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1.机械唯物主义自然观的科学基础:
牛顿力学
2.近代形而上学自然观也就是机械论自然观的形成原因:
a机械技术的发展、推广与应用b以牛顿力学为代表的近代科学的诞生c与近代科学发展的状况相适应d科学家一般采用形而上学的观点看待自然
3.机械唯物主义自然观的核心思想:
a机械唯物主义自然观认为,整个自然界是由物质组成的,物质是世界的本原。
b把物质的运动归结为机械运动,具有机械的因果必然性。
C人与自然是对立的、分离的。
d方法上形而上学
4.机械唯物主义自然观的历史意义和局限性:
意义:
a摒弃了古代朴素唯物主义自然观的直观性、思辨性和猜测性。
b强调自然的外在独立性,在神话、原始宗教自然观中,自然是一个充满灵魂的有机体,人与周围世界并没有严格的区分,人本身就属于自然。
c坚持把握自然界的因果关系(拉普拉斯提出)局限:
a机械性b形而上学性c不彻底性
第二章系统自然观
第一节(了解)
1.系统科学老三论:
a一般系统论(贝塔朗菲1937年第一次提出)(系统工程学,也叫泰罗制,1911年提出)b控制论(维纳组织一些人一起攻关)c信息论(申农)
2.科学系统的新三论:
a耗散结构理论(1969普里高津)b协同学(赫尔曼.哈肯)c超循环理论(艾根)
3.系统自然观的基本思想:
a系统整体论思想(系统科学对自然系统的认识,强调系统整体性质和功能,认为系统的整体和部分的关系是加和非守恒的关系)b从存在到演化的思想(系统科学观察世界,不再以“实物为中心”,而是以“系统为中心”,不仅研究系统的存在,而且注重研究系统的演化,自然科学由此从存在的科学走向演化的科学)c确切性和随机性的统一(20世纪系统科学的发展,揭示出原因和结果之间的关系未必是必然的、恒常的、确定的,有时一因可产生多果,有时同因产生一果,有着不可预测的随机性。
于是人们认识到确定性、决定论只是认识自然的一个方面,更多的现象是不确定的)d简单性和复杂性的统一(人们的认识顺序从简单到复杂,从低级到高级,随着自然科学的发展特别是系统科学的发展,人们开始认识到这种以简单性认识事物的原则,不仅存在着明显的局限性,而且也不符合客观自然界的真实状况,自然界绝大多数现象是复杂的,系统科学揭示出以系统方式存在的自然界的复杂性一面,认为组成系统的各要素之间的作用是复杂的)e线性和非线性的统一
1.系统:
是由若干相互联系、相互作用的要素组成的具有特定结构与功能的有机整体。
2.系统的要点:
A系统是由若干要素组成的B系统的各要素之间存在着特定关系,形成一定的结构C系统的结构使它成为一个具有特定功能的整体,结构是功能的载体D系统总是存在于一定的环境中,并不断与其他系统进行物质与能量的交流交换。
凡是系统的组成要素发生相互作用而不属于系统的事物,均属于系统的环境。
3.自然界物质系统的基本类型:
A按系统与环境的关系分:
孤立系统,开放系统,封闭系统B按从人对自然物的参与程度划分:
天然系统,人工系统,复合系统。
C从系统内部各个要素相互作用的特点分:
线性系统,非线性系统。
D从系统所处的状态分析:
处于平衡态的系统,近平衡态的系统,远离热平衡的系统
4.自然界物质系统的基本特点:
开放性,动态性,整体性,层次性
5.层次性的基本特点:
A低层系统对高层系统具有构成性关系;
B同一层次的系统之间,存在着相干性关系
6.层次由低到高,结合紧密度有大到小;
上向因果链:
低层系统作为原因可以在高层系统中引起结果。
第三节(重点)
1.可逆:
是指一个物质系统从某一状态出发,经过某一过程达到另一状态后,如果能够使物质系统和外界环境完全复原(即物质系统回到原初状态,同时消除了原来过程对外界环境引起的影响),则称这一过程为可逆过程,简称可逆,反之,如果用任何方法都不可能使物质系统和外界环境完全复原,则称这一过程为不可逆过程,简称不可逆。
2.时间之矢:
(时间总是从过去指向未来)牛顿力学中的t2中时间是对称的,而演化物理学认为时间具有方向性既时间之矢。
例如气体的扩散过程是不可逆的过程,它存在时间之矢,即时间不具有反演对称性。
时间对称性的破缺是不可逆性出现的根源,才使得自然界演化的发生。
3.不可逆在演化中的作用:
不可逆过程如果发生在近平衡状态附近,则会导致有序结构的破坏。
如果发生在远离平衡的非线性非平衡区,在其它条件的共同作用下,它具有重要建设性作用。
不可逆过程既可以导致有序结构的破坏,也可以导致更加有序结构的产生,与不可逆过程相联系的时间箭头既可以指向进化方向也可以指向退化方向。
4.自然界演化的两个方向:
进化和退化。
进化指物质客体演化从无序到有序、从低序到高序的不可逆过程或向复杂性多样性增长的趋势。
进化是系统向有序化的发展。
5.有序:
一自然系统内部各要素的空间位置呈现出有规则的排列,系统的变化过程有明显的周期性,系统的行为表现出一定的关联性。
热力学:
熵(小—有序)系统论:
信息量(大—有序)控制论:
序参量(大—有序)。
6.进化与退化的统一性:
是同存共生的;
相互包含、相互交替。
7.自然界演化的自组织机制:
自然界物质系统自发地或自主地有序化、组织化和系统化的过程。
非平衡字组织理论认为:
自然系统在一定条件下通过自组织机制就会形成有序结构,或从低序向高序方向演化。
A开放性:
产生有序结构的系统,必须是一个开放系统,即系统内外环境之间要有物质、能量、信息的交换与流通。
封闭系统是一个熵增加的系统,开放系统就是借助外部环境输入的负熵克服、抵消系统内部的熵增加。
开放性是自组织得以形成的必要条件。
B远离平衡态:
系统从无序走向有序,必须处于远离热平衡的状态。
在平衡态或近平衡态,即使是开放系统也不会出现有序结构。
C非线性相互作用:
系统间各个要素之间存在简单叠加(线性)和复杂的相干性作用。
非线性相互作用还会使系统的演化产生多个可能的分支,出现各种不同的结果。
是系统进化的根本依据。
D涨落:
系统产生对宏观状态的微小偏离。
远离平衡态时,涨落会被放大,推动系统发生质变,是诱因。
第四章科学观与科学方法论(上)
第一节(掌握)
1科学的含义可以从如下几个方面理解:
A科学是系统化、理论化的知识体系a科学知识严格的以客观事实为依据,是人类对客观事物和现象的真实反映b科学知识并不停留在技术、罗列和描述事实的水平上,而是通过概括和分析客观事实,对客观事实做出理论说明c科学知识是经过严格的逻辑分析和理论论证的知识。
B科学是生产知识的社会劳动C科学是一种精神文化,是一种特殊的意识形态D科学是一种知识形态的生产力E科学是一种社会建制F科学是一种认识世界的方法
1科学认识系统的构成:
科学认识主体,科学认识客体,科学认识工具
2用科学划界来区分科学与非科学的四种标准:
逻辑主义科学划界绝对标准(包括逻辑实证主义--证实原则;
证伪主义--证伪原则),历史主义的相对科学划界标准(代表人物:
库恩,范式),标准消解的观点(代表:
费耶阿本德),科学实在论的多元论标准(邦格)
4.逻辑科学主义划界绝对标准包括逻辑实证主义(即证实原则,创始人:
孔德)和证伪主义(即证伪原则,创始人:
波普尔)的划界标准。
逻辑经验论或称逻辑实证论以维也纳学派(其领袖为石里克)的哲学为代表,石里克认为科学是有意义的命题,意义有两种:
经验意义和逻辑意义,证实也有两种:
“事实”的证实和“逻辑”的证实。
但逻辑实证主义的证实原则存在着明显的理论困难,即科学命题一般都是全称命题,后来的逻辑经验主义者主张用可检验性代替可证实性。
科学与非科学的划界标准在于其命题能否被证伪,一个陈述只有它是可检验或可证伪的才是科学的,反之则是非科学。
5.范式:
就是科学共同体所共有的信念、理论观点、模型、范例。
科学与非科学的区别就在于是否在范式的指导下进行解决疑难的活动
6.科学的特征:
客观真理性,可检验性,系统性,继承发展性
7.科学精神的特征:
a探索求知的理性精神b实事求是的严谨精神c批判创新的进取精神
第二节(重点)科学问题
1.科学问题的定义及特征:
科学问题指一定时代的科学认识主体,主体在当时的知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而未解决的矛盾。
特征:
客观性历史性指向性
2.科学问题的分类:
关于研究对象的识别,回答是什么的问题;
关于事物机制和内在规律性的研究,分析事物现象的因果关系,回答为什么;
关于研究对象的运动转化过程,回答怎么样。
3.科学研究的步骤:
选题获取科学事实思维加工验证建立理论体系(重要)
4.科研选题的定义:
科研选题就是为了实现特定的研究目标所需要研究的一个或者一组科学问题。
包括五个步骤:
A文献调研和实地考察B提出选题C初步论证D评议E确定选题
5.科研选题的原则:
需要性创造性科学性可行性
第三节观察实验
1.科学事实:
通过观察和实验获得、并经过整理和鉴定了的经验事实。
不是所有的经验事实都是科学事实。
经验事实成为科学事实必须满足以下条件:
可重复性、可靠性、理论的渗透性。
2.观察的过程:
准备、实施观察、整理资料包括:
明确观察目的、制定观察计划、做好物质准备、进行实际观察、整理观察资料
3.观察的原则:
客观性、全面性、简化性、目的性
4.观察方法的类型:
按科学领域分:
天文、地质、生物;
按是否使用仪器:
直接、间接
按是否提供数量特征:
定性和定量
5.观察方法的作用:
是直接获得科学资料的一种手段;
通过观察获得的事实可以证实或否定某假说。
6.实验方法的优越性:
可以进一步纯化和简化对象;
强化研究对象;
实验取得的结果比较可靠,可以重复出现,便于检验;
实验方法可以模拟对象的运动过程;
经济可靠。
7.要正确看待观察和实验中的机遇问题,既要看到其偶然性也要看到隐藏的必然性,加强基础知识的学习和辨证思维的能力训练以提高捕捉机遇的能力,善于及时捕捉机遇,做出重要发现。
第五章科学观与科学方法论(下)
第1节科学抽象和科学思维方法
1.科学抽象:
在思维中对同类事物去除现象、次要的方面,抽取出共同的、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的思维方法。
是科学认识过程从感性阶段向理性阶段飞跃的决定性环节。
完成抽象过程一般包括两次飞跃:
感性具体—抽象的规定—思维中的具体。
感性具体是抽象认识的起点,思维中的具体是抽象认识的结果。
2.科学抽象的成果:
科学概念、科学语言系统、思想模型。
科学概念反映事物本质属性,是任何科学理论的基础。
其特性为可确定性、可检验性、可变动性。
思想模型:
在科学分析和科学抽象的基础上,合理地简化、优化和理性化研究对象,建立起对现实原形近似的反映。
其功能有:
解释功能、判据功能、预见功能。
3.科学思维的方法:
分为逻辑思维方法和非逻辑思维方法。
逻辑思维方法是在感性认识的基础上,运用概念、判断、推理等形式,对客观世界所做的直接的、概括的反映过程,是科学思维的一种最基本的类型。
4.逻辑思维方法:
包括分析和综合、归纳和演绎、类比方法。
5.分析和综合:
由整体与部分这对基本矛盾发展出来的思维方法。
分析是把整体划分为部分,把复杂的事情分解成简单要素加以研究的思维方法。
综合方法则是将客观对象各部分的认识联结起来,从而形成对客观对象统一整体认识的思维方法。
它们二者相互依赖、相互渗透、相互转化,综合必须以分析为基础。
而分析必须受到某种整体性认识的指导,否则分析就具有很大的盲目性。
6.归纳和演绎:
涉及一般与个别的关系。
归纳是指从许多个别事物中概括出一般性概念、原则或结论的思维方法。
分完全归纳法和不完全归纳法。
演绎是以一般概念和原则为前提进而推导出个别结论的思维方法,演绎推理是一种必然推理,它还是科学预见的一种有力手段。
它们相互补充、相互联系。
7.类比:
由两个对象某方面的相似性推出二者在其它方面也可能相似。
是科学研究中最基本的创新思维形式之一。
8.非逻辑思维方法:
分为形象思维方法、直觉思维方法、创造性思维方法。
9.形象思维的意义:
突出形象,直观形象地揭示对象的本质和规律,使一些抽象的理论易于理解;
突破现实局限,抓住主要矛盾,研究对象极度纯化和简化,利于揭示对象的本质和规律;
技术领域中意义更重大。
10.直觉思维的特征:
意识发生的突发性;
认识过程的突发性;
认识成果的突发性。
是创造性思维的重要形式,是发挥科学认识主体思维能动性的突出表现。
是产生新思维、新概念、形成新假说、提出新模型的基本途径之一。
11.创造性思维的阶段:
创造的准备期、酝酿期、明朗期、验证期。
根据沃勒斯对创造过程的分析创造性思维分为狭义和广义。
狭义是指创新思想的思维活动,也就是在创造过程的第三阶段直接起作用的思维活动。
广义的指在整个创造过程中发挥作用的一切形式的科学活动的总称。
创造性思维是逻辑与非逻辑方法的辩证统一。
第二节
12.科学假说:
是根据已知科学事实和科学原理对客观对象及其规律提出的假定性的推测及说明,是科学技术理论思维的一种重要形式。
其特点为科学性、假定性、可检验性、多样性和易变性。
假说既是科学发展的一个重要环节又是科学研究的一种重要方法。
13.科学假说的作用:
科学假说是建立和发展科学理论的桥梁;
是激发创造性思维的有效途径;
不同假说的争鸣有利于科学研究的繁荣与发展
14.科学理论:
是经过实践检验的系统化的科学知识体系,是由科学概念、科学原理以及对这些概念、原理的理论论证所构成的知识体系。
它的三要素是科学概念(核心)、基本原理和定律(即与概念相关的科学判断)是基础、逻辑结论(由概念与原理推演出来的逻辑结论,即各种具体的规律与预见)
15.科学理论的特点:
客观真理性(是科学理论最本质的特征)、普遍性、系统性、逻辑完备性、预见性
16.建立科学理论的方法:
公理化方法、历史和逻辑相统一的方法(逻辑与客观事物发展史相统一、逻辑与人类认识史一致)、从抽象上升到具体的方法
第三节
17.一个假说或理论提出之后一般是不会被马上接受而是要经过科学共同体的评价、检验和选择。
评价和检验是一个复杂的过程受多种因素影响,不但包括对价说或理论本身的逻辑评价,还要经受科学实践的检验。
18.科学理论的逻辑评价:
逻辑评价主要是分析假说或理论在逻辑上的合理性,运用逻辑推理的方法从一些已确认的判断出发,通过合规则的推理来论证另外一些判断的可靠性或被检验的可能性。
只有那些通过逻辑评价的假说和理论,才被研究者通过设计观察和实验来进行进一步的实践检验。
逻辑评价分为:
相容性评价、自洽性评价、简单性评价。
19.相容性评价(水变油):
通过一个理论与相关理论的比较,评价该理论是否与相关理论相违背。
如果被评价的理论与相关理论一致则是相容的。
它是科学家拒斥轻率理论的重要办法,是抵制伪科学的重要手段。
20.自洽性评价:
就是分析理论内部是否互相矛盾。
一个理论若没有发现其自相矛盾,则该理论具有自洽性。
它要求科学理论内部各个命题相互之间具有逻辑关系,且不能相互冲突。
(伽利略)
21.简单性评价:
对理论的形式结构是否简单进行评价(十四世纪英国奥卡姆:
如无必要,勿增实体;
亚里士多德:
最精确的学术是那些特别重视基本原理的学术)。
它强调淘汰多余的概念。
形式结构相对简单的理论称为简单性的理论。
简单性的理论同时也能具有更大的普遍性,概括程度更高,适用范围更广。
(哥白尼比托勒密)
22.科学理论的实践检验:
对应规则与检验蕴涵、验证与否正、判别性检验
23.对应规则与检验蕴涵
24.确证与否证:
如果检验蕴涵于经验命题一致我们就说由之推出检验蕴涵的那个全称命题得到了一次确证,如果不一致则是否证。
检验蕴涵与作为观察的经验命题相符也不能完全证实相应的全称命题,但是它却是对理论命题的一种确证。
检验蕴涵与经验命题不一致可以彻底的否认相应的全称命题。
否证是从反面检验科学理论的方法和手段。
(黑白天鹅)
25.判决性检验:
对于两个相互竞争的理论通过判决性检验决定取舍。
有两个相互竞争的理论推导出相互排斥的两个检验蕴涵,同条件下研究,看检验结果与哪个检验蕴涵相符。
第4节
1.科学的发展:
沿着纵向和横向两个方向发展。
纵向发展主要是指科学发展过程中的历史继承关系。
科学的纵向发展分为渐进式和飞跃式。
渐进式是指原有科学规范框架内的科学理论的推广、局部新规律的发现、原有理论的局部修正和深化。
飞跃式指原有科学理论框架的突破和新理论体系的建立,即科学革命。
(日心说、相对论,量子力学)渐进发展是科学发展量的增长,飞跃式是科学发展历史上质的变化。
科学的横向发展,主要表现为:
a科学的分化,各个领域,各门学科越分越细。
B学科之间的交流融通和综合趋势不断增强,形成综合性,横断性学科(控制论,信息论)。
2.科学发展的模式:
归纳主义的累积式科学发展观、伪证主义否证式科学发展观、科学发展的社会历史观。
3.归纳主义的累积式科学发展观:
科学来源于经验、科学知识的获得是基于归纳原理的作用、科学的发展就是知识的不断积累。
(培根维也纳学派)
4.伪证主义否证式科学发展观:
P1—TT—EE—P2。
P1—问题,TT—各种相互竞争的理论,EE—进行批判和选择的过程,P2—新问题。
以上式子揭示了科学发展的过程,即:
科学始于问题;
针对问题提出猜测和假设;
猜测或理论之间进行激烈的竞争和批判;
接受观察和实验的检验,筛选出逼真度较高的新理论;
新理论被科学的进一步发展所否证,出现新的科学问题。
5.科学发展的社会历史观:
科学遵循“前科学—常规科学—反常和危机—科学革命(新旧范式的更替)—新的常规科学”的周期运动规律来向前推进和发展的。
第九章
1.科学建制的4个层面:
价值层面—技术层面—科学技术政策组织层面—学会、研究会、大学物质层面—资金、仪器设备其中:
价值是思想基础、组织是基本标志、物质和支持体系是重要保障
2.科学共同体:
是科学的一种社会建制,是从事科学认识活动的主体,即科学家群体。
(M波兰尼1942英国)其基础为范式
3.科学共同体的社会规范(科学的精神气质):
CUDOS
A普遍主义:
强调科学标准的一致性,科学没有阶级性,对于科学结果的接受或者排斥,不应依赖科学家的个人属性或社会属性,它与科学家的种族、国籍、宗教、阶级及个人品质毫不相干。
科学结果必须服从普适性标准,即与现实及已证实的知识相一致,而排斥一切非科学的强加。
B公有主义:
规范要求研究者不独占或垄断科学成果,科学家的研究成果建立在前人知识积累的基础上,所有科学发现都应归属于社会,科学家的知识产权只包括优先权,不包括占有权。
C有条理的怀疑主义:
规范强调科学的永恒批判精神,所有科学知识都要时刻接受检验,科学不是永恒的真理。
D独创性:
(默顿)强调要鼓励知识创新中的优先权,优先权竞争规范通过同行承认和奖励,肯定科学家的独创性工作,以补偿科学家遵守科学社会规范时履行的义务,鼓励科学家担当好其角色,以便维护科学的正常运行。
4.科学的奖励系统—基于不同的承认(对职位和名望的承认其中名望最根本)
马太效应(优势积累效应):
基于科学家贡献的大小,科学共同体的承认被不均匀地分配到不同科学家身上,造成了科学共同体的社会分层。
这种分层结构的存在意味着不同层次的成员在科学界的地位是不平等的,然而,这种分层现象的存在却是合理的。
因此,科学共同体的社会分层是科学奖励机制发挥作用的必然结果。
科学共同体的社会分层进一步导致在科学系统中由具有较高声望和职位的科学家构成的权威结构的出现。
但是科学系统中的权威结构也具有消极作用,即科学权威有可能蜕化为科学中的统治集团,特别是在缺乏民主精神的社会环境中。
科学共同体中的奖励或承认主要依赖于科学家所做出的贡献大小,但由于承认、荣誉和资金等科技资源分配的社会复杂性,科学共同体中奖励和承认的分配并不是完全公正的。
而那些没有名望的科学家则往往得到与他们的科学贡献相比更少的承认。
即有名望的科学家被给予过多的赞扬,而相对不知名的科学家虽做了程度相近的科学贡献,却只能得到低得多的承认。
5.大科学全社会分工协作的科学
6.科学技术社会的运行的不平衡性
A区域(空间)运行的不平衡性:
由于社会所处的历史发展阶段与国际环境不同,世界科学活动中心在不同历史时期各不相同。
(意大利—英国—法国—德国—美国)(1954美国贝尔纳历史上的科学一书科学活动中心)
B过程(时间)运行的不平衡性:
(呈指数增长)
C科学运行(发展)的不平衡性:
不同社会历史时期形成不同的带头学科,带头学科不断更替,促进科学的发展。
D技术发展的不平衡性:
由于技术自身逻辑和社会经济发展的不平衡性影响,造成技术发展的不平衡性。
表现为区域、国家、国际范围的不平衡性和历史发展过程的不平衡性。
因而出现了技术引进、技术转移、技术贸易与技术市场、境外技术开发、技术联盟合作等技术发展形式。
7.带头学科:
科学的发展显现出一条重要的规律,即自然科学各学科的发展并不是齐头并进,而是有一门或一组学科作为先导学科,带头向前发展,先导学科对其它学科以及整个自然科学的发展会产生重大影响。
带头学科就是在一定时期内优先发展起来的,走在其它学科前列,影响并决定整个科学发展的先导学科。
1科学建制的4个层面:
(默顿)强调要鼓励知识创新中的优先权,优先权竞争规范通过同行承认和奖励,肯定科学家的
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