第四讲科学知识的构成剖析.ppt

第四讲 科学知识的构成 科学认识过程的成果是科学事实、科学定律、科学假说以及由逻辑推理和实验检验而建立起来的科学理论 内容提要 科学事实的获得与整理 科学实验中的经验与理性 事实与科学事实 事实：Thing/Fact 科学事实：特指某个单称命题，即通过观察、实验、测量等实践活动，借助于一定语言对特定事件、现象或过程的描述和判断。 科学事实一般可分为两类： 客体与仪器相互作用结果的表征，包括观测仪器上所记录和显示的数字。 对观察经验所得结果的陈述和判断。 科学事实的基本特征 个别性 重复性 精确性 科学观察和科学实验 获得科学事实的两种途径：科学观察和科学实验 观察：有目的有计划地感知和描述客观事物，获得感性材料的基本手段 科学观察：一般是在自然发生的条件和状态下对研究对象所进行的观察 可分为直接观察和间接观察 科学观察的基本特点 自然发生性 相对自主性和主动性 科学实验：人们根据一定的研究目的，利用科学仪器、设备，人为地控制或模拟自然现象，使自然过程或生产过程以纯粹、典型的形式表现出来，以便在有利的条件下进行观察和研究 科学实验的特性 可以简化和纯化研究对象 可以强化研究对象 可以使客体对象的属性及其变化过程重复出现 可以模拟研究对象的运动过程 实验方法的分类 按照检测手段的不同，可分为定性实验和定量实验 按照实验手段是否直接作用于研究对象，有直接实验和模拟实验的划分 模拟实验可划分为物理模拟、数学模拟和功能模拟 思考题：科学实验是否可以完全替代科学观察？ 科学观察和实验的基本作用 证明或反驳假说 如广义相对论的验证 提供新的事实材料 提示新的理论 贝克勒尔发现铀原子的放射性 科学事实的整理：归纳、演绎和类比 归纳方法 亚里士多德总结了两种归纳法：简单枚举归纳和直觉归纳 简单枚举归纳推理 人、马、骡子都是长寿的 人、马、骡子都是无胆汁的动物 所以,所有无胆汁的动物都是长寿的 S1是P 　　S2是P 　　…… 　　Sn是P 　　S1,S2,…,Sn是S类的部分对象,并且其中没有S不是P 　　所以,所有S是(或不是)P 哥德巴赫猜想： 17=3+3+11 　　41=11+13+17 　　77=7+17+53 　　461=5+7+449 所以，大于5的奇数可分解为三个素数之和 10=5+5 　　14=7+7 　　18=9+9 　　462=5+457 所以，所有大于4的偶数都可以分解为两个素数之和. 科学归纳推理 S1是P 　　S2是P 　　…… 　　Sn是P 　　S1,S2,…,Sn是S类的部分对象,其中没有Si(1≤i≤n)不是P ;并且科学研究表明,S和P之间有因果联系 　　所以,所有S都是P 金受热后体积膨胀; 　　银受热后体积膨胀; 　　铜受热后体积膨胀; 　　铁受热后体积膨胀; 　　因为金属受热后,分子的凝聚力减弱,分子运动加速,分子彼此距离加大,从而导致膨胀,而金,银,铜,铁都是金属; 　　所以,所有金属受热后体积都膨胀. 演绎推理 三段论： 所有的人都是要死的 苏格拉底是人 所以，苏格拉底是要死的 如果一个人感染了肺炎，他血液中的白血球数目就会增多。 约翰感染了肺炎 约翰血液中的白血球数目会增多 思考题：数学归纳法是归纳还是演绎？ 合情推理 A蕴含B B假 A假 如果一个人感染了肺炎，他血液中的白血球数目就会增多。 约翰血液中的白血球数目增多 约翰感染了肺炎？ 合情推理 A蕴含B B真 A更可靠 类比推理 A有a、b、c、d B有a、b、c 则B可能有d 案例：伽莫夫的宇宙膨胀假说 德布罗意提出了物质波假说 勒维列队“火神星”假说（类比推理的或然性） 讨论 科学观察和实验获得的科学事实是否具有客观性？ 内容提要 科学事实的获得与整理 科学实验中的经验与理性 为什么“观察渗透理论”? 第一，科学观察不仅是接受信息的过程，同时也是加工信息的过程。 第二，观察陈述时用科学语言表述出来的，通过语言，来自客体的信息被编码记载下来。但科学语言总是和特定的理论联系在一起。 第三，理论在观察中既起着“定向”作用，引导观察者有选择地接受外界信息，又起着“加工改造”作用，帮助观察者理解观察到的究竟是什么。 A与B不相容 B假 A更可靠 A与B不相容 B较不可靠 A稍更可靠 * 案例：错误百出的观察报告 在一次心理学会议上，会议室的门突然开了，冲进两个人，后面的人拿着枪追赶前面的人。两个人在会场混战一阵，突然一声枪响，两个人又一起冲了出去。整个过程只持续了20秒钟。会议主席请与会者马上写下现场目击情况。这个事件当然是预先安排的