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当前位置:首页 > 学术论文 > 自然科学论文 > 自然辩证法专题五科学观与科学方法论
专题五科学观与科学方法论第一节科学的本质第二节科学认识的形成“科学”词义的来源:19世纪下半叶,日本明治时代启蒙思想家福泽瑜吉首次把Science译为科学(分门别类加以研究的学问)。1893年,康有为最早将“科学“一词引进中国。随后,梁启超在《变法通议》中,严复在《天演论》中,都使用了”科学”一词,将科学研究机构译为“格致大馆”。从此科学一词便在我国广泛使用。第一节科学的本质科学的本质是科学观和科学认识论的核心,也是科学哲学中争议最大的问题之一。事实上,对于科学本质的观点也是在不断发展的。英国著名的自然科学史学家W.C.丹皮尔在他的《科学史及其与哲学和宗教的关系》(1949)的绪论中,对科学一词开章作出了阐述:什么是科学?拉丁语词Scientia,就其最广泛的意义来说,是学问或知识的意思。但英语词“science”却是naturalscience(自然科学)的简称,虽然最接近的德语对应词Wissenschaft仍然包括一切有系统的学问,不但包括我们所谓的science(科学),而且包括历史、语言学及哲学。所以,在我们看来,科学可以说是关于自然现象的有条理的知识,可以说是对于表达自然现象的各种概念之间的关系的理性研究。什么是科学?达尔文:科学就是整理事实,以便从中得出普遍的结论。伏尔科夫:科学本身不是知识,而是产生知识的社会活动,是一种社会生产布莱克特:所谓科学,就是国家出钱来满足科学家的好奇心J•贝尔纳虽然没有对科学给出严格的定义,但还是从多方面作出了自己的概述:“科学可作为(1)一种建制;(2)一种方法;(3)一种积累的知识传统;(4)一种维持或发展生产的主要因素;以及(5)构成我们的诸信仰和对宇宙和人类的诸态度的最强大势力之一。”可见,他把科学看作是:组织人们去完成一定社会任务的体制;发现自然界和社会的新规律的方法;积累起来的知识体系和传统;发展生产的主要因素;新思想、新世界观的来源。范岱年在《科学究竟是什么?》中介绍西方哲学家、社会学家是如何看待科学,对科学作出了概述:一般认为,科学是反映客观世界(自然界、社会和思维)的本质联系及其运动规律的知识体系,它具有客观性,真理性和系统性。科学是科学方法,是实证的方法,要用实验观察来证实;是理性的方法,要用归纳逻辑、演绎逻辑来推理的。科学又是一种社会建制,是组织科学活动的社会建制,像科学院、研究所、大学、学会等。在这套社会建制里面有一些共同遵守的规范。我们综合几种观点认为科学是人类能动地认识和改造外部世界的一种探索性活动,是人类的一种特殊实践活动,它有其共同体、结构和建制,具有实验性、探索性、理性和逻辑性等特征,并通过内部诸要素的相互作用形成完整的、不断发展的由定理、定律和理论等构成的实证知识体系。科学的结构发展中的科学,要求我们把它看作是人类对自然的能动的认识和改造关系,要求我们把它看作是上述一切属性的统一体。这个统一体,反映在科学的门类结构上,即它是由相互联系着的基础科学、技术科学和应用科学所构成的体系。基础科学,是研究自然界物质运动规律的科学。一般包括数、力、物、化、天、地、生等七大学科。它的任务是认识探索自然界未被认识的现象和未被认识的规律,揭示各个层次的物质结构和特点。如,20世纪30年代,当时物理学一个重要的研究课题就是中子和铀核的相互作用,但结果却意外地发现了铀核裂变的反应。正是这一反应导致了原子能技术科学与核电工程科学的诞生。技术科学,是关于技术的基本理论的科学。它利用基础科学的成果,研究各个专业技术的基本原理和理论,为人类控制、改造自然提供理论武器。是介于基础科学和应用科学的中间环节。它既是基础科学的特殊应用,又对应用科学具有普遍的指导作用。按运动形式的不同,技术科学划分为电子技术、原子技术、热工学、电工学、冶金学、工程力学等;按综合应用,可划分材料、能源、信息、空间技术、系统工程等。应用科学,是改造自然界的直接实践的科学。其综合运用技术科学的理论成果,创造性地解决具体工程、生产中的技术问题,创造新技术、新工艺和新生产模型的科学,如农业工程学、水工程学、生物医药工程学等。应用科学直接作用于生产,针对性强,讲究经济效益,所包括的学科门类最多,社会对其放的人力、物力、财力也最多。反映了人类从理性认识到实践的飞跃,表明利用的和改造的能动作用。一般说来,基础科学、技术科学和应用科学在科学的宏观结构中,需要保持一定的协调关系,然而由于经济、社会的发展不平衡,往往表现为比例失调的现象。这就要求人们自觉地、有计划按比例地加以调节,使三者的协调关系得以恢复和发展。日本单纯投入科技创新,虽然取得了成功,但由于基础研究的功力不够,它取得成功的知识源头往往来自于美国、欧洲。因此,日本力图以科技创新为国策,力图告别“模仿与改良时代”,力争由一个科技追赶型国家转变为科技领先的国家。1997-2001年,美国基础研究支出实值增加了近50%,而同期的研发总支出增加了不到24%。捷克、法国和波兰的基础研究增长率也高于研发总支出的增长率在欧盟15国内,基础研究占研发总支出的份额在22%到28%之间。美国的这个数字在20%以上,而日本只有12%。就基础研究占GDP的百分比而言,瑞士为0.7%,美国为0.6%,捷克为0.5%,说明它们比其它国家更重视基础研究。为提高我国基础研究水平,科技部、教育部和中国科学院等在1984年共同组织实施了国家重点实验室计划。现有国家重点实验室221个,试点国家实验室6个,基本覆盖了基础研究的重点学科领域,固定人员1万余人,仪器设备总值80多亿元。1997—2007年间,国家重点实验室获了50%的国家自然科学奖;2004年,连续空缺6年后评选出的2项国家技术发明奖一等奖均由国家重点实验室获得国家重点实验室发表的被《国际引文索引》等收录的论文数量从1999年的3242篇增加到2003年的7835篇,年均增长率达25%。研究人员连续在《自然》、《科学》等国际著名刊物上发表高水平论文。1999年至2003年,973计划项目共产生5.2万篇论文,其中2.2万篇发表在国外学术刊物上。中国科学家在光电功能晶体、疾病基因组学、纳米科技、脑科学、古生物学、化学等领域产生了重要的国际影响。2003年全国科学研究与试验发展经费总支出达创纪录的1539.6亿元人民币,占国内生产总值的1.31%。其中基础研究经费支出87.7亿元,占5.7%。今后10至15年,是中国对基础科学研究实施高投入的重要阶段,国家要争取使中央财政科技拨款中对基础研究的投入尽快达到20%。科学的本质属性客观真理性可检验性系统性主体际性:科学知识作为社会意识形式被不同认识主体所理解,接受不同认识主体的实验检验,并在主体间畅通地讨论、交流。科学研究的程序选题:始于科学问题;获取科学事实:按课题的需要收集和整理事实材料;进行思维加工:基于已有的材料,进行科学抽象,形成科学假说;验证:对已形成的假说进行检验;建立理论体系:形成严密的逻辑体系第二节科学认识的形成科学问题的提出科学事实的获取科学抽象-科学思维科学假说的形成科学理论的创立一、科学问题及科研选题科学问题是科学研究的指向,是科研主体从事科学活动的起点;1、科学问题的提出(1)科学问题科学问题主体在当时知识背景下提出的关于科学认识和实践中需要解决而又未解决的矛盾,包含着一定的求解目标和求解范围,但尚无确定的答案。德国数学家希尔伯特在本世纪一次国际会议上提出数学研究的23个问题,对本世纪数学研究起到了重要的推动作用。“我们必须知道,我们必将知道。”注意:科学问题是历史时代的产物。问题与科学问题;科学问题与伪科学问题科学活动是人的积极的创造性的能动活动,基础研究和应用研究,都是为了解决问题,探索未知;它非消极地等待客观对象“暴露”其自身规律,而是积极地探索自然的奥秘,积极地进行着合乎规律的发明创造。这就集中表现为提出问题和解决问题。爱因斯坦——“提出一个问题往往比解决一个问题更加重要。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的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”海森堡——“提出正确问题标志问题解决了一大半。”美19名科学家提出21世纪11大科学难题11(1)何谓暗物质(2)暗能量的性质(3)宇宙的起源(4)爱氏引力论是否定论(5)中微子质量(6)高能粒子束原理(7)质子稳定性(8)高密高温下的物质新形态(9)元素的组成细节(10)有否额外时空维度(11)描述中子星、射线的新理论(2)科学问题的结构科学问题蕴涵着研究的目标和求解的应答域“我们必须发展一个关于信息量的统计理论,在这个理论中,单位信息量就是对于具有相等概念的二中择一的事物作单一选择时所传递出去的信息。”——维纳问题的目标是发展一个关于信息量的统计理论,问题的应答域是应用统计理论和单位信息量的基本概念。弗莱明:葡萄球菌是不是被它周围的青霉菌具有的某种作用致死?爱滋病是由什么病毒引起的?应答域设置的必要性:应答域设立得是否合理,直接决定该问题是否有解(3)科学问题的分类学科性质:基础理论问题和应用研究问题问题的重要程度:关键问题和一般问题问题求解的类型:为什么——研究并回答对象内部机理和规律性;是什么——研究并回答对象的识别、判定类型、性质;怎么样——研究并回答对象的运动状态及运动转化过程。根据对科学发展的作用:常规问题和反常规问题(4)科学问题的来源实践与理论的矛盾:原理论难解释新现象;同一事实进行多方面观察、实验,其结果无法给予统一解释。理论内部的矛盾:理论的推论中证明了两个矛盾命题理论中有悖论;从理论中能推出它不能成立的结论佯谬。不同理论、学派之间的矛盾:不同学派运用不同理论;不同学科领域的不同理论解释。社会需要而现有技术不能满足需要的矛盾。(5)、科学研究的起点什么是科学研究的逻辑起点,不同学派有不同观点A、“科学始于观察”(古代)亚里士多德的观点(近代)培根为代表的古典归纳主义学派主张:科研始于观察和收集材料,然后归纳上升为理论科学始于观察与收集材料。局限:夸大归纳法对于科学发现的作用,突出了科学始于观察的观点。B、“科学始于问题”(现代)爱因斯坦的观点(现代)波普尔的观点波普尔提出科学研究应该从问题开始,他指出:“应当把科学设想为从问题到问题的不断进步,从问题到越来越深刻的问题。”科学发展的证伪模式:P1→TT→EE→P2。始于问题(P1),提出试探性解释的理论(TT),经过批判性检验排除错误(EE),新困难导致新问题(P2)。科学研究活动开始于问题1)从理论发展过程看,只有发现了原有理论不能解决的问题,才会补充、修正或着手建立新理论;2)人们总是以问题为框架有选择地搜集事实材料;3)科学研究活动就是要解决尚未解决或尚未完全解决的活动。辨析:“科学始于问题”与“认识来源于实践”是相互矛盾的。不矛盾:A、前者着眼于科学研究的程序,后者着眼于认识的来源;B、作为认识的一般过程,实践是认识的基础,认识过程的每一个阶段既是已有的实践和认识的终点,又是新的认识和实践的起点;C、科学问题这种认识形式既包含先前实践和认识的成果,也预示着进一步实践和认识的方向。(二)科研选题1、科研选题是对科学问题的系统思考和深入的结果,它具有明确的问题结构、研究方法的描述、研究程序的说明、研究价值和意义的展望等,是科研活动实际过程的真正起点。作为科研启始步骤——万事开头难,科研选题关系到科研方向、目标和内容,影响科研途径、方法,决定成果水平、价值和发展前途。科学学创始人贝尔纳:“课题的形成和选择,无论作为外部的经济要求,抑或作为科学本身的要求,都是研究工作中最复杂的一个阶段,一般来说,提出课题比解决课题更困难……所以评价和选择课题,便成了研究战略的起点。”(1)科研选题的意义A、选题是研究工作的首要步骤和战略起点,在科研活动中占有举足轻重的地位。B、选题直接关系到研究工作的进展速
本文标题:自然辩证法专题五科学观与科学方法论
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