科学抽象方法.doc

学院讲课用2009-6-11科学抽象方法主要内容一、科学抽象的作用和基础二、科学抽象的过程三、科学抽象的形式目的与要求通过学习科学抽象方法，了解科学研究过程的重要环节——科学抽象的基础和意义，重点是掌握科学抽象的过程，熟悉科学抽象的基本形式结合所学专业课程，思考怎样加工和整理科学事实，使科学认识不断深化思考题 1.结合所学过的课程，论述科学抽象的基础和意义2.举例说明科学抽象的过程以及应注意的问题著名科学家门捷列夫的体会：“单是事实的收集，哪怕收集得非常广泛；单是事实的积累，哪怕积累得毫无遗漏，都不能使你获得掌握科学的方法，不能向你提供进一步成功的保证，甚至还不能使你有权按照科学这个名词的高级意义来把它叫做科学一、科学抽象的作用和基础1.什么科学抽象？我们学习过许多自然科学的理论或规律，如达尔文的生物进化论，开普勒的天体运行规律、牛顿的力学三定律和万有引力定律等这些规律是怎么形成的呢？你也许会说科学家研究出来的是的，没错，这当然是科学家研究出来的那么怎么研究的呢？通过科学观察、科学实验，来搜集科学事实资料，就能发现这些规律吗？不能，搜集事实资料的经验活动是必不可少，但又是远远不够的这些事实资料只是产生科学理论和科学规律的必要前提和基础，事物的本质和规律是以隐蔽的形式蕴含在这些资料中，只有对这些资料进行思维加工，才能从中提炼出事物的本质和规律，这个思维加工，提炼事物的本质和规律的过程，就是科学抽象。

抽象”一词，来源于希腊文abstraction”是排除、抽出、提取等意思科学抽象方法，就是人们运用思维的能力，透过事物的各种现象，抽取出事物的本质属性及其发展规律的过程和方法科学抽象就是在思维中对同类事物去除其现象的、次要的方面，抽取其共同的、主要的方面，从而做到从个别中把握一般，从现象中把握本质的认知过程和思维方法把握客观对象的本质形成概念和理论是科学认识过程的一个重要环节2.科学抽象的作用：丹麦天文学家布拉赫·第谷是一位非常出色的天文观察家他三十多年如一日地进行天文观察，积累了十分丰富的资料，相当准确地测定了行星的位置，纠正了原有星表中一系列错误，成了当时著名的“星学之父”他长于观察，但短于思维，因而未能从浩繁的观察资料中发现天体运行的规律有幸的是，在第谷逝世前一年，即1600年，他招来了德国年青的天文学家开普勒当助手，使他的未竟事业得以完成就观察才华来说，开普勒不如他的老师但就抽象思维而论，则“青出于蓝而胜于蓝”师徒二者，相辅相成，相得益彰1601年，第谷去世，全部珍贵的天文观察资料都留给了开普勒开普勒以此为基础，充分发挥他理论思维的能力和数学才能，终于在1609至1619年间，总结出行星运动三大定律（即：（1）行星沿椭圆轨道绕太阳运行，太阳位于椭圆的一个焦点上；（2）行星和太阳之间所连的直线在相等时间内扫过椭圆的面积相等；（3）行星绕太阳运行一周所需时间的平方，与其和太阳的平均距离的立方成正比），初步揭开了行星运动之谜，被誉为天空的立法者，为后来牛顿进一步总结出万有引力定律奠定了重要的基础。

开普勒的惊人成就生动地说明，科学抽象、理论思维在科学研究中何等重要！观察实验和抽象思维是科学研究的两大武器，缺一来可，只有把两者有机地结合起来，才能导致重大的科学发现 “玉不琢，不成器”价值连城的美玉固然需要精心雕琢，就连制造一个最普通的螺丝钉，也要对原材料进行一系列加工，舍掉其中多余的东西，才能制成合格的产品科学发现是精神产品，和物质产品相似，也要经过加工过程这种加工不是在工厂里进行，而是在脑子里进行的人的头脑好比一个加工厂，科学事实好比原材料，其生产成品就是科学发现可见，科学抽象就是在人的头脑里对丰富的科学事实进行“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的改造制作过程，亦即逻辑加工过程人们对事物本质的认识是通过一系列的抽象来完成的科学抽象在科学研究中的作用主要体现在以下几方面：（1）科学抽象可以帮助我们区分事物的真象和假象，撇开事物外部的非本质的联系，揭示出事物内部的本质联系，达到对事物的规律性的认识就事物的现象和事物的本质的关系而言，由于假象会掩盖事物的本质，常常使人们产生错误的联想，把外在的、非本质的联系误认为是本质联系因此，科学抽象的一个重要方面就是要对现象进行分析和鉴别，撇开和排除那些外在的、非本质的联系，揭示其本质的联系。

2）科学抽象可以帮助我们区分基础的东西和派生的东西，由表及里，揭示事物的性质，使对事物的认识不断深化自然界客观事物的本质是多层次的，具有众多的属性和关系，当它们反映在经验认识中时，没有科学抽象是不可能显示出来哪些是基础的东西，哪些是由这些基础派生出来的东西一般来说，派生的东西可以或者比较容易为感性认识直接把握，而基础的东西则比较隐蔽，没有科学抽象，并借助理性思维，是无法认识到的3）科学抽象可以撇开与当前考察无关的内容，抛开次要过程和干扰因素，使人们在理论思维中，从纯粹的形态上考察事物的运动过程客观事物常常是相当复杂的，其内部过程并不纯粹和单一，因此，事物的本质常常为纷繁复杂的现象所掩盖，使其面貌变得模糊不清这就要求我们有条件地撇开与当前考察无关的内容，抛开次要过程和干扰因素，把事物的自然状态即具体而复杂的表象形态变成比较纯粹的形态，让其主要的基本的过程充分暴露出来，再予以精细的研究总之，科学抽象的作用，就是抓住事物的本质和规律，由此形成系统化的知识3.科学抽象的基础——实践科学抽象不同于荒诞的玄想，必须以实践为基础 第一，科学抽象的原材料来自于实践科学抽象作为理性思维的过程和方法，并不是空洞地毫无根据地自由想象，它必须有一定的思维素材，即科学抽象的原材料。

这些原材料是如何获取的呢？就是通过实践，包括观察、实验、考察、调查和生产实践等实践形式只有通过实践，才能获得关于研究对象的丰富资料，才能进行科学抽象一切科学抽象出来的科学概念或者科学理论，都来源于通过实践所收集到确实可靠的科学事实材料如19世纪中叶德国的细胞病理学家威尔啸，在细胞学说的启发下，观察了许多疾病的微观病理变化，获得了大量的关于疾病形态变化的资料，通过对这些资料的分析、综合，他得出了“细胞的改变或细胞的功能障碍，是一切疾病的基础”的新见解，建立了以生理和病理组织学为基础的细胞病理学理论可见，离开了实践，就无从获取感性材料，没有感性材料，就无法进行科学抽象因此，实践是科学抽象的基础要在通过实践获得的原材料的基础上，进行科学抽象，还要求这些原材料是客观、全面、系统和典型的所谓客观，就是指了解事物的现象要真实、可靠，不是道听途说、凭空想象甚至从错觉中取得的材料；所谓全面，就是要求所获得的事实材料是十分丰富完整的，不能只看到一两个现象就急于作出结论；所谓系统，就对事物运动变化的过程有一个自始至终的了解，一时的现象是无法判断事物的规律性的，而且，还要深入到事物的不同层次，了解各层次之间的相互关系；所谓典型，就是要从那些有代表性的事件、现象或过程中收集资料。

当然这里的客观、全面、系统和典型都只能是相对的，绝对的客观、全面、系统和典型是做不到的第二， 如何进行科学抽象也取决于实践的需要 进行科学抽象时，应该抽取什么，舍弃什么，并不是主观随意的，而是要根据客观实践的需要例如在空气动力学中，在不同的情况下采用的空气模型也不相同当飞行器做低速运动时，可以把空气的粘滞性和可压缩性忽略；当考虑机翼的边界层时，就不能把空气的粘滞性舍去，但仍可以把可压缩性舍去；而当飞行器作声速运动时，空气的粘滞性和可压缩性都不能忽略由此可见，科学抽象单靠思维的判断和推理是不够的，如何进行科学抽象，还必须由实践来决定不根据具体实践的具体需要，任意取舍研究对象，必然会受到实践过程的报复总之，科学抽象必须在实践的基础上才能进行，没有实践提供的原材料，没有具体实践的具体要求，就无法进行科学抽象二、科学抽象的过程科学抽象以实践为基础，表现在科学抽象的过程中，科学抽象抽取事物本质和规律的作用，也要通过科学抽象的过程才能实现科学抽象过程有哪些步骤呢？简单地说，科学抽象过程由三个环节构成的两个阶段来完成1．感性具体——抽象规定 这是科学抽象的第一个阶段，这里包括两个环节什么是感性具体呢？所谓感性具体是指人们在实践中获取的关于客观事物的现象，反映在人们的思维中所形成的生动的、直观的具体表象。

感性具体是科学认识的初步成果，是人类认识的一种朴素功能，也是科学抽象的出发点它的特点是形象、直观、具体但是，它对客观事物的认识，还没有把握住内在的、本质的规定性因此，依据感性具体往往不能对客观事物作出清晰、深刻、准确和具体的说明比如人们对于疾病的认识，最初的时候认为，发烧、疼痛、不舒服、劳动能力丧失等等，就是疾病这是对疾病的认识所形成的感性具体，这种认识是直观的、形象的、具体的但是，依据这样一种认识，还不能够说明机体为什么会产生这样的症状和体征，即不能解释事物的现象产生的原因，而这正是感性具体的不足因此，为了获得真正的科学知识，认识就不能停留在感性具体这个环节上，必须从感性具体上升到抽象的规定，实现具体向抽象的飞跃，这就进入了科学抽象的第二个环节：抽象规定什么是抽象规定呢？所谓抽象规定是指思维从大量的经验材料中抽取出事物各个必然的、本质的因素，达到对事物某个方面的本质属性的认识由感性具体到抽象规定，是科学抽象过程中的第一次飞跃，在这个过程中要使用许多逻辑方法，其中主要是分析方法其过程是通过思维中的分析活动，把作为整体存在的事物分解为各个部分，分别加以研究首先，要鉴别真象和假象，排除假象，把握真象；其次是要在把握真象的基础上，去掉那些偶然的、次要的、可有可无的和简单重复的材料，选取那些能反映该事物与其他事物相区别的，最能表现该事物本质属性的科学事实，并从中抽象出该事物不同侧面的本质属性，即抽象规定，从而实现从具体到抽象的飞跃。

通过这次认识上的飞跃，使人们的认识向理性认识深入了，与事物的本质接近了但是，每一个抽象规定，只能解释事物某一个方面或某几个方面的现象，不能解释客观事物的全部表现，因此，抽象规定对事物的认识还不够深刻，还只是一些零碎的、片断的、不完整的认识如人们对疾病本质的认识，随着生产实践和实验医学的发展，人们逐步把对疾病直观形象的认识，分解为各个部分、各个环节，分别加以深入研究如器官病理变化的发现，使人们认为疾病的本质是器官病理变化的结果；细胞病理变化的发现，使人们认为疾病的本质是细胞病理变化的结果，后者比前者的认识就更深入了一步而病原微生物的发现，使人们认识到了传染性疾病的本质是微生物的入侵引起的异常生命过程；免疫学则说明只有机体的自我防御能力低下时，病原体才能侵入机体而致病；等等这些都是关于疾病认识的抽象规定，与感性具体相比，这些认识无疑是一种认识上的飞跃但是，这些认识只是从不同的侧面对疾病本质的反映，每一种认识只能解释一个方面的疾病表现，不能够解释所有的疾病表现如免疫病理学就不能解释自身免疫性疾病是如何发生的，等等如果认识仅仅停留在这个环节上，甚至把它绝对化、片面加以夸大，就可能走向以个别代替一般，以局部代替整体的歧途，而错过发现真理的机会。

因此，要全面认识疾病的本质，还需要医学继续深入地进行研究，特别是进行综合性的研究，这样就进入了科学抽象的第二个阶段，从抽象规定到思维中的具体2 抽象规定——思维具体思维具体是科学抽象过程中的第三个环节，其含义是指按照事物本身的固有层次和转化关系，把事物的全部联系在思维中完整地复制出来，形成对客观事物统一的、整体的认识这一认识的形成，实现了从抽象规定向思维具体的飞跃，这是科学抽象过程中的第二次飞跃在这次飞跃过程中也要使用许多逻辑方法，但其中主要是综合方法即通过思维中的综合活动，把对事物不同侧面的。