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自然辨证法

第八章：

科学研究的理论方法

前一章主要讲的是经验层次的整理，而科学研究还必须上升到理论层次，否则不能称之为科学理论。

第一节：

科学的抽象方法

一、科学抽象

是指在科学研究中通过对经验材料的比较和分析，通过分离、提纯和概括，抽取和把握本质因素，形成科学的概念和科学的符号，以达到揭示研究对象的普遍规律和因果关系的思维方法。

（科学理论的最终成果是符号结构和概念结构，与单称判断有本质的区别。

）

1.分离：

就是要撇开对象之间的总联系，专注于其中的某一方面研究。

（把一幢建筑的几何线条抽出来研究；把人体的功能分离出来研究；）

2.提纯：

就是要排除研究对象的次要的、表面的因素，突出其本质因素，使人们在纯粹的状态下进行考察。

（把自由落体现象的摩擦力排除，让物体下落就可以发现自由落体最本质的东西）

3.概括：

就是对纯粹研究结果进行必要的处理，概括的表述来揭示对象的本质和内涵。

（把纷繁复杂的万物抽象概括为阴阳二性）

（用当牛顿建立他的定律F=MA和爱因斯坦建立他的方程E=MC2时，我们这些聪明的人类与石块、木块、卫星、流星、陨石等毫无区别，统统被抽象为仅有质量而无其他任何属性的“质点”。

连体积、形状、表面不光滑引起摩擦力、比重不均衡分布等都统统被忽略不计。

生物学医学的实验需符合统计学规律，要求随机抽取足够大小的样本。

因为根据统计学原理，足够大的样本具有代表性，能够代表该群体中的每一个成员。

只要达到要求，群体中形形色色的个性和差异统统可被认为是无意义的，仅是噪音或扰动而已。

二.科学抽象的认识功能

善于掌握和运用科学抽象的方法，决定着科学家能把经验层次的认识上升到理性认识。

（丹麦天文学家第谷.不拉赫，获得了极为丰富而精确的事实材料，但是他只是停留在经验层次的认识上。

而德国天文学家刻扑列在此基础上，充分发挥了科学方法的功能，概括出行星运动的三大定律。

爱因斯坦说：

知识不能单从经验中得出，而只能从理智的发明同观察的事实两者比较中得出。

）

*如何发挥科学抽象的认识功能？

1、以在实践基础上，大量的、正确的事实材料为基础。

2、要求正确地认识和处理现象和本质的关系，

排除假象，抽出真相。

（这可能不是一个逻辑问题，也许是一种极有创造性的直觉和天悟。

任何理性的方法在这里都会黯然失色，天才的光芒在这里会使我们的科学具有迷人、并带有一定的神秘色彩。

“假设在这里起着十分重要的作用。

）

3、科学抽象要求区分事物本质的层次性。

（列宁：

“人的思想由现象到本质，由所谓的初级本质到二极本质，这样不断地加深下去，以至无穷。

”科学的抽象离现实会越来越远，但其概括性会越来越大。

动物如果存在“意识”的话，则在抽象性能力这一点上与人相分离，如果人与人之间的思维有差别，也是从抽象性这一点上发生区别，这正是数学和哲学被恩格斯当作人类思维的最高成就的原因之所在。

三、科学抽象与科学发现

1、科学抽象对科学发现的重要意义

A.科学抽象能导致科学概念的建构和创造，以此作为表述科学体系的“知识细胞”。

（爱因斯坦指出：

发明科学概念，并且在这些概念上建立起理论，这是人类精神的伟大创造特性。

卡西尔说：

“人不再生活在一个单纯的物理世界当中，而是生活在一个符号宇宙之中。

语言、神话、艺术和宗教则是这个符号宇宙的各个部分，它们是组成符号之网的不同丝线，是人类经验交织之网。

人类在思想和经验之中取得的一切进步都使这符号之网更加精巧和牢固。

人们不在直接面对实在，他不可能面对面直观实在了，人的符号能力进展多少，物理实在似乎也相应的退却多少。

在某种意义上来说，人是在不断的与自身打交道而不是在应付事物本身。

他是如此地使自己被包围在语言的形式、艺术的想像、神话的符号以及宗教的仪式之中，失去了这些人为的中介，人就不可能看见任何东西。

”这个符号世界就是人类的伟大抽象。

）

B.科学抽象能够提取和形成科学符号，用简洁的、形式化的方式来表述认识成果。

（科学抽象创造出科学符号，还能够在此基础上创造出比科学符号的形式化更高，并且具有更大精确性与适应性的形式化语言。

这已经成为一门专门的科学，一个客观的精神世界，并有它自己的客观规律，只有进入了这个世界的人才有可能真正地或的科学真理，在今天越是具体地面对所谓的实在，就越是处于盲人摸象的地位，越来越失去了发现真理的机会和条件。

事实上，要了解真正的象，零距离的抚摩是不可能的，而必须远距离整体观察才有可能。

因为，今天的科学发现，符号世界的作用已经是起十分重要的地位了。

今天的科学家更多的是如霍金那样的通晓抽象语言世界的大师。

）

第二节：

形式演绎的方法（抽象的具体方法）

一.三段论式和假言演绎

无论是三段论式还是假言演绎法，推理形式和推理过程合乎逻辑（有逻辑的必然性）是推演出正确结论的必要条件，但还不是充分条件。

不遵守逻辑规则，由推导得来的结论就不能成立；但不能说遵守逻辑规则，推出来的结论就一定正确（推理规则不能保证推理前提在内容上是正确的，也许直到现在前提的必真性都还不能解决。

）只有在外延合理内容正确的论断前提下，并遵守逻辑规则的思维推演，才能断定结论的正确。

1、演绎法的作用：

A、能够提出逻辑的证明和反驳。

B、在科学发现中有预见作用。

（演绎要求推理的完备性、无矛盾性，如果出现了某种空缺或不相容，就要求提出新的、合乎必然性推理规则的假说或理论。

）

2、局限性：

A演绎的前提和结论的正确性都必须经受实践的检验。

（推理的前提及公理体系的前提往往是无法证实的，如果有证实也只是用实验的方法，而实验的本质就是归纳，上面我们已经对归纳的合理性进行了置疑，如果我们用本来就有问题的东西作为前提来演绎我们的理论，那么我们的理论吧本身的问题就不言而喻了。

）

B、演绎的前提正确其理论的可靠性大，但相对来说创造性小。

（那种突破性的科学理论的建立是难以单纯的通过逻辑圈内的演绎来实现的，创造性就是突破固有的逻辑圈。

）

二、量的演绎：

数学模型方法

1.数学模型方法：

是指对研究对象进行量的分析、推导与演算，用数学形式来表述事物的状态、关系和过程的科学方法。

数学模型既是对客观事物的量的科学抽象，又有按严格规则进行的量的演绎。

（数学抽象是一种特殊的科学抽象，它一方面要舍弃事物的其他一切特性，只保留其量的关系，另一方面又要用高度形式化的符号来表示这种量的关系。

在这种特殊抽象的基础上所展开的量的演绎，是严格按照逻辑规则来进行的，因此它所得出的结论具有逻辑上的必然性和量的确定性。

事物的质都表现为一定的量，研究量的规定能准确地把握事物的质，各门科学都离不开数学模型方法。

）

如何建立数学模型：

先要把观察实验中的实际问题提炼为数学问题，把研究对象的各个主要因素转化为可测的基本量，再分析各个基本量的变化及相互关系，并用数学关系式来表达这种相互关系，这样就建立了数学模型；然后进行数学的运算和推导，找出数学解。

1、数学模型的重要作用

A、可以精炼和确切地把握事物的本质。

（F=M.AH=1/2GT2）许多丰富和深刻的科学内容如此简明完美的被表达出来，是自然语言不易表达和根本无力表达的。

B、有助于人们作出科学预言，发现新事实、新规律。

（在科学研究中，人们既可以根据科学事实来建立数学模型，也可以使数学分析的推导走在事实的前面，预见到未曾观察到的事实。

《爱因斯坦和霍金具有典型性意义。

》数学的推导必然性很大，如果在实验中找到了与之相悖的验证事实，就更具有意义，这就是科学问题，也许会发生科学革命。

）

C.能够帮助思维推演出科学假说。

离开数学模型方法，理论思维走不远的。

（任何数学模型的建立和演绎过程，都必须遵守无矛盾性的逻辑规则、如果发现其逻辑矛盾并设法予以消除，就可能导致理论上的突破。

这是一个非常具有理论意义的问题。

很值得我们去研究）

三、质的演绎：

思想实验方法

思想实验方法：

是从经验事实中抽象出具有特定质的规定性的理想模型并在思想上进行实验，在理想条件下演绎出事物本质和规律性的研究方法。

区别于真实的实验：

尽管思想实验在思维中设想出同真实实验相似的实验物，但是从原则上说，思想实验无法在现实中操作，它在本质上是理性的思维推理。

区别于逻辑演绎和数学运算；我们可以在思想中对理想模型中的“实验对象”进行“控制”和“变革”，使它能够运动变化，并观测其结果，然后再运用推理得出符合逻辑的“实验论断”。

（作为力学基础的惯性定律，不是从实验中得出的，而是从理想实验中得出的一个科学定律。

伽利略曾经注意到：

当一个球从一个斜面上滚下又滚上第二个斜面上时，球在第二个斜面上所达到的高度同在第一个斜面上达到的高度近似相等。

他断定这一微小差异是由于摩擦的结果，如果将摩擦消除，那么第二次的高度完全等于第一次的高度。

他又推想，在完全没有摩擦的情况下，不管第二个斜面的倾斜度多么小，它在第二个斜面上总要达到相同的高度。

如果第二个斜面的斜度完全消除，那么球从第一个斜面滚下来之后，将以恒速在无限长的平面上永远不停地运动下去。

当然，这个实验是一个理想实验，无法真实地操作这个实验，因为永远也无法把摩擦力消除尽，也无法找到和制作一个无限长的平面。

伽利略是理想实验的先驱，后来牛顿把伽利略的惯性原理确立为动力学第一定律--惯性定律。

　　牛顿继承了伽利略的传统，在思索万有引力问题时也设计了一个著名的理想实验--抛体运动实验。

一块石头投出，由于自身重量的压力，被迫离开直线路径，如果单有初始投掷，理应按直线运动，而这时却在空气中描出了曲线，最终落在地面，投掷的速度越大，它落地前走得越远。

于是，我们可以假设当速度增到如此之大，在落地前描出1、2、5、100、1000英里长的弧线，直到最后超出了地球的限度，进入空间永不触及地球，（所谓第二宇宙速度，将宇宙飞船送向太空，证实了牛顿的科学思想）。

这个实验在当时的物质条件下是无论如何不能实现的。

牛顿在真实的抛体运动的基础上，发挥思维的力量把抛体的速度推到地球引力范围之外。

）

3、理想模型的建立

这是建立思想实验的前提条件。

思想实验的实验物、实验条件和实验过程都是远离人们的直观经验的，是一种高纯化的、完全排除了次要因素干扰的，把对象置于理想状态的科学抽象。

（如质点，在现实中根本找不到对应物只是一种理想的纯粹状态下的客体，是在思维中建立起来的思想客体或思想事物）

这样就大大简化了复杂的认识客体，使事物的本质更加充分、明晰、赤裸地表现出来。

4、思想实验方法的操作

A、思想实验要以真实的物质实验为基础，抓住关键性的科学事实，使思想实验具有可靠的客观基础。

（惯性定律是由考虑一个既没有摩擦又没有任何外力作用而永远运动的物体的理想实验得来的。

在这里忽略并简化了摩擦和外力，从而科学抽象出了惯性。

在现实中没有思想实验的科学事实，找不到任何一个没有摩擦的运动物体，而我们在复杂的多因素的干扰中是无法看到事物的本质的。

）

B、在思想实验中必须发挥创造性作用，进行巧妙的构思，要超越物质条件的限制。

（这里是非理性的作用，是艺术的想象的空间。

大胆的假设）

C、思想实验必须运用严格的逻辑手段，遵守逻辑规则。

（这里是理性的、逻辑的严密，小心的求证。

）

第二节建立理论体系的方法

一、科学理论重在建构

1、科学理论的定义：

是由概念、公式、模型、定律等以严密的逻辑结构和内在联系组成的知识体系。

2、科学理论的要素：

*科学概念：

是构成科学理论的细胞。

（一门学科只有获得了自己的基本概念，才能实现知识的系统化和取得重大进展，如果基本概念改变，其理论体系就会发生根本变化。

）

#科学定律：

是理论体系网中的纲和建构理论体系的逻辑前提。

￥科学推论：

是科学理论中由基本原理演绎推导出来的结论，是科学知识体系中的外围辅助部分。

3、建立理论要遵随三大原则：

A、逻辑完备性原则：

B、全面系统性原则

C、历史继承性原则

（科学理论重在建构，按照以上原则建构起来的理论体系对人们认识世界和改造世界具有重要的意义）

4、科学理论的重要作用

A、解释功能：

B、指导功能

C、预见功能

二、建立理论体系的方法

1、从抽象上升到具体的方法；

是指以科学概念为起点，将概念、原理和推论予以网络展开和系统化，使它们依次表述出来，从而构成一个严密的理论体系结构，在思维中综合地再现活生生的具体对象。

（175在思维过程中，把表现复杂的对象的多种规定性，按照从抽象到具体的逻辑顺序联系起来，形成一个反映研究对象整体的理论体系）

2、从抽象到具体的过程：

感性的具体（即完整的表象，）——思维的抽象（蒸发简练为本质的规定（当我们谈到1+1=2的时候，我们知道这是不需要证明的东西，我们正是用这些数来描述客观世界中事物与事物之间的关系。

实际上大家知道，当一个事务被抽象成一个数的时候，他生命的一部份已不存在了，比如讲一个人，两个人，三个人，这个人他有很多特性，他是活的，那当我测中他是1的时候，或他任何一个性征都用数字来描述的时候，实际上他生命的部分已经被滤掉了，也就是它这种科学语言从根本上无法描述生命的现象，当然我们也无法理解具体事物的真实性质，因此这种抽象有待于上升到下一个阶段）——思维的具体（用思维把握的具体就其全部内容深刻地反映对象来说，它比感性的具体更为具体。

）

问题：

中医学的辨证论治是思维的抽象还是思维的具体?

在这一过程中有一个，

3、上升的中介：

是指从抽象到具体的整个过程中，联系上升起点和终点之间的一系列中间环节。

（上升中介的每一个环节都有其先行后继的概念和判断，对于先行的概念和判断来说要具体一些，而对于其后继的概念和判断来说又要抽象一些。

在上升中的每一个环节都具有抽象和具体的两重性。

）

一部好的教科书，通常从最简单、最普遍、最平凡的关系开始，经过中介不断地展开，而整部教科书则将该门学科对象范围的现实世界在思维中复制出来。

（感性的具体是表面的，不深刻的、没有抓着事物的本质，思维的抽象尽管抓住了本质，又是孤立的因此缺乏生命的东西，只有达到了思维的具体，才把握了全面生动并是本质的东西。

）

i.逻辑与历史统一的方法：

是指在建构理论体系时要坚持将由概念、原理和推理所组成的逻辑结构与客观的历史发展过程或人类对他的认识发展过程相一致。

科学理论的体系的建构与逻辑进程与自然史和认识史相一致。

但是这种统一也不可能是绝对的，理论逻辑不应该完全地重复历史，而只是在本质上和大体上一致统一，逻辑展开要对历史作适当的概括、简化、修正。

ii.公理化方法：

是在尽量少的原始概念和大量实践基础上概括出来的，从具有逻辑的简单性的不证自明的原始命题出发，通过演绎推理来建构体系。

有三原则：

1、无矛盾性2、完备性3、独立性。

百科全书：

“把一个科学理论公理化，就是用公理化的方法研究它，建立一个公理系统。

每一个科学理论都是由一系列概念和命题所组成的体系，公理化的实现就是，1、从它的众多概念中挑选出一组初始概念，即不加定义的概念（自明的），该理论的其余概念，都是由初始概念通过定义引入的，即都用初始概念定义，称为导出概念。

2、从它的一系列命题中选出一组公理，即不加证明的命题，而其余的命题，都应用逻辑规则从公理中推演出来，称为定理。

应用逻辑规则推演定理的过程称为一个证明，每一个定理都是通过证明而予以肯定的。

由初始概念，导出概念、公理即定理构成演绎体系，成为公理系统。

其中，初始概念和公理是公理系统的出发点。

（任何理论的公理都是不加证明的，这到底意味着什么？

）

创造！

才是科学的本质！