科學技術方法論4 第四章 科學認識的理性方法

科學認識的理性方法何謂科學抽象科學思維的邏輯方法科學思維的非邏輯方法數學方法科學抽象的含義科學抽象的本質科學抽象的前提科學抽象的成果科學抽象科學抽象：是指在思維中對同類事物去除其現象的、次要的方面，抽取其共同的、主要的方面，從而做到從個別中把握一般，從現象中把握本質的認知過程和思維方法。

過程：完整的抽象過程包括思維運動的兩次飛躍，三個階段。

(一)科學抽象的本質

科學抽象是從感性認識到理性認識的飛躍。分為形式邏輯的抽象（知性邏輯）和辯證邏輯的抽象。形式邏輯作為思維就得不經過的一個階段，應當說是一種科學抽象。然后向兩個方向發(fā)展，一個是由不完全的科學抽象上升到完全的科學抽象?；蚴菍⑺^對化，成為事物必須與之符合的本質，形成形而上的抽象。

(二)科學抽象的前提實踐定域性原則間隔性原則同構原則(三)科學抽象的成果科學概念是科學認識中反映事物本質屬性的思維形式，是科學思維的“細胞”和基礎?？茖W符號是人類符號系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)，它是科學實踐、科學抽象的產物，又是推動科學發(fā)展不可或缺的工具和手段

(四)科學思維的邏輯方法

比較與分類(典型物質選擇的主要方法)1、定義與特點：（1）比較法：確定研究對象之間的差異點、共同點的一種邏輯方法。（2）分類法：根據對象的共同點和差異點，將研究對象區(qū)分為不同的種類，并形成有一定從屬關系的不同等級的系統(tǒng)的邏輯方法。比較法分類法彼此本質上有某種聯(lián)系按同一標準進行往往采用中介手段注意從屬關系注意相應相稱依照一個本質的根據分類不應越等2、規(guī)則１、定義

根據兩類對象之間在某些方面的類似或同一，推斷他們在其他方面也可能類似或同一的一種邏輯思維方法。

A有a、b、c、dB有a｀、b｀、c｀、d｀則A與B相同或相似康德說：“每當理智缺乏可靠的論證的思路時，類比這個方法往往能指引我們前進?！鳖惐确椒?、類比方法的類型（1）性質相似的類比（簡單共存類比）（2）因果相似的類比（3）綜合類比3、類比的作用（1）科學發(fā)現上的創(chuàng)造作用；（2）技術應用上的先導作用；（3）經濟發(fā)展思考中的戰(zhàn)略作用；（4）思想交流中的啟發(fā)誘導作用。4、類比的原則（1）相似原則（2）非“自我”原則（3）異中求同原則。分析與綜合

1、分析法

把整體分解為部分，或把復雜的事物分解為簡單要素，或把歷史的過程分解為片斷，或把動態(tài)凝固為靜態(tài)來研究的一種邏輯思維方法。

62、綜合法

在思想上把對象的各個部分、各個方面和各種因素結合起來，形成整體性的考察的一種邏輯思維方法。

分析與綜合是完全相反的兩種思維過程。

3、分析與綜合的相互關系

分析是在綜合指導下的分析，綜合是以分析為基礎的綜和。

新、舊整體不完全同一，后者在思想中形成，要達到對事物本質的認識。

新綜合體不等于要素簡單疊加整體部分（要素）新整體分析綜合歸納與演繹

1、歸納法：從個別上升到一般的推理方法。

完全歸納法不完全歸納法分類簡單枚舉歸納法穆勒五法科學歸納法7（1）完全歸納法S1是PS2是P

…Sn是P(S1、S2、…Sn是S所有的部分)則：S是P（2）不完全歸納法簡單枚舉法：從“所有已觀察到的S是P”，外推到“所有S是P”的獲得一般性結論的方法。S1是PS2是P

…(S1、S2、…Sn是S的部分因子，Sn是P沒有發(fā)現相反的例子)則：S是P

求同法、差異法、共變法、剩余法、求同差異共用法因果聯(lián)系歸納法

—穆勒五法求同法

場合先行（后行）情況被研究現象（1）A、B、Ca（2）A、D、Ea（3）A、F、Ga

……

……

……所以，A是a的原因（或結果）差異法場合先行（后行）情況被研究現象（1）A、B、Ca（2）—B、C—……

……

……所以，A情況是a出現的原因（或結果）共變法

事例因素現象（1）A1BCa1（2）A2BCa2（3）A3BCa3所以，A是a的原因（或結果）剩余法

事例因素現象（1）A、B、Ca、b、c（2）Bb（3）Cc所以，A是a的原因（或結果）求同-差異法

事例因素現象（1）A、B、Ca（2）A、D、Ea（3）F、G-（4）H、I-所以，A是a的原因（或結果）科學歸納法

S1是PS2是P……Sn是P則：所有S是P

S1、S2、…Sn是S類部分對象，S類與P屬性之間存在著必然的聯(lián)系鐵受熱體積膨脹，銅受熱體積膨脹，錫受熱體積膨脹，

所以，所有金屬受熱體積膨脹。

(鐵、銅、錫都是金屬，受熱后分子凝聚力減弱，分子運動加速，分子彼此間距離增大，因而引起體積膨脹。)（3）歸納法在科研中的作用

a.是整理實驗材料、提供經驗定律和經驗公式的重要方法；

b.可通過歸納法提出科學的假說和猜想。

c.可為科學實驗的設計提供指導，為科學實驗設計提供邏輯的根據。2、演繹法（1）定義：從一般到個別的推理方法。即從已知的一般原理出發(fā)，來考察某一特殊對象，從而推演出關于這一對象的結論的方法。

大前提：所有的M都是P，小前提：所有的S都是M，結論：所以，所有的S都是P

（3）歸納與演繹的關系

——辯證統(tǒng)一的關系①功能互補②相互依賴、相互滲透。

科學思維的非邏輯方法形象思維想象和聯(lián)想思維靈感思維直覺思維形象思維1、定義：形象地反映客體的具體形狀的感性認識的基礎上，通過意象、聯(lián)想和想象，來揭示客觀對象的本質及其運動規(guī)律的思維形式。12、作用（1）可以直觀、形象、清晰、明確、具體的揭露對象的本質和運動規(guī)律。（2）可以突出主要矛盾，可以簡化層次和次要矛盾，可以在純化和理想化的條件下，充分發(fā)揮想象力的作用，使物質對象之間的本質和運動規(guī)律得以充分顯露。（3）各種工程技術設計所必需。3、特點（1）過渡性（2）模糊性4、意義（1）可直觀形象地揭示對象的本質和規(guī)律（2）在技術領域有著更為突出的意義科學想象作用：啟發(fā)人們的求知欲望，提供研究線索，展示發(fā)展前景，加速科學思想發(fā)展。

2分類：按目的：基礎科學想象、應用科學研究按抽象方式：科學猜測、科學假借、科學聯(lián)想科學靈感

特點:

（1）引發(fā)的偶然性；（2）啟示的瞬時性；（3）過程的情緒性。如何捕捉：辛勤的勞動艱苦的思索豐富的經驗廣博的知識3直覺思維

1）直覺是指通過直接覺知或領悟而得。對客觀規(guī)律的深刻理解；來自認識主體的經驗的積累；主體的理性認識與感性經驗的共鳴42）直覺的特征：非邏輯性；理智性；對直覺認識的堅定信念。創(chuàng)造性思維

一切可能發(fā)現事物的新規(guī)律、新用途，創(chuàng)造具有社會、經濟價值的新產品（物質和精神）的思維形式。5數學方法

(橫斷方法)數學方法的基本特征數學方法的基本作用數學方法的應用

基本特征：

1、高度的抽象性。

2、邏輯的嚴格性及結論的確定性，即精確性。

3、應用的普遍性。

數學方法是運用數學的概念、理論、公式對所研究的對象進行定量的分析、推斷、描述，從而在量上揭示對象的規(guī)律性的一種科學抽象方法。馬克思認為,“一種科學只有在成功地運用數學時,才算達到真正完善的地步.”作用1.數學方法的運用為科技研究提供簡潔精確的形式化語言，是近代科學與古代科學的本質區(qū)別所在。2.為科研提供數量分析和計算的方法，是科研從定性描述進入定量分析的重要標志。3.為科學技術研究提供了邏輯推理的工具。4.是科學發(fā)現的重要方法。5.是工程技術研究的主要工具之一。應用:

1建立數學模型(1)何謂數學模型(2)構建數學模型的程序

通過建立和研究客觀對象的數學模型來揭示對象本質特征和變化規(guī)律的方法。建立數學模型就是在客觀世界的現實系統(tǒng)和數學符號系統(tǒng)之間建立對應關系。1調查分析；2建立初步的模型,力求簡單3逐步修改和完善所建模型。建模的基本要點就是要尋找出研究的實際問題與某種數學結構的對應關系，從而使問題能簡化，歸結成為一個數學問題。(3)運用數學模型方法的步驟

從整體上找出研究對象各種量的關系；通過科學抽象將問題簡化，找出主要矛盾抽取數量關系，建立數學模型；對數學模型求解；對模型解作出解釋和評價，形成對實際問題的判斷和預見。(4)數學模型的類型①確定性數學模型,

用于描述自然界中的必然現象。②隨機性數學模型,

用于描述自然界中的或然現象。③突變性數學模型,

用于描述自然界中的突變現象。④模糊性數學模型,

用于描述自然界中的模糊現象。

2.“數學實驗”方法

(1)

“數學實驗”是在一定的數學思想、數學理論的指導下，經過某種預先的組織設計，借助于一定的儀器和技術手段，進行數學化實際操作，包括對客觀事物的數量化特性進行觀察、抽樣、測試、檢驗、逼近、仿真等，進而解決數學和科學問題的一系列科學研究方法。(2)“數學實驗”的