8-科学哲学：科学方法论

科学哲学科学问题与科学方法科学问题与科学方法科学问题科研选题科学思维现代科学研究的基本环节1、确定科研选题；2、获取科学事实；3、进行思维加工；4、实践检验论证；5、建立理论体系。科学问题及其来源科学问题：科学问题是指在特定时代，研究者分析当时科学背景知识基础上提出的有待解决的问题。问题的设置，不仅与学者个体的“当前状态”有关，还与学术共同体的“当前状态”有关。提出问题蕴涵着问题的指向、研究的目标和求解的应答域，即每一个科学问题都有一定的意义蕴涵和解答域（至少有一定的预期）。科学问题及其来源科学研究的逻辑起点：归纳主义：从培根以来的经验归纳法：科学研究是从观察实验和数据资料的搜集开始的，在掌握一定经验事实基础上逐步归纳上升为理论，观察记录是最可靠的经验基础，只要有足够多的经验事实，就可以逐步归纳上升为理论。但是，大量的观察归纳就能上升为科学理论吗？事实与假说、理论之间有没有逻辑的通道？有没有一种自动的归纳机器？科学问题及其来源卡尔·波普尔：“科学知识的增长永远始于问题，终于问题——愈来愈深化的问题。”观察要首先回答观察什么，为什么观察和如何观察的问题。漫无目标的观察实际上是不存在的。观察渗透理论，科学家是带着问题去观察的，因此，问题是科学研究的起点。卡尔·波普尔1902-1994科学问题及其来源爱因斯坦：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看待旧问题，却需要有创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。”霍金：“如果我知道今后所要解决的问题是什么，那我也许早就把它做出来了。”科学问题及其来源问题的重要性：问题是科学研究的起点，也是研究生涯的开端和方向。若能抓住某个关键的或重要的问题作为开始，往往自己的学术生涯会有个好的开端，随着问题研究的深入，会不断有新的成果、发现新的问题和做出新的贡献。选题就像选矿山！贫矿没有开采的价值，富矿竞争会很大，被别人反复开采过的矿山则可能投入收益比不划算，因此要充分估计自己的力量和投入成本。科学问题及其来源问题的来源：科研题目如何得来？自己发现问题：研究前人的成果基础上发现问题：在大量阅读前人的研究论文基础上发现问题。比如前人在解决某个问题过程中有某种缺陷或不足、问题仍未解决、解决得不够另人满意；理论解释有矛盾、逻辑不自洽，或数据、资料有待完善补充，还有待新的数据资料的支持等；对现存理论或实验有新的看法、新的理解，可尝试新的替代解释模型，等等。科学问题及其来源与已有的研究课题合作：比如导师提供或研究机构正在从事某个课题，争取加入其中做某个子课题或做协作研究，在此基础上会发现新的有价值的题目、研究方向。通常在起步阶段自己要发现有价值的问题是很困难的，多数先由导师提供，在一定经验积累基础上自己才可以独立选题。当前的困难：有些导师同时带很多学生，顾不上帮学生寻找合适的题目。因此，要自己及早准备，多看资料和与人讨论。科学问题及其来源选题的基本步骤：对问题的来源进行评估：若是导师提供的题目，应先对导师的资质及研究方向进行调查；若是研究机构的课题，也应对该机构的科研能力、设备、以往的成果等作调查了解；主要了解前期成果的信誉，题目可能的价值？自己是否有能力做，等；若是自己选题，一定要不厌其烦跟导师、同行交流讨论，听取不同的意见和建议，有新的想法或发现有问题要及时调整和补充。科学问题及其来源实例分析：1,郑和下西洋季风条件研究；2,“张江科技园区企业‘孵化’模式研究”开始选题应该尽量比较小、比较具体，自己有条件有把握做好的题目，当有了一定的积累，有条件之后可以尝试做大一些的题目。文章发表：有想法就有写作的冲动，只要顺着问题追踪，多查找资料，就会有文章－－发表就是硬道理！但投稿前一定要谨慎、资料要充分、论证要严密、文字要优雅准确。随意重复选题案例1现阶段我国公务员考录程序公平性研究张芳杰西南交通大学2008年5公务员考试录用制度科学化研究姜秀志山东大学2007年7我国公务员考试录用制度存在问题与对策研究代青南京师范大学2007年8国家公务员考试录用制度研究石捷上海交通大学2007年9对我国公务员考试录用制度现状的分析秦洁山西大学2007年10我国公务员考试录用制度研究杨硕电子科技大学2007年11我国公务员考试录用制度研究李庆华中师范大学2007年12我国公务员录用竞争机制研究乔梁河南大学2007年14我国公务员考试录用制度研究梁秀英华东师范大学2007年15对我国公务员考试录用制度的反思和改进建议吕冰同济大学2007年17我国公务员考试录用制度的现状分析与改革王星湖南大学2006年24现阶段我国公务员考试录用制度研究刘步刚国防科学技术大学2005年25公务员考试录用制度电子化研究胡伟吉林大学2005年科学思维科学抽象：科学思维一般形式，即在一定科学事实基础上，提炼出科学概念或构筑科学假说、解释模型。概念：从同类事实或现象抽象出普遍性概括的语言，能总体反映其本质和内在联系的认识。概念的重要性：概念是思维的出发点，也是理性认识的基本单位，有了概念才可能进行判断和推理，逻辑思维才能展开。此外，形成概念也是科学认识的一个重要成果，标志认识的清晰化、明确化（灵光闪现、模糊意识往往不可靠，需要概念化。历史上许多著名概念：原子、以太、场、电力线、熵、量子、摩尔、细胞、基因…）。逻辑思维方法分类和类比：分类：根据对象的相似或相异，对研究对象进行区别和归类。分类和筛选是科学研究的初步，为进一步概括和分析作资料上的准备。比如早期的动植物分类、地质资源调研，直到现代物理学的粒子分类等；当代经济学、人类学、社会学、考苦学调查也需要分类。比如，1964年物理学家盖尔曼（Gell-Mann）、尼曼（YuvalNe’eman）等提出的夸克模型，就是通过强子的特征分类－对称性－而产生。逻辑思维方法类比：由A事物与B事物有一些相同或相似的特征，推测其余的特征也相同或相似.类比方法通常适用于有相似性的对象，而且其中之一是已知的，从已知推测未知:A--B比如，从引力相互作用－电磁相互作用（从万有引力定律到库仑定律）；从量子电动力学（QED）－量子色动力学(QCD)；文化的多元化－政治力量的多极化；非零和博弈－商业上的联合定价制。逻辑思维方法归纳与演绎：归纳：由若干特殊认识上升到一般认识:a--A完全归纳法：穷尽所有可能的事例，但不会提供新知识；不完全归纳法：由少数事例推测其普遍性，包含新知识，但不完全可靠。归纳法在研究中是十分常用，但在逻辑上无保障。维特根斯坦：“归纳过程在于此：即我们采取能与我们的经验相协调的最简单的规律。可是这个过程没有逻辑基础，只有心理学基础。”罗素：“一只每天被主人照常喂养的鸡，怎么也‘归纳’不出终有一天会被主人拧断脖子。”逻辑思维方法演绎：从一般到个别的推理过程。通常是从基本假定（假设、公理等）出发，逻辑地推出一些可检验的推论，等待实验的检验判决:A--a几种常见的演绎推理形式：1）否定后件推理：如果H则I（即I是由H推导出来的或被H所蕴涵的）：若H为真，则I也真；但（证据表明）I不真—→H不真（推理有效）逻辑思维方法2）肯定后件推理：若H为真，则I也真；现（证据表明）I为真—→H为真（推理无效）3）扩展的肯定后件推理：若H为真，则I1，I2，…，In也真；现（证据表明）I1，I2，…，In都真—→H为真（无效）第1）种情况作为判断一个假说是十分有用的；第2）和3）虽然在逻辑上是无效推理，科研中却经常使用，因此，我们应该注意，假说得到一定的检验并不保证其完全真实性。逻辑思维方法分析与综合：分析：对事物作解剖细化，探讨各个部分的详细特征；综合：将事物各个部分的认识统一起来考察，达到对其总体的认识和整体把握。综合必须与分析为基础，是在对事物各个部分有充分的信息把握之上才能进行宏观的把握。（比如：近代科学以分析为基础，因此逾越深入具体；而中医等从一开始是综合的，整体的，难以深入。也许中医的出路之一是学习西医的分析方法再综合？再比如：爱因斯坦的统一场论为何难以成功。）逻辑思维方法数学方法：即对研究对象的某些特征进行抽象和量化，以研究各个量的变化及其相互关系。通常又称数学建模法，在现代科学及工程技术研究中经常被使用，甚至拓展到心理学、经济学、社会学等其它领域。其优点是可实现符号化、公理化、结构简洁，便于运算而且有具体结果。需注意：它只是从大量复杂的事物中抽象出部分典型的特征，而不是事物的全部。对复杂多样的研究对象，抽象量化不可能全面反映事物的整体，结论也不可能普遍适用。非逻辑思维非逻辑思维方法：想象：在感性认识的基础上，通过意象、联想和想象来把握客观对象的本质和规律。其与逻辑思维的区别在于它的思维基本单元是意象，而逻辑思维的基本单元是概念。意象是对某一类事物的某些特征的反映，带有片面、朦胧不确定的因素；而概念是长期使用、有明确的规范界定。由于其朦胧不确定性，形象思维是个人的感性认识升华的结果，跟个人的体验有关，他人难以效仿。但它可以跨越某些逻辑的障碍直接达到对事物非逻辑思维的本质规律的认识；逻辑思维则有共通性，有明确的概念规范和逻辑规则，可以共同遵循。直觉：指不受某个固定的逻辑规则约束而直接对事物本质规律的洞悟。直觉可跨越逻辑的层层障碍，直接领悟事物的内在本质；直觉与灵感通常联系在一起，是对某个现象进行长期思索，头脑中已经准备相当丰富的信息基础上，达到一定的临界状态的自组织过程。非逻辑思维灵感：由于某些预外因素的刺激使原来一片混沌的信息突然明朗化。灵感的特点是突发性、随机性，不可预测，但灵感的产生也是长期对问题思索积累的结果，并不是毫无准备的突然“幸运降临”。此外，所谓“灵光闪现”，最后也必须经过逻辑严密的证明。科学史上的“灵感神话”及其批评：阿基米德的浴缸、伽利略的比萨斜塔、牛顿的苹果树、瓦特的茶壶、凯库勒的蛇尾巴、薛定谔的女朋友，……大多是社会性建构的，经不起历史的考证。