《科学思维方法》PPT课件.ppt

第四章 科学思维方法,科学研究中的思维方法有：,科学思维方法,逻辑思维方法,三段论直言推理模态推理关系推理复合判断推理,完 全,不完全,穆勒五法,比较、分类和类比,归纳,简单枚举法,科学归纳法法,演绎,分析与综合,联言选言假言二难,非逻辑思维方法,形象思维、联想思维、发散式思维,灵感思维、直觉思维、收敛式思维,第一节 科学研究中的逻辑思维方法一、比较、分类和类比（一）比较方法 1.比较及其客观基础和特点 比较是区分两个或两类事物之间的共同点和差异点的一种逻辑方法。在可比较的条件下，任何两个相同或相似的事物之间，总有其不同之处（同一病房的病人、孪生姊妹）；任何两个不同的事物之间，总有其相同的地方（人与动物）。事物之间存在的这种相同点和差异点则是比较方法的客观基础。,所以，怎样从表面现象上差异极大的事物之间看出它们在本质上的共同点（光、电、磁）；从表面现象上极为相似的事物之间看出它们在本质上的差异点（鲸鱼与鱼形态相似、海生；但鲸鱼非鱼类，是胎生的哺乳类动物。肿瘤诊断）则是比较方法特点。2.比较方法所适用的范围和种类 范围：比较可以在异类对象之间进行比较；也可以在同类对象之间进行比较；还可以在同一对象的不同方面、不同部分进行比较；又可以对一个事物发展的各个阶段之间进行比较。比较的种类：a.性质比较。即事物之间各种属性的比较。b.量的比较。即事物之间数量上的比较。c.状态比较。即事物之间各处于什么状态。,d.结构比较。即事物之间在空间构成上的比较。e.功能比较。即事物之间在作用和能力上的比较。f.历史比较。即事物发展过程中各个阶段或两种 事物发展过程中同一历史阶段的比较。3.比较应遵循的原则。应在同一关系上进行比较。也就是说比较必须使两类事物有某种联系或种属关系。即必须具有可比性。必须坚持在同一标准条件下进行比较。也就是说必须保证两类对象（或两组对象）之间，除被试因素不同外，其它条件必须相同。,应抓住被研究对象的本质属性进行比较。（两种抗癌药物对肝癌的疗效癌肿块大小变化、甲胎蛋白多少变化）4.比较方法的局限性：我们只能对事物之间已知的某些属性作比较，不可能把 未知的属性作比较，因此，根据已知的属性进行比较得出来的结论，难免具有或然性，所以运用比较方法时，应该与其它方法相结合而进行。,二）分类方法 1.分类是指在比较的基础上，根据事物之间的共同点和差异点，将事物区别为不同种类或不同等级系统的一种逻辑方法。在分类方法中，通过比较找出事物之间的共同点和差异点。根据共同点将事物归合为较大的类；根据差异点将事物划分为较小的类。因此特性则是划分事物的根据，共性则是归合事物的依据。例如：瑞典生物学家林奈对数百万生物种的分类。,2.分类的划分方法 客观分类法（又叫本质分类法），即按照客观事物的本质特征和内部联系进行分类。医学上对于人体内部各子系统纵横的分类。主观分类法（又叫人为分类法），即按照人们的主观意图进行的分类。3.分类应遵循的原则 每次分类必须按同一标准进行，否则，就是犯“分类重迭”的错误。,例如：,分类的子项应当互不相容。否则，就要犯“子项相容”的错误。,各子项之和必须穷尽母项。,分类必须逐级进行。否则，就是犯“跳级分类”的错误。,注意：实际上，分类也是随着人们对于自然界的各种对象在认识上的不断深化而更加准确的。有时人们还没有认识某些事物，就进行分类，待认识清楚后又可将其归处于某一类或另行划分类别。,4.分类在科研究中的作用。分类是整理文献资料的重要手段和方法。对于多门自然科学的分类，有利于科研人员确定自己的学科专业和研究方向，进行分门别类的研究，使人们能从更深的层次上去认识自然、改造自然。使认识更深刻、更全面。科学的分类能够反映事物内部规律性的联系，为人们有目的地去探索新事物提供向导。,（三）类比方法 1.类比及其公式 类比是在比较和分类的基础上，根据两个或两类对象之间在某些属性方面相同或相似，从而推出它们在其它方面也可能相同或相似的一种逻辑方法。类比方法也叫类比推理。公式：如果对象A有属性a.b.c.d.前提 对象B有属性a.b.c.那么对象B也可能有属性d.结论,例如：荷兰物理学家惠更斯将光与声进行类比，他发现光与声都具有直线传播、反射、折射、偏振等属性，而声是由于物体的振动所产生的波动，故他推理：光也具有波动性。类比的种类：经验类比、理论类比、模型类比、数学类比、因果类比、结构-功能类比、概念-机制类比,2.类比方法在科研中的作用。类比可以激发人们的想象力，打破传统思想的束缚，明确新的方向。卢瑟福将原子结构的模型与已知的太阳系结构相类比，激发了他想象出一个原子结构的模型。类比方法是提出科学假说的重要途径。法拉第：瀑布的能量公式：=hP（水容量）电的能量公式：=Vq（电荷量）在临床上对疾病诊断假说的提出有一定的指导作用。类比方法是医学研究中模拟实验的逻辑基础。,3.使用类比方法必须遵循原则 尽量扩大类比的范围。已知相同或相似的属性越多，得出来的结论就越可靠。10:9要比10:7可靠。要类比两个或两类对象的本质属性，否则就是犯“表面类比”的错误。1月迎春花、2月杏花、3月桃花、4月槐花、5月石榴花、6月荷花。,要注意寻找有无和结论相矛盾的属性。也就是说，与甲对象相类比的乙对象，不能有与被推出的属性不相容的属性。如果乙对象有与推出属性不相容的属性，无论甲、乙对象之间有多少相同属性，结论也不能成立。例如：地球与月球相类比，都有自转、公转的特性，都有丰富的矿藏和无机元素。地球上有高等生物，就不能推出月球上也有高等生物。因为月球上没有水、空气稀薄、昼夜温差大、白天1000C,晚上-1600C。这些属性与高等生物生存的条件都是不相容的。,4.类比方法的局限性。结论具有较大的或然性。因为客观事物之间既有相似的一面，也有差异的一面，相似性是类比方法的客观基础，而差异点则对类比方法起限制作用。如果我们得出来的结论正好是它们二者的差异性时，结论必然是错误的。因此，在使用类比方法的，一定要注意同其它方法相结合；同时，类比的结论是否正确，还要接受科学观察和实验的检验。,二、归纳与演释方法（一）归纳法 归纳法是通过对大量个别事实的考察，从而概括出一般原理的一种逻辑推理方法。它是从个别到一般的一个逻辑推理过程。根据归纳推理是否考察了某类事物的全部对象，我们把归纳分为完全归纳法和不完全归纳法。1.完全归纳法是通过考察某类事物的每一个对象（即全部对象）具有（或不具有）某种属性，从而推出某类事物具有（或不具有）某种属性的一般性原理的结论。,例如：圆是二次曲线 椭圆是二次曲线 双曲线是二次曲线 抛物线是二次曲线 圆、椭圆、双曲线、抛物线是圆锥曲线的全部 所有圆锥曲线都是二次曲线 完全归纳法的特点：完全归纳法的结论没有超出前提所断定的范围，因而结论是必然的、可靠的，但它并没有提供新知识。同时，在自然界中的一类事物的对象是无限多，或者数量有限但是相当大，或者客观上不允许你去考察所有对象，因此，在实际科研活动中完全归纳法是很少运用的，主要运用不完全归纳法。,2.不完全归纳法是通过考察某类事物的部分对象具有（或不具有）某种属性，从而得出该类事物的所有对象具有（或不具有）某种属性的一般性原理的结论。例如：肺结核病人有低烧、盗汗的症状；淋巴结核病人有低烧、盗汗的症状；骨结核病人有低烧、盗汗的症状；肾结核病人有低烧、盗汗的症状；腹腔结核病人有低烧、盗汗的症状；凡患结核菌感染的所有患者都有低烧、盗汗的症状。（因为还有肠结核未统计，更何况我们不可能对所有结核病人进行考察）。,根据是否找到了事物现象之间内在的因果联系，我们又把不完全归纳分为简单枚举法和科学归纳法。简单枚举法：简单枚举法是通过考察某类事物的部分对象具有（或不具有）某种属性，根据所考察过的对象中并没有遇到与这种属性相矛盾的情况，从而作出关于该类事物具有（或不具有）某种属性的一般性知识的结论。,公式是：S1有P属性 S2有P属性 S3有P属性 Sn有P属性（S1、S2、S3Sn是S类事物中的部分对象，在这部分对象中未发现与P属性相反的事实）所有S有P属性。,例1：德国业余天文学家施瓦布，在19世纪中叶，根据他对太阳的长期观察，发现太阳是一个自行变化的星球，每隔11年左右，就有一次大的活动期，太阳黑子明显增多。然后活动降低到最少量，11年后活动再升到最大量。后来天文观察证明：施瓦布的发现是正确的，太阳确是每隔11年左右就有一次大的活动期，至今没有出现过相反的事例。象最近的1947、1958、1969、1980、1990、2001年几次，都发现太阳黑子增多，活动加强，对地球的气候等有明显影响。这是用简单枚举法得出来的结论，反映了太阳运动现象的规律性，但到底其内在的因果联系是什么并未探讨出来。,例2：中医学中的组织器官相关开窍学提出的“肾开窍于耳，肝开窍于目，心开窍于舌”等等都是由简单枚举法得出来的。例3：“瑞雪兆丰年”、“鸡不入笼有大雨”、“泥鳅跳水来风暴”、“冬旱夏淋”、“夏热冬寒”等等都是劳动人民长期在实践中根据经验而总结出来的。所以，利用简单枚举法得出来的结论，如果在实践中发现有一个相反的事例，就要修改或否定原来的结论。,例4：过去经过反复考察，几百年人们都认为“所有天鹅都是白色的”，但后来人们经过对澳大利亚的考察，却发现了黑天鹅存在的事实。所以原来结论就被推翻。例5:人们过去长期观察金属都沉于水底,于是就得出：“所有金属都沉于水底”。但后果却发现了轻于水的金属锡。所以这个结论就被推翻。例6：以前相当长的时间内，动物学家都相信“鱼是用鳃呼吸”和“所有的哺乳动物都是胎生的”。但后来人们在南美洲发现了用肺呼吸的肺鱼；在澳大利亚发现了鸭嘴兽，它是哺乳类动物，但不是胎生的，而是卵生的，于是这两个结论都被推翻。,简单举例法的特点：结论具有一定的或然性，其结论缺乏科学论证，没有找到事物现象之间的内在的因果联系。所以，在实践中，一旦发现有与原结论相反的事实，就应考虑修改或否定原结论。简单枚举法也可称之为“经验法”。科学归纳法 科学归纳法是通过考察某类事物的部分对象，分析并找出这些对象只所以具有某种属性的原因，以研究对象内部的因果联系作根据，从而作出关于某类事物的全部对象都具有某种属性的一般性知识的结论。,公式是：S1有P属性 S2有P属性 Sn有P属性（S1、S2Sn是S类事物中的部分对象，而S类事物与P属性之间存在着因果必然联系）。所有S有P属性。,例1：铁受热体积膨胀；铜受热体积膨胀；铝受热体积膨胀；锡受热体积膨胀；铁、铜、铝、锡是金属部分对象，受热后分子凝聚力减弱，分子运动加快，分子彼此间距离增大，因而引起体积膨胀。所有金属受热体积膨胀。,例2：高温高压可以杀死葡萄球菌；高温高压可以杀死沙门氏菌；高温高压可以杀死杆菌 高温高压可以杀死霉菌 高温高压可以杀死嗜盐菌 葡萄球菌、沙门氏菌、杆菌、霉菌、嗜盐菌是所有菌类的部分对象，经高压高温后均可被杀死，其原因是：通过高温高压后，细菌中的蛋白质结构会发生热凝变，从而使细菌内部蛋白质结构受到破坏，导致细菌死亡。高温高压可以杀死所有细菌。,由此可知：科学归纳法的特点是：找出了事物现象之间的内在的因果联系，结论超出了前提所断定的范围。但结论是必然的，在科研中被广泛使用。一般来说，对于某一类事物的认识先是从简单枚举法开始的，它是形成科学假说的基础，也是进行科学归纳法的先决条件，一个认识过程，只有先发现其现象规律后，才有可能从其现象规律后面去寻找内在的本质和规律。在科学归纳法中，为了探索事物现象之间的因果关系，常用的逻辑方法有如下五种求同法、求异法、求同求异法、共变法、剩余法。这五种方法也叫“穆勒五法”。,其公式为：场合（事例）情况 现象 ABCD a AEFG a AHKL a 所以，A情况可能是a现象的原因。,a.求同法。其要旨是：考察若干场合（或事例），发现有一个共同的情况，正是被研究对象的先行情况，（其它情况，均不相同）。于是，可以得出结论，这情况可能是产生某现象的原因。,例如：甲状腺肿大病的病因，就是利用求同法发现的。人们到许多这种病盛行的地区进行调查和比较，了解到这些地区的民族、人口密集、经济生活、气候、风俗、习惯等情况各不相同。但是只有土壤和水流中缺碘，居民饮水和食物中缺碘，则是各个场合中共同有的情况。由此，作出结论：缺碘则是引起甲状腺肿大病的原因。,b.求异法 其要旨是：考察两个场合(或两个事例)，它们许多有关情况都相同，只有一个情况是出现某现象的那个场合所有的，又是不出现某现象的那个场合所没有的。于是可得出结论，这个情况可能是产生某现象的原因。公式为：场合（事例）情况 现象 ABCD a-BCD-A情况可能是产生a现象的原因。,例如：为了检验黄曲霉素与肝癌之间是否有因果联系，我们设立了两组动物，一组为实验组，一组为对照组。在给实验组的动物饲料中掺有一定量的黄曲霉素，而给对照组的饲料中则没有掺入黄曲霉素。这两组动物的其它情况（动物种类、环境、年龄、性别、体质、没有并发症等）均相同。结果发现，实验组的动物出现了肝癌，而对照组的动物则没有出现肝癌。由此结论：黄曲霉素可能是导致动物肝癌的原因。对照实验（实验类型）,公式为：场合 情况 现象 ABCF a正事例组 ADEG a AFGC a-BCG 负事例组-DEF-FGD A情况是产生a现象的原因。,c.求同求异法 其要旨是：考察一些场合（或一组事例）有一个共同的情况A，也有一个共同的现象a；再考察一些场合（或一组事例），没有A这个共同情况，也没有a这个共同的现象。比较上述两种场合（或两组事例），由此可得出结论，A情况是产生a现象的原因。,例如：在临床上，医生在对一组结核病人，每注射链霉素时，病人都向医生诉说自己有口唇发麻的感觉；当医生给他们停用链霉素后，口唇发麻症状就逐渐消失。由此结论：口唇发麻是链霉素毒性反应的原因造成的。病人的病种、病情轻重程度、年龄、体质、性别均不相同。又例如：科学家为了寻求鸟类导航之谜，经过长期观察发现：凡是天晴看得见太阳时，它们就能确定飞行的正确方向；凡是天阴下雨看不见太阳时，它们就迷失方向。于是人们得出结论：太阳是鸟类飞行导航的标志。,d.共变法 其要旨是：考察某一现象发生变化的各个场合，如果其中只有一个情况是变化着的，而其它情况都未变化，于是可得出结论：这个唯一变化着的情况便是产生某现象的原因。公式为：场合 情况 现象 A1 BCD a1 A2 BCD a2 A3 BCD a3 所以，A情况可能是产生a现象的原因。,例如：临床上某些“激发试验”就是人为地造成某些现象，以考察另一现象是否变化来诊断某些疾病的。如：怀疑嗜铬细胞瘤（可释放出较多的儿茶酚胺）引起的高血压病人就是通过“激发试验”来验证的。人们给病人注射以组织胺来诱发肾上腺髓质中嗜铬组织释放较多的儿茶酚胺，从而引起血压升高，而明确诊断的。注射组织胺的多少则控制着儿茶酚胺释放的多少，儿茶酚胺的多少则控制着血压的高低。又例如：某城市，抽取地下水越多的地区，则地面下沉得越多；抽取地下水少的地区，地面下沉的就较少；基本不抽取地下水的地区，地面基本不下沉。其它情况基本相同（如：居民人口密度、建筑、设施、道路、地质结构等）。于是可知：抽取地下水是引起地面下沉的原因。,e.剩余法其要旨是：考察一组复合现象是由一组特 定的情况产生的，除了现象的某一组成部分和某一个情况以外，已知现象的其余组成部分是分别由其余情况产生的，于是可得出结论：某一情况是产生现象某一组成部分的原因。公式为：情况 现象 ABCD a b c d 已知 B b C c D d 以，A情况可能是产生a现象的原因。,例如：海王星的发现就是应用了剩余法。天文学家算出天王星的运行轨道，当运行到A点时发生倾斜，已知是由甲星球吸引所致；当运行到B点时发生倾斜，已知是由乙星球吸引所致；当运行到C点时发生倾斜，已知是由丙星球吸引所致。当运行到D点时也发生倾斜，但D点附近是否有星球，起先不知道，但科学家（1845年法国天文学家勒维烈）推测：D点附近必有一星球。果然，德国天文学家加勒在1846年发现了这颗星球海王星。又例如：在医学上的临床诊断中的排除法就是按照这种逻辑思维方法进行诊断疾病的。一个一个科室的排除，一项一项检查项目的排除，剩下的情况则是引起疾病的原因。例如:头脑的原因很多:感冒、高血压、肿瘤、脑膜炎等。,（二）演绎方法 演绎方法是从一般到个别，从普遍到特殊的一种逻辑推理方法。它是以一般原理为前提，推出个别事实的结论的一种逻辑推理方法。只要我们知道一类对象具有某种属性，而且一个特定对象属于这一类中的一员，那么这个特定对象也必然具有某种属性。直言推理 三段论推理 联言推理演绎推理一般有 关系推理 选言推理 复合判断推理 假言推理 模态推理 二难推理,我们所介绍的演绎推理的主要形式是:三段论。1.三段论的结构及其推理过程 三段论的推理结构是由:大前提、小前提和结论组成。三段论的结论的主项是小项（S），谓项是大项（P），中项是两个前提中的相同的项(M)；前提中包含大项的叫大前提，前提中包含小项的叫小前提。例如：（M）凡绞窄性肠梗阻需要手术治疗（P）（大前提）（S）李某患了绞窄性肠梗阻（M）（小前提）李某应立即手术（结论）S P 同时，我们还应该注意：在整个三段论的结构中，大前提、小前提和结论都是性质判断。其中：大前提是已知的一般性原理；小前提是已知的个别事实与大前提中的全体事实的关系；结论则是通过大小前提的推理而得出的关于对个别事实的认识。,2.使用三段论时必须注意二个条件 推理的前提从内容上讲必须真实可靠。否则，结论就不正确。例如1：（P）胃肠道穿孔病人，膈下可见游离气体(M)（S）某人膈下无游离气体（M）某人无胃肠道穿孔 S P 这个结论就不正确，因为大前提不完全正确。实际上胃肠道穿孔病人，膈下不一定都会出现游离气体。如：胃十二指肠后壁小穿孔，低部位的小肠穿孔，膈下可以无游离气体或无明显的游离气体。所以,在这个三段论中大前提是错误的，从而引起结论的错误。,例2：（M）凡癌症均为不治之症（P）（S）乳腺癌是癌症（M）乳腺癌为不治之症 S P（大前提错误，因为并非所有癌症为不治之症，早期癌症也是可以治疗的，乳腺癌是可以治疗的，而且有些癌症不治自愈）。例3：（M）凡恒星都发光（P）（S）月亮是恒星（M）月亮是发光的 S P（小前提错误，因为月亮不是恒星，它只是太阳系中的一颗行星）。,推理形式必须符合逻辑规则（七条）a.在一个三段论中，只能有三个不同的项。b.中项在前中至少要周延一次。c.在前提中不周延的项在结论中也不得周延。d.从两个否定前提不能得出结论。e.两个前提中若有一个是否定的，结论必然是否定的。反之、亦然。f.从两个特称前提得不出结论。g.两前提中若有一个是特称的,结论必然也是特称的。,释a：（M）赤壁是三国时代的古战场（P）（S）黄冈县有个名胜古迹是赤壁（M）黄冈县有个名胜古迹是三国时代的古战场 SP 注：这是一个具有四个不同项的三段论。大前提的“赤壁”是指三国时孙全、刘备和曹操大战的地方，在今湖北省蒲圻县境内；小前提中的“赤壁”，是宋代文人苏东坡畅游、描写过的一处名胜古迹，在今湖北省黄岗县境内。因此，此三段论犯了“四项”的错误。,*下面我们再来解决几个疑难问题 性质判断共有6种类型：全称肯定判断 全称否定判断（所有，全部，一切等）特称肯定判断 特称否定判断（有些，部分，有的等）单称肯定判断 单称否定判断（某人，某物，这个，那个等）关于性质判断的主、谓项的周延性问题 所谓周延性问题是指在一个性质判断中，是否对其主项或谓项的外延全部作了断定，如果全部作了断定，我们就说它周延（+）；否定，就不周延（-）。,例如：一切师范大学都是培养教师的地方所有硕士生都不是博士生（所有的博士生不是硕士生）有些自学者是党员（不是全部党员）有些学生不是陕西来的（剩余的都是陕西来的）人是能制造生产工具的动物,+,-,+,+,-,-,+,-,+,-,例1：M+绞窄性肠梗阻需要手术治疗P-S+李某患了绞窄性肠梗阻M-李某应立即手术 S+P-例2：M+翼手目动物是会飞的P-S-有些哺乳动物是翼手目动物M-有些哺乳动物是会飞的 s-P-,释b、中项在前提中至少要周延一次一切金属P+都是可塑的M-塑料S+是可塑的M-塑料S+是金属P-释C、在前提中不周延的项，在结论中也不得周延科学技术M+是我们应当重视的P-文艺S+不是科学技术M+文艺S+不是我们应当重视的P+,三、分析与综合方法 1.分析方法 分析的定义 所谓分析方法就是在思想中把研究对象的整体分解成为多个部分、多个方面、多个层次、多个要素,或者把一个复杂的事物过程分解为多个阶段,分别加以考察的一种逻辑思维方法。分析的类型 a.定性分析。即确定事物都具有哪些成分和属性以及各种成分和各种属性之间的关系。,b.定量分析。即确定事物中各种成分的数量的多少以及各种成分之间的数量关系，并求出各种数量之间的数学式。c.因果分析。即已知结果，寻找引起结果的原因，并把有因果联系的现象与没有因果联系的现象区别开来。d.横向分析。（空间分析）：即分析研究整体的各个部分、各个要素、各个层次的空间结构与功能或相同历史阶段的比较分析。,e.纵向分析（阶段分析）：即对事物多个发展阶段的分析。f.系统分析。即分析一个事物多个要素之间，要素与系统之间，要素与外部事物之间，系统与外部事物之间的联系（作用和关系）。在科研中的作用：a.把复杂的事物简单化，便于着手进行研究；b.运用分析方法进行研究，使认识易于深化，易于揭示事物的本质和规律。,总之，所有分析，才能为清晰的认识事物的整体准备充分的资料。分析只是认识事物的一种手段，不是认识的目的；认识的目的则在于 达到对事物本质的、整体的认识，因而必须运用综合的方法。,2.综合方法（1）定义：综合方法就是在思想中把研究对象的各个部分、各个方面、各个层次、各个要素或各个阶段结合成为一个统一的整体加以考察，以便从整体上认识和把握研究对象的一种逻辑思维方法。科学研究的综合，必须建立在分析的基础上，但这种综合并不是把事物的多个因素简单地堆积在一起，而必须采用某种观点把它们联系起来，并作以科学的整体解释，形成从整体上认识研究对象的本质和规律。,例如，某患者临床症状有：近3天来发烧，右侧腹痛1天，以往有肝硬化病史。体格检查结果（体征）一般情况较差，脉搏104次分，血压9070，右下腹肌肉紧张，压迫痛疼，反跳痛疼，肝脾未触及。化验结果：白细胞130003（400010000），中性83（50%70%），血色素8g（12-16）。根据体征检查结果可知病人有右下腹膜炎的刺激症。引起腹膜炎的原因一般有：感染、内出血、消化道穿孔。右下腹感染多见于急性阑尾炎，但腹痛病史才1天，病人已有脉搏快、血压下降等休克表现，这用急性阑尾炎不好解释，因为急性阑尾炎在短期内不会导致脉搏快、血压下降等休克表现。内出血可以解释这一现象，并且病人是腹痛之前先有发烧，既往又有肝硬化病史。所以，有可能是肝癌破裂引起的内出血（结论、观点、整体认识）。经右下腹穿刺抽出不凝固血，从而得到了证实。,3.分析与综合的辨证关系 分析是综合的基础。只有对事物各个方面、各个部分、各个要素，各个阶段进行分析，才能为综合提供一定的材料依据，打下良好的 综合基础。综合是分析的结果。分析可以使我们更深入细致的了解和把握事物的各个方面、部分或阶段，但要从整体上把握事物的本质和规律，还必须通过综合方法来实现。因为对于一个事物的认识，往往分析是一种手段，科学研究的目的就是要在整体上把握和认识研究对象的本质和规律。,第二节 科学研究中的非逻辑思维方法 思维过程中还有一种直接简单的不取概念、判断、推理形式，不遵循逻辑规则的思维方法非逻辑思维方法，如：形象思维、灵感思维、发散式思维、收敛式思维及逆向思维等。这种非逻辑思维方法常常出现在逻辑思维过程中或逻辑思维中断的时候。所以，我们说，在科学研究的整个思维过程中实际上是逻辑思维和非逻辑思维同时在起作用的一个过程。,一、形象思维 所谓形象思维，就是对感知过（记忆、印象、表象等）的客观事物的形象在头脑中进行加工改造，重新组合出新形象，用直观的形式展现研究对象的特征、结构和关系，以揭示研究对象的本质和规律的一种非逻辑思维方法。,1.形象思维的普遍性传统观念认为，科学家和艺术家的思维方式是不同的，科学家主要运用抽象思维，艺术家主要运用形象思维。然而，科技史发展表明，不论是科学家或是艺术家在他们的科技成果中都离不开抽象思维和形象思维。艺术家必须借用语言文字、概念、判断和推理来表达他们所塑造的艺术作品（雕刻、塑像、书法、画像、文学、舞蹈等）的深刻含义；同样，科学家则必须借用生动的形象把抽象的逻辑思维过程和成果展现在人们的面前。例如，一个复杂的数学推理过程或一个复杂的物理变化过程可以用图形、表格、坐标曲线、模型表示出来。因此在科学和艺术的成果中，抽象思维和逻辑思维总是相互交织在一起而渗透于其中的。,科学发展史表明，凡起过开创作用的科学家和发明家，都具有丰富的形象思维能力。从古代人发现石刀刃的压力到杠杆滑轮的装置，理应是形象思维的结果；古希腊学者阿基米德从他身体在于盆中漂起发现了浮力定律；近代力学集大成者牛顿从看到一个苹果落到地上，发现了万有引力定律；德国化学家从梦见一条蛇咬住了它自己的尾巴，发现了苯分子的环状结构式。从物理学中的热、声、光、电、磁，到化学上的结构式、反应式、化学键；从生物学家达尔文的生长相关律，到现代的DNA双螺旋结构模型；从希波克拉底的面容，到现代医学影像学；从研究事物的原型，到塑造事物的模型等等，尽管都运用了许多抽象的逻辑思维和数学运算过程，但都离不开形象思维来展现他们的研究成果。,甚至远离现实的科学幻想，也要运用形象思维来展现他们对科学技术的憧憬和期望。被誉为现代科学幻想之父的法国科学家凡尔纳，早在19世纪就提出了电视机、直升飞机、潜水艇、导弹、坦克等，现在则变为现实；古代劳动人民所憧憬的火眼金睛、嫦娥奔月、腾云驾雾等幻想，现在则以电子显微镜、射电望远镜、运载火箭、遥感卫星、宇宙飞船、航天飞机等形式变为现实。甚至在具有高度抽象性和逻辑性的微积分中，也一刻离不开形象思维。总之，在科学发现的活动中，形象思维是普遍存在的。,2.形象思维的类型 形象思维大多在联想、类比、想象和幻想的基础上展开的。无论形象思维用什么方式展开，归根结底都离不开人类的实践活动。因此，根据形象思维与人类实践活动之间的关系，形象思维有如下四种类型：（1）现实性的形象思维。它是指人的大脑对客观现实事物形象的直接反映，在此基础上，对感知形象进行直接的加工和组合，创造出新的形象。如在工程技术中，发明家和工程师们有关桥梁、建筑物、机器、设备、生产流水线等新产品的构思、设计和发明；在制造工艺中对于模具的设计、改进和制造等，都是现实性的形象思维的结果。,（2）描述性的形象思维。通过感觉、知觉和表象把诗词、小说、假说、思想和理论以形象的形式描述出来，以便传达和研究。因为在阅读和思考问题时，把思想具体化，在脑海中构成形象，能激发想象力。据说麦克斯韦养成了把每个问题在头脑中构成形象的习惯。埃里希也大力提倡把设想化为图形。一个人如果能把自己的思想转化为图形或表格，那么他一定就把握了这个问题。,（3）实验性的形象思维。这是指把一些不能直接感觉到的形象运动形式，通过实验，转化为人们可以直接感觉到的形象运动形式。如人们通过望远镜去感知各种天体的形象；通过电子显微镜、高能加速器、电子碰撞机去感知基本粒子的形象；医学上的解剖学、影像学以及数学、物理、化学、生物学等学科所做的观察实验，都是企图认知研究对象的形象。（4）理想性的形象思维。这是指把对研究对象所感知的形象进行纯化，撇开其次要的、非本质的因素，抓住其主要的、本质的因素，经过形象思维加工，从而推选出一个理想化的形象。它不是现实事物的直接反映，而是把从现实事物中纯化了的属性重新组合出的新形象，如理想模型、理想实验等，也叫理想化形象。牛顿力学中的质点或伽利略的自由落体实验，理应属于理想模型或理想实验。,3.形象思维的特点（1）直感性。不论是客观事物的形象，还是感知形象拟或经过思维加工出来的新形象，都具有直感性的特征。（2）创造性。这是指经过头脑对感知形象进行联想、想象、类比、组合等思维加工后所推选的新形象，应该是过去人们曾未感知过的，或者别人曾未组合过的，或者是客观现实中根本不存在的。,（3）概括性。通过形象思维进行加工和组合出的新形象，不是对感知形象的简单相加和堆积，更不是停留在个别事物的形象上，而是对一类事物中各种不同的具体事物的形象所具有的共性、一般性特征进行高度的概括，从而创造出一个典型的、一般的形象来，这个典型的形象才具有概括性的特征。例如，生物学上的模式细胞是经过170多年，对千千万万个不同的生物细胞形象，经过抽象从中概括出一个典型的细胞形象，它是由细胞核、细胞质、细胞膜所组成。（4）间接性。抽象思维有三个环节：即从客观事物感性认识理性认识；形象思维同样有三个环节：即从客观事物的形象感知形象理性形象（新形象）。,4.形象思维在科研中的作用及其局限性（1）形象思维可以激发人们想象力的发挥。我们知道，大陆漂移学说是由奥地利地球物理学家魏格纳于1912提出来的关于解释地壳运动的一种假说。它认为，薄而轻的花岗岩质大陆是均衡地漂浮于厚而重的玄武岩质基底之上的，全世界的大陆和岛屿在古生代的后期都是连接在一起的，构成了一个庞大的原始大陆，名为泛大陆，其周围是一片广阔无垠的海洋，称为泛大洋。到了中生代初期（约2亿年前），由于地球自转和潮汐力的作用，原始大陆逐渐分成几块，作离极的和向西的飘移运动，直至形成今天的海陆分布格局。魏格纳之所以能提出这一学说，其根据之一就是远隔重洋的美洲大陆和非洲大陆的相对海岸线的轮廓在地图形象上的相吻合。,大陆漂移学说为20世纪60年代的板块构造学说奠定了理论基础。1965年加拿大地球物理学家威尔逊提出了“板块”概念。1968年法国地质学家勒比雄提出了板块理论：欧亚板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块、南极板块、太平洋板块。,（2）形象思维可打开人们的新思路。当抽象思维中断或难以进行下去的时候，形象思维可以其生动、具体、直观的特点打开新思路。德国化学家凯库勒在研究苯分子的结构式遇到困难时，从梦见一条蛇咬住了自己的尾巴，才打开了他的思路，提出了苯分子的环状结构式。,（3）形象思维可以帮助人们去理解和捉摸最抽象的假说和理论。由于形象思维具有直感性的特点，把深奥难懂的科学假说或理论以图形、表格、坐标、曲线、模型等形象来表示出来，就会一目了然，来帮助人们对理论、假说的理解。美国数学家斯蒂恩说过：“如果一个特定的问题可以转化为图形，那么思想就整体地把握了问题，并且能创造性地思索问题的解法。”,（4）形象思维可以激发人们的灵感。在一定意义上讲，想象的形象是灵感的源泉，灵感是想象的结果。灵感的诱发因素常常是由于看到或联想到或想象到某种形象而产生的。卢瑟福之所以能够提出原子结构的模型是由于他联想到了太阳系的模型；爱因斯坦的同时性相对论原理是在病床上看到一缕光线射进病房后所想到的。,局限性：形象思维易把人们的思路引向纯粹的想象，从而使人们对于问题的研究失去理论思维的意义。因此，在进行形象思维的过程中，必须利用逻辑思维加以补充，并要对形象思维的结果进行实践检验。二、灵感思维 1.灵感及其普遍性 灵感思维是指人们在思考某一问题时，经过长期思考、反复探索、而百思不得其解，使思想达到饱和态，由于受外界某一因素的激发和启示，使问题一下子得到澄清的“顿悟”,这一“顿悟”被称之为灵感。,据美国科学家普拉克和贝克的调查，33的科学家说他们经常出现灵感，50的科学家说他们偶然出现灵感，只有17的人说他们曾未得益于灵感。爱恩斯坦一再强调，在科学的发明创造过程中“我相信直觉和灵感”,2.灵感的发生是潜意识和显意识相互作用的结果 显意识是一种显现的、自觉的、随意的、可控制的反映形式。潜意识则是一种未显现的、潜在的、非自觉的、不随意的反映形式（例如：睡梦、梦游、呓语、无意识的感知、记忆、注意、防范、体验等）。现代心理学和神经生理学的实验和测定表明：人脑中的潜意识和显意识都是客观存在的，都是主体对客体的反映。显意识的功能主要在大脑的左半球，潜意识的功能主要在大脑的右半球。,一种特定内容的灵感发生，首先是由显意识对某一问题进行长期思考和反复探索，因百思不得其解作为指令性信息传递给潜意识后才开始的。这时在潜意识中，使新输入的知觉信息与已有的知识或经验信息的同构活动加快，经过加工、改造和组合，推出新信息或新图形，再反馈到显意识进行分析、综合和鉴别。如果不符合要求，则又把这一信息或图形作为指令性信息再传递给潜意识进行蕴育和组合。经过这种反复过程，一旦潜意识推出符合目的的结果，便涌向显意识，形成一种豁然开朗的快感，则表明灵感的发生。,潜意识向显意识反馈的这一飞跃的实现，一般要有一种激发因素：要么是由于外界某一启示物的激发；要么是某种联想所引起；要么是其它思维的触类旁通而实现的。总之，灵感蕴育在潜意识，发生在显意识。其机理过程可用下图表示：,不符合要求 NO 输送,显 意 识,潜 意 识,显 意 识,指令性信息,新信息或新图形,长期思考、反复探索使思想达到饱和态,进行新、旧信息的同构活动，加工、处理、组合新旧信息，并推出新信息或新图形,受外界某一因素的激发（启示物、联想、触类旁通）,灵感产生,符合要求,Yes,分析、综合、签别,从神经生理学角度讲：人脑有1千亿个神经细胞（神经单元），每个神经单元具有接收、加工、储存、传递信息的功能，一旦外界有什么刺激，神经单元就会放电，产生神经脉冲，沿神经纤维传递下去。3.灵感思维的特点（1）饱和性。这是指显意识必须长期思考、反复探索，使其思想达到饱和态，才能使显意识输送给潜意识足够的信息量；才能使潜意识内部的信息同构活动加快；也才能使潜意识转化为显意识的活动加快。,（2）模糊性。灵感的形成主要是在潜意识内进行的。（3）突发性。这是指当潜意识蕴育成熟，并把结果反馈到显意识时，人的思想就会象闪电一般，茅塞顿开，豁然开朗，一切都变得那么清晰明白。突发性在时间上指突如其来，在效果上指意想不到。总之，饱和性是指显意识为向潜意识转化创造的条件；模糊性是指在潜意识范围内蕴育灵感的过程；突发性是指潜意识推论的结果向显意识的跃迁。,4.灵感发生的条件（1）研究者必须具有必要的实践经验和知识储备，并掌握一定的方法要领，对所研究的问题产生浓厚的兴趣，进行长期的思考，直至思想达到饱和状态，是产生灵感的最基本的前提条件。（2）紧张的工作之后的精神松弛阶段是产生灵感的良好时机。一般说来，要调节大脑由紧张抑制阶段转入轻松、自在阶段，主要通过听音乐、观赏花鸟、散步、闲谈、卧床休息、临睡前、起床后、或者住院养病阶段、睡梦之中。,第三：阅读科学论文、交流学术观点，寻找激发条件。第四：乐观的情绪、安静的心灵，利于灵感的产生。因为只有当一个人情绪高涨、精神饱满、信心百信时，想象力才最丰富、思维最敏捷、精力最集中、受益于灵感的机会越多。灵感从来不会产生在精神秃丧、烦燥不安的人身上。祖国医学有“清心凝神，一会即觉，”说的就是这个道理。第五：养成随时记录思想火花的习惯。,