科研选题与科学事实.ppt
2023/11/16,自然辩证法概论,1,第二篇,科学方法论,2023/11/16,自然辩证法概论,2,科学方法论,科学技术方法论概述科学问题与科研选题科学观察和科学实验科学发现的基本方法科学假说和科学理论,2023/11/16,自然辩证法概论,3,思考题（方法论）,1.科学研究是从问题还是观察开始？2.“认识来源于实践”与“科学研究始于问题”两命题之间的有什么联系？3.何谓“观察渗透理论”？4.“眼见为实”？如何保证观察的客观性？5.机遇的实质以及抓住机遇的要领是什么？6.如何理解归纳方法的合理性？,2023/11/16,自然辩证法概论,4,思考题（方法论）,7.如何理解恩格斯的“只要科学在发展着，它的形式就是假说”？8.如何建立一个假说？9.如果假说的检验蕴涵与观察事实相符，则该假说为真？10.如果假说的检验蕴涵与观察事实不符，则该假说为假？,2023/11/16,自然辩证法概论,5,第4讲 科研选题与科学事实,科学方法论概述,科学问题与科研选题,科学观察与科学实验,2023/11/16,自然辩证法概论,6,第一节 科学方法论概述,一、科学认识系统二、科学方法三、科学方法论,2023/11/16,自然辩证法概论,7,一、科学认识系统,科学认识主体：科学研究者科学认识客体：研究对象科学认识中介：研究工具和手段 物质性中介精神性中介：科学知识科学方法,2023/11/16,自然辩证法概论,8,二、科学研究方法,特殊研究方法：只适合某些学科一般研究方法：适用于各门自然科学普遍研究方法：适用于自然科学、社会科学及人文学科,2023/11/16,自然辩证法概论,9,三、科学方法论,定义：关于科学研究中的一般方法的理论，研究科学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。,2023/11/16,自然辩证法概论,10,科学方法论,研究内容:各种一般方法的本质、有效的原因、其适用的范围、限度、各种方法之间的相互关系。,2023/11/16,自然辩证法概论,11,科学方法论,功能：研究科学方法的本质及其相互联系，促进科学研究活动的高效、准确。,2023/11/16,自然辩证法概论,12,第二节 科学问题与科研选题,一、科技研究的一般程序 二、科学问题 三、科研选题与科研课题,2023/11/16,自然辩证法概论,13,一、科技研究的一般程序,1、选题：确定科研方向，提出科学问题，并确定科研课题。2、查阅科学资料，搜集科学事实：通过查阅文献、观察或实验获取。,2023/11/16,自然辩证法概论,14,科技研究的一般程序,3、对科学事实进行理论加工，提出科学假说：运用逻辑思维、形象思维、直觉思维等方法，进行科学抽象，提出科学假说。4、验证科学假说：实践检验、逻辑证明。,2023/11/16,自然辩证法概论,15,科技研究的一般程序,5、做出科学发现或建立科学理论体系：利用公理化方法、从抽象上升到具体的方法、逻辑与历史相统一的方法，把确证的假说和先前的理论统一起来，形成比较严密的有内在逻辑关系的体系。6、形成技术产品，实现科研成果转化为现实生产力。,2023/11/16,自然辩证法概论,16,二、科学问题,1、从提出问题到形成科学问题问题：疑难求解的理想或期望与当前能力之间的差距。科学问题：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未解决的矛盾。,2023/11/16,自然辩证法概论,17,科学问题通常是与未知的领域相关联，但并非所有的未知领域都属于科学问题，只有进入了主体视野的、引起人们求解欲望的未知领域才属于科学问题。,2023/11/16,自然辩证法概论,18,人们可以提出各式各样的问题，但并非所有的问题都具有科学价值。一个有价值的科学问题，是依赖于一定的历史背景提出的。只有对当时科学认识水平和科学实践水平深入分析，才能提出有意义的问题，否则，提出的问题可能是无知的或虚幻的。并且，时代和知识背景还决定着科学问题的意义和解答途径。一个问题是否有科学意义，在不同的知识背景下，回答是不同的。,2023/11/16,自然辩证法概论,19,例如所谓的“点金术”问题，在中世纪炼金术的知识背景下被认为是有意义的，而在原子论化学的知识背景下则毫无意义，但在20世纪核物理知识背景下，它又变成有意义的并且于1919年被卢瑟福首次解决了。有些问题由于受目前知识水平限制，一时尚无法进行研究，还不能称为科学问题，只有在一定历史条件下，才能成为科学问题。,2023/11/16,自然辩证法概论,20,又如，追溯宇宙起源的问题，在古代科技水平下，只能用盘古开天辟地的神话或上帝创世说的神学理论来回答。直到20世纪初，由于广义相对论的创立和天文观测的新发现(河外星系谱线红移)，对宇宙起源有了理论和事实的依据从而成为一个科学问题。1948年，伽莫夫在广义相对论提供的膨胀宇宙模型中，进一步引入了基本粒子理论和核物理理论加以研究，对宇宙起源这一问题做出了较为有说服力的回答。,2023/11/16,自然辩证法概论,21,1900年希尔伯特的23个问题,再如1900年希尔伯特提出的的23个问题，极大地推动了20世纪数学的发展。希尔伯特.D.(Hilbert,David，18621943)德国数学家,对二十世纪数学有深刻影响的数学家之一。他领导了著名的格廷根学派,使格廷根大学成为当时世界数学研究的重要中心,并培养了一批对现代数学发展做出重大贡献的杰出数学家。,2023/11/16,自然辩证法概论,22,在1900年巴黎国际数学家代表大会上，希尔伯特发表了题为数学问题的著名讲演。他根据过去特别是十九世纪数学研究的成果和发展趋势，提出了23个最重要的数学问题。这23个问题通称希尔伯特问题，后来成为许多数学家力图攻克的难关，对现代数学的研究和发展产生了深刻的影响，并起了积极的推动作用，希尔伯特问题中有些现已得到圆满解决，有些至今仍未解决。,2023/11/16,自然辩证法概论,23,*科学研究始于问题？,归纳主义者认为科学研究始于观察：观察归纳假说形成检验这种观点统治西方科学界近 300年。但它与现代科学发展的实际过程并不相符。,2023/11/16,自然辩证法概论,24,证伪主义则强调科学研究始于问题：P1 TT EE P2波普尔认为，科学研究是一种创造性的探索活动，科学研究的根本目的，是为了解决尚未解决的问题。因此，科学研究是从问题开始而不是从观察开始的，因为漫无目的地观察和实验是不存在的。波普尔的观点与科学事实相符，得到越来越多的人赞同。,2023/11/16,自然辩证法概论,25,科学研究始于问题！,1、科学研究是一项探索性的活动，探索的目的是由问题引起的。从科学研究的具体进程看，人们总是以问题为框架有选择地去搜集事实材料，与问题有关的材料被搜集起来，与问题无关的材料则置于一边，不在科学认识主体中引起信息效应。,2023/11/16,自然辩证法概论,26,2、观察到现象而不产生问题是不会开始与该现象有关的研究的。故只有带着问题的观察才能获得科学事实，进而成为科研的起点。（没有目的的观察是无法获得有意义的科学事实的，而观察的目的往往由问题引起的）,2023/11/16,自然辩证法概论,27,3、我们讨论科学研究的起点，虽然与时间的先后顺序有关，但重要的是要看哪一个因素真正推动研究，是哪一个环节引出整个科研的链条。实际情况是问题推动科学家进行研究，是问题引出整个科学研究的链条。,2023/11/16,自然辩证法概论,28,如果我们要问这样三个问题：,第一，什么是科学？第二，科学开始于何处？第三，作为一个优秀的科学家，他最重要的品质首先是什么？你该如何回答呢？,2023/11/16,自然辩证法概论,29,我们或许可以这样回答：,第一，科学是对于未知的一种远征；第二，科学开始于好奇，科学开始于猜谜 第三，作为一个优秀的科学家，他最重要的品质首先是要有神圣的好奇心。科学家最高的奖赏，不在于奖金和赞扬，而在于他的好奇心得到了满足。,2023/11/16,自然辩证法概论,30,科学问题,2、科学问题的来源*（1）从某个理论内部的逻辑矛盾而提出；比如，数学史上三次数学危机表明，每一次危机的出现，都是原有理论基础中逻辑矛盾的暴露，希帕索斯悖论、无穷小悖论、罗素悖论的发现与解决，都导致了一种自洽理论体系向新的自洽理论体系的过渡和飞跃。,2023/11/16,自然辩证法概论,31,（2）从不同理论体系之间的矛盾而提出；如，正是达尔文进化论与热力学第二定律之间的矛盾，才导致耗散结构理论的产生。,2023/11/16,自然辩证法概论,32,（3）从理论结构不符合普适性和逻辑的简单性而提出；例如，自牛顿自然哲学的数学原理出版之后，18至19世纪的许多优秀数学家物理学家，如伯努里，欧拉、达朗贝尔、拉格朗日、哈密尔顿等人都力图以逻辑上等价的、美学上更完美的形式重新表达牛顿的理论，这样就使牛顿力学的结构更加简明、精确、严整。,2023/11/16,自然辩证法概论,33,（4）从现有理论与新的经验事实的冲突中提出；如黑体辐射现象和以太漂流零实验；普朗克量子假说的提出,2023/11/16,自然辩证法概论,34,（5）对经验事实未能作出统一的理论说明所提出的问题 例如在19世纪，当化学元素一个一个相继被发现后，就提出了这样的问题；各种各样的元素之间是否存在着内在的联系?最终导致了元素周期律的提出,2023/11/16,自然辩证法概论,35,科学问题,（6）由理论的实际应用与现有技术条件的矛盾而提出的问题。例如，核子物理学的建立为人类开发和利用原子能展示了光辉的前景。人们在开发利用原子能的过程中提出了一系列有关理论应用的技术性问题。这些问题的解决，对于验证理论和发展理论来说都具有重大意义。,2023/11/16,自然辩证法概论,36,（7）从社会需要与现行的生产技术手段的矛盾中提出。如水稻之父袁隆平的科学问题，就全部来自社会需要和生产实践。面对未来，年过古稀的袁隆平仍满怀梦想，他希望杂交水稻由目前占世界水稻种植面积10提高到20，即国外推广面积由现在的150万公顷增加到1500万公顷，以每公顷增产2吨计，实现总增产3000万吨，真正造福全人类。,2023/11/16,自然辩证法概论,37,科学问题,爱因斯坦指出：“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是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。”,2023/11/16,自然辩证法概论,38,科学问题,科学学的奠基人、物理学家贝尔纳指出：“一般来说，提出课题比解决课题更困难。”,2023/11/16,自然辩证法概论,39,科学问题,3、从提出科学问题到形成科研课题科学问题是科研课题的来源，但并不是所有的科学问题在这个时代里都成为科研课题。由于客观物质条件、科学背景知识以及认识主体能力等多种因素的制约，我们只能从众多的科学问题中筛选出与其相适宜的科学问题作为科研课题。,2023/11/16,自然辩证法概论,40,三、科研选题,1、科研课题科技研究者为了实现某一特定目标，经过选择而确定下来的用科学术语表达的一个或一组科学问题。科研课题是对科学问题的选择和确定。,2023/11/16,自然辩证法概论,41,科研选题：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。即确定研究对象和选择研究课题的全过程。,2023/11/16,自然辩证法概论,42,课题与问题的不同点在于：第一，课题是具有独立性的科学问题，也就是说，作为课题各有其不同于其他课题的特殊的质。而问题是只要表明不知道的东西就可构成问题。因此，要使问题升华为课题，首先要进行筛选，然后还要根据已知的科学知识，对未知的问题进行科学预测，从本质上找出该问题区别于它问题的特殊的质。,2023/11/16,自然辩证法概论,43,2023/11/16,自然辩证法概论,44,第二，课题是有明确意义的科学问题。所谓明确的意义包含有两层意思：一是课题是有科学根据的问题，或者说，可以从已知的条件加以实际研究；二是课题是用科学术语表述的，使问题完全科学化。,2023/11/16,自然辩证法概论,45,科研选题的意义,对科学而言，课题与问题的共同点在于：两者都是值得研究探讨的科学问题，都是未知的东西。只不过问题是课题的基础，课题是问题的深化，是由一些有价值、有创造的问题进一步形成的。,2023/11/16,自然辩证法概论,46,2、科研选题的基本原则,科研选题是科学研究过程中的决定性环节。（1）需要性原则（首要原则）：要满足社会实践或科技自身发展的需要。,2023/11/16,自然辩证法概论,47,需要性原则,其中，社会实践需要包括经济发展需要、国防建设需要、医疗卫生和文化教育需要等。科学理论发展需要则包括开拓科学领域、更新科学理论、改进科学方法等方面的需要。,2023/11/16,自然辩证法概论,48,需要性原则对于发展研究、应用研究和基础研究具有不同的要求。发展研究担负着科学技术直接转化为社会生产力的任务，其选题应将当前社会需要置于首位，充分注意新开发技术的经济效益和社会效益；,2023/11/16,自然辩证法概论,49,应用研究致力于解决国民经济和社会生活中所提出的实际科学问题，其任务在于把理论推进到应用形式，其选题方向应指向加强生产活动的技术基础，弄清技术机理；基础研究要从科学理论发展的需要出发，立足于本学科的前沿，去研究和发现自然界的新现象、新规律，为正确地的识和成功的改造世界提供根本性的理论依据。,2023/11/16,自然辩证法概论,50,（2）科学性原则,要有科学事实根据和科学理论依据。要求人们选择课题时，必须以一定的科学理论和科学事实作为依据，按客观规律办事。将选题置于时代和当时的科技背景下，使之成为在科学上可以成立和可以探讨的问题，即要持之有故，选之有理。科学性原则，也称为限制性原则。,2023/11/16,自然辩证法概论,51,科学性原则要求我们在选题时既要尊重事实，又要对已变动的事实提出怀疑、敢于创新。当然，对已被实践检验为基本正确又未被新的事实所否定的理论，也不应随意怀疑。一方面，如果发现选题不科学，使研究难以进行，应及时转移课题。科学家卢瑟福的巨大成就就是发生在他及时从无线电的研究转向原子结构研究之后取得的。,2023/11/16,自然辩证法概论,52,但另一方面，选题正确也难免在探索中出现挫折、失败，这不应成为怀疑选题科学性的简单依据，而应从主观、客观两个方面寻找原因。如法拉第就是在经过十年艰辛探索，四次重大失败后才解决了“转磁为电”的科学问题。,2023/11/16,自然辩证法概论,53,（3）创新性原则：,要求课题具有先进性、新颖性和突破性。创新性是科学研究的灵魂。从选题开始就要十分注重创新，具体说来，可大致包括以下几个方面：,2023/11/16,自然辩证法概论,54,概念、观点上的创新。普朗克的“能量子”，爱因斯坦的“同时性的相对性”，新的时空观念，受激辐射概念，德布罗意的“物质波”，海森堡的“测不准关系”，李政道、杨振宁的“弱作用下宇称不守恒”，模糊数学的“模糊”概念等都是概念、观念上的创新。这种创新表面上看只是一个新概念、新观点的提出，但在科学发展中起到了里程碑式的作用。,2023/11/16,自然辩证法概论,55,方法上的创新。新的数学方法或实验方法，或者一整套新的方法体系如系统方法、信息方法、控制方法、全息技术，或者新的仪器设备、测试手段等，都是方法上的创新。方法上的创新能提高和增强人们认识世界和改造世界的能力，也是科学新发现的前奏，新兴技术的生长点。,2023/11/16,自然辩证法概论,56,如集成电路和计算机技术的日新月异，便有光刻和化学腐蚀工艺方法的功劳；核技术的广泛应用于手工业、农业、科学、医学等各个领域，则出现了微量分析、辐照改性、中子渗透、断层照相、放射性诊断和治疗等显著的经济效益。不但如此，有时某项科学问题能否解决，完全依赖于方法上能否有新的突破。,2023/11/16,自然辩证法概论,57,应用上的创新。把原有原理、理论、方法应用到新的领域、项目中去，即库恩所说的“扩大理论同自然界之间的接触点”，通常也会遇到巨大的困难，也需要创造性的工作才能解决。而解决这些困难和新问题，也会带来一定创新。,2023/11/16,自然辩证法概论,58,如受激辐射概念早在1916年爱因斯坦就提出来了，但直到第二次世界大战后在微波技术发展的基础上，才获得新的应用，于是产生了激光。接着全面展开了激光在工业、精密测量、信息技术和军事武器等领域的应用研究，诸如打孔、划片、焊接、淬火、切割、刻槽、测量月地距离、光纤通信、全息照相、光盘技术以及一系列激光武器等便相继面世。,2023/11/16,自然辩证法概论,59,（4）可行性原则：,此原则主要指选题应与主客观条件相适应，根据已经具备的或经过努力可以具备的条件进行选题。所谓选择研究课题的可能性原则，就是说，选择研究课题要量力而为，要具有完成课题预期目的现实可能性。,2023/11/16,自然辩证法概论,60,美国贝尔实验室前负责人莫顿说得好：“选择题目不能草率，如果没有现实的可能，选题就等于零。”意思是说，不具备现实可能性条件的课题，哪怕再新颖诱人也无济无事，因为这样的课题，或者无法进行，或者中途下马，或者长期研究不见成果。,2023/11/16,自然辩证法概论,61,选择研究的课题，需要具备哪些现实可能的条件呢？从客观现实可能的条件看，有两点需要注意：,2023/11/16,自然辩证法概论,62,一是要选择那种真正成熟的课题。所谓真正成熟的课题，是指在确定的研究方向内的一些课题，有其自身发展的层次和程序，先研究谁，后研究谁，有个不以人的意志为转移的循序渐进，瓜熟蒂落、水到渠成的时机问题，应选择那种时机已到的课题。,2023/11/16,自然辩证法概论,63,爱因斯坦从1923年至1955年逝世，积30年之久研究统一场论这一大课题，结果只留下一大堆连他自己也弄不清物理意义的数学方程式，究其原因，就是客观条件不具备，没有把握好课题成熟的时机。比如当时比较清楚的物理场，只有电磁相互作用和引力相互作用，另外的强相互作用和弱相互作用两种还不甚了了，所以走向统一场论的条件和途径并不明朗。,2023/11/16,自然辩证法概论,64,然而，统一场论课题毕竟是符合科学性原则的，只要客观条件具备了，问题就会被重新提出来并逐步得到解决。60年代以来，格拉肖(SGtashow，1933一，美)、温伯格（1939一，美)、萨拉姆(ASalam，1926一，巴基斯坦)建立的规范场理论，在弱电统一理论上取得了突破，向四种基本相互作用的统一理论迈出了重要的一步。他们成功的要诀，在于吸取了爱因斯坦的经验教训，从物质结构和相互作用的结合，实物粒子与场的结合入手而达到的。,2023/11/16,自然辩证法概论,65,客观现实可能条件的第二点，是具备研究课题得以完成的客观物质技术基础，即人力、物力、财力。其中人力是指承担课题的科研组织及其智能结构；物力是指完成课题的文献资料、实验仪器设备、材料；财力是指保证课题顺利完成所需要的资金。,2023/11/16,自然辩证法概论,66,选题的各个原则之间不是彼此孤立而是有机联系的。需要性原则体现了科研的目的，科学性原则体现了科研的依据，创造性原则体现了科研的价值，可行性原则体现了科研的条件。其相辅相成、互相制约，在选题时必须综合运用。,2023/11/16,自然辩证法概论,67,第三节 科学观察和科学实验,科学事实科学观察和科学实验观察与实验中认识论问题,2023/11/16,自然辩证法概论,68,自然科学的目的在于发现自然界的结构和作用，并且尽可能把它们归结为一些普遍的法则和一般的规律用观察和试验来建立这些法则，从而导出事物的原因和结果。Isaac Newton发现事实是解决问题的第一步？,2023/11/16,自然辩证法概论,69,适合于科学幼年时代的以归纳法为主的方法，正在让位给探索性的演绎法。爱因斯坦,2023/11/16,自然辩证法概论,70,第一节 科学事实,一、科学事实的含义定义：科学事实是指人们对所观察到的客观存在的事件、现象或过程所做的真实的描述或记录。,2023/11/16,自然辩证法概论,71,三种事实的比较,客观事实：在时空中客观存在的事件现象或过程。客观事实具有客观性，可以被感知和被认识，但本身不是认识，无对错之分。,2023/11/16,自然辩证法概论,72,经验事实：人们用科学语言对通过观察、实验而被感知的客观事实所做的描述和记录，也可以说是客观事实在符号系统中的表征。,2023/11/16,自然辩证法概论,73,问题？,1）科学事实与客观事实有什么不同？2）科学事实与经验事实有什么不同？,2023/11/16,自然辩证法概论,74,解答？,1）客观事实是科学事实的基础，是科学事实反映的对象。科学事实是客观事实在人脑中的反映，是认识范畴。,2023/11/16,自然辩证法概论,75,2）科学事实也属于经验事实的范畴。但不是所有经验事实都是科学事实，经验事实有可错性。只有那些经过鉴定，被认为是对客观事实的真实或正确反映的经验事实，才称得上科学事实。,眼见为实?,2023/11/16,自然辩证法概论,77,2023/11/16,自然辩证法概论,78,2023/11/16,自然辩证法概论,79,2023/11/16,自然辩证法概论,80,比泽尔德幻觉：图中所有的红色看起来都一样吗？,2023/11/16,自然辩证法概论,81,下面那个人坐在哪级阶梯？,2023/11/16,自然辩证法概论,82,画中的两条线平行吗？,2023/11/16,自然辩证法概论,83,能看出狮头在哪儿吗,2023/11/16,自然辩证法概论,84,柱子是圆还是方？,2023/11/16,自然辩证法概论,85,菱形各边是直线还是曲线？,眼见未必实,2023/11/16,自然辩证法概论,87,二、科学事实的特点,1、科学事实是单称陈述。因为它是观察者对特定事物的观察陈述，是关于个别存在的描述。单称陈述是关于某一对象有或没有某种属性的陈述，全称陈述是反映某一类中全体对象有或没有某一属性的陈述。,2023/11/16,自然辩证法概论,88,2、科学事实是可重现的，具有可重复性。3、科学事实受理论影响。（比较培根的“无污染的观察”）,2023/11/16,自然辩证法概论,89,三、科学事实的作用,1）科学事实是形成新概念、建立新理论的基础。2）科学事实是检验科学假说和评价科学理论的依据。,2023/11/16,自然辩证法概论,90,第二节 科学观察和科学实验,一、科学观察的含义及其类型科学观察是人们在科学认识中用感官或借助仪器对客观事物进行有目的有计划的感知活动。,2023/11/16,自然辩证法概论,91,两种分类：a，自然观察和实验观察；b，直接观察和间接观察。,2023/11/16,自然辩证法概论,92,感官的生理限制：,视觉范围-可见光听觉2020kHZ对空间时间的认识没有精确性人的感官容易产生错觉。,2023/11/16,自然辩证法概论,93,二、科学实验,是指人们运用科学仪器设备，在人为控制或模拟自然过程的情况下获取科学事实的活动。与单纯的自然观察相比，科学实验是一种更充分体现人是主观能动性的实践活动，能获得更丰富和更深层次的经验事实。,2023/11/16,自然辩证法概论,94,观察者听命于自然界，而实验者则质问自然界，并且迫使自然界坦露她的秘密。法国科学家居维叶,2023/11/16,自然辩证法概论,95,实验具有以下三个特点和作用,1）简化和纯化自然现象 恰当的实验方法可以排除次要的、偶然的、附属的因素，使对象呈现出简化的纯粹的属性。,2023/11/16,自然辩证法概论,96,美国为检验关于几种相互作用的假说，在地下600米深处建造一个能容10000立方米纯水的大洞，目的在于从中寻找质子衰变的闪光。在这种条件下做实验就是为了排除宇宙射线和水中其他杂质的干扰。,2023/11/16,自然辩证法概论,97,2）强化和再现自然现象实验由于是人工控制，可以使被观察的现象重复出现，以便核对和验证。,2023/11/16,自然辩证法概论,98,在人为控制下，某些过程可以得到定向强化，创造出地球上难以出现的特殊条件，如超高温、超低温、超高压、超真空、超强磁场、超导电性等。在强化条件下，有可能发现前所未有的事实。,2023/11/16,自然辩证法概论,99,如在接近绝对零度的超低温下，几乎所有的气体都被液化，某些材料具有无电阻、抗磁等超导性。在超高温下，电子脱离稳定轨道变为自由电子，中性原子变为离子，材料变为非固体非液体非气体的“等离子体”。,2023/11/16,自然辩证法概论,100,3）延缓或加速自然过程自然界有的过程非常短暂，如基本粒子的湮灭；有的过程非常漫长，如天体演化、生命起源。通过各种模拟实验认为地加速或延迟，以研究不同的自然现象。,2023/11/16,自然辩证法概论,101,1953年，美国芝加哥大学研究生米勒用甲烷、氨气、氢和水混合成一种类似原始大气成分的环境，在真空中通过火花放电，一星期后得到了四种构成蛋白质的重要氨基酸。科学家在重水（延缓条件）中观察基本粒子的运动。,2023/11/16,自然辩证法概论,102,实验的简单分类,按目的：1）探索和验证以质量：2）定性和定量从对象：3）直接和模拟,2023/11/16,自然辩证法概论,103,实验对对象的干扰作用,实验通过对研究对象的物质作用而认识对象，干扰作用是固有的，无法根除的。在经典物理学中，干扰作用原则上可以降低至忽略不计的程度。在量子力学中，干扰作用原则上必须考虑。测不准原理。,2023/11/16,自然辩证法概论,104,*启示,重新审视人与自然的关系主客体不可分割。什么是科学研究的对象？并非外在于人的纯客观世界，而是人类所建构的自然，是人化的自然。回到马克思主义的源头：从实践的观点理解新唯物主义，而非静观的唯物主义。,2023/11/16,自然辩证法概论,105,第三节 认识论问题,有纯粹客观的观察吗？观察与理论的相互关系如何理解观察的客观性？观察实验中的机遇问题,2023/11/16,自然辩证法概论,106,一、观察和理论,1、纯观察说2、中性观察说3、观察渗透理论4、观察依赖于理论,2023/11/16,自然辩证法概论,107,“纯粹观察说”：,培根认为观察是一种纯粹的感官活动，不受任何理论的影响，在观察中应该排除任何理论的影响，进行纯粹客观的观察。“如果某人的视网膜上有正常形成的太阳映像，则他就看到了太阳。”,2023/11/16,自然辩证法概论,108,你们要象小学生那样坐在事实面前，准备放弃一切先入之见，恭恭敬敬地照着大自然指的路走，否则，就将一无所得。赫胥黎纯观察说实质上是把观察等同于纯粹的生理反应过程，把观察看做类似于摄影机镜头的物理成像。,2023/11/16,自然辩证法概论,109,中性观察说,逻辑经验论者使纯粹观察说更进一步。他们提出中性观察说，认为科学中存在两种语言：观察语言和理论语言。,2023/11/16,自然辩证法概论,110,观察语言是对描述观察结果的准确工具。理论语言从观察语言而来，借助于一定的语义规则，用来“指称不可观察的事件、事件的不可观察的方面或特点”。,2023/11/16,自然辩证法概论,111,“观察渗透理论”？！,【解析】这个花瓶是以丹麦心理学家爱德加罗宾的著名的二维雕像地面幻觉为基础的，这个高脚杯，基于罗宾的概念之上，是送给伊丽莎白女王二世和她的丈夫菲力普王子的银婚纪念日作礼物的，如果你把黑色的部分看成人形，而不是地面，你就会看到在杯子的两侧有两个面对面的脸部轮廓，女王的她的丈夫收到这份礼物非常高兴。,你能找出伊莉莎白二世和她的丈夫菲力普王子的头像吗？,2023/11/16,自然辩证法概论,112,汉森的“理论负荷说”。观察并非只是感官对观察对象“刺激”的消极反应，而是受到观察者的理论影响和支配的。,2023/11/16,自然辩证法概论,113,开普勒和第谷一起在高山上观察日出。第谷看见的是太阳从固定的地平线上冉冉升起，而开普勒看见的却是静止的太阳底下滚动着的地平线。,2023/11/16,自然辩证法概论,114,理论负荷的观察,-看不仅是拥有视觉经验，而且也是拥有视觉经验的方式 人们能够获得关于同一物理状态的相同视觉映像，但是具有不同理论背景知识的人们对这一视觉图象可以有着不同的组织方式或理解,2023/11/16,自然辩证法概论,115,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，特定观察者的背景理论知识 特定时期的科学发展 3，理论渗透在观察陈述的表达之中。观察陈述是用语言表述的，而语言总与特定的科学理论联系着。,2023/11/16,自然辩证法概论,116,因此：1，理论在观察中发挥定向作用观察过程为科学理论所渗透-观察过程中背景理论的可靠性影响观察可靠性-科学理论背景的转换有助于科学事实的发现,2023/11/16,自然辩证法概论,117,2，理论在观察中发挥加工改造作用观察者的背景经验、信念也会影响观察的过程-观察者的经验所受到的训练-观察者的预期先行于观察的信念,2023/11/16,自然辩证法概论,118,3，被观察对象始终是客观存在，是第一性的，不会因为观察者的主观因素不同而改变，观察结果的内容是客观的完全依赖于理论的观察也不存在。,2023/11/16,自然辩证法概论,119,“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理出基本现象”爱因斯坦,2023/11/16,自然辩证法概论,120,观察完全依赖于理论？,“看到”“理解为”“解释成”观察对象的内容具有客观性，是第一性的,2023/11/16,自然辩证法概论,121,二、观察的客观性,观察的客观性是指观察陈述能真实反映观察对象。很多情况下，对象的属性并不直接显露出来，或由于感官局限不能直接接触对象，因此要通过科学实验利用仪器来观察。,2023/11/16,自然辩证法概论,122,对象通过仪器表现的性质，既有对象自身的信息，也有仪器对对象的作用。观察的结果不是纯粹的客体信息。如果我们要求这时的客观性是指与主体的活动无关的纯粹的客观性，是不容易实现的。,2023/11/16,自然辩证法概论,123,故：观察的客观性只是指观察陈述要真实地反映实验结果，即真实地反映在一定的认识条件下，客体所表现出来的性质与规律。,2023/11/16,自然辩证法概论,124,如何理解观察的客观性？,主观性与客观性是对立而统一的，而非此消彼长的。越是发挥主观能动性，越是能实现客观性。科学观察的客观性意味着标准条件下的可重复性、主体间性。,2023/11/16,自然辩证法概论,125,科学观察的客观性依赖反映客观事物本质理论的指导。科学观察依赖观测仪器和观测技术。科学观察依赖严谨的学风。,2023/11/16,自然辩证法概论,126,如何保证观察结果的客观性？,1）观察过程和结果可以重现2）消除可能各种主观因素的影响3）尽可能使用先进的仪器设备和观测技术。,2023/11/16,自然辩证法概论,127,三、观察实验中的机遇问题,科学是一种有目的有计划的认识活动，这种活动在一定理论指导下进行，既有主观性，又有不确定性、意外性。这种意外性有时会导致重大的科学发现。什么是机遇？就是一种有可能导致科学发现的机会和偶然事件。,2023/11/16,自然辩证法概论,128,机遇的可能结果,1）同向性发现，或预言性发现。和原理论预言相一致的发现。元素周期表上空格元素的发现、海王星的发现等。,2023/11/16,自然辩证法概论,129,2）背向性发现。指和原理论（假说）于预言完全相反的发现。如卢瑟福a粒子散射实验。测地球和“以太”相对运动的迈克逊莫雷实验得到的结果否定了“以太”的存在。,2023/11/16,自然辩证法概论,130,3）异向性发现。以预言毫不相干的新发现，如宇宙背景辐射的发现,2023/11/16,自然辩证法概论,131,如何理解机遇,1，机遇是偶然性与必然性的结合2，机遇的出现反应的人类认识的局限性3，机遇往往只为最后的科学发现提供线索而非完整的答案。,2023/11/16,自然辩证法概论,132,把握机遇的条件,深厚的理论功底踏实的工作作风开阔的头脑、自由的心灵具有敏锐的观察能力和识别能力“机遇偏爱有准备的头脑”,
