自然辩证法新大纲：第三章-马克思主义科技方法论

第三章马克思主义科学技术方法论武汉大学马克思主义学院吴恺第三章马克思主义科学技术方法论第一节科学技术研究的辩证思维方法一、分析和综合二、归纳和演绎三、从抽象到具体四、历史和逻辑的统一第二节科学技术研究的创新思维方法一、思维的发散性与收敛性二、直觉与顿悟思维三、思维的逻辑性与非逻辑性第三节科学技术研究的数学与系统思维方法一、数学方法及其作用二、系统方法及其作用三、复杂性思维及其方法第四节科学技术活动的方法一、科学实践的方法二、技术活动的方法指人们通过概念、判断、推理等思维形式对客观事物辩证发展过程的正确反映，即对客观辩证法的反映。辩证思维最基本的特点是将对象作为一个整体，从其内在矛盾的运动、变化及各个方面的相互联系中进行考察，以便从本质上系统地、完整地认识对象。第一节科学技术研究的辩证思维方法科学方法三个层次：第一层次：各门自然科学中的一些特殊的和具体的研究方法；第二层次：适用于各门自然科学的一般研究方法，即科学方法论；第三层次：哲学方法。一、分析和综合分析是把客观对象的整体分解为一定部分、单元、环节、要素并加以认识的思维方法。运用分析方法，就必须把部分从总体中割裂出来，抽取出来，进行孤立地考察和研究。分析法能帮助我们深入了解事物的细节及其内在联系。正如恩格斯所说：“真正的自然科学只是从15世纪下半叶才开始，从这时起它就获得了日益迅速的进展。把自然界分解为各个部分，把自然界的各种过程和事物分成一定的门类，对有机体的内部按其多种多样的解剖形态进行研究，这是最近400年来在认识自然界方面获得巨大进展的基本条件。”综合是在分析基础上把对客观对象一定部分、单元、环节、要素的认识联结起来，形成对客观对象统一整体认识的思维方法。综合是建立科学体系的重要方法。近代物理学的五次大综合：牛顿力学体系的建立、能量守恒与转化定律的提出、电磁学理论体系的建立、相对论的建立、量子理论的建立、分析和综合是辩证地联系在一起的。恩格斯说：“以分析为主要研究形式的化学，如果没有分析的对立的极，即综合，就什么也不是了。”分析与综合相互依存、相互渗透和相互转化，是形成科学概念、构建和发展科学理论体系的重要逻辑方法。传统的还原主义分析方法着眼点是把事物分成各个细部，找出它们是由什么组成的。在近代自然科学的发展中起了重要作用，它使研究越来越深入；同时也容易只见树木，不见森林。现代的新的系统分析方法着眼点正相反，主要是找出这些细部如何相互作用产生整体效应。这个整体是系统的、有组织的有机整体，是局部和整体、低层次和高层次的辩证统一。二、归纳和演绎归纳方法是从个别到一般原理的认识方法。归纳方法虽然是科学研究从大量经验事实中找出普遍特征的重要方法，但归纳结果往往只概括一类事物表象上的共同点，未必能确切反映事物的本质，其结论具有或然性，迄今人们还没有发现从特殊前提到一般结论的普遍适用的逻辑桥梁。归纳原理及其问题归纳方法的一般原理是：如果大量的A在各种各样的条件下被观察到，而且如果所有这些被观察到的A都无例外地具有性质B，那么就可以归纳出所有的A都有性质B。问题：大量的A，什么是“大量”？其具体数值是多少？各种各样的条件能否罗列齐全并全部实现？在科学观察中能不能真正实现完全的无例外？……盐酸是酸，它能使紫罗兰花瓣变红；硫酸是酸；硝酸是酸；例如：波义耳发明酸碱指示剂所以，硫酸也能使紫罗兰花瓣变红；硝酸也能使紫罗兰花瓣变红。类比归纳所以，X酸也能使紫罗兰花瓣变红。新化合出X酸所以，所有酸都能使紫罗兰花瓣变红。……（确证了n种酸）演绎例费尔马猜想在素数分布规律的探寻过程中，人们发现如下形式的已知自然数都是素数，例如：n=0f(0)=21+1=3n=1f(1)=22+1=5n=2f(2)=24+1=17n=3f(3)=28+1=257n=4f(4)=216+1=65537根据上述结果，费尔马归纳出一个结论：所有这类形式的自然数都是素数。但在不久之后，人们就发现当n=5时，f(5)=232+1=4294967297=641*6700417是一个合数。演绎方法是从一般到个别的认识方法。它从一般性的原理出发，对个别的或特殊的事物进行分析、推理，从而达到相应的结论。三段论是演绎方法最一般的形式。演绎方法派生出的一个重要方法是公理化方法。公理化方法是从尽可能少的基本概念、公理、公设出发，运用演绎推理规则，推导出一系列的命题和定理，从而建立整个理论体系的方法。任何公理化体系都是人类认识一个阶段的总结，都不可能是绝对严格、绝对完备的。归纳和演绎的相互关系：归纳是演绎的基础，归纳获得的结论可以成为演绎的前提；演绎是归纳的指导，演绎得出的结论可以成为进一步归纳的事实来源。恩格斯：“归纳和演绎，正如分析和综合一样，是必然相互依赖着的。人们不应当牺牲一个而把另一个捧到天上去，应当设法把每一个都用到该用的地方，而人们要能够做到这一点，就只有注意它们的相互联系、它们的相互补充。”三、从抽象到具体抽象与具体的方法是辩证思维的高级方法。人们的认识一般总是由感性的具体，经由抽象上升到思维中的具体。因此，掌握抽象和具体的方法，把握辩证思维运动的特点，对于我们更深刻地认识世界，具有十分重要的方法论意义。抽象是人类理性思维的一个重要阶段，是形成科学概念的基础。从主体能力的角度来看，抽象是指主体思维能力的一部分，称为“抽象力”。从方法论的角度来看，抽象是作为认识世界的一种方法，也就是把事物的某一属性、关系、方面在思维中单独地抽取出来加以认识的方法。科学的抽象指的是在思维中抽取对象的各种本质属性，而舍弃一切非本质属性的逻辑方法。科学的抽象必须建立在实践的基础之上，并遵循着辩证思维的一般规律进行。具体来说应注意以下几点：第一，要善于从已知中把握未知的东西，敏锐地捕捉到新的不寻常的东西，从看似毫无联系的东西中找出它们的本质联系。第二，在科学抽象的基础上，发现事物之间的共同特点，并从中概括出规律性的东西。第三，高层次的抽象必能演绎出低层次的抽象，而被演绎出来的理论又能为实验所验证。即，通过科学抽象得到的一般性的认识，可以通过演绎推理的形式推出较为具体的结论。四、历史和逻辑的统一所谓历史，也就是客观事物本身发展的过程，它包含着两种含义：一是客观事物现实的历史发展过程，是事物在时间和空间上的展开过程，这一过程是现实的、历时态的，如自然史、地质史、宇宙演化史、生物进化史、人类历史等；二是认识的历史发展过程，即人类对客观事物发展过程的认识和把握，如哲学史、物理学史、数学史、化学史等等。历史的方法是通过考察对象的自然进程来揭示其内在必然性和规律性的方法。具有描述性、顺序性的特点。逻辑是指人的思维对客观事物现实的历史发展过程和对人类认识的历史过程的概括反映，逻辑是历史的东西在理论思维中的浓缩和再现，逻辑的东西表现为概念、判断、推理所构成的科学理论体系。逻辑撇开了历史发展的复杂性、多样性、曲折性和偶然性，揭示了客观事物和人的认识历史过程中的本质、必然性和规律性。逻辑的方法具有以下几个特点：第一，形式化。逻辑的方法是由一系列的逻辑定理和规则组成的，这些定理和规则都可以简化为一些由逻辑符号组成的形式系统。逻辑思维和推理过程必须遵循这些规则。第二，可操作性。运用逻辑的方法去证明问题和认识事物，就必须依据逻辑规则进行推理。逻辑的推理过程也就是运用逻辑规则进行推导而获得结论的过程，这是一个逻辑上的操作过程。第三，系统性。逻辑的方法不是一些零碎的个别的方法，而是一个形式化的系统方法。逻辑方法的作用在于：获得新知识、进行预见、论证和证明、辨析正误。逻辑与历史统一的方法是：撇开有关认识对象历史发展的具体细节的描述，而以理论形态从总体上把握认识对象历史发展过程的内在规律性。恩格斯在论述逻辑与历史统一的方法的实质时指出：“逻辑的研究方式是唯一适用的方式。但是，实际上这种方式无非是历史的研究方式，不过摆脱了历史的形式以及起扰乱作用的偶然性而已。历史从哪里开始，思想进程也应当从哪里开始，而思想进程的进一步发展不过是历史过程在抽象的、理论上前后一贯的形式上的反映；这种反映是经过修正的，然而是按照现实的历史过程本身的规律修正的，这时，每一个要素可以在它完全成熟而具有典范形式的发展点上加以考察。”（《马克思恩格斯选集》第二卷，人民出版社1972年版，第122页。）逻辑与历史的统一包含着两种形式，一是逻辑与人类认识的发展史是一致的；二是逻辑与现实事物的发展史是一致的。前者是指一门学科的逻辑体系应反映人类对这门学科研究对象的认识发展过程，如热力学体系由三条基本定律组成，这个体系也反映了热力学发展的历史。19世纪40年代的热力学第一定律，50年代发现第二定律，20世纪初又发现第三定律，依次反映了人类对热本质认识的逐步深化。后者是指一门科学的逻辑体系应该体现这门学科研究对象的历史发展线索，例如有机化学理论体系的构建从最简单的脂肪烃化合物开始，到碳氢化合物再到它的衍生物直至生物大分子。一、思维的发散性与收敛性发散思维也叫扩散思维、辐射思维、放射思维。它是指以一个问题作为思维的出发点或中心，围绕某一问题沿着不同方向、不同角度、向上下左右多方位的思考方式，从多方面寻找问题的多个答案的思维方法。这种思维过程是一个流动的开放的不断发展的过程。它要探索不同的、富有特异的答案。它广泛动用信息库中的信息，产生为数众多的信息组合和重组，在思维发散过程中，不时会涌现出一些念头、一些奇想、一些灵感、一些顿悟，而这些新的观念可能成为新的起点、契机，把思维引向新的方向、新的对象和内容。第二节、科学技术研究的创新思维方法发散思维要求空间上的拓展与时间上的延伸。发散思维具有流畅性、变通性和独创性特征。流畅性是指在短的时间内迅速做出众多反应的能力，它要求从一个已知信息（思维基点）思考出尽可能多的思维目标。变通性又称灵活性，是指进行思维时寻找解决问题的方法能够及时从一个类别转移到另一个类别，即思维开阔，善于随机应变，能开拓新的思路，寻找新的方法。独创性是在发散思维中表现出不同寻常的、异于他人的新奇反应的能力，这一能力使创造主体的思维突破常规和经验的束缚，获得新颖独特的创造成果。发散思维能使创新主体的思维趋于广阔、灵活，不受传统观念的束缚，在思维中构成新的思维形式。发散思维不同于分析思维，分析思维是利用概念、命题、推理等各种逻辑形式对思维对象进行分析，以认识它的基本矛盾、基本性质、基本结构，要求实事求是，不允许有想像、联想、夸张等手法，发散思维虽然以分析思维为基础，但不能完全归结为分析思维，它还包括想像、联想、直觉和灵感等思维活动。分析思维的宗旨是认识，获得真理，发散思维的宗旨是创新，获得新思路。收敛思维是以某种研究对象为中心，把发散开来的不同部分、不同方面、不同来源、不同角度，将众多的思路和信息汇集于一个中心点，通过比较、筛选、组合、论证再创造性地组合为一个整体，从而得出在现有条件下解决问题的最佳方案。收敛思维的特点是聚焦性、整体性和可行性。聚焦性是指把思维发散后得到的组合集中起来，选择最佳组合，通过定向、定点的思考，使思维达到一定的深度，更具有穿透力，从而揭示出问题的实质。整体性是指将发散的思路再集中起来，着眼于系统整体的状态和功能，而不是拘泥于局部。可行性是指收敛思维是以可行性为标准选择解题方案的。收敛思维也不同于综合思维。发散思维与聚合思维都是要克服思维定式，不局限于常规的提出解决问题的新思路、新理论、新创造。二、直觉与顿悟直觉是指主体运用背景知识和经验，不受逻辑规则约束，对认知对象的属性、规律作出迅速的、直接的、整体的把握和体悟。直觉性思维是中国人传统思维方式的重要特性，中国古代喜欢运用类比、象征、比喻等方法去达到直觉交流的目的。直觉思维分为两类：一类是创新主体在自觉或不自觉地思考某一问题时，在大脑中突如其来地产生的使问题得到解决的灵感；另一类是创新主体在机遇观察中闪现出的具有独创性的顿悟，导致了未曾预料的创造。由此看来，灵感和顿悟是直觉思维中具有决定意义的成分，是创新思维中的质的飞跃。洞