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科学是什么？---兼谈思维规则与化学学习黄荣彬厦门大学化学化工学院化学系rbhuang@xmu.edu.cn“上火”是什么？“概念笼统、模糊”----思维的缺陷喝凉茶因果联系------如何确定因果联系？天狗吃月鸡鸣天亮在此之后，以此为故。马----白马、黑马、红马、等等。它们之间的关系：白马属于马，白马是马，有的马是白马。白马不是黑马，黑马不是白马。学----哲学、文学、科学、数学、等等。它们之间的关系：科学属于学，科学是学，有的学是科学。哲学不是科学，科学不是哲学。“学”有哪些？不同“学”之间关系？哲学、科学、逻辑学、数学、文学、神学、佛学、社会学、经济学、医学、中医学、历史学、物理学、化学、......学哲学科学文学逻辑学化学神学“医学”放在哪？“中医学”放在哪？“现代医学”？“科学”是什么？命题：所有的学都是科学。(所有的学都是哲学。)是“真”还是“假”呢？若真，则既然都是科学，“科”字什么意义？若假，则“所有的学都是科学”(假)“有的学不是科学”(真)（对当关系）“有的学是非科学”(真)，换质【矛盾法则（对立统一规律）】“科学”是什么？许马克思主义哲学大辞典中对“科学”的定义：“以范畴、定理、定律形式反映现实世界各种现象的本质和运动规律的知识体系”。哲学也可以这样定义。这个定义不能解决区分科学和非科学问题。非科学不是贬义的。哲学放哪？数学？文学？依据是什么？如何区分科学和非科学？命题：问题：中医学是伪科学。中医学是伪科学吗？判断（回答）一下，为“真”还是为“假”？伪科学是要反对的。中国传统医药：理论：元气、阴阳、五行、经络、君臣佐使等；中药：复方，验方，单方医术：刮痧、接骨、针灸有没有科学的特征？科学具有什么特征？什么是伪科学？----非科学的自诩为科学。贬义。“科学”的历史有多长？科学诞生于400多年前，什么根据呢？牛顿的经典著作书名是《自然哲学的数学原理》。自然哲学是哲学，具有哲学的属性（特征）。自然哲学是科学的前身。科学从自然哲学脱胎而来（脱离母体），脱离了哲学，不是哲学。古代没有科学。“科学”的来历？文艺复兴之前文艺复兴之后科学以什么“属性”脱离哲学？哲学喜欢研究本原问题，很多问题是“公说公有理婆说婆有理”，不同地域、不同民族、不同文化有不同的哲学；有逻辑没有实证。（数学、经院哲学）科学解决认识问题，需要实证，是符合客观实际的认识。如果文艺复兴之前有科学，自然哲学放哪？对于怎样认识生命现象，历来有二种不同的理论：一种是还原论（Reductionism）；一种是活力论（Vitalism）。还原论认为，生命现象可以通过对组成生命体的“基本成份”（如各种分子）的物理和化学性质来认识；而活力论认为，组成生命体的化学物质与非生命体的同一化学物质，但它们在“功能”上是完全不同的。组成生命体的化学物质必需显示出某种神秘的“助力”才能表现出生命的各种特性，如新陈代谢，生长发育，以致繁衍后代等功能。亚里斯多德把这种神秘的助力称之为“隐得来希”（Entelechie）希腊语中为“完成”的意思，在活力论者看来，它就是活力。------哲学理论哲学---关于同一个事物，可有多种理论并存。科学---关于同一个事物，只有一种理论存在。哲学---研究所有事物，整个世界。科学---研究客观事物，客观世界。哲学---研究终极问题。科学---不研究终极问题。某专家讲如何辨别成功人士：1、自己不开车；2、没有名片；3、衣服上没有LOGO；4、住址里没有小区名，只有门牌号；5、经常在郊外活动；6、包里现金很少。一位农民朋友兴奋地打断他说：“我们村里全是这样的人！”“合乎逻辑的”------什么逻辑？“科学”的属性：人自身是客观世界“西方极乐世界”是主观世界“今天是祖国63华诞”“这里是远离祖国的边疆，却又紧紧联系着祖国的心脏”“大鸡、小鸡和母鸡”“我学英国文学和欧洲文学”合乎逻辑吗？“合乎逻辑的”------什么逻辑？爱因斯坦在对西方近代产生科学的原因做过经典的解释：“在西方科学的发展是以两个伟大成就为基础的，那就是：希腊哲学家发明的形式逻辑体系（在欧几里得几何中），以及（在文艺复兴时期）发现通过系统的实验可能找出因果联系。”形式逻辑体系------演绎逻辑，古希腊，亚里士多德，近代，笛卡尔通过系统的实验可能找出因果联系-----归纳逻辑，近代（文艺复兴时期），培根二者结合-------科学诞生，近代，伽利略，落体运动培根《新工具论》----归纳逻辑培根最重要的著作。这部著作基本上是号召人们采用实验调查法。由于完全依靠亚里士多德演绎逻辑方法荒诞可笑，因而需要一种新的逻辑方法——归纳法。人们要了解世界，就必须首先去观察世界。培根指出要首先收集事实，然后再用归纳推理手段从这些事实中得出结论。虽然科学家在每一个细节方面并不都是遵循培根的归纳法，但是他所表达的基本思想对观察和实验有重大意义，构成了自那时起科学家一直所采用的方法的核心。旧的“工具论”是什么？（矛盾法则）------亚里士多德的演绎逻辑数学：演绎逻辑恰如欧几里得几何学，公理之外，皆须证明。“勾三股四弦五”成就不了几何学，对“斜边平方等于直角边平方之和”的证明，才是几何学的精髓。思维是什么？思维是人脑对客观现实概括的和间接的反映，它反映的是事物的本质和事物间规律性的联系，包括形象思维和逻辑思维（理论思维）（闭上眼睛的思维）。逻辑思维是有学问的----方法、规则、规律，属逻辑学研究范畴。逻辑学是一门专门的学问（知识体系）。逻辑学是关于思维的学问----思维的方法、规则、规律。关于思维的学问----思维的方法、规则、规律。自觉运用概念：反映事物本质属性或特有属性的思维形式。具有抽象性和主观性，内容是客观的。判断：断定命题是否符合实际情况。推理：由前提命题推出新的命题。对事物的认识逻辑学知识体系框图：框图建议阅读一本普通逻辑学书籍。注意逻辑学规则，不要陷入繁琐的复杂推理之中。短学期专门课程。用欧拉图表示概念外延概念：内涵------反映事物的特有属性（由定义确定）外延------适用范围（由划分确定）母项和子项是包含关系，子项间是并列关系有机化学化学无机化学分析化学物理化学概念之间是有哪些关系呢？逻辑学基本知识：一、相容关系1、全同关系2、从属关系真包含关系（属-种）真包含于关系（种-属）3、交叉关系鲁迅a就是周树人b。化学a包含于科学b。概念之间的关系：科学a包含化学b。二、不相容关系（全异）•不相容关系是指两个概念的没有任何一部分重合的关系。•两种全异关系：根据有无属概念，分为：1、特殊的全异关系-----没有同属关系“城市”和“诗歌”2、非特殊的全异关系---有同属关系分为矛盾关系和反对关系两种。“金属元素”a和“非金属元素b”“白颜色”a和“黑颜色”b属概念：元素c属概念：颜色c肯定和否定是矛盾关系并非非黑即白；但一定非是即非，非非即是。黑马马黄马白马白马不是黑马；黑马不是白马。白马是马。马是白马。（不能这样说）有的马是白马。并列关系属种关系因特网就是互联网。互联网就是因特网。概念的限制和概括:1.概念的限制通过增加概念的内涵以缩小概念的外延，从而由属概念过渡到种概念的方法即为概念的限制。例如：人——女人——名女人——单身名女人人女人名女人单身名女人非女人非名女人非单身名女人2.概念的概括通过减少概念的内涵以扩大概念的外延，从而由种概念过渡到属概念的方法即为概念的概括。非女人女人女非人名名女人单身名女人非单身名女人人概念的内涵和外延的反变关系。概念的定义------明确概念的内涵。属加种差定义：例：化学就是关于物质组成、性质、变化的科学知识体系。原子就是构成分子的最小微粒。分子就是保持化学性质的最小微粒。离子就是------------------------（？）。属概念（被定义项）种差种概念种概念必要时需连续定义---对属概念进行定义。下定义的规则：规则给“科学”下一个定义？人成年人未成年人机要秘书文字秘书外事秘书秘书概念的划分------明确概念的外延规则动物分类等级：中文拉丁文英文界RegnumKindom门DivisioDivision纲ClassisClass目OrdoOrder科FamiliaFamily属GenusGenus种SpeciesSpecies大熊猫---属于动物界、脊椎动物门、哺乳纲、食肉目、大熊猫科、大熊猫属、大熊猫种植物分类学外来的知识体系。棉蚜------属于动物界、节肢动物门、昆虫纲、同翅目、蚜科、蚜属、（棉蚜种）。大熊猫------属于动物界、脊椎动物门、哺乳纲、食肉目、大熊猫科、大熊猫属、大熊猫种植物分类学外来的知识体系。1、划分必须相称子项不全多出子项2、子项必须相斥3、标准统一4、不能越级概念划分的规则:注意区别：1、划分与分解的不同：①划分是根据概念的属种关系，把一个大类（属）分成许多小类（种）；分解是把一个整体事物分成各个组成部分。②划分后的种概念具有属概念的属性；分解后组成部分不具有整体事物的属性。③划分后的子项可以用母项的名称去指称，分解后的部分则不能用整体的名称去指称。例：人分为男人与女人。（子项男人是人）人分为手、脚、头、胸、腹等。厦门市分为思明区、湖里区、------。（区不是市）2、划分与分类的联系和区别：（1）联系：分类是划分的特殊形式，它是根据事物的特有属性进行的划分。所有的分类都是划分，并非所有的划分都是分类。（2）区别：①分类的根据必须是事物的特有属性，划分则可以按照需要选取事物任一属性作为划分根据。例：在阶级社会里，按照经济地位把人们分为若干阶级。（这是分类还是划分？）②分类具有长期性和稳定性，在新的分类没有产生以前，原来的分类都起作用；划分则有临时性，当某一项事情达到目的后，划分往往不再起作用。3、划分与列举③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4的晶体内不存在__________(填标号)a.离子键b.共价键c.配位键d.范德华力NNHHHHH+HSO4-对这些事物的认识：范德华力=分子间力分子不是离子；离子不是分子；“离子之间”不是“分子之间”。“离子间力”不是“分子间力”。所以，答案是D。参考答案：D范德华力分子间力离子间力离子键离子间力离子间范德华力范德华力分子间力离子间力范德华力分子间力离子间力金属键离子键微粒间相互作用力共价键范德华力分子间力氢键分子间范德华力分子内范德华力分子间氢键分子内氢键取向力色散力诱导力范德华力质子、中子等也是微粒。范德华力的本质（内涵）是什么？永久偶极作用、诱导偶极作用、瞬间偶极作用这三种力构成范德华力。据此，离子之间除静电相互作用以外，必然有瞬间偶极相互作用，即范德华力。分子内力？宋天佑《无机化学》（高等教育出版社2009年第二版）上册，p207“7-4-2分子间作用力分子间作用力最早是由范德华研究实际气体对理想气体状态方程的偏差时提出来的，又称为范德华力。范德华力可根据不同来源分为三部分----取向力、诱导力和色散力。”分子间作用力的形式有：取向力、诱导力和色散力实质是分子间范德华力范德华力分子间力既然存在分子间力，就必然存在分子内力。分子内力包括化学键。所以分子内的取向力、诱导力和色散力等弱作用力只能称为分子内范德华力。可见，范德华力的外延比分子间力大。分子间力实际上称为分子间范德华力。两者同属范德华力。单原子分子分子多原子分子分子-----保持化学性质的最小微粒。（没有说中性）原子-----构成分子的最小微粒。离子-----（？）带电的保持化学性质的最小微粒分子带电的不带电的分子不是离子；离子不是分子。荷电分子（离子）分子不荷电分子正离子负离子离子？？分子如果离子和分子并列：“属”是什么？氦气分子（原子）？力是什么？----物理学的定义，科学的概念都一样。物质已知物（化学物质）未知物混合物纯净物单质化合物均匀混合物非均匀混合物博士生面试花絮：问题1：材料分为哪几类?（典型回答1）：金属材料、无机非金属材料、高分子材料与半导体