自然辩证法-第五章 科学认识的形成

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1、第五章科学认识的形成第一节科学问题的提出§一、科学问题是科学研究的起点以往科学哲学家关于“问题”的看法.Ø科学哲学家波兰尼(M.Polanyi)认为,一个问题,就是一个智力上的愿望.Ø著名科学哲学家波普尔(K.Popper)认为,问题是背景知识中固有的预期与所提出的观察或某种假说等新发现之间的冲突.Ø另一个科学哲学家图尔敏(Toulmin)认为,科学问题即:解释的理想与当前能力之间的差距,其公式为问题=解释的理想—当前能力1、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和科学实践中需要解决而又未能解决的矛盾，它包括求

2、解目标和应答域。但尚无确定的答案。§科学问题实质上是经验知识和理性知识之间的矛盾，包括：经验事实之间的矛盾、经验与理论之间的矛盾、理论自身的矛盾以及理论与理论之间的矛盾。定义2：指科学研究主体在认识过程中目标状态与目前状态之间的差距。二、科学问题的结构§结构：科学问题≠单纯的疑问句§结构：提出问题的依据对求解目标的设计对求解方向和范围的设想科学问题的类型§常规问题：在常规科学时期提出的有待解决的疑难（不危及原有理论的存在）。§反常问题：科学革命时期提出的，已有理论无法解决的疑难问题。Ø如果说常规问题的解决是原有的理论获得新的发展，那么反常问题的解决就

3、是新理论的发现。§事实问题：通过核实纠正观察事实的报告来解决疑难，从事实的描述上给予解决。§理论问题：通过调整解释事实的理论来解决疑难。根据问题求解的类型，可以把科学问题划分为：§回答为什么（why）的问题——研究并且要回答对象内部机理和规律性的问题；§回答是什么(what)的问题——研究并且要回答对象的识别、判定类型、性质的问题。§回答怎么样(how)的问题——研究并且要回答对象的运动状态及运动转化过程的问题。问题例子之一－费马大定理§费马大定理，也称费马最后定理乃下述定理：§当整数n>2时，对于所有正整数x,y,z都有Øloanapprovala

4、ndpostcreditapprovalofficer/atalllevelsinaccordancewithcreditapprovalrules,licensingandeventualexerciseofcreditdecisionpowerofpersonsorinstitutions.Reviewfindingsandreviewcomments,accordingtotheBank'scredit§这个定理，本来又称费马猜想，由17世纪法国数学家费马提出。费马宣称他已找到一个绝妙证明。但经过三个半世纪的努力，这个世纪数论难题才由普林斯顿大

5、学英国数学家安德鲁·怀尔斯和他的学生理查·泰勒于1995年成功证明。问题例子之二——推销商问题推销商路线选择问题(NP问题)§假设某位推销商要到n个城市，已知各城市之间路程d和一个界限B，问是否存在一条旅行路线，恰好到每个城市一次，最后返回出发城市，且总路程不超过B?(判定形式问题)§问总路程中最短路线？（最优形式问题）§以上问题的复杂性就是被计算的总代价来识别的。§众所周知，要找到推销商问题的精确解，其代价是解的问题按照被访问城市数目指数增长：问题将变得非常复杂。问题例子之三－千禧年大奖难题§千禧年大奖难题（MillenniumPrizeProbl

6、ems）,是七个由美国克雷数学研究所（ClayMathematicsInstitute,CMI）于2000年5月24日公布的数学难题。根据克雷数学研究所订定的规则，所有难题的解答必须发表在数学期刊上，并经过各方验证，只要通过两年验证期，每解破一题的解答者，会颁发奖金100万美元。§这些难题是呼应1900年德国数学家大卫·希尔伯特在巴黎提出的23个历史性数学难题，经过一百年，许多难题已获得解答。而千禧年大奖难题的破解，极有可能为密码学以及航天、通讯等领域带来突破性进展。ØP对NP问题（PversusNP）Ø霍奇猜想（TheHodgeConjecture

7、）Ø庞加莱猜想（ThePoincaréConjecture）Ø黎曼假设（TheRiemannHypothesis）Ø杨-米尔斯理论（Yang-MillsExistenceandMassGap）Ø斯托克斯方程（Navier-StokesExistenceandSmoothness）Ø戴尔猜想（TheBirchandSwinnerton-DyerConjecture）问题例子之四－三农问题§三农指农村、农业和农民；“三农问题”特指中国大陆的农村问题、农业问题和农民问题。§“三农”作为一个概念则由经济学家温铁军于1996年正式提出，自此渐渐被媒体和官方广泛

8、引用；2000年初，湖北省监利县棋盘乡党委书记李昌平给朱镕基总理写信提出“农民真苦，农村真穷，农业真危险”以