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第六讲科学认识的感性方法——获取科学事实的方法一、科学事实1.含义科学认识主体对所感知到的客观存在的事件、现象和过程的真实描述，是经过科学整理和鉴定的经验事实。科学事实一般分为两类：事实Ⅰ，指客体与仪器之间相互作用的结果的描述。事实Ⅱ，是对观察实验所得到的结果的陈述和判断。从科学认识论的角度看，科学事实不仅带有经验的性质，而且还有理论的性质，其内容可以通过抽象的方法获得。因此，科学事实既不同于生活事实、生产事实等纯经验事实，也不同于尚未进入科学研究领域的客观事实。2.科学事实的特征和作用（1）特征可重复性；理论的渗透性；相对独立性（2）作用•科学事实是形成科学概念、科学定律、科学假说，建立科学理论的基础。•科学事实是确证或反驳科学假说和科学理论的基本手段，是推进科学进步的动力之一。3.获取的基本途径直接途径：观察和实验是获取科学事实的基本手段。间接途径：文献调研，从中发掘出大量有价值的科学事实。二、科学观察1.含义在一定理论的指导下，通过感官或科学仪器，有目的、有计划的感知研究对象获取科学事实的方法。2.特点⑴观察活动的目的性；⑵观察对象的自然性；⑶观察中渗透着理论成分3.类型直接观察，又称做纯感官观察。间接观察，通过仪器进行的观察。4.科学观察的基本原则第一，坚持观察的客观性。就是要采取实事求是的态度，按事物本来面貌去认识事物。第二，坚持观察的全面性。要克服片面性，力求系统，完整。第三，坚持观察的典型性。所选的对象具有代表性，简明要易于观察。三、科学实验1.含义人们根据研究课题的需要，运用科学仪器、设备，人为地干预、控制或模拟研究对象，获取科学事实的方法。2.作用第一，实验中可以简化、纯化自然过程。第二，可以使实验对象处于强化状态。第三，实验中可以通过各种形式实行模型化，以加速或延缓研究对象变化过程。第四，实验可以使对象属性及变化过程重复出现。四、观察实验中重要的认识论问题◆观察与理论的关系◆科学仪器的认识作用◆观察实验中的机遇（一）观察和理论的关系在科学问题引导下，如何运用实验和观察手段发现和描述科学事实是科学研究的重要环节，历来受到西方学术界的重视，他们提出了许多有价值的观点。其中颇具代表性的有：古典经验主义的“纯观察说”逻辑实证主义的“中性观察说”历史主义的“理论负荷论”观察与理论的关系理论依赖于观察，观察独立于理论培根独立于理论之外的纯粹的观察科学观察是一种纯粹的感官反应活动，它不受任何理论因素的影响，在观察中也应该排除任何理论的影响，纯粹客观地进行观察。他们认为观察和感觉是等同的，观察过程就是人们对客体的感觉过程。古典经验主义的“纯观察说”曾在20世纪前的科学界产生了极大的影响。“纯观察说”实质上是把观察过程等同于纯粹的生理反应过程，看不到科学观察的复杂认识论机制。这一点并没有引起近代科学家和哲学家的重视，相反它的基本观点在现代逻辑实证主义那里得到了进一步的发展。逻辑实证主义的“中性观察说”科学语言中的观察语言（观察陈述）是单称经验命题，所反映的是个别对象的性质、状态，所表达的知识是经验知识或经验事实，不受观察者理论框架、既往经验、文化环境的影响，观察语言对不同理论是保持中立的。逻辑实证主义关于观察过程和观察语言是纯粹客观的、对任何理论保持中立的观点。它完全忽视了观察主体的理论结构对观察活动的深刻影响。历史主义的“理论负荷论”亦称“观察渗透理论”，是由美国科学哲学家汉森于1958年在其出版的《发现的模式》一书中系统阐述。科学观察并非像逻辑实证主义所说的只是对物象“刺激”消极的机械反应，而是受到观察者理论的影响和支配，不同理论观点的人可能对同一对象形成不同的观察结果，因而不存在“纯粹的中性”观察。辩证唯物主义在这个问题上坚持观察的客观性，主张观察是主观与客观相统一的过程。小结观察作为一种主体反映客体的认识活动，观察陈述的经验事实取决于观察对象本身的客观性质和观察主体中的理论结构。每一观察主体都会因其理论结构的不同而导致观察同一客体时得出不同的观察结论。如何保证观察的客观性？可重复性以正确反映客观事物本质的理论为指导先进的观测技术和仪器严谨、求实的态度（二）科学仪器的认识作用所谓仪器是指对待测对象进行感受、转换、处理、显示的一种装置，它是科学实验的重要支柱，在实验中居于核心地位。1.弥补了感官的不足人类只能对大于0.02秒时间间隔进行分辨，而先进测时仪器能分辨的时间间隔可达10-23秒人类眼睛能分辨的最小距离为0.01毫米，而射电望远镜的分辨能力足以能分清几百千米以外的细头发丝，且使人类的视野扩展到160亿光年凭借手感，人类能区分的最小质量充其量不过几克，比较先进的秤量工具的精度可达约10克，而1999年问世的纳米秤的精度可达10-15克。2.改善了认识质量人的感觉往往易受主观因素的影响，科学仪器在一定程度上可以排除感官的错觉和主观因素的干扰，帮助人们改善认识的质量，使获得的感性材料更加客观化、准确化。特别是因为仪器能够提供比较可靠的计量标准和准确的记录手段，这就使人们的观察不至限于定性的结果，而将得到更精细、更准确的定量知识。丁肇中：发现J粒子离不开他用两年多时间特制的高分辨率的双臂质谱仪，依靠这台仪器，丁肇中才得以在1974年发现J粒子，打开一个新的基本粒子家族的大门。微观领域中仪器的影响问题在微观领域中，实验仪器对微观客体的影响很大。在微观领域实验观察仍是主客观相统一的过程。(三)观察与实验中的机遇观察和实验是一种探索未知世界的实践活动，又是人们有目的、有计划的研究活动。在科学实践过程中，人们可能由于某种偶然的机会发现了出乎预料的未曾见过的自然现象，并由此导致了科学技术的新突破。——这种意外的发现称为机遇机遇的类型按意外程度的不同，可把机遇分为完全意外的机遇观察实验的实际结果与预期完全不同，超越了原来的研究方向和目标。部分意外的机遇观察、实验的实际结果仍在意料之中，但发现或得到这一结果的方式、途径却在意料之外完全意外的机遇在观察实验中发现了与预定目的完全不同的新现象如1869年瑞士化学家雄班在利用纤维素作原料合成其他巨型分子实验时，意外地发现沾湿了硫酸和硝酸混和物的棉围裙在燃烧时没有产生浓烟，受此启示，雄班发明了威力巨大而又无烟的烈性炸药。部分意外的机遇结果虽然是意料之中的，但发现这种现象的方式或场合却是意外的。橡胶硫化技术的发明就属于这种情况。为改变橡胶夏粘冬硬缺点，美国发明家古德意尔在实验过程中不小心把橡胶和硫磺的混合物掉在了火炉上。当他从炉子上把它刮下时，出乎意外地发现这种经过加热的混合物，尽管很热但不粘，冷却后也不硬，从而发明了橡胶硫化技术。机遇产生的原因客观原因自然界存在着各种各样的现象和过程，其中有些是偶然的，有些是必然的。机遇是一种偶然现象，但它背后隐藏着必然性，必然的东西是通过大量偶然性表现的。偶然性和必然性关系例X射线有很强的穿透能力，这是X射线所具有的内在规律性，是事物的必然性；X射线可以穿透书本，穿过人体，可以使荧光屏发光，可以使照相底片感光，正是必然性的偶然表现。伦琴在实验中通过荧光屏而不是照相底片发现X射线带有偶然性，但这种偶然性正是受X射线具有穿透力的隐蔽本质支配的。主观原因观察实验是探索性很强的认识活动，在这过程中出现未曾预料到的新情况，常常是不可避免的观察实验过程又是一种有目的的实践活动，但由于主观与客观的矛盾，那种与预先计划和目的不符现象的出现是完全正常的识别和捕捉机遇的条件主观条件客观条件主观条件巴斯德：“在观察的领域里，机遇只偏爱那种有准备的头脑”。所谓“有准备的头脑”，指研究者要具有良好的哲学素养，敏锐的观察能力和识别能力，诚实的科学态度，娴熟的理论分析能力和观察实验的实际经验。客观条件机遇只垂青那些懂得追求她的人。——查里.尼科尔如何利用机遇?主动增加机遇的出现率。注意线索，保持对意外事物的警觉性。善于解释线索。具有过人的胆识。谢谢!