科学技术方法论
引言
科学认识的特点
实证性vs哲学的思辩性
深刻性vs常识的直观性
创造性vs宗教的教条性
系统性vs实用知识的零碎性
科学认识系统:
主体
客体
中介
科学方法论
科学技术经济社会运行过程
第一章 科学问题与科学事实
第一节 科学问题
一, 科学问题及其分类
1,科学问题:科学问题是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解决的矛盾,它包含一定的求解目标和应答域,但是尚无确定的答案。
科学问题的时代性
2,科学问题的结构:1,科学理论和科学事实背景
2,科学求解目标
3,(预设的)问题答案的应答域和求解方法
3,科学问题的分类:1,经验问题
理论问题
2,What
Why
How
二、科学问题的来源
1, 科学实践与科学理论的矛盾
2, 科学理论内部的矛盾
3, 不同学派理论之间的矛盾
4, 社会生产的需要与现有技术的矛盾
三、科学问题的作用
1, 科学问题对于观察实验的指导作用
2, 科学问题是科学研究的产物和总结
第二节 科研选题
一、 科研选题及其步骤
科研选题: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的一个或一组科学问题。
科研选题的重要性
步骤:文献调研和实际考察
提出选题
初步论证
评议和确定课题
二、 选题的基本原则:
1, 需要性原则
2, 创造性原则
3, 科学性原则
4, 可行性原则
第三节 获取科学事实的基本方法——观察与实验
一、
科学事实:通过观察所获得的经验事实,是经过科学整理和鉴定的确定事实。
客观事实:一定时空中存在的客观事件。
经验事实:为人类所经验到的客观事实,表现为陈述语句。
科学事实的基本特征:1,个别存在陈述 2,可复核、可重现 3,精确、系统
科学事实的作用:
1, 科学事实是形成新概念、新理论的基础。
2, 科学事实是对科学假说和科学理论进行评价的基本手段。
二、 观察和实验
1, 观察:人们有目的、有计划地感知和描述客观事物、获取感性材料的基本手段。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。
直接观察
间接观察
2, 实验:实验方法是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。
实验的作用:
简化、纯化、强化、重复、模拟、经济可靠
3, 实验方法的分类及实验的规划与设计
分类:1,定性实验
定量实验
2,模拟实验
直接实验
规划与设计:1,控制参量的选择
2,测定方法的选择
3,实验试样的选择
4,对照实验: 安慰剂效应、双盲法、双生子实验
第四节 观察实验中的若干认识论问题
一、 观察中渗透着理论
1, 观察不仅是接收信息的过程,同时也是加工信息的过程。
2, 观察陈述是用科学语言表述的,而科学语言总与特定的科学理论联系着。
因此:1,理论在观察中发挥定向作用
2,理论在观察中发挥加工改造作用
二、 测不准原理的认识论启示
1, 量子世界的客观的、本质的规律
2, 主体与客体、人与自然密不可分
三、 观察的客观性
1, 观察是主观和客观的结合与统一
2, 科学观察的主体间性
3, 科学观察的稳定性
4, 科学观察的普遍性
四、 观察实验中的机遇
1, 机遇是偶然性与必然性的结合
2, 掌握机遇的条件:
A, 深厚的理论功底
B, 蹋实的工作作风
C, 开阔的头脑、自由的心灵
第二章 科学抽象与科学思维
第一节 科学抽象
一, 科学抽象:在思维中对同类事物去除现象的、次要的方面,抽取共同的、主要的方面,从而实现由个别把握一般,由现象把握本质的认知过程。
科学抽象的产物:科学概念、科学符号、思想模型。
二、科学概念:科学认识中反映事物本质属性的思维形式。科学思维的基本单元。
科学概念的基本特征:
1.可确定性——逻辑联系
2.可检验性——实验验证
3.可发展性——科学发展
科学概念的抽象:
1, 抽取共同点
2, 抽取本质
3, 理想化复现对象
三、科学符号:科学概念的人工指称物。
发展的三个阶段:1,自然语言符号系统
2,人工语言符号系统——科学行话
3,人工语言符号系统——形式化语言
三、思想模型:对原型高度抽象化的思想客体或思想事物。
思想模型是科学理论与现实原型之间的中介。科学理论研究的直接对象。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。
思想模型的功能:1,解释功能
2,判据功能
3,预见功能
理想模型:具有极限特征的思想模型。
理想实验:运用理想模型在思想中塑造理想过程,进行逻辑推理的思维方法。虽具有一般实验的结构模式,但却是假想的实验,实际上是逻辑推理过程。
第二节科学思维的逻辑方法
一、 逻辑思维:在感性认识基础上,运用概念、判断、推理等形式对客观世界的间接的、概括的反映过程,是科学思维的基本形式。
形式逻辑思维:逻辑思维的基本形式,强调思维过程中形式与内容相分离,以“固定范畴”为特点,是科学理论体系相对稳定时期的思维方法。严格、精确、单义。
辨证逻辑思维:逻辑思维的高级形式,强调思维过程中形式与内容的统一,以“流动范畴”为特点,是科学理论体系变革时期的思维方法。深刻、创新、灵活。
二、 分析和综合
分析:将研究对象的整体分解为一定部分、单元、环节、要素并加以认识的思维方法。
综合:将研究对象一定部分、单元、环节、要素的认识结合起来,形成对于研究对象的整体认识的思维方法。
二者互为前提,互相补充,缺一不可。
三、 归纳、演绎和类比
归纳:从个别或特殊事物概括出共同本质或一般规律的逻辑思维方法,增加经验内容,但缺乏逻辑必然性。
演绎:从共同本质或一般规律推断个别或特殊事物的逻辑思维方法,具有逻辑必然性,但没有增加经验内容。
类比:根据两类对象之间某些方面的类似,推断其在其他方面也可能类似的逻辑思维方法,严格性较差,但具较高的创造性。
相互关系:
1,分工:归纳:创建新知识,
演绎:建构理论体系,真值传递,科学预言
类比:创造性思维
2,互相依赖:归纳为演绎创造前提,
演绎展示归纳结论,
类比是归纳与演绎的结合。
第三节 科学思维的非逻辑方法
一、 形象思维:
形象地反映客体的具体形态的感性认识基础上,通过意象、联想、想象来揭示对象的本质及其规律的思维方法。
意象:对同类事物形象的一般特征的反映。以形象的形式反映对象的共性。
联想:从一个意象过渡到另一个意象的思维活动。
想象:在联想的基础上加工原有意象而创造新意象的思维活动。
形象思维活动的意义:
1, 可以直观形象地揭示对象的本质和规律,充分利用大脑右半球的思维能力。
2, 形象思维更具有创造性,容易突破思维活动中常规的限制。
二、 直觉思维(灵感、顿悟)
不受固定的逻辑规则而直接领悟事物本质的一种思维形式。表现为:主体的创造力超水平发挥,以及问题突然完全解决。
特征:1,发生的突发性。2,过程的突变性。3,成果的突破性。
机制探讨:1,常规思维的浓缩
2,潜意识与显意识的突然沟通
条件:1,相关知识的充足准备
2,长期高度紧张的常规思维活动
3,高度放松的身心状态
4,特定机缘的诱发
第三章 科学假说与科学理论
第一节 科学假说
假说:根据已知的科学事实和科学原理,对所研究的自然现象及其规律性提出的一种假定性推测和说明,是自然科学理论思维的一种重要形式。
来源:1,无法解释的新事实
2,理论外推到新范围
3,新旧事实之间的矛盾
假说的结构:1,事实基础
2,理论背景
3,对现象本质的猜测
4,由猜测推演出的预言和预见
假说的特征:1,科学性
2,假定性
3,易变性
假说的作用:1,通向科学理论的桥梁
2,指导实验的设计和规划
3,激发创造性
创立假说必须遵循的原则:1,解释性原则
2,对应原则
3,可检验性原则
假说检验的方法
1, 逻辑分析——辅助手段
逻辑分析的意义:(1)筛选作用
(2)在假说与经验事实之间建立更加明晰的关系
2, 实验检验——基本手段
假说检验的讨论
1, 证实的逻辑困难:
A, 全称判断无法用经验证实
B, 肯定后件推理的逻辑谬误
2, 证伪的逻辑困难:
A,存在陈述无法证伪
B,实验、事实可错
C,辅助性假说可错
1, 判决性实验的存在性:
A, 判决性实验的历史意义及其历史局限性
B, 绝对的判决性实验在逻辑上无法成立
C, 判决性实验的心理学和社会学意义
第二节 科学理论
一、科学理论的基本特征及其结构
科学理论:经过实践检验的系统化了的科学知识体系;由科学概念、科学原理、辅助假说和科学推论所组成的体系。
科学理论的特征:1,客观真理性
2,普遍性
3,系统性
4,逻辑性
科学理论的结构:1,基本概念
2,基本原理
3,辅助假说
4,科学推论
二、建立理论体系的方法
1,公理化方法
公理化体系的基本条件:
A,一致性 B,完备性 C,独立性
2,从抽象概念综合为思维具体的方法
3,历史与逻辑相统一的方法
三、科学理论的评价
科学理论评价的特点:
经验论的标准:经验事实作为科学理论评价的出发点。经验的证实和证伪作为科学与非科学的划界标准和理论评价的基本标准。一元化的评价标准。
整体论:多元化的评价标准
一致性
完备性
简单性
预见性
第三节西方科学哲学诸流派科学发展模式观简介
一, 归纳主义
科学知识源于经验事实的归纳。科学发展是知识的渐进积累,无中断、革命。科学与非科学的划界标准是陈述的经验内容。
二, 波普尔(K·Popper)证伪主义或理性批判主义
理论无法通过归纳得到证实,只能被证伪。科学发展是理论不断被经验反驳和证伪,再提出新理论的不断革命的过程。
P1——TT——EE——P2
科学的划界标准是理论的可证伪性。
科学的精神是彻底的批判性。
理论的提出是自然规律的大胆猜测。
三, 库恩(T·Kuhn)的范式理论
范式(Paradium):理论模式、基本方法、共同信念、共同标准
前科学——常规科学(范式形成)——反常——危机——科学革命(范式更替)——新常规科学——
前科学:无共同范式
常规科学:范式支配下的“解难题”活动,渐进发展阶段
反常:无法用范式解释的现象
危机:反常数量增多,范式受到怀疑
科学革命:新范式代替旧范式,激烈革命阶段
科学的整体性
科学思维的阶段性
科学的非理性因素
四, 拉卡托斯(Lakatos)的科学研究纲领方法论
研究纲领:有组织的、严格内在结构的科学理论系列,由相互联系的“硬核”、“保护带”、“启示法”组成。
硬核
保护带
启示法
研究纲领的进化阶段——退化阶段——新的进化的研究纲领取代旧的退化的纲领——新纲领的进化阶段
五、费耶尔阿本德的无政府主义认识论
功能:治疗性 vs 建设性
1,科学研究活动中不存在任何超越具体问题、具体对象的普遍规则,任何普遍的规则在科学的历史上都曾被、也应该被突破。
唯一可能成立的普遍规则是:Anything goes!
方法论原则依赖于所研究的对象的状态,依赖于宇宙的状况,所以不可能先验地决定方法论原则。
2,非理性因素在科学活动中的积极意义
根源:科学发展的不平衡性
需要保护暂时弱小的新兴理论或暂时处于退化阶段的衰老理论
韧性原则
扩散原则
反归纳法:A,提出与公认理论不一致的假说
B,提出与事实、观察不一致的假说
3,反对科学沙文主义
科学与人类其它文化传统的历史渊源
科学不应该成为国家意识形态,不同文化传统应当平等竞争
科学家是有自己利益的社会群体,同样应受到监督
第三编 科学技术观
第一章 科学技术系统
第一节 科学技术的性质和体系结构
一、 科学技术的性质
科学:用实证方法认识自然的探索活动
关于自然的系统化、理论化的知识体系
观念形态的社会生产力
特殊的意识形态:一般社会生产力
不依赖于特定的经济基础
技术:改造自然的实践活动
工艺方法、物质手段和技术理论的总和
人类意志的体现,直接的社会生产力
技术的双重属性:自然属性——遵循自然规律
社会属性——受社会条件的约束
科学和技术的共同本质:人类对于自然的能动关系
科学技术的体系结构
1, 科学的学科体系:
基础科学
技术科学
工程科学
2, 边缘学科、交叉学科、横断学科的迅猛发展
3, 复杂性科学正成为新的基础学科
技术的学科体系
手工技术体系
机器技术体系
信息技术体系
科学技术一体化
科学技术化
技术科学化
第二节 科学技术的社会组织
一、 科学家和科学共同体
科学家:科学研究作为社会职业的知识分子群体
科学共同体:科学家群体的抽象存在形式,具有共同的体制目标和行为规范。
目标:增进知识,并运用知识为人类造福。
行为规范(精神气质):
1, 普遍主义
2, 公有主义
3, 利益无关原则
4, 有条件的怀疑精神
科学共同体的分层结构:
基于社会承认的无形等级体制,自愿的、流动的权威结构。
科学共同体的奖励系统:
科学发现优先权的承认是科学共同体的主要奖励机制
科学共同体的马太效应:
科学中的优势积累效应,某些科学家在取得一定的科学地位后,具有更加优越的科学研究条件,从而地位更加稳固。
二、科学的社会组织
学派:具有共同学术思想, 排他性
保持密切的思想交流和学术合作, 整体性
学术权威作为领袖 内聚性
师承关系 传统性
无形学院:优秀科学家为中心,自由联合为前提,学术思想的通信交流和自由讨论为主要特征的非正式学术群体。
学会:
研究所:
科研中心:
科学技术社会服务机构:
三、科学的社会支持系统
经济支持系统
信息支持系统
实验技术装备支持系统
教育支持系统
社会组织系统
科学发展的社会总体能力
第三节 自然科学的发展模式
一、 科学发展的基本矛盾:科学实验vs科学理论
实验的基础作用
理论的指导作用
二、科学发展的主要形式:
1, 渐进vs飞跃
2, 分化vs综合
第四节 技术的发展模式
一 技术发展的基本矛盾:技术目的vs技术手段
二 技术发展的主要形式:
1, 渐进vs飞跃
2, 剃度递进vs跃升发展
后发优势
第二章 科学技术与社会
第一节科学技术的社会功能
一、 科学技术促进物质文明发展
1, 科学技术促进社会生产力的进步
2, 科学技术促进人类生活质量的改善
3, 科学技术促进人类劳动条件的改善
二、 科学技术促进精神文明发展
1, 科学技术促进认识能力的提高
2, 科学技术促进哲学思想的变革和思维方式的进步
3, 科学技术促进教育普及、文化传播、社会民主。
三、 科学技术促进社会结构的变革
1, 科学技术促进经济结构的变革
2, 科学技术促进生产关系的变革
3, 科学技术促进上层建筑的变革
4, 科学技术促进国际政治经济格局的变革
第二节 科学技术发展的社会条件
一、 经济因素对科学技术发展的影响
二、 政治因素对科学技术发展的影响
三、 教育因素对科学技术发展的影响
四、 文化因素对科学技术发展的影响(宗教、哲学)
第三节 科学技术向现实生产力的转化
一、 科学技术促进现代经济发展的途径
1, 科学技术促进各种生产力要素的提高
2, 科学技术促进各种生产力要素之间的整合
3, 科学技术促进社会基础结构的改进
二、 科学技术向生产力转化的关键环节——技术创新
1, 熊彼特的“创新”概念:
技术发明运用到经济活动中去引起的生产要素与生产条件的重新组合,即新的生产函数的建立。包括生产新的产品、采用新的生产方法、开辟新的市场、获得新的原材料来源以及实行新的企业组织形式等五种情况。
2, 创新活动的主体:企业家
3, 创新活动对于经济周期的影响:
创新→超额利润→模仿→创新浪潮→大量投资等→经济繁荣
创新停止→利润下降→投资机会减少→衰退
4, 企业规模对技术创新的影响:
具有垄断规模的企业有能力进行技术创新,技术发明源于企业内部。
5, 我国技术创新的最大障碍:
研究与生产的脱节,研究与开发的主要力量在企业之外。
第四节、科学技术的社会价值观反思
一、 科学技术滥用的严重后果
二、 神话科学技术社会后果的方法论谬误
三、 科学技术的自然观前提假定“人与自然两分”的谬误
四、 科学技术时代所需要的智慧:
正确理解科学技术的本质,合理利用科学技术成果,促进科学技术与社会的协调发展。