自然辩证法讲稿(彭旭军)小五号字(6)

青岛大学医学院2007级七年制临床医学《自然辩证法》科技哲学讲稿 授课教师：彭旭军 ? 开放系统 是指直接作用于系统的、除信息传输过程图 ? 远离平衡态的动态区 系统元素之外的其它事物的集 这个图说明，信源发出信黑箱方法的使用步骤： ? 非线性相互作用 合。 息，经编码器转化成信号在信道?第一，通过研究输入和输出研? 涨落 注意： 中传输，传输中会受到噪声的干究黑箱。 划分系统的元素和外部环扰，所以在信息系统中应有抗干?第二，系统分析功能，确定几5、哈根：协同学 境的标准： 扰的设备，信号进入解码器之个可供选择的黑箱模型。 1970年，激光研究总结时，提 不是以空间的内外来划分，后，重新转化成为信息，被信宿?第三，对黑箱模型进行检验和出建立协同学的问题 1975年，建立起协同学的基本理论框架 1977年，专著《协同学引论》，标志诞生 基本理论： ? 快变量和慢变量 ? 支配原理：饲服原理 ? 绝热近似消去法 ? 序参量原理 ? 组织与自组织原理 ? 结构有序化原理：确定性描述、概率性描述 6、艾根：超循环理论 1979年，《超循环：自然界的一种自组织原理》 基本理论： ? 催化反应循环 ? 自催化反应循环 ? 超循环 7、托姆：突变论 1972年，提出的 基本理论：七种基本突变的数学模型 8、钱学森：复杂系统科学 9、邓聚龙：灰论 10、吴学谋：泛论 11、管梅谷，潘承洞：运筹学 ? 规划论 ? 排队论 ? 对策论 ? 决策论 ? 库存论 ? 搜索论 二、系统科学的基本范畴 1、什么是系统？ 是由相互联系、相互作用的诸元素按照一定的逻辑规则所构成的具有特定功能的有机统一整体。 ? 系统科学是探索系统的存在方式和运动变化规律的学问， 是对系统本质的正确反映和真理性认识，是一个知识体系。 2、什么是系统的元素？ 是指直接构成系统的功能单位。 3、什么是系统的外部环境？

而是以对系统的作用程度为标准来划分。 4、什么是系统的结构？ 是指系统内部诸元素之间的功能耦合关系以及由功能耦合关系所决定的其它关系的总和。 5、什么是系统的功能？ 是指系统在与外部环境的相互作用过程中的能力表现。 三、什么是系统科学方法？ 系统科学方法或系统方法：按照系统科学的观点和理论， 把研究对象视为系统来解决认识和实践中的各种问题的方法的总称 (这其中包含了两个问题，第一：什么样的对象可以称为系统？第二，如何对待这个或这些系统？)。 第一：什么样的对象可以称为系统？ 第二，如何对待这个或这些系统？即用什么方法处理复杂系统的问题(介绍系统方法的基本思路) 系统方法主要包括： ? 信息方法 ? 控制方法 ? 反馈方法 ? 系统分析方法 ? 系统模型方法 ? 系统决策方法 ? 黑箱方法 ? 图式识别方法等。 四、系统科学方法的使用原则 ?整体性原则 ?动态原则 ?最优化原则 ?模型化原则 五、运用系统科学方法进行科研和经营管理，实现高效的无废循环 认识、调控、改造、创造 复杂系统的手段； 优化管理的手段； 为人们提供新的思想模式 六、常用的几种系统科学方法 1、信息方法 接收。 信息传输的这个普遍过程，是信息方法的基础。 信息方法流程图 由以上图示可见，信息方法的基本步骤： 第一，对输入信息进行检测，达到符合目的的净化； 第二， 进行加工处理； 第三，利用； 第四，输出。 输出分为两支，一支是结果， 另一支进行信息反馈，从而循环往复，提高水准。 使用信息方法的重要意义: 揭示不同物质运动形态之间的信息联系； 揭示事物的新规律； 现代管理的有力工具 案例 实践活动是人类的最基本的活动。在管理实践中， 存在着三种流动过程，即由劳动者组成的人流、 由生产资料和劳动资料组成的物流以及信息流。在实践中，它们的流动过程如下所示： 2、反馈控制方法 反馈控制图 反馈控制方法的意义 运用的普遍性，可以对人体、工程技术、人类社会等多种领域进性研究； 与多种方法相结合，是打开技术之门的重要手段； 提出双向因果链的循环思路，回答了“蛋鸡悖论” 介绍几种与控制论有关的经济模式: 开环控制模型 闭环控制模型 组合控制模型 组合衰减经济控制模型 3、黑箱和黑箱方法 黑箱又称黑系统，指内部要素和结构尚不清楚的系统。 黑箱方法是通过探索系统的功能而推测其结构的方法。它通过考察黑系统的输入和输出的动态过程， 即研究其功能或行为方式，以推测和探索系统内部结构和运动规律。 选择。 ?第四，阐明黑箱的结构和运动规律并加以应用。 黑箱方法示意图 思 考 题 1、实现稳定有序结构的四个必要条件是什么？ 2、简述系统科学的基本范畴。 3、信息方法 4、反馈控制方法 5、黑箱方法 第二十一讲“通向真理的必由之路” ——创立和验证科学假说的技巧与科技创新的艺术 How to found ＆ verify hypothesis? 一、什么是科学假说？ 所谓科学假说，就是以一定的科学事实和经验材料为根据，以已有的科学理论和技术方法为指导，对未知的自然现象及其性质、规律做出假定性的说明或推测性的解释。假说是科学理论思维的一种重要的形式。 二、科学假说的特征 1、科学性 假说是否有依据？什么依据？ 依据：科学的事实和经验材料 科学理论和技术方法 需要注意的问题： 第一，毫无科学依据的神话(科学研究不排斥有启发性的神话)。 第二，缺乏逻辑基础的幻想(幻想不是科学假说，但在特殊条件下是有意义的)。 第三，宗教和神学的“假说”(针尖上的天使)。 第四，伪问题(永动机)。 2、猜测性 假说“假”在什么地方？ 假说包含对事物本质和规定的猜测，这是因为，科学的探索总是伴随着资料不足、检验条件不完备等困难。所以，爱因斯坦把假说形象地比喻为“猜谜”, 猜测一个设计得很巧妙的字谜。 猜测性集中突出了科学家

的思维能力和想象能力，当旧有的科学理论与新发现的科学事- 26 -

青岛大学医学院2007级七年制临床医学《自然辩证法》科技哲学讲稿 授课教师：彭旭军 实之间发生矛盾时，就是人们思波粒二象性假说 的方法引人注目，即“思维的自 社会的需要包括社会生活想空前活跃从而推动人们去猜 由创造”是“纯”理论思维或的各个方面，如经济的需要、生测和设想之时。 思辩的结果。与前两种模式相产发展的需要、科学技术进步的 五、科学假说的分类 比，相对论与经验事实相距甚需要、改善人类生活的需要等。3、易变性 1、单称判断形式的科学假说： 远， 以至于他提出其理论时，其中，生产的需要是最重要的。 假说是可以不断修正和变化的。 通过科学假说把新出现的科学界能理解的人都很少（据说 恩格斯说：社会生产对科学 假说的易变性表现为两个科学事实纳入已有的理论框架。 全世界只有12.5个人能理解）。 技术发展所提供的动力比十所方面： 目的：不是否定已有理论， 爱因斯坦有很高的科学研大学要强大得多。 第一，时间上：假说不断更新和而是通过对未知事物的预言来究技艺，他不仅是一个大科学 变化，新假说不断取代旧假说肯定已有理论的正确性 家， 而且具有很高的哲学素养。⑵、事实材料的积累：科学性的(例如：燃素说→燃烧说)； 2、全称判断形式的科学假说： 他重视经验， 但又不让它妨碍依据 第二，空间上：同一学说内，不同假说共同存在(如天体演化、原子结构、地质构造、生物遗传等等研究中都有几种假说同时存在的现象)。 三、科学假说的构成 事实基础 宇宙大爆炸假说：普线红移(哈勃定律) 背景理论（推理规则） 宇宙大爆炸：广义相对论和高能粒子物理学理论 对现象本质的猜测 宇宙大爆炸：超高密、超高温状态下由某种机制引起的 原始火球的急剧膨胀 推演出的预言预见 宇宙大爆炸：“氦丰度” 、 “3K背景辐射” 宇宙大爆炸假说：一个完整的认识体系 四、科学假说的来源 假说哪里来？ 1、新事实出现与原来的理论发生了矛盾 X射线、放射性元素和电子的出现，与经典力学中原子不可分、元素不可变的观念发生冲突，于是，各种关于原子结构的假说应运而生 2、理论外推：走出原来理论的使用范围 1905年爱因斯坦提出光亮子假说被实验证实，德布罗意把光和实物粒子进行类比，把光的波粒二象性推到实物粒子，提出了物质波假说 3、新旧事实的矛盾：引起新的思考 光的衍射现象说明光具有波动性，光电效应现象说明光的粒子性，为了解决这两类事实之间的矛盾，爱因斯坦提出光具有

是指一个系统性的科学假说，即在实验事实的基础上，通过科学假说来建立起新的理论体系。 ? 哥白尼（1473-1543）：1539年《天体运行论》，提出“日心说”? 普朗克（1858-1947）：1900年，提出“量子说” 六、创立科学假说的模式 1、达尔文模式：突出归纳思维 达尔文提出“生物进化论”（1859 年）是长期考察和思考的结果。在参观加拉帕戈斯群岛（1831年，22岁）时，他发现岛与岛之间的鸟和龟有细微的差异， 从而开始动摇了他原来物种不变的信念。1835年，他提出了珊瑚礁理论， 初步提出了其进化论的思想。一年多以后， 他从阅读马尔萨斯的著作中悟出了进化的原因：选择，即适者生存理论。1858 年他和华莱士宣布了他们的理论，1859年，《物种起源》出版。他所遵循的是归纳推理的基本思想。 可见，进化论的提出是经过了一个很长的历史过程（20多年），而且是在材料、科学事实被大量搜集的情况下提出的， 这正是达尔文模式的特点。 2、魏格纳模式：突出演绎思维 魏格纳是先提出假说，再进行科学论证的。 比起达尔文， 魏格纳提出的假说似乎轻松和偶然。但是，如果没有充分的证据， 魏格纳的假设也只能埋没在其大脑之中。 科学家的大脑中经常涌现出一些“假说”， 但多数还没来得及问世就被科学家自己否定了。因此，魏格纳倾其全部精力广泛搜集证据，证明其观点。 与达尔文不同，魏格纳搜集证据时是带着一种信念或一种理论去进行的，而达尔文则是在长期的摸索中找到“进化论”的。 3、爱因斯坦模式：突出思想实验 1905和1915年，爱因斯坦提出了两个著名的假说，狭义和广义相对论。爱因斯坦提出假说自己的理论思辩，他说，单靠观察来建立理论，那是完全错误的，事实上，恰恰相反，是理论决定我们观察到的东西。他在这一原则的指导下，进行了大量的理想实验， 极大地促进了他的研究。 以上三种科学假说的模式，并不能包括所有的科学假说， 实际上，科学研究是十分灵活和自由的思维创造活动， 各种各样的科学假说模式都可能产生。 然而， 一个创立起来的科学假说至少应当满足以下基本要求及必须遵循四个基本原则。 七、创立科学假说的基本要求 说明已知事实 理论表述简练明确 预见科学事实 八、创立科学假说必须遵循的基本原则 1、解释性原则 与已知事实的关系而言 注意： 不能与已被检验过的实验事实相矛盾。 2、相容性原则 与已有的科学理论而言 注意： 不能与已知的被检验过的科学理论相矛盾。 3、简单性原则 逻辑简单性: 应以尽可能少的初始假定和公理来解释尽量多的实验事实。 4、可检验性原则 这是保证其科学性的一个基本条件 如果一个科学假说不但在技术上无法检验，而且在原则上也无法检验，则不能称之为科学假说。 九、创立科学假说的基本条件 1、客观条件 ⑴、社会的需要：最强大的动力 前人科学研究的基础是提出假说的前提条件。 例如： 开普勒提出“行星运动三定律”的基础是其老师第谷的大量观测资料。 2、主观条件：学识的积累和高水平的思维 特别要提出的是对思维方法和思维能力的锻炼。 要注意克服当前我国教育体制中存在的重知识积累，轻动手能力和创造思维能力培养的现象。 十、创立科学假说的基本步骤 1、初步假定：根据一定的事实，

对未知的东西进行大胆的猜测。

例如： 魏格纳根据地图上的形状开始进行大陆移动的设想， 在此基础上再进一步论证其假设。他曾三次不畏严寒， 踏上冰天雪地的格陵兰岛考察，1930年在他最后一次考察中遇难，此时

他刚50岁。

2、广泛论证，增强假说的科学性 运用逻辑方法，做出合乎规律的、广泛的论证， 使初步的假设成为科学的假说。 在大陆漂移假说的论证中，魏格纳曾三次再版、 修订其《海陆起源》，经过他的不懈努力以及后人的积极探索， 特别是经过第二次世界大战后科学家们的深入研究， 才发展成为板块构造理论。1968年，美国科学家伊萨克斯把大陆漂移、海底扩张、 板块构造说三者结

合起来，建立了“新全球构造理论”。 十一、验证科学假说是一个复杂的过程 1、要设计新型的、创造性的、巧妙的实验来验证。 充分地、综合地利用现有的科研资源

2、验证时，常常会失败，因此根据验证的情况，总结经验和教训，再重新创立假说，重新设计- 27 -

青岛大学医学院2007级七年制临床医学《自然辩证法》科技哲学讲稿 授课教师：彭旭军 实验来验证，又失败，再总结，十四、科学假说的转化 论证中没有明确表示的前的反映，即它与客观物质世界的再创立，?? 1、科学假说向理论转化的几种提或假设以及推理形式 联系是间接的。 情况： 小练习找出短文的逻辑论证结 → 它本身对或错，自己不科学假说验证失败 科学假说 构 能回答。 新科学事实是否在已有科学理新假说取代旧假说 → 理论思维的结果不能用论的适应范围内 修改旧假说 水上滑板正受到广泛的喜理论思维本身去检验。 假说转化为理论 爱，特别是年轻人。但是，这项 Y 修改已有科学理论 运动的日益普及，产生了对其的7、实践为什么能成为检验真理N 提出新的科学假说 2、科学假说向理论转化的标志： 管理的问题。在这个问题上，我的最终标准？ 预见性标志 们不能不倾向于对此严格管理? 实践的本质 3、验证时，部分科学假说符合假说的科学预见：成功！ 的观点。 ? 实践的特点 客观事实，部分不符合时。 解释性标志 水上滑板，是水上娱乐项目 ? 部分符合：坚持 假说指导实践：没有矛盾！ 中最能致命的方式之一。例如，8、逻辑证明的有效性是以实践? 部分不符合：重新创立→验证→可逼近真理 4、验证为真理性后，又出现新的科学事实时。 ? 原科学假说对，坚持 ? 原科学假说不能解释： → 否定原假说，创立新的假说→新实验来验证 → 原假说正确，要考虑适用范围：创立新的假说 5、不能被实践验证时：可用逻辑证明方法来证明，但最终仍需要通过实践的检验。 十二、验证科学假说的技巧和方法 1、实践检验法： 两条途径： ?直接验证：通过科学观察或科学实验直接验证科学假说。 主要用于以单称判断形式出现的科学假说。 ? 间接验证：通过验证科学假说的推论或预言是否正确，来间接验证科学假说。 主要用于以全称判断形式出现的科学假说。 2、理论检验法：逻辑证明 → 是否符合逻辑规则 目的：主要是评价科学假说的可信度 注意：→只是取得逻辑上的保证 →最终还必须由实践来检验 3、证实法与证伪法：最终确立假说是否成立，具有判决性实验的意义。 十三、科学假说在科研中的重要作用 真理必由之路 “科学假说是先遣的侦察兵” 引起科学革命 科学发展的形式 吸引和激励科学家 定向指导科研

思 考 题 1、科学假说的定义及其特征：两重性？ 2、科学假说的构成、来源和分类是什么？ 3、创立科学假说的模式、基本要求、基本原则和具体步骤是什么？ 4、验证科学假说的技巧和方法是什么？ 5、科学假说向科学理论转化的途径和标志是什么？ 第二十二讲“就实论虚” ——逻辑证明和反驳的技巧与科技创新的艺术 How to demonstrate ＆ refute? 一、逻辑证明方法 1、什么是逻辑证明？ 根据正确的大、小前提，遵循逻辑规律和规则，对论题进行论证的推理过程，叫做??即：用已知为真的判断确定另一个判断为真的逻辑方法。 例如： 所有的三角形三个内角之和是180 →全称判断 这是一个三角形 →特称判断 ∴它三内角之和是180 2、逻辑证明的构成： 论题 谈论的某个话题或作者主张的、在讲演和论证中加以证明的观点 论点 作者在一个论证中要阐明的观点，出现在文字或议论的开头或末尾 论据 证明论点的理由和根据，可以是一般原理以及事实 论证方式 论点和论据间的联系方式，表现为一系列推理形式（演绎d或归纳i或谬误f）的复合 隐含的前提或假设 曾有两名妇女乘坐木筏在岸边漂游时，一支水上滑板冲向她们，将她们撞死。此外，许多玩水上滑板的人在与其他船只相撞时惨死或严重伤残。还有人在离岸很远处滑板沉毁，困守远海。多半人对滑板毫无经验，也不懂规则，使发生事故的可能性进一步增加。此外，滑板的增多也使得水面越来越拥挤。 除去水上滑板操作上的固有困难外，在环境方面，它也造成了极大的扰乱。比如噪音及其对周边渔民和渔业资源的影响。 因此，制定诸如最低操作年限、限制操作区域以及水上强制性教育等管理规则，都势在必行。没有这些管理规则，水上滑板导致的悲剧定会一再重演，许多赏心悦目的海滩将变得危险丛生。 3、逻辑证明的分类： ? ⑴ 直接证明 ? ⑵ 间接证明：反正法 排除法 4、逻辑证明的规则： ? ⑴论题应明确，并在证明之中保持同一。 ? ⑵论据必须真实。 ? ⑶论证要合乎逻辑： 逻辑规律：充足理由律 排中律 无矛盾律 逻辑规则：13条 论据与论题合逻辑 ? ⑷有充分的根据 5、逻辑证明在科技研究中的作用： ?提供新知识发现新真理 ?提出科学问题 ?提出科学假说 ?很强的证明和反驳作用 ?发展理论：正确与否，不承认 6、逻辑证明为什么不能作为检验真理的最终标准？ 逻辑证明的结果是理论思维的产物，它是对外界事物间接为基础的 ⑴ 逻辑证明所用大、小前提的正确性是人类实践反复证明了的。 ⑵ 逻辑证明所遵循的逻辑规律和规则是人类实践经验的科学总结，并且它的正确性经人类的实践反复证明了的。 ⑶ 逻辑证明的结果的正确性，最终还要通过实践来检验。 二、反驳方法 1、反驳的含义 反驳是用已知为真的一个判断， 揭露另一个判断为假的逻辑方法。 2、反驳的技巧和方法 ?以事实否证论题 ?归谬法 ?独立证明 小练习：案例一 从前，一个孤岛上有一个奇怪的风俗：凡是漂流到这个岛上的外来人都要作为祭品被杀掉，但允许被杀的人在临死前说一句话，然后由岛上的长老判定这句话是真的还是假的。如果说的是真话，则将此人在真理之神面前杀掉，如果是假话，则将其在错误之神面前杀掉。一天，一位哲学家漂流到了此岛，他说了一句话，使得岛上的人没法杀掉他。看看哲学家的话： A 你们这样做不合乎理性； B 我将死在真理面前； C 你们还讲不讲道德良心？ D 我将死在错误之神面前； E 要杀要剐由你们决定，但上帝会惩罚你们的。 请大家选择一个答案: 结果及分析： 本题中的A、C、E三个答案与题目所涉及的逻辑没有直接关系，属于不同的话语体- 28 -

青岛大学医学院2007级七年制临床医学《自然辩证法》科技哲学讲稿 授课教师：彭旭军 系。再看答案B，B是把权力完此E是假的。所以，E是正确选的相对性原理和光速不变原理 按照科学结构的某种属性和全交给了长老，长老可以任意判项。 等，都属于这种基本关系。 特征，我们可以将科技结构分定这句话是真的还是假的，长老 基本概念和基本关系共为： 最终都可以把哲学家杀掉，而没 同构成了科学理论的逻辑基础? 宏观与微观 有矛盾。所以，只有答案D，如思 考 题 部分。 ? 网状与树状 果D为真，按照约定，就应该在 ? 动态与静态 真理之神面前杀掉他，但一旦真1、逻辑证明的含义及其构成是两层含义： ? 发生与逻辑 要这样做时，该哲学家就说了一什么？ ? 一是指这类理论的核心部? 自然型与认识型 句假话，又按照约定，应该在错2、简述逻辑证明的规则。 分，可比喻为原子的核或者树的 误之神面前杀掉他，然而，若这3、反驳的含义及其方法是什根和主干，稳定而不易动摇、破(1) 宏观结构与微观结构 样做，哲学家就说的是真话，旧么？ 坏； ? 宏观和微观概念是从物理学应当在真理之神面前杀掉 基本概念 + 基本关系 中借用来的。 他??。如此循环往复，如果岛民要遵守自己的诺言，就根本不能杀掉哲学家。由于哲学家的机智，终于使岛民认识到他们做法的荒诞，从此取消了原来的规定，并请这位哲学家做了他们的酋长。据说，这个岛就是现在的海南岛。 本案例涉及到的是归谬式和反证式推理的基本思维方法： ? 归谬式：如果P则Q，如果P则非Q，所以，非P。 ? 反证式：如果非P则Q，如果非P则非Q，所以，P。 此种思维的基本推理过程是：先假设某个前提或选项为真或者假，看能否从中推出矛盾。如果能推出矛盾，则原来的假设不成立，该假设的否定成立；如果不能推出矛盾，则该假设可能成立也可能不成立。 小练习：案例二 美国前总统林肯说过：“最高明的骗子，可能在某个时刻欺骗所有的人，也可能在所有的时刻欺骗某些人，但不可能在所有时刻欺骗所有的人。” 如果林肯的上述断定是真的，那么下述哪项断定是假的？ A 林肯可能在某个时刻受骗； B 林肯可能在任何时候都不受骗； C 骗子也可能在某个时刻受骗； D 不存在某个时刻所有的人都必然不受骗； E 不存在某一时刻有人可能不受骗。 结果及分析： 选项A和C都可以从“骗子可能在某个时刻欺骗所有的人，也可能在所有时刻欺骗某些人”推出；D等于是说“在所有时刻有些人可能受骗”，显然也可以从题目中推出；B可以从“不可能在所有时刻欺骗所有的人”推出；E等于是说“在所有时刻所有人都必然受骗”，这与题目所说的“不可能在所有时刻欺骗所有的人”相矛盾，因

第二十三讲“科技研究的结果” ——创建和发展科学理论的技巧与科技创新的艺术 How to establish ＆ develop? 一、什么是科学理论？ 所谓科学理论，就是人们对客观事物或现象的性质、本质和规律的正确认识，是借助于一系列概念、判断、推理表达出来的，经实践检验过的理性认识。 二、科学理论的基本特征 内容上客观真理性 结构上逻辑完备性 功能上科学预见性 三、科学理论的基本结构 1、科学理论结构 理论结构是科学体系中的微观结构。 它和其他层次的科学结构一样，在内容上包括组成它的知识元素、各知识元素在科学理论中的地位和作用以及它们之间的结合方式等。 科学理论结构由逻辑基础部分和逻辑推论构成。 (1)、逻辑基础部分 科学理论的逻辑基础，是由基本概念和基本关系构成的。 ? 基本概念： 是构成科学理论出发点的起始概念，它指那些能在构拟理论体系时发挥中心作用，作为逻辑出发点，能把其他概念、定律连成一体的概念。 如道尔顿原子论中的“原子量”、麦克斯韦电磁理论中的“位移电流”、牛顿引力理论中的“万有引力”、遗传学中的“基因”等。 ? 基本关系： 是指连接基本概念的判断，它可以是公理、公设、定律、定理和数学公式等形式。 例如：牛顿力学的三个基本定律和万有引力定律； 爱因斯坦狭义相对论中= 科学理论体系的内核? 二是指其最本质的部分，抽象度最高，离经验最远。 逻辑基础是科学理论全部逻辑演绎的出发点和前提，决定其性质，制约其发展方向，且统一其所覆盖的一切已知的和未知的经验材料。 (2)、逻辑推论部分 定义： 由科学理论中基本概念和基本关系演绎出来的派生性概念和判断，即由理论的基础部分出发，运用正确的推理规则和推理形式，就可以得到各种各样派生出来的概念和判断。 这个推导的过程和得到的结论，统称为逻辑推论。 作用：执行着科学理论的解释功能和预见功能。 两层含义： ? 一是指科学理论的外围部分，它可以比喻为原子核外的空间区域，或者是树的枝干和枝条，因而它是科学理论中比较容易动摇和破坏的部分； ? 二是指科学理论的低层次的本质部分，它的抽象程度较低，离经验要近一些。 建立科学理论的方法结构： 模型工具 实物模型：模拟模型 理论模型：理想化模型 物理模型 数学模型 模型化方法的作用： → 对研究对象进行科学抽象，建立模型以获得基本概念 → 科学假说本身是以模型形式提出的。 → 借助模型概括实验资料 → 借助模型还可以缩减时耗、物耗、能耗，取得事半功倍的效果 数学工具 科学理论成熟化的标志是数学形式化 2、科学理论基本结构类型 ? 物理学根据物理客体结构的时空范围大小，以原子为基点把物理世界划分为宏观世界和微观世界。 ? 宏观科学结构: 指以科学理论为基点，把由科学理论或由科学理论构成的科学学科、科学门类作为知识单元而构成的科学结构称为宏观科学结构。

? 微观科学结构: 把由科学理论以下的知识单元，如科学概念、定律、公理等构成的科学理论结构则称为微观科学结构。 即科学理论以上层次的科学技术体系都是宏观科学结构，它包括科学技术的总体结构、门类结构和学科结构 而微观科学结构则只是科学理论的内部结构。 (2) 网状结构与树状结构 网状结构和树状结构，分别

从不同角度和不同层面，以极为

形象的比喻来描述科学技术体系结构的形态。 ? 网状结构: 即把科学技术的总体发展状况看作是一张正在编织着的大网，比喻学科间的相互渗透和相互交叉的整体发展趋势、科学理论的结构。 亨普尔认为，术语概念为网结，内在原理为网绳(起联结网结、构建空中的理论层面作用)；一些细线把理论层面与经验层面连接和固定起来，形成一个网络交织的立体结构。 ? 树状结构: 树状结构是用树的空间结构来说明科学技术体系的某些特殊功能或特征。例如，自然科学的结构。 基础科学看成是自然科学之树的根，根深才能叶茂，说明基础科学的水平决定着整个自然科学的水平； 技术科学是大树的干，它是大树与枝梢连接和转运养分的桥梁； 工程技术则是大树的枝、梢、叶部分，是科学与生产直接连通的环节，是自然科学之树结果实的部位。 (3) 动态结构与静态结构 - 29 -

青岛大学医学院2007级七年制临床医学《自然辩证法》科技哲学讲稿 授课教师：彭旭军 凡是不含有时间因素，科学结构不随时间变化而变化的，称为静态结构； 相反，包含时间因素，科学结构随时间变化而变化的，称为动态结构。 (4) 发生结构与逻辑结构 发生结构是按照知识元素发生发展的次序而形成的科学结构，它能反映各知识元素之间的内在联系和发展演变过程。宏观科学结构一般可用这种结构形式。 而逻辑结构则是按照知识元素之间的逻辑关系来构造的科学结构。 其中的归纳结构形式现在已很少见了，而演绎结构形式已遍及了整个科学领域。 (5) 自然型和认识型科学结构 科学结构作为对自然界客观对象内在联系的反映，其结构形式必然要与该客观对象的结构形式及其发展演变过程相联系，反映这种关系的即自然型科学结构。 而且科学结构作为不同历史时期人类对自然界认识能力及认识程度的反映，它必然与历史上人类对该学科对象的认识发展次序相关联。反映这种关系的即认识型科学结构。 ? 自然型科学结构: 指结构形式与自然界的物质的结构形式及其发展演变过程相一致的科学结构。 由抽象向具体的逻辑推演过程，与自然界该物质由简单向复杂的发展进化过程相一致，这样形成的知识结构，就是自然型结构。 自然型科学结构体现了历史与逻辑统一的认识论原则。 ? 认识型科学结构: 是知识结构的逻辑展开，恰好与历史上人类对该认识对象的认识发展次序相一致。 它也体现了历史与逻辑相统一的认识论原则，只不过这里的逻辑展开不是与自然史，而是与认识史相统一。 例如物理学就是这样： 由力学的静力学到动力学，再到分子物理学和热力学，波动物理与声学，而后进入电磁学、光学和相对论，最后是原子物理学与量子力学等。 物理学这样展开的逻辑次序恰好与物理学发展史，即人类对物理世界认识的历史进程相一致。 3、当代科学技术体系结构

依据上述分类原则，可以从宏观与微观两大方面来理解当代科学技术体系结构： ? 宏观上从原级结构、门类结构、学科结构； ? 微观上从科学理论的内在或内部逻辑结构 当代科技体系结构表 (1)、原级结构 原级结构是科学技术体系最基础的结构，由我国著名科学家钱学森提出。 科学原级结构的含义 科学技术体系原级结构由三层次六大类组成： 第一层次：哲学(它通过自然辩证法和历史唯物主义 与三大类相连)； 第二层次：自然科学(研究自然界)；数学科学(是自然科学和社会科学都用的学问)； 社会科学(研究人类社会)； 第三层次：技术科学(在上三大类之下,介于用来改造 客观世界的工程技术之间)； 工程技术（如下图：） 科学原级结构图 (2)、门类结构 门类结构是科学技术的一级结构。整个自然科学可分为基础科学、技术科学和应用科学等三个门类。 每一类均由相应的科学理论和物化技术所组成。 门类结构图 技术科学是基础科学应用的中间环节，是研究通用性技术理论的科学，是科学技术转化为现实生产力的桥梁。 技术科学应用基础科学知识，考察各种专业技术的共性规律，是专业技术的基础理论。 应用科学，人们也称之为工程科学，是研究把基础理论与技术科学转化、应用到特定范围，看其如何转化为生产技术、工程技术和工艺流程的原理和方法的科学。 应用科学是自然科学中与生产实践最接近的科学门类。 在现代科学技术体系结构中，基础科学、技术科学、应用科学是有机联系的整体，它们相互联系、相互促进、协调发展。 它们之间发展的比例关系，是一个国家科技战略的重要问题。 演化 门类结构反映了自然科学知识从产生到应用的全过程。 第一阶段是基础科学(基础理论与实验技术)、第二阶段是技术科学阶段(技术理论与专业技术)、第三阶段是应用科学(应用理论和生产技术)的矛盾运动阶段。 比如，激光打孔机的问世就是这样。首先是爱因斯坦的受激辐射理论和第一台红宝石激光器的实验技术阶段，然后是激光理论和各种激光器研制的专业技术阶段，最后是激光应用和激光打孔机及其他激光通讯设备的生产技术阶段。 (3)、学科结构： 学科结构是科学技术的二级结构，它是将门类结构中的每一门类加以分解，由学科和分支学科作为知识元素而构成的。 它主要表现为层次结构和网状结构两大类型。 特点 ? 从横向看，它是基础科学的静态结构，并且它与自然界物质的层次结构相一致； ? 从纵向看，它概略地反映了基础科学的动态发展，并且这种发展与物质结构的演化相一致。 同时，这一学科结构还表明，力学、物理学、化学、天文学、地质学、生物学等基础学科都在微观物理学中找到了它们共同的基础——物质的微观结构，从而预示着基础科学发展的综合化趋势。 层次结构 以自然界物质对象所固有的层次结构作为构造基础自然科学结构的依据，就会形成一个以基础科学的六大学科，即力学、物理学、化学、天文学、地质学、生物学以及相关分支学科为知识元素的层次结构，见下图： 网状结构 科学的发展表明，学科的交叉、渗透不仅在同一物质层次的相邻学科之间，而且在相距很远的同一或不同物质层次的学科之间都有可能发生。 如果要突出现代科学发展的这种趋势，我们可用学科的纵、横交叉联系构成学科的网状结构，见下图： 4、技术体系结构 它是技术在社会中的现实存在方式，是依据自然规律、技术规范和各种社会因素制约而形成的，具有特定结构和综合社会功能的社会技术大系统。 从技术复杂性看其经历了由单项、复合技术到技术群；从人机关系看有手工、机器和全自动智能机器技术；在技术原理进化上历经从机械、物理、化学到生物技术。 近代技术体系与生产体系关系图 四、表述科学理论体系的方法论原则 1、从抽象上升到具体的原则：上升法 ? 给出理论的逻辑起点：基本概念、基本原理、基本定律等等。 ? 逻辑展开过程进行抽象规定，直到思维中的具体。 2、历史与逻辑相统一的原则： 理论的逻辑表述过程，是对研究对象的历史过程的反映，表现为两种方式： ? 理论表述与研究对象的历史发展相一致。 ? 理论表述与对客体的认识过程相一致。 注意： ? 一般描述性（唯象）的理论体系大都按研究对象的历史发展顺序来进行叙述的。 ?? 探讨事物发展原因的理论体系基本是按人们认识事物的历史过程展开的。 五、科学理论的发展 1、科学理论的发展动力 矛盾：科学理论与科学事实 2、科学理论的发展形式 量变形式：新事实和新理论渐渐的积累 质变形式：科学革命 3、新理论的特征 说明旧理论可以说明的现象 说明旧理论不能说明的现象 预见新的现象 思 考 题 1、科学理论的定义及其基本特征是什么？ 2、简述科学理论的基本结构。 3、论述科学理论的发展 4、简答科学技术体系的原级结构。 5、简述科学技术体系的门类结构。 6、试分析科学技术体系的学科层次结构。 7、试述科学技术体系的学科网状结构。 8、简述技术体系与生产体系的

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