自然辯證法課件

1、自然辯證法概論自然辯證法概論（第（第2 2版）版）劉大椿劉大椿 主編主編第七章 由問題而發(fā)現(xiàn)、從假說到理論要點部分提出問題和解決問題 科學假說的創(chuàng)立與檢驗 理性準則與假說演繹方法 證明的邏輯與發(fā)現(xiàn)的邏輯一、提出問題和解決問題科學研究從問題開始 科學問題是指一定時代的科學家在特定的知識背景下提出的關于科學認識和科學實踐中需要解決而又尚未解答的問題。它包括一定的求解目標和應答域，但尚無確定的答案。一、提出問題和解決問題 科學問題蘊含著問題的指向、研究目標和求解的應答域?？茖W問題從形式上可以分為以下三類： “是什么”的問題，這類問題要求對研究對象進行識別或判定，一般具有“X是什么？”的語句形式 “為

2、什么”的問題，要求回答現(xiàn)象的原因或行為的目的，是一種尋求解釋性的問題，例如，“為什么蘋果會落地？” “怎么樣”的問題，要求描述所研究的對象或?qū)ο笙到y(tǒng)的狀態(tài)或過程，是一種描述性的問題，例如“太陽系的結(jié)構(gòu)是怎樣？”一、提出問題和解決問題 一般把問題所指向的研究對象稱為“問題的指向”。 第一類問題的指向是自然界的某種可觀察的實體或?qū)ο螅?第二類問題的指向是現(xiàn)象的原因； 第三類問題的指向是對象或?qū)ο笙到y(tǒng)的狀態(tài)或過程。一、提出問題和解決問題 “科學研究活動始于問題”與“認識是以時間為基礎”并不矛盾。前者著眼于科學技術研究的程序，是從方法論角度提出命題；后者著眼于認識的來源，是從認識論的角度提出命題。兩者

3、層次不同，但其實質(zhì)卻是統(tǒng)一的。一、提出問題和解決問題 “提出一個問題往往比解決一個問題更重要。因為解決問題也許僅僅是一個數(shù)學上或?qū)嶒炆系募寄芏?，而提出新的問題，新的可能性，從新的角度去看待舊的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標志著科學的真正進步?！?愛因斯坦一、提出問題和解決問題科學問題的產(chǎn)生 從邏輯上講，任何真正的問題都是在一定的背景知識下提出的。知識背景是科學家解釋所觀測到的現(xiàn)象和形成對未來的預期的依據(jù)。所有作為背景知識的科學理論都是假說，是試探性地對經(jīng)驗現(xiàn)象的解釋和預言。當原有的理論不能解釋新的現(xiàn)象和新的事實時，就產(chǎn)生了需要探討的問題。例如，電子的發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)的原子不可分理論之間的矛盾

4、。一、提出問題和解決問題 其次，尋求經(jīng)驗事實之間的聯(lián)系并給出統(tǒng)一解釋，既是科學活動的基本目標，也是科學問題產(chǎn)生的最基本途徑，又是建立科學理論或假說的最基本的出發(fā)點?？茖W理論或假說的最基本、最直接的目的就是尋求一定范圍內(nèi)的經(jīng)驗事實的聯(lián)系和統(tǒng)一的解釋。例如，元素周期表的發(fā)現(xiàn)。一、提出問題和解決問題 再者，理論內(nèi)部存在的邏輯悖論或佯謬可能引出重大的科學問題。悖論或佯謬往往蘊含著重要的科學問題，它們的解決往往引起科學理論的突破性進展。例如，狹義相對論的出現(xiàn)就是經(jīng)典物理學在以太問題上陷入困境。一、提出問題和解決問題解決科學問題的基本途徑 通過進一步獲取事實來回答問題 通過引入新的假說來解答問題 通過引入

5、新的概念來解決問題 一、提出問題和解決問題 科學問題一經(jīng)提出 ，科學家就會通過猜測去尋求解答，或是發(fā)現(xiàn)新的事實，或是引入新的解釋性概念?？茖W問題的解答沒有機械的、固定的、通用的規(guī)則，甚至對同一個問題，可以有多種不同的答案?？茖W認識的過程就是一個不斷提出問題、解決問題的永續(xù)過程。通過不斷的提出問題和解決問題，科學家對世界的解釋就會越來越具有合理性和人完備性。 分析： 1、什么是科學問題，科學問題的形式結(jié)構(gòu)和基本問題有哪些？ 二、科學假說的創(chuàng)立與檢驗通向科學理論的必要環(huán)節(jié) 從科學活動的一般模式看，假說是通向科學理論的必要環(huán)節(jié)。恩格斯曾經(jīng)指出：只要自然科學在思維著，它的發(fā)展形式就是假說?？茖W假說不僅

6、是科學研究活動的基本程序之一，而且也是科學理論建立的必須的思維形式和科學方法?？茖W假說是科學認識活動環(huán)節(jié)中必需的重要環(huán)節(jié)。 二、科學假說的創(chuàng)立與檢驗 科學研究和科學理論的主要任務是試探性地對已有的經(jīng)驗和事實作出解釋，并對未來的經(jīng)驗和事實提出預測，而科學假說是實現(xiàn)這種試探性解釋和預測的基本的思維形式。 二、科學假說的創(chuàng)立與檢驗科學假說通常由以下幾個因素構(gòu)成 事實基礎 背景理論（包括推理規(guī)則） 對現(xiàn)象本質(zhì)的猜測 由猜測推演出的預言和預見 二、科學假說的創(chuàng)立與檢驗 科學假說是科學理論的可能方案?？茖W假說之所以重要，是因為許多規(guī)律難以直接發(fā)現(xiàn)，不管積累的事實有多少，本質(zhì)和現(xiàn)象總有質(zhì)的差別。例如，雖然第

7、谷積累了豐富的天文觀測事實，但并不能直接從事實中發(fā)現(xiàn)行星運動規(guī)律和萬有引力定律。 二、科學假說的創(chuàng)立與檢驗 科學假說的類型和檢驗 科學假說常常是針對科學問題而提出的。相應于科學問題的不同類型，假說的內(nèi)容和形式也不相同。 對于常規(guī)科學問題，提出假說的目的主要在于修改、調(diào)整、擴展原初的背景知識體系。例如，麥克斯韋關于電磁波的假說，狄拉克關于正電子的假說等。 對于某些科學領域反復出現(xiàn)的反常問題，科學家則可能提出突破背景知識體系的革命性的理論假說。著名物理學家普朗克在20世紀初期提出的量子假說，就是一個典型的例子。 二、科學假說的創(chuàng)立與檢驗 科學假說向科學理論的轉(zhuǎn)化是一個復雜的認識過程?？茖W實踐作為檢

8、驗科學假說的標準，既能證實科學假說也能證偽科學假說，科學假說的檢驗是一個極為復雜的過程。 二、科學假說的創(chuàng)立與檢驗判決性實驗 在科學發(fā)展史上，判決性實驗常常被當時的科學家視為科學假說是否轉(zhuǎn)化為科學理論的重要判據(jù)。所謂判決性實驗，就是在對立的兩個假說之間，證實哪個不具備預見性。長期以來，科學家們相信，在兩個對立的假說之間，如果實驗結(jié)果支持其中一個而否定另外一個，就可認為該實驗在兩個對立的假說中作出判決，其中一個便轉(zhuǎn)化為理論。例如，1850年博科實驗就肯定了光的波動說而否定了光的微粒說。二、科學假說的創(chuàng)立與檢驗 科學假說一旦經(jīng)受住了實踐檢驗，具備了解釋性和預見性，就可轉(zhuǎn)化為科學理論。然而，這種理論

9、是相對真理，隨著科學實踐的發(fā)展，它又將接受新的挑戰(zhàn)。科學假說和科學理論之間的轉(zhuǎn)化是不會終結(jié)的。分析： 2、什么是科學假說？試結(jié)合科學史具體案例分析科學假說的提出過程和檢驗條件。三、理性準則與假說演繹方法 科學的理性準則 在科學認識中，科學家常根據(jù)科學實踐的規(guī)律和能動反映論的認識論原理，為提出假說和鑒別假說規(guī)定了一些方法論原則，這些方法論原則起著理性準則的作用，主要包括理性信念、可檢驗性原則、對應原則和簡單性原則，它們在科學認識中具有重要的實踐價值，體現(xiàn)了理性活動的本質(zhì)特征，反映科學認識的基本性質(zhì)。 三、理性準則與假說演繹方法 理性信念 理性信念包括普遍的哲學原理與普遍的科學原理兩個層面。就前者

10、而言，它幫助科學家剔除非理性的假說，把那些必然通向迷性和唯心論的偽科學排斥在科學的殿堂之外?？茖W中普遍的、基本的理論和規(guī)律，對于提出假說和鑒別假說也起著準則作用，這是理性信念的另一個重要部分。 三、理性準則與假說演繹方法 可檢驗性原則 科學理論在原則上應當是可檢驗的。如果一個理論不僅無法在原則上被檢驗。而且在技術上也無法被檢驗，那它就不能被稱為科學理論。所謂原則上不可能被檢驗，是指它根本沒有檢驗蘊涵它本身不能夠被檢驗，由它演繹推導出的命題也不能被檢驗。 三、理性準則與假說演繹方法 對應原則 把對應原則作為可接受性的一個標準來應用，意味著任何一個新理論或假說替代原理論或假說都應滿足這兩個條件：新

11、的理論或假說比原有理論具有更豐富的檢驗蘊涵；新的理論或假說在原理論得到充分確證的那個領域以漸近線的形式與之相一致。 三、理性準則與假說演繹方法 基本的假說演繹方法的構(gòu)建 演繹理論是構(gòu)造型語言的一種特殊形式，從句法學的角度看，演繹語言是不考慮符號之外意義的某種符號組合，稱之為演繹體系。通常一個演繹體系由三部分構(gòu)成：基礎詞匯；給定語言所使用的邏輯手段；通過邏輯手段從基礎詞匯得出的理論體系。 三、理性準則與假說演繹方法 假說演繹模型在近代科學史上的完善過程，是與牛頓創(chuàng)立力學體系的工作同時進行的。具體來說可分為以下幾個部分： 首先，提出一個公理系統(tǒng)。公理系統(tǒng)是通過演繹組織起來的公理、定義和理論體系。

12、其次，規(guī)定一個把公理體系的命題與觀測結(jié)果相聯(lián)系的體系。 再次，確證用經(jīng)驗解釋的公理體系中的演繹結(jié)果。 三、理性準則與假說演繹方法 現(xiàn)代假說演繹模型 20世紀以來，假說演繹結(jié)構(gòu)作為最重要的演繹模型，成為科學方法論研究的焦點之一。當前最流行的演繹模型可圖示如下： PHOc Hc 其意義是：某項研究從解決一個問題(P)開始，通過非邏輯或直覺的猜測，導出一個假說(H)，由此推演出必然的可觀察的檢驗陳述(Qc)，如果證明這些陳述是正確的，就歸納出被確證的結(jié)論（Hc）。 三、理性準則與假說演繹方法 現(xiàn)代假說演繹模型 波普爾的演繹模型可圖示如下： P1 TT EE P2 這里P1表示問題，TT表示實驗性理論

13、，EE表示消除錯誤， P2表示新的問題。這種模型有兩個特征， 反歸納主義的傾向； 間斷論的觀點。 分析： 3、談談你對判決性實驗的理解。四、證明的邏輯與發(fā)現(xiàn)的邏輯 證明的邏輯基礎 邏輯證實主義的中心問題知識的經(jīng)驗論證問題就是為完成辯護而設立的。經(jīng)驗證實是它的原則，為貫徹這個原則，須尋找一條從理論還原為經(jīng)驗的通道，于是便求助于對陳述的邏輯分析，利用數(shù)理邏輯的成果對所有的知識命題進行邏輯分析，以揭示這些命題的經(jīng)驗基礎。 四、證明的邏輯與發(fā)現(xiàn)的邏輯 命題的意義是通過邏輯分析得以澄清，具體來說有以下三點： 1、所有有意義的認識陳述或者是分析的（否則就是自相矛盾）或者是經(jīng)驗的。 2、所有有意義的經(jīng)驗陳述

14、，原則上可以用經(jīng)驗來證實，也只能用經(jīng)驗來證實。 3、所有有意義的經(jīng)驗陳述都能歸結(jié)為中立的直接觀察語句。 四、證明的邏輯與發(fā)現(xiàn)的邏輯 經(jīng)驗原則、證實理論和還原分析方法，這些都是邏輯證實主義的真髓，是現(xiàn)代經(jīng)驗論的核心。其中的根本點，是把直接觀察和語言觀察作為相互競爭的理論的取舍標準。 四、證明的邏輯與發(fā)現(xiàn)的邏輯 發(fā)現(xiàn)的邏輯 一般認為，研究科學發(fā)現(xiàn)邏輯的任務是亞里士多德在分析后篇中提出的，即研究概念最初是怎樣形成的和理論最初是如何生成的。事實上，在近代科學發(fā)展的過程中，有許多重要的哲學家和科學家都相信可以確定某些導致科學發(fā)現(xiàn)的規(guī)則。其中，強調(diào)經(jīng)驗歸納的一派認為，科學發(fā)現(xiàn)的邏輯就是歸納邏輯，而主張理論

15、推演的一派則認為科學發(fā)現(xiàn)德爾邏輯是演繹邏輯。 四、證明的邏輯與發(fā)現(xiàn)的邏輯 發(fā)現(xiàn)過程是從特殊事實到以某種方式從中歸納出的一般規(guī)律，檢驗發(fā)現(xiàn)的過程則是從定律到從中演繹出來的特殊事實的預測。因此得出結(jié)論：普遍的演繹邏輯提供了有關定律經(jīng)驗的規(guī)范理論的形式基礎；而有關定律發(fā)現(xiàn)的規(guī)范則被認為需要歸納邏輯作為其基礎。 四、證明的邏輯與發(fā)現(xiàn)的邏輯 科學發(fā)現(xiàn)過程中的邏輯與非邏輯問題 從創(chuàng)造性角度來看，科學發(fā)現(xiàn)的過程是一個意識和潛意識、邏輯和非邏輯交互作用的過程。當問題縈繞于心的時候，科學家就開始了一個可稱為“主觀模擬”的過程，他們主觀地模擬周圍的事物現(xiàn)實的或是想象的，把自己的注意力集中在特定的現(xiàn)象情境中，嘗試通過主觀模擬這一情況來獲取一種內(nèi)部的表達形式，首先是現(xiàn)象本身，而后是現(xiàn)象的來源等。從而找到解決問題的關鍵。 四、證明的邏輯與發(fā)現(xiàn)的邏輯 科學發(fā)現(xiàn)常表現(xiàn)為發(fā)散思維和收斂思維互補共濟的過程。發(fā)散思維是針對一個有待解決的問題，沿著各種不同的方法去思考，從多角度提出解決方案的思維形式因此常常能形成一些奇思妙想，被稱之為“開放式思維”。 四、證明的邏輯與發(fā)現(xiàn)的邏輯 為了得到新理論和新發(fā)現(xiàn)，科學家必需經(jīng)常調(diào)整他過去的思維模式和行為習慣，