考试说明
- 大纲是最新的
- 教材是2013版的
- 题型是跟平常练习是差不多的
科学技术方法论
概论
科学技术方法论研究什么？
- 方法: 指解决思考、说话、行动等问题的程序，是人们从事精神活动和实践活动的行为方式。
- 科学技术方法: 指科学技术研究活动中的途径、手段和方式，亦即人们在科学技术研究活动中的行为方式。
- 科学技术方法论: 研究人类认识自然与改造自然的基本过程及其手段、方式的理论体系，是对科学技术方法的总结与概括。
方法论不能代替具体方法！
辩证法与科学方法和方法论
- 在古希腊哲学中，辩证法初始的意义是在论辩中发现问题、解决问题、求得真理的方法。
- 由于自然哲学的特殊性，论辩的方法是基本的，经验性认识只是自然哲学的前提。
- 近代科学确立了实验的基本方法的地位，逻辑方法退出了核心地位。
- 实验与理论思维之间的关系处于初步的、抽象的关系，主客体分离。一个突出的特点就是真理与实践无关，它只是对客体的描述。
- 进一步讲，物质与精神分离，外在因素决定物体的运动。
- 近代的辩证法依然是一种方法，人际交流和人与物交流的理性方法之间仍然是分离的。
- 马克思主义的辩证法扬弃了形而上学世界观与方法论，把科学的方法真正建立在人的实践之，上:
- “从前的一切唯物主义(包括费尔巴哈的唯物主义)的主要缺点是:对对象、现实、感性，只是从客体的或者直观的形式去理解，而不是把它当作感性的人的活动，当作实践去理解，不是从主体方面去理解。”
- “人的思维是否具有客观的真理性，这并不是一个理论问题，而是一个实践问题。”
- 马克思主义的辩证法把认识与实践统一在一起，揭示了它们之间的真实关系。
马克思主义科学技术方法论的核心就是辩证思维与系统思维。
- 马克思主义科学技术方法论的基本原则就是把辩证法贯彻到科学技术研究中，将对立统一、质量互变和否定之否定的辩证思想与系统思维渗透到具体的科学技术研究中，把握具体科学技术研究的过程。
- 马克思主义科学技术方法论的理论要素就是分析与综合相互映照，归纳与演绎相互结合，从抽象到具体的辩证过程，历史与逻辑相互统一，整体与部分相互统结构与功能相互统一。
问题与方法
什么是科学问题
- 问题: 认识的求解目标与已有知识背景的差距。
- 知识性问题: 产生于对背景知识的无知，而不是产生于对知识背景的分析。
- 探索性问题: 在对已有知识背景充分分析的基础上提出的问题，它无法通过已有知识来解决。
- 科学问题: 是指一定时代的科学认识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又尚未解决的探索性问题,包含一定的求解目标和应答域。
科学研究始于问题
- 从理论发展过程看，只有发现了原有理论不能解决的问题，才会补充、修正或着手建立新理论;
- 人们总是以问题为框架有选择地搜集事实材料;
- 科学研究活动就是要解决尚未解决或尚未完全解决的问题的活动。
科学问题的来源
- 观察、实验结果与原有理论的矛盾(包括无理论解决的科学空白状态) ;
- 理论内部的逻辑矛盾、悖论或佯谬;
- 不同学派、不同理论之间的争论;
- 科学知识与哲学、宗教等其它文化的冲突。
科研选题的原则
- 科研选题就是形成、选择和确定所要研究和解决的课题
- 选题的过程: 调查研究一确定选题一开题报告会一一制订研究工作方案。
- 选题的原则: 需要性原则、创造性原则科学性原则、可行性原则。
思维: 猜想与求证
- 从方法论的角度来描述科学的辩证发展，试错法也许是最为恰当的概念了。用进化论的语言把这种辩证发展分为两个方面，一是遗传变异， 一是自 然选择。 哲学家用“大胆地猜想、小心地求证”来解释这两个方面。大胆地猜想，就是要提出足够数量和独创的求解方案，所提理论或技术设计应足够多样化，“小心地求证”就是应进行足够严格的检验，这样就可能排除不适合的理论而保证最适者生存。
- 当科学认识进入辩证思维与系统思维的时代，“猜想与求证”也有了哲学的导向性。“猜想”的内因与程序、“求证”的逻辑与实践，都贯穿了辩证与系统思维。
思维形式的辩证矛盾
- 思维形式的辩证矛盾是理性思维系统发展的内在动力，表现为对立的思维形式之间的相互影响、互为条件。这些对立的思维形式主要有:分析与综合、归纳与演绎、抽象与具体、逻辑与历史。
分析与综合
- 分析是在思维中把对象分解为各个部分、侧面、属性以及阶段，分别加以研究考察的方法。
- 综合是在思维中把对象的各个部分、侧面、属性以及阶段按照内在联系有机地统一为整体，以掌握事物的全貌、本质和规律的方法。
- 分析与综合有机结合，形成分析与综合的辩证思维，并构成了认识事物部分与整体辩证关系的完整过程，是人们思考事物、对象的必要思维方法与阶段。
科学方法的意义
分析的目的，不仅是为了深入对象内部进行认识和实践，而且是为了在思维中综合认识对象，为在实践中变革对象打下基础;综合也需要以分析为基础，没有分析的综合不是深刻的综合。分析是研究，综合是创造。
归纳与演绎
从方法论的角度看，逻辑依思维进程的不同可分为演绎、类比与归纳。
- 归纳是从个别到一般，寻求事物普遍特征的认识方法。
- 类比与从个别到个别，通过相似性来发现个体的新属性。
- 演绎是从对事物概括的般性前提推论出个别性结论的认识方法。
归纳
归纳法的特点
- (1)归纳总是从许多个别事物或个别事实的观察、研究出发，归纳概括出一种所谓的对这类事物或对象的一般性结论。
- (2)归纳的前提数量应该是大量的、种类相异的、一定范围和时段内无反例的，并且要根据我们在实践中观察和研究的个别事物或对象的数量来决定。
归纳的种类
完全归纳:考查了研究对象的每一个个体具有某属性，所以，研究对象的所有个体都具有该属性。结论具体必然性。
不完全归纳:
- 简单枚举归纳:考查了研究对象的部分个体具有某属性，所以，对象类所有个体都具有该属性。结论具有或然性。
- 科学归纳法:在简单枚举归纳法的基础上，再增加了个体为什么具有该属性的因果说明。
判明因果联系归纳法。
英国哲学家和逻辑学家穆勒提出了因果关系的归纳五法求同、求异、求同求异共用法、共变法、剩余法。它是在简单枚举法的基础上，进一步分析了被考察事物与结论间的因果关系后做出的归纳。把归纳法精细化和可操作了。
- (1)求同法:考察几个出现某被研究现 象的不同场合，如果各个不同场合除一个条件相同外，其他条件都不同，那么，这个相同条件就是某被研究现象的原因。因这种方法是异中求同，求同法可用公式表示如下:场合先行情况被研究现象
| 合 | 先行情况 | 被研究对象 |
|---|---|---|
| (1) | A B C | a |
| (2) | A D E | a |
| (3) | A F G | a |
| … | ….. | … |
所以，A是a的原因
- (2)求异法:比较某现象出现的场合和不出现的场合，如果这两个场合除一点不同外，其他情况都相同，那么这个不同点就是这个现象的原因。因这种方法是同中求其差异，所以又称为差异法。求异法可用公式表示如下:
| 场合 | 先行情况 | 被研究对象 |
|---|---|---|
| (1) | A B C | a |
| (2) | _ B C | _ |
所以，A是a的原因
- (3)求同求异共用法:如果某被研究现象出现的各个场合(正事例组)只有一个共同的因素，而这个被考察现象不出现的各个场合( 负事例组)都没有这个共同因素，那么，这个共同的因素就是某被考察现象的原因。该法的步骤是两次求同一次求异。求同求异共用法可用公式表示如下:
| 场合 | 先行情况 | 被研究对象 | 方面 |
|---|---|---|---|
| (1) | A B C D | a | 正面 |
| (2) | A D F G | a | 正面 |
| (3) | A C H K | a | 正面 |
| (1’) | _ B M N | _ | 负面 |
| (2’) | _ D O P | _ | 负面 |
| (3’) | _ R S K | _ | 负面 |
所以，A是a的原因
- (4)共变法:在其他条件不变的情况下，如果某一现象发生变化另一现象也随之发生相应变化，那么，前一现象就是后一现象的原因。共变法可用公式表示如下:
| 场合 | 先行情况 | 被研究对象 |
|---|---|---|
| (1) | A B C | a |
| (2) | A1 D E | a1 |
| (3) | A2 F G | a2 |
| (4) | A3 F G | a3 |
| … | ….. | … |
(5)剩余法:如果某现象己确定是由某种复合原因引起的，把其中已确认有因果联系的部分减去，那么，剩余部分也必有因果联系。剩余法可用公式表示如下:
复合情况A B C D 是被研究对象 a b c d 的原因
| 场合 | 先行情况 | 被研究对象 |
|---|---|---|
| (1) | A | a |
| (2) | B | b |
| (3) | C | a |
所以D是d的原因
演绎
- 演绎与归纳的思考方向正好相反，演绎推理的结论是必然性的，只要其前提正确，推理过程正确，其结论就必然正确
- 演绎推理的类型。演绎推理可分为词项逻辑与命题逻辑。
归纳与演绎
- 归纳是从个别到一般的推理方法，单纯运用归纳会遇到“归纳难题”;
- 演绎是从一般到个别的必然推理方法，单纯运用演绎，无法永续推进科学实践的新发现、新发明。
- 只有把归纳与演绎结合起来，才能通过两者的张力来推动科学研究。
- 归纳与演绎不仅是思维中的方法，而且是科学实践中研究实践运动过程的两个不同方面，只有把归纳与演绎相互结合起来，才能形成归纳与演绎的辩证思维。
从抽象到具体
- 抽象即从许多事物中，舍弃个别的、非本质的属性，抽出共同的、本质的属性的过程，是形成概念的必要手段。
- 具体有两层含义。第一，指感性具体，也就是人们面对客观事物本身所获得的感性表象;第二，指理性具体，即反映事物本质规定的、与科学实践结合的理论内容。
- 从抽象到具体的过程，要实现认识的两次飞跃:第一次，是从感性的现实具体上升到思维抽象的过程，是一种建立在实践基础上的经验总结提升的过程;第二次，是从科学的思维抽象逐步使抽象的理论上升到与具体实践相结合的理性的思维具体的过程，是把抽象的概念和理论再返回科学实践，赋子理论具体内容的过程。
历史和逻辑的统一
历史与逻辑相统一的方法要求，把对事物历史过程的考察与对事物内部逻辑的分析有机地结合起来。逻辑的分析应以历史的考察为基础，历史的考察应以逻辑的分析为依据，以达到客观、全面地揭示事物的本质及其规律的目的。
在思维中坚持历史与逻辑的统一，要求:
- (1)思维的逻辑进程与客观的历史进程相统一。事物的历史从哪里开始，思维的逻辑进程也应当从哪里开始;以历史起点为逻辑起点，以历史的进程为逻辑的进程，按照历史发展的必然性来具体地、历史地揭示事物的发展规律。
- (2)思维的逻辑进程与思维的历史进程相统一。思维的逻辑进程是对思维的历史进程的概括，而思维的历史进程是思维的逻辑进程的基础。思维的逻辑进程是以概括的形式再现思维的历史发展。
过程: 创新与批判
- 科学研究的过程重在创新，但是，创新本身不是目的，而是解决科学技术问题的必要条件。
- 科学研究的过程是解放思想与严谨求实的辩证统一。
思维的收敛性与发散性
- 发散思维特性是指从一个目标出发，沿着各种不同的途径去思考，探求多种答案的思维特性，与收敛思维特性相对。发散思维特性又称“放射思维”“求异思维”或“扩散思维”特性。
- 发散思维是创造性思维最重要的特点之一.。
- 收敛思维特性是使思维始终集中于同一方向，使思维条理化、简明化、逻辑化、规律化，收敛思维特性又称“聚合思维”“求同思维” 或“集中思维”特性。收敛思维志在取得结果。
- 只发散，不收敛，劳而无功;只收敛，不发散，难有创造。
思维的逻辑性与非逻辑性
创造性思维的逻辑性，是指创造性思维过程中包括演绎、类比推理、归纳等。在逻辑思维方面，类比推理在科学发现与创造方面的作用很大。
逻辑思维的特征
- 逻辑思维以语言为载体，基本单位是概念和命题，它们的语言对应物分别是语词和语句。逻辑思维过程表现为清晰、自觉的推理形式。
类比推理
- 类比推理。所谓类比推理，是根据两类对象之间在某些方面的类似或同一，推断它们在其他方面也可能类似或同一的逻辑思维方法。
溯因推理
从已知事实出发，依据推论者的背景知识，借助充分条件假言推理的肯定后件式，由后件出发过渡到前件的或然性推理。它最初由皮尔士所创，后又被汉森发展，下面是溯因推理形式:
- (1)某一令人惊异的现象P被观察到
- (2)若H是真的，则P理所当然地是可解释的
- (3)因此有理由认为H是真的
创造性思维的非逻辑性表现为对逻辑思维特征的否定，或者非符号化(例如形象思维)，或者无程序性(例如直觉思维)
创造性思维的非逻辑思维形式主要有:联想、想象、隐喻、灵感、直觉与顿悟等。
思维的批判性
- 思维的批判性，即以批判性思考的方式质疑和评估思考过程与结果。思维批判性正是怀疑主义的科学精神在科学思维中的体现。
- 批判性思考的最重要技巧之一，即提问探索性问题。
- 批判性思维的特征，就是努力认识到许多我们固有的观念都可能有错。
交叉与跨学科方法
- 所谓学科交叉方法，就是在面对同一研究对象时，以两门或两门以上的学科方法去思考和研究对象，从不同学科的角度进行对比研究的方法。
例如:超声波医学成像技术，仍然属于医学检验范畴。
- 所谓跨学科方法就是，跨越学科界限，通过多学科的协作共同解决同一问题的方法，跨学科也是一种多学科融合的方法，也可以称为多维融贯的方法。
例如:“非线性科学就是非线性科学，它不是数学，也不是力学。”
语言: 数学与系统方法
- 科学成果需要用语言来表达。
- 数学本身就是为了科学技术研究的需要而产生的。
- 在科学步入二十世纪后，为了满足科学研究的整体化转向的需求，系统科学方法应运而生。
数学方法
数学方法是指以数学为工具进行科学研究的方法，即用数学语言表达事物的状态、关系和过程，经推导、演算和分析，以形成解释、判断和预言的方法。
数学方法的特征:
- 高度的抽象性;
- 数学方法具有严密的逻辑性;
- 数学方法具有应用的广泛性。
数学方法在科学认识中的作用
- 为科学技术研究提供简洁精确的形式化语言;
- 为科学技术研究提供数量分析和计算的方法;
- 为科学研究提供逻辑推理的工具。
数学模型方法
数学模型是对于某个特定对象或一定问题，采用形式化数学语言来描述其特征及数量相依关系的一种数学结构，它是一组数学关系式或套具体的数学算法。
数学模型的类型:
- 确定性数学模型
- 随机性数学模型
- 模糊性数学模型
- 突变性数学模型
数学实验(计算机实验)方法
- 数学实验是把计算机技术和数学方法结合起来，在计算机上以数学方法设计实现的理想实验(思想实验)。数学实验方法将所要研究问题的数学模型，转换为能输入计算机进行数值运算的形式，或直接建立计算机仿真模型，在计算机上通过系统地变换参数作大量数值计算。
系统方法
系统方法是指20世纪40-90年代出现的系统科学所采用的一系列方法的总和，这些方法对于从横断方面抽象认识对象的物质结构、能量流动和信息传递有重要的作用。系统思维在当代社会与科学技术研究中变得越来越重要。
系统科学发展的三阶段
- 系统科学的出现: 40-60年代的形成和发展——系统科学的建立
- 60-70年代的发展: 自组织理论的建立，自组织理论很好地解释了系统演变的“历史性”。
- 80年代以来的发展: 走向综合
系统科学方法中的重要概念
整体性观念
- 传统的整体性观念:整体性指系统与环境之间在功能上的非加和性，即整体的功能大于部分功能之和。
从信息角度看整体与部分的关系
- 全息关系:整体等于部分
- 生物的全息性: DNA在生物个体中分布;
- 非生命事物的全息性的论证: 分形几何的自相似性;
- 社会的全息性: 文化基因的复制和传统的统摄作用。
整体性的新定义: 整体性就是系统特征信息时空分布的全息性或对称性。
- 此处的全息性是指信息分布于系统内所有组成单元;
- 这里的对称性指时空中分布的对称性。在系统的空间范围内，沿任一方向移动一个周期，信息结构保持不变;或者在时间上移动一个周期，信息结构保持不变。
信息概念:
- 本体论含义:事物运动的质的规定性。
- 方法论的含义:认识中不确定性的消除。
信息概论的科学意义:
- 否定广延量一统天下的格局;
- 为描述系统全面的描述事物的运动规律提供概念。
活动: 实验与应用
- 把科学研究看成人的实践活动来研究，而不是仅仅视为思想活动。马克思主义特别强调实践，科学实践是人类实践的重要内容之一。
- 科学观察实验和技术试验与应用是科学实践中重要形式。
科学观察与实验
观察: 是人们通过感官或借助定的科学仪器有目的、有计划地考察和描述客观对象的方法，是获得有关研究对象的感性材料，从而获取科学事实的重要手段之一。
实验的特性:
- 实验的内容是经验性的;
- 简化、纯化或强化研究对象;
- 实验在某种意义上必须具有首创性;
- 再现和重演自然过程;
- 实验具有可重复性;
- 实验总是存在误差。
实验在近现代科学中的意义
- 实验是科学的基本方法，标志着近代科学与古代科学的分离;
- 实验的对象是制造出来的;
- 实验是科学理论的物化或具体化。
技术实践: 试验与应用
- 技术试验的方法。技术试验是在应用研究或技术开发中，对技术思想、技术设计、技术成果进行探索、考察、检验的实践活动。它也是把技术设计、构思转化为物质对象的技术检验的实践活动。
- 技术试验大致有三种类型，实验室试验、中间试验和生产试验。
科学实验与技术试验的区别
- 科学实验是实验室中的过程，是在理想试验条件下进行的;而技术试验则要把所试验的对象放置到现实的情况下进行。
- 科学实验主要执行了认识世界的任务;而技术试验则主要执行了通过技术直接改变世界的职能。
- 科学实验主要是在实验中把自然对象纯化后，揭示在纯化条件下对象内部的因果关系以及变化机理;而技术试验在试验中是把对象置入复杂的、天然自然的情境中，考察人工自然物对象是否可以耐受天然环境和情境的考验。