专题四自然科学的发展模式省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

1、专题四专题四 自然科学发展模式自然科学发展模式第1页 科学发展模式是关于科学发展科学发展模式是关于科学发展规律性规律性、主要特征和内在机理、主要特征和内在机理概括和描述。概括和描述。它回答它回答主要问题主要问题是：科学是怎样发展是：科学是怎样发展？科学发展普通形式是什么？什么是科学？科学发展普通形式是什么？什么是科学知识增加动因和机制等？知识增加动因和机制等？第2页l横向（空间）横向（空间）:表现为分化（往往是表现为分化（往往是稳步进化）和综合（往往有新飞跃）稳步进化）和综合（往往有新飞跃）两种形式两种形式l纵向（时间）纵向（时间）:表现为渐进（科学进表现为渐进（科学进化）和飞跃（科学革命）两

2、种形式；化）和飞跃（科学革命）两种形式；第3页l人类反应自然界方法就是用分析人类反应自然界方法就是用分析综合综合再分析再分析再综合方法去无限地迫近真再综合方法去无限地迫近真理。理。第4页l科学发展渐进形式就是科学进化形式，科学发展渐进形式就是科学进化形式，指在原有科学规范、框架内科学理论推指在原有科学规范、框架内科学理论推广，局部新规律发觉，原有理论局部修广，局部新规律发觉，原有理论局部修正和深化等。正和深化等。第5页l科学发展飞跃形式就是科学革命形式，科学发展飞跃形式就是科学革命形式，主要指科学基础规律新发觉，科学新大主要指科学基础规律新发觉，科学新大综合，原有理论框架突破和新理论体系综合，

3、原有理论框架突破和新理论体系建立等。建立等。第6页逻辑实证主义累积式发展模式逻辑实证主义累积式发展模式科学理论否证式发展模式科学理论否证式发展模式历史主义发展模式历史主义发展模式拉卡托斯拉卡托斯“科学研究纲领科学研究纲领”第7页l思想萌芽：思想萌芽：弗兰西斯弗兰西斯培根培根l科学家科学家研究活动研究活动蜜蜂采蜜蜜蜂采蜜，即从自然界采取原料，然后，即从自然界采取原料，然后把它变成新产品。把它变成新产品。l感觉经验感觉经验归纳归纳假说假说理论理论第8页 基本观点基本观点：l科学认识发展过程是一个知识科学认识发展过程是一个知识不停不停增加、积累增加、积累过程，科学理过程，科学理论不停在吸收、包容原有

4、理论论不停在吸收、包容原有理论过程中发展、进步过程中发展、进步 -“-“中国中国套箱套箱”模式。模式。l科学发展是一个科学发展是一个渐进积累直线渐进积累直线发展过程发展过程，其中没有渐进中止，其中没有渐进中止，没有革命；，没有革命；第9页l如，如，牛顿牛顿万有引力定律相对于万有引力定律相对于伽利略伽利略定律、定律、开普开普勒勒定律研究表达为一个进步，是因为在牛顿理论定律研究表达为一个进步，是因为在牛顿理论中包含了伽利略自由落体定律、开普勒行星运动中包含了伽利略自由落体定律、开普勒行星运动定律等。定律等。l旧理论不论多么荒谬总会对科学进步产生影响，旧理论不论多么荒谬总会对科学进步产生影响，如如燃

5、素说燃素说虽被虽被氧化说氧化说所取代，但它把所取代，但它把燃烧燃烧、酸化酸化和和呼吸呼吸归为一类来进行研究看法却在归为一类来进行研究看法却在化学史上起化学史上起了主动作用了主动作用。第10页l库恩评价：库恩评价：按照这种观点，按照这种观点，“科科学发展成了一点一滴学发展成了一点一滴进步，各种货色一件进步，各种货色一件一件地或者一批一批一件地或者一批一批地添加到那个不停加地添加到那个不停加大科学技术知识货堆大科学技术知识货堆上上”。第11页l合理：合理：逻辑实证主义按归纳主义观点说明逻辑实证主义按归纳主义观点说明科学知识增加科学知识增加，勾画了一幅勾画了一幅积累式积累式科学发展路径，从一个侧面反

6、应了科学发展路径，从一个侧面反应了科学不停进步总趋势。科学不停进步总趋势。l局限：局限：根本缺点根本缺点是忽略了科学中革命，因而不能解释那是忽略了科学中革命，因而不能解释那些在逻辑上与传统科学理论不一样原创性、革命性新些在逻辑上与传统科学理论不一样原创性、革命性新理论产生过程。理论产生过程。第12页波普尔波普尔（Karl PopperKarl Popper）:当代著名科学哲学家，英当代著名科学哲学家，英国科学院和美国科学院院国科学院和美国科学院院士，批判理性主义代表人士，批判理性主义代表人物物 科学发觉逻辑科学发觉逻辑(1956)(1956)、猜测与反驳猜测与反驳(1963)(1963)、客观

7、知识客观知识(1972)(1972)第13页l波普尔科学发展模式波普尔科学发展模式 P1TTEEP2P1TTEEP2。l 科学从问题科学从问题(P1)(P1)开始，经过试探性理论开始，经过试探性理论(TT)(TT)，又经过批判性检验、排除错误，又经过批判性检验、排除错误(EE)(EE)，进而提出新问题，进而提出新问题(P2)(P2)。这四个步骤循环。这四个步骤循环往复，推进科学不停前进。往复，推进科学不停前进。第14页基本观点：基本观点：l（1 1）科学问题是科学理论演变动力。）科学问题是科学理论演变动力。问题是认识起点，也是认问题是认识起点，也是认识终点，由此推进着科学理论演变或进步。识终点

8、，由此推进着科学理论演变或进步。l（2 2）科学理论本质上是一个猜测。）科学理论本质上是一个猜测。为了处理问题，科学家通常为了处理问题，科学家通常会提出若干个尝试性理论猜测，方便从中比较、选择出最有解会提出若干个尝试性理论猜测，方便从中比较、选择出最有解释和预言能力科学理论。释和预言能力科学理论。l（3 3）科学只有在不停证伪和批判中才能前进。）科学只有在不停证伪和批判中才能前进。我们无法用经验我们无法用经验和逻辑挑选出正确理论，但能够用经验和逻辑挑选犯错误理论和逻辑挑选出正确理论，但能够用经验和逻辑挑选犯错误理论，科学理论演变或进步实质在于经过对理论证伪把其中错误和，科学理论演变或进步实质在

9、于经过对理论证伪把其中错误和迷惘排除出去。迷惘排除出去。l（4 4）科学理论演变或进步表现为一个理论对另一个理论替换，）科学理论演变或进步表现为一个理论对另一个理论替换，它不是积累式，倒像是跳跃式、不停革命过程。它不是积累式，倒像是跳跃式、不停革命过程。第15页合理之处：合理之处：l(）科学发展是一个动态过程。）科学发展是一个动态过程。l（）（）“问题问题”是科学发展动力。是科学发展动力。l（）强调发挥研究者主观能动性。（）强调发挥研究者主观能动性。l(）强调革命批判精神。）强调革命批判精神。第16页l否定科学知识继承和积累，否定科学发展包否定科学知识继承和积累，否定科学发展包含着量变渐进过程

10、；含着量变渐进过程；l在证实和证伪关系上，过分强调二者在逻辑在证实和证伪关系上，过分强调二者在逻辑上不对称性；上不对称性；l否定了观察和试验是产生科学理论基础；否定了观察和试验是产生科学理论基础；l过于强调猜测、灵感、想象在科学假说中作过于强调猜测、灵感、想象在科学假说中作用，忽略了逻辑思维作用；用，忽略了逻辑思维作用；l片面否定了归纳法作用片面否定了归纳法作用第17页 （Thomas Kuhn Thomas Kuhn 1922 一 1996）英国著名科学哲学家和科学史家英国著名科学哲学家和科学史家，西方科学哲学历史主义学派最，西方科学哲学历史主义学派最主要代表人物主要代表人物 主要著作有：主

11、要著作有：哥白尼革命：西哥白尼革命：西方思想发展中行星天文学方思想发展中行星天文学 （1957)1957)，科学革命结构科学革命结构（19621962）、）、必要张力必要张力 （1977),1977),黑体理论和量子不黑体理论和量子不连续性连续性 。必要张力必要张力第18页l 库恩在科学哲学史开辟了一个既不一样于库恩在科学哲学史开辟了一个既不一样于逻辑实证主义，又不一样于否证主义逻辑实证主义，又不一样于否证主义“历史学历史学派派”时期。时期。l 库恩特点是思想深刻，但拙于表示。即使库恩特点是思想深刻，但拙于表示。即使引发很多争议，但他成就大家依然铭记在心，引发很多争议，但他成就大家依然铭记在心

12、，有些人把他有些人把他 科学革命结构科学革命结构 一书列为一书列为 20 20 世纪科学哲学五大成就之一。世纪科学哲学五大成就之一。第19页l范式（范式（paradigmparadigm）嬗替科学革）嬗替科学革命模式命模式l库恩范式理论：库恩范式理论：范式范式：普通指科学家集团：普通指科学家集团共同信念、共同传统、共同理共同信念、共同传统、共同理论框架以及理论模式、基本方论框架以及理论模式、基本方法等。法等。科学发展，也就是范式科学发展，也就是范式转转移移和和更替更替过程过程 第20页l库恩在库恩在科学革命结构科学革命结构（19621962年）中年）中提出科学理论发展模式：提出科学理论发展模式

13、：前科学前科学（无统一范式）（无统一范式）常规科学常规科学（形成范式）形成范式）反常反常危机危机科学革命科学革命（范式转移）范式转移）新常规科学新常规科学第21页前科学前科学常规科学常规科学科学危机科学危机 （范式形成）（范式形成）（范式动摇）（范式动摇）科学革命科学革命新常规科学新常规科学 （新旧范式交替）（新旧范式交替）（新范式形成）（新范式形成）第22页前科课时期前科课时期 学科中各人都各持一己之见，用各自不一样学科中各人都各持一己之见，用各自不一样观点、方法从事研究，对各种问题各有主张、争观点、方法从事研究，对各种问题各有主张、争论不休，处于论不休，处于群龙无首群龙无首、假说如林假说如

14、林状态。如阿基状态。如阿基米德以前静力学、布莱克以前热力学、赫顿以前米德以前静力学、布莱克以前热力学、赫顿以前地质学等地质学等 “伴随伴随著名科学成就之后，学派数目大量降著名科学成就之后，学派数目大量降低，通常降低到一个，于是一个十分有成效科学低，通常降低到一个，于是一个十分有成效科学模式开始形成模式开始形成”。这个范式是在理论论反抗和学。这个范式是在理论论反抗和学派竞争中形成，因而它含有较大影响力和权威性派竞争中形成，因而它含有较大影响力和权威性。第23页常态科课时期常态科课时期l 科学家们科学家们“依据规范进行研究依据规范进行研究”；l 科学精神是保守，其思维方式是收敛，其研究态科学精神是

15、保守，其思维方式是收敛，其研究态度是教条。度是教条。l 科学家们所做，只是使科学稳定地增加、扩大和科学家们所做，只是使科学稳定地增加、扩大和准确化；准确化；l 科学变成了一个解难题活动，而不是一个批判性科学变成了一个解难题活动，而不是一个批判性创造活动；创造活动；l 科学处于渐进发展、逐步积累时期科学处于渐进发展、逐步积累时期 ；第24页l大量反常现象形成颇有势力挑战大量反常现象形成颇有势力挑战,范式稳固性范式稳固性开始受到动摇，科学家们对范式虔诚态度开始开始受到动摇，科学家们对范式虔诚态度开始出现彷徨、怀疑；出现彷徨、怀疑；l反常现象数目越来越多，企图消化它们打补钉反常现象数目越来越多，企图

16、消化它们打补钉方法越来越不中用；反例打中了范式要害之处方法越来越不中用；反例打中了范式要害之处，动摇了它基本标准；，动摇了它基本标准；l愈来愈多科学家开始批判旧范式、抛弃旧范式愈来愈多科学家开始批判旧范式、抛弃旧范式、另建新范式、欢迎新范式、另建新范式、欢迎新范式 第25页科学革命时期科学革命时期旧范式被抛弃、新范式得以确立旧范式被抛弃、新范式得以确立 库恩认为范式不是认识而是信念，所以范式库恩认为范式不是认识而是信念，所以范式之间竞争结果，最终不是由观察和试验来之间竞争结果，最终不是由观察和试验来判定，而只是因为信念转移决定判定，而只是因为信念转移决定范式改变就只能是信念转移范式改变就只能是

17、信念转移,只能靠顽固信只能靠顽固信守旧范式老一代死去而代表新思想新范式守旧范式老一代死去而代表新思想新范式新一代成长起来新一代成长起来 第26页l库恩认为库恩认为“一切危机都伴随新范式出现及其被接一切危机都伴随新范式出现及其被接收而宣告结束收而宣告结束”，列举了科学史上三次大危机都，列举了科学史上三次大危机都是以新范式建立而宣告结束。是以新范式建立而宣告结束。l如文艺复兴时期天文学中如文艺复兴时期天文学中托勒密托勒密体系大危机，以体系大危机，以哥白尼哥白尼日心说新范式确实立而宣告结束；日心说新范式确实立而宣告结束；l1818世纪下半叶化学中世纪下半叶化学中燃素说燃素说大危机，以拉瓦锡大危机，以

18、拉瓦锡氧氧化说化说新范式确实立而宣告结束；新范式确实立而宣告结束；l1919世纪末和世纪末和2020世纪初世纪初牛顿力学牛顿力学大危机，以大危机，以爱因斯爱因斯坦相对论和量子力学坦相对论和量子力学新范式确实立而宣告告终。新范式确实立而宣告告终。第27页l这种基于范式转换科学理论演变模式，将这种基于范式转换科学理论演变模式，将科科学理论演变学理论演变描述为描述为革命性转化和渐进性积累革命性转化和渐进性积累相统一过程相统一过程。第28页l克服了累积式发展模式和否证式模式片面性克服了累积式发展模式和否证式模式片面性，提出了常规科学和科学革命相互交替、新，提出了常规科学和科学革命相互交替、新旧范式不停

19、更替模式；旧范式不停更替模式；l科学是不停追求新知识、放弃旧理论，接收科学是不停追求新知识、放弃旧理论，接收新范式、新理论创造性活动；新范式、新理论创造性活动；l科学发展受到内外原因相互制约科学发展受到内外原因相互制约第29页l只认可知识相对性，否定科学客观真理只认可知识相对性，否定科学客观真理性；性；l片面夸大非理性原因（如直觉、灵感）片面夸大非理性原因（如直觉、灵感）作用；作用；l只认可自己发展模式，否定了科学发展只认可自己发展模式，否定了科学发展形式多样性形式多样性第30页三个部分组成：三个部分组成：l硬核硬核:关键部分关键部分,包含基本假设和基本理包含基本假设和基本理论论,具坚韧性。具

20、坚韧性。l保护带保护带：可反驳外围弹性部分，是保护：可反驳外围弹性部分，是保护硬核免遭反驳而提出辅助性假说集合。硬核免遭反驳而提出辅助性假说集合。l启发法启发法：是形成科学研究纲领方法论。：是形成科学研究纲领方法论。第31页l拉卡托斯科学理论发展模式：拉卡托斯科学理论发展模式：科学研究纲领科学研究纲领进化进化阶段阶段科学研究纲领科学研究纲领退化退化阶段阶段新新进化纲领取代退化进化纲领取代退化研究纲领研究纲领新研究纲领新研究纲领进化进化阶段阶段第32页合理之处：合理之处：l坚持科学理论整体性；坚持科学理论整体性；l表达了科学发展中进化和革命、量变和表达了科学发展中进化和革命、量变和质变统一；质变统一；l强调科学史是一部相互竞争研究纲领历强调科学史是一部相互竞争研究纲领历史。史。第33页l局限：局限：l认为科学家批判精神不应该指向认为科学家批判精神不应该指向“硬核硬核”部部分，反应了他认识上不足；分，反应了他认识上不足；l贬低实践（观察和试验）在科学发展中作用贬低实践（观察和试验）在科学发展中作用，使他对科学发展机制未能作出深刻回答，使他对科学发展机制未能作出深刻回答第34页第35页