑思维方法手电筒的电路模型R+RoE–S+U–I电池导线灯泡开关电池灯泡开关手电筒的电气连接图例：手电筒一、基本逻辑思维方法低频高频线绕电阻低频R高频RL半导体三极管电路符号cbe一、基本逻辑思维方法1.1电路的作用和组成放大器RL基于结构基于结构基于外特性综合：分析方法的反向思维——通过认识、把握事物、对象各组成部分的内在联系，形成对该事物、对象的整体认识。理论建立的重要手段技术创新的有效途径系统设计的基本方法一、基本逻辑思维方法一、基本逻辑思维方法不完全归纳法第一只乌鸦是黑的第二只乌鸦是黑的第三只乌鸦是黑的……第k只乌鸦是黑的(kN)所有乌鸦都是黑的有N只乌鸦，归纳其颜色完全归纳法第一只乌鸦是黑的第二只乌鸦是黑的第三只乌鸦是黑的……第N只乌鸦是黑的所有乌鸦都是黑的弗朗西斯·培根（FrancisBacon），1561~1626年，英国哲学家、文学家归纳的培根三表法（科学归纳）存在表——举出有关研究对象的所有正面例子，如发热物体的各种例子缺乏表或差异表——列出某种相似的反面例子，如月光和萤火虫发光但不发热程度表或比较表——比较各种现象和性质，归纳出“热”是一种运动。一、基本逻辑思维方法约翰·穆勒（JohnStuartMill），1806~1873年，英国哲学家、心理学家代表作：《逻辑学体系》（1843年）归纳的穆勒五法（科学归纳）求同法有关因素被考察对象A、B、CaA、D、EaA、F、GaA可能与a有因果联系差异法有关因素被考察对象A、B、CaB、Ca不出现A可能与a有因果联系一、基本逻辑思维方法剩余法有关因素被考察对象A、B、C→a、b、cA、D、E→bA、F、G→cA可能与a有因果联系共变法有关因素被考察对象A1、B、Ca1A2、D、Ea2A3、F、Ga3A可能与a有因果联系求同差异法有关因素被考察对象A、B、CaA、D、EaG、Fa不出现M、Na不出现A可能与a有因果联系一、基本逻辑思维方法所有M是P所有S是M所有S是P大前提:人都会死小前提:亚里士多得是人结论:亚里士多得会死局限：结论受前提制约，前提真假无法由演绎确定；保守，不能创新知识一、基本逻辑思维方法亚里斯多德经典演绎——三段论三段论对前提的要求前提必须为真：防止假前提真结论前提必须无法证明：防止解释的无穷倒退前提比结论更为人所知：一门科学的一般规律应该不证自明前提必须是在结论中所归属的原因。最重要的是因果关系一、基本逻辑思维方法共青团员都是青年小张是青年所以小张是？一、基本逻辑思维方法三段论错误应用举例一切有神论者都不是唯物主义者某人不是有神论者所以该人是？三段论的5项规则！——参见《形式逻辑》华东师大版（第四版）数学演绎：笛卡尔/伽利略/牛顿数理逻辑公理化方法哥德尔不完备定律一、基本逻辑思维方法其它演绎方法类比——根据两类对象间某些方面的类似或同一，推断它们在其它方面也可能类似或同一的逻辑思维方法（类比推理）A有a、b、c、dB有a、b、c则B可能有d具体类型有：简单共存类比；因果类比；对称类比；协变类比；综合类比一、基本逻辑思维方法形式逻辑的基本内容概念（内涵、外延及其关系；概念的限制与概括；定义；划分）简单命题及其推理复合命题及其推理模态命题及其推理归纳推理类比推理与假说论证与反驳二、形式逻辑与辩证逻辑思维方法数理逻辑的典型代表——布尔代数及应用布尔代数——现代计算机的理论基础。变量取值只有“0”，“1”两种，分别称为逻辑“0”和逻辑“1”。其代表的不是数量大小，而是两种相互对立的逻辑状态。逻辑函数例ABCCBACBACBAY二、形式逻辑与辩证逻辑思维方法1.常量与变量的关系逻辑代数运算法则2.基本运算法则自等律AAAA100-1律0011AA重叠律AAAAAA还原律AA互补律01AAAA交换律ABBAABBA二、形式逻辑与辩证逻辑思维方法证:CBABCAAA结合律)()(CBACBA)()(CBACBA分配律CABACBA)()()()(CABACBA)()(CABABCBCAA)(BCBCA)(1BCAA+1=1AA=A.二、形式逻辑与辩证逻辑思维方法ABCCBACBACBAY电路实现YCBA&&&&&&&1CBAABCABCABCABC二、形式逻辑与辩证逻辑思维方法辩证分析与综合方法分析与综合相互依赖、相互渗透、相互转化电子器件理想模型建立——辩证综合模型的应用——转化为分析要素基于理想模型的电路分析——辩证分析/综合方法二、形式逻辑与辩证逻辑思维方法三极管三极管理想模型基于理想模型的放大器分析我教不了别人任何东西，我只能促使他们思考。——苏格拉底我们的人生是由我们的思想构成的。——古罗马帝国皇帝、哲学家马可·奥勒留世上只有两种力量：利剑和思想。从长而论，利剑总是败在思想手下。——拿破仑三、批判性思维方法对批判性思维的三个误解批判性思维是否定性的、挑刺儿的思维——寻求真理，确保正当，具有建设性作为一种控制手段起作用，是有害的——个人自治（自我管理和控制）的基础，减少对他人的思想依赖和不良影响不鼓励创造性——创造性并非仅是打破规则，其本身也包含了对大量规则的遵循和正确运用三、批判性思维方法批判性思维路线图参照GRE-GraduateRecordExamination（美国研究生入学考试）考试委员会发布的指导：准确地说，什么是这里的中心议题？我全部同意还是部分同意它的断言，为什么？它的断言实际上奠定在某种假设上吗？如果是，这些假设合理吗？它的断言是否仅在某些条件下有效，如果是的话，那些条件是什么？我需要限定或解释某些用在断言中的词吗？三、批判性思维方法什么样的理由支持我采取这样的立场？什么样的例子，真实的或假设的，可以用来说明这些理由？什么例子最有力？别人会用什么理由反驳或消弱我的立场？我该怎样承认或反驳他们的观点？三、批判性思维方法批判性思维的4项基本原则发现和质问基础假设检查事实的准确性和逻辑一致性说明背景和具体情况的重要性想象和开创替代选择三、批判性思维方法批判性思维原则运用举例：教材中对“电压源”的定义为：一个二端元件，如其端口电压总能保持恒定或为指定的时间函数us(t)，而与通过它的电流无关，则称其为理想电压源，简称电压源。1、对定义的假设发起质问“端口电压总能保持恒定”是什么意思？“指定的时间函数us(t)”所指何意？“与通过它的电流无关”意味着什么？us(t)+－ui三、批判性思维方法假设、条件结果2、针对上述三个质问分别给出所能想到的任何可能解释，并检查事实的准确性和逻辑性“端口电压总能保持恒定”可以解释为直流电压值恒定、瞬时值恒定、有效值或幅值恒定、甚至可以理解为图1所示的负载电阻R给定情况下的恒定。到底哪种理解正确？us(t)+－Rui三、批判性思维方法3、对得到的初步结果进行事实背景和具体情况说明初步结论：端口电压恒定与端口电压为指定时间函数的说法是一致的，即无论外电阻R和回路电流i如何变化，始终有端口电压u=us(t)。说明：这一情况只有当实际电源内阻为0欧姆时才会出现？us(t)+－Rui三、批判性思维方法4、开创替代选择（1）电压源端口电压u的变化规律与外电阻无关（2）内阻为零的电源可看成电压源（3）流经电流可以是任意值的电源可看成电压源（4）端口电压值始终等于其电动势值的电源可看成电压源us(t)+－Rui三、批判性思维方法重点阅读书籍[1]鲍健强.科学思维与科学方法.贵州科技出版社,2002年.[2]王小燕.科学思维与科学方法论.华南理工大学出版社,2003年.[3]华东师范大学哲学系逻辑学教研室.形式逻辑.华东师范大学出版社,2009年第一版.[4]董毓(加).批判性思维原理与方法.高等教育出版社,2010年[5]谷振诣,刘壮虎.批判性思维教程.北京大学出版社,2006年[6]TracyBowell,GaryKamp.CriticalThinking-AConciseGuide.LandonandNewYork,2002.方法详尽、有练习