科学观科学方法论演示文稿

第二篇第二篇 科学观与科学方法论科学观与科学方法论 在人与自然的相互作用中，人们为了认识在人与自然的相互作用中，人们为了认识自然和改造自然，逐步掌握了自然科学这个武自然和改造自然，逐步掌握了自然科学这个武器，并把科学从包罗万象的自然哲学中分化出器，并把科学从包罗万象的自然哲学中分化出来，作为独立的对象加以研究来，作为独立的对象加以研究 科学观是关于科学及其发展以及科学与社科学观是关于科学及其发展以及科学与社会的关系的总看法、总观点。会的关系的总看法、总观点。本篇将立足于现代科学，把科学系统作为本篇将立足于现代科学，把科学系统作为社会大系统中的一个子系统，探讨科学系统的社会大系统中的一个子系统，探讨科学系统的性质、体系结构、内在矛盾，科学与社会系统性质、体系结构、内在矛盾，科学与社会系统的关系，当代的科学发展与大科学观等方面问的关系，当代的科学发展与大科学观等方面问题，以阐明辩证唯物主义的科学观。题，以阐明辩证唯物主义的科学观。1、本篇学习和研究的思维逻辑是如何展开的、本篇学习和研究的思维逻辑是如何展开的2、把握哪些基本理论基础、把握哪些基本理论基础 认识科学认识科学一、自然科学的基本涵义一、自然科学的基本涵义二、科学的分类二、科学的分类三、科学知识的构成三、科学知识的构成四、科学价值四、科学价值五、科学价值五、科学价值科学一词源出于拉丁文科学一词源出于拉丁文ScientiaScientia，原为原为“学问学问”、“知识知识”的意思的意思在东方在东方日本先引进日本先引进“科学科学”的概念的概念18931893年，康有为翻译日本书目时使用年，康有为翻译日本书目时使用了了“科学科学”一词一词18961896年，严复在天演论使用年，严复在天演论使用“科学科学”术语术语“科学”广泛使用，但至今没有公认的统一定义。各国的百科全书和辞典的界说不尽相同，大致认为：科学是在社会实践基础上探索客观世界的活动，是以正确反映现实及其规律性为内容，并通过概念、定律、原理、假说和理论的形式表现出来的知识体系。一、自然科学的基本涵义一、自然科学的基本涵义 贝尔纳贝尔纳：科学作为一种社会建制、一种探索的方法、一种研究活动、一种积累的知识传统、一种维持或发展生产的主要因素以及信仰和精神的来源之一，难以定义。科学是表示人类活动的一个范畴，它的直接职能是不断探求和系统总结关于客观世界的知识。所以，“科学”不仅指获得新知识的活动，而且包括这个活动的结果，即知识体系；科学这种知识体系还可以物化为社会生产力。诺贝尔奖金获得者布莱克特布莱克特：所谓科学，就是通过国家出钱来满足科学家的好奇心。江泽民2000年6月为美国科学杂志撰写的社论中阐明中国政府鼓励科学家进行“好奇心驱动的研究”。二、科学的分类二、科学的分类：17世纪，培根按照人类思维方式的特征把科学知识分为三大类，即记忆的科学（历史学、语言学等）、想象的科学（文学、艺术等）、理智的科学（哲学、自然科学等）。法国的空想社会主义者（以圣西门为代表）以科学研究的对象作为分类原则，认为自然现象有天文现象、物理现象、化学现象和生理现象等4种，相应地自然科学划分为天文学、物理学、化学和生理学4门。孔德把圣西门的分类系统具体化，并在生理学之后加上一门社会学。黑格尔把发展的思想带进了科学分类，他认为各门科学是在“绝对精神”的发展顺序中相继出现的。数学、力学，物理学、化学，地质学、植物学、动物学，人类学、精神现象学、心理学，关于公民社会和国家的学说，艺术、宗教和哲学。恩格斯提出了科学分类的原则：必须根据客观存在的对象（物质的不同的运动形式），而不是根据“绝对精神”来分类；必须根据物质运动形式的内在逻辑由简单到复杂、由低级到高级地进行分类。马克卢普把知识分成5类：实用知识（专业知识、商业知识、政治知识、家庭知识及其他知识），学术知识（人文教育），闲谈与消遣知识（幽默、小说、游戏），精神知识（宗教）和不需要的知识。人们通常认为，可以大体上把全部知识分属于数学、自然科学、社会科学和哲学4大门类。近年来，我国学术界（如钱学森同志）又有划分为6大类（即自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、人体科学）或9大类（再加上军事科学、文艺理论、行为科学）的提法。现代自然科学实践活动结构：基础研究、应用研究、发展研究；自然科学知识体系机构：基础科学、技术科学和工程科学。基础自然科学，相当于工科（以及农医科）学生所学的基础课，如物理学、物理化学、化学、生物化学、生物学。研究对象是天然自然；基础科学是一切自然科学的基础；技术（基础）科学，人们公认技术科学有别于基础科学，有特殊的地位和重要性，但对技术科学的内涵外延及其性质作用的理解不尽相同。可以认为，技术科学相当于工科学生所学的专业基础课，如材料力学、工程热物理、电工学、冶金物理化学、自动控制理论等。工程（应用）科学，相当于工科学生所学的专业课，如桥梁工程学、矿山工程学、民用建筑工程学、炼铁学、炼钢学等。科科 学学 是一种特殊的社会精神生产领域的劳动（实践上）是一种间接的潜在的社会生产力（应用上）是一种特殊的社会财富 是一种正确反映自然规律的社会意识形态（理论上）以生产科学知识为行为特征的社会事业，是一种特殊的社会建制科学的本质属性科学的本质属性客观真理性可检验性系统性主体际性科学的本质属性科学的本质属性科学的重要特征科学的重要特征实事求是实事求是探索创新探索创新实际应用实际应用人类共享人类共享三、科学知识的构成三、科学知识的构成科学知识科学知识科学事实科学事实科学定律科学定律科学假说科学假说科学理论科学理论科学事实科学事实 科学事实是科学认识主科学事实是科学认识主体关于客观存在的、个别的体关于客观存在的、个别的事物的真实描述或判断事物的真实描述或判断客观事实客观事实经验事实经验事实科学事实科学事实区别区别科学事实科学事实科学事实是个别陈述科学事实是个别陈述科学事实可复核、可重现科学事实可复核、可重现科学事实渗透理论科学事实渗透理论科学事实比较精确、系统科学事实比较精确、系统科学定律科学定律 科学定律是反映自然界科学定律是反映自然界事物、现象之间的必然性关事物、现象之间的必然性关系的科学命题系的科学命题科学定律以全命题形式出现科学定律以全命题形式出现科学定律是绝对真理和相对真理科学定律是绝对真理和相对真理的统一的统一科学定律具有简明性科学定律具有简明性科学定律科学定律科学定律揭示了事物的本质和科学定律揭示了事物的本质和规律规律科学定律有助于科学概念和科科学定律有助于科学概念和科学理论的形成学理论的形成科学定律是进行科学解释和科科学定律是进行科学解释和科学预测的有效工具学预测的有效工具科学假说科学假说 科学假说是根据已科学假说是根据已知的科学事实和科学原理，对研究知的科学事实和科学原理，对研究的自然现象和规律性提出的一种假的自然现象和规律性提出的一种假定性的推测和说明定性的推测和说明当出现了用已知科学理当出现了用已知科学理论无法解释的新事实时论无法解释的新事实时当把某一理论类推到原当把某一理论类推到原来适用范围之外来适用范围之外为解决新旧事实之间的为解决新旧事实之间的矛盾矛盾科学假说科学假说科学假说科学假说科学性和推测性的统一科学性和推测性的统一抽象性和形象性的统一抽象性和形象性的统一多样性和易变性的统一多样性和易变性的统一是形成和发展科学理论的必经是形成和发展科学理论的必经途径途径是发挥思维能动性的有效方式是发挥思维能动性的有效方式不同假说的争论有利于科学的不同假说的争论有利于科学的发展发展科学假说科学假说解释性原则解释性原则假说应与已知的经过实假说应与已知的经过实践复核的事实相符合践复核的事实相符合对应原则对应原则假说与已知科学理论的假说与已知科学理论的关系，一般假说不应与关系，一般假说不应与经过检验的科学理论相经过检验的科学理论相矛盾矛盾可检验性原则可检验性原则 提出的假说必须能用观提出的假说必须能用观察、实验加以检验察、实验加以检验科学假说科学假说逻辑分析逻辑分析实践检验实践检验证实和证伪证实和证伪判决性实验判决性实验 科学理论是经过实践检科学理论是经过实践检验的系统化了的科学知识体验的系统化了的科学知识体系系基本基本概念概念基本基本原理原理逻辑逻辑论证论证科学理论科学理论科学理论科学理论科学理论科学理论建立理论体系的方法建立理论体系的方法公理化方法公理化方法从尽可能少的基本概念、公理、公设出发运用演绎推理规则，推导出一系列的命题和定理，从而建立整个理论体系的方法逻辑与历史相逻辑与历史相统一的方法统一的方法从抽象上升到从抽象上升到具体的方法具体的方法科学知识的构成科学知识的构成科学事实是科学知识体系的出发科学事实是科学知识体系的出发点和归宿点和归宿科学定律是构成科学理论的基础科学定律是构成科学理论的基础科学假说是科学理论的过渡形式科学假说是科学理论的过渡形式科学理论是科学成果的系统体现科学理论是科学成果的系统体现四、科学价值四、科学价值 科学价值是应用一定的价值观科学价值是应用一定的价值观来考察和评价科学对个人和社会的来考察和评价科学对个人和社会的作用和意义，是反作用和意义，是反映现实的人与满足映现实的人与满足其某种需要的科学其某种需要的科学的属性之间的关系的属性之间的关系科学价值科学价值科学的科学的内在价值内在价值科学的科学的社会价值社会价值科学精神科学精神科学思想科学思想科学方法科学方法科学知识的价值科学知识的价值科学道德的价值科学道德的价值科学美学的价值科学美学的价值科学价值科学价值科学精神科学精神 科学精神是指从科学研究的过程和成科学精神是指从科学研究的过程和成果中所显示出来的科学本身所独有的一种果中所显示出来的科学本身所独有的一种精神气质，以及与之相应的科学思想、科精神气质，以及与之相应的科学思想、科学方法学方法科学精神科学精神求真务实精神求真务实精神有理性的怀疑精神有理性的怀疑精神开拓创新精神开拓创新精神 科学认识的形成科学认识的形成科学研究的一般程序科学研究的一般程序1选题选题2获取科学事实获取科学事实3进行思维加工进行思维加工4验证验证5建立理论体系建立理论体系科学问题科学问题 科学问题是指一定时代的科学科学问题是指一定时代的科学认识主体在当时的知识背景下提出认识主体在当时的知识背景下提出的关于科学认识和科学实践中需要的关于科学认识和科学实践中需要解决而又未能解决的矛盾解决而又未能解决的矛盾科学问题科学问题为寻求事实之间的联系提出问题为寻求事实之间的联系提出问题从科学实践与科学理论的矛盾中发现从科学实践与科学理论的矛盾中发现问题问题从科学理论内部的矛盾中发现问题从科学理论内部的矛盾中发现问题从不同学派理论之间的分歧和矛盾中从不同学派理论之间的分歧和矛盾中发现问题发现问题从社会需要与已有的生产技术手段的从社会需要与已有的生产技术手段的差距中发现问题差距中发现问题科学问题科学问题 科研选题就是形成、选择和确定所要科研选题就是形成、选择和确定所要研究和解决的课题研究和解决的课题选题的重要性在于选题的重要性在于 它关系到科学研究的方向、目标和内它关系到科学研究的方向、目标和内容，直接影响科研的途径和方法，决定科容，直接影响科研的途径和方法，决定科研成果的水平、价值和发展前途研成果的水平、价值和发展前途科学问题科学问题社会需求原则社会需求原则创新性原则创新性原则科学性原则科学性原则可行性原则可行性原则科学问题科学问题文献调研和实际考察文献调研和实际考察提出选题提出选题初步论证初步论证评议和确定课题评议和确定课题科学事实的获取科学事实的获取科学观察科学观察 人们有目的、有计划地利人们有目的、有计划地利用自己的感官认识和描述各种用自己的感官认识和描述各种自然现象，获取经验知识的基自然现象，获取经验知识的基本手段本手段科学实验科学实验 人们根据研究目的，利用人们根据研究目的，利用科学仪器、设备，人为地控制科学仪器、设备，人为地控制或模拟自然现象，排除干扰，或模拟自然现象，排除干扰，突出主要因素，在有利的条件突出主要因素，在有利的条件下获得科学事实的方法下获得科学事实的方法科学假说的形成科学假说的形成经验定律型假说经验定律型假说原理定律型假说原理定律型假说 科学理论的创立科学理论的创立 科学理论是经过实践检验的系统化科学理论是经过实践检验的系统化了的科学知识体系了的科学知识体系基本基本概念概念基本基本原理原理逻辑逻辑论证论证科学理论科学理论创立理论的思维过程创立理论的思维过程准备阶段准备阶段问题的提出问题的提出酝酿阶段酝酿阶段问题的求解问题的求解豁朗阶段豁朗阶段问题的突破问题的突破验证阶段验证阶段问题成果的证明和检验问题成果的证明和检验创立科学理论的语言创立科学理论的语言记录科学事实的语言记录科学事实的语言表达科学概念的术语表达科学概念的术语确立科学定律的语言确立科学定律的语言科学理论科学理论的语言的语言科学理论科学理论创立过程创立过程的语言的语言科学理论科学理论的语言的语言基本的科学术语基本的科学术语基本的科学命题基本的科学命题逻辑演算和数学演算逻辑演算和数学演算创立理论的思维方法创立理论的思维方法思维方法思维方法演绎方法演绎方法非演绎方法非演绎方法思想模型方法思想模型方法演绎推理演绎推理证明证明公理方法公理方法分析和综合分析和综合归纳与概括归纳与概括类比与联想类比与联想创立理论的思维形态创立理论的思维形态思维形态思维形态抽象思维和形象思维抽象思维和形象思维收敛思维和发散思维收敛思维和发散思维顿悟顿悟直觉与灵感直觉与灵感创新思维创新思维 科学理论的评价和检验科学理论的评价和检验 科学理论评价科学理论评价是关于人们如何接受和是关于人们如何接受和选择理论的问题选择理论的问题 理论评价主要研究假说、观察事实和理论评价主要研究假说、观察事实和科学家三者的关系，讨论科学家评价理论科学家三者的关系，讨论科学家评价理论的准则的准则科学理论评价科学理论评价科学理论科学理论的的逻辑评价逻辑评价相容性评价相容性评价自洽性评价自洽性评价简单性评价简单性评价科学理论科学理论的的实验检验实验检验对应规则与检验蕴涵对应规则与检验蕴涵确证确证否认否认判决性检验判决性检验 20 20世纪科学理论世纪科学理论 的发展及其发展模式的发展及其发展模式发展模式发展模式累计式发展观累计式发展观否证式发展观否证式发展观社会发展观社会发展观v科学理论与科学实践（实验）之间的矛盾；v不同理论观点（学派）之间的矛盾；v各门自然科学之间发展不平衡的矛盾：带头学科v凯德洛夫的带头学科更替理论：力学物理学、化学、生物学微观物理学控制论、原子能科学、宇宙航行学分子生物学、心理学。一、科学发展的基本矛盾一、科学发展的基本矛盾二、科学发展的主要形式二、科学发展的主要形式1、纵向（时间）渐进与飞跃2、横向（空间）分化与综合，当代科学发展的分化与综合趋势更强了，大小学科分支数以千计，边缘、交叉学科，横断学科（信息科学、系统科学）3、科学中心转移：1954年，科学学的创始人贝尔纳在 历史上的科学一书中，用图表形式绘出了“科学活动的主流”在世界范围内随时间流动的概貌。1962年，日本神户大学科学系汤浅光朝系统地提出了科学中心转移的理论。他根据达姆斯塔特和赫旁萨的科学和技术编年表、威伯斯特的人物词典中4万名科学家的传记、历年来发表在期刊或杂志上的重要科学论文，以及1901-1960年间215名诺贝尔奖金获得者的资料，得出了科学中心转移的结论。他把各国当时的重大科研成果作为衡量具体科学发展水平的指标。如在一个历史时期内，一个国家对科学技术的贡献，超过了在那些年代里全世界科学成就的1/4，就认为“科学活动中心”已转入该国。根据汤浅的研究，近、现代科学中心转移的大致路线是：从意大利（1540-1610）、经英国（1600-1730）、法国（1770-1830）到德国（1830-1920）。现在又转移到了美国。近、现代科学中心转移的周期为80年左右。（大连理工校长程耿东院士报告）4、科学知识指数增长：美国科学学家、计量科学史家普赖斯，1949年发现三、关于科学发展一般模式的评述三、关于科学发展一般模式的评述科学发展模式是关于科学发展的规律性、主要特征和内在机制的概括和描述。它所回答的主要问题是：科学是怎样发展的？科学发展的一般形式是什么？什么是科学知识增长的动因和机制？等等。1、培根及逻辑实证主义：归纳主义，科学发展是渐进积累的直线发展，没有革命。库恩的批评：科学的发展成了一点一滴的进步，各种货色一件一件地或者一批一批地添加到那个不断加大的科学技术知识的货架上。20世纪50年代以来，许多科学家和科学哲学家对逻辑实证主义的直线式积累的科学发展观进行了批评。主要有：2、波普证伪主义模式：P1TTEEP2。3、库恩科学革命论模式：前科学常规科学（形成范式）反常危机科学革命（新范式战胜旧范式）新常规科学“范式”：其含义有多种解释，基本上是科学家集团的共同信念、共同传统、共同理论框架以及理论模式、基本方法等。4、拉卡托斯科学研究纲领模式科学理论体系是一套科学研究纲领，由“硬核”、“保护带”、“启示法”组成；科学发展模式：科学研究纲领的进化阶段科学研究纲领的退化阶段新的进化的研究纲领取代退化的研究纲领新的研究纲领的进化阶段脑体分工。1840年威廉惠威尔首创“科学家”（scientist)这个词汇。l科学的职业化历史：“恩主制”l伦敦皇家学会（1660），法兰西科学院（1666），柏林学院（1700）l电气技术革命尤其是20世纪以后，科学家角色迅速分化发展。在1896年，世界职业科学家5万人，其核心约1.5万人，而到1970年，300万人。一、科学家和科学共同体一、科学家和科学共同体l科学共同体（Scientific Community)，最早由英国科学家和哲学家波兰尼于1942年在科学的自治一文中提出。1962年，库恩在科学革命的结构中把“科学共同体”与“范式”等同使用。l职业精神（敬业精神）、体制目标、行为规范和精神气质。l体制目标：以增进知识为己任，并用知识造福人类（培根）。l默顿概括的科学精神气质：（1）普遍主义；（2）公有主义；（3）不谋私利精神；（4）有条理的怀疑精神；（5）诚实；（6）为首创权（优先权）而竞争。l科学权威结构（附：美国科学界金字塔结构）l科学成果的承认及奖励制度l“承认是科学王国的通货。”（默顿）l科学奖励中的“马太效应”及其几种表现形式：优势积累效应、光环效应、回溯效应、“波敦克效应”、普朗克效应（普朗克：“一项重要的科学发明创造，很少是逐渐争取和转变它的对手而获得成功的。而一般的情况是，对手们逐渐死去，成长中的一代从一开始就熟悉这种观念。”）、“棘轮效应”（加斯顿科学的社会运行）诺贝尔奖得主 1 美国国家科学院院士 13 有博士学位的科学家 2,400 有资格入选美国男女科学家的科学家 2,600 载入全国科技人员登记册的科学家 4,300 自称为科学工作者的人 6,800 内在的和外在的两种内在的和外在的两种（1）以共同的学术观点为核心而形成的学派。典型：）以共同的学术观点为核心而形成的学派。典型：历史上的毕达哥拉斯学派、法国的大百科全书学派，历史上的毕达哥拉斯学派、法国的大百科全书学派，现代的哥本哈根学派、布鲁塞尔学派、维也纳学派，现代的哥本哈根学派、布鲁塞尔学派、维也纳学派，数学上的布尔巴基学派；学派由具有共同学术思想数学上的布尔巴基学派；学派由具有共同学术思想的人们组成，他们之间保持密切的学术思想的交流的人们组成，他们之间保持密切的学术思想的交流或科学研究的合作，并有公认的学术权威为自己的或科学研究的合作，并有公认的学术权威为自己的带头人；带头人；l特点：（特点：（1）核心人物，（）核心人物，（2）整体性，（）整体性，（3）传统）传统性，（性，（4）排它性；）排它性；l形成：师承关系，访问学者；形成：师承关系，访问学者；二、科学的社会组织二、科学的社会组织：作用：继承，保护，争鸣，发展。作用：继承，保护，争鸣，发展。l（2）“无形学院无形学院”。介于学派与正式有形。介于学派与正式有形科学组织之间的一种科学组织形式。与学派科学组织之间的一种科学组织形式。与学派相同的地方是以优秀科学家为中心，自由联相同的地方是以优秀科学家为中心，自由联合、自由讨论；不同之处在于它的排它性不合、自由讨论；不同之处在于它的排它性不那么强，而且常常是多学科的。那么强，而且常常是多学科的。l（3）学会。人员最为广泛，受国家法律保）学会。人员最为广泛，受国家法律保护的职业科学家团体。护的职业科学家团体。1660年英国皇家学会年英国皇家学会的成立是其起点。学会是科学劳动者的集团的成立是其起点。学会是科学劳动者的集团利益的代表，主要任务是学术交流。当代国利益的代表，主要任务是学术交流。当代国际化；成为国家领导科学技术的智囊团和思际化；成为国家领导科学技术的智囊团和思想库。想库。l（4）由一定的行政关系形成的科研组织，如）由一定的行政关系形成的科研组织，如科学院、各类研究所、高校。不同国家，组织科学院、各类研究所、高校。不同国家，组织形式不同。一般地，国家级科研机构侧重基础形式不同。一般地，国家级科研机构侧重基础研究和综合性应用研究；地方和企业的科研机研究和综合性应用研究；地方和企业的科研机构侧重应用和开发研究；高校则基础和应用研构侧重应用和开发研究；高校则基础和应用研究并重。（附：门罗实验室、贝尔实验室）究并重。（附：门罗实验室、贝尔实验室）l（5）科研中心。新近出现的，由国际、国家）科研中心。新近出现的，由国际、国家或社会举办，既有一定的专门科研队伍、配套或社会举办，既有一定的专门科研队伍、配套的实验设备、资料情报和行政管理系统，又能的实验设备、资料情报和行政管理系统，又能灵活地组织力量实现重大的综合性的科学研究灵活地组织力量实现重大的综合性的科学研究任务。如任务。如20世纪世纪30年代德国制造年代德国制造“飞弹飞弹”的军的军事科研中心，事科研中心，40年代美国曼哈顿工程核研究中年代美国曼哈顿工程核研究中心，心，60年代阿波罗计划宇航研究中心。年代阿波罗计划宇航研究中心。l此外，当代社会还发展出大型科学技术服此外，当代社会还发展出大型科学技术服务机构，如实验中心、测试中心、数据中心务机构，如实验中心、测试中心、数据中心等。等。l巨大的科学的社会建制的形成，提出了如巨大的科学的社会建制的形成，提出了如何有效管理科学研究的问题。关键是处理好何有效管理科学研究的问题。关键是处理好科学劳动自身的特点（脑力劳动、创造性、科学劳动自身的特点（脑力劳动、创造性、不确定性、自由）与社会需要（时限强、求不确定性、自由）与社会需要（时限强、求统一）之间的关系。统一）之间的关系。爱迪生不仅是一个伟大的发明家（一生有爱迪生不仅是一个伟大的发明家（一生有1,093项项发明专利，是有记录的历史上发明专利最多的人，发明专利，是有记录的历史上发明专利最多的人，被誉为被誉为“发明大王发明大王”），而且具有发明组织才能，），而且具有发明组织才能，开创了有组织的技术研究之先河。开创了有组织的技术研究之先河。1881年（另一说法是年（另一说法是1876年），爱迪生在离纽约年），爱迪生在离纽约40公里的新泽西州门罗公园（公里的新泽西州门罗公园（Menlo Park）建起研建起研究实验室。在这里，他开始了究实验室。在这里，他开始了“每每10天一小发明，天一小发明，每每6个月一大发明个月一大发明”的事业。他以的事业。他以“发明增进人类的发明增进人类的幸福幸福”和和“发明用于商业需要发明用于商业需要”为创办目的。雇佣为创办目的。雇佣约约40个人从事电器和机械的发明，其中有科学家和个人从事电器和机械的发明，其中有科学家和工程师。像乐队指工程师。像乐队指挥一样指导和协调科学和技术研究。挥一样指导和协调科学和技术研究。19世纪世纪80年代年代初，有初，有44项发明同时进行，每个助手负责一项，他项发明同时进行，每个助手负责一项，他每天检查进度，提出意见，使像滚筒油印机、电缆每天检查进度，提出意见，使像滚筒油印机、电缆及其装置、电话耳机、电灯的灯丝、测声音仪器、及其装置、电话耳机、电灯的灯丝、测声音仪器、药品等研究几乎齐头并进。其中，最著名的是电话药品等研究几乎齐头并进。其中，最著名的是电话耳机和白炽电灯的发明。耳机和白炽电灯的发明。在他看来，发现带有偶然性，而发明却是有预在他看来，发现带有偶然性，而发明却是有预计的追求。计的追求。这是世界上第一个科学技术这是世界上第一个科学技术“发明工厂发明工厂”，开，开创了有组织地进行规模较大的工业实验研究的新时创了有组织地进行规模较大的工业实验研究的新时期。从此，企业研究开发中心开始成为科学技术进期。从此，企业研究开发中心开始成为科学技术进步的主角。（被科技史学家称为步的主角。（被科技史学家称为“对科技发展有重对科技发展有重大影响的四件历史事件大影响的四件历史事件”之一）之一）英国剑桥大学卡文迪许实验室，英国剑桥大学卡文迪许实验室，1871年筹年筹建，是世界上最早的集体研究机构。建，是世界上最早的集体研究机构。橡木大门上的题词：橡木大门上的题词：“主之作为，极其广主之作为，极其广大；凡乐为者，皆应考察。大；凡乐为者，皆应考察。”历任主任有：麦克斯韦、瑞利男爵、约瑟历任主任有：麦克斯韦、瑞利男爵、约瑟夫夫汤姆森、卢瑟福、小布拉格，等。汤姆森、卢瑟福、小布拉格，等。汤姆森时代：他本人发现电子，阿斯顿质汤姆森时代：他本人发现电子，阿斯顿质谱仪，威尔逊云雾室，理查森金属电谱仪，威尔逊云雾室，理查森金属电子热发射实验，巴克拉化学元素的子热发射实验，巴克拉化学元素的X射线能谱射线能谱汤姆森邀请许多国家的研究生到他那里工作。为了汤姆森邀请许多国家的研究生到他那里工作。为了创造自由、活泼的研究和交流气氛，他制订这样一条创造自由、活泼的研究和交流气氛，他制订这样一条制度：研究人员每天上午、下午各一次集中在一起喝制度：研究人员每天上午、下午各一次集中在一起喝茶，在使身心处于松弛状态的环境里交流思想。茶，在使身心处于松弛状态的环境里交流思想。在卢瑟福任内，卡文迪许聚集了当时世界上最著名在卢瑟福任内，卡文迪许聚集了当时世界上最著名的一批青年物理学家，例如，发现中子的查德威克，的一批青年物理学家，例如，发现中子的查德威克，发明静电加速器的科克拉夫特、瓦尔顿。发明静电加速器的科克拉夫特、瓦尔顿。现在，实验室大楼可用面积是现在，实验室大楼可用面积是1.6万平方米，研究人万平方米，研究人员包括研究生和访问学者在内共是员包括研究生和访问学者在内共是700多人，研究领多人，研究领域扩大到许多学科的前沿。域扩大到许多学科的前沿。130多年来，培育了几代出色的科学家，其中包括多年来，培育了几代出色的科学家，其中包括25位诺贝尔奖获得者（见后）。位诺贝尔奖获得者（见后）。1、瑞利男爵、瑞利男爵 1904 研究气体密度，发现氮研究气体密度，发现氮2、J.J.汤姆逊汤姆逊 1906 气体导电的理论和实验研究气体导电的理论和实验研究3、卢瑟福、卢瑟福 1908 因放射性研究获诺贝尔化学奖因放射性研究获诺贝尔化学奖 4、布拉格父子（、布拉格父子（W.H.布拉格、布拉格、W.L.布拉格布拉格）1915 用用X射线研究晶体结构射线研究晶体结构 5、巴克拉、巴克拉 1917 发现作为元素特征的二次发现作为元素特征的二次X射线射线 6、阿斯顿、阿斯顿 1922 因发明质谱仪而获诺贝尔化学奖因发明质谱仪而获诺贝尔化学奖7、C.T.R.威尔逊威尔逊 1927 发现用蒸汽凝结的方法显示发现用蒸汽凝结的方法显示带电粒子的轨迹带电粒子的轨迹8、理查森、理查森 1928 研究热电子现象，发现理查森定律研究热电子现象，发现理查森定律 9、查德威克、查德威克 1935 发现中子发现中子从卡文迪什实验室出身的诺贝尔奖获得者从卡文迪什实验室出身的诺贝尔奖获得者10、G.P.汤姆逊汤姆逊 1937 电子衍射电子衍射11、阿普顿、阿普顿 1947 上层大气的物理特性上层大气的物理特性12、布莱克特、布莱克特 1948 改进威尔逊云室，由此在核物改进威尔逊云室，由此在核物理和宇宙线领域中有新发现理和宇宙线领域中有新发现13、鲍威尔、鲍威尔 1950 照相乳胶探测技术照相乳胶探测技术14、科克拉夫特、瓦尔顿、科克拉夫特、瓦尔顿 1951 用人工加速原子粒用人工加速原子粒子实现原子核嬗变子实现原子核嬗变15、佩鲁茨、肯德鲁、佩鲁茨、肯德鲁 1962 用用X射线分析大分子蛋射线分析大分子蛋白质的结构，获诺贝尔化学奖白质的结构，获诺贝尔化学奖16、克里克、沃森、威尔金斯、克里克、沃森、威尔金斯 1962 发现去氧核糖发现去氧核糖核酸的双螺旋结构，获生理学或医学奖核酸的双螺旋结构，获生理学或医学奖17、约瑟夫逊、约瑟夫逊 1973 发现约瑟夫森效应发现约瑟夫森效应18、赖尔、赖尔 1974 射电天文学射电天文学19、休伊士、休伊士 1974 发现脉冲星发现脉冲星20、莫特、莫特 1977 磁性与无规系统的电子结构磁性与无规系统的电子结构与卡文迪什实验室有密切关系的与卡文迪什实验室有密切关系的诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖1、玻尔、玻尔 1922 研究原子结构和辐射研究原子结构和辐射2、康普顿、康普顿 1927 发现康普顿效应发现康普顿效应3、狄拉克、狄拉克 1933 建立新的原子理论建立新的原子理论4、P.W.安德逊安德逊 1977 磁性与无规系统的电磁性与无规系统的电子结构子结构5、卡皮查、卡皮查 1978 低温物理学低温物理学v贝尔实验室创立于1925年，是AT&T(美国电话电报公司）的研究机构。v研究内容分为基础研究、先进技术和产品开发三部分。分布世界各地的2.5万研究人员，10%从事基础研究，10%先进技术研究，80%产品开发。R&D费用占销售额的11%多，2000年为37.4亿美元，其中1%用于基础研究。先后有11位科学家获得诺贝尔奖，其中肖克利、布拉顿和v巴丁因发明晶体管于巴丁因发明晶体管于1956年获得诺贝尔物年获得诺贝尔物理学奖。获得专利理学奖。获得专利3千多项。千多项。v1997年年5月，贝尔实验室分别在北京和上海月，贝尔实验室分别在北京和上海成立了中国贝尔实验室，从中国招聘了第一成立了中国贝尔实验室，从中国招聘了第一批批12名研究人员。名研究人员。1999年，在北京成立了贝年，在北京成立了贝尔实验室亚太及中国地区总部，目前有尔实验室亚太及中国地区总部，目前有700多多名研究人员，其中名研究人员，其中90%有硕士或博士学位，有硕士或博士学位，50%来自应届毕业研究生。（许浚感悟创来自应届毕业研究生。（许浚感悟创新新贝尔实验室华裔高级副总裁的领导理贝尔实验室华裔高级副总裁的领导理念，中国商业出版社，念，中国商业出版社，2001年年）1、经济支持系统（经费投入）、经济支持系统（经费投入）“恩主恩主”赞助赞助科学基金会科学基金会国家财政支持、国家财政支持、企业投入（企业投入（R&D投入结构：美、法、德、韩等国政投入结构：美、法、德、韩等国政府与民间府与民间6：4或或5：5，我国一是总量弱，我国一是总量弱，R&D/GDP比例低，二是政府投入偏低）比例低，二是政府投入偏低）2、教育支持系统（人才）、教育支持系统（人才）法国大革命后，科学教育取代一般文化教育成为教法国大革命后，科学教育取代一般文化教育成为教育的主要内容。德、日战后复兴的经验在于教育和育的主要内容。德、日战后复兴的经验在于教育和人才基础。我国实施人才基础。我国实施“科教兴国科教兴国”战略战略 3、信息支持系统（图书、情报）、信息支持系统（图书、情报）4、实验技术装备支持系统（专门设备）、实验技术装备支持系统（专门设备）科学技术发展的社会整体能力科学技术发展的社会整体能力赵红州在赵红州在1979年红旗上发表年红旗上发表“试论社会试论社会的科学能力的科学能力”一文，钱学森好评，被学者引为一文，钱学森好评，被学者引为经典。该文提出：在现代，决定一个国家科学经典。该文提出：在现代，决定一个国家科学技术发展速度的，已经不是个人的力量，而是技术发展速度的，已经不是个人的力量，而是社会的力量，是由规模宏大的科学家队伍，由社会的力量，是由规模宏大的科学家队伍，由技术先进的实验技术装备，由效率极高的技术先进的实验技术装备，由效率极高的“图图书书-情报情报”网络系统，由构成合理的科学劳网络系统，由构成合理的科学劳动结构所提供的巨大的集体力量，即社会的科动结构所提供的巨大的集体力量，即社会的科学能力学能力社会的科学能力的基本要素：社会的科学能力的基本要素：（1）科学家队伍的社会集团研究能力；）科学家队伍的社会集团研究能力；科学家队伍规模数量和质量两个方面，尤其科学家队伍规模数量和质量两个方面，尤其质量方面，高级科研人员的比例，平均年龄质量方面，高级科研人员的比例，平均年龄和年龄构成。当代科学发明的最佳年龄区是和年龄构成。当代科学发明的最佳年龄区是2545岁，峰值年龄在岁，峰值年龄在37岁左右（以诺贝尔岁左右（以诺贝尔奖金获得者出获奖成果时的年龄为代表）。奖金获得者出获奖成果时的年龄为代表）。1998年江泽民同志在接见两院院士时的讲话年江泽民同志在接见两院院士时的讲话“创新的关键在人才创新的关键在人才”中，列举了著名科学中，列举了著名科学家等杰出人物取得成果的年龄之事例（见附家等杰出人物取得成果的年龄之事例（见附表）。表）。创办少年班，硕博连读制度等措施。创办少年班，硕博连读制度等措施。杰出人物取得成就时的年龄统计表 人物 成就 年龄 哥白尼 日心说 38 牛顿 微积分 22-自然哲学的数学原理 43 莱布尼茨 微积分 28 爱迪生 留声机 29-电灯 31 贝尔 电话 29 居里夫人 发现镭、钍、钋的放射性 31-发现钋和镭，提炼出纯镭 44 爱因斯坦 提出狭义相对论 26-提出广义相对论 37 杨振宁/李政道 弱 相 互 作用 下宇 称 不守 恒 定律 34/30 沃森/克里克 DNA 分子结构的双螺旋模型 25/37（克里克于 04 年 7 月28 日逝世，享年 88 岁）马克思/恩格斯 发表共产党宣言 30/28 马克思 政治经济学批判序言 41 毛泽东 出席党的一大 28 陈独秀 担任党的中央局书记 42 毛泽东 建国 56 邓小平 建国 45 （2）实验技术装备的质量）实验技术装备的质量实验技术装备主要包括仪器、仪表、机械、实验技术装备主要包括仪器、仪表、机械、材料、诸剂、动力以及相应的建筑设施等。材料、诸剂、动力以及相应的建筑设施等。是物质形态的科学劳动资料，标志着不同时是物质形态的科学劳动资料，标志着不同时期不同国家科学能力水平的指示器。（见附：期不同国家科学能力水平的指示器。（见附：法、德科学中心转移与实验技术装备）法、德科学中心转移与实验技术装备）当代，以电子计算机为基础的实验技术装备当代，以电子计算机为基础的实验技术装备系统极为关键。系统极为关键。（3）“图书图书情报情报”系统的效率系统的效率马克思：科学劳动马克思：科学劳动“部分地以今人的协作为部分地以今人的协作为条件，部分地又以对前人劳动的利用为条条件，部分地又以对前人劳动的利用为条件件”。人类知识总量增长迅速，信息爆炸，科研人人类知识总量增长迅速，信息爆炸，科研人员员1/3的时间用在资料检索上。情报工作效率的时间用在资料检索上。情报工作效率的高低直接影响一个国家的科学能力。的高低直接影响一个国家的科学能力。（4）科学劳动结构的最佳程度）科学劳动结构的最佳程度现代科学劳动的结构包括科学队伍的社会构现代科学劳动的结构包括科学队伍的社会构成（按工作性质、科学结构、业务水平、学成（按工作性质、科学结构、业务水平、学术观点等划分）、实验设备的社会构成（用术观点等划分）、实验设备的社会构成（用途、部门）、科研经费的有机结构（来源、途、部门）、科研经费的有机结构（来源、使用部门和使用方向）、使用部门和使用方向）、“图书图书情报情报”网络系统，以及科研组织系统（部门、劳网络系统，以及科研组织系统（部门、劳动方式）等。动方式）等。（5）全民族的科学教育水平）全民族的科学教育水平提供人才后备军，创新环境，理解和支持提供人才后备军，创新环境，理解和支持科学技术科学技术从从8（或（或4）个方面来评估一个国家或地区的竞）个方面来评估一个国家或地区的竞争力：国内经济、国际化程度、政府管理、金融、争力：国内经济、国际化程度、政府管理、金融、基础设施、管理、科学技术和公民素质。基础设施、管理、科学技术和公民素质。IMD构造的科技竞争力评价系统中有构造的科技竞争力评价系统中有5个子系统：个子系统：研究开发（研究开发（R&D）财力资源、财力资源、R&D人力资源、人力资源、技术管理状况、科学环境状况和知识产权保护状技术管理状况、科学环境状况和知识产权保护状况。绝对指标况。绝对指标/人均指标人均指标根据根据IMD对对40多个国家和地区的排名，多个国家和地区的排名，2000年年我国科技竞争力排在第我国科技竞争力排在第28位，位，2001年的科学基础年的科学基础设施排在第设施排在第26位。位。指 标 名 称 排 名R&D 支 出 总 额10人 均 R&D 支 出 额44GERD/GDP28企 业 R&D 支 出12企 业 人 均 R&D 支 出41全 国 R&D 总 人 数3全 国 每 千人 中 R&D 人 数32企 业 R&D 总 人 数3企 业 每 千人 中 R&D 人 数31熟 练 IT 工 人 的 可 得 性47企 业 间 技术 合 作49技 术 开 发应 用30诺 贝 尔 奖15人 均 诺 贝尔 奖22基 础 研 究21科 学 教 育状 况42青 年 与 科技15批 准 授 予公 民 专利 件 数12批 准 授 予公 民 专利 件 数的 年 平均 增 长率16公 民 在 国外 获 得专 利 件数29专 利 和 版权 保 护25有 效 的 专利 数38技 术 发 展基 金45复习思考复习思考（一）、基本概念（一）、基本概念 科学、科学的划界、科学的本质、科学知识的基本科学、科学的划界、科学的本质、科学知识的基本特征、科学方法、科学思想、科学精神、科学价值、科特征、科学方法、科学思想、科学精神、科学价值、科学事实、科学假说、科学理论、学事实、科学假说、科学理论、科学问题、科研选题及科学问题、科研选题及原则、观察与实验、科学假说、科学抽象、科学概念、原则、观察与实验、科学假说、科学抽象、科学概念、思想模型、逻辑思维、形象思维、直觉思维、演绎方法、思想模型、逻辑思维、形象思维、直觉思维、演绎方法、非演绎方法、相容性评价、自洽性评价、简单性评价、非演绎方法、相容性评价、自洽性评价、简单性评价、科学理论的解释能力、预见能力、生题能力、理论的证科学理论的解释能力、预见能力、生题能力、理论的证实与检验、理论的确证与检验、理论的证伪与检验、实与检验、理论的确证与检验、理论的证伪与检验、归归纳纳演绎发展模式、证伪、可证伪、可证伪性、假说演绎发展模式、证伪、可证伪、可证伪性、假说演绎模式、科学历史主义发展模式、范式、科学共同体、演绎模式、科学历史主义发展模式、范式、科学共同体、前科学时期、常规科学时期、反常和科学危机时期、科前科学时期、常规科学时期、反常和科学危机时期、科学革命时期、科学理论的结构、科学理论的渐进、科学学革命时期、科学理论的结构、科学理论的渐进、科学理论的革命理论的革命（二）、思考题（二）、思考题1 1、科学与其他社会意识形式之间最本质的区别是什么？、科学与其他社会意识形式之间最本质的区别是什么？2 2、如何正确理解科学的客观真理性？、如何正确理解科学的客观真理性？3 3、科学知识在认识论和方法论方面的主要特征是什么？、科学知识在认识论和方法论方面的主要特征是什么？4 4、科学对、科学对“三个文明三个文明”的推动作用表现在哪些方面？的推动作用表现在哪些方面？5 5、你怎样评价两种科学价值观的争论？、你怎样评价两种科学价值观的争论？6 6、科学研究的程序包括哪些基本环节？、科学研究的程序包括哪些基本环节？7 7、怎样理解科学问题的来源、结构和分类？、怎样理解科学问题的来源、结构和分类？8 8、怎样理解科研选题的四项基本原则的内容和意义及、怎样理解科研选题的四项基本原则的内容和意义及 其相互关系？其相互关系？9 9、怎样理解观察与实验在科学研究中的作用及其辩证、怎样理解观察与实验在科学研究中的作用及其辩证 关系？关系？1010、怎样理解科学假说在科学研究中的地位和作用？、怎样理解科学假说在科学研究中的地位和作用？怎样建立科学假说？科学假说有哪些类型？怎样建立科学假说？科学假说有哪些类型？1111、怎样进行科学思维？、怎样进行科学思维？1212、什么是创造性思维？它在科学认识中有哪些意义？、什么是创造性思维？它在科学认识中有哪些意义？1313、对科学理论做逻辑评价和功能评价的意义是什么？、对科学理论做逻辑评价和功能评价的意义是什么？1414、在科学理论的检验中证实、确证与证伪之间的关、在科学理论的检验中证实、确证与证伪之间的关 系怎样？系怎样？1515、研究科学理论的发展模式有和意义？、研究科学理论的发展模式有和意义？1616、传统归纳主义模式的主要特点是什么？、传统归纳主义模式的主要特点是什么？1717、归纳、归纳演绎发展模式对归纳的作用有哪些新的理演绎发展模式对归纳的作用有哪些新的理 解？解？1818、科学历史主义发展模式的主要特点是什么？、科学历史主义发展模式的主要特点是什么？