简化版 科学方法论.docx

1、简化版 科学方法论 第一部分 科学方法论（简化版）第一章 经验与逻辑方法经验方法与逻辑方法是知识获取的最初的和最基本的方法，所谓经验的方法就是通过接触自然来获取知识的方法，逻辑方法就是通过规律性的思维来获取知识的方法。(原资料P2)一、观察与实验（一）观察方法观察是人们面对自然时，运用自己的感觉器官对一定具体事物、过程进行考察的一种基本认识方法。这里所说的感觉器官，是指人的眼、耳、鼻、舌、口这五官，观察是知识获得的最基本的经验方法。（原资料P4） (二)实验方法1实验方法是科学家根据特殊的研究目的，制造和使用一定的仪器设备，营建特定的环境条件，在能动地控制自然现象的过程中，反复仔细地观察和考察

2、自然内在规律的实践活动。2科学仪器 第一，科学仪器能够延长人们的感觉器官，不断地克服观察程度的局限性（广度和精度上）。第二，科学仪器使人们的观察精密化。第三，从模糊的定性观察转变为精密的定量测量。观察和实验方法在科学活动中有两种基本作用，一方面是为理论的解释积累充足的第一手资料；另一方面是检验理论，科学实验则可以通过种种环境和仪器来建立这种事实表现的条件，来展现这个事实。（原资料P6-P7）二、归纳与演绎（定性）从特殊到一般的推理过程就是归纳过程或归纳逻辑，而使得这一过程得以合理进行的方式方法就是归纳方法；与此过程相反的从一般到特殊的过程就是演绎过程或演绎逻辑，而使其合理进行的方式方法就是演绎

3、方法。（原资料P7）（一）归纳方法归纳方法就是从实验和观察的具体事实材料、实验数据出发，从中得出一般性和理论性结论的推理过程，这是一个逐步抽象的过程。 “密尔求因果五法”。（原资料P8）(1)求同法：在所研究的多个事例中都有一个共同的现象，那么查找这些事例中共有的因素，此因素与该现象之间存在着因果关系。其公式形式为：（举例见附一）因素 现象A，B，CaA，D，Ea A，F，Ga A和a有因果关系(2)差异法：如果所有的事例中，只有一例出现了某种现象而其余的都没有出现，而在查寻中发现，该事例与其他事例只相差一个因素，其他的因素是共同的，那么这个差异的因素与该现象有因果关系，或是原因的一个部分。

4、（举例见附二）因素 现象A，B，Ca B，Ca 不出现 A和a有因果关系(3)求同差异共同法：如果现象出现于其中的两个或两个以上的事例只有一个因素是共同的，而现象不出现于其中的两个或两个以上的事例除没有那个因素外并无任何共同之处，那么这个惟一的使两组事例有差异的因素与该现象有因果关系，或是因果关系的一个必要部分。（举例见附三）因素 现象A，B，CaA，D，Ea G，Fa 不出现 M，Qa 不出现 A和a有因果关系(4)共变法：在所有材料中，一现象以某种特殊方式发生变化时，诸事例中也有一因素与其有着相同或类似的变化，这个因素与该现象之间存在着因果关系。（举例见附四）因素 现象A1，B，Ca1A2

5、，B，Ca2 A3，B，Ca3 A和a有因果关系(5)剩余法：从诸种现象中减去已知的那些因果现象和因素，于是，剩余的现象与因素之间存在着因果关系。 因素 现象A，B，Ca，b，cBb Cc A和a有因果关系（二）演绎方法（原资料P10）演绎方法与归纳方法推理方向相反，是从一般到个别的推理过程，在科学理论研究中，演绎推理方法表现为从总体性质、共同本质性和一般规律推导出某一可观察事物的具体性质和特征的思维规律过程。演绎推理的基本形式就是亚里士多德逻辑学中提出的三段论，一般包括大前提、小前提和一个结论。大前提表述一个一般原理；小前提表述所要讨论的事实与一般原理之间的关系；结论所表述的是两个前提逻辑关

6、系中所包含的事实必然存在的特性。比如： 大前提：所有的金属都是导体小前提：锌是一种金属 锌是导体大前提：所有的生物都是由细胞构成的小前提：阿米巴是一种生物 阿米巴是由细胞构成的可以看出，演绎三段论的基本形式就是：举例见附五 大前提：所有的S是P小前提：a是S a是P演绎推理结论的正确性要取决于推理前提否正确和推理过程是否合乎逻辑规则。（三）归纳和演绎的辩证关系归纳和演绎是科学思维和科学研究活动统一整体的两个基本方面。一方面，演绎方法必须以归纳方法为基础。另一方面，归纳法的进行也要有演绎思维进行指导。三、数学方法(定量)数学是研究客观世界和事物空间形式与数量关系的一门科学，是用数和形的特殊符号语

7、言对事物的形态和状态的存在与变化进行逻辑分析和逻辑证明，进行推导和演算，以形成对问题的解释、判断和预言的方法。（原资料P13）如果我们把科学研究方法分为对事物的定性分析研究和定量分析研究，那么科学理论的归纳和演绎等逻辑方法是对世界事物的定性分析研究，数学则是一种从定量的角度对世界事物进行研究的逻辑方法。（原资料P15）定量的方法应与定性的方法相结合，在不同的认识阶段，针对不同的具体问题各自发挥其应有的作用。在把简单的事物引向深入、精密的过程中，数学方法的引入会大大地推动研究的发展；而当一复杂事物的种种性质尚不十分明确，相应的数学方法还未形成和成熟的时候，定性的研究则会发挥定量方法所无法取代的作

8、用。（原资料P16）第二章 辩证思维方法一、辩证法方法（一）辩证法方法的特征辩证法是关于对立统一、斗争和运动、普遍联系和变化发展的哲学学说。基本特征包括联系与全面性、运动与发展性、具体性、实践性。（原资料P20-P23）1联系与全面性辩证法思维的最基本特点是将对象作为一个整体而从其内在的矛盾的运动、变化及各方面的相互联系中进行考察。2运动与发展性运动是物质存在的根本属性和存在的方式。辩证法的运动观念不仅指物体在空间中的简单的位移，而且包含着事物的质变与发展。发展离不开运动，但发展还包括着事物不同质和不同进化阶段的运动。3具体性辩证思维的逻辑是一种反映着事物具体过程、具体内容、具体规律的主体与客

9、体统一的逻辑。4实践性辩证思维具有符合实践要求的一些基本特点：第一，思维活动认识的对象是客观存在的物质对象及其客观的运动变化过程。第二，思维过程的规律性应当与客观事物运动发展的规律性相统一，事物的存在、运动、发展是矛盾的对立统一的过程，思维的过程也同样是矛盾的过程、辩证的过程。第三，辩证思维认识的结果应当是实践性的，可以为实践所检验，可以为实践所应用。（二）辩证思维方法的基本形式辩证思维方法的根本立足点是它是关于一切事物内部的本质的必然联系问题的研究。1矛盾分析方法 这个矛盾是指任何事、物、过程内部是复杂的，存在内在的区分和联系，而其中的联系又可分为相互作用、相互矛盾的两方面关系。2辩证规律的

10、运动形式（原资料P25-P26）矛盾是事物存在的基本的和普遍的形式，表现出渐进的量变过程与突然性的质变过程的交替式运动形式，表现出发展趋势的否定和否定的否定的波动式前进的形式。矛盾的存在及其质的稳定性，所以一定程度的外部运动和内部运动不会影响或破坏事物质的稳定，这时运动主要表现为一定程度的量变。但是任何事物的质或者内部矛盾联系所造成的稳定性总有一定的“度”，在量变持续增长的过程中，总会达到事物稳定性的限度，在定的限度点上，事物便会发生质变。事物的这种质变是由于事物内部矛盾的转变，旧矛盾的破坏和新的矛盾的产生而造成的。正是由于矛盾存在着稳定性，同时也存在着稳定的限度，所以事物的运动中就必然表现出

11、量变与质变的相互作用。举例见附六二、逻辑与历史统一的方法（一）什么是逻辑与历史统一的方法（原资料P27）逻辑是人们对客观存在的历史过程的反映，而历史是包含着规律性的客观的过程，是不依赖于人的认识而运动发展着的真实过程。因此历史是逻辑的客观基础，逻辑则是真实历史在理论上的重建。（二）逻辑与历史统一方法的表现及应用（原资料P28）历史的方法是依照事物发展的自然进程揭示其规律的，它属于一种描述性的方法，而逻辑方法则是用概念推演的形式概括地反映事物，是一种形式化的抽象研究。辩证法思维的逻辑与历史统一的方法，应当是这两个方面的相互联系和相互统一。一方面是在对历史发展过程的研究中，通过合理的抽象暂时撇开其

12、某些非主要的细节，而以理论的逻辑从总体上来把握和认识历史发展过程的内在规律性。另一方面，在逻辑的抽象和推演中要注意事物实际发展过程的历史变化和历史进程，不应把逻辑理解为脱离事实脱离历史的纯粹思辨的抽象。三、从抽象上升到具体的方法（一）什么是抽象与具体 具体是指尚未见过思维的抽象，是对对象的直观的感性反映；而抽象是指在认识上把事物的规定、属性、关系从原来有机的联系中孤立地抽取出来。（原资料P32）人对客观事物的认识是建立在实践基础之上的，认识的过程首先是由感性的具体上升为理性的抽象，进一步再把理性的抽象通过反复深刻的思维活动达到新的理性的具体。（原资料P33）（二）科学的发展是一种从抽象到具体的

13、过程科学发展的初期更多地表现着一种以抽象思维为主的过程，而随着科学的进步与人类认识的深化，科学便开始从以抽象的分析为主要思想方法的时期逐渐转向以内容越来越丰富、对事物认识越来越具体的综合性认识为主要思想方法的时期。（原资料P34）第三章 系统思维方法系统思维方法以事物整体性和系统性为基本思考模式，对事物进行要素、联系、结构信息等分析和合理综合，再通过有目的的合理选择创造性解决问题的思维方法。（原资料P35）一、系统分析方法（一）系统分析方法的产生系统分析“是指被研究的实体分解为结合在一起的各个部分，因此这个实体可以由合在一起的部分重新组成。”（二）系统分析基本方法（原资料P36-P39）系统分

14、析的进行可以分为5个基本步骤：目标分析、系统条件分析、建立模型、方案选择和运行评价。举例见附七1目标分析目标的建立通常来自于现实状况或系统中的问题。目标分析中包括目的的确定、目标的确定(目标是关于目的实现的定性或定量的标准)、技术条件的确定以及成功可能性的确定。2系统条件分析P37系统条件分析是对现有可利用的种种条件进行充分的调查和研究，主要是对现有已在运行的现实系统的分析，也包括对可能补充的外在条件的分析。“要素分析”，即分析和查找现实系统运行的种种基本要素。我们对于现有企业资金、技术、生产条件、管理方式和市场种种因素的分析及对它们现实运行状况和不足之处的种种考虑。 “联系分析”，这种对联系

15、的分析不仅指对现实系统中各要素的联系的认识，更重要的是从诸要素不同形式的搭配组合中来实现对种种联系的分析和认识。如一套七巧板组成的图形，如果我们将它拆散，则只有七块板片，而如果将它们联系和组合，就会构成许许多多不同形式结构的图形，形成大量可能的搭配组合。显然，一个系统中如果有多个要素，而每个要素又有着一些不同的变量，就存在着大量的排列组合方式，也就是形成了一个很大的“组合空间”或“可能性空间”。再比如一个公司原有的班子运行得不理想，改制后重新组建，要决定董事长、总经理和副总经理的人选。三位精明强干的李先生、张先生、王先生是合适的人选。这3个要素和3个变量所联系成的新领域系统有6种可能的搭配组合

16、(见图121)，最终的选择是这6个事件的组合空间中的1个。 上：董事长 左：总经理 右：副总经理图121 一个人事系统的组合空间比现实系统显示出这样或那样功能品质上更好的优性系统。这一类是系统分析及其目标所要寻求的系统。 3建立模型 模型是以概念、图式、数学坐标和方程等形式建立起来的一种模拟现实可能组合结构的抽象系统。 4提出方案 5评价与决策研究评价分析不仅包括系统本身的各种优性指标权重的综合评价，也包括系统的外部环境条件的评价。二、模型方法 （一）什么是模型（原资料P40） 模型是在科学理论和实践活动中建立的以种种实物或符号形式来模拟现实系统外在形式或内部联系的结构系统。 实物模型是用一定

17、材料制作成的在空间尺度上放大或缩小的模型，如实物的原子模型、分子的拆装组合模型，这是一类放大的模型，新型飞机设计的等比缩小模型，销售部的户型模型、沙盘等等。 抽象模型是用符号方式反映事物内在关系的模型。这类模型大致可以分为三类： 1概念模型，即用逻辑语言对事实基本关系所下的定义。它是定性的，是最为抽象的； 2数学模型，即用数字、字母和特定数学符号建立起来的方程、等式、坐标、图表、框图等等定量的模型。如牛顿第二定律。F=ma；欧姆定律：V=RI等等。 3模拟模型，是用便于控制的一组条件来代表真实事物的特征，通过模仿性来反映实体的规律，是介乎于定性和定量之间的图式模型。如用不同颜色来表示不同山高、

18、水深的地形图，表示电器内部工作原理和部件联系结构的线路图等，用线框图、流程图来反映的工程进度、任务完成状况、工作安排等等。 三、信息方法（一）什么是信息方法信息方法是系统科学中利用信息的流动过程来实现人们认识世界和改造世界的方法。信息论把世界中的种种事物都看作是一种信息的实体和一个不断有信息输入和输出的动态系统。（原资料P42）信息方法就是利用信息反馈控制的原理，通过对系统信息的收集、储存、整理、加工、输入和对反馈信息收集的循环过程，来实现对事物的认识、控制和改造的方法。（原资料P43） （二）信息方法基本过程（原资料P43） 1确定对象系统 2信息收集3信息的储存4信息整理5信息的加工处理6

19、信息输入与反馈信息的再收集 （三）黑箱方法所谓黑箱(black box)是科学研究中对一类内部结构无法打开、无法直接观察或内部结构无法清楚展示的系统的形象概括：“箱”是指一个系统，“黑”表示我们观察的一定的限度。比如许多微观的自然客体的内部结构是不可直接观察的，比如人的大脑，即使我们将它解剖，事实上也无法清楚展示决定思维活动的那些真实细致的结构。传统的方法中暗含着一种人们认识的局限性，即那些内部结构无法观察或无法展开的事物是不可认识的。而黑箱方法过程：(1)记录清楚每次输入和相应的每次输出的信息；(2)比较多次的输入和输出情况；(3)根据比较的资料建立起对黑箱系统内部结构的猜测性模型；(4)运

20、行这个模型，考察和研究模型与黑箱行为的差异；(5)经过反复的输入，修正模型以缩小模型与黑箱的行为差异，直到差异消失。模型与黑箱之间的结构是相同的或相似的，我们可以将模型与黑箱称为“同构系统”，艾什比称之为“同构机”。也许当我们打开黑箱时发现，模型与黑箱之间在结构上毫无共同之处，但它们在行为和功能上却是完全一致的。如果我们把它们搞混了，从行为上我们就无法区分哪一个是黑箱系统，哪一个是模型系统。我们将这种情形下的两类系统称为“同态系统”，艾什比称之为“同态机”。（原资料P47）黑箱方法却表明，我们对事物的认识不必实现其内部结构的彻底揭示，不必一定要获得完全真实的同构系统，只要获得了在功能上统一的同

21、态系统，能够满足实践应用的成功，认识就可以阶段性地完成了。四、反馈方法与系统动力学方法（一）反馈方法（原资料P48-P52） 1三种因果关系 因果关系是哲学本体论和方法论的一个基本概念，它表明了事物之间的一种基本联系方式。系统动力学理论首先揭示了因果关系中存在的三种一般的定量性因果关系：正相关因果关系、负相关因果关系和延滞性因果关系。 (1)正相关(因果关系)是指一个要素的增长会引起另一要素的增长，并且该要素的下落会引起另一要素下落的“同长同落”的关系。为了便于叙述和模型化分析，系统动力学用一个带正号箭头的因果关系键来表示。常见的情形有：+ 水位 船位 电流 电机 通货量 物价+技术含量 企业

22、效益 工作效益 工资收入+市场效益 投资兴趣(2)负相关(因果关系)是指一个要素的增长会引起另一要素的下落，并且该要素的下落会引起另一要素的增长的“此长彼落，此落彼长”的关系。这种关系可用一个带负号的关系键表示。常见的情形有：-树木 风沙 交通车辆 平均车速 社会产量 产品价格-产品质量 返修数量 产品成本 产品利润-货币汇率 出口数量(3)延滞(因果关系)是指两个要素间存在着因果关系，但从原因的变化到结果的产生存在着时间上的延迟。这种关系可用带两条竖线的箭头表示，比如：=热水器点火 龙头出热水（约10秒）=阳光发出 地面光明（约8分钟）=粮菜种植 作物收获（半年1年）=工业投入 企业盈利（3

23、5年）=房地产投入 建筑出售（23年）=人口控制 出生率下降（20年）=生态治理 环境改善（30年）=科教发展 综合国力增强（50年）2正反馈和负反馈（原资料P50-P52）正反馈是由两个正相关键(或两个负相关键)合成的互动循环，负反馈是由一个正相关键和一个负相关键合成的互动循环。在多个要素构成的大循环中，我们可以通过数学中“正正得正，负负得正”的原则将大循环视为一个最基本的互动循环，以判定它是一个正反馈循环还是一个负反馈循环(参见图126)。 正反馈是一个增强性的环路，其行为是使系统偏离初始状态，朝着远离系统现状的某个方向加速变化，如银行存款本与利的互动。正反馈系统的行为表现出一种指数增长的

24、规律性。所以正反馈不是一个好或坏的机制，而是一个使系统原状态破坏而走向新状态的机制。使系统朝什么方向发展是一个根据具体目的进行合理设计的技术方法问题。负反馈是一个自稳定的环路，它的行为是使系统总是能够保持或恢复初始状态。负反馈机制的作用就是使系统能够抗拒干扰，使系统恢复和保持原态，使系统表现出总是走向一个确定性结果。在市场经济中，生产与价格之间自然地建构起一种负反馈的自调节机制(见图127)。当一种产品的价格上涨时，会促进社会生产的增长，而生产的产品多了价格就会下落，价格下落会导致社会生产的减少，而产品如果少了，价格又会重新上扬。总体的结果就是，生产与价格通过互动循环作用总是会恢复一种适当的平

25、衡态。 3有延滞的负反馈 比如初学开汽车的人都免不了有一个“画龙”的阶段，即路面上一左一右的波浪式的行进曲线，这是因为我们不了解从方向盘的转动(调整行动)到汽车方向的改变(实际状况)之间存在着延滞。不了解这个延滞就会造成不断的矫枉过正。如果这个过程是无学习的过程，波形会保持一个正弦波。如果这个过程是有学习的过程，即了解并预料到偏差还将发生，而慢慢地试着提前作出调整，则振荡波幅会逐渐减小，表明系统的调整能力在提高。 类似的例子还有股票市场，它的波浪形曲线是我们每天在报纸上都能看到的。波动的原因：当股市初建时振幅较大，而在成熟的股市中，振幅相对平缓。不过因为延滞总是存在，所以波动永远不会消失。 改

26、进的方法可以分为适应性的和改造性的两类。A“适应性的系统改进”在于积累一定经验、信息和数据，形成对系统状况变化的预测能力，在过度偏差状况未形成之前适时适量地提前实施调整行动；B“改造性的系统改进”则在于通过种种方法减少或降低系统的延滞程度，加快系统的反应速度，如加快信息的流动速度等。（二）系统动力学方法（原资料P52-P56）系统动力学是一门分析研究信息反馈系统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统问题的交叉综合学科。从系统方法论来说：系统动力学是结构的方法、功能的方法和历史的方法的统一。系统动力学方法是一种以反馈控制理论为基础，以计算机仿真技术为手段，通常用以研究复杂的社会经济系统的定量方法

27、。 1增长极限模式 我国许多国营、集体和个体企业在20世纪80年代到90年代末也表现出类似的情况。一个经济系统开始有一段艰难的创业时期，后来进入一个高速增长的时期，最后又进入了一个极其困难的时期，有的企业家称是落入了“投资增长与投资回报率递减的规律”。解决问题的方法在于通过不断地创新消除这个限制因素，实现一条新的S形曲线。在企业的发展中，这个消除的过程往往是通过技术创新和管理创新而形成的“企业再造工程”、“二次创业”或“管理改制”来完成的，也可以通过限制企业规模来避免效益下降。而这些组织管理方面的方法和决策都可以通过对系统成长极限模式的分析得到适当启发。2加速分化模式有人把这种情况描述为“富者

28、愈富”。比如在生物世界的自然选择中，细微的生存价值差异，最后可能导致“优胜劣汰”，在自由资本主义和市场经济的作用下，会很快地形成两极分化。在模型运行中，就会产生系统中不同子系统之间的两极分化。初始时A和B的发展是相同的，但它们自身品质总会存在着微小差异，这使得A的行为对资源作用的影响会导致其获得资源的增加，而资源获得的增加会加强和扩大其优势，相对来说，B所获资源会减少，这会导致其行为的减弱，继而其所获资源会更小。比如一棵树长得快一点，争得了阳光，光越多增长得越快，而它的增长则可能遮盖其他树的阳光。阳光越少，增长则越慢。这个细微的差异最后被迅速扩大，最终一棵长大起来，而其他的则可能增长缓慢，甚至

29、无法生长起来。这个模式启示人们：(1)寻求发展必须抓住机遇，发展点点滴滴的优势，就可能进入富者愈富的有利局面，机不可失，时不再来。(2)作为管理系统发展来说，不能完全按照对资源的影响来分配资源，这样会使得后发展者在竞争中处于不公平的地位，如果出现“垄断”则会破坏市场系统，应当对市场作出宏观和整体的调控，相对地约束优先者而扶植后来者。3竞争模式经济系统中的恶性竞争在商品和市场经济中总是不断。我国在20世纪90年代中后期由于从短缺经济转向过剩经济而出现了大量的恶性竞争，许多商家因亏损性压价而使物价低迷，致使大量企业亏损、倒闭。研究这个模式，可以看出，双方的升级各自都是不自愿的，每一方都是自稳定的负

30、反馈模式，但是双方因互不信任、互感威胁而形成了一个正反馈循环，结果是间歇性的被迫升级而无法停止，终致两败俱伤。而解决问题的关键在于打破或缓解这个正反馈，如通过竞争双方的协商建立一个双赢的方案，或在双方之间建立起更高层次的协会、行会或法律调节机构。4可持续发展模式可持续发展模式是是由相互联系的一个正反馈(左环)和两个负反馈(中环、右环)形成的复杂系统。这种模型分析提示我们的方法是“有预见的提前行动”，即在系统发展的起点和增长期就适当地进行基础建设投入和综合品质的改善。如企业中向设备革新、管理改善、职工培训和技术创新的持续稳定的投入，使企业在不断改革和创新的过程中，消除发展中的限制因子，防止下滑的

31、趋势和崩溃的发生(行为曲线B)。在国家经济建设中，则要尽较大的努力向教育、科技和国家基础设施建设方向投入，提高综合国力，以适应未来时期可能形成的高速度发展。第四章 创造性思维与非理性方法一、想象力（一）科学的研究需要丰富的想象力想象力是在你头脑中创造一个念头或思想画面的能力。想象力，它是人们思想过程中那些非逻辑的非规律性的思维方式，表现为思想的随机的漫游、无规则的跳跃和奇特的联想。（原资料P58）（二）想象思维活动 想象力产生于人们的好奇心，即对各种各样新鲜事物、奇妙变化原因的探求。思维必须依靠跳跃式的联想、任意的分支发展和闪电式浏览的方式来解决问题。其中，联想是想象力的一种重要方式。当人们把思想集中在某个疑难时，他会对问题各部分、各参量进行细致的分解，对