第四讲科学技术方法论.ppt

2、系统思维方法 系统科学是探索系统的存在方式和运动变化规律的学科，是对系统本质的正确反映和真理性认识的知识体系。 它已形成一个学科群：系统论、信息论、控制论、耗散结构理论、协同学、突变理论、超循环理论、混沌理论、非线性科学、复杂性理论等。 系统思维方法是指系统论方法、控制论方法和信息论方法，以及在此基础上发展起来的自组织理论（耗散结构理论、协同学理论和超循环理论等）的方法。 第三十页，共六十页，2022年，8月28日 一般系统论是奥地利生物学家贝塔朗菲创立的，其思想源于解释生命现象的有机论观点。 系统论方法是把研究对象看成系统，从系统整体出发，辩证地处理整体与部分、结构与功能、系统与环境、功能与目标之间的关系，以实现系统整体最优化的方法。 系统论方法应用的原则：既使整体最优，又不使部分损失过大。 系统分析与系统综合。 第三十一页，共六十页，2022年，8月28日 控制论是1948年美国数学家维纳创立的。 它是研究在动物和机器中通讯和控制的理论。 控制论方法是以任何系统的功能行为为目标，通过功能模拟方法、黑箱方法和反馈方法的综合应用，使系统减熵增序，实现控制，以达到系统目标最优化的方法。 第三十二页，共六十页，2022年，8月28日 信息论是1948年美国数学家申农人创立的。 信息论方法是指运用信息的概念，把系统的运动变化过程抽象为信息的流程，通过对信息的流程的分析和处理，求得对系统规律性的认识的一种系统科学方法。 它以信息的运动作为分析和处理问题的基础。 第三十三页，共六十页，2022年，8月28日 耗散结构方法 耗散结构理论是比利时的普利高津在1969年提出的。 耗散结构方法是研究一切不同质的系统如何从无序走向有序，进而产生耗散结构，使系统具有自组织功能的方法。 应用耗散结构方法的原则： 开放性原则、非平衡原则、非线性原则、涨落原则。 第三十四页，共六十页，2022年，8月28日 协同学方法 协同学是德国的物理学家赫尔曼·哈肯在20世纪70年代初提出的。 协同学方法是以定性与定量相结合的方式，从度上把握系统如何相干协同，表现自组织问题的一般方法。 第三十五页，共六十页，2022年，8月28日 超循环方法 超循环理论是德国的艾根于20世纪70年代初提出的。 超循环：循环的循环或高等循环。 在一个反应系列中，如果每一个中间物都是一个自复制单元，同时又能为下一个中间物的复制提供催化支持，便形成了一个超循环。 超循环方法是指运用超循环的概念来分析和解决问题的方法。 第三十六页，共六十页，2022年，8月28日 四、科学技术活动的方法 一、科学认识的形成与方法 二、科学理论的创立与评价 三、技术认识与技术方法 第三十七页，共六十页，2022年，8月28日 一、科学认识的形成与方法 1、科学问题如何提出？ 科学研究的起点：提出科学问题 科学问题是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未解决的矛盾。 爱因斯坦指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。” 第三十八页，共六十页，2022年，8月28日 科学问题的主要来源—— （1）从新经验事实的解释中提出； （2）从科技的空白区和结合部中提出； （3）从新事实与旧理论的冲突中提出； （4）从相互并存的多种假说中提出； （5）从科学理论内部的逻辑矛盾中提出； （6）从不同学科理论观点之间的矛盾中提出； （7）从追求理论的普适性和逻辑简单性中提出； （8）从证实假说或事实的可靠性中提出； （9）从某一学科的概念、理论和方法向其他领域移植中提出； （10）从科学理论和方法的推广和应用中提出； （11）从社会需要与生产实践中提出。 第三十九页，共六十页，2022年，8月28日 科学问题：常规问题和反常问题、事实问题和理论问题—— 常规问题是在常规科学时期提出的有待解决的疑难问题，与现有科学理论的基本概念和基本原理不发生根本性的冲突。可以作为事实问题和理论问题处理。 反常问题是在科学革命时期提出的、已有理论无法解决的疑难问题，它是拒斥原有科学理论的框架而提出的，与现有科学理论的基本概念和基本原理有明显不同或尖锐对立。 反常问题的解决意味着一场科学理论革命。 第四十页，共六十页，2022年，8月28日 科学问题的转换—— 常规问题与反常问题之间的转换，事实问题与理论问题之间的转换。 科学问题的逆向转换、互补转换、发散转换、立体转换等。 “如何使贱金属变成贵金属？” “能使贱金属变成贵金属吗？” “光是波还是粒子？” “光不能既是波又是粒子吗？” “脚气病是由哪些细菌引起的？” “为什么食用精白米的人容易得脚气病？” 第四十一页，共六十页，2022年，8月28日 科研选题在科研中的作用—— 科研选题是形成、选择和确定科研课题