第三章马克思主义科学技术方法论.ppt

第三章 马克思主义科学技术方法论,马克思主义科学技术方法论是马克思主义科学技术论的有机组成部分。马克思主义的科学技术方法论是以辩证唯物主义立场、观点为基础，吸取具体科学技术研究中的基本方法，并且对其进行概括和升华的方法论。它存在于一切具体方法之中，而不是脱离开具体科学研究方法的空中楼阁，更不是凌驾于具体科学研究之上的抽象思辨。,第一节 科学技术研究的辩证思维方法,分析和综合归纳和演绎 从抽象到具体 历史和逻辑的统一,一、分析和综合分析：是在思维中把对象分解为各个部分、侧面、属性，分别加以研究考察的方法。综合：是在思维中把对象的各个部分、侧面、属性按照内在联系有机地统一为整体，以掌握事物的全貌、本质和规律的方法。分析与综合：分析与综合有机结合，形成分析与综合的辩证思维，形成了认识事物部分与整体辩证关系的完整过程，是人们思考事物、对象的必要思维方法与阶段。在科学研究中，分析与综合是相互渗透和相互转化的。分析的目的，不仅是为了深入对象内部进行认识和实践，而且是为了在思维中综合认识对象，为在实践中变革对象打下基础；综合也需要以分析为基础，没有分析的综合不是深刻的综合。分析是研究，综合是创造。,二、归纳和演绎归纳：是从个别性的前提推论出一般性结论的推理方法；是从个别到一般，寻求事物普遍特征的认识方法。归纳推理不是必然性推理，其结论具有或然性。但归纳是科学家和工程师运用最多的方法，归纳之所以有效，是因为它是直接面对具体科学实践本身的。在科学实践活动中，归纳是从其情境密切相关的特定研究中得到在此情境适用的一般性结论的。把归纳的结论推广到其他情境时需要注意其适用性。演绎：是从对事物概括的一般性前提推论出个别性结论的方法；是从一般推论和判断个别事例的认识方法。演绎推理的结论是必然性的，只要其前提正确，推理过程正确，其结论就必然正确。在科学研究中，演绎常常用在科学理论的建立和完善上。归纳与演绎：归纳是从特殊到一般的推理方法，归纳由于不是必然推理，单纯运用归纳就会遇到“归纳问题”；演绎是从一般到特殊的必然推理方法。但是单纯运用演绎，科学实践的新发现、新发明就无法进入科学家与工程师研究的视野。把归纳与演绎结合起来，形成了归纳与演绎相互结合的辩证思维。归纳是演绎的基础，演绎则为归纳确定合理性和方向。归纳与演绎相互渗透、相互转化。,三、从抽象到具体抽象：抽象即从许多事物中，舍弃个别的、非本质的属性，抽出共同的、本质的属性的过程，是形成概念的必要手段。具体：具体有两个含义，第一，指感性具体，也就是人们面对客观事物本身所获得的感性表象；第二，指理性具体，即反映事物本质规定的、与科学实践结合的理论内容。从抽象到具体：就是把抽象的、内容贫乏的概念、理论赋予丰富的经验和实践内容的过程。在辩证思维中，从抽象到具体的过程，要实现认识的两次飞跃：第一次，是从感性的现实具体上升到思维抽象的过程，是一种建立在实践基础上的经验总结提升的过程；第二次，是从科学的思维抽象逐步使抽象的理论上升到与具体实践相结合的理性的思维具体的过程，是把抽象的概念和理论再返回科学实践，赋予理论具体内容的过程。,四、历史和逻辑的统一历史：历史方法是一种过程研究方法，科学技术研究需要掌握具体的研究过程、概念演变史、学科史和前人研究方法，从而形成创新性科学研究的背景。逻辑：逻辑是按照理性要求制定的思维规则和形式，它以抽象为基本特征，通过对事物的具体形态和个别属性分析思考，揭示出事物本质特征，形成概念并运用概念进行判断和推理来概括地、间接地反映现实。逻辑思维的基本形式是概念、判断、推理。逻辑思维是人脑对客观事物间接概括的反映和建构，它凭借科学的抽象揭示被人类建构的事物的本性，具有自觉性、过程性、间接性和必然性的特点。我们所说的逻辑思维主要指遵循形式逻辑规则的思维方式。常称它为“抽象思维”。历史与逻辑的统一：概念与理论的逻辑建构，应该与客观事物的发展过程及人类对事物的认识过程相一致。在特定情况下，逻辑与历史的统一并非完全一致，而是一种有差别的对立统一关系。历史和逻辑的统一，不仅仅是关于历史方法和逻辑方法的关系，更重要的是，它是构建科学技术理论体系和实践活动的规定性或原则。科学技术历史实践是逻辑思维形成和发展的基础，其需要决定把握事物的何种本性，确定逻辑思维的任务和方向。科学技术历史实践的发展对于感性经验的增加也使逻辑思维逐步深化和发展。,第二节 科学技术研究的创新思维方法,一、收敛与发散思维收敛思维：是集中问题的思维方式，其特点是使思维始终集中于同一方向，使思维条理化、简明化、逻辑化、规律化，收敛思维又称“聚合思维”、“求同思维”或“集中思维”。发散思维：是指从一个目标出发，沿着各种不同的途径去思考，探求多种答案的思维，与收敛思维相对。又称“放射思维”、“求异思维”或“扩散思维”。发散思维是创造性思维最重要的特点之一。收敛思维与发散思维，只重视其中一个，便可能走向形而上学思维，若把两者有机结合起来，则具有辩证思维的特点。两者是对立的统一，具有互补性，不可偏废。我们需要在两者之间保持思维的张力，在收敛中注意发散，在发散中注意收敛。,二、思维的逻辑性与非逻辑性科学研究和技术发明，最重要的特性之一，就是创造。创造需要创造性思维。创造性思维不是某一种单一的思维方法或科学研究方法，不是在所有辩证思维和科学研究方法之外的独立的一种思维形式或方法。创造性思维是指能够提出创见的思维，即通过思维不仅能揭示事物的一般本质，还能在此基础上提出新的、有建树的设想和创意。创造性思维与一般性思维相比，是指在思维特征方面不刻板，是组合各种思维、灵活调用思维的特性。创造性思维的特点是思维方向的求异性、思维结构的灵活性、思维进程的飞跃性、思维效果的整体性、思维表达的新颖性等。创造性思维特别注重逻辑思维与非逻辑思维的统一、抽象思维与形象思维的辩证统一。,三、直觉与顿悟思维直觉与顿悟思维是两种创造性很强的非逻辑思维特性。直觉：是指不以人类意志控制的特殊思维特性，它是基于人类的职业，阅历，知识和本能存在的一种思维特性。直觉具有直接性、迅捷性、或然性等特征。直觉作为一种心理现象贯穿于日常生活、事业和科学研究领域。顿悟：创造性思维的一种特性，指当思考某个问题长期得不到解决时，在某种状态或时刻突然获得解决问题的状态，一种豁然开朗的状态。顿悟有突发性、诱发性、偶然性、极度快乐或豁然开朗之特性等等。,第三节 科学技术研究的数学与系统思维方法,一、数学方法及其作用数学方法是所有成熟科学的基本研究方法之一，马克思曾经指出，只有当某门科学使用了数学时，这门科学才算走向成熟。数学方法是一种关注事物的形式和抽象结构的思维和科学方法，在思维中，它能够抽象地表达事物的空间关系与数量关系。数学方法注重抽象、模型化，是我们可以把自然研究对象高度抽象、转化为人工模型，抽象其中因果关系的基本方法。数学方法包括多种形式，如数学方程方法、数理统计方法、数学建模方法、数学实验方法，等等。,数学方程方法：数学方程方法是一种把事物的关键关系抽象出来，建立某种关于事物的数学模型的方法；例如，洛特卡魏尔特拉方程，就抽象地描述了捕食者与被捕食者的关系，让人们理解了在一定条件下，特定生态系统的运行。数学建模方法：模型是科学抽象的一种；模型是科学家考察和介入自然事物的中介与桥梁；有各种模型，如实物模型，抽象模型；数学在建模方面具有重要作用，数学的建模主要是通过抽象事物的主要关系，建立起关系的模型。因此数学模型比实物模型更能够反映事物内在属性的抽象关系。数学统计方法：统计方法是人类对事物总体数量、类型及其关系的认识方法。统计即搜集、整理和分析客观事物总体数量及其分布状况，而统计方法即在统计资料的基础上来研究如何搜集、整理和分析统计资料的方法。数学统计方法对于认识事物总体状况、分布状态及其相互关系有重要意义。数学实验方法：数学实验是把计算机技术和数学方法结合起来，在计算机上以数学方法设计实现的理想实验。数学实验方法有助于人类更加精确和在整体上认识事物内部要素和事物之间的理想关系。数学实验方法丰富了实验的概念，扩展了实验的内容。是一种理想化的数学实践。使得人类一些无法在现实中实现的大型实验可以通过计算机模拟加以设计和实现。,二、系统方法及其作用,系统方法是指20世纪40-90年代出现的系统科学所采用的一系列方法的总和，这些方法对于从横断方面抽象认识对象的物质结构、能量流动和信息传递有重要的作用。系统科学的方法主要包括：系统分析与综合方法：主要运用于科学、技术和工程的设计和建设的两种系统思维方法。系统分析：是要把系统进行分解，对其要素进行分析，找出解决问题的可行方案的思维与思考方法。系统分析也是一种研究方略，它能在不确定的情况下，确定问题的本质和起因，明确咨询目标，找出各种可行方案，并通过一定标准对这些方案进行比较，帮助决策者在复杂的问题和环境中作出科学抉择。系统分析方法的具体步骤包括：限定问题、确定目标、调查研究收集数据、提出备选方案和评价标准、备选方案评估和提出最可行方案。,三、复杂性思维及其作用,复杂性思维：是20世纪90年代以后伴随复杂性科学兴起而与简单性思维相对的思维方式。复杂性思维认为，事物有着从简单到复杂演化的历程，人类认识事物的方式也同时也应该有复杂性思维方式，复杂性思维把事物本身的复杂性特征凸显出来，让人们更加认识到事物发展的复杂性状态和性质，考虑问题的多样性。复杂性思维在更高的层次上体现了当代马克思主义的辩证思维。复杂性思维有如下特征：自组织性：强调事物的自组织演化特性，在对研究对象进行认识与控制时，注意事物的自我发展演化的特性，不过分和直接干预对象的演化。多样性：是建立在承认事物本身具有多样性的属性、方面和结构的认识基础上，注意从多个侧面认识和把握对象；注意对象的多样性关系；注意事物多样性联系。融贯性：是建立在事物多样性和整体性基础上，把对事物的历史考察和逻辑认知统一起来，把多样性与统一性联系起来，把整体与部分统一起来的连贯、系统的方式。整体性：首先把事物作为整体考察，力图超越还原论，从事物的整体出发，认识事物的存在、演化的复杂规律与特性。,复杂性科学方法：是在借鉴传统科学的方法基础上，以辩证法为理论取向的一套方法，侧重把定性判断与定量计算、微观分析与宏观分析、还原论与整体论、科学推理与哲学思辨相结合的方法。,第四节 科学技术活动的方法,科学技术研究的基本目标是发现、发明与创造，科学技术实践是科学技术活动中最基本的和最基础的活动。以往的西方科学哲学以一种“理论至上”的观点看待科学，把科学主要看成为一种理论体系，而不是活动，割裂了科学和技术的联系，不仅在很大程度上扭曲了科学的形象，而且贬低了技术在整个科学技术中的地位与作用。马克思主义特别强调实践，科学实践是马克思主义所论的人类重要实践内容之一。,一、科学实践的方法,科学实践的基本方法有科学观察、科学实验和科学仪器的运用。其中涉及观察、实验与理论的辩证关系，涉及科学研究主体、科学工具与研究对象，以及与研究环境的复杂关系。,科学方法论,科学问题科学事实科学研究方法创造性思维复杂性研究,科学研究的一般程序,提出问题,形成假说,收集数据,收集数据,假说的检验,建立理论,证伪,证实,科学问题,一 科学问题及其分类1.科学问题的概念：科学问题泛指科学研究中主体与客体的矛盾，已知与未知的矛盾。2.科学问题的结构：问题的指向；研究目标；求解的应答域。应答域：指在问题的论述中所确定的域限，并假定所提出问题的解必定在这个域限之内。3.科学问题的分类：根据内容、性质和角度不同分类陈述性、过程性和因果性问题（what,how,why）真问题和假问题待解问题和无知问题常规问题和非常规问题,二 科学问题的来源,科学问题归根结底来源于社会生产实践与科学实践。但是由于科学理论发展的相对独立性与自主性，科学问题还可以有别的来源。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。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生产问题。,三 科学问题的意义,1.规定着研究内容、方法、途径和手段2.决定科学研究的结果和价值。爱因斯坦说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决一个问题也许仅仅是一个数学上的或实验上的技能而已。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而标志着科学的真正进步。”德国数学家希尔伯特在本世纪一次国际会议上提出数学研究的23个问题，对本世纪数学研究起到了重要的推动作用。,科研选题,一 科研选题及其步骤 1.科研选题就是形成、选择和确定所要研究和解决的课题。2.科研选题的重要性：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。3.选题步骤：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“学林探路贵涉远，无人迹处有奇观”,获取和整理科学事实的方法,第一节 获取科学事实的方法 一客观事实、经验事实、与科学事实 二 科学观察方法 三 科学实验方法 四 观察和实验中的机遇 第二节 整理科学事实的逻辑方法 一 比较与分类 二 归纳与统计 三 演绎与类比 四 分析与综合,获取科学事实的方法,一 经验事实、客观事实与科学事实 1.客观事实：在时空中实际存在着的事件、现象和过程。在人们的意识之外，不依赖于人们的意识而独立存在。特点：客观性 可观察性，即可以被人们的感观或借助仪器所观察、反映和认识。2.经验事实：是指用某种语言或文字对观察的事实所作出的陈述性判断。特点：可错性 3.科学事实：指人们对所观察到的客观存在的事件、现象和过程作出的真实描述。特点：内容是可观的 形式是主观的,4.科学事实与客观事实、经验事实的区别：（1）它是关于个别存在的陈述“镭具有放射性”“氦具有惰性”等均是科学事实，而“所有微观客体都具有波粒二象性”“生物都有新陈代谢”“一切物质都是可分的”等普遍陈述，则不能是为科学事实，而应视为科学事实加工提炼之后做出的理论论断。（2）它应可复核、可重现 科学研究中“任何一个实验事实，至少也应被另一位研究者重复实验，否则不能确定。”（3）正确性,二 科学观察方法,1.观察及其结构 按国际上权威的韦氏辞典的解释，观察一词作动词时其意义为“受引导地、仔细地、分析地专注于察看与感知”“观察”概念时往往强调二点：一是看的动作，即用人的感观特别是眼睛去感知；二是看的动作带有目的性或者说这一动作是受到预先设定和控制的。观察的结构：感觉、关注和知觉 观察的工具：望远镜、显微镜和千分仪等。其功能是延伸目力所及距离，拓展目力分辨能力。,2.观察方法的类型及其特点,观察方法：人们在一定理论思维指导下，通过感官或借助科学仪器，在自然发生的条件下有目的、有计划地感知研究对象，从而获得科学事实的一种研究方法。观察方法的类型：直接观察用感觉器官 间接观察借助科学仪器应用领域和适用性：天文学、地理学、气象学、动植物分类、社会科学领域等。,3.观察的基本原则,1)客观性 要求观察者按研究对象的本来面目去观察它和反映它。首先要避免把某种假定或预想凝固化、僵化；其次要注意排除假象和错觉的干扰。2)全面性 要求在观察中，尽可能地观察研究对象的各个方面、各种因素、各种关系和各种规定，力求获得丰富而完整的科学事实，客观地反映事物的全貌。3)典型性 注意选择具有代表性的对象和干扰比较小的观察环境时非常必要的。,4.观察方法的作用和局限性,1)形成科研选题的重要途径 青年船医迈尔，通过观察发现了船员的血液颜色在赤道附近比在北欧时更鲜红，确立了有关能量守恒和转化定律方面的科研选题；印度科学家拉曼通过对海水呈现深蓝色的观察与研究中，才确立了有关光的折射这一选题；现代仿生学众多科研课题，是通过运用观察方法来确定的。2)是建立科学假说的先决条件 一般来说，天文学、地学、气象学、动植物学等学科不可能从事精确的实验研究，故这些学科的知识大都以假说的形式建立起来的，而这些科学假说得以建立的先决条件就是观察。魏格尔大陆漂移学说；竺可祯中国近五千年气候变迁的初步研究一书；德国刻普勒没有第谷的观察，无法提出行星运动三定律。,3)是验证科学认识真理性的基本手段 英国物理学家爱丁顿的日食观测。1916年，爱因斯坦提出广义相对论学说。根据这一学说，他预言光线在引力场中将会发生弯曲效应。天文计算表明，1919年5月29日将发生全食，此时，金牛座中的毕宿星团刚好在太阳附近，若天气好，至少可拍摄13颗亮星。爱丁顿抓住了这个机会，就在该年5月，组织了一个探险队，奔赴非洲普林西比岛，利用日全食来测定星光的弯曲效应。结果，所测得的恒星偏离角度值（1.61+0.30s），恰好与爱因斯坦预言值（1.7s）相符，从而验证了广义相对论的正确性。一夜间爱因斯坦变成了举世周知的最著名的伟大科学家了。局限性：观察范围、精确度、速度,三 实验方法,1.实验方法 是实验者根据科研选题规定的目的，运用一定的物质手段（科学仪器、设备等），在人为地变革、控制或模拟客观事实的条件下，去获取科学事实（也包括验证科学假说、科学理论）的一种研究方法。与观察方法比较：1）更能发挥人的主观能动性。其最大特点是在变革自然中认识自然。巴甫洛夫形象比喻；“实验好像把各种现象拿在自己的手中，并时而把这一现象，时而把那一想象纳入实验的进程，从而在认为简化的组合中确定现象间的真实联系。换句话说，观察是搜集自然现象所提供的东西，而实验则是从自然现象中提取他所愿望的东西。2）更能获得大量、精确和可靠的科学事实，更能深刻地揭示事物的本质和规律。,2.实验方法的特点和作用,l1）纯化和简化研究对象（减法实验）：与隔离有关 伽利略设计了精密的斜面实验，观察到了在自然状态条件下所观察不到的现象，从而发现了自由落体定律；美国在空间实验室中进行锑化铟圆柱体的融化凝固实验，获得成功，得到了几乎没有晶格却显得非常均匀的单晶体。,2）强化和激化研究对象（加法实验）自然界的大多数事物往往处于某种稳定的常规状态。超高温、超低温、超高压、超强磁场、超纯度、超导电等极端条件，有助于研究对象的变化过程向指定的方向实现。如，人类在漫长的历史时期中只知道物质有固、液、气三态，但在创造了超高温极端条件下，发现还有一种“等离子体”状态；而当超高压达到一定程度时，又会出现“超密态“。1911年荷兰物理学家卡曼林昂尼斯首先发现汞在超低温4.173K以下时失去电阻，后来又发现许多物体也都具有这种超导性，从而开创了今天的超导热研究局面。,3）再现和重演自然过程（过程模拟实验，乘法实验）1953年米勒所进行的关于地球上生命起源的实验，他把发生于数十亿年前生命起源的漫长历程，仅用几天时间在限于小小的玻璃容器之中，供人们观察和研究；为了研究地球气象变化，中国科学院大气物理研究所进行的大气环流模拟实验，可以将由地面垂直向上的几万米的整个大气层的运动，在实验室里再现出来，大气环流模拟的转台，每半分钟左右转一圈，就能模拟一天的气候变化，三个小时可以模拟一年的气候变化。,4）替代物理过程和数学关系（结构模拟实验，乘法实验2）科学研究过程中，处于安全原因或因耗资巨大（如水库、电力系统），往往很难直接进行实验。通常通过建立模型（指与原型有相似的物理过程或数学关系的样品，包括物理模型和数学模型）来模拟和替代物理过程或来反映其数学关系。如制造飞机、火箭、导弹、飞船等，必须掌握气流和飞行器之间的相互作用的各种数据，如果我们对制造的各种飞行器发射到空中进行实地实验测定，既费时又费钱，实际上又难以把握，甚至有危险，所以人们采用模拟大气流的“风洞实验”的方法来进行，这是结构模拟实验。,实验方法的作用,实验是检验在科学认识中得到理论原理真实性的标准，是证明科学知识的手段；实验是获得新假说、新理论的直接来源，是发展科学知识的手段。,二、技术活动的方法,技术活动方法是人类在技术发明等活动过程中所使用的各类方法的总和。马克思主义对于技术活动极为重视。马克思在写作资本论中曾经大量和深入地研究了技术史和工艺过程。并且把科学技术在人类历史上的发明称为推动历史前进的火车头。通过对于人类技术发明等活动的历史与现实的总结，形成了今天的马克思主义技术活动方法论。技术思维及其特点工程师进行技术活动的思维，我们称为技术思维。技术思维与科学思维相比，有如下特点：第一，科学思维更关注普遍性；技术思维更关注可行性；第二，科学思维更关注创造性；技术思维更关注价值性；第三，科学思维没有限制，可以任凭思维跳跃发展，技术思维是限制性思维，是在已经有了原理的基础上思考如何通过现有条件或改造条件从而实现它。第四，技术思维是联系性思维，它一方面要连通科学的理论，另一方面要联系技术的实际，是两极思维，技术思维要求“顶天立地”。,技术活动的方法,有多种多样的技术活动的方法，其主要核心是研究技术活动的不同阶段、过程和方面，以及如何实现技术活动目标。技术方法的类型和原则技术构思方法技术发明方法技术设计方法技术的方案试验与实施方法技术的预测与评估方法,技术构思的方法,技术构思是指在技术研究与开发中，对思维中考虑的设计对象进行结构、功能和工艺的构思。技术构思需要考虑技术设计所依赖的技术原理、结构规范和工艺规范；技术构思也需要考虑对象本身的自然属性和功能、社会属性与功能要求，以及技术构思者的主观条件。我国古代考工记中有“天有时、地有气、材有美、工有巧，合此四者然后可以为良”的记载，就表达了技术构思不是凭空想象的东西，人们应该具有系统的造物观，造物应该顺应天时，适应地气，材料上佳，工艺精巧，合此四项条件才能制造出精良的器物。技术构思是所有成系列的技术活动中最具创造性的关键环节。,技术构思的方法一般有两类：经验方法和科学方法。所谓技术构思的经验方法，主要是在劳动者的直接经验的基础上，以原有技术或产品为基础，渐进的改进技术的方法。主要有：模仿创新和技术改制两类。所谓技术构思的科学方法是以科学知识和实践的理论成果为基础，主要有原理推演法、科学实验提升法、模型模拟法、移植法、回采法，等等。,技术发明的方法,技术发明是创造人工自然物的方法。技术的发明是人类在自然客体的基础上，利用自然物质、能量和信息，创造出来的原本自然没有的人工创造物。技术发明一方面不能违反自然的基本法则，如能量守恒的法则，另一方面是人类技术创造的能动性的极大自由的体现。技术发明有许多种方法。目前比较流行的技术发明创造的方法主要有TRIZ方法。这是俄罗斯发明家阿里特舒列尔等人通过对10万份专利研究归纳总结出1200多种技术措施，并提炼出40种基本措施，和53种较有成效的成对措施和成组措施的方法。技术发明方法尽管多种多样，但其精髓仍然离不开辩证思维和生活实践，需要在不同方法之间保持思维的张力，才能产生有效和优化的技术发明，建构与天然自然和谐的、合理的人工自然。,技术试验的方法,技术试验是在应用研究或技术开发中，对技术思想、技术设计、技术成果进行探索、考察、检验的实践活动。技术试验与科学实验是科学技术领域中两个不同的实践活动。两者既有共性，又有区别。它们的共性：试验与实验都是人类介入和改造世界的实践环节，都表现为利用科学仪器、设备和工具等物质手段控制环境、变革对象；试验与实验都是获取事物特性、关系和数据的手段；试验与实验都是检验人类是否正确地介入了世界、获得了真理性认识的标准。它们的区别：实验主要是介入自然世界，把“自然”带回到实验室的研究，它的目标除了介入，还有认识事物属性的任务；试验主要是介入人工世界，把自然物改造为人工物，它的目标除了介入人工世界外，还有把人工创造物再带回自然世界，使得自然变为天然自然与人工自然的综合体的任务。在实验和试验中，经验因素的地位和作用的表现形式不同。试验比实验更靠近社会生活和经济生活。,技术预测的方法,技术预测指对未来的科学、技术、经济和社会发展进行系统的研究，包括利用已有的理论、方法和技术手段，根据要预测的技术的过去、现在状况，推测和判断该技术发展的趋势或未知状况，确定具有战略性的研究领域，选择对经济和社会利益具有较大贡献的技术群。技术预测的基本类型有：类比性预测、归纳性预测和演绎性预测。技术预测遇到的科学和哲学问题有一些是非常棘手的问题，如事物的发展如若是混沌类型的，如何预测？技术的长期预测是否可能？技术预测与事物的演化方式是怎样的关系？,技术评估的方法,所谓技术评估，即是对技术系统、技术活动、技术环境，包括技术计划、项目、机构、人员、政策等可能产生的作用、效果和影响进行测算与评价的行为，是从总体上把握利害得失，将被评估的系列技术活动的负面影响降至最低，使其活动的正面影响达到极大，从而引导技术活动朝着有利于自然、社会和技术的和谐发展的方向前进。技术评估按照机构评估有内部评估和外部评估的区分，按照时间进程也有前期、中期和后期以及事后评估的区分。技术评估的基本方法有：矩阵技术评估方法以系统整体为观念，分析研究对象和各种因素之间的相互关联性；效果分析法评估重点是对象的未来效果；多目标评估法注重评估对象内部各种要素的权重，在一定约束条件下获得多目标的最佳方案；环境分析法注重被评估对象的环境影响。,技术发明与技术创新方法,技术发明与技术创新过程及其方法类型是技术认识论和方法论中的重要内容。它们与科学认识论和方法论密不可分并相互联系，从而形成科学技术方法论的有机统一整体。,技术发明的基本程序,技术发明所遵循的最一般程序是：首先，根据社会需要、最新科学理论或科学发现原理，以及技术自身发展的内在逻辑，以确立技术发明目标或技术目的；其次，探索将新的科学原理转变为新的技术规范的方式、方法和途径，以开辟创造技术手段的新思路及建立新的技术准则；最后，在新技术规范基础上积极构思新的技术方案，以物化为实际技术系统中的具体工艺和设计。,技术发明基本程序图,技术方法类型,依据普适性程度不同，可分为一般(所有领域通用)与具体(适用于特定领域,如用于金属冶炼的氧化还原法和电解法;选矿技术的浮选法,重选法和磁选法等)技术方法；按照技术活动程序，可分为课题规划、方案构思与设计、技术研制与试验等方法；根据活动常规与非常规性特点，可分为常规(课题规划技术研制与试验)与非常规(方案构思与设计等)方法。以下仅从技术活动发展进程进行分类。,技术课题规划,此指对技术研究开发课题的发现、提出、选择、评估及确定等所进行的全程式的谋划和决策。并且因定题须经过严格的立项、评审等程序而比选题更复杂。这具体包括技术目标的确立、预测、评估方法等内容。,技术目标的确立,如前所述，技术目标由社会需求、新的科学原理以及技术自身内在发展逻辑等因素所决定。对此须采用直接调研和文献调研法从以下几方面进行：(1)从多方面寻找社会潜在需求;(2)紧紧跟踪前沿技术并设法超越;(3)从已有技术的冲突中找寻新的课题;(4)从现有技术问题、缺陷或不足中选题;(5)从降耗增效方面选题;(6)开创对象新功能、新用途;(7)激发形象性思维和创造性思维发现、选择新课题。,技术预测方法,此指根据技术发展历史、现状及其呈现出的本质和规律，利用类比、归纳和演绎等手段对未来技术发展趋势进行预测的方法。这主要包括类比、归纳和演绎预测法等，其应遵循惯性、类推、相关和概率推断等原则。成功范例有：在哈恩与史特拉斯曼于1938年12月发现铀原子分裂后，美专家根据技术发展趋势曲线准确预见了发展原子武器的进展率。1953年戴维斯博士利用速度趋势曲线准确预言：1957年将取得火箭轨道速度，1959年将达到脱离轨道速度。,技术评估方法,这是指通过分析所研究的技术与生态环境、经济、社会及人的价值等因素的相互影响，以对该技术进行整体评价的决策分析方法。依据评估对象范围可分为技术项目、一般技术和全球性技术评估；依其重点和导向可分为技术因素、后果、问题和政策评估等。一般将其分为专家、经济、运筹学和综合评估法(含矩阵技术,效果分析,多目标和环境评估法等)。其评估程序包括：(评估对象本身及其背景)资料准备；内容分析；对策研究；综合评价等四个阶段。,技术构思与发明方法,技术原理是技术构成的最基本要素，有时被称为技术发明的“软件”。但要将其转变成技术发明的“硬件”，真正取得实质性的技术突破，就必须经过一番精心的实验设计和技术方案构思。,1、技术构思,此指依据已有的设想或技术原理而设计和构造出试验技术模型，或为实现该技术原理的物化而进行的探索性试验研究。其功能为：澄清或清除原有技术原理错误和疑点，验证其可行性；根据新的实验事实提出新设想或新技术原理，并构思新的技术方案。即由此逐步实现由基础理论到技术概念、技术原理，再到实用技术发明的转化。它包括模仿式构思和发明构思两大类型。,2、发明及其构思方法,发明与发现；我国专利法所界定的“发明”：应用自然规律解决技术领域中特有问题而提出创新性方案、措施的过程和成果。几种常用的发明构思法：科学原理推演(第一台激光器)与实验提升法(电磁感应实验导致电机技术原理构思;电磁波发收导致无线电通讯技术原理构思)；多向型(头脑风暴法、智力激励法)；侧向型(移植法、仿生法)；合向型(组合法和形态分析法等)；逆向型发明构思法(如根据伏打于1800年以化学能变为电能发明电池,1807年戴维逆向构思以电解法发现钾和钠元素,发明电解技术)等。,方案设计与试验方法,此指技术发明由原理到具体物化所采用的方法。这是发明由思想或观念向实物转化的第一次飞跃，也是整个发明过程中的关键环节之一。,1、方案设计,这是指根据规划方案和技术构思的要求，运用科学知识与工程实验而使规划方案具体化的过程。它经历了从手工到自动化设计(可靠性成组动态优化计算机辅助CAD计算机集成制造系统CIMS)过程的演进，涉及工程、建筑和工业设计领域，涵盖哲学、心理学、工程学、管理学和社会学等学科内容。它具有连接科学与生产、预见工程建设和生产过程、系统综合，以及组织劳动生产等作用。其基本程序依次为：总体设计、初步设计、详细设计和工作图设计。,2、试验方法,此指在技术方案构思、设计和实施过程中，为确认和提高技术成果功效与技术经济水平，主体利用仪器和设备，人为地控制条件与变革对象，进而在有利条件下考察对象的实践方式和研究方法。技术试验与科学实验(目的,性质,对象,内容,结构等)根据目的、场合和方式等不同，可分为性能、可靠性、破坏性、对比、模拟、实验室、工厂、中间试验等。其过程包括试验设计、操作及其数据资料处理分析等阶段。,技术创新概述,美籍奥地利经济学家熊彼特于1912年在经济发展理论中提出，并从经济学的角度把创新看成是建立一种新的生产函数，把从来没有过的关于生产要素与生产条件的新组合引入生产体系，获取潜在的超额利润的过程。技术创新的本质：把技术发明和经济应用相结合，是新产品、新过程、新系统和新服务的首次商业转化。,第5节 技术创新:技术的社会实现,熊彼特(1883-1950，美籍奥地利经济学家)的“创新理论”（Innovation Theory）(1)创新是生产要素的重新组合(引入新产品或提供产品新质量即产品创新;采用新生产方法即工艺创新;开辟新市场即市场创新;获得新供应来源即资源开发利用创新;实现工业新组织即体制和管理创新);(2)企业家精神(有能看到潜在利润的眼光;有敢冒风险的胆量;有动员社会资源以实现风险要素重新组合的能力);,(3)经济由于创新而得到发展,即“创新-模仿-创新”既是科技推动经济发展的机制又是经济持续增长的根本原因;(4)创新是一种创造性的毁灭,即没有淘汰就没有发展,并且经济发展是社会结构不断破坏而又不断重建的生生不息的过程。,“创新理论”要点,企业家“实现新组合的人”创新“资本主义的本质特征”Technological Innovation技术经济学概念创新“新组合”技术创新是技术发明在商业上的首次应用,技术创新类型,1、从生产要素与条件组合角度可分为：(1)产品创新。包括全新(如微处理器激光器)或改进性(双杠洗衣机无氟冰箱)的品种与产品结构创新，是创新的核心内容。(2)工艺创新。指设计并采用某种新加工方法，创造新工艺过程、配方、参数，也包括改进或变革原有工艺条件(如以柔性FMSCIMS制造系统取代机械加工工艺,以“浮压法”取代碾压法制造平板玻璃等)。(3)新资源开发。即开辟新供应源、开发利用廉价材料、改造材质，以及新材料或半成品取而代之。(4)新市场开拓(通过企业活动创造需求和引导消费)。(5)生产组织方式(生产要素的时空组合)创新。,技术创新类型,2、依其规模、深度及对经济影响分(1)渐进式技术创新(对现有技术改进组合);(2)根本性技术创新(在观念和技术上有根本突破,进而导致产品工艺市场和组织创新,主导产业形成,决定创新模式与竞争格局.如尼龙半导体晶体管技术等);(3)导致技术系统变革的技术创新(由众多相关联技术创新组成的创新群,如合成材料石化全球通讯网络等领域的创新群具有普遍意义);(4)导致技术经济模式变革的技术创新(对整个经济有渗透效应:产品服务系统和产业创新,以及渗透到经济的每个角落)。,技术创新类型,3、按创新来源分(1)模仿改进创新;(2)自主技术创新;(3)技术购买与引进消化(二次)技术创新。,技术创新的主要内容,技术过程的创新 经济过程的创新 管理过程的创新,产品创新,工艺创新,管理创新,R&D活动,市场创新,组织创新,技术创新的基本环节,1 产生新设想新发明2 新设想向产品转化3 新产品走向市场,技术创新的模式,技术推动的线性模型 市场拉动的线性模型,基础研究,应用研究,开发,生产经营,市场需求,应用研究,开发研究,生产经营,技术创新的主体,宏观主体企业：技术创新的主体技术创新的激励结构政府的制度安排和企业的制度创新微观主体创新决策主体-企业家创新R&D主体-研发人员生产技术创新主体-工程师技术工人市场创新主体-营销人员管理创新主体-管理人员创新主体之间的协同与竞争,12月3日，科技部公布了“十一五”国际科技合作实施纲要。根据这一实施纲要，“十一五”期间，我国国际科技合作将努力在拓展合作领域、创新合作方式和提高合作成效三个方面取得新的突破。纲要强调要把人才引进工作放在第一位，不分肤色、不分国籍、不惜代价地引进人才。,华光激光照排系统的创新过程,Freeman国家创新体系,伦德瓦尔国家创新体系,OECD国家创新体系,我国国家创新体系(结构功能表),技术创新的可持续问题,技术创新的间断性技术创新的持续性,本章思考题,如何理解马克思主义科学技术方法论与科学研究中的具体方法的关系？如何理解辩证思维渗透在科学研究的全部过程中？如何把握创造性思维特性？数学方法的运用对于科学研究有否创造性的作用？掌握系统科学和复杂性科学的方法对于科学研究有何积极意义？观察是否渗透信念？,