第 2篇 科学技术方法论
引言
科学技术方法论是关于科学技术研究中常用的一般方法的理论，是关于科学研究和技术研究一般方法的性质、特点、内在联系和变化发展的理论体系。
科学认识 Vs常识认识或哲理性认识：（ 1）
实证性（提供具体确定的知识，结论比较明确，可以验证）；（ 2）深刻性（不是停留在表面现象上，而是力求解释现象背后的本质，
阐明其内部机理）； （ 3）创造性（在实践
的基础上进行抽象思维创建科学理论，
并指导实践创造出天然自然中未曾有过的人工客体）。
科学认识系统：由科学认识的主体、科学认识的客体和实现主体和客体相互作用的中介构成的认识活动整体。
科学实践 Vs生产实践
科学技术方法的三个层次：特殊研究方法 — 一般研究方法 — 普遍研究方法
基础科学的研究程序,1、选题 —— 2、
获取科学事实 —— 3、进行思维加工 ——
4、验证 —— 5、建立理论体系
技术研究更强的实践性、社会性和综合性。其程序后面单独论述。
第 4章 科学问题与科学事实
发现和选定问题是科学研究的起点。科学研究过程是不断地提出问题和解决问题的过程。
科学事实是科学研究的基础，观察和实验是获得科学事实的基本手段。
第 1节 科学问题
一、科学研究从问题开始
归纳主义的科学方法论：科学研究是从观察和搜集材料开始的，然后经过归纳，上升为理论。
当代西方科学哲学家、证伪主义者波普尔（ C,
Popper)明确提出科学始于问题而不是观察。因为观察时是带着一定的问题的，带着预期的设想。“请观察！”令人莫名其妙。问题是一个凝聚核，聚焦点。
爱因斯坦：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看待旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正 进步。”
,科学研究从问题开始”与“认识以实践为基础”
的关系
二、科学问题及其分类
1、科学问题的规定：指一定时代的科学认识主体在当时的知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而又没有解决的矛盾。它包含着一定的求解目标和应答域，但尚无确定的答案。
科学问题是时代知识的产物。既未解决
（重复劳动无价值）而需要解决（问题有意义），又能够解决（可行）。
所以，需要了解科学发展最新动态，站到科学前沿。
（ 1）问题的转化：把抽象层次上问题落实到具体层次上。前者是持久性的，后者则在不同时代表现不同。（ 2）采用不同的方法解决同样的问题，这有无意义？（ 3）区别虚假问题、
“伪问题”。
2、科学问题的结构：蕴含着问题的指向、研究目标和求解的应答域。
3、科学问题的分类：基础理论问题和应用研究问题；关键问题和一般问题。
美国科学哲学家劳丹把科学问题分为经验问题和概念问题两大类。经验问题可分为,（ 1）
未解决的问题；（ 2）已解决的问题；（ 3）反
常问题；概念问题分为：内部概念和外部概念两种。
根据问题求解的类型也可以把科学问题划分为：（ 1）关于研究对象的识别和判定，
回答“是什么（ what)”的问题；（ 2）关于事物内在机理和规律性的研究，分析事物现象之间的因果关系，回答“为什么 (why)”
的问题；（ 3）关于研究对象的状态及运动转化过程，回答“是怎样 (how)”的问题。
不同类型的问题一般采取不同的解决方法。
三、科学问题的来源
最终来源于社会生产实践和科学实践。但是，由于科学理论发展的相对独立性与自主性，科学问题还有其他的来源：
1、从科学实践与科学理论的矛盾中产生问题；
2、从科学理论内部的矛盾中产生问题；
悖论，佯谬；“麦克斯韦妖”
3、从不同学派理论之间的矛盾中产生问题；
4、从社会需要同现有的生产技术手段不能满足这种需要的矛盾中产生问题。
第 2节 科研选题
一、科研选题及其步骤
科研选题，就是形成、选择和确定所要研究和解决的课题。课题是为了实现某个特定目标所需要研究的一个或一组科学问题 。
科研选题是科学研究的起始步骤，是科学研究的重要组成部分。它关系到科学研究的方向、
目标和内容，直接影响科研的途径和方法，决定着科研成果的水平、价值和发展前途。
宏观的科技规划，微观的研究选题
科学学的奠基人贝尔纳：“课题的形成和选择，无论作为外部的经济技术要求,抑或作为科学本身的要求，都是科研工作中最复杂的一个阶段，一般来说，提出课题比解决课题更困难。 …… 所以评价和选择课题，便成了研究战略的起点。”
科研选题的步骤：进行文献调研和实际考察
（了解前人的工作和现实的需要） ；实际条件考察（经费的来源、科研力量的配置、实验设备条件、协作情况等） ；初步筛选（比较分析，综合概括出需要研究的课题）；初步论证，提出选题报告（可行性研究）；同行专家评议，最终确定课题。
二、选题的原则
1、需要性原则（必要性原则）。社会需要和学科理论需要两个方面。
2、创造性原则。创造性是科学研究的灵魂。 分为概念和理论上的创新；方法上的创新；应用上的创新，等。
3、科学性原则。对待已有科学理论的态度。排除非科学、伪科学方面的选题。
4、可行性原则。社会的整体科学实力
上述 4项选题原则，是相互联系又相互区别的。
必要性原则制约了科学研究的根本方向 —— 为社会和科学自身的需要服务；创造性原则显示了科学研究的本身特征 — 探索未知世界的新现象和新规律；科学性原则体现了科学研究的内在根据 —— 以科学实践反复检验的客观规律为基础；可行性原则则表征了科学研究的现实条件 —— 保证实现预期结果的主观、客观因素。
它们共同限定了可以选择的课题的范围。
三、科研选题的线索：
1、自然科学理论中的空白区和“处女地”；
2、两门或几门学科相接触的边缘区和“结合部”；
3、科学理论的实际应用，包括科学理论应用于新领域的探索性研究，扩大科学理论在新领域中应用范围的发展研究；
4、寻求古老经验事实的理论解释，揭示蕴藏在新的自然现象背后的机理和规律；
5、解决旧理论与新事实之间的矛盾和冲突；
6、消除科学理论内在的逻辑不完备性，包括对相互对立的理论的辨证的综合；
7、对科学假说的实践检验；
8、某一领域中新的实验或测试技术在其他领域中的推广运用和改进、变革；
9、某一领域中的概念和理论向其他领域的移植、
扩展，或限定其适用范围，加以修改、完善；
10、以已取得的研究成果为起点，跟踪追击；
11、抓住研究中意外出现的新问题和副产品，调整课题，转向进攻，甚至变副为主；
12、以失败的探索为借鉴，从反面提出新的问题；
13、接受哲学预见和科学幻想的启迪。
第 3节 获取科学事实的基本方法 —— 观察和实验
一、什么是科学事实？科学事实是指通过观察和实验所获得的经验事实，是经过科学整理和鉴定的确定事实。
经验事实一般分为两类：事实 I和事实 II。事实 I，指客体与仪器相互作用结果的表征，如观测仪器上所记录和显示的数字、图象等；事实 II，指对观察实验所得结果的陈述和判断。
科学事实 Vs客观事实：科学事实属于认识论的范畴，
体现的是客观事件在科学认识主体中的记录和判断。
没有客观事件发生，当然不会有科学事实；没有主体所设置的认识条件（包括概念系统），也无法记
记载出科学事实。科学事实跟认识条件设置得是否合理有重大的关系。客观事件无所谓正确与错误的问题，而经验事实则存在可错性。
科学事实的条件或特点：
1、个别存在陈述；普遍陈述不是科学事实，而是对科学事实加工提炼之后的理论论断。
2、可复核、可重现；
3、比较精确、系统；
科学事实在科学认识过程中的重要作用：
1、形成新概念、新理论的基础；
2、对科学假说和科学理论进行评价的基本手段。
前苏联生理学家巴甫洛夫：“不管鸟翼是多么完美，但如果不凭借空气，它是永远不会飞翔高空的。事实就是科学家的空气。你们如果不凭借事实，就永远也不能飞腾起来。”
二、观察与实验
1、观察
在日常生活中，观察仅仅是看、听、触、尝、嗅，
但是，在科学研究中，观察的含义还包括理解或从理性上领会的意思。从获取信息的角度看，观察可以定义为，外部环境的信息通过感官传送给大脑皮层，经过加工处理感知外部世界的过程。
观察不仅是接收外部世界的信息，而且是对信息初步加工的过程。在心理学中，观察被看作是一种有目的、有计划的知觉，是与主体的思维相联系的、获得感性认识的一种形式。（这是从主体活动过程来看的）
相对于实验来说，观察一般是指在自然发生的状态下，对研究对象进行观察；而在人为干预控制对象的条件下进行的观察是实验观察。（这是从客体的状态里看的）
观察分为直接观察和（借助仪器的）间接观察。
观察是直接获取科学事实的一种重要手段；
在天文、气象、水文、地质、临床医学、心理学等学科，被称为观察学科。例如：竺可桢,中国近五千年气候变迁的初步研究,
观察还可以导致新的技术发明；仿生学
敏锐的观察力是从事科学研究的基本功。（身体条件要求、知识背景、创新意识）
2、实验
人们根据一定的科学研究目的、运用一定的物质手段（科学仪器和设备）、在人为控制或变革客观事物的条件下获得科学事实的方法。
与观察方法相比，实验方法可以获得更精确可靠的科学事实，更主动地从自然现象获得人们所期望的东西，能更深刻地揭示事物的本质。
实验方法的特性：（ 1）简化和纯化研究对象；
（ 2）强化研究对象；（ 3）重复对象的属性和变化过程；（ 4）模拟研究对象的运动过程；
（ 5）是一种经济可靠的认识和变革自然的方法。
实验方法的分类：定性实验和定量实验；
直接实验和模拟实验（数学、物理、功能模拟）；
科学实验已经发展成为一个相对独立的社会实践领域。有专职实验人员，有专门的实验手段和装备，形成专门的实验技术和方法。
国家重点实验室制度
3、实验的规划与设计
（ 1）根据对象的属性确定实验对象的控制变量；
（ 2）确定参量的测定方法；相对数值和绝对数值；
（ 3）选择适当的试样；
（ 4）尽可能地进行对比实验。
实验的可重复性是一项根本的要求。
三、观察与实验中的若干认识论问题
1、观察与理论的关系
两种对立的观点：培根以来的归纳主义者 —— 独立于理论之外的纯粹的观察，只有经过这种纯粹的观察才能形成理论；波普尔、汉森
（ N.R.Hanson)、库恩 (T.Kuhn)等人 —— 否认有纯粹的中性的观察存在，明确地提出“观察渗透理论”。 从现实的科学研究情况看，后者更为合理。
观察之所以渗透着理论，首先是因为观察不仅是接收信息的过程，同时也是加工信息的过程。其次是因为观察陈述是用科学语言表述出来的，而科学语言总是与特定的科学理论联系着。
由此可见，理论在观察中既起着“定向”作用，引导观察者有选择地接收外界信息；又起着“加工改造”
作用，帮助观察者理解观察到的究竟是什么。
爱因斯坦：“是理论决定我们能够观察到的东西”,
“只有理论，即只有关于自然规律的知识，才能使我们从感觉印象推论出基本现象。”
2、关于测量问题
问题：实验者从测量系统中获得的信息是否表征着客体的“真实”状况？对测量结果的意义的解释？
无论在宏观还是在微观领域，都存在仪器干扰研究对象的现象（例如电路中测量电压或电流），那么，所谓“原有”、“自在”或“本来”状态究竟如何？只能是不断逼近客观本来面貌的过程。或者说，我们测量的其实是研究对象与特定测量系统相互作用的特性表现。
3、观察的客观性
通过观察实验所获得的科学事实，是否具有客观性？
如何保证观察的客观性？（问题的转换：人对对象 —— 人与人，形成科学规范）
（ 1）实验结果可以用某种标准的方法进行重演；
（诺贝尔奖的要求）
（ 2）科学观察要求以正确反映客观事物本质的理论为指导；
（ 3）使用先进的观测技术和观测仪器；（精度）
（ 4）科学工作者要有严谨求实的作风。
案例：科学违规的事例
[美 ]W·布劳德,N·韦德著、朱进宁、方玉珍译：,背叛真理的人们 —— 科学界的弄虚作假,（科学出版社,1988年）
早在 1830年，一种计算机器的发明人查尔斯 ·巴比奇（ C.Babbage） 在,英国科学衰落的反映,一书中对当时盛行的各种利用数据进行科学作弊的方法进行了揭露。他着重指出了其中三种形式：一是“修剪” (trimming)，
就是把观察结果中超出平均值过大的部分剪掉，再补贴到那些比平均值小得多的数据中去；二是“炒菜” (cooking)，即,“只保留与
理论相吻合的数据，去掉其余的数据”，也就是今天人们所说的选择性报道；三是凭空编造数据，“伪造者一心想在科学上出名，
自己根本没做过的观察，也能写出来。”
,参考消息,（ 2004年 5月 17日 13版）中的事例：
大名鼎鼎的进化论创始人达尔文也不曾完全将研究结果公之与众。诺贝尔奖获得者、美国物理学家罗伯特 ·米利肯于上世纪初首先开始测量基本电荷。他向世人隐瞒了至少三分之一的实验数据，然后宣布实验获得成功。
20世纪 80年代初，另一位物理学家艾伦 ·富兰克林仔细核对了米利肯当年的研究笔记，将这一隐情大白于天下。瑞典生物学家林奈于
18世纪创立了动植物分类法，将拉丁术语引入生物学并沿用至今。在其最有名的,自然系统,一书中，林奈描述了三种类似的蝴蝶。
这三种蝴蝶的唯一区别在黄色翅膀尖端的栗色斑点上。林奈把其中一种在欧洲比较常见的品种命名为钩粉蝶，之后又对外宣称另外两种蝴蝶来自北美大陆，取名为月蚀蝶。一个世纪以后，昆虫学家约翰 ·柯蒂斯发现，林奈所说的北美蝴蝶其实并不存在，翅膀上
的不同之处是人为染色的结果。也不知这是林奈本人所为，还是他也被蒙骗了。
威廉 ·萨默林是纽约斯隆 ·凯特林医院的免疫学专家，上世纪 70年代初开始着手研究皮肤移植技术。萨默林试着将黑色动物的皮肤移植到白色动物身上，但排斥反应让实验进展并不顺利。 1973年，萨默林宣称找到了解决之道：只需移植前将皮肤在生理溶液中浸泡数周即可。作为证明，他还拿出了几张带有暗色皮肤块的老鼠照片向大家展示。但不久后，
一位实验室技术人员在清洗实验用鼠时不慎将酒精沾在老鼠身上，随即皮肤真正的颜色
—— 白色露了出来。原来，为显示自己创造的移植技术行之有效，萨默林竟然给老鼠涂上了颜色。
柏林马克斯 ·德尔布吕克分子医学中心研究员玛丽昂 ·布拉赫在其上司弗里德黑尔姆 ·赫尔曼的指使下，用电脑篡改了实验图象，并在
1988年到 1996年间将相关科研成果写成至少
47篇文章发表。事情暴光后，两人供认不讳。
诺贝尔奖得主戴维 ·巴尔的摩也曾被牵扯进学术欺骗的官司中。他的下属、麻省理工学院细胞免疫研究院年轻的研究员玛戈 ·奥图尔按照他在学术杂志,细胞,上描述的步骤做实验，却没能得出一样的结果。于是，奥图尔
以伪造实验数据为由将巴尔的摩告上法庭。
这场官司在美国媒体引起了很大反响，美国政府也为此成立了专门监督科学研究的机构 —— 科学求实办公室。
考古学也有这样的问题。 历史上最出名的考古丑闻发生在上世纪初。 1912年，古生物学家查尔斯 ·道森宣称在英国辟尔唐发现了早期原始人类头颅。在进化史上，人和现代猿分离时期的化石证据是古生物学研究中“失落的一环”，因此这一发现为世人瞩目。这种原始人类后来以“辟尔唐人”
的学名出现在不少人类学书籍上。 1953年，
不列颠博物馆的研究人员揭开了“辟尔唐人”的真面目。原来道森“发现”的原始人类头颅是伪造的，头盖骨是距今约 1万年的新石器时代的生物骨骼，下颌部分则属于一只现代猩猩。
我国的科学失范行为特点：剽窃。例如：
北大教师王明明； 1992年淮北煤矿师范学院李姓青年教师剽窃外国学者论文； 1997
年华东理工大学一博士生导师的博士论文被查出是抄袭之作 ……
4、观察实验中的机遇
机遇的意外性。
有人抓住了机遇，而别人丧失了机遇，区别何在？从认识论上看，首先，对待机遇的态度上的差异。思想开放。溴元素的发现,1826年法国化学家巴拉尔在从海藻提取碘时意外发现母液底部总是沉着一层深褐色且带有刺鼻气味的液体（德国李比希“氯化碘”）；
其次，认识能力的差距。
1895年德国伦琴发现 X射线； 1928年美国弗莱明发现青霉素；
巴斯德：“在观察的领域里，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”
第 5章 科学抽象与科学思维
门捷列夫：“单是事实的收集，哪怕收集得非常广泛；单是事实的积累，哪怕积累得毫无遗漏，都不能使你获得掌握科学的方法，不能向你提供进一步成功的保证，甚至还不能使你有权按照科学这个名词的高级意义来把它叫做科学。”
科学抽象是科学认识由感性阶段向理性阶段飞跃的决定性环节。
科学思维则是运用科学抽象的结果 —— 概念、符号和思想模型所进行的深入的认知活动，是主体把握客体本质的认识活动和认识形式。逻辑思维、形象思维和直觉思维是科学思维的三种基本类型。
第 1节 科学抽象一、科学抽象
1、定义是指在思维中对同类事物去除其现象的、
次要的方面，抽取其共同的、主要的方面，从而做到从个别中把握一般，从现象中把握本质的认知过程和思维方法。
完整的抽象过程包括思维运动的两次飞跃：
感性的具体 抽象的规定 思维的具体
2,科学抽象的作用
（ 1）科学认识的主要过程、决定性环节；
（ 2）获得科学概念、科学符号的主要途径；
（ 3）建立思想模型的主要方法；
（ 4）形成我们全面分析问题的方法。
二、科学抽象的基本成果 ——
科学概念、科学符号、科学模型
1、科学概念：是在科学认识中反映事物本质属性的思维形式。它是科学思维的
“细胞”，是思维结构的基本单位。科学是通过概念和概念之间的关系来反映事物的本质和规律性的。
其逻辑特征：（ 1）逻辑上的可确定性；（ 2）实践上的可检验性；（ 3）可变动性。
（ 1）科学概念的作用：
a.预示科学理论的形成；
b.形成科学理论的基础；
c.进行科学思维的工具。
列宁：,自然科学的成果是概念,。
（ 2） 科学概念的抽象法
a.抽取共同点。（因为本质总是通过共同点表现出来的，所以抽象首先要抽取共同点。
分析、比较是必需的。）
海森堡：,识别共同点可能是一种最重要的认识行为。,（例如，数字,*” 的形成）
b.限制思路，深入抽取本质。
c.理想地复现对象。（在处理有丰富内涵的概念时，要对概念的要素进行辩证综合，
或者进一步理想化，做到理想地复现对象。
如牛顿创造的,质点,概念。）
2、科学符号：
符号就是对象的人工指称物。
罗素：,如果 A引起关于 B的 ‘ 观念 ’,A正是 B的符号,。
从认识论观点看，符号是一定的可感知的物质对象，
它在贮存、传递另一对象的信息方面充当另一对象的代替物。符号是物质形式与含义（授义）的统一，
其含义是人们在社会实践中赋予的。
符号的作用：使思想清晰化，方便人们之间的交流和沟通。创造和运用符号的活动也是人和动物区别的重大标志。
自然语言系统：突出问题是概念歧义、不精确；
语法结构不够严格和统一；在交流时累赘和笨拙。
科学语言系统：精确。
例如,,氧,究竟是指氧气还是氧元素？而科学语言则使用 O和 O 加以区别。
形式化语言，计算机语言
3、思想模型
（ 1）思想模型：在科学研究过程中建立的对原型的高度抽象化了的思想客体或思想事物，如原子模型,DNA 双螺旋结构模型。其中，理想模型是思想模型的特殊类型。
思想模型是科学理论与现实原型之间的必要的中介，事实上，科学理论研究的直接对象是思想模型。科学规律只有在相应的思想模型中才能得到严格的和精确的体现。
基本特点：流动性；互补性；条件性
（ 2）思想模型的认识功能：
a.解释功能；
b.判据功能；
c.预见功能。
（ 3）理想实验：是运用理想模型在思想中塑造理想过程，并进行严密的逻辑推理的一种思维方式。
例如，惯性定律就是伽利略在斜面实验的基础上，运用理想实验获得的成果。
第 2节 科学思维的逻辑方法关于逻辑思维科学与文学最主要的区别
比较 —— 分类
分析 —— 综合
归纳 —— 演绎
类比一、比较与分类
1、定义与特点：
（ 1）比较法：确定研究对象之间的差异点、共同点的一种逻辑方法。
（ 2）分类法：根据对象的共同点和差异点，
将研究对象区分为不同的种类，并形成有一定从属关系的不同等级的系统的逻辑方法。
2、比较与分类方法的规则：
彼此本质上有某种联系比较法 按同一标准进行往往采用中介手段
注意从属关系分类法 注意相应相称依照一个本质的根据分类不应越等
3、比较与分类方法的作用：
比较法
使材料系统化、条理化分类法导致科学上的新发现进行定性鉴别和定量分析启发思考，甚至导致重大发现历史比较法揭示矛盾，发现问题二、分析与综合
1,分析法
—— 把整体分解为部分，或把复杂的事物分解为简单要素，或把历史的过程分解为片断，或把动态凝固为静态来研究的一种逻辑思维方法。
定量 /定性分析；因果分析；比较分析；结构分析；
层次分析；系统分析 ……
以分析为主的还原主义在西方近代科学 400多年的发展中起重要作用。恩格斯：“把自然界分解为各个部分，把自然界的各种过程和事物分成一定的门类，
对有机体的内部按其多种多样的解剖形态进行研究，
这是近四百年来在认识自然界方面获得巨大进步的基本条件。”
2、综合法
—— 在思想上把对象的各个部分、各个方面和各种因素结合起来，形成整体性的考察的一种逻辑思维方法。
是与分析相反的一种思维过程。
中国传统思维长于综合。
3、分析与综合的相互关系辩证统一的关系，相互渗透，相互转化，
相互补充，互为依存，分析是在综合指导下的分析，综合是以分析为基础的综合。
分析 综合注意,后一个整体与前一个不完全同一，后者是思想中形成的，与现象的整体不一样，要达到的是对事物本质的认识。
新综合体不等于要素简单叠加整体 部分（要素） 新整体
4、分析方法与综合方法的作用分析与综合结合 —— 元过程分析法、系统分析法综合方法不是混合，而是化合，出现新的质科学分析、工程技术综合；“阿波罗”计划是综合的结果。
日本人提出：综合也是创造三、归纳与演绎
1、归纳法从个别上升到一般的推理方法 。
完全归纳法不完全归纳法可分为简单枚举归纳法穆勒五法科学归纳法
（ 1）完全归纳法
S 1是 P
S 2是 P
…
S n是 P
(S 1,S 2,… S n 是 S所有的部分 )
—————————————————— 则,S是 P
结论是可靠的。例如，“四色问题”的计算机证明。
（ 2）不完全归纳法简单枚举法,从“所有已观察到的 S是 P”，外推到“所有 S是 P”的获得一般性结论的方法。
S 1是 P
S 2是 P
…
S n是 P
(S 1,S 2,… S n 是 S的部分因子，没有发现相反的例子 )
————————————————————
则,S是 P
结论是或然的。
因果联系归纳法 —— 穆勒五法求同法差异法共变法剩余法求同差异共用法求同法场合 各种条件 被研究现象
（ 1） A,B,C a
（ 2） A,D,E a
（ 3） A,F,G a
…… …… ……
——————————————————所以,A是 a的原因 。
差异法（求异法）
场合 各种条件 被研究现象
（ 1） ABC a
（ 2） — BC —
…… …… ……
——————————————————
所以,A是 a的原因。
共变法事例 因素 现象
（ 1） A1BC a1
（ 2） A2BC a2
（ 3） A3BC a3
——————————————————————
所以,A是 a的原因。
剩余法事例 因素 现象
（ 1） A,B,C a,b,c
（ 2） B b
（ 3） C c
——————————————
所以,A是 a的原因（或结果）
求同 -差异法事例 因素 现象
（ 1） A,B,C a
（ 2） A,D,E a
（ 3） F,G -
（ 4） H,I -
——————————————
所以,A是 a的原因。
科学归纳法
S1 是 P
S2 是 P
……
Sn 是 P
(S1,S2,… Sn 是 S类部分对象，
S类与 P属性之间存在着必然的联系 )
————————————
则：所有 S是 P
科学归纳法举例铁受热体积膨胀，
铜受热体积膨胀,
锡受热体积膨胀,
(铁、铜、锡都是金属，受热后分子凝聚力减弱，
分子运动加速，分子彼此间距离增大，因而引起体积膨胀。 )
————————————————
例 所以，所有金属受热体积膨胀。
（ 3）归纳法在科研中的作用
a,是整理实验材料、提供经验定律和经验公式的重要方法；
b,可通过归纳法提出科学的假说和猜想；
c,可为科学实验的设计提供指导，为科学实验设计提供逻辑的根据。
归纳法具有很大的创造性，被称为“发现的逻辑”。
局限性在于其结论是或然的 。
（ 4）归纳法的发展（概率推理、统计归纳，
合情推理）
a.概率推理,把概率引入归纳过程赖欣巴赫 —— 频率概率；
卡尔纳普 —— 确证度 。
（小心统计归纳的滥用）
b.合情推理,数学家波利亚提出的，为科学猜想、假说的选择、评价提供逻辑根据的推理 。
A蕴含 B
B假
———
—
A蕴含 B
B真
————
A假 A更可靠波利亚认为合情推理是比归纳推理更为基本的推理形式，归纳推理也是合情推理的一种特殊情况。
2、演绎法
（ 1）什么是演绎法从一般到个别的推理方法。即从已知的一般原理出发，来考察某一特殊对象，
从而推演出关于这一对象的结论的方法。
大前提：所有的 M都是 P，
小前提：所有的 S都是 M，
结论：所以，所有的 S都是 P
与归纳法区别：只要大、小前提正确，且符合推理规则，那么结论必然正确。
演绎法的主要作用是逻辑证明，创造性小。
（ 2） 公理化方法,演绎法的进一步发展。
亚里士多德认为,完美的自然科学体系，应该是建立在少数第一公理基础之上，经由演绎方法组织起来的概念命题体系 。
欧几里得几何学和牛顿力学体系爱因斯坦的相对论（狭义和广义）理论体系公理化系统的根本要求是系统本身必须是一致的、
无矛盾的。
（ 3）归纳与演绎的关系
—— 辩证统一的关系
① 功能互补
② 相互依赖、相互渗透。
a,归纳是演绎的基础，演绎是归纳的前导。
b,相互渗透。
四、类比方法
1、定义根据两类对象之间在某些方面的类似或相同，从而推断它们在其他方面也可能类似或相同的一种逻辑思维方法。
A有 a,b,c,d属性,
B有 a’,b’,c ’属性则 B可能有 d’属性 。
2、类比方法的类型：
（ 1）性质相似的类比（简单共存类比）
（ 2）因果类比（例如，用反射定律解释声音的回声，也可以解释光的反射。）
（ 3）综合类比（例如，用数学模型模拟原型）
（ 4）隐喻类比 （做思想工作讲道理时常用，例如个人与集体比作水滴与大海）
3、类比的作用最富于创造性的一种逻辑推理方法，应用范围最广。
康德：“每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比这个方法往往能指引我们前进。”
（ 1）科学发现上的创造作用；（电路电流与热传导的对比，提出欧姆定律；库仑定律与万有引力定律；）
（ 2）技术应用上的先导作用；（例如，水利模型）
（ 3）经济发展思考中的战略作用；（国家或地区战略对比，历史同期比较）
（ 4）思想交流中的启发诱导作用。（隐喻类比 ）
4、类比的局限可靠性最小的一种逻辑推理方法。
克服类比法的局限性的主要措施：一是尽可能积累有关对象的丰富知识，增加对象属性的数量及提高其相关程度；二把类比法与其他科学方法结合起来，取长补短。
（可靠性与创造性之间的对立，是各种逻辑方法的固有特性。）
第 3节 科学思维的非逻辑方法
长期以来，逻辑思维一直被视为科学思维的唯一类型。随着思维科学的发展，
人们才越来越认识到形象思维、直觉
（灵感）思维在科学认识中的作用。并把它们与逻辑思维一起看作是科学思维的三种基本类型。
爱因斯坦：“我相信直觉和灵感。”
在思维方式上，科学与艺术的相似点。
一、形象思维
1、定义：是在形象地反映客体的具体形态或姿态的感性认识基础上，通过意象、联想和想象来揭示对象的本质及其规律的思维形式。（对比逻辑思维）
2、作用
（ 1） 可以直观、形象、清晰、明确、具体的揭露对象的本质和运动规律。
（ 2） 可以突出主要矛盾，可以简化层次和次要矛盾，
可以在纯化和理想化的条件下，充分发挥想象力的作用，使物质对象之间的本质和运动规律得以充分显露。
（ 3）在 工程技术领域意义更加突出。马克思通过对比蜜蜂赞美建筑师的预先建构。
3、科学中的形象思维与文学中的形象思维二、联想和想象
1、想象（形象思维的高级阶段）
（ 1）定义：根据已经掌握的知识和经验或感性形象，来设想、
构思未知事物以及被创造的事物的形象的一种创造性思维活动的基本方式。苯环结构发现者凯库勒经历
（ 2）想象力是科学研究中的实在因素 爱因斯坦：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想象力是科学研究中的实在因素。”郭沫若在科学大会上的讲话
2、联想：由甲想到乙的思维活动。形象联想、概念联想等。
联想小测试 ——
路 理 德 具 喜 （ ）
拜 结 员 体 鱼 ( )
木 石 场 疗 荷 ( ）
三、直觉（灵感）思维
1、定义,不受某种固定的逻辑规则约束而直接领悟事物本质的一种思维形式。伴随有直觉、灵感、顿悟
大致包括三点含义：
对客观规律的深刻理解；
来自认识主体的经验的积累；
主体的理性认识与感性经验的共鸣。
,灵感,,在英语中有,启示,,,感悟,,,神的感召,的含义；在汉语中有,灵性的感悟,或,被感悟的灵性,的意思。
2、特点,（ 1） 引发的偶然性；
（ 2）启示的瞬时性；
（ 3）过程的情绪性。
费尔巴哈：灵感“是不会为意志所左右的,…… 是不会依照预定的日子和钟点迸发出来的。”
3、如何捕捉灵感？
必要条件：辛勤的劳动，艰苦的思索，
丰富的经验，广博的知识；
劳逸结合，一张一弛，触发灵感；
随时记录思想火花；爱迪生习惯于随时记下想到的每一个意念；有许多科学家也习惯于随身带着纸和笔，随时记下每一个闪电式的直觉。
四,创造性思维方法创造（创新）是人类社会发展的永恒主题。创造性思维是科学技术活动的核心和灵魂。 20世纪以来，开始成为研究热点。
1,创造性思维方法的形式
（ 1）什么是创造性思维？
一切可能发现事物的新规律、新用途，创造具有社会、经济价值的新产品（物质和精神）的思维形式。
（ 2）创造性思维的分类按科学思维的类型,狭义的创造性思维分为两种形态,
第一种：以非逻辑思维形式 —— 想象、
直觉和灵感等为主的创造性思维。
第二种：以逻辑思维为主的创造性思维。
（不能否认逻辑方法的创造性，科学史上有大量事例说明逻辑思维具有创造性）
（ 3） 创造性思维方法的特征广义的创造性思维方法有以下两个主要特征：
第一，逻辑方法与非逻辑方法的辩证统一。
第二，发散性思维与收敛性思维的优化综合。发散性思维又称为,求异思维,或,开放式思维,具有流畅性、灵活性和独特性特征；收敛性思维又称为
,求同思维,或,封闭思维,,具有集中性和最佳性特点 。
2,创造性思维的运演机制
（ 1）创造始于提出问题，终于问题解决。
问题是创造的起点，也是其终点。
问题对于创造性思维的重要，就在于它是整个思维进程的
,启动器,,,聚焦核,。
（ 2）创造过程基本阶段英国心理学家 G.沃勒斯在 1926年出版的,思考的艺术,一书中提出的创造性思维活动的分阶段模式：
第一阶段为创造的 准备期，
第二阶段为创造的 酝酿期，
第三阶段为创造的 明朗期，
第四阶段为创造的 验证期。
（ 3）创造过程的社会机制以,头脑风暴法,为例，人们互相启发；
团队知识、思路互补；
竞争是创造的驱动力；
奖励是创造的动力之一。
引言
科学技术方法论是关于科学技术研究中常用的一般方法的理论，是关于科学研究和技术研究一般方法的性质、特点、内在联系和变化发展的理论体系。
科学认识 Vs常识认识或哲理性认识：（ 1）
实证性（提供具体确定的知识，结论比较明确，可以验证）；（ 2）深刻性（不是停留在表面现象上，而是力求解释现象背后的本质，
阐明其内部机理）； （ 3）创造性（在实践
的基础上进行抽象思维创建科学理论，
并指导实践创造出天然自然中未曾有过的人工客体）。
科学认识系统：由科学认识的主体、科学认识的客体和实现主体和客体相互作用的中介构成的认识活动整体。
科学实践 Vs生产实践
科学技术方法的三个层次：特殊研究方法 — 一般研究方法 — 普遍研究方法
基础科学的研究程序,1、选题 —— 2、
获取科学事实 —— 3、进行思维加工 ——
4、验证 —— 5、建立理论体系
技术研究更强的实践性、社会性和综合性。其程序后面单独论述。
第 4章 科学问题与科学事实
发现和选定问题是科学研究的起点。科学研究过程是不断地提出问题和解决问题的过程。
科学事实是科学研究的基础，观察和实验是获得科学事实的基本手段。
第 1节 科学问题
一、科学研究从问题开始
归纳主义的科学方法论：科学研究是从观察和搜集材料开始的，然后经过归纳，上升为理论。
当代西方科学哲学家、证伪主义者波普尔（ C,
Popper)明确提出科学始于问题而不是观察。因为观察时是带着一定的问题的，带着预期的设想。“请观察！”令人莫名其妙。问题是一个凝聚核，聚焦点。
爱因斯坦：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看待旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正 进步。”
,科学研究从问题开始”与“认识以实践为基础”
的关系
二、科学问题及其分类
1、科学问题的规定：指一定时代的科学认识主体在当时的知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而又没有解决的矛盾。它包含着一定的求解目标和应答域，但尚无确定的答案。
科学问题是时代知识的产物。既未解决
（重复劳动无价值）而需要解决（问题有意义），又能够解决（可行）。
所以，需要了解科学发展最新动态，站到科学前沿。
（ 1）问题的转化：把抽象层次上问题落实到具体层次上。前者是持久性的，后者则在不同时代表现不同。（ 2）采用不同的方法解决同样的问题，这有无意义？（ 3）区别虚假问题、
“伪问题”。
2、科学问题的结构：蕴含着问题的指向、研究目标和求解的应答域。
3、科学问题的分类：基础理论问题和应用研究问题；关键问题和一般问题。
美国科学哲学家劳丹把科学问题分为经验问题和概念问题两大类。经验问题可分为,（ 1）
未解决的问题；（ 2）已解决的问题；（ 3）反
常问题；概念问题分为：内部概念和外部概念两种。
根据问题求解的类型也可以把科学问题划分为：（ 1）关于研究对象的识别和判定，
回答“是什么（ what)”的问题；（ 2）关于事物内在机理和规律性的研究，分析事物现象之间的因果关系，回答“为什么 (why)”
的问题；（ 3）关于研究对象的状态及运动转化过程，回答“是怎样 (how)”的问题。
不同类型的问题一般采取不同的解决方法。
三、科学问题的来源
最终来源于社会生产实践和科学实践。但是，由于科学理论发展的相对独立性与自主性，科学问题还有其他的来源：
1、从科学实践与科学理论的矛盾中产生问题；
2、从科学理论内部的矛盾中产生问题；
悖论，佯谬；“麦克斯韦妖”
3、从不同学派理论之间的矛盾中产生问题；
4、从社会需要同现有的生产技术手段不能满足这种需要的矛盾中产生问题。
第 2节 科研选题
一、科研选题及其步骤
科研选题，就是形成、选择和确定所要研究和解决的课题。课题是为了实现某个特定目标所需要研究的一个或一组科学问题 。
科研选题是科学研究的起始步骤，是科学研究的重要组成部分。它关系到科学研究的方向、
目标和内容，直接影响科研的途径和方法，决定着科研成果的水平、价值和发展前途。
宏观的科技规划，微观的研究选题
科学学的奠基人贝尔纳：“课题的形成和选择，无论作为外部的经济技术要求,抑或作为科学本身的要求，都是科研工作中最复杂的一个阶段，一般来说，提出课题比解决课题更困难。 …… 所以评价和选择课题，便成了研究战略的起点。”
科研选题的步骤：进行文献调研和实际考察
（了解前人的工作和现实的需要） ；实际条件考察（经费的来源、科研力量的配置、实验设备条件、协作情况等） ；初步筛选（比较分析，综合概括出需要研究的课题）；初步论证，提出选题报告（可行性研究）；同行专家评议，最终确定课题。
二、选题的原则
1、需要性原则（必要性原则）。社会需要和学科理论需要两个方面。
2、创造性原则。创造性是科学研究的灵魂。 分为概念和理论上的创新；方法上的创新；应用上的创新，等。
3、科学性原则。对待已有科学理论的态度。排除非科学、伪科学方面的选题。
4、可行性原则。社会的整体科学实力
上述 4项选题原则，是相互联系又相互区别的。
必要性原则制约了科学研究的根本方向 —— 为社会和科学自身的需要服务；创造性原则显示了科学研究的本身特征 — 探索未知世界的新现象和新规律；科学性原则体现了科学研究的内在根据 —— 以科学实践反复检验的客观规律为基础；可行性原则则表征了科学研究的现实条件 —— 保证实现预期结果的主观、客观因素。
它们共同限定了可以选择的课题的范围。
三、科研选题的线索：
1、自然科学理论中的空白区和“处女地”；
2、两门或几门学科相接触的边缘区和“结合部”；
3、科学理论的实际应用，包括科学理论应用于新领域的探索性研究，扩大科学理论在新领域中应用范围的发展研究；
4、寻求古老经验事实的理论解释，揭示蕴藏在新的自然现象背后的机理和规律；
5、解决旧理论与新事实之间的矛盾和冲突；
6、消除科学理论内在的逻辑不完备性，包括对相互对立的理论的辨证的综合；
7、对科学假说的实践检验；
8、某一领域中新的实验或测试技术在其他领域中的推广运用和改进、变革；
9、某一领域中的概念和理论向其他领域的移植、
扩展，或限定其适用范围，加以修改、完善；
10、以已取得的研究成果为起点，跟踪追击；
11、抓住研究中意外出现的新问题和副产品，调整课题，转向进攻，甚至变副为主；
12、以失败的探索为借鉴，从反面提出新的问题；
13、接受哲学预见和科学幻想的启迪。
第 3节 获取科学事实的基本方法 —— 观察和实验
一、什么是科学事实？科学事实是指通过观察和实验所获得的经验事实，是经过科学整理和鉴定的确定事实。
经验事实一般分为两类：事实 I和事实 II。事实 I，指客体与仪器相互作用结果的表征，如观测仪器上所记录和显示的数字、图象等；事实 II，指对观察实验所得结果的陈述和判断。
科学事实 Vs客观事实：科学事实属于认识论的范畴，
体现的是客观事件在科学认识主体中的记录和判断。
没有客观事件发生，当然不会有科学事实；没有主体所设置的认识条件（包括概念系统），也无法记
记载出科学事实。科学事实跟认识条件设置得是否合理有重大的关系。客观事件无所谓正确与错误的问题，而经验事实则存在可错性。
科学事实的条件或特点：
1、个别存在陈述；普遍陈述不是科学事实，而是对科学事实加工提炼之后的理论论断。
2、可复核、可重现；
3、比较精确、系统；
科学事实在科学认识过程中的重要作用：
1、形成新概念、新理论的基础；
2、对科学假说和科学理论进行评价的基本手段。
前苏联生理学家巴甫洛夫：“不管鸟翼是多么完美，但如果不凭借空气，它是永远不会飞翔高空的。事实就是科学家的空气。你们如果不凭借事实，就永远也不能飞腾起来。”
二、观察与实验
1、观察
在日常生活中，观察仅仅是看、听、触、尝、嗅，
但是，在科学研究中，观察的含义还包括理解或从理性上领会的意思。从获取信息的角度看，观察可以定义为，外部环境的信息通过感官传送给大脑皮层，经过加工处理感知外部世界的过程。
观察不仅是接收外部世界的信息，而且是对信息初步加工的过程。在心理学中，观察被看作是一种有目的、有计划的知觉，是与主体的思维相联系的、获得感性认识的一种形式。（这是从主体活动过程来看的）
相对于实验来说，观察一般是指在自然发生的状态下，对研究对象进行观察；而在人为干预控制对象的条件下进行的观察是实验观察。（这是从客体的状态里看的）
观察分为直接观察和（借助仪器的）间接观察。
观察是直接获取科学事实的一种重要手段；
在天文、气象、水文、地质、临床医学、心理学等学科，被称为观察学科。例如：竺可桢,中国近五千年气候变迁的初步研究,
观察还可以导致新的技术发明；仿生学
敏锐的观察力是从事科学研究的基本功。（身体条件要求、知识背景、创新意识）
2、实验
人们根据一定的科学研究目的、运用一定的物质手段（科学仪器和设备）、在人为控制或变革客观事物的条件下获得科学事实的方法。
与观察方法相比，实验方法可以获得更精确可靠的科学事实，更主动地从自然现象获得人们所期望的东西，能更深刻地揭示事物的本质。
实验方法的特性：（ 1）简化和纯化研究对象；
（ 2）强化研究对象；（ 3）重复对象的属性和变化过程；（ 4）模拟研究对象的运动过程；
（ 5）是一种经济可靠的认识和变革自然的方法。
实验方法的分类：定性实验和定量实验；
直接实验和模拟实验（数学、物理、功能模拟）；
科学实验已经发展成为一个相对独立的社会实践领域。有专职实验人员，有专门的实验手段和装备，形成专门的实验技术和方法。
国家重点实验室制度
3、实验的规划与设计
（ 1）根据对象的属性确定实验对象的控制变量；
（ 2）确定参量的测定方法；相对数值和绝对数值；
（ 3）选择适当的试样；
（ 4）尽可能地进行对比实验。
实验的可重复性是一项根本的要求。
三、观察与实验中的若干认识论问题
1、观察与理论的关系
两种对立的观点：培根以来的归纳主义者 —— 独立于理论之外的纯粹的观察，只有经过这种纯粹的观察才能形成理论；波普尔、汉森
（ N.R.Hanson)、库恩 (T.Kuhn)等人 —— 否认有纯粹的中性的观察存在，明确地提出“观察渗透理论”。 从现实的科学研究情况看，后者更为合理。
观察之所以渗透着理论，首先是因为观察不仅是接收信息的过程，同时也是加工信息的过程。其次是因为观察陈述是用科学语言表述出来的，而科学语言总是与特定的科学理论联系着。
由此可见，理论在观察中既起着“定向”作用，引导观察者有选择地接收外界信息；又起着“加工改造”
作用，帮助观察者理解观察到的究竟是什么。
爱因斯坦：“是理论决定我们能够观察到的东西”,
“只有理论，即只有关于自然规律的知识，才能使我们从感觉印象推论出基本现象。”
2、关于测量问题
问题：实验者从测量系统中获得的信息是否表征着客体的“真实”状况？对测量结果的意义的解释？
无论在宏观还是在微观领域，都存在仪器干扰研究对象的现象（例如电路中测量电压或电流），那么，所谓“原有”、“自在”或“本来”状态究竟如何？只能是不断逼近客观本来面貌的过程。或者说，我们测量的其实是研究对象与特定测量系统相互作用的特性表现。
3、观察的客观性
通过观察实验所获得的科学事实，是否具有客观性？
如何保证观察的客观性？（问题的转换：人对对象 —— 人与人，形成科学规范）
（ 1）实验结果可以用某种标准的方法进行重演；
（诺贝尔奖的要求）
（ 2）科学观察要求以正确反映客观事物本质的理论为指导；
（ 3）使用先进的观测技术和观测仪器；（精度）
（ 4）科学工作者要有严谨求实的作风。
案例：科学违规的事例
[美 ]W·布劳德,N·韦德著、朱进宁、方玉珍译：,背叛真理的人们 —— 科学界的弄虚作假,（科学出版社,1988年）
早在 1830年，一种计算机器的发明人查尔斯 ·巴比奇（ C.Babbage） 在,英国科学衰落的反映,一书中对当时盛行的各种利用数据进行科学作弊的方法进行了揭露。他着重指出了其中三种形式：一是“修剪” (trimming)，
就是把观察结果中超出平均值过大的部分剪掉，再补贴到那些比平均值小得多的数据中去；二是“炒菜” (cooking)，即,“只保留与
理论相吻合的数据，去掉其余的数据”，也就是今天人们所说的选择性报道；三是凭空编造数据，“伪造者一心想在科学上出名，
自己根本没做过的观察，也能写出来。”
,参考消息,（ 2004年 5月 17日 13版）中的事例：
大名鼎鼎的进化论创始人达尔文也不曾完全将研究结果公之与众。诺贝尔奖获得者、美国物理学家罗伯特 ·米利肯于上世纪初首先开始测量基本电荷。他向世人隐瞒了至少三分之一的实验数据，然后宣布实验获得成功。
20世纪 80年代初，另一位物理学家艾伦 ·富兰克林仔细核对了米利肯当年的研究笔记，将这一隐情大白于天下。瑞典生物学家林奈于
18世纪创立了动植物分类法，将拉丁术语引入生物学并沿用至今。在其最有名的,自然系统,一书中，林奈描述了三种类似的蝴蝶。
这三种蝴蝶的唯一区别在黄色翅膀尖端的栗色斑点上。林奈把其中一种在欧洲比较常见的品种命名为钩粉蝶，之后又对外宣称另外两种蝴蝶来自北美大陆，取名为月蚀蝶。一个世纪以后，昆虫学家约翰 ·柯蒂斯发现，林奈所说的北美蝴蝶其实并不存在，翅膀上
的不同之处是人为染色的结果。也不知这是林奈本人所为，还是他也被蒙骗了。
威廉 ·萨默林是纽约斯隆 ·凯特林医院的免疫学专家，上世纪 70年代初开始着手研究皮肤移植技术。萨默林试着将黑色动物的皮肤移植到白色动物身上，但排斥反应让实验进展并不顺利。 1973年，萨默林宣称找到了解决之道：只需移植前将皮肤在生理溶液中浸泡数周即可。作为证明，他还拿出了几张带有暗色皮肤块的老鼠照片向大家展示。但不久后，
一位实验室技术人员在清洗实验用鼠时不慎将酒精沾在老鼠身上，随即皮肤真正的颜色
—— 白色露了出来。原来，为显示自己创造的移植技术行之有效，萨默林竟然给老鼠涂上了颜色。
柏林马克斯 ·德尔布吕克分子医学中心研究员玛丽昂 ·布拉赫在其上司弗里德黑尔姆 ·赫尔曼的指使下，用电脑篡改了实验图象，并在
1988年到 1996年间将相关科研成果写成至少
47篇文章发表。事情暴光后，两人供认不讳。
诺贝尔奖得主戴维 ·巴尔的摩也曾被牵扯进学术欺骗的官司中。他的下属、麻省理工学院细胞免疫研究院年轻的研究员玛戈 ·奥图尔按照他在学术杂志,细胞,上描述的步骤做实验，却没能得出一样的结果。于是，奥图尔
以伪造实验数据为由将巴尔的摩告上法庭。
这场官司在美国媒体引起了很大反响，美国政府也为此成立了专门监督科学研究的机构 —— 科学求实办公室。
考古学也有这样的问题。 历史上最出名的考古丑闻发生在上世纪初。 1912年，古生物学家查尔斯 ·道森宣称在英国辟尔唐发现了早期原始人类头颅。在进化史上，人和现代猿分离时期的化石证据是古生物学研究中“失落的一环”，因此这一发现为世人瞩目。这种原始人类后来以“辟尔唐人”
的学名出现在不少人类学书籍上。 1953年，
不列颠博物馆的研究人员揭开了“辟尔唐人”的真面目。原来道森“发现”的原始人类头颅是伪造的，头盖骨是距今约 1万年的新石器时代的生物骨骼，下颌部分则属于一只现代猩猩。
我国的科学失范行为特点：剽窃。例如：
北大教师王明明； 1992年淮北煤矿师范学院李姓青年教师剽窃外国学者论文； 1997
年华东理工大学一博士生导师的博士论文被查出是抄袭之作 ……
4、观察实验中的机遇
机遇的意外性。
有人抓住了机遇，而别人丧失了机遇，区别何在？从认识论上看，首先，对待机遇的态度上的差异。思想开放。溴元素的发现,1826年法国化学家巴拉尔在从海藻提取碘时意外发现母液底部总是沉着一层深褐色且带有刺鼻气味的液体（德国李比希“氯化碘”）；
其次，认识能力的差距。
1895年德国伦琴发现 X射线； 1928年美国弗莱明发现青霉素；
巴斯德：“在观察的领域里，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”
第 5章 科学抽象与科学思维
门捷列夫：“单是事实的收集，哪怕收集得非常广泛；单是事实的积累，哪怕积累得毫无遗漏，都不能使你获得掌握科学的方法，不能向你提供进一步成功的保证，甚至还不能使你有权按照科学这个名词的高级意义来把它叫做科学。”
科学抽象是科学认识由感性阶段向理性阶段飞跃的决定性环节。
科学思维则是运用科学抽象的结果 —— 概念、符号和思想模型所进行的深入的认知活动，是主体把握客体本质的认识活动和认识形式。逻辑思维、形象思维和直觉思维是科学思维的三种基本类型。
第 1节 科学抽象一、科学抽象
1、定义是指在思维中对同类事物去除其现象的、
次要的方面，抽取其共同的、主要的方面，从而做到从个别中把握一般，从现象中把握本质的认知过程和思维方法。
完整的抽象过程包括思维运动的两次飞跃：
感性的具体 抽象的规定 思维的具体
2,科学抽象的作用
（ 1）科学认识的主要过程、决定性环节；
（ 2）获得科学概念、科学符号的主要途径；
（ 3）建立思想模型的主要方法；
（ 4）形成我们全面分析问题的方法。
二、科学抽象的基本成果 ——
科学概念、科学符号、科学模型
1、科学概念：是在科学认识中反映事物本质属性的思维形式。它是科学思维的
“细胞”，是思维结构的基本单位。科学是通过概念和概念之间的关系来反映事物的本质和规律性的。
其逻辑特征：（ 1）逻辑上的可确定性；（ 2）实践上的可检验性；（ 3）可变动性。
（ 1）科学概念的作用：
a.预示科学理论的形成；
b.形成科学理论的基础；
c.进行科学思维的工具。
列宁：,自然科学的成果是概念,。
（ 2） 科学概念的抽象法
a.抽取共同点。（因为本质总是通过共同点表现出来的，所以抽象首先要抽取共同点。
分析、比较是必需的。）
海森堡：,识别共同点可能是一种最重要的认识行为。,（例如，数字,*” 的形成）
b.限制思路，深入抽取本质。
c.理想地复现对象。（在处理有丰富内涵的概念时，要对概念的要素进行辩证综合，
或者进一步理想化，做到理想地复现对象。
如牛顿创造的,质点,概念。）
2、科学符号：
符号就是对象的人工指称物。
罗素：,如果 A引起关于 B的 ‘ 观念 ’,A正是 B的符号,。
从认识论观点看，符号是一定的可感知的物质对象，
它在贮存、传递另一对象的信息方面充当另一对象的代替物。符号是物质形式与含义（授义）的统一，
其含义是人们在社会实践中赋予的。
符号的作用：使思想清晰化，方便人们之间的交流和沟通。创造和运用符号的活动也是人和动物区别的重大标志。
自然语言系统：突出问题是概念歧义、不精确；
语法结构不够严格和统一；在交流时累赘和笨拙。
科学语言系统：精确。
例如,,氧,究竟是指氧气还是氧元素？而科学语言则使用 O和 O 加以区别。
形式化语言，计算机语言
3、思想模型
（ 1）思想模型：在科学研究过程中建立的对原型的高度抽象化了的思想客体或思想事物，如原子模型,DNA 双螺旋结构模型。其中，理想模型是思想模型的特殊类型。
思想模型是科学理论与现实原型之间的必要的中介，事实上，科学理论研究的直接对象是思想模型。科学规律只有在相应的思想模型中才能得到严格的和精确的体现。
基本特点：流动性；互补性；条件性
（ 2）思想模型的认识功能：
a.解释功能；
b.判据功能；
c.预见功能。
（ 3）理想实验：是运用理想模型在思想中塑造理想过程，并进行严密的逻辑推理的一种思维方式。
例如，惯性定律就是伽利略在斜面实验的基础上，运用理想实验获得的成果。
第 2节 科学思维的逻辑方法关于逻辑思维科学与文学最主要的区别
比较 —— 分类
分析 —— 综合
归纳 —— 演绎
类比一、比较与分类
1、定义与特点：
（ 1）比较法：确定研究对象之间的差异点、共同点的一种逻辑方法。
（ 2）分类法：根据对象的共同点和差异点，
将研究对象区分为不同的种类，并形成有一定从属关系的不同等级的系统的逻辑方法。
2、比较与分类方法的规则：
彼此本质上有某种联系比较法 按同一标准进行往往采用中介手段
注意从属关系分类法 注意相应相称依照一个本质的根据分类不应越等
3、比较与分类方法的作用：
比较法
使材料系统化、条理化分类法导致科学上的新发现进行定性鉴别和定量分析启发思考，甚至导致重大发现历史比较法揭示矛盾，发现问题二、分析与综合
1,分析法
—— 把整体分解为部分，或把复杂的事物分解为简单要素，或把历史的过程分解为片断，或把动态凝固为静态来研究的一种逻辑思维方法。
定量 /定性分析；因果分析；比较分析；结构分析；
层次分析；系统分析 ……
以分析为主的还原主义在西方近代科学 400多年的发展中起重要作用。恩格斯：“把自然界分解为各个部分，把自然界的各种过程和事物分成一定的门类，
对有机体的内部按其多种多样的解剖形态进行研究，
这是近四百年来在认识自然界方面获得巨大进步的基本条件。”
2、综合法
—— 在思想上把对象的各个部分、各个方面和各种因素结合起来，形成整体性的考察的一种逻辑思维方法。
是与分析相反的一种思维过程。
中国传统思维长于综合。
3、分析与综合的相互关系辩证统一的关系，相互渗透，相互转化，
相互补充，互为依存，分析是在综合指导下的分析，综合是以分析为基础的综合。
分析 综合注意,后一个整体与前一个不完全同一，后者是思想中形成的，与现象的整体不一样，要达到的是对事物本质的认识。
新综合体不等于要素简单叠加整体 部分（要素） 新整体
4、分析方法与综合方法的作用分析与综合结合 —— 元过程分析法、系统分析法综合方法不是混合，而是化合，出现新的质科学分析、工程技术综合；“阿波罗”计划是综合的结果。
日本人提出：综合也是创造三、归纳与演绎
1、归纳法从个别上升到一般的推理方法 。
完全归纳法不完全归纳法可分为简单枚举归纳法穆勒五法科学归纳法
（ 1）完全归纳法
S 1是 P
S 2是 P
…
S n是 P
(S 1,S 2,… S n 是 S所有的部分 )
—————————————————— 则,S是 P
结论是可靠的。例如，“四色问题”的计算机证明。
（ 2）不完全归纳法简单枚举法,从“所有已观察到的 S是 P”，外推到“所有 S是 P”的获得一般性结论的方法。
S 1是 P
S 2是 P
…
S n是 P
(S 1,S 2,… S n 是 S的部分因子，没有发现相反的例子 )
————————————————————
则,S是 P
结论是或然的。
因果联系归纳法 —— 穆勒五法求同法差异法共变法剩余法求同差异共用法求同法场合 各种条件 被研究现象
（ 1） A,B,C a
（ 2） A,D,E a
（ 3） A,F,G a
…… …… ……
——————————————————所以,A是 a的原因 。
差异法（求异法）
场合 各种条件 被研究现象
（ 1） ABC a
（ 2） — BC —
…… …… ……
——————————————————
所以,A是 a的原因。
共变法事例 因素 现象
（ 1） A1BC a1
（ 2） A2BC a2
（ 3） A3BC a3
——————————————————————
所以,A是 a的原因。
剩余法事例 因素 现象
（ 1） A,B,C a,b,c
（ 2） B b
（ 3） C c
——————————————
所以,A是 a的原因（或结果）
求同 -差异法事例 因素 现象
（ 1） A,B,C a
（ 2） A,D,E a
（ 3） F,G -
（ 4） H,I -
——————————————
所以,A是 a的原因。
科学归纳法
S1 是 P
S2 是 P
……
Sn 是 P
(S1,S2,… Sn 是 S类部分对象，
S类与 P属性之间存在着必然的联系 )
————————————
则：所有 S是 P
科学归纳法举例铁受热体积膨胀，
铜受热体积膨胀,
锡受热体积膨胀,
(铁、铜、锡都是金属，受热后分子凝聚力减弱，
分子运动加速，分子彼此间距离增大，因而引起体积膨胀。 )
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例 所以，所有金属受热体积膨胀。
（ 3）归纳法在科研中的作用
a,是整理实验材料、提供经验定律和经验公式的重要方法；
b,可通过归纳法提出科学的假说和猜想；
c,可为科学实验的设计提供指导，为科学实验设计提供逻辑的根据。
归纳法具有很大的创造性，被称为“发现的逻辑”。
局限性在于其结论是或然的 。
（ 4）归纳法的发展（概率推理、统计归纳，
合情推理）
a.概率推理,把概率引入归纳过程赖欣巴赫 —— 频率概率；
卡尔纳普 —— 确证度 。
（小心统计归纳的滥用）
b.合情推理,数学家波利亚提出的，为科学猜想、假说的选择、评价提供逻辑根据的推理 。
A蕴含 B
B假
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A蕴含 B
B真
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A假 A更可靠波利亚认为合情推理是比归纳推理更为基本的推理形式，归纳推理也是合情推理的一种特殊情况。
2、演绎法
（ 1）什么是演绎法从一般到个别的推理方法。即从已知的一般原理出发，来考察某一特殊对象，
从而推演出关于这一对象的结论的方法。
大前提：所有的 M都是 P，
小前提：所有的 S都是 M，
结论：所以，所有的 S都是 P
与归纳法区别：只要大、小前提正确，且符合推理规则，那么结论必然正确。
演绎法的主要作用是逻辑证明，创造性小。
（ 2） 公理化方法,演绎法的进一步发展。
亚里士多德认为,完美的自然科学体系，应该是建立在少数第一公理基础之上，经由演绎方法组织起来的概念命题体系 。
欧几里得几何学和牛顿力学体系爱因斯坦的相对论（狭义和广义）理论体系公理化系统的根本要求是系统本身必须是一致的、
无矛盾的。
（ 3）归纳与演绎的关系
—— 辩证统一的关系
① 功能互补
② 相互依赖、相互渗透。
a,归纳是演绎的基础，演绎是归纳的前导。
b,相互渗透。
四、类比方法
1、定义根据两类对象之间在某些方面的类似或相同，从而推断它们在其他方面也可能类似或相同的一种逻辑思维方法。
A有 a,b,c,d属性,
B有 a’,b’,c ’属性则 B可能有 d’属性 。
2、类比方法的类型：
（ 1）性质相似的类比（简单共存类比）
（ 2）因果类比（例如，用反射定律解释声音的回声，也可以解释光的反射。）
（ 3）综合类比（例如，用数学模型模拟原型）
（ 4）隐喻类比 （做思想工作讲道理时常用，例如个人与集体比作水滴与大海）
3、类比的作用最富于创造性的一种逻辑推理方法，应用范围最广。
康德：“每当理智缺乏可靠论证的思路时，类比这个方法往往能指引我们前进。”
（ 1）科学发现上的创造作用；（电路电流与热传导的对比，提出欧姆定律；库仑定律与万有引力定律；）
（ 2）技术应用上的先导作用；（例如，水利模型）
（ 3）经济发展思考中的战略作用；（国家或地区战略对比，历史同期比较）
（ 4）思想交流中的启发诱导作用。（隐喻类比 ）
4、类比的局限可靠性最小的一种逻辑推理方法。
克服类比法的局限性的主要措施：一是尽可能积累有关对象的丰富知识，增加对象属性的数量及提高其相关程度；二把类比法与其他科学方法结合起来，取长补短。
（可靠性与创造性之间的对立，是各种逻辑方法的固有特性。）
第 3节 科学思维的非逻辑方法
长期以来，逻辑思维一直被视为科学思维的唯一类型。随着思维科学的发展，
人们才越来越认识到形象思维、直觉
（灵感）思维在科学认识中的作用。并把它们与逻辑思维一起看作是科学思维的三种基本类型。
爱因斯坦：“我相信直觉和灵感。”
在思维方式上，科学与艺术的相似点。
一、形象思维
1、定义：是在形象地反映客体的具体形态或姿态的感性认识基础上，通过意象、联想和想象来揭示对象的本质及其规律的思维形式。（对比逻辑思维）
2、作用
（ 1） 可以直观、形象、清晰、明确、具体的揭露对象的本质和运动规律。
（ 2） 可以突出主要矛盾，可以简化层次和次要矛盾，
可以在纯化和理想化的条件下，充分发挥想象力的作用，使物质对象之间的本质和运动规律得以充分显露。
（ 3）在 工程技术领域意义更加突出。马克思通过对比蜜蜂赞美建筑师的预先建构。
3、科学中的形象思维与文学中的形象思维二、联想和想象
1、想象（形象思维的高级阶段）
（ 1）定义：根据已经掌握的知识和经验或感性形象，来设想、
构思未知事物以及被创造的事物的形象的一种创造性思维活动的基本方式。苯环结构发现者凯库勒经历
（ 2）想象力是科学研究中的实在因素 爱因斯坦：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想象力是科学研究中的实在因素。”郭沫若在科学大会上的讲话
2、联想：由甲想到乙的思维活动。形象联想、概念联想等。
联想小测试 ——
路 理 德 具 喜 （ ）
拜 结 员 体 鱼 ( )
木 石 场 疗 荷 ( ）
三、直觉（灵感）思维
1、定义,不受某种固定的逻辑规则约束而直接领悟事物本质的一种思维形式。伴随有直觉、灵感、顿悟
大致包括三点含义：
对客观规律的深刻理解；
来自认识主体的经验的积累；
主体的理性认识与感性经验的共鸣。
,灵感,,在英语中有,启示,,,感悟,,,神的感召,的含义；在汉语中有,灵性的感悟,或,被感悟的灵性,的意思。
2、特点,（ 1） 引发的偶然性；
（ 2）启示的瞬时性；
（ 3）过程的情绪性。
费尔巴哈：灵感“是不会为意志所左右的,…… 是不会依照预定的日子和钟点迸发出来的。”
3、如何捕捉灵感？
必要条件：辛勤的劳动，艰苦的思索，
丰富的经验，广博的知识；
劳逸结合，一张一弛，触发灵感；
随时记录思想火花；爱迪生习惯于随时记下想到的每一个意念；有许多科学家也习惯于随身带着纸和笔，随时记下每一个闪电式的直觉。
四,创造性思维方法创造（创新）是人类社会发展的永恒主题。创造性思维是科学技术活动的核心和灵魂。 20世纪以来，开始成为研究热点。
1,创造性思维方法的形式
（ 1）什么是创造性思维？
一切可能发现事物的新规律、新用途，创造具有社会、经济价值的新产品（物质和精神）的思维形式。
（ 2）创造性思维的分类按科学思维的类型,狭义的创造性思维分为两种形态,
第一种：以非逻辑思维形式 —— 想象、
直觉和灵感等为主的创造性思维。
第二种：以逻辑思维为主的创造性思维。
（不能否认逻辑方法的创造性，科学史上有大量事例说明逻辑思维具有创造性）
（ 3） 创造性思维方法的特征广义的创造性思维方法有以下两个主要特征：
第一，逻辑方法与非逻辑方法的辩证统一。
第二，发散性思维与收敛性思维的优化综合。发散性思维又称为,求异思维,或,开放式思维,具有流畅性、灵活性和独特性特征；收敛性思维又称为
,求同思维,或,封闭思维,,具有集中性和最佳性特点 。
2,创造性思维的运演机制
（ 1）创造始于提出问题，终于问题解决。
问题是创造的起点，也是其终点。
问题对于创造性思维的重要，就在于它是整个思维进程的
,启动器,,,聚焦核,。
（ 2）创造过程基本阶段英国心理学家 G.沃勒斯在 1926年出版的,思考的艺术,一书中提出的创造性思维活动的分阶段模式：
第一阶段为创造的 准备期，
第二阶段为创造的 酝酿期，
第三阶段为创造的 明朗期，
第四阶段为创造的 验证期。
（ 3）创造过程的社会机制以,头脑风暴法,为例，人们互相启发；
团队知识、思路互补；
竞争是创造的驱动力；
奖励是创造的动力之一。
