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1、自然辩证法听课笔记刘二中老师自然辩证法与科技革命笔记完全版（刘二中老师）第一篇 绪言一、什么是自然辩证法：关于自然界、自然科学发展的普遍规律的科学，是马克思主义自然观、科学技术观和科学技术方法论。由恩格斯首先提出。二、自然辩证法的发展第二篇 自然观一、古代的自然观追求简单自然、和谐，追求自然的本源1. 中国古代：五行说：中国古代的五行说，就认为水、火、木、金、土这五种物质元素构成世界万物，战国时代五行说颇为流行，并出现了五行相克相生的原理，即木生火，火生土，土生金，金生水，水生木，水克火，火克金，金克木，木克土，土克水）。（“以土与金木水火土杂之，则成万物”） 八卦说：取自然界的八种东西作为世

2、界的本原，这八种东西是天地雷风水火山泽，八卦说较好地解释了世界的多样性。来自殷商末代周文王的易经。（阴阳两仪，两仪生四象，四象生八卦，八卦生万物）元气说：宇宙天地和世界万物都是由气构成的。 气稀微无形, 人眼察觉不到,但又充满宇宙太空。元气还处在不停的运动状态之中,它的聚集生 成万物,而万物的离散又成为元气。由于元气的运动,由于元气中阴与阳两种属性的矛盾冲突,从而构成了宇宙万物及其运动的多样性。（“聚则成形，散则归之太虚”）-“精气说”（凡物之精，比之则生，下为五谷，上为列星）宇宙观：郄萌的“宣夜说”（太阳日月星辰悬浮着） 张衡的“浑天说”五音律：宫商角徵羽2. 赫拉克利特1）火为本源（动力问

3、题，认为火最活跃，最能解释万物的运动性）；2）罗格斯（规律）一切变化均按罗格斯规律变化；3）万物皆流动(我们永远不可能同一次踏进同一条河)；4）对立面的同一、转化和斗争。（列宁称赫拉克利特委辩证法的奠基人）3. 毕达哥拉斯学派灵魂转世说：具有半宗教的色彩，认为人死后灵魂会变成别的事物（不吃肉，不吃豆子，剪下来的头发、指甲不能用脚踩，男小便不能面对太阳）数即万物：万物皆由数来公度（有理数-无理数）和谐说：认为和谐无处不在，绝对的，构成其宇宙哲学（黄金分割点0.618，开普勒是其受益者）4. 诡辩学派：（代表人物：巴门尼德；芝诺）偷换概念：二分辩，追龟辩，飞矢不变自然观点：世界即存在，存在就是唯一

4、，永恒不变化，不生不灭。穷竭法：正n边形逼近圆5. 苏格拉底目的论：世界之所以如此，是神有目的创造。故人不应该寻找其根本，学问的目的在于领会神的智慧和目的。辩论法：（接生术）通过双方的一问一答，互相诘难，使对方陷入矛盾，承认其无知，从而导致真理。6. 柏拉图理念观：理念是真实的世界，所有抽象事物在理念世界中都存在，并且是唯一的真实世界； 感观的物质世界是对应理念世界的影子或摹本；物质世界是由造物主或巨匠造出来的；认知即回忆，人的认识过程是一个回忆的过程7. 德谟克里特（前460-前370）原子论：一切物质由原子和虚空组成。（物态的变换预示着其有基本结构）原子不可分，不可穿越，运动时其固有的。原

5、子结构发生变化，事物性质发生变化。区别在于大小形状，火为其本源。8. 亚里士多德（求学于柏拉图，为亚历山大的老师）1）逻辑学：矛盾律：一个命题必须有真有假，但是不能既真又假。同一律：命题的概念必须是确定的。排中律：一个命题真假必居其一。公式是要么A，要么非A。2）反对柏拉图的理念观：（我爱我师，我更爱真理）一般理念不能说明具体事物的具体性质理念本身存不存在有待证明； 没能证明理念向物质世界的变化，即造物主如何把各种理念转化为具体的东西 理念不能证明事物的运动变化3）实体论的主张者：存在即实体，是一切东西的主体，机制或基础。（与唯物观有联系，但他相信上帝，承认实体、客观事物）4）四因说：质料因（

6、十五因构成质料不同而不同）、形式因（保存自己的存在模式）、目的因（引导物体）、动力因（决定其变化）5）地心说的宇宙体系（轻物上升，重物下降）所有天体围绕本轮中心转，本轮中心围绕均轮中心转。地心说：天体运动时神的运动，是圆形而永恒的，力是物体运动的原因，重的东西先落地。6）生物阶梯论：分三类，植物、动物、和人（植物有营养的灵魂，动物还有感觉的灵魂，有快乐痛苦和欲望，人除了上述两个，还有理念的灵魂）二、中世纪神学自然观 1. 教父哲学 代表人物奥古斯汀：创世说：上帝从虚无创造了世界，上帝是世界的主宰（人性化）原罪说：人生下来就有罪救赎说：受罪是自救，信奉上帝，忍受苦难来世赏罚说：天启说：人的认识和

7、理性要服从信仰，不能与其相抵制。2. 经院哲学 代表人物托马斯阿奎那：上帝存在的五大论证：不动之推动者之论证 最终因论证 自身必然性的论证 真实性等级（上帝的真实性最高）论证 目的因的论证3. 机械唯物论认为机械可以解释万物三种倾向：1）机械观（任何动物也是机械）2）没有飞跃，只有量变没有质变，认为自然界不会变化；3）只承认必然性，不承认偶然性。恩格斯称之为“自然是绝对不变的”形而上学作为一种方法是正确的，但作为世界观是错误的。四、辩证唯物主义自然观三大突破：太阳系的星云假说：哲学家康德的自然通史和天体论，拉普拉斯“宇宙由星云凝结而成” 尿素的人工合成（维勒）：打破了所有有机物不能通过化学反应

8、产生，只能动植物产生 地球运动：1830年英国的赖尔提出了完整的地质理论。三大发现：细胞学说（德国的施莱登、施旺发现植物和动物的细胞构成）、能量守恒和转化定律（迈尔、焦耳等人发现在不同领域的能量守恒，统一自然界的现象）进化论（达尔文发表物种的起源，提出选择学说，优胜劣汰、适者生存）一切僵硬的东西融化了，一切固定的东西消散了。一切永久存在的特殊东西变成了转瞬即逝的东西，整个自然界被证明是永恒的流动和循环的运动中。（恩格斯在机械唯物论基础上提出的）物质的可分性和不可分性是并存的物质的连续性和间断性是并存的（如波粒二象性）简而言之，世界是物质的，物质是运动的，运动是多样的，运动是有规律的意义：辩证唯

9、物主义是对当时的自然科学和哲学的倾向的纠正和补充1这种自然观既克服了形而上学自然观的局限性，又摆脱了古代自然观的朴素的、自发的属性，而且是根据近代自然科学发展的最新成果建立的新的自然观，它是建立在精确的观察材料上的；2它以自然界本身的真实联系代替了以往的哲学思辩的幻想的联系；3是以事物内部的相互联系相互作用说明自然界的多样性、统一性的。第三篇 科学研究方法论一、观察1.观察的定义：观察是获取研究对象自然信息的过程。（观察具有客观性，靠实践，靠观察来自客观事物）2.观察的过程： 第一阶段感观接收对象信息 第二阶段头脑对有关信息的直接判断3.观察的易谬性（表现为同一事物各自都有看似合理的观点）：

10、第一阶段：信息产生、传播、接收过程中出现错误（因有常识，第一阶段出错概率较小） 第二阶段：感觉器官的误判（局限性和错觉）眼能看东西与眼睛有相对运动（青蛙） 头脑直觉的误判（习惯性印象、粗略） 错误认识和理论的误导*在看不清的情况下，往往你希望看到什么就觉得看到的是什么4.人为演示的剖析（魔术和特异功能） 眼见未必为实； 事实不等于解释；（举例：太阳东升西落，用地心说能解释但却是错的。）要将验证和解释分开 人为欺骗的复杂性（包括专业技术）5.气功的本质：气功的来历：唐孙思邈千金药方 1958出现“气功”一词（河北邯郸），以老干部治失眠。气功的疗效：多数情况下，气功疗效确实存在-解释（使神经系统庚

11、安稳协调，是客观的）气功的机理：自我心理暗示；作用有限。效果不等同于解释双盲实验（吃药或者接受治疗时，排除心理暗示作用）二、实验1.什么是实验：在控制和干预研究对象的情况下获取信息2.实验的主要特点：1）析因和判决型实验：简化或纯化自然现象，排除干扰，把复杂条件变为简单条件例子：自由落体析因，地球自转傅科摆判决2）探索性实验：创造新的条件例子：核爆炸，超导，创造高温、高压、无阻力等条件3）测量性实验：获取精度数据例子：利用方法、仪器测量。如光速的测量4）优化性实验：寻找适用的手段或条件例子：正交设计-成批产品，设计农药5）模拟实验：替代困难的实验过程例子：计算机模拟天气、电路，数值模拟3、观察

12、实验的重要意义（1）科学发现的突破口许多科学发现都是以观察实验为突破口的实验：改变环境、条件、控制、干预； 观察：细心（2）观察实验中的科学精神：实事求是全面完整地保存原始数据：坦诚、平常心、不求名利4.观察实验中的机遇（1）机遇：在科学研究中偶然发现的重要意外现象（2）捕捉机遇的重要性和难度：真正的机遇和庞大的现象混合在一起（3）捕捉机遇对研究人员的要求留心意外知识（塑料鱼饵） 不要怕白费力气，要勤勉 减少成见（避免先入为主，ex：居里失去了发现种子的机会） 相信机遇偏爱有准备的头脑三、归纳和演绎： 1.归纳与演绎的定义：归纳：由特称命题到全称命题的思维过程 大量事实-结论（不是逻辑推理）我

13、们用一千个归纳法也不能把一切事情弄清（恩格斯） 演绎：由全称命题到特称命题的思维方式大量原理-选出适当原理严格推出（是逻辑推理）2.亚理士多德的归纳演绎方法： 1）归纳和归纳方法：由事实的知识过渡到这个事实的原因的知识归纳法：简单枚举法（a1有性质p，a2有性质p，-）a有性质p）直观归纳法（依靠洞察力感觉经验资料中看到的本质） 2）演绎和演绎方法：从解释性原理得出对观察对象的解释 三段论：大前提 所有的M都是P 小前提 所有的S都是M 所以所有的S都是P大前提-小前提-结论 前者需要大量观察，后者从原理中找出一些原理去解释现象，以少解释多。演绎法的过程就是插入中项的过程。即：找一个概念（中项

14、），它包括在两个命题（大小）中把命题迭加起来。example: (1) 苏格拉底说：所有的人都是会死的；苏格拉底是人；所以苏格拉底是会死的。(2) 所有的动物会呼吸，所有的马是动物，所有的马都会呼吸。 亚理士多德对科学解释中的前提要求： 前提必须是真的； 前提必须是无法证明的（不能用别人的前提证明）； 前提比结论更为人所知； 前提必须是结论所作归属的原因。3. 其他归纳法穆勒方法：求同法、差异法、共变法、剩余法； 作图法四、分析与综合（牛顿的方法）1.背景（手工业生产在英国兴起）牛顿提出的新的归纳方法分析与综合法 自然哲学的数学原理2.牛顿的分析方法是归纳方法的深化、提升，是归纳方法的一部分。

15、在实验和观察的基础上，用归纳法进行验证，从结果到原因，从特殊原因到普遍原因，一直到最普遍的原因。不同于迪卡尔的“我思故我在”的猜测原理。3.牛顿的综合方法：假定原因已经找到并且把它们立为原理，再用这些原理去解释他们发生的现象，并用观察和实验证明这些解释的正确性。举例：蜡烛燃烧的条件原因找到-再看其他物质的燃烧4.牛顿分析综合方法的两个特点：从少数对象的深入研究入手（“解剖麻雀”） ex：买车调查：“想买车有钱的话”，应找家庭作支出调查 通过观察实验来决定原因5.牛顿分析综合中对原因的要求：牛顿的科学态度？什么因素能做原因？原因多好,还是少好？真实：除那些真实而已足够说明现象者以外，不必去寻求自

16、然界事物的其他原因；简单：自然界不做无用之事，因为自然界喜欢简单化，而不爱用什么多余的来夸耀自己；普遍性：对于自然界中同一类结果，必须尽可能归之于同一原因。五、科学抽象与理想化方法1. 科学抽象1) 科学抽象的定义：透过现象抽取本质的过程。2) 抽象的过程：a. 通过大量的观察和实验，在头脑中对于对象从感性的具体上升到抽象规定；b. 从抽象的规定上升到思维中的具体。2. 理想化方法1)理想化方法的定义：用与研究对象有差别的便于处理的简化形成，代替对象研究方法。2)理想化方法的运用：a. 形成科学理论的概念基础（严格、明确、简单、便于数学处理；与真实对象的差别尽可能小）； b. 设立理想条件，建

17、立理想定理，或者进行理想实验。(惯性实验，小范围实验再外推)3)理想化方法的理论依据：科学理论的正确性与可操作性的对立统一关系。3. 公理化方法1) 从欧几里德几何公理体系到牛顿的力学体系。2) 自然科学公理化的条件（牛顿标准）： （1）严格明确的基本概念：这些概念不一定等于感知的测量如质量，但是必须与其相对应；具有极高的概括性，而且是必不可少。 （2）与观察实验一致的几条公理和法则（如牛顿三定律）； （3） 相应的数学工具。（如微积分）3) 公理化的优越性：形式简明、逻辑性强 数值严格、运算方便 普遍性高、可靠性高六、三论（控制论、信息论、系统论）方法要点1、控制论方法（1）负反馈（2）黑箱

18、：收集足够多的输入、输出来反推数学模型2、信息论方法（1）信息量大小H=-KPilogPi（2）信息无论存储、传递、处理，都需要物质载体。通用的信息可以有不同的物质载体。3、系统论方法系统由各部分组成，个部分之间一定有物质流、能量流和信息流。系统的强弱与物质流、能量流和信息流是否活跃有关。系统的整体要大于个部分之和指效果。第四篇 创造性原理一、创造的基本概念1.创造的定义：产生新颖，而且有特殊效果的思想活动。2.创造的基本过程：寻找创造的目标和资料； 寻找新思想； 确定新方案。二、创造与各种智力 1. 认知能力：获取信息的能力观察、领悟和学习能力2. 记忆力：人脑保存和检索已获信息的能力。创造

19、往往是已有知识的组合、使用和变化 3. 发散思维：思路象波方向发展的思考（1）丰富性：数量多（2）灵活性：多方面思考（3）新颖性：新的办法（4）精细性：细致入微 4. 收敛思维：思路向单一方向发展的思维；发散思维的爆炸性借用数学分析典型形式：有条件地向单一方向发展推理单一方向的联想直觉优点：快创造性思维的大部分是收敛性思维，只有少数关键环节是发散思维，考虑到效率。 5.评价能力：根据各种逻辑标准，对各种信息进行比较，得出恰当判断和决策的能力。目标很重要智商与创造力：智商对创造力有一定的影响，系数0.30三、创造力与个性 有利的个性：1.强烈的好奇心与求知欲；举例：防震安全玻璃，电磁感应现象，亨

20、特式法手术（侧枝循环的存在及扩张的可能性）2. 独立性与自主精神；举例：3. 富于冒险精神；举例：4. 决心毅力和责任感；举例：5. 具有批判与怀疑精神；举例：6. 兴趣广泛知识面广富于幽默感；举例：不利的个性：从众性（有意无意地保持和其他人一样）； 偏执（性格的片面和狭隘）； 刻板（对新变化的反抗、对新事物的反感、先入为主）。四、创造与年龄、性别五、创造与环境的关系第五篇 技术创新方法一、寻找技术创新的目标1. 需求是发明之母，找到一种需求并满足它（大众需要）-安全剃须刀，纽约黄金交易-爱迪生电报，议员表决-电报表决2. 幻想与愿望-贝尔发明电话3. 解决存在的问题-冰箱的异味-活性炭； 4

21、. 消除缺点-索尼起家，便携式收音机声音失真，晶体管取代电子管便携式收音机5. 增进功能-电风扇-摇头-定时6. 降低成本-静电喷漆法、汽车组装（节约原料、工序、操作动作）7. 提高效率-乒乓球拍原来没有海绵，50年代初日本人加上了海绵。二、技术创新的构思技巧：1、任务表达与思路：表达要准确，否则影响思路如三峡工程就表达不明确过河：修桥造桥的材质石桥、木桥、铁桥如何过河方式隧道、大坝、轮渡牙刷的功用：这把破牙刷的作用刷这个东西的作用多种多样2、观察、联想和思考看到一个现象、资料，听到一个消息，受到启发，联想到现有问题，经过思考解决问题近视眼治疗手术，眼部受伤后反而视力恢复了（晶状体的放射性划线

22、）钓鱼使用假鱼饵桔园的雪人工造雪人工滑雪场3、科学技术原理的活用热管导热记忆合金纳米技术（以上三个例子你记得具体内容吗？）激光的原理发明後推广到各种应用4、组合法（前提是1+12）元件组合：多功能拐杖、带橡皮头的铅笔、瑞士军刀材料组合：电线（内钢提供钢性外铜提供导电性）、钢筋混凝土方法组合：激光、超声波杀菌5、变化法变形状：握力练习器（网球椭圆形的网球握力器），心形的巧克力变材料：硅胶的彩色沙漏，纸尿布变方法：生产工艺、加工方法等，飞机机翼、派克钢笔（改进奥特曼公司的外形，笔帽改为一下就可拔出）变观察问题的角度：吸墨纸、二战期间苏联飞机速度的提高机翼变薄、杀虫剂变成除草剂6、转用法例如：发泡法

23、的转用小麦发泡橡胶发泡成海绵泡沫塑料、冰激凌、香皂发泡变轻；钢筋混凝土钢材与木材复合做建筑材料7、其他类比（仿生）：构盾法挖隧道船蛆；粘扣带钩子的植物种子；泳衣鲨鱼皮;雷达-蝙蝠移情：暖气的回流，形象思维，想象自己为暖气管子里的水异想：变换思考问题的角度三、思考的辅助方法1、灵感发散思维中自由联想产生的由特殊价值的想法 高斯数学、瓦特蒸汽机（1）与大量有用、无用的思绪混合在一起，往往处于思维的边缘，不容易立即想到（2）这种思路一旦出现，价值非常大2、灵感产生的条件和捕捉方法50%的灵感床上、洗手间、散步、或公车上；10%的灵感办工作或会议中（往往产生于半放松或者全放松的状态下）为什么？a.工作

24、时效率要求高，只能采用常规方法，没时间“胡思乱想”b.工作时任务多紧张，使人中规中矩，不能产生新思想c.工作时预期的 1)工作中有张有弛，创造一定的宽松环境 2)及时记录产生的灵感3、激发思想的集体方法 1）“头脑风暴法”的四条原则 （1）禁止批评，对各种主意的消极批评必须留到以后 （2）欢迎畅所欲言，主意越怪越能使人得到启发 （3）出主意要求数量，不要求质量，数量越大出现有用主意的几率越大 （4）寻求综合与改进，与会者除自己的主意外，要求对别人的主意加以改进或者综合多人的2）进行方式选择适当的主持人，确定会议主题（具体激发思想要解决的词）；注意控制人数（1012人），不要有让人产生顾虑的权威

25、，发出备忘录（时间、地方、主题、要求主意越多越好，甚至可举例）记录人员1-2人会前提出要求和希望，保证每个人都有时间发言主持人会后加以整理，会议的前提利益、目标一致好处：（1）有竞争机制（2）启发，有增值效应四、技术创新应注意的几项原则： 1、 不违背科学原理永动机、水代油、利用海水温差发电，但是抽水管子很快长满了海生物2、 市场评价原则要为大众服务并被大众所接受如自动炒菜锅（无用），全功能灶台（太贵）雨伞加塑料帘子防止雨淋到身上（没有实用价值），电子菜谱（可以用商务通、电子记事本代替）3、 相对最优原则带刺的铁丝网就是改进了原来发明人的设想，重新申请了专利；水壶加卡子防止盖子掉下来，不如直接

26、加大盖子与壶口之间的摩擦力简便专利的申请：新颖性、创造性、先进性4、 机理简单原则如要使螺丝宁不紧有很多方法而把垫圈反过来是最简单有效的；导弹发射器里的定时装置，用弹簧5、 构思独特原则，通常由基理简单会导致构思独特。如输送燃气管道一个压力高一个压力低，压力低的无需加压，只要把两个管道连同即可。法国人为伦敦设计的新颖水闸既可以防止海水倒灌，又可以不妨碍航运6、 不轻易否定和不简单比较原则多目标多标准不轻易否定：机器人太笨，敏感度低，改成玩具机器人、机器狗不简单比较：铅笔、钢笔、圆珠笔；火柴、打火机五、 利用文献资料包括比较广泛，书记期刊、网络、博览会、会议等1、 情报资料是技术创新的土壤（1）

27、 避免重复的工作（2） 防止还不如现有的技术（3） 对自己的启发2、 利用各种资料（丛通俗到专业，从中文到外文）3、 专利文献（及时性、详细性）六、 技术创新的研制1、 研制的必要性2 研制的一般过程：（1） 基本基理验证，进行基理实验如用风筝代替飞机验证飞行原理；冰箱除臭剂（活性炭的用量）；气垫船的验证；电子加速器（2） 初步设计和优化实验如对飞机进行风洞试验（详细内容？）；爱迪生发明灯泡寻找灯丝的实验过程（3） 制出样品与评价如制出飞机的模型后通过用绳索牵引放飞验证其性能并加以改进；反面例子：自动炒菜器，充电电池（4） 解决生产工艺问题吉列剃须刀的刀片需要一次性的刀片，因当时无法生产一直无

28、法推出，后来由于工艺的改进生产出了良好的一次性刀片才使得吉列刮胡刀得以推广。2. 研制的策略：量力而行，精打细算（莱特兄弟发明飞机，共花1500美元。）掌握方案设计与试验的平衡（莱特兄弟放风筝）；合理安排研制步骤。第六篇 专利知识的标准1.新颖性：指在申请日以前，没有同样的发明或者实用新型在国内外出版物上没有公开发表过、在国内公开使用过、或者以其他方式为公开所知，也没有同样的发明或实用新型由他人向专利局提出过申请，并且记载在申请日以后公布的专利文件中。2.创造性：同申请日以前已有的技术相比，该发明有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型有实质性特点和进步。 判断创造性的参考：首创性发明（望远

29、镜，蒸气机） 解决了长期以来力图解决的问题 简单但效果特别的3.使用性：该发明或实用新型能够制造或使用，并产生积极效果。第七篇 科学哲学（波谱的证伪思想）一否定归纳法：1归纳是从有限的事例推广到无限的定律，有限不能证明无限，再哲学上也不能吧两者等同起来2归纳是已过去的事情证明未来的事情，过去不能证明未来3从单称命题过渡到全称问题缺乏逻辑根据4归纳不是一个严密的逻辑形式推理，而是一个概率推理，概率推理是错误的评：归纳是认识论，不是逻辑理论，其本身是一个探索过程，不是一个逻辑推理过程。二理论先于观察（观察离不开理论）1理论要指导观察：eg：达尔文周游世界得出进化论同船的水兵什么也没有得出从另外的角度看世界2理论指导理解观察：观察到的东西如何理解离不开理论eg：如何理解太阳从东边升起，由不同理论解释不同的观察评：在观察过程中带着一些不成熟的理论，在观察的基础上完善理论，在理论指导下理解观察，两者相互促进三理论是大胆的猜测科学知识是科学世界的客观反映。感觉只是信息，无法反映成理论。有限不能到无限所有普遍行都是随意猜想出来的，不是论证出来的。科学不是认识过程，是一个猜测过程。四理论不能证实，只能证伪多次验证不能保证普遍陈述的证实。理论即所谓的“一切。任何时候。