第六章 科學(xué)理論的創(chuàng)立

第六章科學(xué)理論的創(chuàng)立第一頁，共八十頁，2022年，8月28日本章從創(chuàng)造性思維的角度，論述創(chuàng)立科學(xué)理論的思維過程、思維方法與思維形態(tài)，以及在這一過程中使用的語言。第一節(jié)創(chuàng)立理論的思維過程第二節(jié)創(chuàng)立理論的語言第三節(jié)創(chuàng)立理論的思維方法第四節(jié)創(chuàng)立理論的思維形態(tài)第二頁，共八十頁，2022年，8月28日第一節(jié)創(chuàng)立理論的思維過程創(chuàng)造理論的創(chuàng)造性思維過程包括以下四個階段：第一，準(zhǔn)備階段——問題的提出第二，醞釀階段——問題的求解第三，豁朗階段——問題的突破第四，驗(yàn)證階段——問題成果的證明和檢驗(yàn)第三頁，共八十頁，2022年，8月28日第一，準(zhǔn)備階段——問題的提出從提出問題開始，問題的深度決定科研活動是否具有創(chuàng)造性。針對提出的問題，首先進(jìn)行周密的調(diào)查研究，搜集與問題相關(guān)的研究成果，然后用已有的理論進(jìn)行分析，主要用比較、分析、綜合、概括、演繹、歸納等思維方法。這時對問題的探索充滿著熱切的期望，是有意識地積累相關(guān)背景知識的階段。第四頁，共八十頁，2022年，8月28日第二，醞釀階段——問題的求解針對問題，根據(jù)已有的理論和搜集到的事實(shí)，提出各種可能的解決方案（假說），并對所提方案作出評價。這實(shí)際上是試錯過程，往往要經(jīng)過多次失敗，從而促使問題中矛盾越來越尖銳化。在此困難境況下，研究者的意志力非常重要，理性和非理性因素交替作用。第五頁，共八十頁，2022年，8月28日第三，豁朗階段——問題的突破解決問題的方案（假說）是在這個階段形成的，這是創(chuàng)造性思維的關(guān)鍵階段，在此階段突破陳舊的觀念，擺脫思維定勢的束縛，創(chuàng)造性地提出新概念、新思想、新方法，是決定性的環(huán)節(jié)。這個階段也是邏輯的理性思維和直覺、頓悟等非邏輯、非理性思維交替并用的過程。第六頁，共八十頁，2022年，8月28日王國維認(rèn)為：“古今之成就大事業(yè)、大學(xué)問者，必經(jīng)三種之境界”——昨夜西風(fēng)凋碧樹，獨(dú)上高樓，望盡天涯路，此第一境也；衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴，此第二境也；眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處。此第三境也。經(jīng)過了“獨(dú)——苦——悟”才能成就事業(yè)和學(xué)問。第七頁，共八十頁，2022年，8月28日第四，驗(yàn)證階段——問題成果的證明和檢驗(yàn)解決問題的方案是否能成功、是否有價值，只有經(jīng)過檢驗(yàn)、評價才能確定。這個階段主要是設(shè)計(jì)、安排實(shí)驗(yàn)與觀察，檢驗(yàn)由新假說推演出來的新結(jié)論是否正確。第八頁，共八十頁，2022年，8月28日愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論的過程是創(chuàng)造性思維的過程，清楚地體現(xiàn)著四個階段。1895年（16歲）-1900年提出問題（光速不變和速度合成法則為什么會相互矛盾）；1900-1904，醞釀階段，反復(fù)研究，廣泛求解，馬赫、洛侖茲、彭加勒、等人觀點(diǎn)的啟發(fā)、借鑒；1905，豁朗階段，分析時間概念，提出同時性是相對的，發(fā)表《論動體的電動力學(xué)》；之后被大量的實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。第九頁，共八十頁，2022年，8月28日第二節(jié)創(chuàng)立理論的語言客觀事物是現(xiàn)象和本質(zhì)的統(tǒng)一?？茖W(xué)抽象是透過現(xiàn)象認(rèn)識本質(zhì)的理性手段。是在思維中對同類事物去除現(xiàn)象的、次要的方面，抽取其共同的、主要的方面，從現(xiàn)象中把握本質(zhì)的認(rèn)知過程和思維方法?？茖W(xué)抽象過程包括兩個行程：從表象-概念；從概念-理論。概念和理論都需要用科學(xué)語言來表達(dá)。第十頁，共八十頁，2022年，8月28日一、科學(xué)理論與科學(xué)語言二、科學(xué)語言與科學(xué)理論的創(chuàng)立三、科學(xué)語言的形式化——人工語言第十一頁，共八十頁，2022年，8月28日一、科學(xué)理論與科學(xué)語言科學(xué)認(rèn)識的成果是通過語言來表述的，而語言則是以語音和文字、符號為物質(zhì)外殼，以語法為結(jié)構(gòu)規(guī)律而構(gòu)成的、人類社會特有的信息系統(tǒng)，是人們進(jìn)行交際和思維活動的工具?？茖W(xué)語言是一種特殊的語言，是在科學(xué)研究過程中產(chǎn)生、發(fā)展起來的，是從日常語言中提煉出來的，以一般地描述人們的感覺、經(jīng)驗(yàn)與內(nèi)心感受的自然語言為基礎(chǔ)，又高于自然語言?？茖W(xué)認(rèn)識種形成的每一個環(huán)節(jié)，無不需要用科學(xué)語言來記錄、描述與傳播。第十二頁，共八十頁，2022年，8月28日1、記錄科學(xué)事實(shí)的語言科學(xué)理論形成的基礎(chǔ)和前提是科學(xué)事實(shí)，但科學(xué)事實(shí)必須通過科學(xué)語言中的詞和句子來表達(dá)、記錄、貯存和傳遞。觀察和實(shí)驗(yàn)是獲取科學(xué)事實(shí)的重要途徑，它的結(jié)果也必須用科學(xué)語言加以記錄、整理、描述和交流。第十三頁，共八十頁，2022年，8月28日2、表達(dá)科學(xué)概念的術(shù)語科學(xué)概念是反映對象的本質(zhì)屬性的思維形式，是科學(xué)知識體系的基本單位、基本“元素”，是科學(xué)“知識之網(wǎng)”的網(wǎng)上紐結(jié)?？茖W(xué)概念必須借助于科學(xué)語言、用科學(xué)術(shù)語來表達(dá)?？茖W(xué)術(shù)語以科學(xué)概念作為它的內(nèi)容，并同時指稱該認(rèn)識對象。常識概念和科學(xué)概念有本質(zhì)區(qū)別，常識概念具有多義性、歧義性、含糊性，科學(xué)概念則具有專義性、清晰性、嚴(yán)密性。如：時間、空間、熱等概念。第十四頁，共八十頁，2022年，8月28日3、確立科學(xué)定律的命題科學(xué)理論定律是對自然現(xiàn)象或過程的本質(zhì)和規(guī)律作出的判斷，判斷是概念的展開，它必須用由科學(xué)術(shù)語構(gòu)成的科學(xué)語句即科學(xué)命題來表述。規(guī)律性的判斷的語言形式是命題，命題是邏輯推理的基本單位，所以科學(xué)語言也是科學(xué)定律的物質(zhì)外殼或表現(xiàn)形式。第十五頁，共八十頁，2022年，8月28日二、科學(xué)語言與科學(xué)理論的創(chuàng)立科學(xué)理論是由科學(xué)概念、科學(xué)定律與邏輯及數(shù)學(xué)組成的，與此相對應(yīng)，科學(xué)理論的語言也包括三個組成部分：基本的科學(xué)術(shù)語；基本的科學(xué)命題；邏輯演算和數(shù)學(xué)演算。范例：牛頓力學(xué)理論（1）四個基本概念：時間、空間、質(zhì)點(diǎn)、力；（2）四條運(yùn)動定律：慣性定律、加速度定律、作用力與反作用力定律、萬有引力定律；（3）基本方法，數(shù)學(xué)方法（微積分演算）、邏輯方法（邏輯推理）和實(shí)驗(yàn)方法（歸納推理）。第十六頁，共八十頁，2022年，8月28日三、科學(xué)語言的形式化——人工語言希爾伯特的《幾何基礎(chǔ)》（1899）提出公理化方法，它是構(gòu)造理論體系的演繹方法。羅素與懷特海的《數(shù)學(xué)原理》提出數(shù)理邏輯，它是邏輯與數(shù)學(xué)相交叉的一門學(xué)科，在此兩大成就基礎(chǔ)上構(gòu)造出人工語言，是數(shù)學(xué)語言與邏輯語言的形式化。第十七頁，共八十頁，2022年，8月28日人工語言的構(gòu)造分四步：第一步，給出初始符號，相當(dāng)于語言中的字母；第二步，確定形成規(guī)則，相當(dāng)于語法；第三步，推出公理，相當(dāng)于科學(xué)中的基本假設(shè)；第四步，確定變形規(guī)則，相當(dāng)于形式邏輯中的推理規(guī)則。第十八頁，共八十頁，2022年，8月28日人工語言是科學(xué)語言的進(jìn)一步發(fā)展，它不僅用專門符號代替了自然語言的詞匯，而且用專門符號來表達(dá)人們的思維推理過程，它實(shí)際上就是以數(shù)學(xué)、數(shù)理邏輯符號為框架的一種更抽象、形式化程度更高的科學(xué)語言?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)語言是能被計(jì)算機(jī)識別的人工語言，是人工語言具有里程碑意義的推廣和應(yīng)用，開辟了人工智能的廣闊前景。但也是以自然語言為基礎(chǔ)。第十九頁，共八十頁，2022年，8月28日第三節(jié)創(chuàng)立理論的思維方法一、演繹方法二、非演繹方法1、分析與綜合2、歸納與概括3、類比與聯(lián)想4、思想模型方法的廣泛應(yīng)用第二十頁，共八十頁，2022年，8月28日一、演繹方法最早對演繹方法作出系統(tǒng)論述的是亞里士多德，他在形式邏輯中對三段論的說明，是從一般到個別的演繹推理。數(shù)學(xué)和數(shù)理邏輯的發(fā)展推動了演繹方法的發(fā)展。演繹方法的根本特點(diǎn)是：前提與結(jié)論之間具有蘊(yùn)含關(guān)系或必然聯(lián)系。公理方法是一種重要的演繹方法，從公理出發(fā)經(jīng)過運(yùn)用邏輯規(guī)則進(jìn)行演繹推理，推導(dǎo)出一系列的定理。第二十一頁，共八十頁，2022年，8月28日演繹方法在科學(xué)家假說的檢驗(yàn)過程中發(fā)揮著獨(dú)一無二的重要作用，可以作為實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的重要補(bǔ)充手段。歐幾里德幾何學(xué)的建立，非歐幾何的創(chuàng)立，海王星的發(fā)現(xiàn)，鎵、鍺等新元素的發(fā)現(xiàn)，電磁波的發(fā)現(xiàn)，中微子的發(fā)現(xiàn)等，都離不開演繹方法的巧妙運(yùn)用。第二十二頁，共八十頁，2022年，8月28日理想實(shí)驗(yàn)方法（1）理想實(shí)驗(yàn)方法是在科學(xué)研究中為了排除各種次要的和非本質(zhì)因素的干擾，在純粹狀態(tài)下對自然過程進(jìn)行研究，而在思想中把實(shí)驗(yàn)對象與實(shí)驗(yàn)過程理想化的方法。（2）理想實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)具有類似的結(jié)構(gòu)（對象、儀器、控制）與實(shí)驗(yàn)有著原則的區(qū)別（思維活動，不需要物質(zhì)設(shè)備）在假想實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行（但以真實(shí)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，或利用計(jì)算機(jī)模擬）第二十三頁，共八十頁，2022年，8月28日

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斜面實(shí)驗(yàn)

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理想實(shí)驗(yàn)第二十四頁，共八十頁，2022年，8月28日

“慣性定律標(biāo)志著物理學(xué)的第一大進(jìn)步，事實(shí)上是物理學(xué)的真正開端。它是由考慮一個既沒有摩擦力又沒有任何外力作用而永遠(yuǎn)運(yùn)動的物體的理想實(shí)驗(yàn)而得來的。從這個例子以及后來的許多旁的例子中，我們認(rèn)識到用思維來創(chuàng)造理想實(shí)驗(yàn)的重要性?！保◥垡蛩固?、英費(fèi)爾德：《物理學(xué)的進(jìn)化》，上海，1962，第158頁）第二十五頁，共八十頁，2022年，8月28日二、非演繹方法在創(chuàng)新思維方法中，除了演繹方法是必然性的推理之外，其他方法都帶有不同程度的或然性、偶適性和跳躍性，包括：1、分析與綜合2、歸納與概括3、類比與聯(lián)想4、思想模型方法的廣泛應(yīng)用第二十六頁，共八十頁，2022年，8月28日1、分析和綜合

分析，就是在思維中把認(rèn)識對象的整體分解為各個部分、方面、要素、層次、環(huán)節(jié)，以便分別加以研究的思維方法。綜合是在分析的基礎(chǔ)上，將人們對研究對象各個要素、部分、方面、層次、環(huán)節(jié)的認(rèn)識整合起來，以形成對研究對象統(tǒng)一整體認(rèn)識的思維方法。第二十七頁，共八十頁，2022年，8月28日分析是認(rèn)識從整體深化到局部，綜合是認(rèn)識從局部上升到整體。分析和綜合互為前提、相互依存，在一定條件下相互轉(zhuǎn)化。分析要有系統(tǒng)整體的觀點(diǎn)，不能形成孤立、片面、割裂整體的錯誤方法。（還原的方法，只見樹木，不見森林。）應(yīng)始終把研究對象看作是不可割裂的、有機(jī)整體，從部分與整體以及系統(tǒng)與環(huán)境的相互聯(lián)系、相互制約、相互作用的關(guān)系中進(jìn)行動態(tài)分析。第二十八頁，共八十頁，2022年，8月28日分析和綜合的過程就是科學(xué)抽象的過程

抽象：是通過分析把整體分解成各個部分，區(qū)分出必然的本質(zhì)的方面和偶然的現(xiàn)象的方面，從中抽取出各個必然的本質(zhì)的因素，以達(dá)到對具體事物的某一本質(zhì)方面的認(rèn)識。具體：是指許多規(guī)定綜合的統(tǒng)一體。有兩種完全不同的具體，一種是感性的具體，一種是思維的具體。第二十九頁，共八十頁，2022年，8月28日

感性具體是認(rèn)識的起點(diǎn)，抽象規(guī)定是對感性具體的否定，但它又包含著對自身的否定，是向思維具體的接近。思維具體是在對感性具體和抽象規(guī)定雙重否定基礎(chǔ)上的辯證統(tǒng)一，是否定的否定，是認(rèn)識的結(jié)果。抽象和具體的辯證關(guān)系認(rèn)識感性具體理性抽象思維具體第三十頁，共八十頁，2022年，8月28日

歸納是指從許多個別或特殊的事物中概括出一般性概念、原則或結(jié)論的思維方法。個別一般2、歸納和概括亞里斯多德案例：木頭比紙片先落地；一捆紙比一片紙先落地；石頭比羽毛先落地；一捆羽毛比一根羽毛先落地……所以：重的物體比輕物體先落地。第三十一頁，共八十頁，2022年，8月28日

歸納法的類型⑴完全歸納法完全歸納法是通過對某類事物全部對象的考察，而得出的關(guān)于該類事物的一般性結(jié)論的一種歸納方法。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)論一般是可靠的。缺點(diǎn)：第一，獲得的新知識較少；第二，應(yīng)用范圍較小。第三十二頁，共八十頁，2022年，8月28日完全歸納法案例例如：圓是二次曲線橢圓是二次曲線雙曲線是二次曲線拋物線是二次曲線圓、橢圓、雙曲線、拋物線是圓錐曲線的全部類型∴所有圓錐曲線都是二次曲線第三十三頁，共八十頁，2022年，8月28日

⑵不完全歸納法不完全歸納法是通過對某類事物部分對象的考察，而得出關(guān)于該類事物的一般性結(jié)論的一種歸納方法。①簡單枚舉歸納法簡單枚舉歸納法是通過簡單枚舉某類事物的部分對象具有某一屬性，而得出該類事物都具有這一屬性的歸納方法。優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)用起來方便。缺點(diǎn)：結(jié)論帶有很大或然性。第三十四頁，共八十頁，2022年，8月28日

②科學(xué)歸納法科學(xué)歸納法是通過對某類事物的部分對象的本質(zhì)屬性和因果關(guān)系的研究，而得出該類事物都具有某種屬性的歸納方法。求同法。在不同場合考察被研究對象，如果不同場合只有一個現(xiàn)象為共有，那么這個共有現(xiàn)象就是該類被研究對象的原因?？梢员硎緸椋河嘘P(guān)因素被考察對象如果A、B、C出現(xiàn)a出現(xiàn)如果A、D、E出現(xiàn)a出現(xiàn)所以A是a的原因

第三十五頁，共八十頁，2022年，8月28日

求異法。如果在兩種場合，僅有一個條件不同，那么這一條件就是該類被研究對象的原因。可以表示為：有關(guān)因素被考察對象如果A、B、C出現(xiàn)a出現(xiàn)如果B、C出現(xiàn)a不出現(xiàn)所以A是a的原因

第三十六頁，共八十頁，2022年，8月28日

同異并用法。這是前兩種方法的綜合運(yùn)用。共變法。如果某一現(xiàn)象發(fā)生變化時，另一現(xiàn)象也隨之變化，則前一現(xiàn)象是后一現(xiàn)象的原因?？杀硎緸椋河嘘P(guān)因素被考察對象如果A1、B、C出現(xiàn)a1出現(xiàn)如果A2、B、C出現(xiàn)a2出現(xiàn)所以A是a的原因第三十七頁，共八十頁，2022年，8月28日

剩余法。如果一類復(fù)雜現(xiàn)象是另一類復(fù)雜現(xiàn)象的原因，把其中己判明因果聯(lián)系的部分除去，那么可確認(rèn)剩余部分有因果聯(lián)系。可表示為：有關(guān)因素被考察對象已知A、B、C是a、b、c的原因且知B是b的原因

C是c的原因所以A是a的原因科學(xué)歸納法的優(yōu)點(diǎn)在于它把因果規(guī)律作為邏輯推理的客觀根據(jù)，因而結(jié)論一般是可靠的。第三十八頁，共八十頁，2022年，8月28日不完全歸納法案例例如：肺結(jié)核病人有低燒、盜汗的癥狀；淋巴結(jié)核病人有低燒、盜汗的癥狀；骨結(jié)核病人有低燒、盜汗的癥狀；腎結(jié)核病人有低燒、盜汗的癥狀；腹腔結(jié)核病人有低燒、盜汗的癥狀；∴凡患結(jié)核菌感染的所有患者都有低燒、盜汗的癥狀。（因?yàn)檫€有腸結(jié)核未統(tǒng)計(jì)，更何況我們不可能對所有結(jié)核病人進(jìn)行考察）。不完全歸納法是通過考察某類事物的部分對象具有（或不具有）某種屬性，從而得出該類事物的所有對象具有（或不具有）某種屬性的一般性原理的結(jié)論。第三十九頁，共八十頁，2022年，8月28日

歸納法的作用第一，對從科學(xué)事實(shí)中得出普遍性原理具有重要作用。第二，對從范圍較小的一般原理上升到更為普遍的一般原理也具有一定的作用。歸納法的局限性第一，歸納法是以直觀的感性經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，因而不能揭示事物的深刻的本質(zhì)和規(guī)律。第二，歸納是一種或然推理，它的結(jié)論帶有或然性。第四十頁，共八十頁，2022年，8月28日不完全歸納法悖論案例例1：過去經(jīng)過反復(fù)考察，幾百年人們都認(rèn)為“所有天鵝都是白色的”，但后來人們經(jīng)過對澳大利亞的考察，卻發(fā)現(xiàn)了黑天鵝存在的事實(shí)。所以原來結(jié)論就被推翻。例2:人們過去長期觀察金屬都沉于水底,于是就得出：“所有金屬都沉于水底”。但后果卻發(fā)現(xiàn)了輕于水的金屬錫。此結(jié)論就被推翻。例3：以前相當(dāng)長的時間內(nèi)，動物學(xué)家都相信“魚是用鰓呼吸”和“所有的哺乳動物都是胎生的”。但后來人們在南美洲發(fā)現(xiàn)了用肺呼吸的肺魚；在澳大利亞發(fā)現(xiàn)了鴨嘴獸，它是哺乳類動物，但不是胎生的，而是卵生的，于是這兩個結(jié)論都被推翻。第四十一頁，共八十頁，2022年，8月28日歸納和演繹的辯證關(guān)系

歸納和演繹兩種方法處于不可分割的聯(lián)系之中。一方面，歸納和演繹互為前提。另一方面，歸納和演繹相互補(bǔ)充。

萍果落地啟發(fā)出萬有引力原理，它又指導(dǎo)人們發(fā)現(xiàn)新的星球第四十二頁，共八十頁，2022年，8月28日

歸納和演繹，正如綜合和分析一樣，必然是屬于一個整體的。不應(yīng)當(dāng)犧牲一個而把另一個捧到天上去，應(yīng)當(dāng)把每一個都用到該用的地方，但是只有記住它們是屬于一個整體，它們是相輔相成的，才能做到這一點(diǎn)。歸納和演繹的辯證關(guān)系

——恩格斯第四十三頁，共八十頁，2022年，8月28日3、類比與聯(lián)想類比方法是指：根據(jù)兩個或兩類對象在一系列性質(zhì)、關(guān)系或功能方面的相似，從已知其中一個或一類對象具有其他性質(zhì)、關(guān)系和功能，推理出另一個或一類對象也具有同樣的其他性質(zhì)、關(guān)系或功能的方法。由于演繹的結(jié)果和歸納的結(jié)論受前提的制約很大，而類比的結(jié)論受前提制約較小，所以類比方法在科學(xué)探索中被廣泛應(yīng)用，顯得得心應(yīng)手。第四十四頁，共八十頁，2022年，8月28日

類比的類型⒈簡單共存類比就是根據(jù)兩個（或兩類）對象各自的屬性之間存在著簡單共存關(guān)系而進(jìn)行的一種類比推理。所謂簡單共存關(guān)系，就是對象的各個屬性之間的關(guān)系僅僅在于它們都是對象的屬性。簡單共存類比推理的可靠程度很低。第四十五頁，共八十頁，2022年，8月28日

⒉因果類比就是根據(jù)兩個（或兩類）對象各自的屬性之間可能具有一種因果關(guān)系而進(jìn)行的一種類比推理。因果類比可靠程度提高了，但仍然是一種或然推理。⒊對稱類比就是根據(jù)兩個（或兩類）對象屬性之間的對稱關(guān)系而進(jìn)行的一種類比推理。對稱類比的可靠程度往往比因果類比更高一些，但也仍然是或然推理。第四十六頁，共八十頁，2022年，8月28日

⒋協(xié)變類比就是根據(jù)兩個（或兩類）對象屬性之間具有某種定量的比例關(guān)系、函數(shù)關(guān)系所進(jìn)行的一種類比推理。它又分為兩種情況：第一，根據(jù)兩個對象的各個屬性在協(xié)變關(guān)系中的地位和作用相似，而推出它們的數(shù)學(xué)方程式也相似。第二，根據(jù)兩個對象的數(shù)學(xué)公式相似，而推出它們的其他屬性也可能相似。協(xié)變類比的可靠程度更高一些。因?yàn)樵谇叭N類型中，對象的屬性是定性的，而在協(xié)變類比中是定量的。第四十七頁，共八十頁，2022年，8月28日類比方法的結(jié)論是或然的。因?yàn)閷ο箝g不僅有相同性、而且具有差異性，因?yàn)槭挛锟偸?，同中有異、異中有同。但另一方面，類比方法有它特有的靈活性和創(chuàng)造性。從動態(tài)的過程來看類比推理就會看到它的獨(dú)特優(yōu)勢。解決新的問題，涉足未知的現(xiàn)象領(lǐng)域，建立新的理論模型，都沒有現(xiàn)成的道路可走。從某種意義來說，相似處越少，越是在“異中有同”，類比的結(jié)果越是具有突破性、獨(dú)創(chuàng)性。第四十八頁，共八十頁，2022年，8月28日控制論創(chuàng)立者維納稱贊英國數(shù)學(xué)家阿希貝“把生命機(jī)體和機(jī)器作類比的工作，可能是當(dāng)代最偉大的貢獻(xiàn)?！笨档略?jīng)說過：“每當(dāng)理智缺乏可靠的思路時，類比這個方法往往能引導(dǎo)我們前進(jìn)?！薄拔沂冀K以類比的方法和合理的可信性為指導(dǎo)，進(jìn)可能把我的理論體系大膽發(fā)展下去?！钡谒氖彭?，共八十頁，2022年，8月28日類比推理是創(chuàng)造性思維方法的重要形式

“類比是一種創(chuàng)造性思維的形式，……假定存在一個人所不能理解的某物，他偶爾注意到這一某物與他所熟知的某一他物的相似性。他通過將兩者比較就可以理解他在此刻之前尚不能理解的某物。如果他的理解是恰當(dāng)?shù)亩疫€沒有人達(dá)到這樣的理解，那么，他就可以說他的思維確實(shí)是創(chuàng)造性的”。（湯川繡樹：科學(xué)中的創(chuàng)造性思維，載〈自然科學(xué)哲學(xué)問題叢刊〉1982.）第五十頁，共八十頁，2022年，8月28日類比的思維過程離不開聯(lián)系，即從一個對象聯(lián)想到另一個對象，從一個對象的性質(zhì)、關(guān)系或功能聯(lián)想到另一個對象的性質(zhì)、關(guān)系或功能，否則就不可能進(jìn)行類比。所以充分發(fā)揮想象力，對于“異中求同”的類比方法是非常重要的。第五十一頁，共八十頁，2022年，8月28日4、思想模型方法的廣泛應(yīng)用思想模型是科學(xué)抽象成果的基本形態(tài)之一，通過建構(gòu)和研究思想模型來研究未知研究對象的方法就是思想模型方法。在思想中摹寫或描述研究對象的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功能或運(yùn)行規(guī)律，這樣猜想出來的摹本、藍(lán)圖就是思想模型。人們通過建構(gòu)思想模型來推斷現(xiàn)象背后的實(shí)體和運(yùn)動，思想模型是介于研究主體和客體之間的中介或工具。第五十二頁，共八十頁，2022年，8月28日思想模型的類型按照研究對象與已知相似物之間的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功能或運(yùn)行規(guī)律相似的不同特點(diǎn)，可以將思想模型劃分為性質(zhì)相似、結(jié)構(gòu)相似、功能相似和形式相似模型。性質(zhì)相似模型——盧瑟福研究原子結(jié)構(gòu)時提出的行星模型；結(jié)構(gòu)相似模型——沃森和克里克研究DNA結(jié)構(gòu)時用到的鮑林提出的蛋白質(zhì)α-螺旋結(jié)構(gòu)模型；功能相似模型——哈維研究血液循環(huán)時提出的水泵模型；運(yùn)行規(guī)律相似模型——麥克斯韋研究電磁理論時用到的流體力學(xué)模型；第五十三頁，共八十頁，2022年，8月28日形式相似模型表現(xiàn)為一種數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型又分為：確定性數(shù)學(xué)模型隨機(jī)性數(shù)學(xué)模型突變性數(shù)學(xué)模型模糊性數(shù)學(xué)模型第五十四頁，共八十頁，2022年，8月28日審美觀在思想模型的應(yīng)用中有不可忽視的作用?？茖W(xué)真與科學(xué)美之間具有內(nèi)在一致性?？茖W(xué)認(rèn)識的形成過程也是揭示客觀事物自然美的屬性的過程。例如自然界事物的對稱性、和諧性、統(tǒng)一性等都是美的體現(xiàn)。例如：哥白尼的日心說模型、鮑林的蛋白質(zhì)α-螺旋結(jié)構(gòu)模型等都是以追求美為導(dǎo)引的——臻美模型。第五十五頁，共八十頁，2022年，8月28日第四節(jié)創(chuàng)立理論的思維形態(tài)一、抽象思維與形象思維二、手鏈思維與發(fā)散思維三、頓悟——直覺與靈感四、創(chuàng)新思維第五十六頁，共八十頁，2022年，8月28日一、抽象思維和形象思維抽象思維以概念為基本要素（“細(xì)胞”），通過語言、文字、符號等抽象形式，用概念揭示事物的本質(zhì)，表達(dá)認(rèn)識的內(nèi)容，又以概念為基礎(chǔ)進(jìn)行判斷和推理，因其遵循嚴(yán)密的邏輯，又稱之為“邏輯思維”。形象思維則以意象為基本要素，即通過感覺、知覺、表象形成對象的圖像、聲音、顏色、氣味、動作等形象的一般特征把握，這些符號容易被直接感知，故又稱“直感思維”。第五十七頁，共八十頁，2022年，8月28日形象思維和抽象思維的區(qū)別形象思維抽象思維意象、形象信息概念、抽象信息直接性、生動性、具體性間接性、概括性、抽象性外部的、現(xiàn)象的內(nèi)部的、本質(zhì)的感覺、知覺、表象概念、判斷、推理非線性、并行交叉、多路加工線性的、串行的、邏輯的

第五十八頁，共八十頁，2022年，8月28日抽象思維和形象思維的密切聯(lián)系一方面表現(xiàn)在生理基礎(chǔ)上的分工合作，抽象思維和形象思維基本上分別對應(yīng)大腦的左右兩個半球功能區(qū)，其中有些功能又是互補(bǔ)的。這種思維的協(xié)同作用，有益于全面發(fā)揮人的聰明才智。愛因斯坦、錢學(xué)森愛好音樂、藝術(shù)；魯迅、郭沫若專修過自然科學(xué)。另一方面表現(xiàn)在這兩種思維共存于統(tǒng)一的思維過程中，相互滲透、相互轉(zhuǎn)化、相互交替、相互促進(jìn)。第五十九頁，共八十頁，2022年，8月28日二、收斂思維和發(fā)散思維美國心理學(xué)家吉爾福特提出來的。收斂思維是根據(jù)已有的理論和方法，按照嚴(yán)格的程序進(jìn)行推力研究。發(fā)散思維的特點(diǎn)則是開闊思路、從不同方面進(jìn)行思考，從不同的途徑進(jìn)行探索，甚至標(biāo)新立異，不受傳統(tǒng)觀點(diǎn)的約束，不受已有理論和方法的束縛。二者在創(chuàng)新性思維中都很重要、不可或缺，它們互相聯(lián)系、互相補(bǔ)充、互相促進(jìn)。第六十頁，共八十頁，2022年，8月28日在創(chuàng)立新理論的過程中，往往先運(yùn)用收斂思維去研究，以以往理論為基礎(chǔ)找到問題的癥結(jié)和困難所在，然后通過發(fā)散思維提出解決問題的方法和新的觀點(diǎn)。收斂思維表現(xiàn)為漸進(jìn)方式，發(fā)散思維表現(xiàn)為非漸進(jìn)方式、跳躍方式。例如：天文學(xué)上海王星的發(fā)現(xiàn)。第六十一頁，共八十頁，2022年，8月28日三、頓悟——直覺和靈感頓悟就是思維的非漸進(jìn)性跳躍，是瞬間的領(lǐng)悟。直覺不是指生動直觀的感覺，而是直達(dá)對事物本質(zhì)和規(guī)律的透視、猜測和把握。靈感是指突然出現(xiàn)一種具有創(chuàng)新性認(rèn)識內(nèi)容的模糊觀念的心理現(xiàn)象。第六十二頁，共八十頁，2022年，8月28日

直覺思維產(chǎn)生的根源第一，直覺是社會實(shí)踐的產(chǎn)物。因?yàn)橹挥袑?shí)踐中提出了需要解決的科學(xué)問題，并且為解決這些問題提供了必要的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能為直覺的出現(xiàn)提供必要的前提?？茖W(xué)家也只有在艱苦的勞動中，運(yùn)用自己在長期的科學(xué)實(shí)踐中積累起來的豐富的知識，才能富于想象和獲得靈感。第二，直覺產(chǎn)生的心理機(jī)制。在心理學(xué)看來，真覺產(chǎn)生于潛意識活動。在人們的直覺的意識暫時停下來以后，潛意識仍然在繼續(xù)思考，這時一旦受到某種因素的觸發(fā)，就可以呈現(xiàn)出來，形成想象和靈感。第六十三頁，共八十頁，2022年，8月28日

直覺思維的作用和局限性⒈直覺思維的作用第一，可以突破思維框架，提出新設(shè)想。第二，在提出新概念、新假說中具有重要作用。⒉直覺思維的局限性直覺思維的結(jié)論的不確定性。

第六十四頁，共八十頁，2022年，8月28日

直覺和靈感是創(chuàng)造性思維的重要形式

“我相信直覺”（愛因斯坦）普拉特和貝克：“你是否得益于直覺？”（232份）

第六十五頁，共八十頁，2022年，8月28日

如何提高科研人員的直覺思維能力第一，勤于實(shí)踐，善于思考。第二，集中精力，適時休息。第三，博采眾長，變換思路。第六十六頁，共八十頁，2022年，8月28日四、創(chuàng)新思維創(chuàng)新思維沒有固定的程式和方法，它與一般思維的基本手段是一致的，只是方法倚重不同，形式表現(xiàn)有異。創(chuàng)新思維是一般思維形式和方法的綜合性創(chuàng)造性運(yùn)用。但通常創(chuàng)新思維過程中的主要思維形式是意象思維和發(fā)散思維以及直覺與靈感（頓悟）；主要思維方法是類比與聯(lián)想以及思想模型的方法。第六十七頁，共八十頁，2022年，8月28日愛因斯坦：偉大的科學(xué)家和哲學(xué)家

第六十八頁，共八十頁，2022年，8月28日主要科學(xué)貢獻(xiàn)（1）光量子假說(1905)（2）測定分子大小的方法(1905)（3）相對論(1905;1916)1905年——愛因斯坦奇跡年第六十九頁，共八十頁，2022年，8月28日思想史上的地位

相對論的創(chuàng)立，從大的方面來說，完成了一次思想革命或科學(xué)革命（研究“范式”的轉(zhuǎn)換）；從小的方面來說，則實(shí)現(xiàn)了“