专题二 科学与经验.ppt

1、12一、经验释义一、经验释义1、汉语词语、汉语词语（1）从多次实践中获得的知识和技能）从多次实践中获得的知识和技能（2）人亲身的经历）人亲身的经历(体验体验)要点：经验总是过去式要点：经验总是过去式 2、哲学概念、哲学概念（1）经验是源于感官知觉的观念或源于反思（内省）的观念）经验是源于感官知觉的观念或源于反思（内省）的观念（2）经验主义：人类的知识起源于感觉，并以感觉的领会为基础。）经验主义：人类的知识起源于感觉，并以感觉的领会为基础。西方的经验主义传统根深蒂固：恩培多克勒、亚里士多德、培根、西方的经验主义传统根深蒂固：恩培多克勒、亚里士多德、培根、休谟、洛克休谟、洛克3（3）天赋论：知识属

2、于与生俱来的本性）天赋论：知识属于与生俱来的本性（4）理性主义：感觉经验只能产生关于表象世界的意见）理性主义：感觉经验只能产生关于表象世界的意见（柏拉图），它无法被确认为知识。知识仅存在于一个完（柏拉图），它无法被确认为知识。知识仅存在于一个完美独立的世界，人类的知识之成为可能是因为存在一系列美独立的世界，人类的知识之成为可能是因为存在一系列先验的观念。先验的观念。一般而论，经验主义者都是唯物主义者。一般而论，经验主义者都是唯物主义者。“那引起感觉的那引起感觉的东西是外在的，要感觉，首先必须有被感觉的东西东西是外在的，要感觉，首先必须有被感觉的东西”。天。天赋论与理性主义总是同唯心主义相关联。

3、赋论与理性主义总是同唯心主义相关联。4 3、知识与经验、知识与经验 知识（科学知识、人文知识与宗教）作为人类知识（科学知识、人文知识与宗教）作为人类适应环境的工具，都不同程度（直接或间接）与经适应环境的工具，都不同程度（直接或间接）与经验相关，差别仅在于它们与验相关，差别仅在于它们与经验联系的方式。经验联系的方式。5二、自然经验是科学产生的必要前提二、自然经验是科学产生的必要前提（一）从科学起源的视角看（一）从科学起源的视角看1、自然经验知识的积累与科学技术的萌芽、自然经验知识的积累与科学技术的萌芽 人类对自然的经验是获取自然信息的唯人类对自然的经验是获取自然信息的唯一途径，其积累与规范化（标

4、准化）导致经一途径，其积累与规范化（标准化）导致经验的规律或操作的程序（技术或工艺），它验的规律或操作的程序（技术或工艺），它是科学理论产生的基础。是科学理论产生的基础。案例一：青铜器的冶炼与规范案例一：青铜器的冶炼与规范案例二：经验医学（以本草为治疗药物）案例二：经验医学（以本草为治疗药物）6 中国古代积累了大量有关自然的经验知中国古代积累了大量有关自然的经验知识，也创造了无数卓绝的工艺。其中一些有关识，也创造了无数卓绝的工艺。其中一些有关自然的著述，至今仍有具大参考价值，例如：自然的著述，至今仍有具大参考价值，例如：考工记考工记、水经注水经注、齐民要术齐民要术梦梦溪笔谈溪笔谈营造法式营造法

5、式、天工开物天工开物、农农政全书政全书等等。等等。李约瑟说：李约瑟说：“就对自然的适应与变革而言，古就对自然的适应与变革而言，古代中国在全球处于领先地位代中国在全球处于领先地位”。经验知识是对经验现象或过程的描述，其最显经验知识是对经验现象或过程的描述，其最显著的特征是：著的特征是：知其然，不知所以然。知其然，不知所以然。7 2、科学理论是经验知识的系统化与逻辑化、科学理论是经验知识的系统化与逻辑化（1）对自然经验的神学解释（巫术）对自然经验的神学解释（巫术）用超验的抽象概念与原理解释经验，例如：用超验的抽象概念与原理解释经验，例如：巫术的相似律、接触律与超感作用。这种解释蕴巫术的相似律、接触

6、律与超感作用。这种解释蕴含着自然有含着自然有“秩序秩序”的观念。的观念。（2）对自然经验的形而上学解释（自然哲学模式）对自然经验的形而上学解释（自然哲学模式）例如：中国人用例如：中国人用“阴阳五行阴阳五行”模型解释自然与社模型解释自然与社会现象，其中一个典型就是传统的中医理论会现象，其中一个典型就是传统的中医理论黄黄帝内经帝内经；同样古代希腊人用原子模型解释自然；同样古代希腊人用原子模型解释自然现象。现象。用思辨的概念体系解释自然用思辨的概念体系解释自然 8（3）对自然经验的科学解释。）对自然经验的科学解释。案例案例（1）对雨后彩虹现象的解释；（对雨后彩虹现象的解释；（2）对日食、月食的解释。

7、对日食、月食的解释。尽管科学理论也是一种抽象的概念尽管科学理论也是一种抽象的概念框架，但科学的基本概念、命题与定律框架，但科学的基本概念、命题与定律本身必须有经验指称，这是科学理论与本身必须有经验指称，这是科学理论与数学、哲学的显著不同。数学、哲学的显著不同。科学面临的一个重大问题是：作为科学面临的一个重大问题是：作为逻辑演绎的基本前提从何而来？逻辑演绎的基本前提从何而来？9（二）英国经验主义与近代科学革命（二）英国经验主义与近代科学革命 1、培根的、培根的新工具新工具与经验归纳法与经验归纳法 问题：我们对自然的认识如何从个别上升到一般，或问题：我们对自然的认识如何从个别上升到一般，或者说我们

8、称之为科学原理或规律的东西从何而来？者说我们称之为科学原理或规律的东西从何而来？培根：沿着培根：沿着归纳的台阶拾级而上。为了达到这一点，归纳的台阶拾级而上。为了达到这一点，首先必须有坚实的基础，它就是首先必须有坚实的基础，它就是大量的大量的科学事实科学事实 休谟：归纳方法不过是人类经验的习惯而已。休谟：归纳方法不过是人类经验的习惯而已。2、观察、实验方法的兴起、观察、实验方法的兴起 专业化与职业的获取科学事实的手段与方法。专业化与职业的获取科学事实的手段与方法。科学观察与实验机构（近代早期科学社团成立科学观察与实验机构（近代早期科学社团成立的动因）的动因）3、构建科学理论的逻辑演绎体系（数学公

9、理、构建科学理论的逻辑演绎体系（数学公理化方法）化方法）案例：牛顿的力学体系案例：牛顿的力学体系10三、作为科学基本构件的三、作为科学基本构件的科学事实科学事实（一）科学事实的规定性（一）科学事实的规定性 定义：对所观察到的客观存在的事件、现象与过程定义：对所观察到的客观存在的事件、现象与过程的描述。它满足如下条件：的描述。它满足如下条件：1、必须是经验的事实（非猜测的）、必须是经验的事实（非猜测的）（1）对现象过程的描述（时空秩序）对现象过程的描述（时空秩序）（2）对观察与实验结果的描述；）对观察与实验结果的描述；（3）客体与仪器相互作用结果的表征（数据或图象）客体与仪器相互作用结果的表征（

10、数据或图象）把经验的事件描述清楚，这是科研工作者的把经验的事件描述清楚，这是科研工作者的ABC。经验的传承如果只停留在经验的传承如果只停留在“言传身教言传身教”层面，注定层面，注定会断裂或失传。会断裂或失传。2、必须是单称陈述：即对个别存在的描述。、必须是单称陈述：即对个别存在的描述。例如：这只兔子重例如：这只兔子重1600克、长克、长38厘米厘米.你永远不可能看到你永远不可能看到鸟鸟在天空飞翔，看到的只是在天空飞翔，看到的只是那只那只鸟鸟在飞。在飞。113、可以复核（重复）、可以复核（重复）凡是你通过观察、实验经验的一切，其他任凡是你通过观察、实验经验的一切，其他任何人何人逻辑上逻辑上都能够

11、经验，至少他认为逻辑上是可都能够经验，至少他认为逻辑上是可行的。行的。4、独立性。、独立性。对同一科学事实，可能存在许多的解释，但对同一科学事实，可能存在许多的解释，但事实不因解释而改变。事实不因解释而改变。例如：这块铁片加热后体积膨胀，究竟为什么如例如：这块铁片加热后体积膨胀，究竟为什么如此，可能会有种种解释，但无论何种解释都不能此，可能会有种种解释，但无论何种解释都不能改变改变“这块铁片加热后体积膨胀这块铁片加热后体积膨胀”这一事实。这一事实。12（二）（二）科学事实是一种公共经验科学事实是一种公共经验 1、近代科学对科学事实的规定以及对实、近代科学对科学事实的规定以及对实验与观察方法的公

12、开性、可重复性的要验与观察方法的公开性、可重复性的要求，实际上是强调个人经验只有转化为求，实际上是强调个人经验只有转化为公共经验才具有可靠性。公共经验才具有可靠性。2、科学交流的重要性、科学交流的重要性 （1）科学交流是个体经验转化为公共）科学交流是个体经验转化为公共经验的途径。（学术会议、学术期刊）经验的途径。（学术会议、学术期刊）（2）科学交流以学术会议、学术期刊）科学交流以学术会议、学术期刊为中介为中介（3）科学交流的最终目标是达成共识）科学交流的最终目标是达成共识13 3、科学的组织化研究、科学的组织化研究（1）近代早期的科学组织）近代早期的科学组织（2）科学组织的作用）科学组织的作用

13、 马可马可贝勒塔认为：贝勒塔认为：“近代科学知识形态更多近代科学知识形态更多是以集体组织的研究为基础，而不是以个人的是以集体组织的研究为基础，而不是以个人的创造性和主动性为基础。伦敦皇家学会、巴黎创造性和主动性为基础。伦敦皇家学会、巴黎皇家科学院的历史重要性，他们对科学家集体皇家科学院的历史重要性，他们对科学家集体形象的影响都充分说明，科学组织对科学和文形象的影响都充分说明，科学组织对科学和文化的影响比单个科学家的贡献大。化的影响比单个科学家的贡献大。14（三）科学事实的作用（三）科学事实的作用 1、科学事实是构建科学理论的基础、科学事实是构建科学理论的基础 作为理论形态的科学，其基本细胞是科

14、学概念。作为理论形态的科学，其基本细胞是科学概念。逻辑经验主义者认为，一切科学的概念必须有逻辑经验主义者认为，一切科学的概念必须有经验指称。虽然科学中存在大量的理论名词或经验指称。虽然科学中存在大量的理论名词或概念，但它们逻辑上与所谓观察名词相关联，概念，但它们逻辑上与所谓观察名词相关联，也即它们可以还原为观察名词。也即它们可以还原为观察名词。例如：例如：DNA是一种遗传物质；遗传物质是决定是一种遗传物质；遗传物质是决定生物体父代与子代具有某种性状相似性的东西；生物体父代与子代具有某种性状相似性的东西；所谓性状相似性是指所谓性状相似性是指 例如：光具有波粒二象性；光波具有频率例如：光具有波粒二

15、象性；光波具有频率 虽然对科学理论的构建路径，科学家们有虽然对科学理论的构建路径，科学家们有种种分歧，但无人否认科学事实的必要性。种种分歧，但无人否认科学事实的必要性。152、科学事实是评价科学假说和科学理论的依据、科学事实是评价科学假说和科学理论的依据（1）科学假说与理论不能与已有的科学事实相）科学假说与理论不能与已有的科学事实相矛盾矛盾（2）科学假说与理论应尽可能解释已知的科学）科学假说与理论应尽可能解释已知的科学事实事实（3）科学预言的理论事实转变为科学的事实）科学预言的理论事实转变为科学的事实案例案例|：存在电磁波、存在正电子等等：存在电磁波、存在正电子等等163、科学事实作用的前置与

16、后置问题、科学事实作用的前置与后置问题（1）宏观科学与形态学科）宏观科学与形态学科 在近现代科学发展的早期，科学研究的对在近现代科学发展的早期，科学研究的对象与人类的常识经验有较直接的联系，科学事象与人类的常识经验有较直接的联系，科学事实在理论建立过程中扮演重要角色。因此，逻实在理论建立过程中扮演重要角色。因此，逻辑经验主义强调科学事实的前置作用。辑经验主义强调科学事实的前置作用。（1）微观与宇观科学）微观与宇观科学 微观与宇观科学研究对象远离人类感性直微观与宇观科学研究对象远离人类感性直接与常识经验，在理论构建过程中没有也不可接与常识经验，在理论构建过程中没有也不可能有大量的科学事实。理性主

17、义者强调理性与能有大量的科学事实。理性主义者强调理性与逻辑的力量对理论构建的重要作用，认定科学逻辑的力量对理论构建的重要作用，认定科学事实的重要功能在于对理论的检验。事实的重要功能在于对理论的检验。17四、获取科学事实的方法四、获取科学事实的方法（一）科学观察（以问题和猜测为导向）（一）科学观察（以问题和猜测为导向）1、目的性与主动性（以问题和猜测为导向）、目的性与主动性（以问题和猜测为导向）2、结果的可重复性（较实验弱）、结果的可重复性（较实验弱）3、自然性、自然性 在自然发生的条件下进行，不对观察对象进行人为干扰。在自然发生的条件下进行，不对观察对象进行人为干扰。4、经济性与易行性、经济性

18、与易行性5、易受干扰，周期性差、易受干扰，周期性差 对时空跨度大、实验难以模拟的的研究对象，观察方法对时空跨度大、实验难以模拟的的研究对象，观察方法有明显的优势，天文学就是一个典型案例。但观察需要长期有明显的优势，天文学就是一个典型案例。但观察需要长期的积累，没有制度化机构的支撑，已难取得重在成果，尤其的积累，没有制度化机构的支撑，已难取得重在成果，尤其是对周期性较长的观察对象。是对周期性较长的观察对象。18 观察者听命于观察者听命于自然界，实验自然界，实验者则质问自然者则质问自然界，并迫使自界，并迫使自然界坦露它的然界坦露它的秘密。秘密。实验是经过实验是经过诱发的观察。诱发的观察。（二）科学

19、实验（二）科学实验1、更强的目的性与针对性、更强的目的性与针对性实验的条件是实验的条件是“人为的人为的”，可以突出主，可以突出主要因素、强化重点因素，易于发挥人的要因素、强化重点因素，易于发挥人的主观能动性。主观能动性。（1）强化与再现自然过程）强化与再现自然过程（2）纯化与简化自然现象）纯化与简化自然现象（3）加速或延缓自然过程）加速或延缓自然过程2、可重复性强（条件稳定性使然）、可重复性强（条件稳定性使然）3、经济成本相对较高、经济成本相对较高贝尔纳：近代医学一个革命性的进展，贝尔纳：近代医学一个革命性的进展，是研究的重心从医院的临床观察转向实是研究的重心从医院的临床观察转向实验室。验室。

20、19（三）观察与实验中的几个认识论问题（三）观察与实验中的几个认识论问题 1、观察、实验与理论的关系。、观察、实验与理论的关系。问题：存在问题：存在“中性中性”的观察吗？的观察吗？（1）任何观察主体均渗透与负荷着理论；）任何观察主体均渗透与负荷着理论；（2）观察与实验操作也负载着理论；）观察与实验操作也负载着理论；（3）观察语言渗透理论）观察语言渗透理论 结论：不存在中性的观察。结论：不存在中性的观察。202、观察、实验中的仪器干扰问题、观察、实验中的仪器干扰问题问题：我们能够消除仪器的干扰吗？问题：我们能够消除仪器的干扰吗？（1）量子力学的测不准原理：我们无法获）量子力学的测不准原理：我们无

21、法获悉微观世界的本来面目。悉微观世界的本来面目。（2）我们看见的永远是）我们看见的永远是“眼镜眼镜”下的世界。下的世界。案例分析：灯光下的小白兔。案例分析：灯光下的小白兔。21 3、观察与实验中的机遇、观察与实验中的机遇 纵里寻她千百度，蓦然回首，那人纵里寻她千百度，蓦然回首，那人却在灯火栏栅处。却在灯火栏栅处。在观察的领域，机遇只偏爱有准备在观察的领域，机遇只偏爱有准备 的大脑。的大脑。偶然偶然必然必然偶然与必然是一个硬币的两面偶然与必然是一个硬币的两面案例分析：案例分析：22 五、科学事实的选择五、科学事实的选择（一）以研究问题为一级定向的选择（一）以研究问题为一级定向的选择 1、科学研究

22、是以问题为定向的活动科学研究是以问题为定向的活动（1）科学问题的定义：主体认识的目标状态与当）科学问题的定义：主体认识的目标状态与当前状态的一种差距（困惑、疑难），问题是你前状态的一种差距（困惑、疑难），问题是你想想知道但却不明白的东西。（常识性问题并非科学知道但却不明白的东西。（常识性问题并非科学研究的问题）例如：生物体为何有免疫功能？研究的问题）例如：生物体为何有免疫功能？（2）怀疑精神与问题意识）怀疑精神与问题意识 怀疑精神是创造性思维的最显著特殊性征；怀疑精神是创造性思维的最显著特殊性征；怀疑的指向是怀疑的指向是“已知已知”的东西的东西 科学研究的自由根源于怀疑：一切由实验来判决科学研

23、究的自由根源于怀疑：一切由实验来判决.尽信书不如无书尽信书不如无书23（3）积累）积累“问题问题”与洞察问题的能力是科学家与洞察问题的能力是科学家 最基本的素质。最基本的素质。爱因斯坦：提出问题比解决问题更重要。爱因斯坦：提出问题比解决问题更重要。对本学科研究动态的把握对本学科研究动态的把握 查阅权威学术杂志、参加学术会议查阅权威学术杂志、参加学术会议 培养分析和解决问题的能力培养分析和解决问题的能力 处理博与专的关系处理博与专的关系24 2、研究的问题决定科学事实选择的范围、研究的问题决定科学事实选择的范围 在进行科学观察与实验过程中，对观察对象在进行科学观察与实验过程中，对观察对象与数据的

24、取舍是由研究问题决定的，获取的与数据的取舍是由研究问题决定的，获取的科学事实与研究问题具有关联性。科学事实与研究问题具有关联性。案例：吸烟与特定疾病的相关性研究案例：吸烟与特定疾病的相关性研究（二）以科学假说（猜测）为二级导向的选（二）以科学假说（猜测）为二级导向的选择择 1、科学猜测（假说）的重要作用、科学猜测（假说）的重要作用（1）假说是通往理论的桥梁）假说是通往理论的桥梁（2）假说是解决问题的备案）假说是解决问题的备案25 2、对猜测的印证、对猜测的印证 在科学活动中，我们更多时候寻找的所谓在科学活动中，我们更多时候寻找的所谓证据或事实，不过是为了印证自己猜测的证据或事实，不过是为了印证

25、自己猜测的正确与否。正确与否。案例：案例：19世纪末有关免疫机制的两种假说：世纪末有关免疫机制的两种假说：细胞免疫与体液免疫细胞免疫与体液免疫 免疫现象（人类早期经验）免疫现象（人类早期经验）问题：生物体何以有免疫功能问题：生物体何以有免疫功能 猜测：生物体免疫的机制？猜测：生物体免疫的机制？梅契科夫：细胞免疫说梅契科夫：细胞免疫说 艾里希：体液免疫说艾里希：体液免疫说26 六、经验并非科学理论产生的充分条件六、经验并非科学理论产生的充分条件（一）科学史的启示（一）科学史的启示 1、第谷与开普勒、第谷与开普勒（1）第谷的业绩）第谷的业绩 第谷（第谷（1546-1600），从），从1576年到年

26、到1597年在赫威多年在赫威多岛天文台工作，积累了大量星象观察数据与图表，岛天文台工作，积累了大量星象观察数据与图表，被誉为被誉为16世纪最伟大的天文观察者（肉眼观察）。世纪最伟大的天文观察者（肉眼观察）。（2）开普勒（）开普勒（1571-1630）1596发表发表宇宙的奥秘宇宙的奥秘，1599年拜第谷为师，年拜第谷为师，在其观察基础上形成所谓开普勒行星运动三大定在其观察基础上形成所谓开普勒行星运动三大定律：律：27 行星的运动轨迹是以太阳为焦点行星的运动轨迹是以太阳为焦点r的椭圆的椭圆 从太阳到行星的矢径在相等时间内扫过相等面积从太阳到行星的矢径在相等时间内扫过相等面积 行星周期的平方与离开

27、太阳的平均距离的立方成行星周期的平方与离开太阳的平均距离的立方成反比。反比。2、法拉第与麦克斯韦、法拉第与麦克斯韦（1）法拉第（）法拉第（1791-）及其一系列电磁实验）及其一系列电磁实验（2）麦克斯韦电动力学与电磁波预言）麦克斯韦电动力学与电磁波预言28 3、近代科学理论为何不是中国人创立的、近代科学理论为何不是中国人创立的 中国古代的技术独步世界，但几乎没有能称之中国古代的技术独步世界，但几乎没有能称之为科学理论的东西（各个学科均未见现代意义为科学理论的东西（各个学科均未见现代意义的科学定理、原理），其原因何在？的科学定理、原理），其原因何在？（1）工匠传统与学者传统的断裂）工匠传统与学者

28、传统的断裂 中国古代经验知识主要由工匠传承，他们中国古代经验知识主要由工匠传承，他们基本不具备文字表述与理论思维能力；中国学基本不具备文字表述与理论思维能力；中国学者的研究取向则主要是伦理道德方面，对自然者的研究取向则主要是伦理道德方面，对自然缺乏应有的关注（道家是一个例外）。缺乏应有的关注（道家是一个例外）。29（2）缺乏对经验的抽象尤其是定量把握）缺乏对经验的抽象尤其是定量把握 中国古代对自然经验的描述基本停留在自中国古代对自然经验的描述基本停留在自然或日常语言层面，欠缺抽象的科学概念，然或日常语言层面，欠缺抽象的科学概念，尤其缺乏从数学关系与结构角度把握自然尤其缺乏从数学关系与结构角度把握自然的取向。的取向。（3）偏重事物的功效而非作用机制）偏重事物的功效而非作用机制 中国的农耕文化具显著的实用与工具色彩中国的农耕文化具显著的实用与工具色彩30 七、经验主义的两种归宿七、经验主义的两种归宿（一）通向神往主义（一）通向神往主义（二）通向科学理论（二）通向科学理论