自然辩证法 科学技术哲学(P)-3章.ppt

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1、 自然辩证法概论自然辩证法概论（即：（即：现代科学技术哲学现代科学技术哲学）1 科学技术方论是关于科学技术研究中常用的一般方法的理论，是关于科学研究和工程技术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。科学技术方法种类繁多。按其适用范围的大小可以区分为三类：1、适用于某些学科的特殊研究方法，如光谱分析方法、条件反射方法、同位素示踪方法等；2、适用于各门自然科学或技术科学的一般研究方法，如观察实验方法、假说方法、技术预测和评估方法、系统方法、数学方法等；3、适用于自然科学、社会科学、思维科学的普遍研究方法，如归纳方法、演绎方法、矛盾分析方法等。第三编 科学技术方法论 2 这三类方法之

2、间的关系属于个别与一般的关系。其中，第一类方法是各门具体科学研究的内容，第三类方法是哲学认识论和方法论研究的内容，自然辩证法学科主要研究第二类方法。第二类方法也有许多种。严格说来，这些方法在科学技术研究的全过程中都发挥着作用。但是，在过程的各个环节上，不同方法所起的作用是有区别的。可分为科学研究方法和技术研究与开发方法。可以按科学研究的大致程序从总体上勾划出科学研究方法的框架。科学研究当然没有刻板的固定程序，但在多数情况下，会包括几个相互衔接的环节。以基础科学的研究程序为例，它大体包括以下五个环节：3 1、选题 这一环节是从发现或接触各种科学问题开始的。经过广泛收集有关背景资料，全面估价自己的

3、研究能力和条件，并对课题作出论证之后，才能把课题确立下来。在整个科学研究过程中，选课是有战略意义的一步。在这个环节上，发现和确认问题的方法起着重要作用。2、获取科学事实 这个环节的主要工作是按课题的需要收集和整理事实材料。既需通过文献检索获得间接经验，更需通过观察、实验取得直接经验。当然，获得科学事实是不能完全脱离理性思维的，特别是在实验的设计以及观察、实验结果的处理中，理性思维更起着重要的作用。4 3、进行思维加工 这个环节的主要工作是，基于已有的材料，运用逻辑思维、形象思维、直觉思维的方法，进行科学抽象，形成科学假说。在这个环节上，科学研究的创造性表现得特别明显，因而创造性的思维方法起着最

4、重要的作用。4、验证 这个环节的主要工作是对已形成的假说进行实践检验。通过将假说演绎出的新预言与实验结果相比较，对假说的完善程度作出评价，再进而决定是提出新假说还是完善充实原有假说。验证主要通过实验和观察进行，但也常常辅之以逻辑判定。5 5、建立理论体系 这一环节的主要工作是把已确证的假说和先前的理论尽可能统一起来，形成比较严密的有内在逻辑关系的体系。在这一环节上，公理方法、从抽象上升到具体的方法、逻辑与历史相统一的方法起着明显的作用。需要明确的是：第一，上述程序主要是基础研究的一般程序。关于技术研究的程序将在以后另行论述；第二，即使在基础研究中，情况也相当复杂，很难用这个框架概括无遗。6第十

5、章 科研选题方法 任何科学研究开始于选题，即确定研究什么课题。选题对于科学研究有重要的意义。同时选题又必须遵循一定的原则。下面就这些问题作一介绍。一、科学选题的重要性 科研选题的重要性可以这样几方面来认识。首先，选题是科研过程中带有关键性的第一步。7 其次，科研选题对于科研成果的获取以及对推动科学的发展有重要的作用。（一）在科学史上，象牛顿、爱因斯坦以及前面介绍的华生、克里克等人这样一些著名的科学家，之所以取得科学中的重大成果，与他们正确的选题分不开的。从反面来讲，如果选题不正确，那必然影响科学成果的获取，即便伟大的科学家也会一事无成。8 （二）选择课题不仅对获得科研成果关系极大，而且对于推动

6、科学的发展也有很重要的作用 （三）选题的过程对是对科研人员思维能力的训练和独立工作能力的考练。9。二、课题的来源与分类 科研选题很重要。要选好课题，又必须了解研究课题的来源。总体上讲课题都来源于实践，具体讲：第一是社会生产实践；第二是观察实验中提出的问题；第三是各门学科的相互作用中的问题（学科的高度综合与高度分化必然带来许多问题）；第四是科学理论本身的发展必然提出很多需要研究的问题。以上四个方面可以看出课题的来源是非常广泛的。应该注意这些方面可以提出许许多多问题，但并不是每个问题都可以作为研究课题。要把一个问题作为研究课题，要有一定的依据或者说必须遵循一定的原则。10三、科研选题的基本原则 （

7、一）需要性原则 所谓需要性原则。是指选定研究课题必须着眼于社会实践的需要；科学本身发展的需要。社会实践的需要，包括生产发展的需要，国防建设的需要、医疗卫生为需要等等。有些文章和教材在讲选题时，关于实践需要方面，只讲生产实践的需要。这是片面的。当然，其中最基本的是生产发展的需要。一定要重视经济效益，从选题开始，就得注意技术评价和经济效果的分析。国家有关方针、政策、反映了社会实践的需要。就我国现实生活来说，选题必须着眼于“四化”建设的需要。11 前面提到，有些课题来自学科本身所产生的一些问题。所以有必要研究这类课题，正是着眼于科学本身发展的需要。（二）科学性原则 这是指选定课题必须有事实根据或科学

8、的理论根据。实际上，也就是以客观事实为根据，按客观规律办事。坚持这一原则，就保证了科研的方向、路线正确无误，课题研究就有成功的希望。怎样贯彻选题的科学性原则呢？1、基础理论研究课题的确立，一般应为事实根据，部分学科（如纯数学）的理论研究课题的确立，虽然不一定要有直接的事实根据，但应有科学理论根据。相反，如果所选课题既无事实根据并且又无理论前提，那么这种课题的结果是徒劳与失败。12 例如，企图证明“神灵”的存在，或者证明巫医治病的科学根据。关于永动机的课题 关于生命方程的问题 2、应用技术研究课题的确立，必须有科学理论根据。13 （三）创造性原则 这条原则就是讲科研课题要有创造性，它应是前人所没

9、有解决或没有完全解决的问题，并预期可能获得具有一定学术意义或实用价值的新成果。创造性原则之所以是科学研究中的一条基础原则，因为科学研究本质上就是一种创造性活动，没有探索性、创造性，就称不上科研。选题的创造性原则体现了科学的价值。评审学位论文，要求对所研究的课题有作者自己的见解。在科学或专门技术上做出创造性的成果。因此科研人员应重视创造性原则。14 怎样选择学术价值大，有创造性的课题呢？科学家的实际经验告诉我们，应重视以下几个方面：1、要到科学发展的前沿阵地去选题。2、要到原有理论和新实验事实尖锐矛盾的地方选课题。3、要到科学知识的空白区选题。15 （四）现实可能性原则 所谓现实可能性原则，是指

10、选题时必须考虑课题有可能预期完成的主、客观条件，要从实际具备和经努力可得的条件定题。选题的现实可能性原则，也可以称选题的可行性原则。选题时，不仅应注意完成课题的可能性，而且应重视现实可能性。现实可能性原则是选题的又一条基本原则，任何时候，人们的认识和实践总受一定条件的限制。科研既然是认识世界和改造世界的一种探索性、创造性活动，它也受一定条件下限制。恩格斯提出：“我们只能在我们时代的条件下进行认识，而且这些条件达到什么程度、我们便认识到什么程度。”现实可能性原则，体现了科研的条件性。16 选题时，研究人员必须考虑完成该课题的必备条件，如不具备课题或是无法进行，或中途下马，或会长期出不了成果。要避

11、开那些虽有意义，但条件尚不成熟、耗费精力却长期不见效的“硬骨头”课题。怎样贯彻选题的现实可能性原则呢？第一，选题应该注意从现实的主观条件出发 主观条件，是指研究人员的知识结构（如基础知识、专业知识、外语水平）、技术水平、研究能力（如观察能力、实验能力、设计能力、阅读能力、思维能力、表达能力）、个人兴趣、对课题研究途径的认识等。17 第二，选题应注意从现实的客观条件出发 客观条件，主要是资料（文献资料、实物资料）、设备、物资、经费、时间、协作条件、导师特长、相关学科的发展程度等。第三，要扬长克短，创造条件 我们是唯物论者，强调选题必须从现实的主、客观条件出发；又是辩证法者，认为主、客观条件可变的

12、，应充分发挥人的主观能动性，争取和创造根有利条件，发迹不利条件。选题不仅要考虑扬长避短、发挥优势、量力而行，而且要考虑扬长克短、创造条件、尽力而行。18第一节 观察方法一、什么是观察？观察是人们有目的、有计划地感知和描述客观事物、获取感性材料的基本手段。观察可分为科学观察与非科学观察。科学观察是和解决一定的科学问题和任务相联系，所以科学观察在于它目的的特殊性。（为理论建立提供材料；用以证明理论、假说的正确性；用以反驳理论、假说的错误性。）这正是与非科学观察的重要区别。根据观察的目的和要求不同，观察分为量的观察和质的观察。第十一章 观察与实验方法19 根据观察的形式，可分为直接观察和间接观察。二

13、、科学观察的基本要求 科学观察作为一种认识方法，应力求全面地、如实地反映观察对象的情况，以供进一步的研究。如果不做到全面而可靠的收集科学事实，科学观察就失去了它存在的意义。如何使科学观察能够全面而可靠的收集科学事实呢？根据科学家们的经验教训，可归纳为这样几个方面：20 第一，要做到客观性 如何保证观察的客观性呢？为保证观察的客观性，就应忌带主观性。不要有先入之见；不能择其所好。在很多情况下应重复观察，以保证观察的客观性。第二，观察要做到系统性 第三，要做到精确性 第四，要做到典型性三、观察方法的作用与局性 1、作用：观察是科学认识的一个重要源泉。观察方法也是检验科学理论和假说的真理性的标准 2

14、1 观察方法一是可以证明科学理论的正确性 观察方法还可以推翻错误的理论和修改发展科学理论。2、局限性 在看到观察方法在科学研究中的作用的时候，还应该看到它的局限性。22第二节 实验方法一、什么是实验？实验方法是人们根据一定的科学研究目的、运用一定的物质手段（科学仪器和设备）、在人为控制或变革客观事物的条件下获得科学事实的方法。23 从实验的定义可以知道 1、实验的结构：实验者，进行实验的手段（包括工具、仪器、实验装置）；实验对象。2、实验与观察的联系与区别 从相联系上来看：观察和实验的直接目的都是为了获取研究对象的客观事实的材料，从而达到探索自然界奥秘的目的。因而它们都是有目的、有计划的认识自

15、然的活动。可以认为观察是实验的前提，实验是观察的发展，而同时又高于观察。在现代科学技术中，观察和实验往往是紧密结合在一起的。观察依赖于实验，实验也离不开观察，二者有着相结合的整体化趋势。当然严格说来没有不观察的实验，却有不实验的观察。24 从区别来看：（1）单独的观察是在自然条件下进行的，而实验方法是在人的控制和广预下进行的，所以实验方法可以纯化和简化自然过程更便于研究。同时由于实验是一种人为的物质过程，它可以观察到自然界不能发生的物质过程和无法进行观察的物质过程。25（2）观察往往不能证明客观必然性，而实验则能证明客观必然性。如古代人观察到某种植物能治某种病，但仅仅只能得到这点感性认识而现代

16、科学实验，则能证明能够治病的必然原因。实验与观察的区别之点，也正是实验方法的特点。实验方法的分类 26 随着科学技术的发展、实验方法的种类也越来越多，因而提出了实验方法分类的问题。人们一般把实验分为二大类：一大类就是直接实验（即在直接对研究对象进行实验）在直接实验中 根据量和质的关系分为定性实验、定量实验和结构分析实验。27 根据实验在认识中的作用，又可以分为析因实验,对照实验(这两类实验又称为探索性实验)。按实验在认识中的作用来分，还包括判决性实验。也称为检验性实验。对某一理论、假说的检验。对争论两方观点的判决。例如迈克尔逊-莫雷，否定以太存在的实验，就是判决性实验。第二大类实验就是间接实验

17、 就是对研究对象不是直面是间接进行实验。主要是指模拟实验。包括物理模拟、数字模拟、功能模拟。医学研究中模拟实验比较常用。例如临床上试验某种药物对癌细胞的作用，往往将癌细胞接肿到实验动物身上，然后再给予这种动物药物治疗。28 实验的规划与设计 虽然各种实验作用和对象不相同，而实验规划的设计程序和应注意的要点则是大致相同。首先，要根据对象的属性确定对象的控制变量，即在实验过程中、在一定量程中可以控制和自由变化的参量。对那些不可控制的变量可分为确定的和未知的两类，并尽量设法减少不可控制变量的干扰。其次，确定参量的测定方法。测量数值可分为相对测定与绝对测定。一般地说，如果相对的观察和测定是可能的，则可

18、用它来代替绝对测定，因为，进行相对的直接测定，比对两个系统分别进行绝对测定的方法要容易。例如，对于原子核的磁距，求其与氢原子的相对值，要比确定其绝对值更准确。但有时根据需要与可能，进行绝对值的测定也是有价值的。测定时要用国际上29 所采用的标准术语来表述，这便于与已有的实验结果进行比较或进行理论上的探讨。第三，要选择适当的试样。这在各种实验中都十分重要。例如，在遗传学实验研究中，摩尔根选择果蝇作试样就有利于建立遗传的染色本学说。第四，尽可能地进行对比实验。对比实验可以相对消除不可控制变量所带来的干扰。这在生物学和医学研究中尤为重要另外还要注意消除实验者的心理偏见和潜意识的个人倾向对实验的影响。

19、进行实验规划时，特别重要的是要考虑实验应具有可重复性。可重复性是进行一切科学实验所必须满足的。为了实现实验的可重复性，必须确定实验参数合理的误差范围，使实验结果具有可比性。30 在实验规划的基础上面具体进行实验设计，拟定出实验的具体方案步骤，选择实验仪器、设备和材料，然后进入实验实施阶段和结果处理阶段。作用：实验已经发展成为一个相对独立的社会实践领域。在这个领域中，既有专职的实验研究人员，也有专用的实验手段和装备，并形成了一系列专门的实验技术和方法。其中，不仅实验工作者及其所用的实验方法对科学技术的发展起着重大的作用，而且，实验手段和实验装备也起着非常重要的作用。无论测试记录装置、显示装置、还

20、是直接作用于对象的发生装置的革新，都可能带来科学上的重大进步。例如，本世纪初，盖革发明的计数器和威尔逊发明的云室都推进了对微观粒子的研究。正电子的发现，电子与正电子的成对31 产生和湮灭过程，都在云室中获得了直接证据。在目前，拥有大型实验装备的国家级的中心实验室已在基础科学研究中占据重要地位。我国于1988年建成的北京正负电子对撞机国家实验室，装置了能量为2228亿电子伏的正负电子对撞机和大型通用探测器，它能发出高能正负电子束；当发生碰撞时，会发生高能反应，产生新的次级粒子；同时还会产生光强度高、通量大、频谱宽、连续可调、光束集中且具偏振性的同步光。它不仅是物理学家进行粒子物理实验研究工具，而

21、且为化学、生物学、医学提供了研究条件。当前，国家级的大型实验室，实际上已成为一个国家的技术水平、生产能力和综合国力的一种标志。32第三节 关于观察实验中的机遇 在科学实践过程中由于意外的事件导致科学上的新发现，称为机遇。机遇是相对于原来预定的研究计划和目的而言的。它的最大的特点就是意外性。例如，意外的偶然的发现使遇到的难题迎刃而解；本来是为了研究某一事物，但在实践过程中却意外地发现了另一事物，而后者又比前者具有更大的价值。这两种机遇的区别在于，一种是加快了研究的进程达到了预期的目的；另一种是离开了原来的方向和目的。机遇产生的客观根据在于自然界本身就是偶然性和必然性的辩证统一。偶然性以必然性为支

22、柱，必然性通过偶然性为自己开辟道路。当偶然现象出现的时候，如果能捕捉住它，其背后的必33 然性，就能作出科学发现。在科学史上,当某些重大发现颂布以后，常使一些科学家后悔莫及他们也曾遇到过类似以现象，可惜未予注意，以致丧失了机会，使本来自己也可以完成的发现却失之交臂。为什么有的人抓住了机遇，有的人放过了机遇，这中间的原因固然十分复杂，但从认识论上来说却有两点是值得注意的：第一，在机遇面前，一个科学家取何种态度，在很大程度上取决于他对偶然性和必然性的理解。34如果在他看来，这种意外出现的现象只是一种纯粹的偶然性，他就会放弃它，继续走自己选定的认识道路；反之，如果他能意识到或感觉到，在这种偶然性的背

23、后可能隐藏着某种必然性，这种必然性或者是已有的科学认识尚未揭示的，或者可能是与原有的科学认识相悖的，那么他就无论如何也不会把它轻易放过了。第二，在上述情况下尽可能作出后一种判断，还需要有作为科学认识主体及时发现问题的认识能力上的准备。它要求科学工作者要具有开放的思路、活跃的思想和广博的知识背景。正如巴斯德所说，“在观察的领域里，机遇只偏爱那种有准备的头脑”。有所准备，才能有敏锐而深刻的洞察力。35第十二章 科学抽象与科学思维 自然界的一切事物是现象和本质的统一。通过实践获得的科学事实只是科学认识的基础，它有侍于上升到理性认识。科学抽象就是科学认识由感性阶段向理性阶段飞跃物决定性环节。科学思维则

24、是运用科学抽象的成果概念、符号和思想模型所进行的深入的认知活动，是主体把握客体本质的认识活动和认识形式。逻辑思维、形象思维和直觉思维是科学思维的三种基本类型，科学思维的各种方法则是这三种基本思维类型的应用。36第一节 科学抽象 科学抽象是在思维中对同类事物去除其现象的、次要的方面，抽取其共同的、主要的方面，从而做到从个别中把握一般，从现象中把握本质的认知过程和思维方法。完整的抽象过程包括思维运动的两次飞跃，即：“感性的具体抽象的规定思维的具体”。就科学概念（或模型）的制作而言，感性的具体指科学事实，抽象的规定指概念（或模型）的诸要素，思维的具体指这些要素辩证综合所形成的完整概念（或思想模型）。

25、如果在科学理论制作的更高层上描述这个过程，抽象的规定是指未经综合的科学概念、经验规律、科学原理等，思维的具体指经过辩证综合的、完整的理论体系。37 由于科学抽象过程充满了飞跃，所以，在这一过程中除了要运用逻辑思维(主要是辩证思维)之外，还特别需要形象思维、直觉思维的积极参与：既需要“思维的自由创造”，也需要直觉对经验总体的“共鸣”，它不啻是一项科学研究的艺术。38 科学抽象的成果，有科学概念、科学符号、思想模型等形态，广义的还包括科学判断、科学假说和理论等。本节将依次考察前面三种类型。一、科学概念 （一）科学概念的特征 科学概念是在科学认识中反映事物本质属性的思维形式。它是科学思维的“细胞”，

26、是思维结构的基本单位。科学是通过概念和概念之间的关系来反映事物的本质和规律性的。科学概念也是任何科学理论的基础，是科学这一“知识之网”的网上纽结。人类科学认识的新成果，归根到底要凝结于科学概念之中，所以列宁说：“自然科学的成果是概念”。39 科学概念同任何概念一样，具有既互相区别又互相联系的两方面的特征，即要领的外延和内涵。外延是指概念所涉及的类的总和。内涵是概念中所思考的属性、关系和本质特征的总和，这种总和会随着认识运动的深化时而增加、时而减少。内涵方面的变化也会引起外延方面的相应变化。（二）概念的抽象法 科学概念的制作，主要是通过抽象法。要领的抽象过程或抽象方法的要点是：1、抽取共同点。2

27、、限制思路，深入抽取本质。3、理想地复现对象。40二、科学符号 科学思维必须通过概念等基本的思维形式进行，但“纯粹”的概念是一种无定型的精神性的东西，它还必须借助它的代替物物质性的、可感知的符号（语言、文字等）而获得完善并得以显示。不然，人类既无法使自己的思想清晰化，更无法做到互相交流和沟通。符号是人类实践最伟大 的创造之一，创造和运用符号的活动也是人和动物相区别的重大标志。人不仅是生活在物理世界里，还生存在一个复杂的符号世界中。科学符号是人类符号系统中的一个子系统，它是科学实践、科学抽象的产物，又是推动科学发展不可或缺的工具或手段。41 什么是符号？从认识论观点看，符号是一定的可 感知的物质

28、对象，它在贮存、传递另一对象的信息方面充当另一对象的代替物。符号不但必须具有物质性和可感知性，而且还必须具备含义。符号的含义是人的历史性的社会实践活动所赋予的。任何符号都是物质形式和含义(或授义)的统一。三、思想模型 （一）思想模型 思想模型是人们为了从事科学研究而建立的对原型高度抽象化了的思想客体或思想事物，如原子模型、层子模型、DNA双螺旋结构模型、弯曲时空模型、板块构造模型、大气环流模型等。广义地说，思想模型也包括数学模型。42 理想模型是思想模型的特殊类型，它是既具有高度抽象性，又具有某种极限特征的理想客体或理想事物。如理想的数学点、质点、理想刚体、理想平面、理想黑体、理想循环等。思想

29、模型是科学抽象的产物，它把研究对象的本质属性和基本过程以最纯粹的形式甚至以某种极限的状态呈现出来。思想模型，特别是理想模型的建立往往得益于逻辑方法和非逻辑该当的综合应用，是创造性思维的结果。思想模型是科学理论与现实原型之间的必要的中介，事实上，科学理论研究的直接对象是思想模型。一般说来，科学规律只有在相应的思想模型中才能得到严格的和精确的体现。43（二）理想实验方法 理想实验是运用理想模型在思想中塑造理想过程，并进行严密逻辑推理的一种思维方法。因为任何理想模型方法都表现为科学认识主体对理想模型进行思想的操作的过程，所以理想实验也是一种理想模型方法。在理想实验中所进行的这种思想的操作，虽然表现为

30、对理想模型进行的“变革”和“控制”，但实际上它是一种逻辑推演过程（往往要借助于形象的想象等来实现）。所以理想实验完全是一种思维活动，它与作为实践活动的科学实验是有区别的它是一种假想的实验。或者说，理想实验虽具有一般实验的结构模式，但又具有假想的性质。44 理想实验的设计过程也是理想模型的建立过程。它一方面要以真实的科学实验为根据，抓住带关键性的科学事实，为理想实验的设计提供可靠的基础；另一方面，又要充分发挥科学思维的能动作用，善于分析矛盾，善于发挥三种思维基本类型的综合功能。第二节 科学思维的逻辑方法 逻辑思维是在感性认识的基础上运用概念、判断、推理等形式对客观世界的间接的、概括的反映过程，是

31、科学思维的一种最普遍、最基本的类型。它包括形式逻辑思维和辩证逻辑思维两种形态。形式逻辑和辩证逻辑在科学认识中各有其不可取代的作用。45 逻辑思维是迄今已被研究得最多的一种思维类型。分析、综合、归纳、演绎、类比，是运用逻辑思维最重要最常见的一些科学方法。一、分析和综合 分析是把客观对象的整体分解为一定部分、单元、环节、要素并加以认识的思维方法。综合是在分析基础上把对客观对象一定部分、单元、环节、要素的认识联结起来,形成对客观对象统一整体认识的思维方法。分析是综合的基础。没有分析，认识无法深入。只有分析而无综合，认识就可能囿于枝节之见而无法统观全局。综合是分析的发展。综合的起点是分析的结果，综合的

32、结果又可成为进一步分析的起点，任何分析都不能离开对事物总体性认识的指导，否则会带动很大盲目性。46 现代思维方式以由传统的分析综合转变为系统分析，传统分析综合方法的逻辑起点是分析，逻辑程序是先分析后综合：分析综合，是一个单向进行的思维过程。系统分析的逻辑起点则是综合，其逻辑程序是综合 分析 综合双向的并存和反馈。它要求从系统整体出发，以总体优化为目标，把综合贯彻始终，坚持在综合的指导和控制下进行分析，通过逐步的综合达到总体的综合。整个系统分析的过程都充分体现出矛盾分析的特点，体现出分析与综合的相互依存、相互渗透和相互转化。二、归纳和演绎 科学认识是一个由个别到一般，又由一般到个别的反复过程。通

33、过个别认识一般的主要思维47 方法是归纳，通过一般进一步认识个别的主要思维方法是演绎。归纳和演绎是科学认识中使用最为广泛的逻辑思维方法。（一）归纳方法 归纳方法是从个别或特殊的事物概括出共同本质或一般原理的逻辑思维方法，逻辑学上又叫归纳推理。归纳方法分为全部归纳法和不全部归纳法两种。现代科学由于对统计规律的探求，加上概率论与统计学的渗透导致了归纳概率与统计推理的形成和发展。归纳概率即逻辑概率，是用概率来说明单称命题对全称命题、前提对结论的非必然的支持强度或确证程度，并不表明结论自身的真实性程48 度。逻辑概率的引入，导致了定量的归纳逻辑的出现，用它来解决归纳论证中的理论确证问题、能更有效地对理

34、论进行选择。统计推理一般是用随机样本的属性来对样本所属的总体的属性进行预测或推断。它在本质上属于或然性推论，因为其结论所断言的范围（总体）超出了前提所断言的范围（样本）。但由于它采用了严格的数学理论规定的概率统计的成果，所以统计推理仍能称得上具备或然性推论的精确化形式。（二）演绎方法 演绎是从一般原理推演出个别结论的逻辑思维方法。演绎推理分为直接推理（一个前提）和间接推理（几个前提）。间接推理中较重要和常用的是三段论，它的两个前提和结论都是直言判断。三段论从前提到结论是从一般到特殊的演绎49 推理。只要前提为真，又遵从形式逻辑关于推理形式的规则要求，则真值是必然下传的，结论是恒真的。形式逻辑关

35、于演绎方法的规则，反映了科学思维最基本的要求，它在科学研究中是不能违反的。辩证逻辑重视归纳和演绎的辩证关系，即它们的相互联系物相互补充，要求“把每一个都用到该用的地方”。很显然，归纳是演绎的基础。演绎是从归纳结束的地方开拓，作为演绎出发点的一般原理来源于经验归纳的结果。三、类比方法 类比方法是根据两类对象之间在某些方面的类似或同一，推断它们在其它方面也可能类似或同一的逻辑思维方法，逻辑学上又叫类比推理。50可表示为：由A到B的推理可以是“特殊特殊”，也可以是“一般一般”。类比推理的客观基础是事物之间存在普遍联系的本性。但类比方法毕竟是扬弃了未知的（或不甚清楚的）中间环节，而从此一事物迳自推出彼

36、一事物的判断，所以在逻辑上总是或然性的。A有a 、b、c、d B有a、b 、c 则B可能有d51 类比这种方法，虽然带有或然性，不是什么可靠的（这在后面要讲例），但它可以启发人们的思想，开阔人们的眼界，起到由此及彼，触类旁通的作用。因而在自然科学研究中，被广泛的运用着。第三节 科学思维的非逻辑方法 长期以来，逻辑思维一直被视为科学思维的唯一类型。随着思维科学的发展，人们才越来越认识到形象思维、直觉思维在科学认识中的作用，并把它们与逻辑思维一起看作科学思维的三种基本类型。52一、形象思维 形象思维是在感性形象认识的基础上，通过意、联想和想像来揭示客观对象的本质及其运动规律的思维形式。形象思维是一

37、种创造性的思维方式，它是人脑运用形象进行创造性想象的活动。科学研究中的形象思维，就是科学家在大量观察、实验和理论思维的基础上，在创造激情的推动下，主要通过一系列想象以及联想和形象类比，把记忆中能反映自然事物本质的映象（有时是毫无联系的）加以选择、提炼，重新组合成新的映象（模型和运动图景）的过程。想象（尤其是创造性想象）有下述特点和作用：首先,从本质上说,创造性想象是一种创造性的综合，它是把经过改造的各种成分纳入新联系53 而建立起来的新的完整形象。雪莱说：“想象是创造力，也是一种综合的原理。它的对象是宇宙万物和存在本身所共有的形象”想象能以形象的方式来改造旧经验，它既可把两个毫不相干的实物联系

38、、拼接起来形成新事物（如富有兰克林面对溪流，把电与水联系起来，提出了“电流体”）。其次,创造性想象的结果,是其内容从直观上得到加深了的“形象概念”。正如邦奇所说:“这些概念感觉上没有和它相应的东西但是在现实中是有某种东西和它对应的,因此,它孕育新奇的思想。”凯库勒(FAKeKule,18291896)提出苯的环状分子结构式就是运用创造性想象构成的“形象概念”，把有机化学中苯的化学式和“龟壳”状图形结合起来，使我们对苯的化学结构有更形象、更正确、更深刻的认识。第三，创造性想象所创造的形象54 强调甚至夸张了客体的某个属性，如伽利略在提出惯性原理时，设想过小车在一个绝对光滑、没有摩擦的平面上运动的

39、情景，这种把实际对象摩擦很小这一特点加以突出、“夸张”的办法，是取得科学发现的重要原因。上述特点，决定了想象（特别是创造性想象）在科学发现中的重要作用。爱因斯坦说：“想象力是科学研究中的实在因素”。二、直觉和灵感 直觉思维是指不受某种固定的逻辑规则约束而直接领悟事物本质的一种思维形式。直觉思维有时还伴随着被称为“灵感”的特殊心理体验和心理过程，它是认识主体的创造力突然达到超水平发挥的一种特定心理状态。在直觉和灵感中还都包含着使问题一下子澄清的顿悟。科技史上的许多重大的难题，往往就是在这种直觉和灵感的顿悟中，奇迹般地得到解决的。55 直觉思维和灵感的方法论意义，在于它们是创造性思维的重要形式，也

40、是发挥科学认识主体思维能动性的突出表现。直觉和灵感都是创造主体长期从事科学研究活动的实践经验和知识储备得以集中利用的结果，是创造者日积月累地针对要解决的问题所思考的各种线索凝聚于一点时的集中突破，是创造者显意识与潜意识的豁然贯通。灵感还包含着丰富的情感因素，实现了创造主体全身心的总动员。因此，直觉和灵感是创造性思维的重要形式，是在科学发现与技术发明过程中产生新思想、新概念和形成新假说、提出新模型的基本途径之一。爱因斯坦认为，物理学家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律,然而要通向这些定律并没有逻辑的道路,“只有通过那种以对经验的共鸣的理解为依据的直觉，才能得到这些定律”。因此他明确提出“我相信

41、直觉和灵感”。56 美国化学家普拉特和贝克曾就“你是否得益于直觉”等问题，对许多化学家采用填表的方式进行过调查。在232份交回的调查表中有33%的人说经常，50%的人说偶尔，17%的人说从未得益于直觉。这一结果可以说明直觉和灵感在科学认识中的重要性。当然，调查结果还表明，只有7%的科学家报告他们的直觉一贯正确，也有几位著名科学家说他们的大部分直觉后来都证明是错误的，而且也都忘了。这些都说明直觉和灵感也有其局限性和很大的不可靠性。三、创造性思维方法 （一）创造性思维的形式 创造可以说是人类社会一个真正忘怀的主题。人类社会的发展就是在人类不断的创造中实现的。创造性思维是人类创造活动的灵魂和核心。任

42、何57 创造过程一般都要经历四个阶段：（1）创造的准备期。它包括发现问题，收集资料，以及从前人的经验中获取知识和得到启示。（2）创造的酝酿期。这一阶段主要是冥思苦想，其中包括利用传统的知识和手法，对问题作各种试探性解决。（3）创造的明朗期。在上阶段酝酿成熟的基础上，突然出现灵感产生顿悟，新思想脱颖而出。只有这个阶段才摆脱了旧经验、旧观念的束缚，产生超常的新观念、新思想，因而在整个创造过程中显然具有关键性的意义。（4）创造的验证期。即对灵感突发等得到的初具轮廓的新思想进行检验和证明。这也就是运用逻辑和实验，检验其理论上的合理性与严密性。58 从对创造过程的上述分析中可以看到，其中的第三阶段就是思

43、维活动发生质变的阶段，它在整个创造过程中具有关键的意义。但是，仅有这个阶段还不是一个完整的创造过程，它和其它阶段的思维活动是紧密联系而不是孤立起作用的。因此，我们可以把创造性思维规定为广义与狭义两种基本的含义，广义的创造性思维是指在创造过程中发挥作用的一切形式的思维活动的总称；狭义的创造性思维则专指提出创新思想的思维活动，也就是在创造过程第三阶段直接起作用的思维活动。按科学思维的类型，我们可以把狭义的创造性思维大体分为两种形式：第一种形态：以非逻辑思维形式想象、直觉和灵感等为主的创造性思维。59 在这种形态下，创造性思维主要运用直觉、灵感、想象等手段来触发新思想、新意象的产生。这时直觉的作用是

44、获得“对经验的共鸣的理解”，是对经验总和背后的本质的直接猜测和把握。从与逻辑思维相比较的意义上说，直觉是一种“无意识地”、“不自觉地”完成的过程。灵感在这里所起的作用主要是推动直觉的迅速实现，即达到所谓顿悟。想象等形象思维对创造性思维的作用，有时是对朦胧状态的新思想、新模式起一种保持和凝聚的作用，使之不致昙花一现、了无觅处。第二种形态：以逻辑思维为主的创造性思维。人们往往忽视逻辑思维在创造性思维中的重要作用，甚至把创造性思维和逻辑思维完全对立起来。这其实是片面的。60 （二）创造性思维方法的特征 创造性思维方法是指为了在科学思维中实现创新目的所必须遵循的途径、必须采取的手段和步骤等。由于创造性

45、思维方法的创造性，决定了它的随机性、灵活性、多样性和每次具体应用中极强的个性，所以它比其它科学方法要更难找到一种统一的模式。事实上，并不存在实现发现与发明的机械程序，也不存在必然导致发现与发明的普遍有效的方法。但是，正如任何个性中都包含着共性一样，创造性思维方法也有其共有的一些特征。广义的创造性思维，至少有以下两个值得注意的方面：第一，逻辑方法与非逻辑方法的辩证统一。想象、直觉和灵感等非逻辑方法在科学创造中的作用无疑是非常重要的。但是，强调非逻辑61 方法的重要并不意味着贬低逻辑方法的作用，更不能认为科学的创造过程是可以完全脱离逻辑方法而只靠非逻辑方法完成的。实际上，在任何科学创造过程中,两者

46、都是互为补充的:在逻辑方法还走不通的地方，科学就需要用非逻辑方法开辟新的通路;而当非逻辑方法已打开通路后,又必须及时地在从旧认识到新认识之间的“深渊”上架起“逻辑的桥梁”。即使是最卓越的想象力、直觉和灵感，其认识成果也必须经过逻辑的加工，找到其逻辑的根据。否则，它们就学可能成为真正的科学知识。整个科学体系以及一切其真理性经过实践检验的科学知识，总是能够而且应该在逻辑上前后一致的。如果设想科学可以无视逻辑，可以舍弃逻辑的依据和论证，人们就无法判断其真伪，也无法建立起从科学理论到实践检验的通道，62 那么，科学就将不成共为科学而只好诉诸约定和信仰了。所以，一个足以完成科学创造过程的完整的创造性思维

47、方法，必定是逻辑方法与非逻辑方法的辩证统一和综合应用。第二，发散性思维与收敛性思维的优化综合。美国心理学家吉尔福德从创造力的角度，按思维进程的方向，将人在创造性过程中表现出来的思维能力分为发散和收敛两种类型。所谓发散思维，是指在解决问题时，思维能不拘一格地从仅有的信息中尽可能扩展开去，朝着各种方向去探寻各种不同的解决途径和答案。发散思维有三个主要特征,即流畅性(在思维表达上很少阻滞)，灵活性(思维反应灵敏,不受消极心理定势阻碍)，独特性（产生独特想法的可能性大）。由于发散思维不受已经确立的方式、方法、规则或范围等63 的约束，并往往能因此出现一些奇思异想，所以又被称为“求异思维”或“开放式思维

48、”。所谓收敛思维，则是指在解决问题的过程中，思维能尽可能利用已有的知识和经验，把众多的信息逐步引导到条理化的逻辑系列中去，从所接收的信息中产生逻辑的结论。这种呈集中型或直线型的思维就叫收敛思维。由于它是在已知前提下从一些事实中引出唯一的或可接受的最好的结果，所以也称为“求同思维”或“封闭思维”。其实，发散思维与收敛思维并不是绝对对立的。就整个科学创造过程来说,一方面,只有收敛,才能发散。在科研过程中首先要确立问题，这就是一个思维收敛的过程。另一方面，只有发散，才能更好地收敛。科学研究既然是对未知领域的探索，不通过发散思维来冲破外部束缚或内部定势，提出各种可能的假说、猜测、设想和方案，64 就难

49、以在科学认识上取得新的突破。思维的发散，正是在思维收敛过程中为优选出创新的思想和方案创造了条件。思维的发散层次愈高，愈有可能产生出具有独特性的新思想和新观念，思维收敛的选择性也愈好，它所能达到的优化程序也才会愈高。总之，发散思维和收敛思维在创造活动中是反复交织、相辅相成、各司其职、缺一不可的两种思维模式，它们的优化综合是一切创造性思维的共性特征。第四节 数学方法一、数学方法及特点 数学方法是指以数学为工具进行科学研究的方法，即用数学语言表达事物的状态、关系和过程，经推导、演算和分析，以形成解释、判断和预言的方法。65 恩格斯说：“纯数学的对象是现实世界的空间形式和数量关系，所以是非常现实的材料

50、。这些材料以极度抽象的形式出现，这只能在表面上掩盖它起源于外部世界的事实。但是，为了能够从纯粹的状态中研究这些形式和关系，必须使它们完全脱离自己的内容，把内容作为无关重要的东西放在一起”。数学的研究对象及其本质属性，决定了数学方法具有以下基本特征：(一)高度的抽象性 (二)精确性，即逻辑的严格性及结论的确定性 (三)应用的普遍性二、数学方法在科学认识中的作用 数学方法在现代科学技术的发展中已经成为一种必不可少的认识手段，主要表现在：66 (一)为科学技术研究提供简洁精确的形式化语言 (二)为科学技术研究提供数量分析和计算的方法 (三)为科学技术研究提供了逻辑推理的工具三、数学模型方法 (一)数