第四章---科学抽象和科学思维.ppt

第四章 科学抽象和科学思维,第一节 科学抽象,一.科学抽象的含义及方法 二.科学抽象的过程 三.科学抽象的作用 四.科学抽象的成果一.科学抽象的含义科学抽象是指人们在理性思维中，透过事物的现象，抽取其本质属性的认识过程和方法 去粗取精 去伪存真 由此及彼 由表及里,二.科学抽象的过程科学抽象是由三个阶段和两次飞跃构成的辩证思维过程 1.第一个阶段是感性的具体 感觉→知觉→表象 特点：直观、形象、 生动、具体二.科学抽象的过程2.第二个阶段是从感性的具体到抽象的规定，这是科学抽象过程中的第一次飞跃 表象→部分和要素→质和量的规定性→抽象的规定 特点：基于分析的认识二.科学抽象的过程3.第三个阶段是从抽象的规定上升到思维中的具体，这是科学抽象过程中的第二次飞跃 抽象的规定→事物内在本质的综合性认识,三.科学抽象的作用1.帮助我们撇开次要过程、干扰因素和无关的内容 2.帮助我们区分事物的真相和假相 3.帮助我们将事物的各种属性和关系综合起来 4.帮助我们揭示事物的性质，使对事物的认识不断深化四.科学抽象的成果1.科学概念 ⑴科学概念的含义 科学概念是反映客观事物本质的思维形式，是科学研究的重要成果之一。

首先，科学概念是科学抽象的成果 其次，科学概念是一种具有普遍意义的思维形式四.科学抽象的成果⑵科学概念的基本特征 科学概念具有一般概念的共同属性： ①概念是主观和客观的辩证统一 ②概念是外延和内涵的辩证统一 ③概念是一般和个别的辩证统一 ④概念是灵活性和确定性的辩证统一四.科学抽象的成果与一般概念相比，科学概念有其更为严格的要求和鲜明的特征： ①科学概念的可确定性 科学概念在逻辑上具有明确的涵义 ②科学概念的可检验性 科学概念不仅要经得起逻辑上的论证与检验，而且要接受实践的检验四.科学抽象的成果③科学概念的可变动性 科学概念的内涵和外延随着科学认识的发展和研究的深入得到深化、扩充和修正四.科学抽象的成果2.科学符号 ⑴科学符号的含义 科学符号是对科学认识成果进行简约浓缩、记载存储、交流传播的基本工具，也是科学思维的基本工具 科学符号具有高度形式化的特点四.科学抽象的成果⑵语言符号与非语言符号 自然语言 语言符号 人工语言 象征符 非语言符号 信号符 肢体符,,,四.科学抽象的成果语言符号与非语言符号的区别： ①语言符号有强烈的形式化倾向，非语言符号则是“符号—功能体”。

②语言符号具有多义性，非语言符号具有专一性 ③语言符号属于初始符号体系，非语言符号则不具备上述功能 ④语言符号存在国家、地域和民族的差异性，非语言符号则具有较强的通用性四.科学抽象的成果⑶科学语言与形式化语言 自然语言 语言符号 科学语言 人工语言 形式化语言 ①科学语言是根据科学思维与表述的需要改造自然语言的产物四.科学抽象的成果科学语言的特点： ⅰ.对源于自然语言的专业词汇用明确的定义加以限制，使之具有科学的确定性 ⅱ.创造和引入与被表征对象关系比较确定的新词汇 ⅲ.采用强语法联结，使句子所表达的意义明确无误 ⅳ.引入表征符号关系的新符号，以增大信息密度四.科学抽象的成果②形式化语言是以数学和逻辑符号为蓝本而创造的人工语言 形式化语言的特点： ⅰ.首先，给出一些初始符号作为“字母”，分别代表初始概念和逻辑关系 ⅱ.然后，规定形成规则，使符合规则的符号系列可以“识读” ⅲ.最后，规定变形规则，使对符号的操作运演符合“推理规则”四.科学抽象的成果典型的形式化语言——计算机语言四.科学抽象的成果3.思想模型 思想模型是人们为便于对客观事物进行研究而建立的一种对原型高度抽象化的思想客体。

思想模型定义中包含了四个要素： 以科学研究为目的，以原型为基础和依据， 以科学抽象为手段，以思想客体为产物四.科学抽象的成果思想模型在科学研究中的应用非常广泛四.科学抽象的成果思想模型具有多方面的认识功能 ①解释功能 ②判据功能 ③预见功能 克里克的妻子 奥黛尔画的DNA,第二节 科学思维的逻辑方法,一.分析和综合 二.归纳和演绎 三.公理化方法 四.类比方法一.分析和综合1.分析方法 分析是在思维中把客观对象的整体分解为各个部分、各个要素并分别加以认识的思维方法一.分析和综合根据客观对象性质和研究目标的不同，可将分析方法分为以下几种类型： ⑴定性分析 ⑵定量分析 ⑶因果分析 ⑷动态分析 ⑸可逆分析 ⑹矛盾分析,一.分析和综合对事物的分析，可以借助实验分析的方法为思维分析提供感性材料和客观依据，也可以运用抽象思维进行分析 分析方法着重于部分或要素，如果只停留在分析阶段，人们的认识就会陷入孤立、静止和片面看问题的形而上学的泥潭一.分析和综合2.综合方法 综合是在分析的基础上把对客观对象的 各个部分、各个要素的认识有机地联结起来， 形成统一的整体认识的思维方法。

一.分析和综合运用综合方法应坚持以下原则： ⑴综合是从矛盾的总体上认识对象多种规定的统一性 ⑵综合要把决定事物发展方向和整体本质的最主要的因素抽取出来，作为整体联系的逻辑起点 ⑶综合要找出事物内部要素如何相互作用而形成整体效应一.分析和综合综合是思维过程中最富有创造性的方法 “阿波罗”登月飞船,一.分析和综合3.分析与综合的辩证关系 ⑴分析和综合是相互依存的 ⑵分析和综合在一定条件下是可以相互转化的二.归纳和演绎1.归纳方法 归纳是从个别或特殊的事物中概括出一类事物的共同本质或普遍规律的方法二.归纳和演绎归纳法根据所概括的对象是否完全，可以分为完全归纳法和不完全归纳法 ⑴完全归纳法 完全归纳法是在考察了某类事物的全部对象以后，发现每一对象皆具有某种属性，从而概括出该类事物全部对象都具有该属性的一种逻辑方法二.归纳和演绎⑵不完全归纳法 不完全归纳法是根据某类事物的部分对象具有某种属性而推论出该类事物的所有对象都具有某种属性的逻辑方法 简单枚举法 不完全归纳法 科学归纳法 统计推理,,二.归纳和演绎①简单枚举法 简单枚举法是在列举了某类事物的部分对象具有某种属性且没有发现反例的情况下，推出该类事物的所有对象都具有某种属性。

二.归纳和演绎②科学归纳法 求同法 求异法 科学归纳法 共变法 剩余法 求同差异共用法,,二.归纳和演绎ⅰ.求同法：如果被研究对象a分别在不同的场合中出现，但每一个场合只有一个情况相同，由此可以判明这个情况与被研究对象有关 场合 不同情况 被研究对象 1 A，B，C a，b，c 2 A，D，E a，d，e 3 A，F，G a，f，g —————————————— 所以A是a的原因,二.归纳和演绎ⅱ.求异法：如果被研究对象a在第一个场合中出现，在第二个场合中不出现，而这两个场合只有一个情况不同，由此可以判明这个情况与研究对象有关 场合 不同情况 被研究对象 1 A，B，C a，b，c 2 B，C b，c —————————————— 所以A是a的原因,二.归纳和演绎ⅲ.共变法：如果在所有考察场合中，某一情况发生变化，被研究对象也随之发生变化，由此可判明某一情况与研究对象有关 场合 不同情况 被研究对象 1 A1，B，C a1，b，c 2 A2，B，C a2，b，c 3 A3，B，C a3，b，c ——————————————— 所以A是a的原因,二.归纳和演绎。

ⅳ.剩余法：如果得知被研究的某一复合现象是由一组条件引起的，把其中已经判明因果联系的部分减去，那么，可以判明两个剩余部分之间有关 场合 A，B，C引起 a，b，c 已知 B，C是 b，c的原因 ———————————————— 所以A是a的原因,二.归纳和演绎③统计推理 统计推理是用随机样本的属性来对样本所属的总体的属性进行预测或推断 统计推理是或然性推理的精确化形式二.归纳和演绎2.演绎方法 演绎是通过一般认识个别的思维方法它是以一般原理为前提推出关于个别事物结论的逻辑思维方法 演绎推理是前提与结论之间有蕴含关系的必然性推理二.归纳和演绎演绎推理最常用的是三段论式 三段论推理是由两个包含着一共同项的直言判断作出的推理 其中包含着共同项的第一个直言判断叫大前提，第二个直言判断叫小前提，推出的新的直言判断叫结论 结论中的主项称为小项（用P来表示），谓项称为大项（用S来表示），结论中没有但两个前提共有的项称为中项（用M来表示）二.归纳和演绎演绎推理的公式及例证如下： M是S 太阳系里的行星（M）都是 以椭圆轨道公转的（S） P是M 天王星（P）是太阳系里的 行星（M） 所以 P是S 天王星（P）是以椭圆轨道 公转的（S）,二.归纳和演绎。

3.归纳和演绎的辩证关系 培根倡导归纳法 笛卡尔倡导演绎法,,二.归纳和演绎无论是归纳还是演绎，都不可能成为科学发现的唯一的或占统治地位的形式因为： ⑴两者在科学认识中都有自己的特定功能 ⑵两者是科学认识过程中的不同阶段 ⑶两者的推理形式及结论的性质不同 ⑷两者的前提和结论断定的范围不同 ⑸两者的先天缺陷不同二.归纳和演绎归纳和演绎是对同一客观事物个性和共性之间对立统一关系的反映 演绎必须以归纳为基础，归纳必须以演绎为指导此外，归纳的结论正确与否，必须由演绎加以订正、补充和检验，否则归纳的结论是无法确定的三.公理化方法公理化方法是一种从少数几个基本概念、公理或公设出发，通过演绎推理，逻辑地得出一系列推论，从而建立整个理论体系的方法三.公理化方法希尔伯特提出了公理化方法的一般原则： 1.无矛盾性 2.完备性 3.独立性四.类比方法类比方法是根据两个或两类对象之间在某些方面的类似或同一，推断它们在其他方面也可能类似或同一的或然逻辑推理方法 其逻辑公式是： A有属性a、b、c、d B有属性a、b、c —————————— 则B也可能有属性d,四.类比方法类比是从已知跳跃到未知的有效的推理方法，但也是或然性推理方法。

类比推理的思维过程，其基本环节是联想和比较联想是非逻辑方法，比较是逻辑方法 类比结论的可靠程度，取决于相同或相似属性与推出属性间的相关程度四.类比方法类比推理的客观基础是事物之间的相似性和差异性 卢瑟福 玻尔,四.类比方法类比方法的作用： 1.类比方法在科学研究中，具有开拓思想、提供线索、解释外推、触类旁通的功能 2.类比是提出科学假说的重要途径；也是设计实验，尤其是模拟实验的逻辑基础；还是在学术著作中阐明科学见解的有效手段第三节 科学思维的非逻辑方法,一.形象思维 二.直觉思维 左右脑交互控制对侧肢体,一.形象思维1.形象思维及其特点 ⑴形象思维是人们利用所获得的有关事物的经验表象，在思维中形成视觉形象，以反映客观事物的思维活动形式一.形象思维盖天说” 天圆如张盖 地方如棋局,一.形象思维⑵形象思维的特点： ①直观性强 ②概括性强 ③使用方便 左撇子更富于形象思维,一.形象思维2.形象思维的主要方式 形象思维的主要活动方式是想象想象是对头脑中已知事物的形象（表象）材料进行改造、加工、重组而创造出新的形象的一种思维活动一.形象思维形象性和创造性是科学想象的本质特征。

一.形象思维水的分子结构 DNA双螺旋结构 地球的内部结构,一.形象。