自然科學論文格式(2)
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自然科學的發展特點及展望
中圖分類號:N0 文獻標識:A 文章編號:1009-4202(2010)08-247-02
摘 要 自然科學是涉及各行各業的研究領域的大學科,掌握自然科學的發展規律是研究自然科學人員所必須切身認知的內容。本文通過辯證的觀點去看待自然科學,整理自然科學的認知模式,探索其發展規律。
關鍵詞 自然科學 邏輯思維 非邏輯思維 批判性思維
自然科學是一門范圍廣博的知識范疇,是針對事物客觀規律的認知、歸納所形成的科學體系。其涉及的知識層次、知識面基本上涵蓋了人類社會的方方面面,通曉其發展規律和特點是從事自然科學研究人員所必需掌握的基本知識。
一、自然科學的特點
(一)自然科學的獲得方式
中世紀末期是近代自然科學的孕育期,當時最杰出的人物,13世紀的英國哲學家羅吉爾•培根對經驗和事實給予了特殊的關注。他指出:“大家公認,我們通過三條途徑獲得知識,即權威、理性和經驗;然而,當權威不知道事物的理由;理性也不能分辨是詭辯還是論證時,除非結論為經驗所證實。”正是由于羅吉爾•培根的提出和倡導“實驗科學”,強調只有實驗方法才能給科學以可靠性。
近代英國唯物主義學家弗蘭西斯•培根進一步指出,實驗科學最重要特性之一就是利用實驗來增加積累事實知識,并提出:“從感覺和特殊出發構造公理,然后是連續不斷地、逐漸地上升,直至最后達致最普通的公理。”正是這種思想和思維模式指導和推動了科學理論發展,對近代科學的興起和發展做了開創性的工作。
由此可見,自然科學作為大科學的重要組成部分,在其獲取方式上依然是由科學觀察和科學實驗作為其獲取的主要途徑。
(二)自然科學的歸類和整理
當我們在通過科學觀察和實驗獲得的知識并不是科學規律。一般而言,從科學知識向科學規律和科學理論過渡要經過知性認識和理性認識兩個階段。
知性認識:只要是對科學知識進行分類、系統化并加以分析和概括,使之上升為科學規律。
理性認識:主要是在科學概括的基礎上形成理論體系,以便反映客觀世界普遍而不然的聯系。
在科學的歸類和整理過程中相應發展出各種科學方法,可大致分為:廣義歸納法(本能歸納、常識思考歸納和批判性科學研究歸納)、演繹法(亞里斯多德的形式邏輯三段論為基礎,符號化過程,數理邏輯,公理化方法)和類比法(兩類對象之間在某些方面的類似或統一,推論其可能在其他方面也具有相類似性;雖然類比法邏輯根據不充分,但是它提供科學發現的重要線索)。
這三種方法都體現出科學在推理上的所透露出思維模式――邏輯思維,特別是演繹法,可以說是將人類運用自然語言進行思維的經驗提升到基本思維規律和基本思維方法的高度。
(三)自然科學的合理性和可錯性
哲學家布朗指出,“合理性”概念的古典模型具有三個特征:普遍性、必然性和規則性。科學的合理性首先表現在經驗規律和理論規律的邏輯關聯中;其次經驗和理論規律間存在相互支持的邏輯關系;另外就是理論規律的合理性突出地表現對某些經驗規律的矯正;科學規律的合理性可以通過科學實踐的有效性來說明。
針對科學的可錯性,我們通過20世紀初,科學哲學家卡爾•波普爾在《科學發現的邏輯》中所指出來說明:在真實和錯誤之間存在著不對稱性,沒有理論可以被證明是對的,但有些理論可以被證明是錯,科學和非科學由此可以界定。在科學領域,至關重要的觀念是要“證錯”或“證偽”,而不是“證對”。
二、邏輯與非邏輯問題
由上面的自然科學的特點,我們可以看出在自然科學的認識過程中,始終貫徹著觀察、實驗和推理的過程。
在推理過程中,人們一般把歸納法作為科學假設或科學理論的基本方法。借助這一方法,通過大量實驗進行概括,構建解釋所觀察的或現象之間的關系的新體系,其可靠程度雖然不夠,但卻富于創造性,它是作出理論發現的重要方法,然而其不是萬能的,并不是所有的科學理論都可以通過歸納法來獲得。愛因斯坦就曾說過,決不能用歸納法來發現物理學上的基本概念。
而與歸納法相對應的演繹法,即從一般到個別,用一般理論來分析解釋具體事物的方法。運用這一方法,人們需要借助某一普遍法則或原理,也就是說,演繹法應用的結論受初始條件的制約,前提正確,才能確保演繹正確。但是由于演繹法是將一般原理推廣應用現象的過程,很難導出新的概念或經驗。達爾文曾結合自己的科研經驗總結:我必須從大量事實出發,而不是從原理出發,我懷疑原理中有謬誤(在他看來,用演繹法在生物學領域是不可信賴的)。因此我們不難發現演繹法的純邏輯也存在著嚴重的缺陷。
就如同科學社會學家巴伯在《科學與社會秩序》中分析說,強調科學發現過程中邏輯的作用這樣一個慣例漏掉了科學中大量最重要的東西,漏掉了所有可能的錯誤,漏掉了科學發現者的所有豐富的想象力,也漏掉了所有對已有發現成果的思考,漏掉了所有對周圍世界認真探索的思路和方法。生物學家萊恩•杜波斯曾在《路易•巴斯德》中寫道:“構成科學的原材料不僅是科學家的觀察、實驗、計算,而且還有他們的沖動、夢想和愚蠢。”
三、從辯證的觀點和思維方式去看待自然科學的發展
從創造性角度來看,科學發現的過程是一個意識和潛意識、邏輯和非邏輯交互作用的過程。當出現問題,研究者就會出現一個“主觀模擬”過程,他們會去主觀想象周圍事物,并集中注意到某些特定現象,運用主觀的臆測獲取表達形式,然后運用科學的語言把心中的發現和想法描述出來,形成真正的科學假說,然后通過嚴格的科學方法論證檢驗。
不僅如此,科學發現的過程還是革命性和漸進性相互統一。即我們所常說的:“破而后立。”愛因斯坦也指出:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。因為解決問題也許僅僅是一個數學上或試驗上的技能而已,而提出新問題,新的可能性,從新的角度去看待舊的問題,卻需要有創造性的想象力,而且標志著科學的真正進步。”科學家廷德爾說,知識一經獲得,便給自己的周圍投射上微弱的光亮。重大的科學新發現一旦作出,成功的科學家立刻會從可能的角度予以觀察,并將它與其他知識體系相聯系,以發現科學研究的新途徑。
四、幾種常見的自然科學思維方式
歸根結底,自然科學研究是對先前思想和行動所依據的學所及原理不斷進行檢驗的一種思想活動,有條理的批判性思維是科學的基本特點。
“大膽的想法,難以證明的預期,以及推測性的思想,是我們解釋自然的唯一手段,也是我們把握自然的唯一法則和唯一工具。”
――科學哲學家 波普爾
參考文獻:
[1]黃順基,蘇越,黃展驥.邏輯與知識創新.中國人民大學出版社.2002.
[2]劉大椿.自然辯證法概論(第2版).中國人民大學出版社.2008.
[3]武宏志,周建武,唐堅.非形式邏輯導論.人民出版社.2009.
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