科学认识的形成.pptVIP

2、科学实验在科学研究中的作用第一，简化和纯化研究对象第二、强化、激化研究对象，在极端的条件下揭示对象的本质和规律第三、使研究对象及其变化过程重复出现第四、模拟研究对象的运动过程，从而认识对象的本质第30页，共61页，星期日，2025年，2月5日第31页，共61页，星期日，2025年，2月5日3、模拟实验方法模拟实验是一种间接实验，即先设计出反映对象属性的模型，然后用实验手段作用于模型，通过模型实验了解原型的性质及其运动规律包括物理模拟、数学模拟和功能模拟。第32页，共61页，星期日，2025年，2月5日物理模拟：根据相似性理论，构造出与对象相似的物理模型，通过模型实验了解原型变化的物理过程第33页，共61页，星期日，2025年，2月5日数学模拟：在原型与模型具有数学相似性的基础上，通过计算机求解来研究对象性质的一种模拟方法功能模拟：以控制论为理论基础，以功能相似为目标的模拟实验，在现代科学技术中起着重要的作用第34页，共61页，星期日，2025年，2月5日三、观察实验中的重要认识论问题1、观察渗透理论在观察与理论的关系问题上，有两种对立的观点：“观察中性说”“观察渗透理论”。第35页，共61页，星期日，2025年，2月5日观察中性说：只有经过不带某种不带先验倾向的中性观察，才能使科学的经验基础变得牢固和可靠培根倡导独立于理论的纯粹观察，并认为只有经过这种纯粹的观察才可能进入理论阶段第36页，共61页，星期日，2025年，2月5日观察渗透理论：观察要受到观察者拥有的背景理论的支持和影响不同理论观点的人对同一观察对象可能会形成不同的观察结果汉森、波普尔、库恩等著名科学家否认有纯粹的中性观察存在，明确提出“观察渗透理论”第37页，共61页，星期日，2025年，2月5日从科学的发展过程来看，观察渗透理论更合理，更符合实际第38页，共61页，星期日，2025年，2月5日两可图第39页，共61页，星期日，2025年，2月5日氧气的发现第40页，共61页，星期日，2025年，2月5日2、微观领域中仪器的影响问题在经典物理学实验中，测量是对固有性质的记录，是可以精确测量的。在微观领域中，实验仪器对微观客体的“干扰”却不能忽略。德国物理学家海森堡提出的“测不准关系”表明，由于微观粒子的波粒二象性，原则上不可能同时精确地确定微观粒子的位置和动量。第41页，共61页，星期日，2025年，2月5日对微观粒子的观察仍然具有客观性，“测不准原理”没有否定微观领域中观察的客观性海森堡说：“测不准关系所讨论的是在量子理论中同时测量几个不同量的精确度问题，这一关系对单独测定位置或速度的精确性并无限制。”第42页，共61页，星期日，2025年，2月5日３、观察中的偶然性与机遇问题在科学实践活动中由于意外的事件导致科学上的新发现，称为机遇。机遇是相对于原来预定的研究计划和目的而言的，它最大的特点就是意外性。1960年诺贝尔生物医学奖得主、澳大利亚生物学家伯内特说：“在所有的科学领域中，比起逻辑推理和坚持不懈来，机遇和怀疑精神显得更为重要。…在生物学中，偶然发现有价值东西的才能总是发挥着重要作用。”第43页，共61页，星期日，2025年，2月5日第1页，共61页，星期日，2025年，2月5日科学认识的形成过程，是一个提出科学问题、获取科学事实、形成科学假说、创立科学理论的过程。本章主要讨论科学认识过程中科学问题的提出以及科学事实、科学定律和科学假说形成的方法论问题。第2页，共61页，星期日，2025年，2月5日第一节科学问题的提出一、科学问题是科学研究的起点1、科学问题的定义和结构科学问题科学问题是指一定时代的科学家在特定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尚未解决的问题。第3页，共61页，星期日，2025年，2月5日一个时代所提供的知识背景决定着科学问题的内涵深度和解答途径。第4页，共61页，星期日，2025年，2月5日科学问题的结构它包含：问题的指向（问题所涉及的研究对象）、研究的目标、求解的应答域。第5页，共61页，星期日，2025年，2月5日科学问题的分类“是什么”问题——如“原子是什么？”“遗传基因是什么？”这类问题要求对研究对象进行识别或判定。“为什么”问题——例如，“牛为什么有四个胃？”“苹果为什么会落地？”这类问题要求回答现象的原因或行为的目的，是一种寻求解释性的问题。“怎么样”问题——例如，“恒星是如何演化的？”“铁元素的原子量有多大？”这类问题要求描述研究对象的状态和过程，是一种描述性的问题