南航自然辯證法課件第五講：科學(xué)問題

第九講科學(xué)問題第九講科學(xué)問題一、科學(xué)研究始于科學(xué)問題二、科學(xué)問題的來源、分類和特點三、科學(xué)問題的層次與結(jié)構(gòu)四、科學(xué)問題的本質(zhì)科學(xué)問題局部思考題一、科學(xué)研究始于科學(xué)問題１、關(guān)于科學(xué)研究起點問題的不同觀點２、科學(xué)研究始于問題３、“科學(xué)研究始于問題”與“認識以實踐為根底”的關(guān)系１、關(guān)于科學(xué)研究起點問題的不同觀點①科學(xué)研究始于觀察和實驗②科學(xué)研究始于科學(xué)事實③科學(xué)研究的多起點模式①科學(xué)研究始于觀察和實驗十九世紀(jì)以前，大多數(shù)人認為，科學(xué)研究是從觀察和搜集事實材料開始的。亞里士多德歸納－演繹程序理論認為，科研是從搜集事實材料開始的。培根的科學(xué)歸納模式認為，科研從收集事實材料開始。牛頓分析－綜合程序理論認為，科研從觀察和實驗開始②科學(xué)研究始于科學(xué)事實以夏皮爾為代表的現(xiàn)代科學(xué)哲學(xué)流派——新歷史主義學(xué)派那么認為，科學(xué)研究的起點是科學(xué)事實。夏皮爾認為，科學(xué)的研究必須從事實出發(fā)。②科學(xué)研究始于科學(xué)事實

維特根斯坦認為：

“世界是事實的總和，而不是事物的總和?！雹劭茖W(xué)研究的多起點模式多起點模式的根本思想是:認為科學(xué)研究的起點既確定又不確定，任何對科學(xué)發(fā)現(xiàn)有奠基性意義的第一步，都可以看作是科學(xué)研究的起點。比方科學(xué)觀察、科學(xué)實驗、事實材料、科學(xué)范式、思辯猜測、審美意識等等。２、科學(xué)研究始于問題最早系統(tǒng)提出這個觀點的是英國科學(xué)哲學(xué)家波普爾，其代表作是《猜測與反駁》。從科學(xué)理論總體開展的過程和科學(xué)研究的具體進程看，科學(xué)研究始于科學(xué)問題的觀點都有著充分的理由。左邊是墨跡胡亂堆積還是一條狗的簡圖？２、科學(xué)研究始于問題科學(xué)問題不僅牽制著科學(xué)研究的方向，而且制約著科學(xué)研究的內(nèi)容；它不僅決定著科學(xué)工作者如何觀察、如何實驗，而且決定著科學(xué)工作者能觀察到什么，能做出什么樣的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。２、科學(xué)研究始于問題科學(xué)問題不僅牽制著科學(xué)研究的方向，而且制約著科學(xué)研究的內(nèi)容；它不僅決定著科學(xué)工作者如何觀察、如何實驗，而且決定著科學(xué)工作者能觀察到什么，能做出什么樣的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。左邊是高腳杯還是兩個側(cè)面人頭？２、科學(xué)研究始于問題科學(xué)問題不僅牽制著科學(xué)研究的方向，而且制約著科學(xué)研究的內(nèi)容；它不僅決定著科學(xué)工作者如何觀察、如何實驗，而且決定著科學(xué)工作者能觀察到什么，能做出什么樣的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。左邊是一位美麗的少女還是一位丑陋的老太婆？科學(xué)研究始于科學(xué)問題，這在科學(xué)開展史上是比比皆是的?！毦鷮W(xué)家弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素。２、科學(xué)研究始于問題青霉素科學(xué)研究始于科學(xué)問題，這在科學(xué)開展史上是比比皆是的。２、科學(xué)研究始于問題德國物理學(xué)家倫琴于1895年發(fā)現(xiàn)了Ｘ射線。X射線衍射圖X射線衍射圖科學(xué)研究始于科學(xué)問題，這在科學(xué)開展史上是比比皆是的。２、科學(xué)研究始于問題晨雞報曉，留鳥遷徙→“生命活動為什么具有時間節(jié)律”→“生物鐘”理論的創(chuàng)立。科學(xué)問題的提出不僅決定觀察什么，也決定著如何觀察和能觀察到什么。２、科學(xué)研究始于問題“提出一個問題比解決一個問題更重要?！笨茖W(xué)問題的提出不僅決定觀察什么，也決定著如何觀察和能觀察到什么。２、科學(xué)研究始于問題1900年，在第二屆國際數(shù)學(xué)家大會上，希爾伯特作了題為《數(shù)學(xué)問題》的著名報告，提出了23個重大數(shù)學(xué)問題，即著名的希爾伯特問題?？茖W(xué)問題的提出不僅決定觀察什么，也決定著如何觀察和能觀察到什么。２、科學(xué)研究始于問題希爾伯特指出：“只要一門科學(xué)分支能提出大量的問題，它就充滿著生命力；而問題缺乏那么預(yù)示著獨立開展的衰亡或中止?！保?、“科學(xué)研究始于問題”與“認

識以實踐為根底”的關(guān)系“科學(xué)研究從哪里開始”與“科學(xué)從哪里開始”，這是兩個原那么上不同的問題。前者是關(guān)于科學(xué)工作者的科學(xué)研究程序問題，后者是關(guān)于人的認識來源問題。二者層次不同，實質(zhì)是統(tǒng)一的。二、科學(xué)問題的來源、分類和特點１、科學(xué)問題的來源２、科學(xué)問題的分類３、科學(xué)問題的根本特點１、科學(xué)問題的來源⑴從社會生產(chǎn)和實際生活的需要中來⑵從實踐與理論的矛盾中來⑶從某一理論自身的矛盾中來⑷從不同理論之間的矛盾中來⑸從尋求經(jīng)驗事實之間的聯(lián)系和統(tǒng)一解釋的需要中來⑴從社會生產(chǎn)和實際生活的需要中來社會生產(chǎn)和實際生活的需要是多種多樣并不斷產(chǎn)生和開展的。它往往會提出種種實用性或技術(shù)性問題。通訊工程和自動化控制系統(tǒng)的需要要求應(yīng)用計算機。工業(yè)機器人⑴從社會生產(chǎn)和實際生活的需要中來社會生產(chǎn)和實際生活的需要是多種多樣并不斷產(chǎn)生和開展的。它往往會提出種種實用性或技術(shù)性問題。農(nóng)業(yè)開展的需要提出了除草滅蟲、提高產(chǎn)量的農(nóng)藥、化肥問題。⑴從社會生產(chǎn)和實際生活的需要中來社會生產(chǎn)和實際生活的需要是多種多樣并不斷產(chǎn)生和開展的。它往往會提出種種實用性或技術(shù)性問題。畜牧業(yè)開展的需要提出了配合飼料、良種培育等問題。⑴從社會生產(chǎn)和實際生活的需要中來社會生產(chǎn)和實際生活的需要是多種多樣并不斷產(chǎn)生和開展的。它往往會提出種種實用性或技術(shù)性問題。環(huán)境保護的需要提出了三廢處理、開展無害工業(yè)等問題。⑵從實踐與理論的矛盾中來實踐中常常會發(fā)現(xiàn)新的事實，原有理論不能解釋，于是就出現(xiàn)了問題。20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)的β衰變問題，導(dǎo)致泡利中微子假說的提出。⑵從實踐與理論的矛盾中來實踐中常常會發(fā)現(xiàn)新的事實，原有理論不能解釋，于是就出現(xiàn)了問題。黑體輻射問題的發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致普朗克于1900年提出了“能量子”假說。⑵從實踐與理論的矛盾中來實踐中常常會發(fā)現(xiàn)新的事實，原有理論不能解釋，于是就出現(xiàn)了問題。光電效應(yīng)問題的發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致愛因斯坦1905年“光量子”假說的提出。⑶從某一理論自身的矛盾中來理論自身所包含的邏輯矛盾也是科學(xué)問題的重要來源。伽利略自由落體定律的發(fā)現(xiàn)，就是從揭示亞里士多德動力學(xué)理論的內(nèi)在矛盾開始的。亞里士多德伽利略⑶從某一理論自身的矛盾中來假設(shè)M１M2，那么V１V２假設(shè)M１和M２綁在一起，那么：一方面，M＝M１＋M２M１V＝V１＋V2V１①另一方面，V２V1M2下落時會抵消掉M1的一局部速度M１與M２綁在一起的速度又應(yīng)小于V１即VV1②亞里士多德動力學(xué)理論中包含有邏輯矛盾伽利略揭示亞里士多德理論矛盾的過程：伽利略⑶從某一理論自身的矛盾中來理論自身的矛盾在科學(xué)史上是大量存在的。悖論和佯謬就是最有代表性的這類矛盾。所謂悖論就是一種邏輯矛盾，即從某一前提出發(fā)可以推出相反的結(jié)論，或者從同一前提出發(fā)可以推出兩個在邏輯上自相矛盾的結(jié)論。⑶從某一理論自身的矛盾中來★上帝悖論：問題：上帝能不能創(chuàng)造出一塊連他自己也拿不動的石頭？根本內(nèi)容：宗教神學(xué)的根本信條是，萬物都是由上帝創(chuàng)造的，上帝是萬能的。一個問題打倒了上帝:⑶從某一理論自身的矛盾中來★理發(fā)師悖論：問題：請問理發(fā)師，你給自己理發(fā)嗎？根本內(nèi)容：理發(fā)店店牌上寫著：“本店專門為那些不給自己理發(fā)的人理發(fā)?！雹菑哪骋焕碚撟陨淼拿苤衼怼锿陚涞貓D悖論：問題：包含這張地圖的地圖，它本身也是一張地圖，而它不包含自己，能說它完備嗎？根本內(nèi)容：所謂最完備的地圖，就是包含這一張地圖的地圖。結(jié)論：完備地圖是不存在的。⑶從某一理論自身的矛盾中來★羅素悖論〔主題是集合，羅素于1901年發(fā)現(xiàn)〕某一雜志社的所有編輯人員就可以形成一個集合〔不屬于自身的集合〕由世界上所有事物形成的集合〔屬于自身的集合〕問題：由所有不屬于自身的集合形成的集合，這個集合屬于自身嗎？分析：一方面，如果它屬于自身，那它就和形成它的其它元素一樣，是一個不屬于自身的集合，所以，如果它屬于自身，它就不屬于自身。另一方面，如果它不屬于自身，那它就和形成它的元素相反，不是一個不屬于自身的集合，而這等于說，它是一個屬于自身的集合。所以，如果它不屬于自身，它就屬于自身。結(jié)論：無論這個集合是否屬于自身，都會導(dǎo)致自相矛盾。弗雷格寫道：“對于一個科學(xué)家來說，最大的悲哀莫過于工程完工之際地基即被摧毀。我由于羅素的一封信陷入的正是這樣的處境……”⑶從某一理論自身的矛盾中來羅素⑶從某一理論自身的矛盾中來光度佯謬導(dǎo)致等級式宇宙模型、大爆炸宇宙模型等新理論的提出。佯謬也具有悖論的性質(zhì)。如果從一個理論中能推出它不能成立的結(jié)論，就構(gòu)成一個佯謬。宇宙銀河系慧星⑷從不同理論之間的矛盾中來客觀事物是復(fù)雜多變的，人們對同一事物和現(xiàn)象往往會產(chǎn)生多種不同的理論觀點。真理在我這一邊！各有所評一個殘廢有傷風(fēng)化真美?、葟牟煌碚撝g的矛盾中來客觀事物是復(fù)雜多變的，人們對同一事物和現(xiàn)象往往會產(chǎn)生多種不同的理論觀點。關(guān)于光的本質(zhì)問題，有波動說和微粒說之爭關(guān)于地殼運動問題，有活動論和固定論之爭關(guān)于生物進化問題，有內(nèi)因論和外因論之爭熱力學(xué)定律說明，非生命系統(tǒng)是向著有序性減少、熵增大的方向開展；而生物進化論那么說明，生命世界是自發(fā)地向著有序性不斷增加、熵減少的方向演化。這兩個領(lǐng)域中開展不同方向的矛盾，推動了系統(tǒng)科學(xué)、演化科學(xué)的開展，導(dǎo)致普里高津耗散結(jié)構(gòu)理論的創(chuàng)立。⑷從不同理論之間的矛盾中來客觀事物是復(fù)雜多變的，人們對同一事物和現(xiàn)象往往會產(chǎn)生多種不同的理論觀點。⑸從尋求經(jīng)驗事實之間的聯(lián)系和統(tǒng)一解釋的需要中來各種化學(xué)元素先是一個一個地孤立發(fā)現(xiàn)，后來，當(dāng)發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素不斷增多時，就提出了揭示各種化學(xué)元素之間內(nèi)在聯(lián)系和統(tǒng)一解釋的問題，由此導(dǎo)致門捷列夫元素周期律的發(fā)現(xiàn)。２、科學(xué)問題的分類⑴科學(xué)問題與非科學(xué)問題⑵真實問題與虛假問題⑶待解問題與無知問題⑷正確問題與錯誤問題⑸母問題與子問題⑹What問題、How問題和Why問題⑴科學(xué)問題與非科學(xué)問題

從問題產(chǎn)生的方式上，以其是否產(chǎn)生于對科學(xué)背景知識的分析，可以分為科學(xué)問題與非科學(xué)問題。

科學(xué)問題是指通過對背景知識的分析而提出的問題。非科學(xué)問題一般是指尚未進入科學(xué)研究領(lǐng)域之內(nèi)的問題，或與科學(xué)背景知識尚未發(fā)生關(guān)系的問題。⑵真實問題與虛假問題由問題從經(jīng)驗獲解的可能性上，以及能否由經(jīng)驗事實來答復(fù)，可以分為真實問題和虛假問題。真實問題是指可由經(jīng)驗事實證實或證偽從而可以獲解的問題虛假問題或偽科學(xué)問題是指既不能證實也不能證偽，不能由經(jīng)驗事實答復(fù)的問題。⑶待解問題與無知問題

從問題探索的意義上，以其是否具有科學(xué)探索的價值，是否已經(jīng)解決，可分為待解問題和無知問題。

待解問題就是有科學(xué)探索價值但尚未解決的問題。

無知問題就是相對說來已無科學(xué)探索意義的、業(yè)已解決的、僅對尚未掌握有關(guān)科學(xué)知識的人來說才成為問題的問題。⑷正確問題與錯誤問題從問題本身的解的存在性上，以其是否有解，可以分為正確問題和錯誤問題。正確問題是指有“解”〔即有正確答復(fù)〕的那種問題，或者更確切地說是指，在問題所設(shè)定的應(yīng)答域中存在有解的那種問題。錯誤問題是指本身沒有“解”〔即沒有正確答案〕的那種問題，或者更確切地說是在問題所設(shè)定的應(yīng)答域中不存在問題解的那種問題。⑷正確問題與錯誤問題

從問題本身的解的存在性上，以其是否有解，可以分為正確問題和錯誤問題。

1895年愛杰克曼去東印度查找腳氣病的原因他提出的具體問題是：“引起腳氣病的是什么細菌？”兩年后的問題是：“腳氣病是不是與食用精白米有關(guān)？”1910年，卡斯米·芬克提出的問題：腳氣病是不是由于缺乏某種營養(yǎng)物質(zhì)而引起的？腳氣病的原因是缺乏維生素Ｂ１⑷正確問題與錯誤問題從問題本身的解的存在性上，以其是否有解，可以分為正確問題和錯誤問題。貝弗里奇指出：“確切地陳述問題有時就是向解決問題邁出了一大步。”海森堡指出：“提出正確的問題往往等于解決了問題的大半?！焙Ｉあ日_問題與錯誤問題從問題本身的解的存在性上，以其是否有解，可以分為正確問題和錯誤問題。“提出一個問題比解決一個問題更重要，因為解決一個問題也許僅是一個數(shù)學(xué)上的或?qū)嶒炆系募寄芏选６岢鲂碌膯栴}，新的可能性，從新的角度去看舊的問題，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?！雹赡竼栴}與子問題母問題就是所要研究的根本問題。子問題就是從要研究的根本問題中分解、派生出來的問題。問題從結(jié)構(gòu)上看又可分為母問題與子問題。⑹What問題、How問題和Why問題根據(jù)問題求解的類型不同，可以把科學(xué)問題分為What問題、How問題和Why問題三大類。What問題即關(guān)于研究對象的識別和判定問題，它答復(fù)“是什么”的問題。How問題即關(guān)于研究對象的狀態(tài)及運動轉(zhuǎn)化過程的問題，它答復(fù)“怎么樣”的問題。Why問題即關(guān)于事物內(nèi)在機理和規(guī)律性的問題，它主要分析事物現(xiàn)象之間的因果關(guān)系，答復(fù)“為什么”的問題。３、科學(xué)問題的根本特點⑴科學(xué)問題的含義⑵科學(xué)問題的特點⑴科學(xué)問題的含義科學(xué)問題就是一定時代的科學(xué)認識主體基于當(dāng)時的背景知識，在科學(xué)認識和科學(xué)實踐中所發(fā)現(xiàn)的與未知、已有與未有之間的矛盾，以及為解決這一矛盾而提出的科研任務(wù)。⑵科學(xué)問題的特點①范域性：歸屬性——性質(zhì)范圍〔區(qū)別科學(xué)問題與非科學(xué)問題〕②待解性：超越性——前提依據(jù)〔區(qū)別待解問題與無知問題〕③歷史性：時代性——具體內(nèi)容〔區(qū)別現(xiàn)實問題與抽象問題〕④可證性：可檢驗性——可能判據(jù)〔區(qū)別真問題與假問題〕⑤明晰性：明確程度——涉及層次〔區(qū)別具體問題與模糊問題〕三、科學(xué)問題的層次與結(jié)構(gòu)１、科學(xué)問題的層次２、科學(xué)問題的結(jié)構(gòu)１、科學(xué)問題的層次㈠科學(xué)問題的層次性㈡層次性的相對性㈢層次性的根源㈠科學(xué)問題的層次性從縱向看，科學(xué)問題具有層次性，即：牛頓對天體運行原因的深究開普勒對行星運動規(guī)律的追問哥白尼對宇宙結(jié)構(gòu)體系的發(fā)難是什么怎么樣為什么個別科學(xué)事實特殊經(jīng)驗定律一般理論原理㈡層次性的相對性科學(xué)問題的層次性又具有相對性。任何科學(xué)體系的建立都是在一定的認識層次上把握了事物的本質(zhì)。㈡層次性的相對性科學(xué)認識是由所謂初級的本質(zhì)到二級的本質(zhì)，從不甚深刻的本質(zhì)到更深刻的本質(zhì)的深化的無限過程。生物系統(tǒng)生態(tài)生物群落生物種群生物個體器官組織細胞生物大分子㈢層次性的根源科學(xué)問題的層次性是由科學(xué)實