科学方法论读书报告Word文件下载.docx
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吴冲龙教授在“科学方法论问题”讲座中详细讲解科学的概念与分类，引导同学深入认识什么是科学。
他通过列举中国历史上一些重大发现，如四大发明，讨论中国历史上是否有科学。
吴教授在讲座中指出，科学的核心是关于世界处于什么状态，以及世界如何运作的系统理论知识。
科学是相对于技艺（techne）的认知（episteme）行为和结果，它具有思辨性，并总是猜想新实体、新过程和新机制的存在，直至对可能存在的新世界的探索。
从这个意义上讲，尽管我们的祖先对指南针、火药、造纸术和印刷术等技术的运用已经非常娴熟，但古代中国人并不知道其原理，也没有尝试找出其中的原理规律，并形成系统的理论。
所以无论是着名的四大发明，还是郭守敬的天文观测仪器，张衡的地动仪，都只能称为技术，在本质上都是“手段、技巧，是主观思维和操作能力相互结合所形成的技术系统”，而非系统的、规范的、认识事物本质的理论体系。
因此，今天的多数
中外学者都认为，在中国古代领先于西方只是在技术应用的领域，而科学研究则远落后于西方，甚至在某种意义上说，中国古代不存在“科学”。
科学按研究对象的不同可分为自然科学、社会科学和思维科学，以及总结和贯穿于三个领域的哲学和数学；
按与实践的不同联系可分为理论科学、技术科学、应用科学等。
按人类对自然规律利用的直接程度，科学可分为自然科学和实验科学两类。
按是否适合用于人类目标来看，科学又可分为广义科学、窄义科学两类。
自然科学包括数学、物理学、化学、天文学、地球科学、生命科学等实用科学；
社会科学所涵盖的学科包括：
经济学、政治学、法学、伦理学、历史学、社会学、心理学、教育学、管理学、人类学、民俗学、新闻学、传播学等。
社会科学用科学的方法，研究人类社会的种种现象的各学科总体或其中任一学科。
如社会学研究人类社会（主要是当代），政治学研究政治、政策和有关的活动，经济学研究资源分配等。
科学方法论是自然科学和社会科学研究方法的总结归纳。
2.如何选择科学的问题？
在历经一个月的讲座中，几乎所有的老师，无论是从事自然科学研究，或是从事社会科学，无论是从事能源研究、还是生物学、或者是地质灾害的研究，老师们都谈到如何选择研究方向和领域的问题，已经八十高龄的赵鹏大院士在讲座中引用爱因斯坦的观点“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”，强调选择研究方向和科学问题的重要性。
发现问题是起点，如何发现，作为一个研究者，这不是一件简单的事情，对于有些科学问题，很多都是假问题，没有研究意义；
比如《论哲学家对自然科学家的引导》这一问题，实际上哲学家和自然科学家都是平行工作的，它们不存在谁引导谁的关系，这就是一个假问题；
还有许多研究心理学的学者，研究六岁儿童的运算能力等，都是过于肤浅或者没有意义的研究问题。
中国科学院动物研究所吴德华研究员在一次学术会议提出这样的观点，在选择研究问题时，第一个方面是要找到科学问题，科学问题可以通过多阅读文献寻找。
如某学者测定一个物种的代谢特征的季节变化，发现了一些规律，如（啮齿动物）冬季产热能力增加，夏季产热能力降低等，呈现明显的季节变化。
那么科学问题就有：
为什么会有季节变化？
哪些环境因素影响动物的代谢能力？
哪些
生理因素影响动物的代谢能力？
这些因素是如何影响动物的代谢能力的？
因素之间的相互作用是什么（有还是没有？
）？
哪个因素的影响最大？
如果你认为食物的因素重要，那么是食物中的哪种营养成分导致的？
脂肪含量、碳水化合物含量还是蛋白质含量？
发现食物有影响，那么很容易就会产生类似：
光照周期是否有影响？
如何影响？
环境温度是否有影响？
有哪些影响？
……那么到底做哪个？
选择其中哪个问题作为研究问题？
发现科学问题后，要确定科学问题的重要性和意义。
这里边要问几个问题：
这个科学问题重要吗？
有意义吗？
怎么个重要法？
有什么重要意义？
在科学（学科领域）上有什么贡献？
对人们认识自然规律上有哪些启示？
有应用价值（前景）吗？
如果有，有哪些？
作为教师和科学工作者，我们经常被家人和朋友问到一个问题：
“你是做什么研究的？
你的研究有什么用？
”如果你能拍着胸脯，满怀信心回答这个问题，并且让听的人有无限的兴趣，参与到该问题的讨论，大概这就是对人们有价值的和有兴趣的问题。
如果回答了对方的问题后，对方只是抬了一下头，然后又低下头读自己手里的书（报纸），说明你的研究问题还需要重新加以思考。
对于自然科学，如地球科学领域，地质灾害的问题、新能源、环境污染和治理等问题都是大家关心和感兴趣的问题；
对于社会科学，如人们的健康、长寿、食品安全、旅游文化、教育、房产经济等问题都是值得关注和研究的课题。
综合来说，在选择科学问题时，阅读和思考是发现科学问题的途径，自己的兴趣、人们的关注和需求是衡量问题价值和意义的基本标准。
在《科学方法论》的讲座老师中，殷坤龙教授选择滑坡灾害的预测研究、以及对水库库岸滑坡与涌浪灾害的研究，唐辉明教授的《水库滑坡演化进程多维诊断与稳定性研究》等这些研究课题的选择，对我们如何选择研究课题具有极大的启发和指导意义。
3.如何展开和深入科学问题研究？
确定要研究的科学问题后，接下来就是如何开展对该问题的研究，即研究方法的问题。
综合来讲，按照概念内涵的深度和广度，科学研究的方法可划分为三个层次：
第一层次是各门学科的具体研究方法，例如：
地质学中通过古生物化石确定地层相对年代的方法。
第二层次是各门学科研究的一般方法，如观察实验法、科学抽象法、逻辑方法、数学推导、资源预测和评估方法等。
第三层次是篇二：
《科学方法论》读书报告
《科学方法论》读书报告
中国地质大学
学号：
22002154
姓名：
秦跃群
中国地质大学研究生院
2004.12.
对地球信息科学的认识
----以地理息系统应用为例
地球信息科学是20世纪90年代新兴的地球科学研究的前沿领域，是在卫星遥感、全球定位系统、地理信息系统、数字传输网络等一系列现代信息技术的高度集成以及信息科学与地球系统科学的交叉基础之上所形成的科学体系,是地球科学、信息科学和信息技术的交叉和融合,是地球科学的一门新兴的重要分支学科；
虽然其理论与方法还处于初步发展阶段，其学科体系有待完善，但它已得到国内外科技界的普遍关注。
近10年来，为了加强对于资源开发与环境保护的系统调控和协调发展，许多国家都在积极发展地球信息科学，以之作为全球变化研究与区域规划、管理与决策分析的现代化科技手段。
一、地球信息科学
（1）作为一个现代的科学术语，地球信息科学的出现还不到10年。
作为一门新兴的交叉学科，人们对其的认识又有多重含义，并出现了许多相类似但又不相同的科学名词，如地球信息技术、地球信息机理、图像测量学、图像信息、地理信息科学、地球信息科学等。
这些新的科学名词的出现，都与现代信息技术，如遥感、数字通讯网络、地理信息系统等的发展密切相关。
全球变化与区域可持续发展研究已经使得现代地球科学问题的研究发生了“质”和“量”的变化。
首先，现代地球科学问题的研究具有“综合性、统一性”，“综合性”表现在地球科学问题的研究日益要求多学科、多部门之间的攻关协作，“统一性”则表现在地球科学问题的研究既需要现代化技术手段的支持又需要基础科学理论的指导；
其次，现代地球科学问题既强调揭示不同时空尺度下的固体地球系统、流体地球系统和生物地球系统的过程，以揭示全球变化规律，又强调对于包括人类在内的由岩石圈、土壤圈、水圈、大气圈和生物圈等各相态物质相互作用组成的地球表层系统的区域系统的研究，以揭示人类活动与资源、环境相互作用的关系。
随着遥感、全球定位系统、因持网（internet）和地理信息系统等现代信息技术的发展及其相互间的渗透，逐渐形成了以地理信息系统为核心的集成化技术系统，为解决区域范围更广、复杂性更高的现代地学问题提供了新的分析方法和技
术保证；
同时，这些现代信息技术的综合发展及其应用的日益深广，最终促使了“地球信息科学”的产生。
（2）地球信息是地球系统内部物质流、能量流和人流的一种运动状态和方式。
因此，地球信息实质上反映了人类对于地球系统运动规律的认识，它是人类保育地球系统的基础。
地球信息所覆盖的空间范围上至电离层，下至莫霍面，其中在地球表层上的地理信息是地球信息的基础信息。
正是地理信息的空间定位和空间关联性起到了连接地质信息、海洋信息和大气信息的作用，使得地质信息、海洋信息和大气信息得以通过地理信息而组合成为地球信息；
而有关地理信息的处理技术——数据获取、存储、空间分析和信息查询则为地球信息的模拟、分析和预测奠定了基础。
美国国家航空和宇航管理局（nasa），曾在《地球系统科学》报告中指出：
认识地球系统和全球变化战略的重要组成部分是要在最广泛的意义上致力于数据和信息的管理，发展地理信息系统是其中心问题。
因此，从地球系统科学的高度来认识和理解地理信息系统，更有利于我们把握地理信息技术体系发展的框架。
地理信息系统是在获取地球观测数据以后，完成从“分析和解释”到“概念化和数值模拟”，再到“预测和验证”的转换。
由此实现地球系统科学的研究工作。
（3）地球信息科学是一门交叉学科，是地球系统科学、信息科学和信息技术等的交叉和融合，是地球科学的一门新兴的重要分支科学；
同时，地球信息科学也是一门应用科学，它以信息流为手段研究地球系统的物质流、能量流和人流的运动状态和方式。
其中，“地球信息机理”是其理论研究的主体，“地球信息技术”是其研究手段，“全球变化与区域可持续发展”是其主要应用研究领域。
地球信息科学的本质是从信息流的角度来揭示地球系统发生、发展及其演化规律，从而实现资源、环境与社会的宏观调控。
二、地球信息技术
地球信息技术包括：
地球数据获取技术、地球信息模拟分析技术与地球信息传播技术。
地球数据获取技术：
用于从外部世界获得记录地球性质和状态的地球数据。
遥感、全球定位系统等地球数据获取技术的发展已经形成覆盖全球的监测运行系统，是快速获取和更新地球数据的主要技术手段。
地球信息模拟分析技术：
用以将地理数据转化为地球信息，包括地球空间信
息的加工、再生以及获得有关某一地球空间问题解决的目的、计划和策略信息，可分为地理信息系统、空间辅助决策支持系统。
地理信息系统是一个能够获取、存贮、查询、模拟和分析地理信息的计算机系统，是一种能够处理和分析大量地理数据的通用地理信息技术，它汇集来自多方面的数据，按照地理空间框架进行数据管理、查询与检索，通过地球信息模拟和分析软件包进行地球信息的加工、再生，为空间辅助决策的分析打下基础。
空间辅助决策支持系统直接面向地球科学的问题领域，它的任务是在地理信息系统有关地球空间信息分析结果的基础之上产生人类行动的目的、计划和策略信息。
因此，决策分析过程和其前面的信息处理过程是不可分割的，信息处理是决策的准备和基础，决策分析是信息处理的目的和结果。
地球信息传播技术：
用以实施空间数据的传递和信息的传播。
地图既是地理信息载体，又是传播媒体，尤其是电子地图的出现，极大地增加了地图功能，使得纸质地图更侧重于结果的表达，而将多种信息的存贮交给电子地图。
信息高速公路的发展，使得地球信息的交换发生了革命性的变化；
信息表达实现数字化、多媒体化，而不再仅仅是模拟符号；
信息交换的网络化与实时性，促进了广泛意义上的信息共享。
三、地球信息科学的方法论
在现代科学理论体系中，信息、控制和系统是三个具有时代特征意义并且具有深刻内在联系的重要科学概念。
信息论、控制论和系统论的结合导致了现代科学方法论的重大突破，促成了现代科学技术的巨大变化。
地理信息系统通过对来源于地球系统的数据流进行空间信息分析，而将数据流转换为信息流（目标信息）；
它实质上完成了对于地球系统的了解和认识，即实现了对于这个复杂地球系统的认识过程。
空间决策系统通过对来源于地理信息系统的信息流进行空间决策分析，而将信息流转换为知识流（目的、计划和策略信息流）；
它实质上模拟了对于地球系统的调节和控制作用，即模拟了对于这个复杂地球系统的调控过程；
而策略、方案实施则将知识流转化为真正可供操作的调节和控制行为。
地球信息科学的方法论表明，认识、分析地球系统和对于地球系统调控是不能截然分开的，它们是一个统一的连贯的过程：
认识是调控的基础，调控是认识的目的；
认识越深刻，调控就越成功，而调控越成功就会使认识进一步深化。
而
地理信息系统和空间决策系统实质上表现了人类对于客观世界认知能力的能动性。
四、地球信息科学的应用实例
地球信息科学产生与发展，无论是从理论上还是从技术上都将为地球科学问题的全球变化与区域可持续发展研究提供指导与支持。
可持续发展的核心是资源（尤其是矿资源）的可供性与保障程度。
发现与寻找新的资源是实现可持续发展的首要条件。
其基础是预测，而预测的关键问题是地学领域内各学科专家们对地质、遥感、物探、化探中的各种直接和间接控矿信息，进行处理、解释、提取和综合分析的结果。
由于地理信息系统是一个能够获取、存贮、查询、模拟和分析资源信息的计算机系统，是一种能够处理和分析大量地学数据的通用信息技术，它提高了我们处理和分析大量有关地球资源、环境、社会与经济数据的能力，为我们由客观世界到信息世界的认识、抽象过程以及由信息世界返回客观世界的利用改造过程的发展和转化，创造了空前良好的条件和环境。
就目前来说，建立一个完全自动化的预测系统是不现实的，但利用地理信息系统技术作为地质勘查现代化的工具是可能的，实践证明也是可行的。
我们曾偿试以地学信息综合分析为基础，结合地理信息系统对新疆伊吾地区进行定量找矿预测，选定成矿远景区，并进行野外验证，收到了一定了成效果。
1．信息处理方法
1）遥感数据的处理
多波段遥感图像信息特征中除可见光波谱部分外，许多波段的信息特征位于人肉眼光敏区以外，如红外、微波图像信息等。
这类图像揭示了大量肉眼看不见的地物信息特征，大大增加了鉴别地物属性特征的信息量。
因此，采用遥感图像处理有效提取成矿信息，尤其是提取那些微弱的矿化信息，通过地质解译、分析构造形迹特征及空间分布规律和应力状态，不但真实、客观，而且克服了常规地质方法有时由于点线观测的局限性，大大开拓视野，获得连续、系统、大量的信息特征，有助于将破裂系统与区域构造变形乃至地质建造等有机地联系起来深入分析研究，得出与客观实际相吻合的结论。
首先，对tm遥感图像数据预处理，主要对图像进行大气校正，并通过与同比例尺地形图找同名点进行几何校正，在此基础上对研究区的7个波段tm图像进行相关分析和主成分分析，得出７个波段方差大小，再根据各波段信息统计分篇三：
科学方法论读书报告
中国地质大学
研究生课程论文封面
课程名称科学方法论
教师姓名
研究生姓名
研究生学号
研究生专业
所在院系
类别:
硕士
日期:
2013年11月11日
评语
注：
1、无评阅人签名成绩无效；
2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效；
3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。
科学方法论的发展简史、当代发展
的困境与其现实意义
摘要：
本文是在阅读科学方法论相关论文的基础上总结而来，主要为读书报告，文中的主要科学论点均援引自文后的参考文献中。
关键字：
科学方法论；
发展史；
困境；
现实意义
科学方法论的发展简史
依据古登（gutting.g）的观点，我们可以将科学方法论描述为“处于科学的成功追求背
[1]后的所有普遍而系统地可表达的程序”。
同时，我们将科学方法论的本质归结为三个层面：
[2]哲学层面,科学家层面,科学实践的历史学和社会学层面。
其中哲学层面的基本特征是基
于普遍的形而上学和认识论之上的方法论追问，科学家层面的基本特征是根据具体科学问题所进行的，同时局限于科学家群体内部的方法论争论，而科学实践层面的特征是根据科学实践的具体历史以及社会特征而对科学方法所进行的一种描述。
这种变化是随着科学哲学的发展逐步而来的，下面笔者将简要介绍科学方法论的发展历史。
1，古希腊科学方法论的起源
早在古希腊时，哲学家们便已经开始了科学本质与来源的讨论与争辩。
泰勒斯说“概括是科学的起源”[3]，问题识我们该如何去概括。
这里哲学家们分成了两个派别。
其一是唯理论，唯理论所持核心观点是：
世界上的知识需要依赖人类的智力中的理性或直觉或理念的洞见才能获致。
其中,数学总是知识的理想形式。
最早的唯理论可以追溯到柏拉图的理念论。
理念论试图对数学知识的可能性提供一种解释,这种思想根源于毕达哥拉斯
[2]。
唯理论的表述试图说明存在着一种独立于物理事物之外的另一类事物，例如：
给予一条直线和直线外一个点，通过这个点有一条、并且只有一条平行线与这条直线平行。
这显然不是我们能够通过直接观察而得到，而是通过现实观察之外的理性思考得到的。
而它又真实存在，并不以物理事物的形式存在，更像是一种理念式的，而又能被人接受的真实推论。
虽然并不真实存在，但却可以确实其存在的合理性。
这种理念在柏拉图看来,能够求得对事物的解释、能够洞察理想事物的属性,从而获取关于实在事物的知识。
其二是以亚里士多德为代表的经验论，其两大核心是：
科学在起源上是经验的；
科学在内容上是必然的[1]。
这一观点与唯理论是完全相反的，认为科学的最终根源不是神圣的权威、人类的想象或者思辨的推理，而是我们对物质客体的感知经验。
但是，亚里士多德并不明白物质客体的感知经验如何导出极其重要的智力判断，这就造成了经验论最大的弊端，也成为了人们后来进行科学方法论反思的根源。
2，近代科学方法论的革命
唯理论与经验论的争论从来都没有停止过，只是时间到了近现代，争论的主脚换成了笛卡尔与弗朗西斯?
培根。
笛卡尔坚持并发展了唯理论，其关于科学方法论的两个核心主张是：
:
第一，用理念概念取代了本体的理性直觉，也就是“科学的根据不是外在本体的不可靠的智力版本，而是确实认识到了它自身的内容。
”[1]第二，丢弃亚里士多德的三段论逻辑，主张一种新型的数学推理，那就是以连续思维去把握秩序的“演绎法”。
从这种观点可以得出科学是从问题或者待证明的事物中能直觉到的东西出发所进行的演绎这种结论。
事实上，唯理论的演绎只能揭示前提中所包藏的结论，除非另有一个综合真理已被知道，否则它就不能建立综合真理。
对
于这个问题的解决，康德的给出的答案是先天综合判断的存在，即力证存在综合的先天真理。
康德在先天真理理论在数学和物理学中都得到了很好的印证，但其本质只支持一般数学和牛顿经典力学的范畴，在相对论、量子力学的发展其根基也不再牢固了。
弗朗西斯的观点则更倾向于经验论，提出一种“应该如何根据经验数据创立假说和检验假说”的方案。
这种观点的表述表明科学家是不断的搜集基本材料，再加上自身经验来创造出更有价值的产品。
这里就忽略了数学分析与推理，即只有经验科学，而非数学才是知识的理想形式。
培根的经验论经洛克、休谟获得进一步地发展。
洛克的经验论坚守这一条原则：
一切概念，即使是数学和逻辑学的概念，都经由经验进入我们的思维。
他基本上是不加批判就接受了归纳法，并把它视为一切经验知识的有用工具，认为思维中的东西没有不是先在感觉中的。
休谟更是坚持一种更为彻底的经验论，最终走向了不可知论。
3，逻辑经验主义的科学方法论
20世纪诞生的相对论和量子力学是逻辑经验主义建立其科学方法论的支点。
在逻辑经验主义者看来，这种推翻了经典力学的新科学彻底摧毁了先前从亚里士多德到康德的关于科学必然性探究的所有努力。
科学的必然性只不过存在于用来阐述定律的数学程式中，以及公理与定理之间的演绎关系中，这种新认识既为科学的理论化提供了依据，同时又限制了科学的理论化[2]。
逻辑经验主义所面对的基本方法论问题是，如何使得作为知识的不变主体的科学具有意义。
对于这一问题逻辑经验主义的答案是建立科学观察事实和它们的理论解释之间的明确区分，并同时提出了还原语句的逻辑技巧来提炼科学陈述里的可观察的本质。
逻辑经验主义的相关主张后来遭到了蒯因等人的批判，其中蒯因提出了逻辑经验主义的两大教条：
一是分析和综合的区分，二是还原论。
而历史主义学派领袖库恩更是拒绝接受逻辑经验主义者根据先验的哲学原理去阐述科学方法论的策略[2]。
4，历史主义的科学方法论
历史主义的科学方法论起源于19世纪后期。
代表人物是马赫和迪昂，历史主义以历史为基础，借助科学编年史学来思考科学，从而对逻辑经验主义提出了挑战。
库恩反对逻辑经验主义中认为科学理性都可以还原为任何一组显而易见的方法论的观点，认为坚持科学理性存在于科学共同体基于可靠信息所做出的判断之中。
同时库恩提出了重要的三个概念：
范式、不可通约性和革命。
在库恩看来，一门成熟的科学是由单一的一种范式所支配的，范式为在它所支配的科学内合法的工作规定了标准，它协调并指导在该范式内工作的一群常规科学家的解疑等活动。
第二个概念不可通约性意味着根本就没有任何科学方法论的算法去消除
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