科學(xué)觀察成良斌

科學(xué)觀察

主講:成良斌

2/6/20231華中科技大學(xué)人文學(xué)院2/6/20232華中科技大學(xué)人文學(xué)院2/6/20233華中科技大學(xué)人文學(xué)院一、觀察的特性1.什么叫科學(xué)觀察？

觀察是主體(觀察者)與客體(被觀察對象)相互作用的過程?？茖W(xué)觀察具有目的性。海森堡：盲人摸雪花與正常人認(rèn)識電子雪是白的。

2/6/20234華中科技大學(xué)人文學(xué)院2.觀察的特性主觀性：是指觀察是由主體來進行的，即觀察內(nèi)容是被觀察對象在觀察者頭腦中的主觀印象。

客觀性：是指觀察是對客體的觀察，即觀察內(nèi)容是觀察者就觀察對象所達成的共識；沒有觀察對象什么也看不到。2/6/20235華中科技大學(xué)人文學(xué)院二、觀察的主觀性

1感覺的局限性和錯覺

感官都有一定的感覺閾值；

感官的反應(yīng)速度有限；

感官的感覺靈敏度也不高；

錯覺。2/6/20236華中科技大學(xué)人文學(xué)院黑色的幽靈2/6/20237華中科技大學(xué)人文學(xué)院2/6/20238華中科技大學(xué)人文學(xué)院2知覺的選擇性

在觀察過程中，對同一現(xiàn)象，由于知覺的選擇性和主動性往往會得到完全不同的主體印象。知覺的選擇性就是選擇某一或某些事物為觀察對象，而把其它的事物作為觀察背景；由于選擇的不同，觀察對象和背景又可以相互轉(zhuǎn)換。2/6/20239華中科技大學(xué)人文學(xué)院2/6/202310華中科技大學(xué)人文學(xué)院

對象與背景：1928年弗萊明發(fā)明青霉素(葡萄球菌與綠霉點)。

信號與噪音：1965年彭齊亞斯、威爾遜關(guān)于3K微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)。

2/6/202311華中科技大學(xué)人文學(xué)院3背景知識

背景知識往往決定了主體能夠觀察到什么。如果沒有經(jīng)過一定的科學(xué)訓(xùn)練，沒有必要背景知識，就往往導(dǎo)致觀察失誤，甚至視而不見(X光片、化石、聽外語)。2/6/202312華中科技大學(xué)人文學(xué)院4觀察儀器

觀察儀器對觀察的影響具有二重性。一方面是人的感官延長，大大擴大了人的視野，提高了觀察的精確度，克服了直接觀察的局限性、主觀性和模糊性；另一方面，觀察儀器又會引起觀察失誤。

觀察的主觀性也決定了觀察的易謬性（觀察主觀性的兩重性）。2/6/202313華中科技大學(xué)人文學(xué)院三、觀察的客觀性

觀察的客觀性是指觀察是對客體的觀察。

客觀事實、經(jīng)驗事實和科學(xué)事實。實現(xiàn)觀察客觀性的主要條件有：2/6/202314華中科技大學(xué)人文學(xué)院1觀察的可重復(fù)性問題

一般來說，在觀察(包括實驗觀察)中發(fā)生的事件能夠被反復(fù)檢驗，就在一定程度上保證了觀察結(jié)果的客觀性；從經(jīng)驗科學(xué)的角度看，可重復(fù)即為真(1969年韋伯聲稱發(fā)現(xiàn)了引力波)；但從哲學(xué)的高度看，可重復(fù)的東西不一定是真的。

2/6/202315華中科技大學(xué)人文學(xué)院2觀察必須以正確理論為指導(dǎo)

觀察總是滲透著理論的，當(dāng)不完備甚至錯誤的理論或觀點滲透到觀察之中時，就會導(dǎo)致錯誤觀察。其表現(xiàn)主要有先入之見、無意過失和假想等。2/6/202316華中科技大學(xué)人文學(xué)院《嚴(yán)新氣功現(xiàn)象》

镅（Am）-241的衰變計數(shù)率因受氣功影響上升0.28%或下降1.35%，實驗誤差0.19%。

雙盲法則2/6/202317華中科技大學(xué)人文學(xué)院3觀察必須全面、系統(tǒng)這就是說，應(yīng)當(dāng)從事物的空間分布上，觀察事物的各個方面和全體；從事物本身的關(guān)系及其與其它事物的相互關(guān)系上，觀察事物的整體特征及其在環(huán)境中的表現(xiàn)；從事物的時間演化上，觀察事物變化發(fā)展的各個階段或全過程。2/6/202318華中科技大學(xué)人文學(xué)院

竺可楨《物候?qū)W》1974-1978年，泰勒等，射電脈沖雙星(PSR1919+16):經(jīng)上千次觀測，發(fā)現(xiàn)其軌道周期減少率為萬億分之三。

2/6/202319華中科技大學(xué)人文學(xué)院4必須選擇典型的觀察對象和條件由于客觀事物往往非常復(fù)雜，其本質(zhì)常常被紛繁的現(xiàn)象所掩蓋，所以，要想順利揭示事物的本質(zhì)，就必須暫時撇開與當(dāng)前觀察無關(guān)的內(nèi)容，撇開次要過程和干擾因素，使事物的自然狀態(tài)變成比較純粹的形態(tài)，讓其主要過程充分暴露出來。雷默的光速（見圖）、孟德爾的豌豆、摩爾根的果蠅。

2/6/202320華中科技大學(xué)人文學(xué)院2/6/202321華中科技大學(xué)人文學(xué)院5必須選用完備、先進的觀測技術(shù)和儀器現(xiàn)代儀器越來越完備、先進，其精度和可觀測范圍也越來越大，這樣就能更準(zhǔn)確、更客觀地記錄客體的運動狀態(tài)。2/6/202322華中科技大學(xué)人文學(xué)院四、觀察滲透理論

1958年，科學(xué)哲學(xué)家漢森明確提出了“觀察滲透理論”的觀點。這種觀點強調(diào)了理論在觀察中的重要作用，闡述了理論對觀察目的、觀察手段、觀察對象和觀察結(jié)論的全面滲透。2/6/202323華中科技大學(xué)人文學(xué)院1理論決定了觀察的目的和對象

現(xiàn)代神經(jīng)生理學(xué)和心理學(xué)研究表明，知覺是大腦對一系列感覺判斷(如視覺印象)進行解釋和組合的過程而形成的，具有選擇性、主觀性和創(chuàng)造性的。知覺的這一特性決定了觀察的主觀性，也就決定了理論對觀察目的和對象的影響。2/6/202324華中科技大學(xué)人文學(xué)院（1）觀察結(jié)果與背景知識矛盾：導(dǎo)致科學(xué)發(fā)現(xiàn)(倫琴的X光,氰亞鉑酸鋇)；（2）對理論預(yù)言的檢驗成為觀察的目的，理論預(yù)言的對象成為觀察的對象(廣義相對論預(yù)言光線彎曲)；（3）目的不同，觀察結(jié)果往往不同：看書、畫，聽音樂；（4）實驗觀察：實驗?zāi)康臎Q定了實驗過程、方式；也決定了觀察的結(jié)果(電子的位置和速度；理論上有突破、創(chuàng)新往往是導(dǎo)致重大發(fā)現(xiàn)的前提。如正電子、中子、電磁波的發(fā)現(xiàn)就是這樣。很多人被傳統(tǒng)觀念禁錮了頭腦，阻礙了科學(xué)的發(fā)展。安德遜發(fā)現(xiàn)正電子之前，多人都看到過，但不知是什么)。2/6/202325華中科技大學(xué)人文學(xué)院

2理論決定了觀察到什么

在科學(xué)史上，常發(fā)生這樣事情：有的人雖然在觀察中遇到了新的自然現(xiàn)象，但是，由于缺乏正確理論的指導(dǎo)而犯了“丟失結(jié)論”的觀察錯誤；而另外的人由于對這一現(xiàn)象作出了正確的理論解釋，卻得到了重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

2/6/202326華中科技大學(xué)人文學(xué)院科技史中的例子:脫燃素空氣與氧氣；電火花與電磁波（赫茲1888）；正電子（狄拉克與安德遜）2/6/202327華中科技大學(xué)人文學(xué)院3理論可以糾正一些錯誤觀察

觀察是可錯的，對錯誤的觀察，只有靠觀察和理論的相互作用才能得到糾正(地球的形狀、布朗的花粉、孔子與顏回、開普勒的火星)。

2/6/202328華中科技大學(xué)人文學(xué)院4理論提供了觀察語言語言分為物質(zhì)外殼和語義；任何觀察的結(jié)果只有用語言陳述出來才有科學(xué)價值，而觀察語言總是與特定的科學(xué)理論聯(lián)系著的?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)或陳述必須進入或依靠科學(xué)概念系統(tǒng)。