北京科技大学自然辨证法.pptVIP

* * * * 参考书 刘大椿. 科学技术哲学导论. 北京：中国人民大学出版社，2000. 孙小礼主编. 自然辩证法通论 方法卷. 北京：中国高等教育出版社. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 3、科学事实在科学认识中的作用 科学事实是形成科学概念、科学定律和科学原理，建立科学理论的基础。 黑体幅射、固体比热、光电效应——量子理论 贝纳德花样、化学振荡、激光——自组织理论 科学事实是对科学假说和科学理论进行评价的基本手段。 假说和理论的有效性必须通过与科学事实相比较 * 二、 观察方法 观察是一种获取科学事实的方法。 天文观察：日食、月食、彗星（哈雷）、行星（开普勒）、河外星系的红移（哈勃）等天文现象； 地理观察：如徐霞客（游记），极地探险； 生物观察：从蝌蚪到青蛙；从受精卵到胎儿； 王阳明“格”竹子；竺可桢《中国近五千年气候变迁的初步研究》 1、定义 人们通过感官或借助科学仪器，有目的的、有计划的感知处于自然状态下的对象，以获取科学事实的一种研究方法。 * * 2、观察分类 直接观察：凭借感官直接进行的观察 感知范围极有限（可见光390~750纳米波，可闻声20~20000赫兹频率） 精度低? 观察速度受限：高速或低速变化人无法感知 感官错觉：温水实验 间接观察：引入仪器 * 3、观察方法的作用 1 为科学研究打下坚实的基础。通过观察“拿证据来”。如达尔文与生物进化论；竺可桢与物候学；开普勒与行星运动三大定律 2 充当检验假说、发展理论的重要手段。 如相对论中的“光线弯曲”（1919年日食观察时得到证实）；大爆炸理论中的哈勃红移（哈勃已观察到）、3K背景辐射（BELL实验室的科学家已观察到）、反物质（丁肇中阿尔法粒子磁谱仪，在搜寻中） * 三、实验方法 历史上若干著名的实验： Michelson-Morley 实验 关于以太漂移的实验 Millikan油滴实验 测定电子的电荷 Hertz验证电磁波的实验 Miller模拟实验：原始大气—生物小分子 Recombinant DNA（H.Boyer and S. Cohen, 1973） 克隆羊（1997年） * 1、定义 实验是人们根据一定的科研目的，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、研究的一种方法。 * 2、实验的分类 直接实验 模拟实验 实验者 实验手段 实验对象 实验者 实验工具 实验模型 客观原型 2、分类 根据实验结果性质：定性实验，定量实验，结构分析实验； 根据实验功能：析因实验，对照（双盲）实验，判决实验。 * * （3）判决性实验 假定关于同一个科学实验存在着两个（或更多）相互竞争的科学理论或假说Ｈ1和Ｈ２，它们几乎同样地经受住了以往的实验检验。这时候，如果能给出某种新的实验检验，对于这一检验，假说Ｈ１和Ｈ２分别作出相反的预言Ｅ和非Ｅ，如果这一实验检验结果肯定了预测Ｅ（同时否定了非Ｅ），那么就可以对两个相互竞争的实验加以裁决：认为第一个假说Ｈ１得到了决定性的支持或确认，而第二个假说Ｈ２也就被否决了。 * 例如1850年傅科实验肯定了光的波动说而否定了光的微粒说，1919年爱丁顿对日全蚀的观测结果与牛顿力学的推论相悖，而与广义相对论的预言一致，被认为是对广义相对论的验证。 但由于现代物理学的发展，特别是光电效应和光子的发现，使人们对判决性实验的作用发生怀疑。有人据此否认判决性实验的存在，如奎因（更早有杜恒的预言）发现，科学一旦碰到反例，就会通过调整理论系统的某一部分而保留另外的部分。另外的学者坚持判决性实验的存在，如吴健雄实验对宇宙守恒与不守恒的判决性作用。 * 判决性实验的争论，表明观察和实验对理论的检验有确定性和不确定性的两面。 在特定条件下可以重复的科学观察和实验总是具体的和确定的，它在支持一个假说的同时，又能为证伪一个假说提供支持条件。 由于实验技术和相关的科学理论都在发展，已有的实验结果可能被否定或作出新的解释，又由于理论本身是有结构和相互联系的，因此很难判定假说的哪一部分有错误。 从根本上讲，理论和假说的检验是一个历史过程，并不是一次实验或观察就可以完成的。 * 3、实验方法的作用 简化和纯化研究对象； 强化和激化研究对象； 再现、加速、延缓或模拟变化过程 居维叶：“观察者听命于自然界，而实验者则质问自然界，并迫使自然界坦露她的奥秘”。 (1)简化和纯化研究对象 实验可以利用各种手段，把所研究的对象从复杂的联系中分离出来，排除次要的、偶然的和附属的因素，使事物现象的发展变化以简化的、纯粹状态显现出来。 - 为检验电磁相互作用、弱相互作用和强相