科學究竟是什麼? 認識論與科學方法@ 智慧 - 隨意窩

科學巨人牛頓在開普勒行星運動定律、伽利略的力學定律和笛卡兒碰撞定理等基礎上，以關於“品質”、“動量”、“時間”、“空間”等基本定義和牛頓運動三定律為公理，以他首創的 ... 智慧__認知事實的真象一切的重點在於理解力:牛頓說：「如果我能夠看得更遠，那是站在巨人的肩膀上。

」。

知識是有時間性的。

所以我們必須不斷的學習，增進我們的觀察力，與創造未來的能力。

不斷的學習與改變，使我們的觀念、與思考模式更趨成熟，進而開啟我們的智慧之根。

日誌相簿影音好友名片 201103012318科學究竟是什麼?認識論與科學方法?哲學與科學認識論__文章欣賞  科學究竟是什麼? 1、科學是什麼？ 是尋找事實的真相，處理事物的態度與方法論。

..科學的性質的認識和界定，是一個認識論的問題,英文“科學”（science）一詞源於拉丁文（scientia），其原意是“知識”、“學問”的意思。

在某種程度上闡發了“科學”一詞所蘊含的內在精神，即它不僅僅是“知識”，科學是人類對於自然界的理解和認識,而且是通過“推究事物的原理規則而獲得的理性知識”，是有關一定物件和事實的規律性認識 , ..科學起源於_古希臘哲人們探索自然，和鑽研事物的熱情與理性精神；但是在漫長的中世紀中，基督教會不僅在經濟上、政治上集中了強大的權力，更在精神上統治著整個歐洲大陸，整個意識形態和精神文化領域，籠罩在宗教神學的陰影中。

基於”宗教神學的神創論自然觀“,教會信條自然成了任何思想的出發點和基礎。

法學。

自然科學、哲學，這一切都由其內容是否符合教會的教義來決定 但是，壓抑不了人們對於自然界無窮奧秘的遐想和探索，基督教會的宗教裁判所，也壟斷不了人們追求真理的思想自由。

而隨著文藝復興時期的到來，人們衝破宗教神學、經院哲學和權威主義的束縛，重視人的價值，鼓吹個性自由，提倡人權，形成了聲勢浩大的人文主義運動。

人們又經歷了一場思想解放運動的洗劄，而文學、藝術。

自然科學也獲得了長足的進步。

近代科學的奠基人是伽利略。

這不僅是因為他首創了望遠鏡以觀察各種天體的運行，堅持哥白尼的日心說體系，是反映了客觀實際的物理學真理。

而且因為他破除了亞里斯多德物理學的思辨傳統，開創了近代數理科學的先河，這就是數學描述與實驗測量相結合的傳統： 在伽利略看來，自然界是一個簡單有序的系統，它的每一個進程都是規律性的，必然的。

這種規律性和必然性，來自於它的本質特徵——自然界這本偉大之書是用數學語言來寫的，描述和說明自然的最為準確和恰當的語言是數學。

數學理性所能揭示、和達到的確定性、和規則性要遠遠勝過人的感覺經驗。

在伽利略看來，作為演繹化系統的科學理論中的第一原理，應當從感覺經驗中歸納得出。

因此觀察和實驗，這樣的抽象和理想化方法進行的思想實驗，成為理論建構的基礎。

而對於由第一原理得出的推論的實驗確證，則成為確認理論真理性的重要一環。

科學巨人牛頓在開普勒行星運動定律、伽利略的力學定律和笛卡兒碰撞定理等基礎上，以關於“品質”、“動量”、“時間”、“空間”等基本定義和牛頓運動三定律為公理，以他首創的微積分為工具，推演出了包括萬有引力定律在內的各種推論，並成功地應用於說明包括大體運動、地面物體運動和流體運動的各種物理現象。

從而實現了近代科學的第一次大綜合，建立起了人類歷史上第一個具有現代意義的、形態完整的科學體系——牛頓力學。

科學，作為人們在與自然的認識關係，和實踐關係中的理論，都已成為現代人類所必備的素質結構中的基礎要素；科學已成為當今人類基本的文明形式，成為人們精神世界中的背景意識。

2．科學是系統化、規律性的知識 牛頓力學是近代科學的典範。

 它不僅體現了人類認識自然活動中所普遍具有的理性精神，而且具備了作為這種認識所得出的系統化、規律性知識——科學理論所特有的科學理性，即邏輯理性、數學理性和實驗理性 它不僅繼承了伽利略所開創的數理科學傳統中的數學描述方法，而且開創了作為近代科學本質特徵之一的時空描述方法。

即在時間和空間中描述各種物質結構及其運動變化，科學的物件與時空不可分割；它不僅堅持了物體運動變化的力學因果性原理，而且提出了相關的四條方法論原則： 1.簡單性原則——只訴諸真實充足的原因； 2.齊一性原則——同果同因； 3.普遍性原則——事物的基本力學性質是普遍的； 4.歸納性原則——堅持由歸納和經驗得出關於現象的原因；徹底驅除了那些超自然、超物質、非實證的動因在力學解釋中的地位。

一個完備的科學理論，其結構應該是一個演繹的陳述系統，即一個從關於公理、定義的陳述。

按一定的規則，推演出定理的系統，由公理的真可以推出定理的真。

亞里斯多德曾強調，從必然為真的第一原理中演繹出結論。

而歐幾裏德幾何學和阿基米德的靜力學，則被後人認為是這種關於科學的演繹系統化理想的典範 演繹系統化的理想包含有三個方面： 1.其一是公理與定理之間有演繹關係， 2.其二是公理本身是不證自明的真理， 3.其三是定理與觀察結果相一 這就是科學理論是按演繹結構構造起來的，邏輯性是理論結構的必要因素 3．科學規範：科學的本質精神和基本方法 提倡科學，學習科學與提倡素質教育的教育改革中，拓寬知識面是重要的，培養思考能力則是更重要的。

學會知識是重要的，提倡科學精神和科學方法無疑是更為重要的。

要具備能獨立思考、分析問題和解決問題的理性精神 科學來自於、也表現為人類認識自然、追求真理的理性精神。

因此科學的第一要義就是其精神品質，旨在揭示自然和人類自身的奧秘。

注重科學中的實證精神，強調邏輯和數學對於哲學研究的重要性， 遵循科學的基本規範，即必須堅持科學的理性精神，嚴謹求實的精神，堅持科學的探索求知的精神；要求我們具有批判懷疑精神，善於獨立思考與理性思維的能力。

以一種合理的、適度的懷疑態度，讓它們在科學理性的批判和審查面前。

證朋自身的合法性，而且必須堅持運用科學的方法，堅持科學的實驗方法、數學方法和邏輯方法來從事科學工作。

科學哲學家波普爾把批判態度、批判思維稱之為科學的態度和思維，強調科學命題的批判性核對總和可否證性 決定著科學活動的規範特徵一科學社會學家默頓把它們概括為： 1.普遍性——一視同仁； 2.公有性——成果共用； 3.無私利性——為科學而從事科學；有條理的懷疑一一基於理性的質疑。

探索，求實，批判，協作，形成了一系列體現了科學精神，且行之有效的探求科學知識、建立科學理論、評價科學成果的規範性的程式。

這是千百年來科學探索和實踐創造的精神財富，是科學理性和科學精神的精髓，體現了科學共同體為求知、求實、求真所建立的精神規範 4．宣導科學方法 1.“科學是隨著研究方法所獲得的成就前進的。

科學正是因為有了科學方法才成其為科學。

它體現了科學的理性精神，構成了知識體系的基礎和框架， 2.科學方法是人們探索求知、獲取知識的途徑和程式。

 良好的方法能使我們更好地發揮運用天賦的才能，而拙劣的方法則可能阻礙才能的發揮 3.科學方法既是認知主體的主觀手段和有效工具，又是客觀規律的反映和應用；既是科學認識中反映客體、獲取知識的通道， 4. 科學方法導引著、規範著科學研究的進展，其自身也是生產和科學的實踐的產物。

5.科學是實驗的科學，科學就在於用理性方法去整理感性材料。

歸納、分析。

比較、觀察和實驗是理性方法的主要條件 6.科學方法要求我們按照嚴格的實驗程式，來設計和操作觀察及實驗。

堅持可重複性以及必要時的雙盲等基本原則，要求我們盡可能運用科學界通用的數學語言來表述和構造自己的理論；要求我們把自己的預測，建立在具有實驗依據的科學假說之上，建立在由假說得出這些預測的邏輯推演上。

阿基米德的“浮體實驗”等，而邏輯方法則以亞里斯多德的《工具論》為代表，其中著重論述了三段論的演繹法。

隨著近代科學的萌芽，法蘭西斯·培根以《新工具》一書宣導定性的實驗——歸納法，笛卡兒闡明數學——演繹法，伽利略則把數學和實驗方法結合起來，奠定了近代數理科學的方法論傳統，從而成為當之無愧的“近代科學之父 4.1 科學方法的分類有多種， 1)如按科學事實（或稱資訊）的搜集，和加工分為獲取資訊的方法，和處理資訊的方法。

2)按經驗認識和理論認識分為感性方法和理性方法，等等。

3)按照科學理性的種類，則可分為：觀察和實驗方法。

觀察和實驗是近代科學實證精神的體現。

是人們獲取關於研究客體的自然資訊並對之加以研究的基本形式，是科學認知的基礎。

A.觀察 觀察是人們有目的、有意識地對事物，和現象進行感知和描述的方法。

是科學認識最初始、最基本的一種形式。

隨著科學實踐的發展，人們的觀察方式和能力也在不斷提高，從自然條件下的觀察到人工條件下的實驗觀察 科學觀察的基本原則，是堅持觀察的客觀性和全面性。

應力求全面系統地觀察物件，注意搜尋細節，排除觀察者個人生理特徵的影響和心理預期、先入之見的干擾。

具備可重複性，以保證所獲經驗材料的確實可靠，科學觀察的成功之道，是要以理論思維為指導，善於捕捉意外的現象。

(不同的時間，與不同的人，觀察與實驗的結果要相同) 觀察儘管是一種通過感官進行的感性認識。

但從目的的確定，手段的改進，到物件和環境的選擇，其中的每一步都依賴于理論思維。

而對於觀察現象的認識和理解，更是與觀察者的知識儲備和理論修養分不開 巴斯德說出了他那句名言：“在觀察的領域裏，機遇只偏愛那種有準備的頭腦。

” B.科學實驗 科學實驗是人們為實現預期目的，更為主動地通過控制實驗條件，而對客體加以測量和研究的方法。

是人們獲取資訊和檢驗理論的基本手段，是近代科學的本質特徵之一 科學實驗，是科學認識中主客雙方，通過實驗儀器的仲介而進行的對話。

其主要特點為簡化、純化、強化和模擬自然過程，即簡化相關因素、探求因果關係；純化實驗條件、突出研究目標；強化超常條件 “我們必須從實驗出發，並通過實驗去探索原因。

科學如果不是從實驗中產生，並以一種清晰的實驗結束，便是毫無用處的，充滿謬誤的；因為實驗乃是確實性之母。

”     C科學驗證   為保證實驗結果的客觀可靠，科學必須堅持三條基本原則： A，  對照性（可比性）原則——由一組不含實驗處理因素的物件組成的對照組以鑒定引人處理因素後的效果； B，凡隨機化原則——隨機抽取樣本，確定（系統的和偶然的）誤差範圍，採用盲法（單盲或雙盲，不讓受試者單方或受試者和操作者雙方知道測試目的）試驗，以抵消心理預期等非處理因素影響。

C，  可重複性原則——即在相同的實驗條件下，重複此項實驗，應能得出相同的結果，不會因人、因時、因地而異。

樣本愈大，重複次數愈多，愈為可靠真實。

不能再現的實驗無法為同行所確認 5. 科學方法 一,,數學方法 數學方法是近代科學中數學理性的體現，是描述物件、建立模型、構造理論：進行運算解釋，和推演預測的基本工具。

數學方法首先立足於，客觀事物普遍的量化特徵來描述事物的性質和狀態。

笛卡兒提出科學的根本目的，是要建立數學形式的定律。

伽利略把這一思想具體化，指出宇宙自然這部大書是用數學語言寫出的，揭示了自然界萬事萬物普遍的量化特徵，開創了用數學表述實驗定律的先河。

而牛頓則繼承了這一方法論思想，創造了微積分這一數學形式，來表述力學規律；並把自己的偉大著作命名為《自然哲學的數學原理》。

其次，數學方法通過實驗和科學抽象，尋求物體的這些力學性質，或其他物理量之間，在運動變化中的規律性關係。

建立起這些物理量之間的數學模型，並可用於運演計算。

當把這些物理學定律，納入一個用形式化語言，構造起來的公理化體系；並用以涵蓋觀測事實和預言現象時，一個理想化的科學理論就形成了。

科學的數學化一方面使知識系統化、理論化，更合乎規範的科學概念，也更具概括性和預測力，另一方面也使其運演和預測更為程式化，更具嚴格性和精確性。

正因為此，數學方法今天已不僅在數理科學中，也在生命科學、以至部分社會科學中，被成功地運用著；也正因為此，一門科學只有當它能夠成功地運用數學的時候，才達到了完善的地步。

二 ,邏輯方法 邏輯方法是科學理性和思維規律的體現，是求知過程中整理經驗材料，提出科學假說，構造理論系統；進行推理證明的工具。

愛因斯坦也指出：“科學家的目的是要得到關於自然界的一個邏輯上前後一貫的摹寫。

” 也就是說，邏輯思維能力是科學家的基本素養。

比較和分類，歸納和演繹，分析和綜合，證明和反駁，以及類比，公理化，等等，都是科學家在理論應用和創新中常用的邏輯方法， 6科學假說  科學問題——提出猜測性假說——排除錯誤——新的問題。

科學就是面對問題，不斷提出假說的過程。

“假說對於科學，特別是對於科學研究是必需的。

假說提供條理性和簡易性，沒有假說，達到這兩點是困難的。

……假說使得科學工作——尋找真理的工作變得容易並使它正確。

假說應既不與科學中久經考驗的定律，和原理人口不可能造出永動機相矛盾；也不與已知的確定事實相矛盾，具備經驗可檢驗性，簡單性等特徵，為實踐所證明了的假說，就是科學理論 假說是針對具體的科學問題，立足於已有的科學知識和新的科學事實，通過歸納、分析經驗證據和類比、綜合以及非邏輯的直覺、頓悟而做出的猜測性、試探性說明。

它具備一定的說明力，但又有待於進一步的觀察、實驗和證明。

以猜測性假說為前提，運用邏輯方法演繹出可以與經驗事實相比較。

由實驗來檢驗的推論，這就是科學理論的假說——演繹法模型。

而綜合了各種邏輯方法特徵的假說——演繹法更是長期以來被認為是構造科學理論的理想方法，也被一些人看作是科學知識增長的基本模式。

古希臘哲學家色諾芬尼則說：“最後的真理……無非是由猜測結成之網。

”而在現代科學理論中，這樣的猜測，無疑應滿足具備實證基礎、運用數學工具、也合乎邏輯規律這三個條件。

一言以蔽之，要合乎於科學規範。

科學理論中無疑要講預測，這是指在假說-演繹系統中，以依據確鑿有效的實驗證據，而概括抽象出的科學假說為原理；按邏輯規則和數學運演，而推論出的對於經驗現象的預言。

這些預測的科學性在於： 1，      它針對的是具體的物質系統，立足的是大量的觀測資料及其關係。

2，      理論系統的前提的實證性，如狹義相對論的兩條基本公設——狹義相對性原理，和光速不變定律都立足于大量觀測資料，也是現有理論如電磁理論的結論。

3，      從前提到推論運用的是，嚴格的“由前提的真保證結論的真”的邏輯方法。

4，      預言是明確的，可以由實驗檢驗的；是可以為實驗證偽的，如廣義相對論中，光線經過太陽旁時會彎曲的預言。

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