專題三科學技術發(fā)展的趨勢與規(guī)律

專題三

科學發(fā)展的規(guī)律和趨勢20091自然辯證法科學發(fā)展的規(guī)律和趨勢一、科學發(fā)展的規(guī)律二、科學發(fā)展的趨勢

20092自然辯證法一、科學發(fā)展的規(guī)律(一)科學知識增長的加速律(二)科學認識發(fā)展的重心律20093自然辯證法20094自然辯證法(一)科學知識增長的加速律

1844年，恩格斯明確地提出了科學認識發(fā)展加速律的思想?！翱茖W發(fā)展的速度至少也是和人口增長的速度一樣的；人口的增長同前一代人的人數成比例，而科學的發(fā)展則同前一代人遺留下來的知識量成比例。因此，在最普通的情況下，科學也是按幾何級數發(fā)展的”。20095自然辯證法定量的研究路線美國科學計量學家德拉克·普賴斯（DerekdeSollaPrice1922-1983）20096自然辯證法普賴斯的指數增長模型

F(t)=aebt

(a＞0,b＞0)式中，t為時間，以年為單位；a為條件常數，是初始時刻（t＝0）科學量化指標的數值；b為時間常數，表示的是持續(xù)增長率，即某年的科學量化指標的數值的累積增加量與前一年累積總數的比值:b=[F(tn)-F(tn-1)]/F(tn-1)20097自然辯證法“普賴斯曲線”(c曲線)1.科學認識發(fā)展是一種加速運動曾有人估算，截至1980年，人類社會獲得的科學知識的90％是第二次世界大戰(zhàn)后30余年獲得的。2.科學認識的發(fā)展無止境

20098自然辯證法加速律的事實證據1.科學期刊和科學文獻的增長2.科學家數量的增長3.科學學科的增長4.科學費用的增長20099自然辯證法科學期刊種類1750年10種1800年有100種1850年有1000種1900年10000種1965年突破10萬種每50年增長10倍（倍增周期約為15年）200910自然辯證法《倫敦皇家學會哲學論壇》

(1662—1930年)200911自然辯證法科技文獻的增長圖書館的藏書量的增長

耶魯大學圖書館，1703年有藏書1，000部

1938年:模型值：263.86萬部實際值：274.8萬部誤差約為0.4％

200912自然辯證法科學家數量的增長自1800年以來，1800年，1000人1850年，10，000人1900年，100，000人1950年，1，000，000人1970年，3，200，000人每50年增長10倍（倍增周期約為15年）200913自然辯證法科學學科的增長19世紀:力學、物理學、化學、生物學20世紀:邊緣學科、交叉學科、橫斷學科現在:學科總數已達l000多個群體、2500多門

BAC200914自然辯證法科學費用的增長200915自然辯證法“C曲線”的由來200916自然辯證法200917自然辯證法理性思考科學的定量指標并不是在任何時期內都按指數規(guī)律增加的(最近40年)當t→∞時，△F(t)=aeb(t+1)-aebt=aebt（eb-１）→∞不能對科學未來的長期趨勢進行預測200918自然辯證法科學知識的邏輯增長律F(t)=k／（１＋ae-kbt）

（b＞0）式中，F(t)為t年的科學量化指標累積量；Ｋ為t→∞時,科學量化指標的累積量，是科學累積量的最大值。a,b為參數。F(t)=aebt200919自然辯證法現實的科學發(fā)展的邏輯曲線S形:增長曲線不會沖破“天花板”——K200920自然辯證法對于“普賴斯曲線”的評價作為一個理論的模式，“S曲線”較好顯示了各項科學指標、科學社會規(guī)模的加速發(fā)展趨勢。局限——沒有考慮到各種復雜因素對科學增長的制約局限——科學增長存在極限200921自然辯證法正常時期科學遵循邏輯增長規(guī)律非常時期科學增長近乎停止，以知識總量維持著某種動態(tài)的平衡為明顯特征。積蓄科學潛能的階段，類似物理學中的溫度飽和現象。

托馬斯.庫恩200922自然辯證法波浪式前進、無止境發(fā)展“正常時期”－→“非常時期”－→新的“正常時期”加速－→飽和－→新的加速200923自然辯證法(二)科學認識發(fā)展的重心律1、帶頭學科的更替(學科上的不平衡)2、“科學中心轉移”(地域上的不平衡)200924自然辯證法帶頭學科更替(凱德洛夫)

--科學知識體系范圍的重心

帶頭學科：在一個時期內，它的發(fā)展水平和速度走在其它學科的前面，能夠以自己的發(fā)展規(guī)模和實力影響其它學科；它的概念、理論和方法對其它學科的發(fā)展有著不同程度的作用。

帶頭學科更替性的兩個特征：1.帶頭學科更替的周期性2.帶頭學科更替的加速性

200925自然辯證法帶頭學科更替史200926自然辯證法帶頭學科更替的周期性單個學科與一組學科相間地成為帶頭學科。當某一學科完成了科學發(fā)展的帶頭作用后，就讓位于一組學科來帶頭，這一組學科起了帶頭作用后，某一學科又取代這一組學科而起帶頭作用，然后又是一組帶頭……如此不斷地更替。200927自然辯證法帶頭學科更替的加速性帶頭學科更替的周期不斷縮短--帶頭學科處于先導地位的時間越來越短，更替日益加快。帶頭學科更替周期的公式：

（n：順序號，Δtn：帶頭學科的持續(xù)時間）

200928自然辯證法對凱德洛夫理論評價合理之處：在于它肯定任何一門學科在科學發(fā)展的歷史上的地位和作用是隨著科學本身的發(fā)展而不斷變化的問題：在計量方面不準確——按這個理論推論，更替周期越來越短，逐漸趨近于零，將沒有帶頭學科了

200929自然辯證法科學活動中心轉移

--科學發(fā)展在地理空間上的重心

從全球的范圍看，科學的發(fā)展有著活動中心，這是科學人才和科學成果最集中的地方。從科學的歷史看，科學活動中心會從一個國家向另一個國家轉移。200930自然辯證法1954年,英國學者（JohnDesmondBernal，1901～1971）,《歷史上的科學》,列出了18個歷史時期的世界技術和科學活動中心。1962年，日本學者湯淺光朝，對近現代科學成果作了統計分析，用定量化方法描述了近現代世界科學活動中心轉移的情況。

200931自然辯證法湯淺光朝的研究世界科學活動中心某個時期取得的重大科學成果數超過同時期全世界取得的重大科學成果總數的25％的國家或地區(qū)。科學興隆期一個國家保持其處于科學中心地位的時間。200932自然辯證法1501年-1950年間分成45個階段，以國家為單位分段編制編年表，再將每個階段中每個國家的成果數目除以全世界當時的成果總數，得到一系列的百分比數。根據所得數據分別繪制出各個國家的相對成果數的變化曲線。200933自然辯證法研究結果:科學中心起止時間科學興隆期意大利1540－161070年英國1660－173070年法國1770－183060年德國1830－192090年美國1920年-現在第一，近現代科學中心是不斷轉移的，轉移的順序是意大利→英國→法國→德國→美國；第二，這5個國家進入和退出科學活動中心的時間不盡一致，但科學興隆期的平均值是80年左右。

200934自然辯證法“湯淺現象”

科學活動中心轉移的平均周期約為80年，科學興隆的平均周期也大致是80年。200935自然辯證法科學中心與科學家意大利70年：達·芬奇、伽利略英國70年：牛頓、虎克、波義耳、哈雷法國60多年：拉格朗日、拉普拉斯、庫侖、拉瓦錫德國80年：愛因斯坦、普郎克、倫琴美國80多年：愛因斯坦、波爾、霍金

200936自然辯證法對“湯淺現象”的評價使人們認識到科學發(fā)展在區(qū)域上的不平衡性積極意義：通過對一個國家科學活動中心的形成和消失的研究，獲取經驗教訓，制定適宜本國的科技發(fā)展規(guī)劃，可使本民族的科學事業(yè)迅速發(fā)展。200937自然辯證法附：科學活動中心將移向何處？

(討論)200938自然辯證法1、科學活動中心形成的條件（一）教育哲學思想→社會思潮→科學家的信念（二）經濟、政治（三）學術傳統、哲學思想（四）科技研究規(guī)模200939自然辯證法科學中心與教育中心

意大利英國法國德國美國科學中心1540-16101660-17301770-18301840-19201920-教育中心1640-16601670-171018101850-1900200940自然辯證法意大利但丁,生于1265年直到14世紀末15世紀初產生了弗吉里奧、維多里諾、格里諾等人文主義教育家之后，意大利才產生第一個近代科學家達·芬奇16世紀中意大利才真正取得科學中心的地位．200941自然辯證法英國第一個人文主義詩人喬叟誕生于14世紀到16世紀末17世紀初培根和莎士比亞把英國的哲學和文學藝術推上高峰，培根、洛克等人的教育思想確立了英國教育的中心地位隨后英國出現了科學和技術的大繁榮．200942自然辯證法法國

畢代(1457—1540)、拉伯雷(1495？一1553)；杜爾拉伯(1512一l565)、拉繆(1515—1572)等是法國最早的人文主義者，17世紀又涌現了笛卞爾、伽森狄、馬勒伯朗士等一批哲學家，直到18世紀上半葉孟德斯鳩、伏爾泰、盧梭、夏洛泰等哲學家和教育家向封建主義的最后堡壘發(fā)起猛烈的進攻之后，科學中心才于1760年姍姍到來．200943自然辯證法德國1517年馬丁·路德宣布宗教改革綱領，18世紀末世界的哲學中心和教育中心轉移到德國，19世紀初德國成為科學中心。200944自然辯證法美國代表美國精神的實用主義發(fā)軔于1871-1874年間在哈佛大學建立的“形而上學俱樂部”，后詹姆斯（1842-1910）奠定了實用主義的基礎杜威進一步發(fā)展了實用主義并將它應用于教育，發(fā)起了進步主義教育運動．1920年科學中心轉移到美國。200945自然辯證法德國成為世界科學中心的分析1.尊重知識尊重科學的傳統2.開放和吸引人才的傳統(愛因斯坦、波恩是猶太人,馮諾曼、魏格勒、朗道曾留學德國)

3.哲學的突破和指導作用（康德黑格爾）4.積極培養(yǎng)和選拔青年海森堡:慕尼黑大學→哥廷根大學(波恩,數學)→哥本哈根(物理,玻爾),24歲發(fā)現量子力學5.數學領先(著名的希爾伯特難題)

200946自然辯證法2、中國能否成為下一個

科學活動中心？

（思考）200947自然辯證法二、科學發(fā)展的趨勢(一)數學化趨勢(二)高度分化高度綜合趨勢

（學科演化）(三)整體化趨勢

（相互關系）(四)科學、技術、生產一體化趨勢200948自然辯證法數學化趨勢的含義在科學發(fā)展的過程中，越來越多的科學部門具有以下三個特征：1．公理化系統2．建立理論體系的公理化方法3．研究成果的表述：數學語言、數學模型和數學方法200949自然辯證法科學數學化，是歷史的必然過程1.人類知識由定性轉向定量、由數量向結構推移的總趨勢2.形式化的數學語言的高度通用性和邏輯簡明性3.數學本身和數學計算技術的不斷發(fā)展200950自然辯證法數學化的顯著標志數學向各個科學領域的廣泛滲透1.物理科學的數學化，表現在任何一個物理理論都以方程式和物理世界相聯系

2.生物科學的數學化

3.社會科學首先是經濟學也加速了數學化的進程200951自然辯證法高度分化與高度綜合的表現初級分化→初