自然辩证法概论 课件.ppt

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1、自然辩证法概论,马克思主义学院,教学相长 开拓创新,导论,关于学科名称自然辩证法的学科性质本课程的主要内容学习和研究自然辩证法的意义,一、学科名称,“自然辩证法”来源于恩格斯的一部著作自然辩证法（18731886）。它主要论述自然界发展的辩证法和自然科学的辩证法。 50年代在我国专家的建议下成为我国的一门学科的名称。,同一学科两个名称 教育部规定理工农医各专业硕士研究生必修的公共理论课是“自然辩证法” 国务院学位委员会于1992年把“自然辩证法”学科名称改为“科学技术哲学”（自然辩证法）。,二、自然辩证法的性质,自然辩证法即科学技术哲学，包括科学哲学和技术哲学，它从哲学层面研究自然和人类的科学

2、技术活动方法及成果，它是科学技术研究的思想理论基础。,1、哲学爱智之学,哲学是爱“智慧”，而且是对待全部智慧的一种态度。这就是对智慧本身的真挚、强烈、忘我之爱，即“爱智之忱”。,起点好奇、惊讶 追问痛苦而危险 终点境界的提升,古希腊哲学家柏拉图说：“哲学始于惊异”。 亚里士多德也说过：“由于惊异，人们才开始哲学思考”黑格尔说：“哲学以思想、普遍者为内容，而内容就是整个存在。” 英国哲学家罗素也说过：“当有人提出一个普遍性问题时，哲学就产生了 ”。,哲学研究终极问题哲学研究的问题都是一些最大的问题，是超出一切科学知识界限的大问题，比如世界的本质、存在的意义、存在与意识的关系、真善美、上帝是否存在

3、、意志是否自由、灵魂是否不朽等。总之，哲学是对人类面临的一些深层次问题的深层次的思考。,哲学之用乃“无用之大用”,2、科学哲学与技术哲学,“Science”：西方土生土长科学是近代以后从哲学中分化出来的知识部门，这种知识是带有确定性的知识。19世纪惠厄尔首次使用科学家一词。由“Science”到“科学”：日本的人的翻译舶来（1874），意为分科之学。“科学”：中国康有为首次引进（1893）,科学是运用概念系统描述事实与事实之间的联系，从而揭示自然规律。科学的特点：抽象性、逻辑性 、实证性、 可检验性,科学哲学是对科学本质的追问和反思,反思科学方法反思科学认识的本质及科学的特殊性反思科学认识的价

4、值,3、什么是技术哲学,“技术”一词出自希腊文techne（工艺、技能）。狭义的技术即工艺技术、工艺方法。通常指广义的技术，不仅包括工艺技术包括工艺技术有关对象，即技术过程中使用的（如仪器、工具、机械）和作为技术过程的结果生产出来的（如半成品、成品）,技 术哲学是对技术本质的哲学思考,工程科学视角 文化哲学视角 社会批判主义视角 系统论视角,技术哲学研究的四种视角,工程科学视角,卡普的器官投影说艾斯发明的三个阶段说雷芒德的发明说,文化哲学视角,K 雅斯贝尔斯：机械化养成人讲求实效的态度，同时使人丧失了人格和人性。M海德格尔：现代技术是一种架构，人冒着被卷入技术漩涡的风险。H阿伦特：只按手段和目

5、的考虑一切行动的技术活动中表现出来的“世界和现实的根本丧失”是现代社会的特征。M谢勒：急于统治和征服自然而不关心利用自然是近代科学技术的基本特点。,社会批判主义视角,H弗里尔：技术在工业化国家已成为主要参照系，技术占据了宗教、艺术和政治从前占据的地位。J埃吕尔：技术命令代替了政治行动，形成了“技术国家”。法兰克福学派：技术手段日益完善，却丧失了客观合理的目标。,系统论视角,罗马俱乐部：增长的极限，技术不能无限制增长H格鲁尔：保持现有经济活动的方式等于有计划的“自杀”，必须抛弃物质资源是无限的想法。,三、本课程的主要内容,（1）自然观研究自然界的一般性质及发展的一般规律，包括自然界的物质性和自然

6、界的系统存在方式，特别是应用复杂系统理论来揭示自然界演化的规律；研究人与自然的和谐、协调发展问题。(2）科学与科学方法论 研究科学的定义、科学与非科学的划界、科学思维方法、科学的经验基础、 科学理论的建构、科学理论的评价与检验、科学的发展模式等。,（3）技术与技术方法论,研究技术的定义及本质、技术活动的约束条件、技术预测与技术评估、技术发明与技术创新、技术批判理论。,（4）科学技术与人文,科学技术中的伦理问题科学文化与人文文化的分裂与融合问题,科学精神与人文精神的培养,四、学习和研究自然辩证法的意义,理解科学的需要提高理论思维能力的需要消除科学与人文的冲突的需要,第一章 自然界的存在方式,自然

7、界的物质性自然界的系统存在方式,一、自然界的物质性,自然界的涵义古代物质观近代机械唯物主义物质观辩证唯物主义物质观物理主义物质观,1、自然界的涵义,一切独立于人的主观意识之外的世界都属于自然界。由于它独立于人的主观意识之外，因此，有时它也被称为“外部世界”。产生意识的载体（人脑）也是自然界的组成部分。整个自然界可以分为生命世界和非生命世界两大部分。,广义的自然，是指包括人类自身在内的具有无限多样性的整个存在，是我们这个宇宙的总和。包括人和社会。在这个意义上自然可以作为宇宙、物质、存在、客观实在的同义词 狭义的自然，则指与社会相对立的自然界，可以理解为人类生存的自然环境。,2、古代希腊人的物质观

8、,外部世界分为实体世界和现象世界。现象世界是多样的，变化的，甚至是转瞬即逝的。实体世界则是不变的。不变的实体世界决定了不断变化的现象世界。人通过感觉把握表面现象，通过理性思维把握实体。人只有认识了实体，才算真正地认识了外部世界。感觉只是走向关于外部世界的真理性认识的入口处，不是真理本身。,希腊哲学家对宇宙、自然与人之间的关系展开了讨论，对物质的性质进行了深入的研究，得出结论：世界是复杂，但物质的构成是单纯的。,古希腊人认为硬币磨损现象是一种肉眼见不到的小粒元素的消失。,恩培多克勒认为形成物质的四元素各有特性。土干凉，水湿凉，空气热湿，木则具有上述六种特性。,亚里士多德主张物质由土、水、火、空气

9、、以太等五种元素构成。图中人脚踏土地球和水地球，两手握着空气和火，望着由以太形阳、月亮和星星。,德谟克利特 把元素学说发展成原子学说,机器的自然图景法国著名作家德芒纳蒂尔（16世纪末）-世界是一部机器开普勒-将天体机械比喻为时钟,2、近代机械论物质观,霍布斯（英）-生命是肢体的运动：心脏/发条、神经/游丝、关节/齿轮伏尔泰-宇宙是一架巨大的机器，制造机器匠就是上帝法国唯物主义哲学家拉美特利（la Mettrie，1709-1751）-人是机器，把人简化为一种没有灵魂的自动机B、严格的机械决定论：拉普拉斯决定论（妖）Laplace（）在概率论的解析理论（）中提出：设想一个妖或智神（）知道宇宙中所

10、有物体的受力与初始位置和速度，那么宇宙的未来和过去就是完全决定的，都是已知的。,物质是由最小的颗粒原子构成。,3、辩证唯物主义物质观,列宁的物质概念：物质是标志客观实在的哲学范畴，这种客观实在是人通过感觉感知的，它不依赖于我们的感觉而存在，并能为我们的感觉所复写、摄影、反映。,列宁的物质概念缺限,1，列宁认为，“客观实在”是一切物质形态的共相，是值得商榷的。原因在于：列宁把“物质=客观实在”，实则不然。事物间的关系、过程、场、真空、时间和空间，包括人的精神意志都是客观实在的，但这些不是物质的。,2，该定义不能区分：“物质、时间、空间”。3，并非所有物质形态都是由感觉感知的。夸克，谁感知了夸克？

11、 4，不依赖于我们感觉而感知的东西未必都是物质，尽管它是客观存在的，比如暗物质，场、时间、空间，事物之间的关系，,邦格提出了物质概念的四个定义：,定义1：对象x是一种物质客体（或实体），当且仅当，对于每一参照系y，若Sy(x)是关于x的状态空间，那么Sy(x)至少包含两个元素；不然的话，x就是一种非物质的客体（或非实体）。定义2：物质是等同于所有物质客体的集合。,定义3：一个客体x是实在的，当且仅当，或者(a)，至少存在另一客体y，在x不存在的情况下，它的状态会有所不同；或者(b)，x的每一成分都在改变着它的另外一些成分的状态。定义4：实在是真实客体所构成的集合。,邦格的物质定义强调了物质的根

12、本属性是变化，是物力论的，物质是能动的，它具有产生新形式的无限可能性。,4、物理主义物质观,唯能论学派场说超弦理论物理方程说,唯能论学派,物质根本不是实在的，而能量才是物理学中的唯一实在。（奥斯特瓦尔德、迪昂等）把运气、美、热情等精神实体看成各种能。,场说,终极实在是场，它们是真正第一性的，它们不是物质产生的，相反，这些场自己产生基本粒子，基本粒子再构成宇宙的物质成分。有两类场，一类同物质联系在一起（电磁场、温度场）；独立于物质的场（重力场、辐射场等）。,超弦理论,自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的粒子，而是弦。这些看起来像粒子的东西实际上都是很小很小的弦的闭合圈（称为闭合弦或

13、闭弦），闭弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子。尽管弦论中的弦尺度非常小，但操控它们性质的基本原理预言，存在着几种尺度较大的薄膜状物体，后者被简称为“膜”.直观的说，我们所处的宇宙空间也许就是九维空间中的三维膜。弦论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论,物理方程说,我们不知道我们所讨论的实体的本性，而只知道它们的数学结构。（萨里凡）爱因斯坦的引力场方程，薛定谔或狄拉克的波动方程，可以指示我们怎样去预测未来的观察，但根本没有告诉我们这种数学结构后面的物理实在。,二、自然界物质的系统性1、系统的概念,系统就是由诸多要素经特定关系形成的属性不可分割的、具有特定功能的

14、整体。其整体性要点在于新质或功能的突现，即整体大于部分之和。,2、系统的组成 【要素】,所谓“要素”，是指构成系统的组分或组元。要素是系统存在的基础，离开要素就无所谓系统。任何系统至少有两个要素，单一要素不能构成系统。任何一个系统都由更小的子系统构成。如水分子由氢原子要素和氧原子要素构成，而原子又由原子核要素和电子要素构成，原子核也是一个子系统。,【结构】,所谓“结构”，是指系统内部各要素之间、或者系统要素和系统整体之间的相互联系和组织方式的总和。系统不是要素的简单堆积或混合，结构是要素的秩序，要素是结构的物质承担者。结构相对于要素而言，具有相对独立性。要素相同，结构不同，会出现不同的系统特征

15、。如，由氨基酸要素和核苷酸要素组成的生命系统，因其组成要素的排列组合方式不同，而构成了各种不同的生命个体。结构形式一般有数量结构、时空结构、相互作用结构。,【功能】,所谓“功能”，是指系统作为整体与外部环境发生相互作用而产生的特定作用、行为、能力和功效。功能体现的不是某要素的属性，而是系统诸要素耦合在一起而突现出来的系统的整体属性（新质）。,【功能与要素、结构】,要素是功能的物质基础；结构是功能的重要依据；功能是结构的外在表现，功能对结构具有“反作用”：a、结构的合理与否能够通过功能表现出来，b、功能的发挥有时会损耗结构，有时能够优化和改进结构。,乙 醇,甲 醚,要素相同 结构不同 功能不同,

16、要素不同结构不同功能却相同,西汉千章铜漏,沙 漏,日晷,钟表,第17页,3、系统的特征,整体性动态性层次性自组织性,夸克,基本粒子,原子核,原子,分子,分子体系,凝聚态物质,卫星、小行星,?,自然界的层次结构,微观世界,宏观世界,强子如质子、中子,夸克有结构吗？,非生命世界,分子体系,凝聚态物质,生命世界,蛋白质、 核酸,分子体系,细胞,组织,器官,系统,生物个体,种群,群落,生态系统,生物圈,自然界的层次结构,生态系统,生物圈,自然系统具有物质、能量、信息“三要素”。依据系统与外界环境是否有物质、能量、信息交换，可将系统分为孤立系统、封闭系统和开放系统。,4、系统的环境,与环境没有物质、能量

17、和信息交换。,与环境有能量交换但没有物质交换。,与环境自由地进行物质、能量、信息交换。,第二章自然界的演化发展,自然界的有序与无序自然演化的不可逆性与方向性自然演化的自组织性,一、自然界的有序与无序,1、序、无序、有序,系统的秩序性问题，包括有序和无序，是刻划系统形态特征的重要方面。制造和组建系统，管理和使用系统，甚至观赏系统，关注的中心都是系统的有序性。就人类的价值判断看，一般认为有序胜于无序，高序优于低序。但这些概念远比人们的直观理解要复杂得多，科学至今无法给有序与无序以精确而普适的定义。一些系统理论从物理学引入对称破缺概念，把有序定义为破缺了的对称性，能否推广到一般系统，尚待研究。我们采

18、用不太严格的通俗说法，把有序理解为事物之间规则的相互联系，把无序理解为不规则的相互联系。, 序反映系统结构等方面的差异程度，有序、无序是个相对的概念。差异越来越大，则系统的有序程度增加；差异越来越小，即越来越均匀（均一、均衡），则有序程序降低（走向无序）。, 另一种表述：序是标志事物宏观可辨识性的范畴，是指某参量按规律取值的确定程度，能按规律取确定值的是有序，否则是无序。,2、熵与序,系统的熵增加则有序程度降低（走向无序），熵减则走向有序。,3、进化与退化,进化：在没有外界的特定干预的情况下，物质客体演化中由无序到有序、由低序到高序的趋势和过程。退化则反之。,二、自然界演化的不可逆性与方向性1

19、、可逆过程与不可逆过程,不可逆过程：气体扩散、刹车产生热 覆水难收 打碎的碗可逆过程：不考虑摩擦的钟摆经典物理学描述了一个可逆过程热力学第二定律给出了时间之矢，宇宙的总能量守恒，宇宙的熵增加。,玻姆说：“将自然规律描述成原则上完全可逆，只不过是实在的极度简化的表现的产物。” 法国诗人哲学家奇内（Edgar Quinet）说：自然是不会回头的；它决不重做它所破坏的东西；它不会再看已经破坏的模型。 普里戈金：“那许许多多塑造着自然之形的基本过程本来是不可逆的和随机的，而那些描述基本相互作用的决定性和可逆性的定律不可能告诉人们自然界的全部真情。”,2、不可逆与时间之矢,在可逆过程和不可逆过程中，时间

20、的地位与作用明显不同。 在经典力学、相对论、量子力学中，时间只是描述运动的一个参量，时间是反演对称的。 在热力学系统中，描述这类系统运动的方程并没有对时间反演的对称性。,这种对称性的破缺产生了有实质意义的时间之矢。这里的时间已不再是描述系统运动的外在参量，而是和系统演化相联系的、有物理内容的时间了（“内在时间”）。这种时间对称破缺在自然界中广泛存在。,可逆过程中不可能有真正的演化。,3、不可逆过程在系统演化中的双重作用,破坏系统的有序结构，使系统的有序程度降低。像孤立系统中的自发过程，如热传递、物质扩散等。,导致系统有序结构的产生，使系统的有序程度提高，如贝纳德花纹。,三、自然演化的自组织性,

21、 自组织理论,它是一个学科群 :,研究系统从无序走向有序的条件和机制问题。,艾根超循环理论 托姆突变论,自组织是指系统靠自身的机制形成有序结构的过程。,普里高津耗散结构理论 哈肯协同学,A 孤立体系：孤立体系是指系统与环境之间既没有能量交换和质量交换的系统；B 封闭体系：系统与环境之间只有能量交换，而没有质量交换的体系叫做封闭体系,C 开放体系：系统与环境之间既有能量交换又有质量交换的体系叫做开放体系。,1、自组织过程的条件自组织是指系统靠自身的机制形成有序结构的过程。,远离平衡态与近平衡态相对应，是指开放度比较大，系统内部的线性变化被破坏的状态。很显然，耗散结构出现的必要条件是系统处于远平衡

22、态。我们所要指出的是，系统处于远平衡态仅仅是耗散结构出现的必要条件，而不是充分条件，即是说远离平衡不一定出现有序结构。这就像生命的出现还必须有很多其它条件同时具备才能出现一样。,从系统熵的变化来分析，ds=dse+dsi，也说明只有开放系统才有可能进化。,2.自然系统演化的基本方式,分叉：稳定性和不稳定性突现：突发性、间断性和不可预测性“内在随机性”：确定性和随机性,在演化的道路上，由于内外因素的作用，系统会不断地出现多种可能性和分支。这种类似“进化树”的“分叉”是自然演化的一种基本方式。,1）分叉：稳定性和不稳定性,a,d,c,b,x,t,分叉的选择表现在通过远离平衡态对外部随机涨落的敏感性

23、上。在近平衡态，涨落随生随灭，对系统并不造成破坏性影响。在远离平衡态，系统对微小涨落变得极为敏感。,分叉表明了系统稳定性与不稳定性的辩证统一。对系统进化来说，稳定性是不稳定性的基础，不稳定性是达到新的稳定性的必经之途。,突变论表明，系统可通过渐变或突变而进化。自然系统的进化是渐变与突变、连续性与间断性的统一。,突现：系统的各个组成部分相互作用而产生（突然出现）新的形态、结构和性质。,2）突现：突发性、间断性和不可预测性,突现有三个基本特性：,间断性,突发性,不可预测性,突现的不可预测性实际上是由确定性非线性系统内含的随机性所决定的。,非线性系统与线性系统不同，后者不同时刻的状态之间的关系是确定

24、的（可由系统运动方程确定）。,3）“内在随机性”：确定性和随机性,即使没有外部随机作用，不涉及大多数现象或群体效应，初始条件也是确定的，非线性系统自身也会产生随机性（波动）。这是确定性系统固有的特征，所以被称为“内在随机性”。,相互作用可分为简单的线性相互作用和复杂的非线性相互作用。,系统的结构（有序性）根源于（要素间的、系统与环境的）相互作用。,3、系统中的非线性相互作用是系统进化的基本根据,线性相互作用：,独立性,均匀性,相互作用的要素的量之间有比例关系，各个作用是彼此独立的，其作用可以叠加，结果是稳定的、必然的。,对线性系统而言，整体等于各部分之和。线性相互作用只能导致量的增长，不能导致

25、新质的突现。,普里戈金：“在线性平衡热力学框架内，我们实在谈不到什么新结构”。,相互作用的要素的量之间没有比例关系，各量变化不均匀，各个作用彼此相干或交叉，叠加原理失效，结果是随机的、多元的。,作用各方经过物质、能量、信息的交换而彼此约束和选择、协同和放大。,非线性相互作用：,相干性,非均匀性,要素的相互作用有明显的时空差异。,如：力学中的三体问题。,非线性相互作用各作用因素相互关联（可以是“长程关联”，使各要素出现整体上的协同效应，导致属性不可分割的整体形成。,使系统在宏观上产生时间结构、空间结构或时空结构，形成具有一定功能的自组织结构，达到新的有序状态。,因此，非线性相互作用使系统的演化产

26、生多个可能的分支，面临多向选择。这种过程反复进行就导致了类似“生物进化树”那样的分支系统，使系统的结构和功能趋于丰富多彩系统演化分叉图。,非线性相互作用决定了：什么样的有序结构可以出现并稳定存在成为吸引中心，系统演化可能经历什么样的分支。,非线性相互作用使系统具有多重定态。,在确定参量下，线性方程只有一个特解，非线性方程则可以同时又多个特解，对应于多个定态。,非线性相互作用规定了系统演化的可能方向或道路，但系统在什么时候、出现什么样的有序结构，是由内部涨落最终决定的。,3）内部涨落是系统进化的直接诱因：“生序原理”,普里戈金：“在非平衡过程中涨落决定全局的结果”，“通过涨落达到有序”。,涨落：

27、系统或其中某个变量或行为对于宏观量的统计平均值的偏离。,涨落可由系统内部的不规则运动引起，也可由环境不可控的干扰引起，因此是随机的、杂乱的，也是不可避免的，是一切实际系统的固有特征。,内部涨落是进化的触发器。小诱因可引起大结果。当然，涨落的作用与系统状态有关。,非线性相互作用规定的多种可能的演化途径，最终由涨落决定走哪一条。,处于稳定态的系统自身具有抗干扰能力，会使涨落逐步衰减，从而使系统回到原来的状态。,远离平衡态的系统，若内部存在将涨落放大的正反馈机制，涨落就会导致系统失稳，把系统推到临界点上。在临界点附近的涨落可能被放大，从而会使系统发生突变，导致有序。,所以，演化实质上是由偶然性和必然

28、性的相互影响所决定的。普里高津：“远离平衡条件下的自组织过程相当于偶然性与必然性之间、涨落和决定论法则之间的一个微妙的相互作用。”,在系统内部，各种涨落随机产生着，被系统非线性相互作用吸收并放大的涨落可能不只一个，这样，与不同性质的涨落相对应的临界点也不只一个，于是出现了系统演化过程的分支。究竟哪一种涨落最后成为新的有序结构，系统将沿着哪个分支演化，要由系统内部的选择机制和系统外部的条件共同决定。,艾根：“只有非线性系统才能提供开始自组织所需要的全部性质，并允许系统继续向高水平进化，直至能够逃脱它起源时的特定前提。”,起关键作用的是系统内的非线性相互作用。,第三章生态自然观与生态伦理,生态自然

29、观确立的现实根源与科学基础生态自然观的基本思想生态伦理学的产生人类中心主义的生态伦理非人类中心主义的生态伦理,一、生态自然观确立的现实根源与科学基础,生态自然观确立的现实根源：全球环境问题生态自然观确立的科学基础：生态科学生态自然观的基本思想,1.生态自然观确立的现实根源：全球性环境问题,当代全球性环境问题的主要表现 人口激增 自然资源短缺 环境污染加剧，生态恶化环境问题的解决需要新的哲学,2.生态自然观确立的科学基础：生态科学,生态学是研究生命体与其环境之间的关系的科学，生态学家认识到不能用机械的观点理解生命，生命体之间以及生命体与其自然环境之间存在着极其复杂的相互关联。,3.生态自然观的基

30、本思想,1）生态系统是生命系统,2）生态系统具有显著的整体性,3）生态系统是自组织的开放系统,4）生态系统是动态平衡系统,5）生态平衡是稳定性与变化性相统一的平衡,生态自然观,三、生态伦理学的产生,传统伦理学把人与人之间的关系作为中心问题，道德是要理解我们对他人的责任及我们拥有的权利。环境问题不符合传统的道德领域。,从广义理解时，哲学伦理要关注一般的关于好的生活和人类繁荣的问题。这些问题包括更广泛的对价值问题的关注，这些价值观给我们如何生活提供规范，环境问题被纳入到伦理学视野。,四、人类中心主义的生态伦理观,人类中心主义的伦理认为，人类影响自然环境的行为是正当的，当且仅当这些行为有利于人类的福

31、利或有利于保护与高扬人类的正义与人权。因此人类只对人类有道德责任，并且只有人类才有道德权利。我们关心（with regard to）动物、关心生命、关心自然只是为了人类的利益，而不是为了其他生物的利益，我们没有道德责任去保护和提高非人的生物的利益或内在的价值。,五、非人类中心主义（生态中心主义）的伦理观,非人类中心的伦理学认为，人类影响自然环境的行为是正当的，当且仅当这些行为有利于生态系统或生命共同体的稳定、繁荣与发展，有利于尊重、保护和提高生命的内在价值与权利。因此作为生物世界一个部分的人类有责任维护生物世界的利益，维护生态系统的完整性，保护野生物种免受人类干扰而灭绝，保证地球生命尽可能不受

32、人类造成环境污染的危害。这些道德责任来自地球生命和生态系统的内在价值，是独立于并复加在对人类的道德责任之上的。,第四章 科学及科学划界问题,科学概念的透视科学规律科学解释科学与伪科学的划界标准,一、科学概念的透视,科学是反映规律的知识体系科学是一种活动科学是一种特殊的方法科学是一种社会建制科学是一种文化,1、作为知识体系的科学,古希腊认为科学是一种知识。（知识），拉丁文scientia 或scire，就广泛意义来讲，指学问或知识。英文science德文wissenschaft法语 scientia 皆由此衍生转变而来。,科学还应该被理解为是形成和产生科学知识、运用科学知识的实践活动。梅森（科学

33、史家）： “科学就是人类历史上积累起来的有关自然界的相互联系着的技术、经验和理论知识的不断发展活动。”,2、作为一种活动的科学,3、作为一种方法的科学,方法，沿着（正确的）道路行进。黑格尔把方法表述为“人能动地把握客体的手段的工具”。在逻辑学（下，532）中写道：“在探索的认识中，方法也就是工具，是主观方面的某种手段，主观方面通过这个手段和客体发生关系”。培根新工具，科学就在于用理性方法去整理感性材料。,人们对科学方法有不同的理解,皮尔士认为，科学是驱逐怀疑，获得稳定思想的一种方法。默顿：科学是“证明知识可靠性的一种独特方法”。梅森：“科学方法主要是发现新现象，制定新理论的一种手段，因此不断地

34、在扩大人类知识体系，只要科学方法应用得上，旧的科学理论就必须地为新的理论所推翻。” 因此，所谓科学方法，是在实现科学认识活动中所遵循的途径和运用各种方式和手段的总和。,M玻恩在1954年诺贝尔物理学奖致谢辞中谈到，“我荣获1954年的诺贝尔奖，与其说是因为我所发表的工作包括了一个自然现象的发现，倒不如说是因为那里面包括一个关于自然现象的新思想方法基础的发现”。（我这一代的物理学家，213）,4、作为社会建制的科学,所谓科学的社会建制，指科学事业成为社会构成中的一个相对独立的社会部门和职业部类的一种社会现象。它从科学家的社会角色、科学专业、科学共同体及其活动、规范等方面反映了科学与社会的关系。,

35、5、作为一种文化的科学,1871年人类学家泰勒在原始文化中首先提出文化的定义，“文化是包括全部知识、信仰、艺术、道德、法律、风俗以及作为社会成员的人所掌握和接受的任何其他的才能和习惯的复合体。”（P1）,对科学的文化分析,萨顿把科学史规定为文明史的一部分，“从最高意义来说，它实际上是人类文明的历史”。贝尔纳认为“把科学当作整个文化的一个组成部分来对待”才能正确认识科学，促进科学的健康发展。,1972年李克特指出“科学是一种文化过程”，（三联，同名书）指出科学文化有三个特征： 科学文化是一种认知过程，有别于个体的认知； 科学文化是传统文化的生长物，具有特定的发展特征； 科学文化其发展速度快于生物

36、进化。,科学是一种相当特殊的文化，虽然生长自民族文化环境（西方），但科学成果一旦被公认，就具有普遍性、公有性、无偏见性，因而又是超民族的；一旦成为文化系统的独立成分，就具有了自己独特的精神气质：,实证精神；严密精确的分析精神；开放精神（无国界、无终极真理）；民主精神（反权威、迷信）；创造进取精神。,二、科学规律1、科学规律的内涵,本质主义的科学规律：科学规律是对事物运动变化的本质的反映。实证主义的科学规律：“科学规律是尽可能精确地表达某种重复性或规则性事件的陈述。”卡尔纳普。,2、两种主要类型的科学规律,必然规律：在所有时间和地方都被观察到的规则性。 逻辑形式： (x)(PxQx)（任何一个x

37、 ,如果有P性质，那么就有Q性质） 全称陈述作为规律的条件：如果全称陈述蕴涵于某个已被接受的理论，或者猜想出的全称陈述其推论与已知的背景知识相符合，则该陈述可以称为规律。,统计规律：断言只以一定的概率出现的规则性。 逻辑形式：RF（Q，P）= r 概率语言表达不确定性状态，同时也表达确定性状态。,三、科学解释 1、什么叫做科学解释,(1) 从解释者(L&C) 到被解释者( E) 是演绎有效的论证.(对IS 来说是高概率的归纳支持论证) (2) 解释者至少包含一个一般定律(或统计定律) .(3) 解释者具有经验地可检验的内容并且它是真的.,2、科学解释的标准模型,1948 年C.Hempel 和

38、P. Oppenheim 发表了论文Studies in the Logic of Explanation提出DN 模型DN modal Deductive nomological modal of scientific explanation. 因为Nomological 的词根“nomos”是个希腊语,是规律的意思,因此DN modal 应译成演绎规律解释模型。,1962 年C. G. Hempel 发表了Deductive Nomological vs Statistical Explanation提出IS 模型.即Inductive statistical explantional m

39、odal ,译作归纳统计解释模型。例如如何解释小李得了麻疹病,回答是小李哥哥上星期得了麻疹病,他和他哥哥接触很多(Lee was exposed to the measlas) ,所以小李患上了麻疹病。,这两个模型合称为解释的定律复盖模型,2、科学解释的标准模型,Hempel 认为,科学解释就是运用科学规律,对现象进行论证与理解,来回答科学提出的为什么问题。为什么一个气球放在桌面上发胀了呢? 你解释道,因为桌子旁边有个加热器,所以它发胀了。Hempel 说,这是一个省略了的解释,如果对它精确化,应该这样解释:,解释相关困扰,C. G. Hempel 等人是逻辑经验主义者,而且是早期逻辑经验论者

40、,他们的基本哲学主张是要“拒斥形而上学”,即拒斥本体论.在讨论科学解释问题时,只注意逻辑形式的分析,而不注意解释者与被解释者之间除逻辑相关之外,更重要的是内容上的相关.DN 模型的反例便连珠炮地飞来.,CE1 :金属受引力作用的解释反例。这是Ardon Lyon(1974) 提出的,可以将它表述如下:(1) 所有金属都导电(2) 所有导电体都受引力作用(3) 所有金属都受引力作用,CE-counterexamples反例,如果用“这块金属”替换“所有金属”,就成了对特殊事件陈述的DN 解释的反例。这是因为,上式中(1) 与(2) 确实演绎地推出了(3) ,而且(2) 又是定律,完全符合DN 模

41、型的要求,但谁也不把它看作是一种解释,因为前提与结论解释不相关:金属并不是因为它的导电而受引力作用的。,CE2 :男人吃避孕药不受孕反例。这是W. Salmon(1971)提出的。(Salmon. 1992 ,1998)(1) 所有男人定时吃避孕药都不怀孕(2) 约翰定时吃食他太太的避孕药(3) 约翰在过去一年中没有怀孕,上式(1) 中“所有男人”用“我猜测所有男人”来替换,这个反例就成了I-S 的反例。在这反例中,约翰定期吃避孕药并不构成对他不怀孕的解释,他是个男人才构成这种解释.尽管上式完全符合DN(或IS) 的要求。,对称性困扰,C. G. Hempel 建立和阐明DN 模型的时候,他将

42、解释与预言看作是完全对称的,它们在逻辑结构上是同一的,它们之间的不同只是知识状态的不同.当被解释者E 为已知时,DN模型为解释模型,当E 为未知时,DN 模型为预言模型。预言是潜在的解释,解释是已知了的预言,二者完全对称。这是Hempel 所主张的对称.解释应该是单向的、单调的、非对称的。可是DN 模型却允许了许多对称性反例。,CE3 :旗杆及其影子反例。这是Sylvain Bromberger 提出的.设太阳投射于地面的入射角为53. 13,按直角三角形的边角关系,当旗杆高度为4 米时,其影长为3 米。根据几何光学的和毕达哥拉斯的定理,以及太阳方位和旗杆高度的初始条件描述解释影子长度为3 米

43、,这完全符合DN 模型,但反过来也可以从影长与有关定律演绎地论证和推出旗杆高度。这也是完全符合DN 模型。但它显然不是对旗杆高度的解释,不过它可作为对旗杆高度的预言。,CE4 :暴风雨与气压计读数反例。这是M. Scriver (1959)提出的.气压计读数突然急剧下降,这个事实预示暴风雨的到来。但气压计读数并不能解释暴风雨的到来,尽管它完全符合DN 模型。这个反例导致的结论与CE3 相同。,要解决这个不对称困扰问题只有引进因果关系,因为原因与结果之间本来是不对称的.宇宙膨胀有一种因果作用引起星系光谱红移,日出有一种因果作用引起公鸡啼叫,反之就不然,所以后者不能解释前者.这种考虑导致W. Sa

44、lmon等人用因果解释替代DN 解释和IS 解释。,无须定律的解释实例,CE5 :墨水污染地毯反例.这个反例是M. Scriven(1959)提出的.靠近约翰教授书桌的地毯上,有一片黑色的斑渍。他怎样解释这件事呢? 他解释道:昨天有一打开了盖的墨水瓶放在桌子边,我不小心用手杖将它打翻在地,于是墨水倒到地毯上了.M. Criven 认为,这个解释无须定律,也不是论证。这个解释已经清楚、完备.如果照Hempel 要求补上万有引力定律及精确的初始条件表述,企图逻辑地将这块地毯污渍推导出来,可能越解释越糊涂了.,四、科学与伪科学的划界标准,1、逻辑实证主义 可证实性A、20世纪2、30年代，维也纳学派

45、，代表人物石里克和卡尔纳普。B、科学命题或理论 有意义的命题或理论 能用经验事实加以证实（verify）的命题或理论 可证实性作为科学的划界标准，而“正确”来源于可证实性。,2、证伪主义（批判理性主义） 可证伪性A、代表人物波普尔流行于20世纪40、50年代。B、批判逻辑实证主义，认为理论或命题具有普遍性，不可能被经验证实，但可被证伪。如F=maC、可被证伪的理论或命题才是科学的，否则是非科学的。如周易、弗洛伊德的精神分析理论（推入 压抑 救人 升华）。再如“海河的流向是天津发展的方向”。,D、证伪主义提出之后，人们就用confirm（确证）代替verify（证实）。用经验不能证实全称命题。逻

46、辑实证主义也不再坚持可证实性标准，研究经验对理论的支持度（确证度）。E、波普尔反对归纳法。由观察、实验归纳得到的经验知识是可错的，并不能保证“正确”。如关于老虎的知识。,3、历史主义（1）库恩-范式 A、科学发展模式：前科学 常规科学 反常、危机 科学革命 新常规科学B、（常规）科学就是在范式指导下的解难题的活动。而范式的形成受社会、政治、心理和文化等因素影响，降低了经验在划界过程中的作用，“客观性”在减弱，“真理”、“正确”就不好说，科学无非是一种看世界的方式。,（2）费耶阿本德 反对划界A、否认科学划界的必要性，认为不存在普遍适用的科学研究方法（everything goes），怎么都行，

47、科学与非科学之间不存在一成不变的界限。他的理论流行于20世纪70、80年代，代表作反对方法（75）、自由社会中的科学（78，中译本，上海译文）。此后，科学哲学终结，他认为科学哲学是有辉煌历史的学科。B、科学、巫术、宗教、迷信和神话等是不同认识传统，平权，无所谓优劣，哪个好用就用哪个。,第五章、科学的经验基础,科学事实科学观察科学实验,一、 科学事实 1、区分客观事实、经验事实、科学事实,“客观事实”：是指客观世界存在的现象、事件和过程，它是纯客观的，只是存在而已，不包含人的主观认识因素，属本体论范畴。即不管人们是否已经认识到它的存在，它都是存在着的。如月球上的山谷、木星的卫星、太阳的黑子、金星

48、的盈亏等，在伽利略制造望远镜以前，没有与天文学家的认识活动发生联系，在没有进入人的认识领域之前，它们是客观存在着的，属于客观事实。,“经验事实”：是指用某种语言或文字对观察到的客观事实所做出的陈述和判断。分为两个层次：一是人们通过感官或借助仪器对客观事实所作的反映和记录；二是人们必须对观察到的客观事实作出陈述和判断，因为只有用语言表达的经验事实才能交流，才能成为公共知识的基础。,经验事实是为人所经验到、认知到的事实，是人类经验的内容，属认识论范畴。它既有客观性，又具主观性。由于经验事实包含着人的主观认识因素，再加上客观事实的现象是复杂的，因而人们所得到的经验事实中常常掺杂着虚假的事实描述。,科

49、学事实：是指人们对科学实践中所观察到的客观存在的事件、现象和过程的真实描述。它也分为两个层次：一是客体与仪器相互作用结果的表征。如观测仪器上记录和显示的数据、图像等；这一层次的科学事实既与客体的性质有关，也与人所设定的认识手段有关。如压力的变化是表现为汞柱的升降还是压力指针的摆动，取决于认识手段。二是对观察实验所作的陈述和判断。这一层次的科学事实既与客体的性质有关，也与人用以描述事实的概念系统有关。同一事实在不同概念系统中所做出的描述可以是不同的。,2、科学事实的特征,理论渗透性：不存在与理论体系无关的、纯粹的科学事实。科学事实的发现和确定需要依赖于特定的科学理论。这是科学事实不同于其他经验事

50、实的最重要特点。相对独立性：科学事实一旦被发现和确定，就具有自己相对的独立性和不变性。如，意大利物理学家伏打根据电的“接触说”发现了化学电池，它能使验电器或电流计发生偏转，从而证明了“电流”这一科学事实。但后来的实验证明，“接触说”这一观念是错误的，“化学说”才是正确的。但是，当不同物体接触会产生“电流”这一科学事实却是没有歧义的。,3、科学事实的作用,重大科学事实本身就是一种科学新发现事实为科学理论的发现提供启示和支持，是形成新概念、新理论的基础。科学事实是对科学假说和科学理论进行评价的基本手段和依据。,二、科学观察1、科学观察的涵义,“科学观察”是指人们有目的、有计划地通过自身感官或借助科