專題五科學(xué)認識的形成

1、專題五科學(xué)認識的形成2022/8/29 自然辯證法1第1頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日一、科學(xué)知識的構(gòu)成 （內(nèi)涵、特征、作用）（一）科學(xué)事實（二）科學(xué)定律（三）科學(xué)假說（四）科學(xué)理論第2頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日（一）科學(xué)事實1、科學(xué)事實的定義客觀事實：能被觀察者觀察到，但不依賴與觀察者而存在的客觀事物、現(xiàn)象、過程或聯(lián)系等，它是暫時撇開認識主體而純粹地指稱某一客觀事件，指稱主體意識之外的外部事物。經(jīng)驗事實：是認識主體使用自然語言或人工語言，對客觀事實進行的描述或判斷，也是觀察者對客觀事物的一種反映或認識?？茖W(xué)事實：是人們通過觀察和試驗

2、獲得的關(guān)于客觀存在的事件、現(xiàn)象和過程的真實描述，是經(jīng)過科學(xué)整理和鑒定的經(jīng)驗事實。第3頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日科學(xué)事實客觀事實經(jīng)驗事實來源原始要素來源反映、描述和判斷經(jīng)驗事實中經(jīng)實踐證明為正確反映客觀事實那一部分的真實描述和判斷往往是可錯的，錯誤的經(jīng)驗事實不是科學(xué)事實！第4頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日2、科學(xué)事實的分類客體與儀器相互作用的表征（事實1）如觀測儀器上所記錄和顯示的數(shù)字、圖像（例如溫度計的讀數(shù)）是在觀察和試驗中被觀察到的客觀事實既與客體的本性有關(guān)，也與人所設(shè)置的認識條件有關(guān)同一客觀事實在不同儀器上的顯示可以是不同的壓力的

3、變化究竟表現(xiàn)為汞柱的升降還是壓力計指針的擺動，取決于認識手段。第5頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日2、科學(xué)事實的分類對觀察試驗所得結(jié)果的陳述和判斷（事實2）是觀察者對“客觀事實”的觀察描述（例如：這塊鈾石具有放射性）是對記錄到的事實1所作的陳述與判斷與客體的本性、儀器性能、描述事實的概念系統(tǒng)有關(guān)。并不是一切觀察陳述都是科學(xué)事實，只有經(jīng)驗和試驗所檢驗過的，正確反映客觀事實的觀察陳述，其內(nèi)容才有客觀性，才稱得上是科學(xué)事實。第6頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日3、科學(xué)事實所屬范疇科學(xué)事實的內(nèi)容是客觀的，形式是主觀的?？茖W(xué)事實認識的正確與否，關(guān)鍵是認

4、識條件設(shè)置。認識條件設(shè)置同一客觀事實精確的科學(xué)事實粗糙的歪曲的事實合理不合理第7頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日4、科學(xué)事實的特征之一個別性：科學(xué)事實是關(guān)于個別存在的陳述。描述的是個體而不是個體所在的類，即描述語句的主語是單稱名詞強調(diào)個別性是為了突出科學(xué)事實主要來自感性物質(zhì)活動而非理性抽象活動?！扳櫨哂蟹派湫浴?，“土星周圍有光環(huán)” “所有微觀客體都具有波粒二象性”，“整個宇宙都在膨脹” 第8頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日可重復(fù)性：科學(xué)事實應(yīng)該可復(fù)核、可重現(xiàn)。指同一觀察和實驗的事實，可以在多次觀察和實驗中重復(fù)出現(xiàn)。一個事實只有在它首次實現(xiàn)之后

5、又能被科學(xué)同行多次觀察和實驗所復(fù)核、重現(xiàn)的條件下，才可能被接受為科學(xué)事實。客觀事物在絕對運動中具有質(zhì)的相對穩(wěn)定性，是事物可被重復(fù)認識的根據(jù)；強調(diào)可重復(fù)性是為了盡可能排除錯覺和假象，消除科學(xué)事實描述和判斷中可能存在的主觀人為性因素。4、科學(xué)事實的特征二第9頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日精確系統(tǒng)性：科學(xué)事實應(yīng)該力求精確、系統(tǒng)?？茖W(xué)事實只有做到精確、系統(tǒng)，才可能為科學(xué)認識提供堅實可靠的基礎(chǔ)；科學(xué)工作者應(yīng)該全面準(zhǔn)確地觀察和確認有關(guān)的科學(xué)事實。4、科學(xué)事實的特征之三第10頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日 麥可爾遜莫雷實驗以太是否存在？考慮地勢、地球自

6、轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)等因素對測量的影響分別在高山、低谷、白天、黑夜、夏季、冬季等環(huán)境下進行實驗測量確立起一個比較精確的科學(xué)事實第11頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日5、獲取科學(xué)事實的意義任何科學(xué)概念與理論都需以科學(xué)事實為基礎(chǔ)科學(xué)假說與科學(xué)理論的真?zhèn)伪仨氂每茖W(xué)事實來檢驗和評價第12頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日 量子力學(xué)理論就是建立在黑體輻射、光電效應(yīng)等科學(xué)事實基礎(chǔ)之上。第13頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日（二）科學(xué)定律1、概念：科學(xué)定律是反映自然界事物、現(xiàn)象之間必然關(guān)系的科學(xué)命題。（多數(shù)是全稱命題）2、類型（兩條途徑）：經(jīng)驗

7、定律理論定律第14頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日經(jīng)驗定律借助歸納法從科學(xué)事實概括出來反映事物和現(xiàn)象之間的某種聯(lián)系例如：伽利略的自由落體定律、胡克的彈性定律第15頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日經(jīng)驗定律特征采用描述性詞語(具體的科學(xué)概念),這些概念有一些可以確定的性質(zhì)是可以直接通過觀察或?qū)嶒灣绦騺頊y量的.必定包含直接可觀察或測量的經(jīng)驗內(nèi)容,這些內(nèi)容原則上可通過觀察或?qū)嶒灣绦蛩@得的實驗證據(jù)來加以確定第16頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日理論定律借助于想象、直覺和靈感 “是人類理智的自由發(fā)明”（愛因斯坦）理論定律不包含

8、直接可觀察或測量的經(jīng)驗內(nèi)容，不能被直接檢驗 例如：牛頓的萬有引力定律第17頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日經(jīng)驗定律與理論定律的區(qū)別 經(jīng)驗定律與理論定律的認識層次是不同的。經(jīng)驗定律能夠說明相關(guān)的科學(xué)事實，理論定律能夠解釋經(jīng)驗定律。理論定律揭示的現(xiàn)象的本質(zhì)比經(jīng)驗定律描述的要深刻得多。理論定律經(jīng)驗定律表述內(nèi)容本質(zhì)現(xiàn)象語 言非描述性語言（高度抽象）描述性語言穩(wěn) 定 性變動大相對穩(wěn)定認識層次認識深刻而普遍，與經(jīng)驗定律相聯(lián)系與觀察現(xiàn)象聯(lián)系 牛頓的萬有引力理論不僅能解釋自由落體定律，而且能解釋開普勒的行星三定律、單擺運動定律和潮汐運動定律等，把地面物體的運動和天體的運動統(tǒng)一起來。第

9、18頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日3、科學(xué)定律的特征科學(xué)定律是絕對真理和相對真理的統(tǒng)一科學(xué)定律具有簡明性（通常用數(shù)學(xué)方程式或公式表示）第19頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日4、科學(xué)定律的作用揭示事物的本質(zhì)和規(guī)律有助于科學(xué)概念和科學(xué)理論的形成是科學(xué)解釋和預(yù)測的有效工具例：1869年俄國化學(xué)家門捷列夫在前人的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了“元素性質(zhì)隨原子量的遞增而發(fā)生周期性變化”的規(guī)律性。依此修正了一些元素的原子量，預(yù)言了某些元素的存在及其性質(zhì)，被后來的科學(xué)實踐所證實。第20頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日（三）科學(xué)假說 只要自然科學(xué)

10、在思維著，它的發(fā)展形式就是假說。進一步的觀察材料會使這些假說純化，取消一些，修正一些，直到最后純粹的構(gòu)成定律。如果要等待構(gòu)成定律的材料純粹化起來，那么這就是在此以前要把運用思維的研究停下來，而定律也就永遠不會出現(xiàn)。 -恩格斯第21頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日科學(xué)假說 狄拉克“反物質(zhì)假說”-宇宙中的反物質(zhì)和暗物質(zhì)阿伏伽德羅“分子假說”-“分子”概念的產(chǎn)生康德“星云假說”-太陽系的起源和演化伽莫夫“大爆炸宇宙假說”-宇宙的起源和演化奧巴林“化學(xué)起源假說”-生命的起源及演化 第22頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日1、科學(xué)假說-概念 根據(jù)已有的科

11、學(xué)知識和新的科學(xué)事實對所研究的問題作出的一種猜測性陳述。它是將認識從已知推向未知，進而變未知為已知的必不可少的思維方法，是科學(xué)發(fā)展的一種重要形式?？茖W(xué)假說=科學(xué)理論？第23頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日2、科學(xué)假說-構(gòu)成構(gòu)成假說的基本要素：a事實基礎(chǔ)，b背景理論，c對現(xiàn)象、規(guī)律的猜測，d推導(dǎo)出的預(yù)言和預(yù)見第24頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日3、科學(xué)假說的特點科學(xué)性-以實驗材料、以經(jīng)驗事實為基礎(chǔ)，而且要以科學(xué)理論為依據(jù)，并要經(jīng)過實踐檢驗和證明。假設(shè)性-包含著對事物的本質(zhì)和規(guī)律的猜測，有待于日后的檢驗和論證，有些被證偽而淘汰，有些被進一步的修

12、正、補充和完善，上升為理論。易變性-假說隨著實踐過程中的新發(fā)現(xiàn)而變化，隨著多種假說的爭論而修改，從而得到不斷補充、完善和發(fā)展。多樣性-對同一事物的研究可能存在多種假說，有些是合理的，有些是會被證偽的，有些部分正確、部分錯誤。第25頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日科學(xué)假說的科學(xué)性 德國氣象學(xué)家、地球物理學(xué)家魏格納根據(jù)大西洋兩岸輪廓的吻合，以地球物理、地質(zhì)、古生物及古氣候等方面的論證，首創(chuàng)“大陸漂移說”(后來發(fā)展為板塊構(gòu)造學(xué)說)。魏格納所重塑的這三張大陸漂移圖是以許多學(xué)科的證據(jù)作為依據(jù)的，和我們今天所了解的南部各大陸的演變情況非常相似。 第26頁，共146頁，2022年，

13、5月20日，1點38分，星期日科學(xué)假說的假設(shè)性英國生理學(xué)家哈維提出血液循環(huán)假說時，首先是根據(jù)自己大量解剖試驗的事實，證明人的血液必須經(jīng)過肺才能從心臟右邊流到左邊，并用邏輯推理證明人體血液不可能像蓋侖學(xué)說認為的那樣，血液由肝臟制造，通過心臟傳至全身被消耗掉。因此他假定，血液在全身是沿著一條封閉的管道周而復(fù)始地循環(huán)，并正確指明了體循環(huán)和肺循環(huán)的通道。第27頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日科學(xué)假說的多樣性和易變性關(guān)于發(fā)酵問題的爭論就出現(xiàn)過兩派不同的假說，一派主張“生命說”，認為發(fā)酵是微生物生命活動的結(jié)果；另一派主張“化學(xué)說”，認為發(fā)酵是化學(xué)反應(yīng)，沒有生命力的作用。他們各自所

14、持的假說觀點在爭論中也得到不斷補充、完善和發(fā)展著。而爭論的最終結(jié)果就是生命說和化學(xué)說的統(tǒng)一，即發(fā)酵“酶學(xué)說”的確立。第28頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日4、科學(xué)假說的結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ)部分(B)：事實基礎(chǔ)、背景理論 預(yù)設(shè)部分(P)：對現(xiàn)象及其本質(zhì)的猜測 推論部分(E)：推演出的預(yù)言和預(yù)見第29頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日案例：宇宙大爆炸理論（科學(xué)假說）基礎(chǔ)部分：廣義相對論、高能粒子物理學(xué)、譜線紅移等預(yù)設(shè)部分：關(guān)于超高密、高溫狀態(tài)下原始火球的急劇膨脹及其機制的推測推論部分：氦豐度、3K背景輻射第30頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38

15、分，星期日5、科學(xué)假說的作用使科學(xué)研究帶有自覺性：確定研究方向，進行有目的、有計劃的觀測和實驗。是建立和發(fā)展科學(xué)理論的橋梁：自然科學(xué)就是沿著假說理論新假說新理論的途徑，不斷地向前發(fā)展的。不同假說的“爭鳴”有利于學(xué)術(shù)繁榮：各種假說相互補充、啟發(fā)思考，揭露矛盾，使學(xué)術(shù)變得更加繁榮，甚至有利于促進理論的形成，推動科學(xué)的發(fā)展。第31頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日假說使科學(xué)研究帶有自覺性 假說是對未知的自然現(xiàn)象及其規(guī)律性的一種科學(xué)的推測，研究者可以根據(jù)這種推測確定自己的研究方向，進行有目的、有計劃的觀測和實驗，避免盲目性和被動性。 1910年魏格納在病床上，兩眼望著對面墻上掛

16、著的世界地圖，從而提出了著名的“大陸漂移說”。 因而他確立了自己的研究方向，幾十年如一日地工作，數(shù)次深入北極圈考察，堅韌不拔，百折不饒。半個世紀后,“大陸漂移說”逐漸被世人接受。第32頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日建立和發(fā)展科學(xué)理論的橋梁一個自然現(xiàn)象，在未被揭示出科學(xué)本質(zhì)之前，人們對它的認識是很不完整的，只有借助于假說的形式進行研究與探索。當(dāng)某一假說被科學(xué)事實證實時，它就有可能發(fā)展成為一種理論。而當(dāng)事物發(fā)展過程中出現(xiàn)新的變化和科學(xué)事實與假說相矛盾時，又必須對該理論進行修改、補充才能圓滿地解釋事實，進而促進理論的進一步研究與發(fā)展。美國生物化學(xué)家薩瑟蘭提出“第二信使假說

17、”(認為激素作為“第一信使”將化學(xué)信息送達“靶細胞”，而cAMP可作為“第二信使”，將信息送到細胞內(nèi)的效用系統(tǒng))修正了當(dāng)時盛行的前列腺素是“第二信使”的假說，為研究生命信息開辟了道路，他也因此于1971年榮獲諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎。第33頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日在研究中被證偽的假說對科學(xué)的發(fā)展也是有推動作用的 因為：假說是以已有科學(xué)事實和科學(xué)原理為依據(jù)的。它原來必定收集了大量的珍貴事實或者甚至有部分正確的結(jié)論。即便是錯誤的結(jié)論也可能成為新假說思考的動力、源泉而具有某種積極作用。熱素說雖然是錯誤的，但它對一些重要的科學(xué)成果的形成也產(chǎn)生了積極影響。比如熱傳導(dǎo)理論，卡諾

18、循環(huán)和卡諾定理等，而這些成果都為關(guān)于熱的分子運動論和熱力學(xué)的產(chǎn)生準(zhǔn)備了條件。第34頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日不同假說“爭鳴”促進學(xué)術(shù)繁榮關(guān)于發(fā)酵問題，生命說和化學(xué)說的爭論一直延續(xù)了幾十年，使生命說和化學(xué)說統(tǒng)一，發(fā)酵“酶學(xué)說”確立。這場爭論大大促進了生物學(xué)與化學(xué)的結(jié)合，使得兩者的結(jié)合物生物化學(xué)成為一門獨立的學(xué)科。第35頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日科學(xué)假說科學(xué)理論科學(xué)假說帶有或然性，盡管其內(nèi)容有一定的科學(xué)依據(jù)，但終究還沒有經(jīng)過實驗來驗證和確認，所以只能稱為假說?？茖W(xué)理論是經(jīng)過了實踐檢驗已經(jīng)顯示出自身正確性的理論。新的科學(xué)理論在形成的過程

19、中，往往是借助于科學(xué)假說開辟方向，因此，科學(xué)假說往往是科學(xué)理論形成的前奏，對科學(xué)理論的形成功不可沒。第36頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日（四）科學(xué)理論1、科學(xué)理論是系統(tǒng)化的科學(xué)知識2、構(gòu)成（三元素）： 基本概念 聯(lián)系這些概念的判斷（基本原理和定律） 由這些概念與原理和定律推演出來的邏輯結(jié)論（各種具體的規(guī)律和預(yù)見）第37頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日3、科學(xué)理論的基本特征客觀真理性全面系統(tǒng)性邏輯完備性科學(xué)預(yù)見性 例如：愛因斯坦的相對論 達爾文的生物進化論第38頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日二、科學(xué)知識的獲取 （程

20、序、規(guī)則、方法）（一）科研選題（二）科學(xué)事實的獲?。ㄈ┛茖W(xué)假說的形成（四）科學(xué)理論的評價和檢驗第39頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日科學(xué)研究的一般程序1選題：確定科研方向，提出科學(xué)問題，并確定科研課題。2查閱科學(xué)資料，搜集科學(xué)事實：通過查閱文獻、觀察或?qū)嶒灚@取。3對科學(xué)事實進行理論加工，提出科學(xué)假說：運用邏輯思維、形象思維、直覺思維等方法，進行科學(xué)抽象，提出科學(xué)假說。4驗證科學(xué)假說：實踐檢驗、邏輯證明。5做出科學(xué)發(fā)現(xiàn)或建立科學(xué)理論體系：利用公理化方法、從抽象上升到具體的方法、邏輯與歷史相統(tǒng)一的方法，把確證的假說和先前的理論統(tǒng)一起來，形成比較嚴密的有內(nèi)在邏輯關(guān)系的體系

21、。第40頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日 科學(xué)問題科研選題從提出科學(xué)問題到形成科研課題（一）科研選題 第41頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日1、科學(xué)問題（1）科學(xué)研究從問題開始從科學(xué)理論發(fā)展的總體過程看-只有發(fā)現(xiàn)了原有理論不能解決問題時，人們才會去修正、補充它，或著手建立新理論。從科學(xué)研究的具體進程看-人們總是以問題為框架有選擇地去搜集事實材料，與問題有關(guān)的材料被搜集起來，與問題無關(guān)的材料則任其流散，不在科學(xué)認識主體中引起信息效應(yīng)。 第42頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日波普認為，科學(xué)應(yīng)當(dāng)是從問題到問題的不斷進步，從

22、問題到愈來愈深刻的問題，所以，科學(xué)只能從問題開始，而不是從經(jīng)驗開始。第43頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日愛因斯坦指出：“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(xué)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(biāo)志著科學(xué)的真正進步。”第44頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日“科學(xué)研究從問題開始”與“認識以實踐為基礎(chǔ)”是否矛盾？ “科學(xué)研究從問題開始”與“認識以實踐為基礎(chǔ)”這兩個命題所要解答的并不是同一層次的問題。科學(xué)研究開始于問題，而問題并不是憑空產(chǎn)生的。它的產(chǎn)

23、生直接間接都是同實踐有關(guān)的，歸根到底都是在實踐基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。第45頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日（2）什么是科學(xué)問題？1)問題-疑難、矛盾2)問題就其產(chǎn)生的特點來說，可以分為兩類 ： 簡單問題或表淺問題 科學(xué)問題第46頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日在慶祝Science創(chuàng)刊（1880年） 125周年之際（2005年），該刊雜志社公布了125個最具挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題，在今后14個世紀的時間里，人們將致力于研究解決這些問題。 其中，前25個被認為是最重要的問題，如下： 科 學(xué) 問 題第47頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日

24、科 學(xué) 問 題宇宙是由什么構(gòu)成？意識的生物學(xué)基礎(chǔ)是什么？為什么人類基因會如此之少？遺傳變異與人類健康的相關(guān)程度如何？物理定律能否統(tǒng)一？人類壽命到底可以延長多久？是什么控制著器官再生？皮膚細胞如何成為神經(jīng)細胞？單個體細胞怎樣成為整株植物？地球內(nèi)部如何運行？地球人類在宇宙中是否獨一無二？地球生命在何處產(chǎn)生、如何產(chǎn)生？什么決定了物種的多樣性？第48頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日科 學(xué) 問 題什么基因的改變造就了獨特的人類？記憶如何存儲和恢復(fù)？人類合作行為如何發(fā)展？怎樣從海量生物數(shù)據(jù)中產(chǎn)生大的可視圖片？化學(xué)自組織的發(fā)展程度如何？什么是傳統(tǒng)計算的極限？我們能否有選擇地切斷某些

25、免疫反應(yīng)？量子不確定性和非局部性背后是否有更深刻的原理？能否研制出有效的HTV疫苗？溫室效應(yīng)會使地球溫度達到多高？什么時間用什么能源可以替代石油？地球到底能負擔(dān)多少人口？第49頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日3) 科學(xué)問題的內(nèi)涵所謂科學(xué)問題是指通過對科學(xué)背景知識的分析而產(chǎn)生的問題科學(xué)問題總是一定歷史時代的產(chǎn)物 背景知識還制約著解決的途徑。有些問題受目前認識和實踐水平的限制，一時尚無法進行研究，這些問題還不能稱為科學(xué)問題，只有在一定條件下，它才能轉(zhuǎn)化為科學(xué)問題?？茖W(xué)問題是有結(jié)構(gòu)的：一是問題的指向；二是研究的目標(biāo)；三是求解的應(yīng)答域?？茖W(xué)問題應(yīng)該是可以在實踐中加以檢驗的真實

26、問題第50頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日（3）科學(xué)問題的主要來源 為尋求事實之間的聯(lián)系而提出的問題 從理論與事實之間的矛盾中發(fā)現(xiàn)問題 從某一個理論內(nèi)部的矛盾中發(fā)現(xiàn)的問題 從不同理論之間的分歧中發(fā)現(xiàn)的問題從社會需求與已有生產(chǎn)技術(shù)手段的差距上發(fā)現(xiàn)問題第51頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日（4）科學(xué)問題的分類根據(jù)認識層次劃分 概念問題（內(nèi)部、外部） 經(jīng)驗問題根據(jù)問題的求解類型劃分 陳述性問題-What 因果性問題-Why 過程性問題-How根據(jù)問題的應(yīng)答域是否存在劃分 真問題 假問題第52頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日

27、2、科研選題“科研選題”就是選擇、確定和形成所要研究和解決的具體“科學(xué)問題” 整個科研工作帶有方向性的關(guān)鍵決策 科研工作的“研究起點” 第53頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日（1）從提出科學(xué)問題到形成科研課題 科學(xué)問題是科研課題的來源，但并不是所有的科學(xué)問題在這個時代里都成為科研課題。由于客觀物質(zhì)條件、科學(xué)背景知識以及認識主體能力等多種因素的制約，我們只能從眾多的科學(xué)問題中篩選出與其相適宜的科學(xué)問題作為科研課題。第54頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日科學(xué)問題憑著直覺和想象，可以自由發(fā)問 提出可以是多方面的、發(fā)散的 提出只要持之有故，都可以成立

28、 ，不可避免理想化區(qū)別與聯(lián)系 科研選題遴選出的將要付諸實踐的問題，具體而復(fù)雜收斂的，需要深化和確定具體范圍需慎重確定并能接受科技實際的檢驗科學(xué)問題與科研選題的關(guān)系第55頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日（2）科研選題的原則需求性原則創(chuàng)新性原則 科學(xué)性原則效益性原則 可行性原則科研選題 第56頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日1)需求性原則需求性原則是指科學(xué)與技術(shù)研究應(yīng)選擇符合學(xué)科理論發(fā)展或技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展或社會經(jīng)濟發(fā)展的需要，這是科研選題的首要原則，它體現(xiàn)出了科研工作最終的目的性。 基礎(chǔ)性研究要從學(xué)科理論發(fā)展的需要出發(fā)，包括開拓科學(xué)領(lǐng)域的需要、更新科

29、學(xué)理論的需要、改進科學(xué)方法的需要等； 應(yīng)用性研究要致力于解決國民經(jīng)濟發(fā)展和社會生活中所面臨的實際科學(xué)技術(shù)問題，其任務(wù)在于把理論推進到應(yīng)用的形式，要充分注意科研成果的經(jīng)濟價值、經(jīng)濟效益、社會效果、對環(huán)境的影響等現(xiàn)實性問題。 第57頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日2)創(chuàng)新性原則創(chuàng)新性原則就是要求課題具有先進性、新穎性和突破性，科學(xué)和技術(shù)研究就是要解決前人沒有解決或沒有完全解決的問題，并預(yù)期能夠產(chǎn)生創(chuàng)造性成果。創(chuàng)新性是科研的最根本特點，是科研工作的靈魂，其主要表現(xiàn)在三個方面，一是概念和理論上的創(chuàng)新；二是方法上的創(chuàng)新（馮特將實驗方法引入到心理學(xué)研究；普賴斯和湯淺光前將數(shù)學(xué)統(tǒng)計

30、方法應(yīng)用于歷史學(xué)）；三是應(yīng)用上的創(chuàng)新。第58頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日 如何使選題具有創(chuàng)新性第一，在科學(xué)的前沿選題第二，在矛盾的焦點選題第三，在知識的空白點選題第四，在知識的邊緣區(qū)、交叉點選題第五，在爭論的焦點上選題，在科學(xué)猜想、科學(xué)假說、科學(xué)疑難中選題 第59頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日3)科學(xué)性原則科學(xué)性原則是指科研選題必須以科學(xué)事實、科學(xué)理論、技術(shù)原理等為依據(jù)，按客觀規(guī)律辦事，將選題置于當(dāng)時的科技背景和社會發(fā)展時代之下，使之成為在科技上和實踐上可以成立和可以探討的問題，要持之有故、選之有理；同時，還要隨著基礎(chǔ)事實和背景理論的進

31、步、變化而對選擇的課題及其內(nèi)容進行必要的調(diào)整，至少是局部調(diào)整和方案調(diào)整；否則，就會失去科學(xué)性而陷入沒有應(yīng)答域的假問題。第60頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日如何使選題具有科學(xué)性第一，經(jīng)驗事實根據(jù)第二，實驗事實根據(jù)第三，公理性“事實”根據(jù)第四，理論方面的依據(jù)第五，探索性和哲學(xué)性理論 第61頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日4)效益性原則效益性原則一是指選題過程中要根據(jù)具體情況單獨或綜合著眼于社會效益、經(jīng)濟效益、生態(tài)效益等；二是指科研工作所需的人力、物力、財力、時間應(yīng)該合理分配和安排利用。第62頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星

32、期日5)可行性原則可行性原則指選題應(yīng)與自身的主、客觀條件相適應(yīng)。一是根據(jù)已經(jīng)具備的條件；二是根據(jù)經(jīng)過努力可以創(chuàng)造具備的條件。 在主觀方面，要分析科研力量的結(jié)構(gòu)、各種人才的配置和研究人員的素質(zhì)、能力、對科研課題的認識程度、研究興趣等因素，要求科研人員務(wù)必具備科學(xué)判斷科研形勢和科學(xué)精神的能力和素質(zhì)；在客觀上，要充分考慮科研經(jīng)費、實驗設(shè)備、試驗材料、情報資料、時間期限和外部環(huán)境、國家政策、學(xué)術(shù)交流等因素 。第63頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日如何使選題具有可行性宜己性第一，衡量自己的知識結(jié)構(gòu)第二，衡量自己的研究能力第三，衡量自己的操作能力 客觀條件性第一是文獻資料條件 第

33、二是儀器、工具、設(shè)備、實驗室等物質(zhì)手段 第三是資金、經(jīng)費 第四是人的因素人手、導(dǎo)師、協(xié)作者等等第五是相關(guān)學(xué)科的發(fā)展程度第64頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日（3）科研選題的來源科研選題理論研究現(xiàn)實生活學(xué)術(shù)爭論學(xué)科滲透直覺思維，意外發(fā)現(xiàn)研究管理和規(guī)劃第65頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日從現(xiàn)實生活中選題 現(xiàn)實的需要，是科研課題的首選目的。 人們在現(xiàn)實生活中遇到的問題面廣量大，選題的內(nèi)容極為廣泛，大至世界政治、經(jīng)濟、文化藝術(shù)，小到日常生活中的吃穿住用行，只要深入探索，不難發(fā)現(xiàn)有許多值得研究的課題。第66頁，共146頁，2022年，5月20日，1點

34、38分，星期日從理論研究中選題 人類認識是無限發(fā)展的，理論的真理性只是相對的，理論與事實之間的矛盾總是存在的，理論體系的完備也不是永恒的。即便是曾經(jīng)“結(jié)論”了的理論觀點，隨著實踐和認識的發(fā)展，也需要不斷擴展和深化。因此，探索批判的眼光去看待已有的、傳統(tǒng)的理論觀點，常會從中發(fā)現(xiàn)新問題。第67頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日從不同學(xué)派、觀點的學(xué)術(shù)爭論中選題關(guān)注學(xué)術(shù)之爭，深入了解爭論的歷史、現(xiàn)狀爭論焦點，是發(fā)現(xiàn)問題、選擇研究課題的一條重要途徑。第68頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日從學(xué)科滲透、交叉中選題 學(xué)科滲透、交叉是科學(xué)在廣度、深度上發(fā)展的一種

35、必然趨勢，事物都在普遍聯(lián)系之中，各門學(xué)科也在普遍聯(lián)系中，以往人們注意從學(xué)科相對獨立性上進行研究，現(xiàn)代科學(xué)注意了學(xué)科相互透、交叉的研究，在學(xué)科滲透、交叉“地帶”存在著大量的新課題供選擇。 第69頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日從科研管理和規(guī)劃中選題 國家、省市及各種學(xué)術(shù)團體也經(jīng)常提出許多科研課題，這些課題一般都是理論意義、現(xiàn)實意義上比較重要的課題，應(yīng)當(dāng)是科研工作選題的重要來源。此外，在各級政府、科研部門制訂的各種科研規(guī)劃中，也提出許多研究課題，也都是選題的重要來源。 第70頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日從直覺思維、意外發(fā)現(xiàn)中選題 科研人員對研

36、究對象富有濃厚的探索興趣，也是科研選題的一個重要來源。這時，選題常常得于科研人員的想象、靈感、直覺，以及對這些直覺思維、意外發(fā)現(xiàn)帶來的機遇的捕捉。第71頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日（4）科研選題的方法 問題調(diào)研 課題選擇 課題論證 課題決策 第72頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日問題調(diào)研確定自己的研究方向；明確自己的研究領(lǐng)域、研究范圍及其研究層次；對國內(nèi)外在同一科技領(lǐng)域或?qū)W科領(lǐng)域或應(yīng)用領(lǐng)域的情況進行全面的調(diào)查研究，堅持跟蹤、不間斷地大量搜集這一領(lǐng)域有關(guān)的科技問題的歷史、現(xiàn)狀、進展、趨勢等信息和情報，為最后選定具體的課題和科研內(nèi)容做準(zhǔn)備第7

37、3頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日課題選擇課題選擇是提出并確定擬研究的具體課題與科研內(nèi)容的階段根據(jù)問題的調(diào)研結(jié)果，運用選題原則，從在調(diào)研中所擬定的問題中擇優(yōu)選出備選課題，然后設(shè)計出科研工作方案，并寫出開題報告 開題報告內(nèi)容一般包括有課題來源、研究的目的和意義、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢、所采用的研究方法、完成任務(wù)的主客觀條件、研究時間、所需經(jīng)費、成果應(yīng)用推廣及預(yù)期經(jīng)濟社會效益等，開題報告是對課題進行可行性研究和審批課題的重要依據(jù)。第74頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日課題論證課題論證是為了確保課題選擇正確而對課題及其方案做出論證和全面評審，根據(jù)選題

38、的基本原則，對課題的依據(jù)、實施條件、社會與經(jīng)濟效益及對科技發(fā)展的潛在價值依次逐項剖析、審議課題論證一般采取同行專家評議、領(lǐng)導(dǎo)參與決策、管理部門決策結(jié)合的方式進行。第75頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日課題決策課題決策就是最終確定課題的取舍，經(jīng)過論證與評議，最后做出決策，課題若通過論證則可確定為待研究課題或立即立項實施，否則被淘汰出局而另選課題?？傊?，科研選題是一個不斷反饋并反復(fù)調(diào)整的過程，常常需要反復(fù)調(diào)研、調(diào)整、更改和多次論證。第76頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日開題報告應(yīng)闡述的內(nèi)容1課題的目的、意義、價值；2問題的起因或任務(wù)的來源，理論依

39、據(jù)及實驗依據(jù)；3國內(nèi)外當(dāng)前研究狀況、水平、癥結(jié)、進展情況；4課題的理論要點或技術(shù)關(guān)鍵；5研究的途徑、角度、方法；6自己已進行的準(zhǔn)備、前期研究的狀況、進展程度；第77頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日7課題的主客觀條件；8預(yù)期進展和最終成果；9階段成果和最終成果的形式：論文、專著、報告、決策建議和提交成果的時間。10專家意見和可能已有的一些反映；11科研的人員組成、分工、協(xié)作形式，課題負責(zé)人的資歷、能力、已有成果情況；12課題實施的總體規(guī)劃、基本部署和主要步驟。13設(shè)備、經(jīng)費情況；14申請、要求與希望。第78頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日（二）

40、科學(xué)事實的獲取第79頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日1、獲取科學(xué)事實的基本方法科學(xué)觀察科學(xué)實驗基本原則涵義和分類涵義和分類在科學(xué)研究中的作用要素程序特殊作用特點和功能實驗者實驗對象實驗手段1.科學(xué)觀察隸屬于實踐活動2.科學(xué)觀察是主體和客體相互作用的過程3.科學(xué)觀察是積極能動的反映1.科學(xué)觀察是科學(xué)認識的源泉和基礎(chǔ)2.科學(xué)觀察是檢驗科學(xué)認識的重要手段3.科學(xué)觀察往往直接導(dǎo)致科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)，為科學(xué)開辟新的研究領(lǐng)域1.簡化和純化研究對象2.定向強化實驗對象3.尋求自然規(guī)律和技術(shù)手段比較經(jīng)濟、可靠第80頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日2、觀察實驗中的一

41、些認識論問題1）關(guān)于觀察與理論的關(guān)系培根以來的歸納主義者倡導(dǎo)獨立于理論之外的純粹的觀察、并認為只有經(jīng)過這種純粹的觀察才能進入形成理論的階段波普、漢森、庫恩等人則否認有純粹的中性觀察存在，明確提出“觀察滲透理論” 愛因斯坦：“是理論決定我們能夠觀察到的東西” 第81頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日2）關(guān)于測量問題a、實驗儀器的干擾 “干擾”是否可以忽略，是區(qū)別宏觀物理和微觀物理的重要標(biāo)志 “波包扁縮” 微觀粒子 測量的“干擾” 立方體骰子 桌子的“干擾”電子磁矩1.001159652193+0.000000000010玻爾磁子 第82頁，共146頁，2022年，5月20

42、日，1點38分，星期日第83頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日b、微觀客體的可知性第84頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日3）關(guān)于觀察實驗中的機遇 案 例：光化治癌技術(shù)的問世1、機遇及其在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要意義（1）什么是機遇觀察、實驗中得到的意外收獲或偶然發(fā)現(xiàn) （2）機遇在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要作用第85頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日 2、機遇的類型及產(chǎn)生根源（驀然回首型）科學(xué)研究中尋找的目標(biāo)是明確的，但發(fā)現(xiàn)的場合和方式卻是非常意外的。（順手牽羊型）本來所要尋找的某種預(yù)期的現(xiàn)象，但結(jié)果卻意外地發(fā)現(xiàn)了完全不同的另一種甚至是更重

43、要的現(xiàn)象。 第86頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日3、捕捉機遇的能力和要求（l）首先必須具備敏銳的觀察力 （2）高度的判斷力拉瓦錫:建立燃燒的氧化學(xué)說普列斯特利:真理已碰到了他的鼻尖 （3）抓住機遇深入研究 （4）要有豐富的知識和有準(zhǔn)備的頭腦 第87頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日普利斯特列（17331804）是一位杰出的科學(xué)家，可惜犯了個巨大的判斷錯誤。離奇的是，盡管他終生堅持的化學(xué)理論燃素論最終被他自己的研究所推翻，他本人卻從未放棄過這一理論。不過，他終是對科學(xué)有著顯著貢獻。普利斯特列對氣體特別有興趣，他被釀啤酒時釋放的氣體（現(xiàn)在我們知道

44、那是二氧化碳）所吸引，便收集了許多，并通過實驗表明，這種氣體在高壓下易溶于水。這是蘇打水和發(fā)泡軟飲料工業(yè)的開端，風(fēng)行的“汽水”（這名字并不恰當(dāng)）熱的源頭。幾乎所有淡而無味的流體，包括白開水，溶解了二氧化碳之后都會變得非?？煽?。當(dāng)前的商家正把二氧化碳溶入“天然礦泉”水，造出美味的飲料，賺進大筆的銀子。 第88頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日 燃素說是指任何能夠燃燒的東西都含有一種特殊的物質(zhì)，稱為燃素。在燃燒過程中，燃素被釋放到空氣中。1772年，普利斯特列發(fā)現(xiàn)植物能釋放出一種動物生存必需的氣體。他試著呼吸這種氣體，發(fā)現(xiàn)它不僅無害，而且使人感到輕快舒暢。他在在封閉的容器里

45、分別充入等量的普通空氣和這種新氣體，發(fā)現(xiàn)老鼠在新氣體里的清醒程度比在空氣里還高一倍。 第89頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日鉛、汞的氧化物空氣普利斯特列做了許多實驗，用很大的放大鏡聚焦陽光，加熱金屬氧化物（礦石），觀察“燃素”的性質(zhì)。1774，他通過加熱汞和鉛的紅色氧化物，制取出了同樣的氣體。普利斯特列得出結(jié)論說，他發(fā)現(xiàn)了一種不含燃素的新氣體，并把它稱之為“無燃素氣”。事實上，他是發(fā)現(xiàn)了氧氣。 第90頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日瑞典藥劑師及化學(xué)家舍勒（Karl Wilhelm Scheele，17421786）幾乎籍籍無名，不過現(xiàn)在正逐漸

46、被科學(xué)史家認為是18世紀最偉大的化學(xué)家。他非常了不起，在化學(xué)上做出了許多發(fā)現(xiàn)，科學(xué)史上幾乎無人能比。舍勒致力于追求科學(xué)的一生，可能還因為喜歡他嘗嘗新發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)的味道而被縮短了。他分離出了砷、鋇、氯、鎂、鉬和氮，制造出了幾十種重要的新型化合物，包括氧化溴、苯甲酸、檸檬酸、亞砷酸銅（綠色顏料舍勒綠）、沒食子酸、氰化氫、硫化氫、氟化氫、乳酸、蘋果酸、多種高錳酸、四氟化硅、酒石酸、鎢酸和尿酸。事實上，他對化學(xué)的貢獻可能超過了同時代任何其他科學(xué)家。1775年他被選為瑞典皇家科學(xué)院院士，這對一位藥劑師的助手來說，實在是一樁獨特的榮譽。1771年，舍勒在加熱氧化汞時，發(fā)現(xiàn)了一種具有奇特性質(zhì)的新型氣體。它無色

47、、無臭，身處其中的小動物如老鼠非?；顫姟Щ鹦堑哪緱l放進這種氣體，會立刻冒出火焰。舍勒把這種氣體稱為“火氣”，成為第一個發(fā)現(xiàn)空氣中含有兩種氣體、一種能夠支持燃燒而另一種不能的人。他立刻寫了一本叫做論空氣和火的化學(xué)的書，描述了這些實驗。舍勒之所以被科學(xué)史家所忽略，很大程度上該歸咎于他的贊助人、瑞典化學(xué)家伯格曼（Torbern Bergman, 17351784）太懶。伯格曼答應(yīng)給舍勒的書寫序言，生性安靜恬退的舍勒可能是太羞怯，也可能是太專注于其它的研究，不愿去向伯格曼嘮叨。結(jié)果伯格曼拖了很久才把序言寫出來，舍勒的出版商（有時候他也會因為這本書出得太遲而受到指責(zé)）直到1777年才得以出版這本書。這

48、時候，普利斯特列類似實驗的結(jié)果已經(jīng)發(fā)表很久了，他獲得了發(fā)現(xiàn)氧氣的榮譽。 第91頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日這還不是故事的結(jié)局。1774年，普利斯特列去拜訪偉大的法國化學(xué)家拉瓦錫（Antoine Laurent Lavoisier，17431794），把自己的實驗結(jié)果告訴了他。傲慢的拉瓦錫把普利斯特列當(dāng)作一個業(yè)余科學(xué)家，他立刻重復(fù)了普利斯特列的實驗，證實了這一發(fā)現(xiàn)，并馬上認識到其重要性，想到這種新氣體是空氣的重要組成部分。在經(jīng)過一番有點兒混亂的思考之后，他決定把它稱做氧氣（Oxygen），希臘文的意思是“酸素”（其實不是）。拉瓦錫錯誤地認為，所有的酸都含有這種新氣體

49、。不過，他也像舍勒一樣指出，空氣中含有兩種主要氣體，一種支持燃燒（氧），一種不支持（氮）。他還研究了呼吸氧氣的動物產(chǎn)生的熱，證明呼吸作用與燃燒有關(guān)系。 這些發(fā)現(xiàn)實在太重要了，拉瓦錫決定以新元素的發(fā)現(xiàn)者進入歷史，便聲稱這發(fā)現(xiàn)是自己作出的，完全抹殺了普利斯特列的功勞。至于氧氣真正的發(fā)現(xiàn)者舍勒，自然更是被忽視和遺忘。第92頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日 （貝弗里奇）在機會稀少的情況下，不要局限于傳統(tǒng)的步驟，而要去嘗試新奇的步驟；在注意觀察預(yù)期事物的同時，要保持對意外事物警覺性和敏感性；解釋線索，這是一切方面中最困難的方面；不要滿足于澄清手邊的問題，而是要在取得某些新知識后

50、去揭示更新的知識；新發(fā)現(xiàn)在開始的時候也許沒有用武之地，但絕不要因此而忽視；新發(fā)現(xiàn)往往跟傳統(tǒng)相悖，要能經(jīng)得住冷淡和反對。 第93頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日我們在科學(xué)研究中，在做每個實驗的時候，都既要有明確的目的性和計劃性，但也要充分注意可能的意外性。而在對待機遇的問題上，既要看到偶然性，又要看到隱藏在偶然性背后的必然性。第94頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日（三）科學(xué)假說的形成1、科學(xué)假說的來源對于科學(xué)問題的解答對于科學(xué)事實的概括對于經(jīng)驗定律的解釋第95頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日2、 科學(xué)假說建立的步驟 1

51、）提出科學(xué)問題質(zhì)疑 2）分析問題,作出初步假定 3）形成科學(xué)假說答疑所謂答疑,就是對某個尚無現(xiàn)成答案的問題提出某種解釋或說明,這在邏輯上就稱為假說第96頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日1）導(dǎo)致假說形成的問題新事實和舊理論之間發(fā)生矛盾而提出的問題某個理論內(nèi)部存在邏輯矛盾而提出的問題原有理論體系之間出現(xiàn)矛盾而提出的問題第97頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日新事實和舊理論之間發(fā)生矛盾而提出的問題科學(xué)研究的過程中,隨著實踐活動的不斷深入,一旦科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一些意外的新現(xiàn)象,用舊的理論無法對這些新的事實作出合理的說明或這些新事實與原有理論所作出的推導(dǎo)是相

52、抵觸的,那么就會提出科學(xué)的問題。例： 17 世紀以來,許多學(xué)者發(fā)現(xiàn)非洲西部的海岸線和南美洲東部的海岸線彼此相吻合這一事實,而當(dāng)時的地質(zhì)科學(xué)理論如地球收縮說、陸橋說對這一事實都不能作出圓滿的解釋。正是這一問題的出現(xiàn),引發(fā)了魏格納“大陸漂移”這一假說的提出。第98頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日某個理論內(nèi)部存在邏輯矛盾而提出的問題如果某個理論內(nèi)部存在著邏輯上的不一致,那么人們就會對這一理論的真理性和適用性提出質(zhì)疑,新的問題就會出現(xiàn)。例： 根據(jù)亞里士多德力學(xué)原理,物體速度與物體的重量成正比。而伽利略設(shè)計了這樣的理想實驗:用一根繩子把兩塊重量不同的石頭聯(lián)系起來,看它們以什么速

53、度下落。根據(jù)亞里士多德的落體觀念,可以得出兩個相互矛盾的結(jié)論,這樣,自由落體的速度問題就被提出來了,而正是這一問題的提出導(dǎo)致了后來自由落體定律的發(fā)現(xiàn)。第99頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日伽利略對此提出了質(zhì)疑 ： 按亞氏理論：物體從高空下落，重輕快慢AB伽利略假設(shè)：AB合物A快B慢，B拖累A 合物比A慢A比B快合物比A重按亞氏理論 合物比A快矛盾？結(jié)論：合物既比A快又比A慢 伽利略落體定律 ：物體從高空下落，不論輕重，將同時落地 第100頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日原有理論體系之間出現(xiàn)矛盾而提出的問題如果原有理論體系內(nèi)部存在的不同的理論,

54、它們在各自領(lǐng)域內(nèi)部都取得了成功,并且發(fā)揮著很大的作用,但它們之間卻存在著矛盾,也會導(dǎo)致科學(xué)問題的提出。例：19 世紀,生物進化論和熱力學(xué)理論取得了前所未有的成就,建立起了比較完善的科學(xué)體系。但它們的基本理論之間卻無法作出統(tǒng)一的說明。生物進化論認為物種在生存斗爭中經(jīng)過自然選擇,由低級向高級不斷進化。而根據(jù)熱力學(xué)第二定律可以推導(dǎo)出:在物質(zhì)系統(tǒng)發(fā)展的演化過程中,隨著一系列有序化和組織化程度不斷提高,系統(tǒng)的熵不斷減少。這樣就提供了兩種完全相反的世界時間箭頭。“怎樣才能對二者作出統(tǒng)一的理論說明?”這一科學(xué)問題的提出必然引發(fā)科學(xué)家們作出各種猜想,提出假說第101頁，共146頁，2022年，5月20日，1點

55、38分，星期日2）分析問題,作出初步假定 為了回答所提出的科學(xué)問題,人們根據(jù)為數(shù)不多的事實材料和已有的理論原理,對問題進行科學(xué)分析,作出初步假定,形成假說的基本理論觀點,即硬核。初步假定的提出是假說形成的基礎(chǔ)。通過對問題的分析,作出初步假定,主要包括以下兩種情況: 在原有理論框架下,作出初步假定突破背景知識的束縛,作出初步假定第102頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日在原有理論框架下,作出初步假定 在科學(xué)史上天王星軌道“攝動”問題出現(xiàn)以后,天文學(xué)家經(jīng)過分析,堅信經(jīng)過100 多年的實踐考驗過的牛頓天體力學(xué)并非失效了,他們認為可以在牛頓力學(xué)范圍內(nèi)解決,屬于常規(guī)的問題。于是在

56、原有理論框架內(nèi)提出多種設(shè)想,經(jīng)過反復(fù)考察,作出了天王星外存在著一顆“未知行星”的初步假定。06年，冥王星已降級為矮行星，太陽系剩下8顆行星第103頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日突破背景知識的束縛,作出初步假定通過對問題“定性”,如果屬于非常規(guī)問題,則需要突破背景知識的局限作出初步假定。背景知識是研究者從事科研工作的基礎(chǔ),但往往也成為創(chuàng)建思想的障礙,很容易把人的思維束縛在特定的理論框架內(nèi)。如果所面臨的科學(xué)問題是在原有的理論框架內(nèi)無法解決的,這就需要研究者有革新的精神,敢于對背景知識提出質(zhì)疑,向“經(jīng)典理論”挑戰(zhàn),提出創(chuàng)新性的初步假定。哥白尼“日心說”、達爾文“物種進化論

57、”、愛因斯坦“相對論”的初步假定的提出都是突破背景知識束縛的產(chǎn)物。第104頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日 不論在哪種情況下提出的初步假定,由于研究者回答問題的角度不同,因而提出的初步假定往往是多元的。例：關(guān)于天王星軌道“攝動”問題,天文學(xué)家們開始提出了三種設(shè)想,即“災(zāi)變”,“未知衛(wèi)星”，“未知行星”,經(jīng)過反復(fù)考察,天文學(xué)家認為:如果曾有慧星撞擊過天王星,則會使天王星軌道發(fā)生改變,但是,人們在那個時期沒有觀測到慧星經(jīng)過天王星,因而“災(zāi)變”的假定不能成立;如果天王星有一顆尚未發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星,其質(zhì)量和體積之大足以使人們用望遠鏡發(fā)現(xiàn)它,而實際情況并非如此“,未知衛(wèi)星”的假定也不

58、能成立。因此“,未知行星”的初步假定就被確立下來。第105頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日3）假說體系的形成初步假定是為了解答問題而猜想出來的基本理論觀點,僅僅是假說的基本內(nèi)核。初步假定確立以后怎樣才能發(fā)展為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的假說體系呢? 正如一篇文章有了鋼筋骨架之后,需要血肉枝葉來潤色加工。假說體系的形成則需要初步假定的外推和擴展來論證假說的基本觀點,充實假說的基本內(nèi)容。初步假定的外推和擴展,即由初步假定引申出關(guān)于事實的結(jié)論,包括以下兩種情況:對已知事實的解釋對未知事實的預(yù)測第106頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日對已知事實的解釋對已知事實的解釋就

59、是從已確立的基本觀點出發(fā),廣泛地解釋已知的事實。無論是對基本觀點形成之前人們已觀察過的事實,還是對基本觀點形成后新觀察到的事實,都要加以解釋。被解釋的事實越多,支持假說基本觀點的證據(jù)也就越多。門捷列夫元素周期律最初作為假說被提出時,解釋了當(dāng)時已發(fā)現(xiàn)的63種元素的多種性質(zhì)。魏格納從大陸漂移的觀點出發(fā),解釋了古生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、氣候?qū)W中的一系列發(fā)現(xiàn)。這些被解釋的事實都對假說的基本觀點起到了一定程度的支持。第107頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日對未知事實的預(yù)測一個初步假定的提出不僅僅要能解釋已知的事實,更重要的是能預(yù)測未知的事實,預(yù)測的未知事實一旦被證實,就能給假說的基本觀

60、點提供極大的支持和辯護。門捷列夫所制的早期元素周期表“未知行星”的假定預(yù)言太陽系外還有一顆比天王星更遠的行星，1846 年伽勒觀察到了海王星“,未知行星”的假定就得到了證實。門捷列夫元素周期律的假說提出時給未知元素留下空白,預(yù)言了未知元素的存在及其性能,當(dāng)這些預(yù)言后來被證實時,元素周期律的假定就具有了強大的說服力,并且順利地由假說過渡到了科學(xué)定律。第108頁，共146頁，2022年，5月20日，1點38分，星期日綜上,一個科學(xué)的假說是由問題引發(fā),經(jīng)初步假定逐步發(fā)展成為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的假說體系,這是假說形成的三步曲。由于假說是科學(xué)性和假定性的統(tǒng)一,因而假說形成以后還有待于驗證,實踐是最后的試金石,任何