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自然辩证法讲义柏智勇（教授博士）中南林业科技大学森林旅游研究中心社科部dr_baizy@126.com135741285181.绪论1.1学科定位科学技术哲学1.2自然辩证法的背景（1）恩格斯一本未写完的小册子，书名叫自然辩证法。（2）演习前苏联的高教体系。1.3科技哲学的研究内容（1）自然观基于人类的知识和经验而形成的对包括人在内的广义自然界的看法和观点的总和。（2）科技的一般方法从各具体学科技术中总结概括出来的各种方法。（3）科技及其发展与社会的各种一般关系。1.4国内外科技哲学的教学与科研情况（1）国外一般是由科学家和技术专家担任。国外的大科学家往往就是哲学家。（2）中国往往是学政治的担任。科技哲学的新理论新方法一般都是由国外学者提出来的；中国几乎没有。2.自然观视野-------发现与创新2.1什么是自然观基于人类最新的知识和经验而形成的对包括人在内的广义自然的各种看法观点的总和。注意点：（1）自然观是动态的。是可以改变的。（2）自然观是集合的概念。（3）通过对广义自然中各种具体事物现象的看法观点表现出来。（4）每个人的自然观是有差异的。（5）科技特别是科学知识是形成正确自然观的根本。（6）一般自然观与个体自然观的关系问题。2.2自然观的演变自然观伴随人类对广义自然界的探索和知识经验的积累而变化和发展。从时间轴看：人类每个时期都有这个时期的不同的自然观；抽象地可以归纳为古代自然观，近代自然观和现在自然观。从空间看：每个时间段，“喜欢思索的人”都会基于他们的知识和经验背景给出他们对自然的看法。例如“数学世界”、“宗教自然观”、“物理学家的自然观”、“阴阳五行”、等等，其中每一种自然观都人类社会的发展产生影响。2.3生态观基于人类的有关生态（关于生物与环境各种关系）学的知识和经验而形成的对生物与环境各种关系的各种看法观点的总和。（1）自然中心说（2）人类中心说（3）人类与自然的协调发展认识自然规律是前提。思考题•1.你对2012世界末日怎么看？•2.科技将把世界带向何方？•3.你认为人类未来将如何演化？•4.人类是否会面临能源危机，能否解决？•5.人类能否解决生态问题？•6.为什么近现代数学大都由欧美人创立？•7.为什么有关自然的新观点新看法大都由欧美人提出？•8.你对中外科幻作品的看法？•9.决定人的行为的要素有哪些？•10.从自然观的角度，谈谈为什么一流大学往往可以培养一流的人才出来？3.科技一般方法3.1科学研究的一般程序与方法第1步：问题，科学问题与科研选题问题：人们对有关事物现象提出疑问。科学问题：在一定时期知识背景下提出的关于认识和实践中需要解决又未解决的疑问。科学问题的结构：求解的目标；预设的求解范围和方法。注意：它们是可以改变的。科学问题的来源：科学实践与理论之间的矛盾；科学理论内部的矛盾；不同学派的争论；社会需求与现实科学的不能满足；现有科学无法解释所发现的事物和现象。科学问题获取的途径1.直接途径2.间接途径科研选题•步骤：文献调研和实际考察----初步论证---评议•选题的基本原则：需要性原则创造性原则科学性原则可行性原则选题人知识背景和思维方式等。第2步：获取科学事实1，科学事实：包括经验事实和理论事实。即：观察和实验的数据；和支持研究的理论。科学事实的条件1.应该是个别存在的陈述2.可复核的3.是精确系统科学事实的地位1.是形成新概念，新理论的基础；2.对理论和假说评价的基本手段；获取科学事实的途径1.文献资料2.观察与实验观察实验的方法观察：人们有目的有计划地感知和描述事物，获取感性材料的基本手段。获取的途径：1.通过感官考察；2.借助仪器设备考察。科学实验概念：人们根据一定的科学研究目的，运用一定的科学仪器设备（手段），在人为控制或改变研究对象的条件下获取科学事实的方法。它比观察方法更能深刻地揭示研究对象的本质。实验方法的特性：1.可以简化和钝化研究对象，以排除偶然性；2.可以强化研究对象；3.使研究对象的属性及其变化过程重复出现；4.可以模拟研究对象的运动过程。科学实验方案应该注意的问题：1.根据对象的属性确定控制变量；2.确定测定的方法；3.选择适当的试样；4.尽可能进行对比试验。在观察实验中应该注意的问题：1.理论与观察实验的关系；2.观察的客观性；3.测量中的干扰；4.观察实验中的机遇。（就是在观察实验过程由于意外事件而导致的新发现。）第3步：科学抽象与科学思维方法-----思维加工一.科学抽象：就是在思维中对同类事物中去除其现象的次要的方面，抽取其共同的主要的方面，从个别把握一般，从现象把握本质的认知过程和思维方法。科学抽象的成果：科学概念；科学符号；思维模型。广义的还包括：科学判断，科学假说和理论。科学概念：是科学认识中反映事物本质属性的思维形式。其特性是：1.可确定性；2.可检验性；3.可变动性。科学符号：科学语言系统。思维模型：人们为了从事科学研究而建立的对原型高度抽象化的思想客体。特点：1.流动性；2.互补性；3.条件性。功能：1.解释功能；2.判据功能；3.预见功能。。二.逻辑方法：是在感性认识基础上，运用概念，判断，推理等形式对研究对象间接的概括的反映过程。具体包括：1.分析与综合方法分析就是把对象的整体分解为一定部分，要素等并加以认识的方法；综合就是在分析基础上，把这些部分，要素等的认识链接起来，形成对对象整体的认识。它分为：传统的分析综合方法：先分析再综合；系统的分析综合方法：起点是综合-分析-综合。2.归纳与演绎方法归纳方法：是从个别或特殊的事物概括出共同本质或一般原理的方法。具体包括：简单枚举法；直觉归纳法；莫勒法；数学归纳法；概率推理；合情推理等。演绎方法：从一般到具体的方法。包括：三段论；数学演绎方法，数理逻辑方法；公理化方法。公理化方法的一般程序是：（1）选择只作公设的概念为基本概念，选择一类不证自明的陈述作为公理；（2）制定推理规则；（3）依据推理规则从原始概念中推导出新的概念，从公理中演绎出新的陈述。从而建立新的理论体系。3.类比方法就是根据两类对象之间在某些方面的类似或者同一，推断它们在其他方面也可能类似或者同一的方法。即是研究A对象时，由于某些条件的限制难以直接去研究，而找出另外一个对象B来研究，调过B的研究来达到认识A对象的目的。三.非逻辑方法1.形象思维方法是在形象地反映研究对象的具体形状的感性认识的基础上，通过意象，联想和想象来揭示对象的本质及其规律的思维方法。它的“细胞”是意象，即对同类事物形象的一般特征的反映。它是运用意象进行联想和想象。其中：1.联想是指由一事物想到另一事物的思维方式。2.想象是在联想的基础上加工原有意象而创造出新意象的思维活动。直觉（含灵感）思维方法是指不受某种固定的逻辑规则约束而直接领悟对象本质的思维方法。基本特征：1.认识发生的突发性；2.认识过程的突变性；3.认识成果的突破性。非逻辑思维方法的前提：1.专心致志的研究思考；2.广博的知识和经验；3.思维的跳跃；4.多种研究方法的掌握与灵活运用。四.数学方法1.含义：以数学为工具进行科研研究的方法。2.特点：（1）高度的抽象性；（2）精确性；(3)应用的普遍性。3.数学模型方法是通过建立和研究对象的数学模型来揭示对象本质特征和规律的方法。数学模型的基本类型：（1）确定性数学模型；（2）随机性数学模型；（3）突发性数学模型；（4）模糊性数学模型。自然界的事物现象的各种关系往往可以归结为其一或多种上述模型。运用数学模型方法的步骤：（1）抽取对象的数量关系，建立相关数学模型；（2）对模型求解；（必须有解才有意义）（3）对模型作出解释和评价。数学实验是在电脑上对数学模型进行试验以求得对原型的规律性的认识的数学方法。（计算机技术的发展是数学方法广泛应用的前提）步骤：（1）建立数学模型；（2）将模型转化为电脑识别和运算的形式；（3）上机运算，并且对结果进行分析。五.系统科学方法1.概念：就是运用系统科学对研究对象进行科研的方法。2.系统科学：是探索系统的存在和运动变化规律的学问。是个学科群，包括一般系统论，信息论，运筹学，协同学，耗散结构理论，自循环理论，混沌学，等。3.系统工程：是利用系统科学的理论和方法研究和解决各种工程问题的技术。4.系统科学方法：简称系统方法，即按照系统科学的观点和理论，把研究对象视为一个系统来解决认识对象中的各种问题的方法的总称。5.运用系统方法应该注意的一些原则：（1）整体性原则；（2）动态性原则；（3）最优化原则；（4）模型化原则。6.常用的几种系统科学方法（1）系统分析法：是为了确定对象系统的组成，结构，功能，而对系统的各种要素，过程和关系进行考察的方法。（2）信息方法：是运用信息理论，把研究对象抽象为信息及其变化过程，通过信息的获取，传输，加工，处理，利用，反馈等过程，来揭示对象的本质和规律的方法。（3）黑箱方法：就是通过探索系统的功能而推导结构的方法，它通过考察黑系统的输入与输出的动态关系，以推导出系统内部结构和运动规律的方法。（4）功能模型法：是指在暂不考虑系统内部组成要素和结构的条件下，应用模型来再现原型功能的方法。第4步：科学理论和科学假说一.科学假说概念：是根据已知的科学事实和科学原理，对研究对象的本质和规律提出的一种假定性的推测和说明。假说的基本要素：事实基础；背景理论（包括推理规则）；对对象本质规律的猜测；推演出的预见预测。假说的特点：科学性假定性易变性假说的种类：模型；概念；知识形态的假定性理论等。建立假说的方法论原则：解释性原则；假说应该与经过了实践复核的事实相符合，不仅可以解释个别事实，还可解释已知的全部事实。对应原则：即假说不能与经过了检验的科学理论相矛盾。可检验性原则：假说应该可以用观察实验加以检验的。假说的检验方法：（1）逻辑分析；（2）实践检验；（3）证实或者证伪；（4）判决性实验。科学理论1.概念：是经过实践检验的系统化的知识体系，是由科学概念，科学原理以及对这些概念，原理的理论论证所组成的体系。2.基本特征：客观真理性；普遍性；系统性；逻辑性。(3).科学理论的结构：基本概念；基本原理；逻辑结论。4.科学理论的评价理论与经验事实的一致性；理论内在逻辑的完备性；理论的简单性；理论的预见性。5.科技创新的一般途径与方法（1）科学创新选题创新；方法运用上的创新；理论运用上的创新；思维方式上的创新；（从不同角度）理论结构上的创新；（如波动力学和结构力学）善于建立科学假说；对原有理论的批评中创新。（2）技术的创新项目的创新；技术原理上的创新；技术功能上的创新；技术结构上的创新；质量上的创新；降低成本上的创新；外观设计上的创新；人本需求上的创新；生态上的创新；技术杂交上的创新。等等。3.2技术创造的一般程序与方法•技术方法是人们从事技术研究与技术开发所采用的手段，途径和行为方式中的可操作的规则或者模式。表现为方法，工艺，手段，等。•技术方法与科学方法具有很多的共同的方面；前述的科学方法在技术方法中是可以被运用的。第1步：需求分析与选题•需求分析是多方面的；•需求分析包括：被动需求分析；我们国家往往多采用这种方法，即被动地从社会需求的角度来定研发课题；主动需求分析：即从技术开发的角度，分析它们对社会需求的诱导力大小来定研发课题。国外的许多名企多采用这种方式。第2步：技术发展预测•即分析该课题的相关技术的未来发展和状态将会怎样。•一个没有发展前景的技术的研发是没有什么意义的。技术预测的方法（1）类比性预测方法选择一个与选题的技术具有相同或相似的特征的技术，该技术已经运用，其发展变化过程是已知的，（即所谓的先导技术）通过与该先导技术的类比，预测选题的技术的发展前景。（2）归纳性预测方法就是利用若干个别的预测判断和陈述，概括出拟选题技术未来发展的状况。例如特尔菲法或专家集体预测法等。演绎性预测方法它是根据有关预测对象的历史和现状的资料和数据，选取一个恰当的数学模型，运用数学方法求解，从而得到对象的发展趋势。一般来说，各种方法各有其长处，实践中，往往结合起来运用。•第3步：技术目的的设定即设定好拟开发技术的具体目标。例