自然辩证法 第五讲：科学发现的基本方法

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1、第六章：科学发现的基本方法第一节:演绎法和约定论一演绎法及其哲学背景:由一组公理推导出一个知识体系,或者由一般原理推出个别结论的方法.演绎的问题在于前提的正确性没法得到保证二:约定论欧氏几何及其平行公设公设一：过不同两点可连一直线公设二：直线可无限地延长公设三：以任意一点为中心和任一线段之长为半径可作一圆公设四：所有直角均相等公设五：一平面上两条直线被另一直线所截，若截线一侧的两内角和小于两个直角，则此二直线必在这一侧相交1795年的版本：过已知直线外一点有且只有一条直线平行于已知的直线平行公设问题19世纪初，高斯（Gauss）、Bolyai和罗巴切夫斯(Lobachevski)证明了：

2、平行公理是错的，不会引起任何混乱和矛盾欧氏几何：平面黎曼几何：球面波利艾－罗巴切夫斯基几何：伪球面（马鞍面）康德：先验感性形式彭加勒的约定论维特根斯坦的极端约定论１　　４　　９　　１６．．．．．．第二节:归纳法及归纳问题一:归纳法归纳法是从个别事实中概括出一般原理的一种思维方法。穆勒的归纳五法求同法求异法求同求异并用法共变法乘余法归纳问题（1）归纳推理不能得到演绎主义的辩护。因为在归纳推理中，存在着两个逻辑的跳跃：一是从实际观察到的有限事例跳到了涉及潜无穷对象的全称结论；二是从过去、现在的经验跳到了对未来的预测。而这两者都没有演绎逻辑的保证，因为适用于有限的不一定适用于无限，并且将来可能

3、与过去和现在不同。（2）归纳推理的有效性也不能归纳地证明，例如根据归纳法在实践中的成功去证明归纳，这就要用到归纳推理，因此导致无穷倒退或循环论证。（3）归纳推理要以自然齐一律和普遍因果律为基础，而这两者并不具有客观真理性。第三节、科学问题及科研选题一:科学研究始于问题归纳主义方法论:科学研究从观察开始观察事实为单称陈述通过对事实的归纳，人们发现定律和理论，它们表现为普遍陈述。从定理、定律、理论和先行条件的合取中演绎出预见，看能否被经验证实。观察→归纳→形成假说→检验波普尔对归纳法的批判反归纳法－－－归纳法是过去推知未来的方法休谟的解决－－－经验的重复产生心理的信念波普尔－－－心理的信念（

4、预期）产生经验的重复感如1919年爱丁顿对日食的观察，虽然只有一次，却证明了广义相对论的普遍性和必然性。理论是大胆的猜测科学理论等同于假设，“理论先于观察”－－先有理论，后有观察。科学研究开始于问题科学问题的来源：A:原有的科学理论与新的科学事实的　　　　　　　　矛盾。B:科学理论内部的矛盾。C:科学理论之间的矛盾。波普尔的科学发展模式科学从问题开始，促使科学家思考。针对问题，科学家进行各种大胆的猜测，即假设和理论各种理论之间激烈竞争，相互批评，并接受观察和实验的严格检验，在检验中消除谬误，并筛选出逼真度较高的理论。新理论被科学技术的进一步发展所证伪，又出现新的问题。大胆尝试，严格检验P

5、1→TT→EE→P2→………P1－－问题TT－－一种理论EE－－通过批评和检验以清除错误P2－－新的问题二:科学问题的来源问题由某个理论内部的逻辑矛盾而提出的由不同理论体系之间的矛盾而提出的问题由理论结构上不符合简单性与普遍性的要求而提出的问题由现有理论与经验事实之间的矛盾而提出的问题对经验事实未能作出统一的理论说明所提出的问题由理论的实际应用与现有技术条件的矛盾而提出的问题三:科研选题的原则需要性原则创新性原则科学性原则可行性原则第三节:科学问题的人工智能求解途径第四节：其它科学发现的方法一、回溯推理方法观察到了令人惊异的事实B；如果A是真的，B理所当然是真的；因此，有理由猜想A是真的

6、。二、类比所谓类比，是根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相似或相同，而推断它们在其他方面也可能相似或同一的一种方法。A有a、b、c、dB有a′、b′、c′——————————————则B可能有d三、科学隐喻隐喻，源自希腊词metaphora，意指“转换”、“变化”，它是一种修辞格或文字组合法，用于指某种与其字面意思不符的表达式。“婴儿是朵花”著名物理学家海森堡指出:“我们不得不在无法清楚地表达我们的思想的隐喻和比喻中来说话，我们不能逃避偶然的矛盾，然而隐喻却可以帮助我们对客观现实进行较切进的描述。”四、科学直觉直觉思维一般具有如下特性：表现的突发性结构的跳跃性结论的或然性古今之成大

7、事业、大学问者，必经过三种之境界：“昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯路”，此第一境也。“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”，此第二境也。“众里寻他千百度，回头蓦见，那人正在灯火阑珊处”，此第三境也。案例分析1.1物理与数学物理学作为一门自然科学，他的研究始终着眼于探索物质世界及其运动的规律；物理学又是以实验为本的科学，物理理论来源与实验，但又高于实验，正确处理理论与实验的关系，是物理学家成功的重要因素。物理学的性质决定了，他的研究，