科學(xué)發(fā)現(xiàn)的思維方法

科學(xué)發(fā)現(xiàn)的思維方法第一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

科學(xué)史有無(wú)數(shù)創(chuàng)造性的例子：有的人埋頭于實(shí)驗(yàn)，通過(guò)細(xì)心觀察，發(fā)現(xiàn)了新的現(xiàn)象，如倫琴發(fā)現(xiàn)X射線；琴納通過(guò)接種牛痘防治天花，從而奠定了免疫學(xué)；有的人按預(yù)定的概念與計(jì)劃去實(shí)驗(yàn)，取得了預(yù)期的結(jié)果，如居里夫人從大量的瀝青鈾礦中提煉出放射性元素釙和鐳；有的人通過(guò)廣泛的觀察、體會(huì)，“悟”出新概念，從而提出新理論，如達(dá)爾文的進(jìn)化論；第二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

有的人由純粹的數(shù)理演繹，提出新概念，預(yù)見(jiàn)新現(xiàn)象的存在，如麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論；有的人修正舊的理論，提出新的假說(shuō)，這些假說(shuō)在當(dāng)時(shí)似乎都違反常識(shí)，如愛(ài)因斯坦創(chuàng)立相對(duì)論；有的人將不同學(xué)科聯(lián)系、組織起來(lái)，建立起新領(lǐng)域而取得了成功，如維納建立控制論。所有這一切都說(shuō)明，獲得創(chuàng)造性成果的途徑是多種多樣的，顯然不存在什么一成不變的方法。第三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)歸納方法

歸納是從個(gè)別或特殊的事物中概括出一類事物的共同本質(zhì)或普遍規(guī)律的方法。它由推理的前提和結(jié)論兩部分構(gòu)成，其前提是若干已知的個(gè)別事實(shí)、個(gè)別或特殊的判斷和陳述。結(jié)論是從前提中通過(guò)邏輯推理而獲得的一般原理，是普遍性的判斷和陳述。歸納法的客觀基礎(chǔ)是一般存在于個(gè)別之中。由于個(gè)性之中有共性，任何個(gè)別事實(shí)中都包含著某種一般性的東西，這就使歸納的結(jié)果有一定的可靠性，但又因?yàn)閭€(gè)性比共性更豐富，任何個(gè)別都不能完全地包括在一般之中，因而歸納的結(jié)論帶有較大的或然性。第四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日1.歸納法的特點(diǎn)：客觀性、創(chuàng)造性、綜合性2.歸納法的作用：能夠從科學(xué)事實(shí)中概括出一般規(guī)律，提出加假說(shuō)和形成理論驗(yàn)證某些試驗(yàn)確認(rèn)理論。為科學(xué)觀察和實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)提供邏輯依據(jù)，便于用簡(jiǎn)單合理的方式揭示事物的因果性和規(guī)律性。第五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日二、歸納法的類型

歸納具有各種不同的類型。根據(jù)歸納的前提是否完全，可以分為完全歸納法和不完全歸納法。在不完全歸納法中，根據(jù)其是否運(yùn)用了因果規(guī)律，又區(qū)分為簡(jiǎn)單枚舉歸納法和科學(xué)歸納法，科學(xué)歸納法也叫判明因果聯(lián)系的歸納法。第六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日1．完全歸納法

完全歸納法，是在考察了某類事物的全部對(duì)象以后，發(fā)現(xiàn)每一對(duì)象皆具有某種屬性，從而概括出該類事物全部對(duì)象都具有該屬性的一種邏輯方法。例如，根據(jù)直角三角形、銳角三角形、鈍角三角形它們的三個(gè)內(nèi)角之和都等于180度，從而推出所有三角形的三個(gè)內(nèi)角和都等于180度的結(jié)論。完全歸納法的結(jié)論沒(méi)有超出前提所斷定的范圍，因而是必然聯(lián)系，是可靠的，但是它沒(méi)有提供新知識(shí)。第七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日2．不完全歸納法

不完全歸納法是根據(jù)某類事物的部分對(duì)象具有某種屬性而推論出該類事物的所有對(duì)象都具有某種屬性的邏輯方法。例如前提：鐵這種金屬是固體銅這種金屬是固體金這種金屬是固體

結(jié)論：所有金屬都是固體。這種從部分到整體，從個(gè)別到一般的過(guò)渡是以飛躍的形式實(shí)現(xiàn)的，其結(jié)論帶有或然性，只要有一個(gè)相矛盾的事實(shí)，就能把整個(gè)結(jié)論全部推翻。第八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

常用的不完全歸納法有簡(jiǎn)單枚舉法、科學(xué)歸納法。（1）簡(jiǎn)單枚舉法。它是在列舉了某類事物的部分對(duì)象具有某種屬性且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)反例的情況下，推出該類事物的所有對(duì)象都具有某種屬性。其結(jié)論的可靠性可隨枚舉事例數(shù)量的增大而有所提高，但依然是或然性，因?yàn)槠浣Y(jié)論的覆蓋范圍大于前提。第九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日（2）科學(xué)歸納法。它是根據(jù)對(duì)某一門類的部分對(duì)象的本質(zhì)、屬性和因果關(guān)系的研究，揭示事物的必然聯(lián)系，作出這一門類全部對(duì)象一般結(jié)論的推理方法。也稱判明因果關(guān)系法，由于引進(jìn)了因果關(guān)系作為推理的依據(jù)，其結(jié)論比較可靠。它有幾種類型。第十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日第十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日（3）統(tǒng)計(jì)歸納法把隨機(jī)數(shù)學(xué)的成果引進(jìn)歸納邏輯中的一種歸納法。統(tǒng)計(jì)歸納法和簡(jiǎn)單枚舉法既相似又不同，相同之處都是通過(guò)對(duì)一類事物中的一部分個(gè)別對(duì)象的考察，從而做出關(guān)于整類對(duì)象的結(jié)論。但明顯不同的是，簡(jiǎn)單枚舉法的結(jié)論是普遍性的，統(tǒng)計(jì)歸納法的結(jié)論是由概率性的。第十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日統(tǒng)計(jì)歸納法的結(jié)論（結(jié)論是一個(gè)有關(guān)概率的命題）不適用于任一特定的φ（x）的對(duì)象x。它所適用的，乃是隨機(jī)選取的任一滿足φ（x）的x。第十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日（4）尋求因果關(guān)系歸納法A求同法：如果被研究對(duì)象a分別在不同的場(chǎng)合中出現(xiàn)，但每一場(chǎng)合只有一個(gè)情況相同，由此可以判明這個(gè)情況與被研究對(duì)象有關(guān)?？梢员硎救缦拢喝绻贏BCD出現(xiàn)時(shí)a出現(xiàn)

在ABCE出現(xiàn)時(shí)a出現(xiàn)在ACEF出現(xiàn)時(shí)a出現(xiàn)

因此A與a之間有因果關(guān)系。第十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日例如，焦耳在1840~1848年間所作的四類實(shí)驗(yàn)，就是以求同法來(lái)研究熱功當(dāng)量的。1）將水放在與外界絕熱的容器中，通過(guò)重物下落帶動(dòng)銅制槳狀葉輪攪動(dòng)水，水溫升高；2）以機(jī)械功壓縮汽缸中的氣體，汽缸浸在水中，水溫升高；3）以機(jī)械功轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)產(chǎn)生的電流通過(guò)水中的線圈，水溫升高；4）以機(jī)械功使兩塊在水面下的鐵片相互摩察，水溫升高。因此，機(jī)械功是產(chǎn)生水溫上升的原因，機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為熱能。第十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日B求異法：如果被研究對(duì)象a在第一個(gè)場(chǎng)合中出現(xiàn)，在第二個(gè)場(chǎng)合中不出現(xiàn)，而這兩個(gè)場(chǎng)合只有一個(gè)情況不同，由此可以判明這個(gè)情況與研究對(duì)象有關(guān)。如果在ABCD出現(xiàn)時(shí)abcd出現(xiàn)在BCD出現(xiàn)時(shí)只有bcd出現(xiàn)

那么A與a之間有因果關(guān)系第十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日例如，法國(guó)微生物學(xué)家巴斯德在1860~1864年間所作的曲頸瓶實(shí)驗(yàn)，就是用差異法來(lái)研究空氣塵埃中含有能使有機(jī)物腐敗的微生物。第一次，他把有機(jī)物浸液裝在長(zhǎng)頸瓶?jī)?nèi)煮至沸騰（殺死液體內(nèi)和瓶壁上的細(xì)菌），置冷，但空氣中的塵埃、臭氧、電磁及其它未知物質(zhì)均能竄入瓶?jī)?nèi)，兩三天后該有機(jī)浸液內(nèi)就出現(xiàn)了微生物并使浸液腐敗。第十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

第二次，在一般處置方式相同的情況，只把瓶頸抽成彎曲的尖頭，空氣、臭氧、電磁及其它未知物質(zhì)仍能竄入瓶?jī)?nèi)，只是塵埃不易進(jìn)去與浸液接觸，只能附在瓶壁上，有機(jī)物浸液仍保持潔凈，未出現(xiàn)微生物?？梢?jiàn)，使有機(jī)浸液腐敗的原因是空氣中浮蕩的尖埃上有生命的原種所致。巴斯德在實(shí)驗(yàn)室研究微生物與發(fā)酵的關(guān)系，證明了細(xì)菌致病第十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日C求同求異并用法亦稱契合差異并用法?？疾靸山M事例，一組是由被研究現(xiàn)象出現(xiàn)的若干場(chǎng)合組成的，稱之為正事例組；一組是由被研究現(xiàn)象不出現(xiàn)的若干場(chǎng)合組成的，稱之為負(fù)事例組。如果在正事例組的各場(chǎng)合中只有一個(gè)共同的情況并且它在負(fù)事例組的各場(chǎng)合中又都不存在，那么，這個(gè)情況就是被研究現(xiàn)象的原因。第十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)龊舷刃星闆r

被研究情況

正面場(chǎng)

合1A、B、C、Da2A、D、E、Fa3A、F、G、Ha……

反面場(chǎng)合1’-、B、C、D-2’-、M、N、O-3’-、P、Q、R-……所以，A情況是a現(xiàn)象的原因（或結(jié)果）第二十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

第一步，把被考察現(xiàn)象出現(xiàn)的正面場(chǎng)合加以比較，發(fā)現(xiàn)只有一個(gè)共同的情況，由此根據(jù)求同法確定A和a有因果聯(lián)系；第二步，把被研究現(xiàn)象不出現(xiàn)的反面場(chǎng)合加以比較，發(fā)現(xiàn)A情況不出現(xiàn)是唯一共同的，由此又根據(jù)求同法確定A的不存在與a的不存在有因果聯(lián)系；第三步，比較正反兩組場(chǎng)合，發(fā)現(xiàn)有A就有a，無(wú)A就無(wú)a，由此根據(jù)求異法得出結(jié)論：A和a有因果聯(lián)系。由于這種確定因果聯(lián)系的方法，兩次應(yīng)用了求同法，一次應(yīng)用了求異法，是求同法和求異法的結(jié)合，所以被稱作求同求異并用法。但需要注意，不可把求同求異并用法與求同法和求異法的相繼應(yīng)用混為一談。因?yàn)椴徽撛谡鎴?chǎng)合中還是在反面場(chǎng)合中，除了有無(wú)A情況這一差別外，其他的情況也不完全相同，在每一場(chǎng)合，不能運(yùn)用求異法。

第二十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

很久以來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)有些鳥(niǎo)能遠(yuǎn)航萬(wàn)里而不迷失方向。原因是什么呢?人們對(duì)此曾作過(guò)不少的猜測(cè)，但都沒(méi)有得到證實(shí)。近年來(lái)，科學(xué)工作者發(fā)現(xiàn)每當(dāng)天晴能見(jiàn)到太陽(yáng)時(shí)，這些鳥(niǎo)都能確定其飛行的正確方向；反之，每當(dāng)天陰見(jiàn)不到太陽(yáng)時(shí)，它們就迷失方向。由此，科學(xué)工作者作出結(jié)論說(shuō)，有些鳥(niǎo)能遠(yuǎn)航萬(wàn)里而不迷失方向的原因是利用太陽(yáng)來(lái)定向的。差不多同樣成績(jī)考入一所學(xué)校的學(xué)生，經(jīng)過(guò)一年學(xué)習(xí)以后，出現(xiàn)了成績(jī)的差異。經(jīng)調(diào)查，成績(jī)好的，都是學(xué)習(xí)努力的；成績(jī)差下去的，都是學(xué)習(xí)不夠努力的。經(jīng)過(guò)比較，我們可以推斷，學(xué)習(xí)刻苦努力是成績(jī)好的原因。第二十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日共變法：如果在所有考察場(chǎng)合中，某一情況發(fā)生變化，被研究對(duì)象也隨之發(fā)生變化，由此可判明某一情況與研究對(duì)象有關(guān)。

可表示如下：如果在A1BC出現(xiàn)時(shí)a1出現(xiàn)當(dāng)A1變?yōu)锳2，即A2BC出現(xiàn)時(shí)，a1相應(yīng)變?yōu)閍2；在情況變?yōu)锳3BC時(shí)，又相應(yīng)地有a3……；因此，A與a有因果關(guān)系，第二十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

如前所述，巴斯德是反對(duì)“天然生殖”的，他認(rèn)為空氣塵埃中的微生物是有機(jī)物腐敗的原因；如果這個(gè)觀點(diǎn)成立，有機(jī)物置于極為清潔的空氣中就不會(huì)腐敗。于是他運(yùn)用共變法，再次進(jìn)行他的實(shí)驗(yàn)。他和他的學(xué)生帶著事先滅了菌的有機(jī)物浸液，旅行到農(nóng)村小道時(shí)打開(kāi)二十個(gè)盛有有機(jī)物浸液的玻璃瓶，立即封閉，之后發(fā)現(xiàn)其中的八瓶被微生物腐??；登上高八百多米的山上打開(kāi)二十瓶，立即封閉，之后產(chǎn)生變化的只有五瓶；再繼續(xù)登高到山上的冰河處打開(kāi)二十瓶，立即封閉，之后只有一瓶產(chǎn)生變化。這就證明了塵埃越少有機(jī)物越不易腐敗，這就表明塵埃中的微生物和細(xì)菌是有機(jī)物腐敗的原因。第二十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

與巴斯德同時(shí)代的盧昂博物院院長(zhǎng)普謝是反對(duì)上帝創(chuàng)造生命的科學(xué)家，但也反對(duì)巴斯德的觀點(diǎn)。他認(rèn)為啤酒液、肉湯之類，有機(jī)物溶液自身就能產(chǎn)生出生命（微生物），即使放在最干凈的空氣中也是如此。普謝和他的學(xué)生登上海撥三千米的高山，在冰河裂隙處把事先滅了菌的干草汁瓶打開(kāi)，裝入高山空氣密封好。結(jié)果發(fā)現(xiàn)一些瓶中的液體也起了變化。普謝認(rèn)為這就證實(shí)了天然生殖觀點(diǎn)。由此看出，運(yùn)用共變法往往能得出正確的結(jié)論。第二十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日剩余法：如果得知被研究的某一復(fù)合現(xiàn)象是由一組條件引起的，把其中已經(jīng)判明因果關(guān)系的部分減去，那么，可以判明兩個(gè)剩余部分之間有關(guān)系。

表示為：如果已知ABCD的總和是abcd,且已知A是a的原因，B是b的原因，C是c的原因那么，D與d之間有因果關(guān)系。第二十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

例如，德國(guó)科學(xué)家本生和基爾霍夫在1859~1861年間所作的光譜分析實(shí)驗(yàn)中，就用了剩余法發(fā)現(xiàn)了銣和銫：首先，本生和基爾霍夫發(fā)現(xiàn)，每一種元素都有它的特征光譜線，某一物料的火焰有多少種光譜線，該物料就含有多少種元素。本生在研究一種礦泉水時(shí)，把它滴于火焰并在分光鏡上看到一系列光譜線；隨后他們分析在這一系列光譜線中有鈣、鍶、鎂、鋰發(fā)出的譜線，還剩下從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的鮮艷的藍(lán)色明線。由此，本生判定，新譜線存在的原因在于該礦泉水中還有一種新元素，他把它命名為銫（天空的藍(lán)色之意）。之后，本生和基爾霍夫又用類似的方法發(fā)現(xiàn)了銣，至于制取得到的金屬銫和金屬銣則更晚些。第二十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

又如，獲得1976年諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎(jiǎng)的美國(guó)科學(xué)家蓋達(dá)塞克揭示庫(kù)魯病傳染方式，就是利用乘余法。庫(kù)魯病是新幾內(nèi)亞的原始部落發(fā)現(xiàn)的一種新疾病。得病人會(huì)雙手發(fā)抖，身體搖晃，最后悲慘地死去。第二十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

蓋達(dá)塞克通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，發(fā)病的人群中只有婦女和孩子，孩子不只是女孩也有男孩，而成年男子都不生這種病。造成這種情況的原因何在呢？蓋達(dá)塞克發(fā)現(xiàn)，新幾內(nèi)亞人的夫妻不吃一鍋飯，不住在一個(gè)屋檐下，未成年的孩子與母親生活在一起。還發(fā)現(xiàn)，這種部落的親人死后，奔喪都是由女子操辦，未成年的孩子跟母親一起參加悼念。為了對(duì)死者表示哀悼，在告別儀式上要對(duì)死者凈身解剖，剖開(kāi)腦顱，然后分吃腦髓。認(rèn)為這樣可以把死者的智慧轉(zhuǎn)移到自己身上，也是對(duì)死者最大的尊敬。成年男子不參加這種儀式，沒(méi)有吃腦髓的機(jī)會(huì)，也就沒(méi)有傳染庫(kù)魯病的可能，由此可以判定庫(kù)魯病是由吃腦子而傳播的。第二十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日拓展閱讀：培根的“三表法”和穆勒的“穆勒五法”第三十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日三、歸納法的局限性首先，歸納法的結(jié)論具有或然性（處完全歸納法和科學(xué)歸納法）。其次，歸納法在推理過(guò)程中缺乏辯證性。第三十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)演繹法一、演繹法的特點(diǎn)演繹是從一般到個(gè)別的推理方法，或通過(guò)一般認(rèn)識(shí)個(gè)別的思維方法。演繹與歸納相反，它是從已知的某些原理、定理、法則、公理出發(fā)，推出新結(jié)論的一種邏輯方法。演繹推理是前提與結(jié)論之間有蘊(yùn)涵關(guān)系的必然性推理。只要演繹推理的前提是真實(shí)的，而且推量形式又是合乎邏輯規(guī)則的，推出的結(jié)論就是真實(shí)可靠的。結(jié)論的必然性是其最大的特點(diǎn)第三十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日二、演繹法的類型1.直接推理法從一個(gè)直言命題推出另一個(gè)直言命題的方法。并非（p∨

q）等值于非p∧非q；設(shè)“沒(méi)有永恒的朋友，也沒(méi)有永恒的敵人”為P，根據(jù)公式，“有永恒的朋友，或有永恒的敵人”為非P，原題為：必然P，所以，不可能非P必然P與可能非P是矛盾關(guān)系；與不可能非P是等值關(guān)系，推理正確第三十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日2.“三段論”推理法即由大前提、小前提和結(jié)論三部分組成。大前提是已知的一般原理，是全稱判斷；小前提是研究的特殊對(duì)象，是特稱判斷；結(jié)論是把特殊對(duì)象歸結(jié)到一般原理之下得出的新知識(shí)。例：大前提：一切物質(zhì)都是由更基本的部分組成的；小前提：基本粒子是一種物質(zhì)；結(jié)論：基本粒子也是由更基本的部分組成。第三十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

公理化方法是指從盡可能少的基本概念、公理、公設(shè)出發(fā)，運(yùn)用演繹推理規(guī)則，推導(dǎo)出一系列的命題和定理，從而建立理論體系的方法。第三十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日第三十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日3.聯(lián)言推理法聯(lián)言命題的各個(gè)聯(lián)言支都是真的，該聯(lián)言命題才是真的。第三十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日三、演繹法的作用與局限性1.作用2.局限性單靠演繹本身不能保證結(jié)論的正確性。例如：大前提：所有的物體都是熱脹冷縮的；小前提：冰也是物體；結(jié)論：冰也同樣是熱脹冷縮。大前提：馬是食草動(dòng)物；小前提：山羊是吃草的；

結(jié)論：所以，山羊是馬！

第三十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日顯然這些結(jié)論是錯(cuò)誤的。演繹方法本身不能確定它的前提是否正確，它只是從已知的陳述中進(jìn)行邏輯變換獲得新結(jié)論。第三十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日四、歸納與演繹的辯證關(guān)系無(wú)論是歸納還是演繹，都不是科學(xué)唯一的或占有統(tǒng)治地位的方法。各自有自己的功能特性，歸納對(duì)發(fā)現(xiàn)新的普遍規(guī)律有重要意義，演繹則對(duì)預(yù)見(jiàn)新的科學(xué)事實(shí)又無(wú)可替代的作用。兩者的推理形式及結(jié)論性質(zhì)不同。歸納是或然的，演繹是必然的。兩者前提和結(jié)論斷定的范圍不同。兩者的先天缺陷不同。第四十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)系統(tǒng)科學(xué)方法一、系統(tǒng)科學(xué)方法的形成與作用從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，著重從整體與部分，整體與外部環(huán)境的相互聯(lián)系、相互作用的關(guān)系中綜合地精確地考察對(duì)象，達(dá)到最佳處理問(wèn)題的一種方法。即出發(fā)點(diǎn)是整體，要放在聯(lián)系中考察，要最佳處理。第四十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日系統(tǒng)方法不同于傳統(tǒng)綜合方法在于：（1）追求目標(biāo)，整體大于部分之和，追求1+1大于2。（2）在結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系上，系統(tǒng)方法強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)決定功能，傳統(tǒng)的方法認(rèn)為要素好，整體功能就好，而系統(tǒng)方法認(rèn)為要素好整體功能未必好，關(guān)鍵是結(jié)構(gòu)。第四十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日系統(tǒng)科學(xué)系統(tǒng)科學(xué)的技術(shù)學(xué)科系統(tǒng)科學(xué)的理論學(xué)科

系統(tǒng)科學(xué)的基礎(chǔ)理論第四十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日常用的幾種系統(tǒng)科學(xué)方法

1系統(tǒng)分析法

系統(tǒng)分析法是以運(yùn)籌學(xué)和計(jì)算機(jī)為主要工具，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)各種要素過(guò)程和關(guān)系的考察確定系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、功能、效用的方法。系統(tǒng)分析法廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)硬件的研制和軟件的開(kāi)發(fā)、技術(shù)產(chǎn)品的革新、環(huán)境科學(xué)和生態(tài)系統(tǒng)的研究以及城市管理規(guī)劃等方面。

第四十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日2信息方法

信息方法是以信息論為基礎(chǔ)通過(guò)獲取傳遞加工處理利用信息來(lái)認(rèn)識(shí)和改造對(duì)象的方法。第四十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日第一步：把對(duì)象變換成信息流程：信源——編碼——信道————譯碼——信宿

噪聲信源：發(fā)送信息的來(lái)源，可以是人、機(jī)器、自然界物體等。編碼：把信息變成信號(hào)的措施。信號(hào)：信息的攜帶者，通信中信號(hào)有多種多樣，可以是光、聲、電脈沖等。噪聲：信號(hào)傳播過(guò)程系統(tǒng)產(chǎn)生或外界混入的干擾。譯碼：把信號(hào)翻譯成文字和圖象的措施，如把長(zhǎng)短的無(wú)線電波翻譯成電報(bào)的文字內(nèi)容。信宿：即收信者，可以是人、機(jī)器比如電腦、收音機(jī)、電視等。第二步：通過(guò)信息的獲取、傳輸、加工、處理和利用認(rèn)識(shí)和改造對(duì)象。第四十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日運(yùn)用領(lǐng)域1)、用于病理現(xiàn)象的解釋。2)、用于經(jīng)絡(luò)理論解釋。用信息方法研究經(jīng)絡(luò)學(xué)，經(jīng)絡(luò)可以看作信息的傳輸系統(tǒng)：氣血——信息及其載體。經(jīng)脈、絡(luò)脈是信息通道。穴位是信息的輸入輸出端。經(jīng)絡(luò)通表達(dá)里，統(tǒng)率臟腑，把人體的臟腑、骨骼聯(lián)系起來(lái)，形成一個(gè)的信息傳輸、控制和調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。3)、用于研究生物通信。4)、信息農(nóng)藥。第四十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日3控制論方法運(yùn)用控制論原理，按照研究對(duì)象的信息流程，通過(guò)信息處理，變換和反饋等手段，從功能行為上控制、揭示其變化發(fā)展的內(nèi)部機(jī)制和外部效應(yīng)的方法。第四十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日4自組織方法建立在諸多自組織科學(xué)理論基礎(chǔ)上，從一般方法論的角度去處理自組織系統(tǒng)中的有序與無(wú)序、線性與非線性確定性與隨機(jī)性的演化關(guān)系；處理現(xiàn)實(shí)問(wèn)題或認(rèn)識(shí)自組織系統(tǒng)時(shí)，要采取辯證的方法，選擇適宜的方法。

第四十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日5功能模擬方法

功能模擬方法是以控制論為基礎(chǔ)，根據(jù)兩個(gè)系統(tǒng)功能的相同或相似性，應(yīng)用模型來(lái)模擬原型功能的方法。用于仿生學(xué)，發(fā)展新技術(shù)。

第五十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日6黑箱方法

黑箱是指內(nèi)部要素和結(jié)構(gòu)尚不清楚的系統(tǒng)。黑箱方法就是通過(guò)研究黑箱的輸入和輸出的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)確定可供選擇的黑箱模型，進(jìn)行檢驗(yàn)和篩選，最后推測(cè)出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的方法。第五十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日黑箱方法對(duì)于生命系統(tǒng)的研究具有獨(dú)特的作用。生命系統(tǒng)十分復(fù)雜、高度組織。它的功能和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，應(yīng)該是生命活動(dòng)著的狀態(tài)和關(guān)系，生命一停止，它的微觀結(jié)構(gòu)就改變。黑箱方法由于具有不干擾或破壞生命正常進(jìn)程的條件下進(jìn)行研究的特點(diǎn)，因而成了研究生命系統(tǒng)的有效方法。第五十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日系統(tǒng)方法的地位與作用（1）為人們提供了新的思維模式，是推動(dòng)科技整體化、綜合化的重要方法。（2）兼具多種認(rèn)識(shí)功能，是研究復(fù)雜系統(tǒng)和宏大系統(tǒng)的有效工具。第五十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日二、系統(tǒng)科學(xué)的基本特點(diǎn)1、整體性原則——首要原則當(dāng)要素之間存在著相干性、協(xié)同性條件下，會(huì)有新質(zhì)的出現(xiàn)，這種新質(zhì)不是單個(gè)要素所具有的而是系統(tǒng)整體才具有的。整體性要求局部服從全局，始終把對(duì)象看作是一個(gè)有機(jī)整體。2、層次性原則系統(tǒng)都是有層次結(jié)構(gòu)的。第五十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日3.開(kāi)放性原則任何系統(tǒng)都是開(kāi)放的，任何系統(tǒng)脫離其存在的環(huán)境就無(wú)法生存，系統(tǒng)向環(huán)境開(kāi)放是系統(tǒng)存在的前提。4.最優(yōu)化原則使用系統(tǒng)方法的目的和要求。最優(yōu)化是整體功能最優(yōu)優(yōu)，系統(tǒng)的最優(yōu)化是多目標(biāo)的綜合。第五十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日5.定性定量原則6.人—機(jī)交換原則第五十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日三、還原論與整體論的辯證統(tǒng)一系統(tǒng)論就是還原論和整體論的辦證統(tǒng)一。第五十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)非邏輯方法在邏輯方法還走不通的地方，科學(xué)就要用非邏輯方法開(kāi)辟新的道路；非邏輯方法打開(kāi)通路后，又必須及時(shí)地在從舊認(rèn)識(shí)到新認(rèn)識(shí)之間的“深淵”上架起“邏輯的橋梁”。第五十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日一、形象思維

1.形象思維的含義和特點(diǎn)思維的基本元素是概念和表象，思維的基本形式是抽象思維和形象思維。抽象思維是通過(guò)形成概念和運(yùn)用概念進(jìn)行判斷和推理來(lái)實(shí)現(xiàn)的；形象思維則表現(xiàn)為表象的分解和重組形成的一種思維流程。

形象思維就是對(duì)感知過(guò)的形象在頭腦中進(jìn)行加工和改造，重組出新的形象，用直觀的形式展現(xiàn)研究對(duì)象的特征、結(jié)構(gòu)和關(guān)系，以解釋研究對(duì)象的本質(zhì)和規(guī)律。

第五十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

形象思維的特點(diǎn)：

直觀性。它通過(guò)感覺(jué)、知覺(jué)的表象描述事物，用個(gè)別表現(xiàn)一般，用具體表達(dá)抽象，具有直觀、生動(dòng)、具體的特點(diǎn)，容易為人們所理解和接受。概括性。它用形象語(yǔ)言或手法把若干分散、孤立和片斷的知識(shí)綜合起來(lái)形成統(tǒng)一的圖景，給人以完整的概念。簡(jiǎn)明性。它可以簡(jiǎn)化繁難的邏輯推理過(guò)程，直接得到思維的結(jié)果，縮短認(rèn)識(shí)過(guò)程。形象思維的主要活動(dòng)方式是想象。第六十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日2.形象思維的主要形式形象思維中主要形式：聯(lián)想和想象聯(lián)想：是從一事物想到另一事物，是將大腦中的意象聯(lián)系起來(lái)，由一種已知意象喚起另一種意象。想象：是在聯(lián)想的基礎(chǔ)上加工原有的意象，對(duì)原有的意象進(jìn)行改造重組剪接，形成新的意象。第六十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

詩(shī)人、小說(shuō)家、藝術(shù)家需要想象，科學(xué)也需要想象。愛(ài)因斯坦提出相對(duì)論的兩條原理和他創(chuàng)立的相對(duì)論，是現(xiàn)代科學(xué)中想象力發(fā)揮作用的突出表現(xiàn)。沒(méi)有想象就沒(méi)有場(chǎng)的概念，沒(méi)有想象就沒(méi)有核酸分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，沒(méi)有想象也就沒(méi)有各種微觀粒子的理論模型。

第六十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日第六十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日想象在科學(xué)認(rèn)識(shí)中的作用

第一，進(jìn)行創(chuàng)造性的綜合?？茖W(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)是直觀的形象東西和抽象的概括的東西的統(tǒng)一體。第二，是新概念、新理論的設(shè)計(jì)師。想象具有概括化和理想化的作用。想象在對(duì)事物的形象進(jìn)行加工時(shí)，所進(jìn)行的選擇、揚(yáng)棄、改造、重組的過(guò)程，就是概括性活動(dòng)。集中地體現(xiàn)在科學(xué)想象活動(dòng)的成果之中。電磁學(xué)中的磁力線是關(guān)于磁作用機(jī)制十分形象的概括；物理學(xué)中的場(chǎng)的概念以及三維空間、四維空間都是對(duì)物體存在方式的不同概括。第三，想象能激勵(lì)、誘導(dǎo)發(fā)現(xiàn)或發(fā)明?？茖W(xué)幻想是一種指向末來(lái)的特殊想象。它的特征是任憑思維擺脫現(xiàn)實(shí)的束縛去構(gòu)思塑造未知的事物，對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)或技術(shù)發(fā)明起著十分重要的誘導(dǎo)作用。第四，科學(xué)幻想是想象的特殊形式，是一種指向未來(lái)的科學(xué)想象。第六十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日3.形象思維在科學(xué)研究中所具有的意義

首先，它可以直觀、形象、清晰、明確、具體的解釋對(duì)象的本質(zhì)和規(guī)律，使人們能夠迅速捕捉到隱藏在事物深層的本質(zhì)規(guī)律，理解高度抽象的理論。其次，形象思維的發(fā)散性有利于突破邏輯思維的局限，從而揭示對(duì)象的本質(zhì)和規(guī)律。形象思維在工程技術(shù)領(lǐng)域中有著更為突出的意義。最后，是科學(xué)抽象發(fā)展理論的重要手段。第六十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日形象思維與抽象思維形象的“細(xì)胞”是意象；抽象思維的細(xì)胞是概念。形象思維的過(guò)程是運(yùn)用意象進(jìn)行聯(lián)想和想象。抽象思維的過(guò)程是由概念而判斷，由判斷而推理。第六十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日二、直覺(jué)思維直覺(jué)：不受某種固定的邏輯規(guī)則約束而直接領(lǐng)悟事物本質(zhì)的一種思維形式。直覺(jué)是對(duì)事物的快速理解，是在認(rèn)識(shí)過(guò)程中的突然而來(lái)的飛躍，它是一種在感性材料的觸發(fā)下一下子推測(cè)到事物的本質(zhì)的思維活動(dòng)。某個(gè)感性——直覺(jué)——事物本質(zhì)直覺(jué)需要感性材料，但它不需要大量材料進(jìn)行邏輯推理，知覺(jué)只要一點(diǎn)感性材料的觸發(fā)就行了。直覺(jué)需要推理，但直覺(jué)的推理過(guò)程不是按部就班的，而是跳躍式的，只經(jīng)過(guò)一兩個(gè)步驟馬上猜到事物的本質(zhì)。所以直覺(jué)的根本點(diǎn)就是快。看到某個(gè)感性材料，腦子一動(dòng)，就猜到了事物的本質(zhì)。第六十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日第六十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

直覺(jué)思維不同于用邏輯形式固定下來(lái)的那種習(xí)慣的思維方式。直覺(jué)是一種普遍的心理現(xiàn)象，人們平常說(shuō)的“第一印象”、“預(yù)感”、“猜測(cè)”、“洞察力”等等都是從某個(gè)側(cè)面來(lái)表達(dá)人的直覺(jué)的。人們?cè)谥庇X(jué)中，思維采用了邏輯推論進(jìn)程的縮減性，忽略了推論的全過(guò)程，但把握住了個(gè)別的、最重要的環(huán)節(jié)，特別是最終結(jié)論。第六十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日1.直覺(jué)思維的主要特點(diǎn)

第一，突發(fā)、突變性。當(dāng)問(wèn)題一發(fā)生或被提出，會(huì)突如其來(lái)稍縱即逝，在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)過(guò)程的突變、智力的飛躍，人們立即對(duì)問(wèn)題的性質(zhì)作出判斷或結(jié)論。第二，認(rèn)識(shí)成果的突破性。第三，思維過(guò)程的非邏輯性?，F(xiàn)代思維科學(xué)的研究表明，人類思維的本質(zhì)特征在于它有能力“跳過(guò)”邏輯證明的某些環(huán)節(jié)而從整體上對(duì)一些問(wèn)題作出結(jié)論。它不受邏輯的束縛，表現(xiàn)為邏輯的中斷。第七十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

第四，對(duì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的依賴性。經(jīng)驗(yàn)知識(shí)是由相關(guān)問(wèn)題產(chǎn)生直覺(jué)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)。愛(ài)因斯坦指出：“物理學(xué)家的最高使命是要得到那些普遍的基本規(guī)律……要通向這些定律，并沒(méi)有邏輯的道路，只有通過(guò)那種以對(duì)經(jīng)驗(yàn)共鳴的理解為依據(jù)的直覺(jué)，才能得到這些定律。第五，結(jié)論的或然性。直覺(jué)不是建立在嚴(yán)密的邏輯論證基礎(chǔ)上的，所以它有可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，因此，其結(jié)論的正確性不是必然性的，而是或然性的。第七十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日2.直覺(jué)與靈感的聯(lián)系靈感—

靈感是主體對(duì)反復(fù)思考而尚未解決的問(wèn)題，因某種偶然因素或潛意識(shí)信息啟發(fā)而得到突然頓悟的心理狀態(tài)。它在本質(zhì)上是認(rèn)識(shí)過(guò)程中的需要誘發(fā)的心靈受激感應(yīng)活動(dòng)。是人們借助直覺(jué)啟示對(duì)問(wèn)題的突然領(lǐng)悟。

第七十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)一個(gè)人長(zhǎng)期思考一個(gè)問(wèn)題，頭腦中積累了大量的知識(shí)，并且不斷地進(jìn)行整理，思維處于高度集中，高度活躍的狀態(tài)。想呀，想呀，還是想不出拿來(lái)，由于受到某一現(xiàn)象的啟示，突然猜到了問(wèn)題的本質(zhì)，思路豁然開(kāi)朗，茅塞頓開(kāi)。這種思維現(xiàn)象就稱為靈感。第七十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日第七十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

德國(guó)化學(xué)家凱庫(kù)勒長(zhǎng)期研究結(jié)構(gòu)化學(xué)，試圖揭開(kāi)有機(jī)物中碳原子之間是如何結(jié)合的謎底，可是，久而不得其解。后來(lái)，據(jù)他自已說(shuō)在夢(mèng)中，看見(jiàn)蛇咬它自己的尾巴，受此啟示突然達(dá)到創(chuàng)造的高潮，才終于發(fā)現(xiàn)苯環(huán)結(jié)構(gòu)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)徹底革新了有機(jī)化學(xué)。這事例說(shuō)明，靈感的產(chǎn)生既要有長(zhǎng)時(shí)間的準(zhǔn)備以及思考，也要有一時(shí)的頓悟和戲劇性的突變性。第七十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日靈感與直覺(jué)的一致性主要在于：第一，都具有瞬時(shí)性，是一瞬間形成的一種認(rèn)識(shí)。第二，都具有創(chuàng)造性，是思維對(duì)問(wèn)題本質(zhì)性的理解和把握。第三，都不是嚴(yán)密的邏輯推理過(guò)程。第七十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

靈感與直覺(jué)的區(qū)別主要在于：

第一，對(duì)象性不同。直覺(jué)是直接面對(duì)需要解答的問(wèn)題，不假思索地迅速作出結(jié)論性的判斷；靈感則是以對(duì)反復(fù)思索的疑難問(wèn)題，不期而遇地產(chǎn)生頓悟而形成的結(jié)論。第二，依據(jù)的基礎(chǔ)不同。直覺(jué)的基礎(chǔ)主要是經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的積累；靈感的基礎(chǔ)主要是思維漸進(jìn)過(guò)程的中斷、飛躍。第三，情感狀況不同。直覺(jué)往往伴以較強(qiáng)的自信心，確信所得出的結(jié)論“十拿九穩(wěn)”；靈感往往伴以情感的激動(dòng)、亢奮狀態(tài)。第七十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日第七十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日3.捕捉直覺(jué)和靈感的方法4.直覺(jué)思維方法論意義第七十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日三、創(chuàng)造性思維的藝術(shù)1.創(chuàng)造性思維的含義：是突破傳統(tǒng)的邏輯規(guī)則，以新穎的思路來(lái)解決問(wèn)題的思維過(guò)程和方法。第八十頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日2.創(chuàng)造性思維的特點(diǎn)（1）新穎性和獨(dú)創(chuàng)性（2）關(guān)聯(lián)性（3）靈活性和現(xiàn)實(shí)可行性當(dāng)思維從一個(gè)方向受阻時(shí)，轉(zhuǎn)向另一個(gè)方向。單向地毫無(wú)進(jìn)展地重復(fù)思考，想了一遍又一遍，鉆進(jìn)去拔不出來(lái)。勤于思考，不是窩在心中想無(wú)數(shù)遍，而是要多角度思維、逆向思維。（4）綜合性第八十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日3.創(chuàng)造性思維的綜合方式（1）邏輯方法和非邏輯方法的辯證統(tǒng)一。（2）發(fā)散性思維與收斂性思維優(yōu)化綜合（3）理性的直覺(jué)和自覺(jué)的整合第八十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

發(fā)散思維（divergentthinking或稱“求異思維”）：在解決問(wèn)題時(shí)，思維能不拘一格地從僅有的信息中盡可能擴(kuò)展開(kāi)去，朝著各種方向去探尋各種不同的解決途徑和答案。它的特點(diǎn)是流暢性、靈活性和獨(dú)特性。

收斂思維（convergentthinking或稱“輻合思維”、“求同思維”)：在解決問(wèn)題的過(guò)程中，思維能盡可能利用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，把眾多的信息逐步引導(dǎo)到條理化的邏輯系列中去，從所接受的信息中產(chǎn)生邏輯的推論。第八十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日4.創(chuàng)造性思維的過(guò)程準(zhǔn)備期醞釀期明朗期驗(yàn)證期第八十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日三種境界王國(guó)維古今之成大事業(yè)、大學(xué)問(wèn)者，必經(jīng)過(guò)三種之境界：“昨夜西風(fēng)凋碧樹(shù)。獨(dú)上高樓，望盡天涯路。”此第一境也?！耙聨u寬終不悔，為伊消得人憔悴。”此第二境也?！氨娎飳にО俣龋嚾换厥?，那人卻在，燈火闌珊處。”此第三境也。第八十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日迎著困難，勇于攀登，高瞻遠(yuǎn)望，苦苦思索,“獨(dú)上高樓，望盡天涯路”；這是處于創(chuàng)造沉思中的情景。這是第一種境界。追求真理，百折不撓，無(wú)論多大挫折，終不后退,“衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴”；這是研究探索中的情景。這是第二種境界。幾經(jīng)艱苦奮斗，突然受到啟發(fā)，頓時(shí)恍然大悟，原來(lái)事物的奧秘，正隱藏在“燈火闌珊處”；這是直覺(jué)的頓悟、成功的歡悅的情景。這是第三種境界第八十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日“三種境界”之說(shuō)正說(shuō)明了在科學(xué)探索和藝術(shù)創(chuàng)作中存在著三個(gè)階段：高瞻遠(yuǎn)矚、構(gòu)想沉思的準(zhǔn)備階段-準(zhǔn)備期冥思苦想、孜孜以求的探索階段-醞釀期不斷追求、終有頓悟的收獲階段-豁朗期王國(guó)維先生的這一論述蘊(yùn)含著深邃的哲理，其真知灼見(jiàn)發(fā)人深思。第八十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，2022年，8月28日

從事科學(xué)研究的人似乎還需要一種境界，即：“行到水窮處