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    自然辩证法第二编(1)_图文

    自然辩证法第二编(1)_图文

    科学观与科学方法论( 第二编 科学观与科学方法论(一)
    一、科学的本质、科学知识的构成 科学的本质、 二、科学认识的形成

    三、科学理论的创立 四、科学理论的评价?#22270;?#39564; 五、科学理论的发展
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    一、科学的本质、科学知识的构成 科学的本质、
    (一)科学的本质 1.科学的涵义 科学的涵义 2.科学的本质属性 科学的本质属性 3.科学划界的标准 科学划界的标准 (二)科学知识的构成 1.科学事实 科学事实 3.科学假说 科学假说 2.科学定律 科学定律 4.科学理论 科学理论

    (三)科学的价值与精神
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    (一)科学的本质
    1.科学的涵义 科学的涵义
    1)“科学”的本意 ) 科学” 2)马克思的“科学” )马克思的“科学” 3)关于“科学”的现代观点 )关于“科学” 4)自然科学与其他社会意识形式的主要区别 )

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    1)“科学”的本意 ) 科学”
    Science源于古拉丁语Scientia 最初的涵义是“ Science源于古拉丁语Scientia,最初的涵义是“知 源于古拉丁语Scientia, 学问” Science在17世纪出现于法国 19世 世纪出现于法国, 识”和“学问”。Science在17世纪出现于法国,19世 纪?#20064;?#21494;出现于英国。 纪?#20064;?#21494;出现于英国。 “科学家 ( scientist ) ” 是 1838 年在英国提出的 , 科学家( scientist) 1838年在英国提出的 年在英国提出的, 科学家 最初的涵义是指缺乏正规训练或者与研究机构并不密 但在科学上很有能力的人。 20世纪以来才用以专 切 , 但在科学上很有能力的人 。 20 世纪以来才用以专 门指以科学为职业的人。 门指以科学为职业的人。 19世纪下半叶 , 19 世纪下半叶, 日本明治维新时代启蒙思想家福泽瑜 世纪下半叶 1844~1901)首次把Science译为“科学” Science译为 吉(1844~1901)首次把Science译为“科学”(?#32622;?#21035;类 ?#21491;?#30740;究的学问——“科”即“品类”、“等?#19969;保?品类” 等?#19969;??#21491;?#30740;究的学问 科 1893年 康?#24418;?#26368;早将“科学”引进中国。 1893年,康?#24418;?#26368;早将“科学”引进中国。
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    2)马克思的“科学” )马克思的“科学”
    科学和工业是“ ⑴ 科学和工业是“人对自然界的理论关系和 实践关系” 实践关系”。 科学是一种社会的、精神生产领域的劳动。 ⑵ 科学是一种社会的、精神生产领域的劳动。 ⑶ 科学是生产力。 科学是生产力。 科学既是观念的财富?#36136;?#23454;际的财富。 ⑷ 科学既是观念的财富?#36136;?#23454;际的财富。

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    3)关于“科学”的现代观点 )关于“科学”
    ① 关于客观世界的知识体系以及有效地获取 这种知识并?#21491;?#31995;统化的方式。 这种知识并?#21491;?#31995;统化的方式。 ②科学是一种驾驭自然的力量。 科学是一种驾驭自然的力量。 ③科学是一种社会建制,一种专门职业。 科学是一种社会建制,一种专门职业。 ④科学是一种文化。 科学是一种文化。 ⑤科学是一种方法。 科学是一种方法。

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    4)自然科学与其他社会意识形式的主要区别 )
    广义的科学包括自然科学、 人文科学、 广义的科学 包括自然科学、人文科学 、 社会 包括自然科学 科学和思维科学。 科学和思维科学。 狭义的科学仅指自然科学 且不包括技术。 仅指自然科学, 狭义的科学仅指自然科学,且不包括技术。 自然科学是以自然界( 包括人工自然 ) 为研 自然科学 是以自然界(包括人工自然) 是以自然界 究对象的科学,是研究自然界物质的形态、 究对象的科学 , 是研究自然界物质的形态 、 结 性质和运动规律的科学。 构 、 性质和运动规律的科学 。 其目的在于认识 自然规律,为人类正确改造自然开辟道路。 自然规律 , 为人类正确改造自然开辟道路 。 最 终成果是关于自然的系统化、理论化的知识。 终成果是关于自然的系统化、理论化的知识。

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    4)自然科学与其他社会意识形式的主要区别 )
    ①科学是知识形态的生产力 马克思的“科学是生产力”有两种涵义 有两种涵义: 马克思的“科学是生产力 有两种涵义: 其一,是指科学?#24418;?#36827;入生产过程时, 其一 , 是指科学?#24418;?#36827;入生产过程时 , 它是知 识形态的生产力,这时候它固定在机器体系中, 识形态的生产力 , 这时候它固定在机器体系中 , 知识?#22270;?#33021;的积累, 是 “ 知识?#22270;?#33021;的积累 , 社会智慧的一般生产力 的积累”,是一般生产力。 的积累” 一般生产力。 其二,是指科学并入生产过程时, 其二,是指科学并入生产过程时,通过劳动者的 劳动技能、劳动者对劳动工具和劳动对象的运用, 劳动技能、劳动者对劳动工具和劳动对象的运用, 通过管理在生产结构中发挥作用, 通过管理在生产结构中发挥作用,直接转化为社会 生产力。科学是社会发展的动力。 生产力。科学是社会发展的动力。
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    4)自然科学与其他社会意识形式的主要区别 ) ②科学是特殊的社会意识形式 自然科学虽然也是社会意识形式, 自然科学虽然也是社会意识形式,但是它并不 依赖于特定的经济基础的上层建筑, 依赖于特定的经济基础的上层建筑,只要是经 实践检验证明为真理的科学知识,就是客观的, 实践检验证明为真理的科学知识,就是客观的, 就具有直接的继承性和相对的稳定性。 就具有直接的继承性和相对的稳定性。 即使在?#20934;?#31038;会中科学没有?#20934;?#24615;。 即使在?#20934;?#31038;会中科学没有?#20934;?#24615;。

    2.科学的本质属性(从认识论和方法论的角度) 科学的本质属性( 认识论和方法论的角度) 科学的本质属性 的角度
    1)客观真理性 ) 2)可检验性 ) 3)系统性 ) 4)主体际性 ) 科学是组织起来的系统化的知识; 科学是组织起来的系统化的知识 ; 科学知识包含 相互联系的经验知识和理论知识。 相互联系的经验知识和理论知识。 科学知识作为社会意识形式应当被不同认识主体所 理解, 接受不同认识主体的实验检验, 理解 , 接受不同认识主体的实验检验 , 并在主体间畅 通地讨论、交流。 通地讨论、交流。
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    3.科学划界的标准 科学划界的标准
    逻辑经验主义观点 批判理性主义观点 辩证唯物主义观点

    科学历史主义观点 科学实在论的多元观点

    逻辑经验主义观点
    以经验为根据,以逻辑为工具,进行推理,用概 率论来修正结论。认为有意义的命题才是科学的 命题,否则就是非科学命题。

    批判理性主义观点
    认为科学的理论或者命题具有普遍性,不可能被 经验证实,而只能证伪,因为经验总是个别的, 所以可被证伪的理论或命题才是科学的。

    科学历史主义观点
    认为科学是一种社会事业,它与社会的其他精神 活动形式存在着多方面的联系和相互作用,因此 科学与非科学之间不存在绝对?#32622;?#30340;界限。

    科学实在论的多元观点
    给出科学知识领域的12个条件,任何不满足这12 个条件的知识领域都是非科学的;任何一个本身 不是科学的知识领域都可称为伪科学。

    辩证唯物主义观点

    可检验性是科学区别于伪科学的根本标准。 不可检验性和伪装性是伪科学的基本特征。 如封建迷信,伪科学骗术等。

    (二)科学知识的构成
    科学作为认识活动的成果即科学知识,包括科 科学作为认识活动的成果即科学知识,包括科 科学知识 学事实、科学定律、科学假说、科学理论。 学事实、科学定律、科学假说、科学理论。

    1.科学事实 科学事实
    1)科学事实的概念 ) 2)科学事实的特点 ) 3)科学事实在科学认识中有极其重要的作用 )

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    1)科学事实的概念 )
    科学事实: 科学事实 : 科学认识主体对客观存在的个别 事物(事件、现象、过程、关?#26723;齲?事物 ( 事件 、 现象 、 过程 、 关?#26723;?) 的真实描 述和判断。其逻辑形式是单称命题。 述和判断。

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    单称命题: 单称命题:
    一个完整的命题必由主项,谓项,量词和判断词四部分构成。 一个完整的命题必由主项,谓项,量词和判断词四部分构成。 主项 四部分构成 例如命题“所有实数的绝对值都是正数” 例如命题“所有实数的绝对值都是正数”。 命题的分类:根据量词的不同, 命题的分类:根据量词的不同, 量词的不同 命题可分为单称命题、特称命题和全称命题。 命题可分为单称命题、特称命题和全称命题。 单称命题 单称命题的主项是单独的个体,如“3是正数?#26412;?#26159;单称命题。 是正数” 单称命题的主项是单独的个体, 的主项是单独的个体 是正数 就是单称命题。 全称命题的主项是对象的全体, 所有整数都是有理数” 全称命题的主项是对象的全体, “所有整数都是有理数”。 的主项是对象的全体 特称命题的主项是对象的一部分, 特称命题的主项是对象的一部分,如“有的实数的平方不是正 的主项是对象的一部分 数?#26412;?#26159;特称命题。 就是特称命题。

    2)科学事实的特点 )
    ①具有可重复性 ②渗透着理论 ③比较系统 ④有相对独立性 原有事实未必被更新的理论?#21697;?原有事实未必被更新的理论?#21697;?br />
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    3)科学事实在科学认识中有极其重要的作用 )
    ⑴科学实事是形成科学新概念、科学定律、科学 科学实事是形成科学新概念、科学定律、 假说,建立科学新理论的基础。 假说,建立科学新理论的基础。 ⑵ 科学事实是确证或反驳科学 假说和科学理论的 科学事实是确证或反驳科学假说和科学理论的 基本手段和依据。是推进科学进步的动力之一。 基本手段和依据。是推进科学进步的动力之一。 科学事实属于经验, ⑵ 科学事实属于经验 , 是关于事物或现象的表面的 认识。 认识 。 而事物的本质或规律必须靠理论思维和实践 检验来把握。 检验来把握。
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    2.科学定律 科学定律
    1)科学定律的定义 ) 2)科学定律的主要特征 ) 3)科学定律的作用 )

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    1)科学定律的定义 )
    ?#20174;?#33258;然界事物、 ?#20174;?#33258;然界事物 、 现象之间的必然性关系的 科学命题。通常是全称命题。可分为经验定律 全称命题 科学命题 。 通常是 全称 命题 。 可分为 经验定律 和理论定律。 理论定律。
    借助归纳法从科学事实概括出来的反应事物或现象之间的某 种联系,具有描述性、直接实验性,与观察、实验直接相关。 种联系,具有描述性、直接实验性,与观察、实验直接相关。 具有直接可判定或测量的经验内容。 具有直接可判定或测量的经验内容。 借助想象、?#26412;酢?#28789;感等得出的对客体本质的更深刻?#20174;常?借助想象、?#26412;酢?#28789;感等得出的对客体本质的更深刻?#20174;常?#20855; 有更大的普遍性。它不是直接源于经验概括, 有更大的普遍性。它不是直接源于经验概括,其中的抽象概念也 不能从经验中导出。 不能从经验中导出。

    经验定律和理论定律的获取的途径是从科学 事实到科学定律认识飞跃的两条一般途?#19969;?事实到科学定律认识飞跃的两条一般途?#19969;?br />22

    2)科学定律的主要特征 )
    ⑴绝对真理和相对真理的辩证统一 一方面科学定律作为自然规律的?#20174;?#32463;过了一定的观 察和实验的检验,有绝对真理的成分, 察和实验的检验,有绝对真理的成分,另一方面科学 定律只是对自然规律的近似的?#20174;常?#21448;具有历史性、 定律只是对自然规律的近似的?#20174;常?#21448;具有历史性、 相对性, 相对性,因此是绝对真理与相对真理的辩证统一 ⑵具有简明性 科学认识的成果用数学符号来表述, 科学认识的成果用数学符号来表述,所以科学定 律尤其是物理学的定律,通常都是用数学公式、 律尤其是物理学的定律,通常都是用数学公式、 数学方程及其他符号公式表示。 数学方程及其他符号公式表示。 如:F=ma2,E=mc2。
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    3)科学定律的作用 )
    ⑴揭示了事物的本质和规律 ⑵有助于科学概念和科学理论的形成 有助于科学概念和科学理论的形成 ⑶是科学解释和预测的有效工具

    科学概念的形成可以通过经验定律的 提出或发现来完成, 提出或发现来完成 , 科学定律也是明确 科学概念的一种有效手段;科学概念和 科学概念的一种有效手段; 科学定律是科学理论构成的基础。 科学定律是科学理论构成的基础。
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    3.科学假说 科学假说
    1)科学假说及其构成和形式 ) 2)科学假说的基本特性 ) 3)科学假说在科学思维和研究中有重要作用 )

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    1)科学假说及其构成和形式 )
    科学假说: 科学假说 : 根据已经有的科学事实和科学原 理 , 对所研究的自然现象及其规律性提出的一 假定性的推测和说明, 种 假定性的推测和说明 , 是自然科学理论思维 的一种重要形式。 的一种重要形式。 被广泛地运用于各门自然科学。 被广泛地运用于各门自然科学。

    26

    构成假说的基本要素: 构成假说的基本要素:
    ①事实基础, 事实基础, ②背景理论(包括推理规则), 背景理论(包括推理规则) ③对现象、本质的猜测, 对现象、本质的猜测, ④推演出的预言和预见。 推演出的预言和预见。

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    科学假说的主要形式
    模型(如分子、原子、原子?#22235;?#22411;) 模型(如分子、原子、原子?#22235;?#22411;), 概念(如质点、 概念(如质点、场、量子等), 量子等) 知识形态的假定性理论(如太阳系起源学说等) 知识形态的假定性理论(如太阳系起源学说等)。

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    2)科学假说的基本特性 )
    ⑴ 科学性与猜测性的统一 ⑵ 抽象性与形象性的统一 ⑶ 多样性与易变性的统一

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    3)科学假说在科学思维和研究中有重要作用 )
    ⑴是形成和发展科学理论的必然途?#19969;?是形成和发展科学理论的必然途?#19969;?当新发现的事实不能用原来的理论来说明时 就需要提出假说。提出的假说通过实践检验, 就需要提出假说。提出的假说通过实践检验,被 证实或证伪,被修正或被取代。 证实或证伪,被修正或被取代。自然科学就是沿 着问题—假说—理论—新问题—新假说— 着问题—假说—理论—新问题—新假说—新理论 的途径,不?#31995;?#21521;前发展。 的途径,不?#31995;?#21521;前发展。 ⑶激发创造性思维的媒介 不同假说的“争鸣”有利于科学的发展, ⑷ 不同假说的 “ 争鸣 ” 有利于科学的发展 , 有利于更全面、 有利于更全面、更深刻地揭示事物的本质
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    4.科学理论 科学理论
    1)科学理论的概念 ) 2)科学理论的基本特性 )

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    1)科学理论的概念 )
    科学理论: 科学理论:经过实验检验的系统化了的科学知识 体系,由科学概念、原理以及由这些概念、 体系,由科学概念、原理以及由这些概念、原理推 演出来的逻辑结论(具体的规律和预见)组成。 演出来的逻辑结论(具体的规律和预见)组成。

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    2)科学理论的基本特性 )
    ⑴客观真理性 ⑵全面系统性 ⑶逻辑完备性 ⑷科学预见性

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    科学知识体?#30340;?#22312;的辩证关系
    科学事实、科学定律、科学假说、科学理论构成一个 科学事实、科学定律、科学假说、科学理论构成一个 完整的科学知识体系,它们之间的辩证关?#24403;?#29616;在: 完整的科学知识体系,它们之间的辩证关?#24403;?#29616;在: 第一,科学实事是科学知识体系的出发点和归宿。 第一,科学实事是科学知识体系的出发点和归宿。 第二,科学定律是构成科学理论的基础。 第二,科学定律是构成科学理论的基础。 第三,科学假说是科学理论的过渡形式。 第三,科学假说是科学理论的过渡形式。 第四,科学理论是科学成果的系统体现。 第四,科学理论是科学成果的系统体现。

    (三)科学的价值与精神
    1.科学的价值 科学的价值 1)价值与科学价值 ) 2)西方的科学价值观 ) 2.科学的精神 科学的精神

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    1.科学的价值 科学的价值
    1)价值与科学价值 ) 价值:马克思说:“‘价值’ 价值:马克思说:“‘价值’这个普遍概念是 价值 从人们?#28304;?#28385;足他?#20999;?#35201;的外界物的关系中产 生的” 其本?#35797;?#19982;同人的需要有关。 生的” 。其本?#35797;?#19982;同人的需要有关。 科学的价值:科学(的属性) 科学的价值 : 科学 ( 的属性 ) 同满足?#36136;?#30340; 人的某?#20013;?#35201;的一种关系。 人的某?#20013;?#35201;的一种关系。 科学的价值既存在于科学的内在属性中, 科学的价值既存在于科学的内在属性中 , 也 存在于科学与社会的相互关系中。 因此, 存在于科学与社会的相互关系中 。 因此 , 包括 科学的内在价值” 科学的社会价值 社会价值” “科学的内在价值”和“科学的社会价值”。
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    科学的内在价值:求真、 科学的内在价值 : 求真 、 客观与人文关怀的 科学精神;怀疑、批判与创新的科学思想; 科学精神 ; 怀疑 、 批判与创新的科学思想 ; 从 实际出发、实事求是的科学方法。 实际出发 、 实事求是的科学方法 。 这是科学文 化的核心。 化的核心。 科学的社会价值:对社会的作用和意义。 科学的社会价值:对社会的作用和意义。 ①物质价值和精神价值。 物质价值和精神价值。 ②对物质文明的发展有巨大促进作用。 对物质文明的发展有巨大促进作用。 ③推动人类精神文明的进步。 推动人类精神文明的进步。

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    1.科学的价值 科学的价值
    2)西方的科学价值观 ) ⑴科学价值中立说: 科学价值中立说: 科学本身不包含价值的成份,“价值无涉”。 科学本身不包含价值的成份, 价值无涉” ⑵科学负荷价值说: 科学负荷价值说: 科学是负载价值的,是事实判断?#22270;?#20540;判断的统一。 科学是负载价值的,是事实判断?#22270;?#20540;判断的统一。

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    2.科学的精神 科学的精神
    科学价值的核心是科学精神, 科学价值的核心是 科学精神,?#21019;?#31185;学研究 科学精神 的过程和成果中显示出来的科学本身独有的一 精神气质,以及与之相应的科学思想、 种 精神气质 , 以及与之相应的科学思想 、 科学 方法。 方法。 默顿提出的科学共同体的四种基本 规范或精神气质: 普遍主义( 规范或精神气质 : ① 普遍主义 ( 普遍 公有主义( 公有性) 性 ) , ② 公有主义 ( 公有性 ) , ③ 不 谋私利精神, 有条理( 有根据) 谋私利精神 , ④ 有条理 ( 有根据 ) 的 怀疑精神。 怀疑精神。
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    科学精神的主要内涵: 科学精神的主要内涵:
    ⑴求真务实精神 ⑵有条理的怀疑精神 ⑶开拓创新精神

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    二、科学认识的形成
    科学认识及其一般程序 (一)科学问题的提出 (二)科学事实的获取:观察和实验 科学事实的获取: (三)科学假说的形成

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    科学认识及其一般程序
    科学认识(或研究) 科学认识(或研究)

    人们在实践( 主要是生产实践、 医疗实践、 人们在实践 ( 主要是生产实践 、 医疗实践 、 科学 实验)中对自然系统和自然界演化过程的?#20174;场?实验)中对自然系统和自然界演化过程的?#20174;场?br />
    42

    科学认识的一般程序: 科学认识的一般程序:
    1)选题; 选题; 2)获取科学事实; )获取科学事实; 3)进行思维加工,形成科学假说; )进行思维加工,形成科学假说; 4)验证; )验证; 5)建立理论体系。 )建立理论体系。

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    (一)科学问题的提出
    1.科学问题是科学研究的起点 科学问题是科学研究的起点 1)科学研究从问题开始 ) 2)科学问题的主要来源 ) 2.科学研究选题及其步骤和基本原则 科学研究选题及其步骤和基本原则 1)科研选题 ) 2)科研选题的步骤 ) 3)选题的基本原则 )
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    两种不同的观点

    在科学研究或认识的起点问题上有两种不同的观点: 在科学研究或认识的起点问题上有两种不同的观点: (如培根Francis Bacon (1561~1626)等人所主 如培根 等人所主 张的)归纳主义的科学方法论认为 认为, 张的 ) 归纳主义的科学方法论 认为 , 科学研究 是从观察和搜集材料开始的, 是从观察和搜集材料开始的 , 然后经过归纳上 升到理论 证伪主义者波普尔(Karl Raimund Popper, 证伪主义者波普尔 , 1902~1994)则明确提出 : 科学研究 ( 或认识 ) 则明确提出: 则明确提出 科学研究( 或认识) 始于问题而不是观察(科学发展的四阶?#25991;?#24335;: 始于问题而不是观察( 科学发展的四阶?#25991;?#24335; : P1 ( 问 题 ) → TT ( 提 出 试 探 性 的 理 论 ) → EE 消除可能的错误) 新的问题) (消除可能的错误)→P2(新的问题)
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    1.科学问题是科学研究的起点 科学问题是科学研究的起点
    1)科学研究从问题开始 ) 科学问题: 科学问题 : 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与科学实践 中需要解决而?#27835;?#35299;决的矛盾。 中需要解决而?#27835;?#35299;决的矛盾。 一定时代的知识背景决定着一个问题是否有 科学价值(是否是科学问题) 科学价值 ( 是否是科学问题 ) 以及科学问题的 内涵深?#21462;?内涵深?#21462;?br />46

    从结构看, 科学问题包含问题的指向 问题的指向( 从结构看 , 科学问题包含 问题的指向 ( 问题所涉 目标、 及的研究对象) 研究的目标 求解的应答域。 及的研究对象)、研究的目标、求解的应答域。

    在问题的论述中所确定的域限, 在问题的论述中所确定的域限, 并假定所提出的问题的解必定在这 个域限之中。 个域限之中。

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    依据知识背景的不同, 科学问题可以分为常 依据知识背景的不同 , 科学问题可以分为 常 规问题和反常问题、事实问题和理论问题等 规问题和反常问题、事实问题和理论问题等。
    常规问题通过核实纠正观察事实的 报告来解决疑难, 报告来解决疑难,从事实的描述上 解决问题,即作为实事问题处理。 解决问题,即作为实事问题处理。

    是在已有的科学理论的概念框架下 提出的, 提出的,与现有理论的基本概念和 基本原理不发生根本性的冲突, 基本原理不发生根本性的冲突,问 题的解决将使一直理论更加充实、 题的解决将使一直理论更加充实、 完善和系统化。 完善和系统化。

    常规问题通过调整解释事实的理论 来解决疑难,对理论解释提出质疑, 来解决疑难,对理论解释提出质疑, 即作为理论问题处理。 即作为理论问题处理。

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    提出)问题是科学研究或科学认识的首要的、 (提出)问题是科学研究或科学认识的首要的、 具有战略意义的一步: 具有战略意义的一步: 爱因?#22266;梗?提出一个问题 问题往往比解决一个问题 爱因?#22266;?: “ 提出一个 问题 往往比解决一个问题 更重要。因为解决问题也许仅仅是一个数学上或实 更重要。 验上的技能而已,而提出新的问题、新的可能性, 验上的技能而已 , 而提出新的问题 、 新的可能性, ?#26377;?#30340;角度去?#21019;?#26087;的问题, ?#26377;?#30340;角度去?#21019;?#26087;的问题 , 却需要有创造性的想 象力,而且标志着科学的真正进步。” 象力,而且标志着科学的真正进步。 问题引导着科学研究或科学认识的整个过程 引导着科学研究或科学认识的整个过程—— ①问题引导着科学研究或科学认识的整个过程 问题既是旧理论的终点,也是新理论的起点。 问题既是旧理论的终点,也是新理论的起点。 人们总是以问题 问题为框架和指导有选择地搜集事 ② 人们总是以 问题 为框架和指导有选择地搜集事 实材料的。 实材料的。
    49

    2)科学问题的主要来源 )
    ⑴从寻求事实之间的联系提出问题。 从寻求事实之间的联系提出问题。 ⑵从科学实践与科学理论的矛盾中产生问题。 从科学实践与科学理论的矛盾中产生问题。
    例: “?#24418;?#23376;假说”

    ⑶从科学理论内部的(逻辑)矛盾中产生问题 从科学理论内部的(逻辑)
    例:罗素悖论。 罗素悖论。

    ⑷不同科学学派和科学理论之间矛盾所产生的科学 问题。 问题。例:非平衡态热力学的产生 ⑸从社会需要与现有的生产技术手段不能满足 这?#20013;?#35201;的矛盾中产生问题。 这?#20013;?#35201;的矛盾中产生问题。例:杂交水稻研究
    50

    2.科学研究选题及其步骤和基本原则 科学研究选题及其步骤和基本原则 1)科研选题 ) 2)选题的基本原则 ) 3)科研选题的步骤 )

    1)科研选题 )
    形成、 选择和确定所要研究和解决的课题 形成 、 ( 为实现某个特定的目标所需要研究的一个或 一组科学问题) 一组科学问题)。 选题的重要性: 选题的重要性 : 科研选题是科学研究的起始步 是科学研究的重要组成部分。 骤 , 是科学研究的重要组成部分 。 它关?#26723;?#31185;研 的方向、 目标和内容, 的方向 、 目标和内容 , 直接影响科研的途径和方 决定着科研成果的水平、价值和发展前途。 法,决定着科研成果的水平、价值和发展前途。 在科学研究中,最困难的、 在科学研究中 , 最困难的 、 最需要?#37117;?#21331;识 就是选好课题。 的,就是选好课题。
    52

    2)选题的基本原则 )
    ⑴创造性原则(创新性原则); 创造性原则(创新性原则); ⑵科学性原则; 科学性原则; ?#24378;尚?#24615;原则; ?#23578;?#24615;原则; ⑷需要性原则(或价值原则)。 需要性原则(或价值原则)。 选题要有以上这些原则, 选题要有以上这些原则 , 选题的困难也在于 这些原则——这些原则的矛盾与兼顾。 这些原则的矛盾与兼顾。 这些原则 这些原则的矛盾与兼顾

    53

    3)科研选题的步骤 )
    了解前人的工作和?#36136;?#30340;需要, ⑴ 了解前人的工作和?#36136;?#30340;需要 , 进行大量 的文献调研和实际考察,初步选出课题。 的文献调研和实际考察,初步选出课题。 对初选的课题进行初步论证, ⑵ 对初选的课题进行初步论证 , 即进行?#23578;?性?#27835;觥?性?#27835;觥?评议和确定课题。提出选题报告, ⑶ 评议和确定课题 。 提出选题报告 , 经 ( 同行 专家)评议,选出最佳课题。 专家)评议,选出最佳课题。

    54

    (二)科学事实的获取:观察和实验 科学事实的获取:
    观察和实验是获取科学事实的基本方法。 观察和实验是获取科学事实的基本方法。 1.科学观察 科学观察 2.科学实验 科学实验 3.观察实验中的重要认识论问题 观察实验中的重要认识论问题

    55

    1.科学观察 科学观察

    科学观察

    在一定理论思维指导下, 在一定理论思维指导下 , 通过感官或借助科 学仪器,在自然发生的条件下有目的、 学仪器 , 在自然发生的条件下有目的 、 有计划 地感知研究对象, 地感知研究对象,以获取科学事实。 分为直接观察?#22270;?#25509;观察(通过仪器等) 分为直接观察?#22270;?#25509;观察(通过仪器等) 。 直接观察 后者能提供更准确的观测结果。 后者能提供更准确的观测结果。

    56

    1)科学观察在科学研究中具有重要作用 )
    获取科学事实的一种重要手段: ⑴ 获取科学事实的一种重要手段 : 为科学假 说的提出和科学理论的形成提供第一手原始材 料;为验证科学假说和理论提供事实根据。 ⑵可导致新的技术发明。 导致新的技术发明。

    57

    2)观察的基本原则(教材105页) )观察的基本原则(教材 页
    ⑴客观性原则 ⑵全面性原则 具体要求 (3)典型性原则

    排除感官产生的错觉;排出先入之见; 排除感官产生的错觉;排出先入之见;注意每 一个细节;注意新的现象; 一个细节;注意新的现象;是观察具有可重复 及时作出准确的记录。 性;及时作出准确的记录。
    58

    2.科学实验 科学实验

    科学实验

    根据一定的科学研究目的、 根据一定的科学研究目的 、 运用一定的物质 手段、 手段 、 在人为控制或变革客观事物的条件下获 得科学事实。 实验是在人为控制条件下观察客体的 实验是在 人为控制条件下观察客体的, 因此 人为控制条件 下观察客体的, 比观察能获得更精确可靠的科学事实。 比观察能获得更精确可靠的科学事实。

    59

    1)根据不同的标准可对实验作不同的分类: )根据不同的标准可对实验作不同的分类:
    依据测量手段的不同,可将实验分为定性 ⑴ 依据测量手段的不同 , 可将实验分为 定性 实验与定量实验。 实验与定量实验。 依据实验手段是否直接作用于实验对象, ⑵ 依据实验手段是否直接作用于实验对象 , 可将实验分为直接实验与模拟实验 可将实验分为直接实验与模拟实验。 依据实验的直接目的的不同, 目的的不同 ⑶ 依据实验的直接 目的 的不同 , 可将实验分 为探索性实验、验证性实验、析因实验、 为探索性实验 、 验证性实验 、 析因实验 、 对照 实验、判决性实验等。 实验、判决性实验等。

    60

    2)科学实验在科学技术研究中的作用 )
    ⑴简化和纯化研究对象。 简化和纯化研究对象。 强化、激化研究对象, ⑵ 强化 、激化研究对象 , 在极端条件下揭示 对象的本质和规律。 对象的本质和规律。 再现、加速或延缓、 ⑶ 再现 、加速或延缓 、 模拟研究对象及其变 化过程。 化过程。 ⑷一种经济可靠的认识和变革自然的方法。 一种经济可靠的认识和变革自然的方法。

    61

    科学实验的上述特点与作用, 科学实验的上述特点与作用 , 使它逐步发展成 为一个相对独立的社会实践领域。 在其中, 为一个 相对独立的社会实践领域。在其中 , 实 相对独立的社会实践领域 验手段、 验手段 、 实验装备同实验工作者及其所用的实 验方法一样对科技的发展起着重大作用, 验方法一样对科技的发展起着重大作用 , 它们 的革新也有可能带来科学上的重大进步。

    62

    3)模拟实验方法(参考教材127页) )模拟实验方法(参考教材 页

    模拟实验中的实物模拟
    一种间接实验, 一种间接实验 , 即先设计出?#20174;?#23545;象属性的模 型 , 然后用实验手段作用于模型,通过模型实 然后用实验手段作用于模型, 验了解原型(对象)的性质及其运动规律, 验了解原型 ( 对象 ) 的性质及其运动规律 , 包 括物理模拟、化学模拟、生物模拟、 括物理模拟 、 化学模拟 、 生物模拟 、 数学模拟 和功能模拟。 和功能模拟。

    63

    模拟试验中的数学模型
    通过建立和研究客观对象的数学模型来揭示 通过建立和研究客观对象的 数学模型来揭示 数学模型 对象本质特征和变化规律。 对象本质特征和变化规律。 以原型的数学形式相似为基础的模型( 以原型的数学形式相似为基础的模型(对研 究对象的数量关系、 究对象的数量关系、逻辑关系和空间关系的模 最重要的思想模型。 拟)。(最重要的思想模型。) 在自然界中, 在自然界中 , 许多不同质的系统在数学形式 上具有相似性。例如:磁路和电路。 上具有相似性。例如:磁路和电路。 这种统一性为数学模拟提供了客观基础。 这种统一性为数学模拟提供了客观基础。
    64

    从广义上说,一切数学概念、数学理论体系, 从广义上说,一切数学概念、数学理论体系,各种 数学公式以及由公式系列构成的算法系统等, 数学公式以及由公式系列构成的算法系统等,都可 称为数学模型。 称为数学模型。 数学模型 狭义的数学模型专指?#20999;┓从程?#23450;问题或特定事物 狭义的数学模型专指?#20999;┓从程?#23450;问题或特定事物 系统的数学关系结构, 系统的数学关系结构,具体表现为一组数学关系 (如:一个或一组数学方程、一个或一组函数、一 一个或一组数学方程、一个或一组函数、 些几何图形和逻辑关系)或一套具体的算法。 些几何图形和逻辑关系)或一套具体的算法。

    65

    数学模拟的一般步骤: 数学模拟的一般步骤:
    抽取数量关系, ① 抽取数量关系 , 用数学语言表述所要研究 的问题,建立数学模型; 的问题,建立数学模型; ②对数学模型求解; 对数学模型求解; 对数学模型解做出解释和评价, ③ 对数学模型解做出解释和评价 , 形成对实 际问题的判断或预见。 际问题的判断或预见。

    66

    计算机仿真模型
    数学模型多数要依?#26723;?#23376;计算机来求解, 数学模型多数要依?#26723;?#23376;计算机来求解 , 因 此它常常被计算机仿真模型取代。 此它常常被计算机仿真模型取代 。 仿真模型将 原型的数学模型转变成能在计算机上运行的仿 真模型;变出仿真程序, 真模型 ; 变出仿真程序 , 运行仿真模型进行试 验观察;?#27835;?#23454;验结果,对原型做出评价。 验观察;?#27835;?#23454;验结果,对原型做出评价。 仿真模型的内容由数学模?#36884;?#23450;, 数学模?#36884;?#23450; 仿真模型的内容由数学模?#36884;?#23450;,但通过运 行仿真模型发?#36136;?#23398;模型的错误是, 行仿真模型发?#36136;?#23398;模型的错误是,也可以修 改数学模型,它们两者之间是互动的。 改数学模型,它们两者之间是互动的。
    67

    计算机仿真?#29616;?#27169;拟实验, 计算机仿真 ?#29616;?#27169;拟实验,可以在更为理想的 ?#29616;?#27169;拟实验 条件下进行,在实验因素和条件的选择、 条件下进行 , 在实验因素和条件的选择 、 控制 以及对结果的检验、评估、 以及对结果的检验 、 评估 、 验证等诸多方面都 有明显优势, 有明显优势 , 因而越来越多的实验正被数学实 验所取代。 验所取代。

    68

    3.观察实验中的重要认识论问题 观察实验中的重要认识论问题
    1)“理论渗透观察”问题 ) 理论渗透观察” 2)微观领域中仪器的影响问题 ) 3)观察中的偶然性与机遇问题 )

    69

    1)“理论渗透观察”问题 ) 理论渗透观察”
    在观察与理论的关系问题上, 在观察与理论的关系问题上 , 有两种对立的观 中性观察” 观点和“ 理论渗透观察” 观点。 点 : “ 中性观察 ” 观点和 “ 理论渗透观察 ” 观点 。 归纳主义者倡?#32423;?#31435;于理论的?#30475;?#30340; 培根以来的归纳主义 培根以来的归纳主义者倡?#32423;?#31435;于理论的?#30475;?#30340; 观察(中性观察) 观察(中性观察),并认为只有经过这种?#30475;?#30340;观 察才能进入形成理论的阶段。 察才能进入形成理论的阶段。 惠威尔、波普尔、?#33655;?惠威尔 、 波普尔 、 ?#33655;?、 库恩等则否认有?#30475;?#30340; 中性观察存在,明确提出“理论渗透观察” 中性观察存在 , 明确提出 “ 理论渗透观察 ” ( “ 观 察渗透着理论” 察渗透着理论”)。
    70

    观察渗透着理论”的观点更合理, “ 观察渗透着理论 ” 的观点更合理 , 也更合乎实际。 也更合乎实际。
    观察不仅是(有选择地)接受信息的过程, ①观察不仅是( 有选择地 ) 接受信息的过程 , 同时也是(有意识、有目的地)加工信息的过 同时也是( 有意识、 有目的地) 程; ② 观察?#29575;?#24635;是用科学语言表述出来的,而 观察?#29575;?#24635;是用科学语言表述出来的, 科学预言总与特定的科学理论联系着。 科学预言总与特定的科学理论联系着。

    71

    理论在观察中起着“定向” 理论在观察中起着 “定向 ” 或“ 导向 ”作用 , 导向”作用, 引导观察者有选择地接受客体信息, 引导观察者有选择地接受客体信息 , 又起着 加工改造”作用, “ 加工改造 ” 作用 , 帮助观察者理解观察到的 是什?#30784;?是什?#30784;?爱因?#22266;梗骸?#26159;理论决定我们能够 爱因?#22266;梗?观察到的东西” 只有理论, 观察到的东西”,“只有理论,即只 有关于自然规律的知识, 有关于自然规律的知识,才能使我们 从感觉印象推论出基本现象” 从感觉印象推论出基本现象”。

    72

    3)观察中的偶然性与机遇问题 )
    意外的偶然发现有可能加快研究进程而达到 意外的偶然发现有 可能加快研究进程而达到 可能加快研究进程 预期的目的,也有可能改变原来的研究方向和 预期的目的 , 也有 可能改变原来的研究方向和 目的,而导致新的、更重大的科学发现。 目的,而导致新的、更重大的科学发现。 在科学实践过程中由于意外的事件导致科学 上的新发现,称为机遇 机遇。 上的新发现 , 称为 机遇 。 机遇是相对于原来预 定的研?#32771;?#21010;和目的而言的, 定的研?#32771;?#21010;和目的而言的 , 它的最大特点就 意外性。 是意外性。

    73

    能否抓住机遇并做出新的重大的发现主要取 决于: 决于: 科学认识主体?#28304;?#26426;遇的态度, ① 科学认识主体?#28304;?#26426;遇的态度 , 而后者又 取决于他对偶然性与必然性及其关系的理解。 取决于他对偶然性与必然性及其关系的理解。 ② 科学认识主体是否有必要的及时发现问题 的认识能力上的准备。 的认识能力上的准备。 巴斯德说: 在观察的领域里, 巴斯德说:“在观察的领域里,机遇只偏爱那种 有准备的头脑” 有准备的头脑”。

    74

    (三)科学假说的形成(参见教材150页) 科学假说的形成(参见教材 页
    1.形成科学假说的基本条件 形成科学假说的基本条件 2.经验定律?#22270;?#35828;的形成方法 经验定律?#22270;?#35828;的形成方法 3.原理定律?#22270;?#35828;的形成方法 原理定律?#22270;?#35828;的形成方法

    75

    1.形成科学假说的基本条件 形成科学假说的基本条件
    1)一致对应性 假说不应与经过检验的科学理论相矛盾。 假说不应与经过检验的科学理论相矛盾。 2)可解释性 假说应当与已知的经过实践复核的事实相符合, 假说应当与已知的经过实践复核的事实相符合,不仅 能解释个别事实,而且能解?#36879;?#39046;域已知的全部事实。 能解释个别事实,而且能解?#36879;?#39046;域已知的全部事实。 3)可检验性 可预测性) (可预测性)

    假说的提出不仅可以解释已知的事实, 假说的提出不仅可以解释已知的事实,而?#19968;?提出不仅可以解释已知的事实 可以对未知的或对未来的事实作出推论。并且能 可以对未知的或对未来的事实作出推论。并且能 用观察、实验?#21491;?#26816;验,从而判定它的真伪。 用观察、实验?#21491;?#26816;验,从而判定它的真伪。 76

    2. 经验定律?#22270;?#35828;的形成方法
    1)经验定律?#22270;?#35828;的特点及类型 ) 经验定律是对某类现象共同性质和特征或若 经验定律 是对某类现象共同性质和特征或若 干类现象之间因果联系的普遍化描述。 干类现象之间因果联系的普遍化描述。 比如,门捷列夫元素周期律的发现。 比如,门捷列夫元素周期律的发现。 经验定律真正提供了科学事实, 经验定律真正提供了科学事实 , 才名副其实 地构成科学的基础。 地构成科学的基础。

    77

    经验定律描述的是事物表面的规律, 经验定律 描述的是事物表面的规律,揭示了 描述的是事物表面的规律 现象之间某种普遍联系(共同特征) 现象之间某种普遍联系 ( 共同特征 ) , 但限于 揭示表面联系,不能理解这种联系的普遍性, 揭示表面联系 , 不能理解这种联系的普遍性 , 知其然而不知其所以然” “知其然而不知其所以然”。 经验定律的两个特征: 经验定律的两个特征: ⑴采用描述性的语词(具体的科学概念); 采用描述性的语词(具体的科学概念) ⑵相对稳定。 相对稳定。

    78

    经验定律可分为性质描述 型的和关系描述 经验定律 可分为性质描述型的和 关系描述 型 可分为 性质描述型的和关系描述型 可以是确定性的,也可以是统计性的。 确定性的 统计性的 的,可以是确定性的,也可以是统计性的。

    是对某类现象的共同性质和特 征的普遍化描述, 征的普遍化描述,是对于已有 经验的总结和推广。 经验的总结和推广。如描述液 体表面张力的经验定律。 体表面张力的经验定律

    是对两类现象或若?#19978;?#35937;之间的因果 关系的的普遍化描述。 关系的的普遍化描述。如:波义耳— 波义耳 马略特气体定律。 马略特气体定律。

    79

    2)经验定律?#22270;?#35828;是概括的成果 )
    经验定律?#22270;?#35828;是对某类项现象共同性质和 经验定律?#22270;?#35828; 是对某类项现象共同性质和 特征的普遍化描述或是对若干类现象之间因果 关系的普遍化描述,它是由特定的、 关系的普遍化描述 , 它是由特定的 、 较小?#27573;?的认识,扩展到普遍的、较大?#27573;?#30340;认识。 的认识,扩展到普遍的、较大?#27573;?#30340;认识。 经验定律?#22270;?#35828;的概括通常从经验概括开始, 经验定律?#22270;?#35828;的概括通常从经验概括开始, 完成于与演绎方式结合的定律概括。 完成于与演绎方式结合的定律概括。

    80

    2)经验定律?#22270;?#35828;是概括的成果 )
    经验概括是以不完全归纳 方式进行的, 经验概括 是以不完全归纳方式进行的 , 它从 是以 不完全归纳方式进行的 有限的科学事实出发,上升到普遍性的认识。 有限的科学事实出发,上升到普遍性的认识。 定律概括: 是指在经验概括的基础上 , 通过与 定律概括 : 是指在经验概括的基础上, 理论的演绎结果相结合, 理论的演绎结果相结合 , 判定现象间联系的必然 ?#21019;?#21040;对现象间的规律性认识。 性,?#21019;?#21040;对现象间的规律性认识。 例如: 所有的重物都会自?#19978;?#33853;, 例如 : “ 所有的重物都会自?#19978;?#33853; , ” 能从万 有引力定律演绎出来时,就成为定律概括了。 有引力定律演绎出来时,就成为定律概括了。

    3. 原理定律?#22270;?#35828;的形成方法 1)原理定律?#22270;?#35828;的特点 )
    原理定律:对事物内部必然联系的?#20174;?#25110;解释。 原理定律:对事物内部必然联系的?#20174;?#25110;解释。 它寻求的是对经验定律的解释(说明“为什?#30784;?它寻求的是对经验定律的解释(说明“为什?#30784;保?不仅要“知其然”而且要“知其所以然” 不仅要“知其然”而且要“知其所以然”。 原理定律采用的是非描述 性的语词 原理定律采用的是 非描述性的语词 ( 非具体的 非描述 性的语词( 科学概念) 并且变动性大。 科学概念),并且变动性大。

    82

    在科学知识体系中, 在科学知识体系中 , 原理定律处于比经验定 律更高的层次。 律更高的层次 。 经验定律能够说明相关的科学 事实,原理定律能够解释经验定律。 事实,原理定律能够解释经验定律。 原理定律可以分为构造性原理定律和?#27835;?#24615; 原理定律。 原理定律。 原理定律还可分为内部原理和桥接原理。 原理定律还可分为内部原理和桥接原理。 内部原理

    83

    2)溯因方法与科学猜想 )
    原理定律?#22270;?#35828;试图解释事物深层的运行机 原理定律?#22270;?#35828; 试图解释事物深层的运行机 将事物表面的运动归结为“ 制 , 将事物表面的运动归结为 “ 内部的?#36136;?#36816; 因此,不能通过任何经验方法获得, 动 ” 。 因此 , 不能通过任何经验方法获得 , 只 被设想、猜测,所以,它必是似然的、 能 被设想 、 猜测 , 所以 , 它必是似然的 、 合乎 情理的可能机制。 情理的可能机制。

    84

    原理定律?#22270;?#35828;是通过溯因方法 ( 原理定律?#22270;?#35828;是通过 溯因方法( 由结果回 溯因方法 溯原因的过程)获得的。其基本模式为: 溯原因的过程)获得的。其基本模式为: 相关的经验定律L; 相关的经验定律 ; 可被解释 若H(原理定律?#22270;?#35828;),则L可被解释, (原理定律?#22270;?#35828;) 可被解释, 所以,有理由认为H为真 为真。 所以,有理由认为 为真。 由原理定律?#22270;?#35828;为经验定律提供因果机制 内部的?#36136;?#30340;运动” 的描述, (“内部的?#36136;?#30340;运动”)的描述,以理解为 什么如同经验定律所表明的那样, 什么如同经验定律所表明的那样,在一定的条 件下可能产生期望的效应。 件下可能产生期望的效应。

    85

    科学猜测是发挥想象力的产物。 科学猜测是发挥想象力的产物 。 想象力在提 出假说的过程中发挥着重要的作用。 出假说的过程中发挥着重要的作用。 爱因?#22266;梗骸?想象力比知识更重要,因为知 爱因?#22266;梗?想象力比知识更重要, 识是有限的,而想象力概括着世界上的一切, 识是有限的 , 而想象力概括着世界上的一切 , 推动着进步,并且是知识进化的源泉。 推动着进步 , 并且是知识进化的源泉 。 ?#32454;?#22320; 说,想象力是科学研究中的实在要素。” 想象力是科学研究中的实在要素。

    86

    科学猜测也总是在一定的知识基础上进行的。 科学猜测也总是在一定的知识基础上进行的 。 科学的想象也受制于知识。 科学的想象也受制于知识。 确定原理定律?#22270;?#35828;的过程中通常要用理论 模型。这是一种思想模型。 模型。这是一种思想模型。

    87

    谢 谢 同 学 们


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