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1、1 科学技术哲学讲义关于本课程的几点说明：一、课堂纪律和要求：不旷课、不迟到、早退；不做其他事；作好笔记；到课情况要不定期抽查；2 次缺课无成绩。二、本课采用的教学方法人文素质教育渗透法。三、课外完成一篇 3000字的课程论文。选题要求是课程论文对本专业的一些哲学思考，主要围绕以下5 方面：1、本专业与其他专业、学科，与经济社会的种种关系。2、本专业发展史（尤其是转折点的影响因素：社会需求，基础学科，相关学科的重大突破，技术手段的重大进步）3、本专业的方法论研究、手段方法、理论及其变革，思维方法的特点。4、学科前沿问题综述，学科发展展望。5、对与本专业相关的行业技术管理方面的哲学思考。2 绪
2、论一、科学技术哲学的含义、对象、内容和地位1、什么是科学技术哲学？科学技术哲学是关于科学技术的哲学以及与科学技术相关的哲学。或者说是关于科学技术自身和哲学和由科学技术引起的哲学。2、对象（1）自然界的哲学问题（2）科学技术研究和探索中的哲学问题；（3）科学技术在经济社会发展中的地位、作用、宏观规律等哲学问题3、内容（1）自然观。系统论的自然观、可持续发展的环境（自然）观；（2）科学技术方法论。科学技术的本质要素、基本方法、理论进化、真理评价等。（3）科学技术观。技术创新的本质、过程、方法等；科学技术与经济社会的一般关系；自然科学与人文科学、社会科学的一般联系。4、科学技术哲学的地位和作用（1）
3、科学技术哲学是人类认识和改造世界的必然产物（2）科学技术哲学是人们对科学技术与自然界及人类社会相互作用反思的结果。3（3）20 世纪以来科学技术的迅猛发展推动着现代科学技术哲学的迅猛发展。关于世界本身的认识有了重大突破。如时空、宇宙（宏观、微观两极）本身的系统性等；关于天人关系的认识不断深刻化。对于科学本身和技术本身的反思日益精致与深入。关于科学技术与经济社会的互动关系的认识越来越清晰。二、科学技术哲学的历史演变1、古代科学技术哲学的思想萌芽在古代，科学技术尚处于萌芽状态，人类缺少实验变革和观察的有效手段，不能精细分析世界的微观层面，不能准确把握事物的本质和一般联系（即世界基本要素、单元、结构
4、、功能等）。除了力学和数学这两门基础性的学科建立起粗糙的理论体系外，其他知识领域只有朴素的经验积累。对自然界的深层本质和联系的认识只能借助于直观的猜测，以弥补事实上的不足。（例如古代原子论，地心说等都只停留于直观猜测的水平上），另一方面，由于基础研究的肤浅，研究者们只好把兴趣投向广泛的宏观领域，研究能力的欠缺与宏观世界显著的运动性质，导致了古代科学技术哲学的两大特点，即简单直观性，缺乏科学的论证；具有丰富的辩证性质。例如：古希腊安培多克勒的观点：宇宙间有两种基本力爱和恨，有四种基本元素水、火、土、气。在这两种基本力的作有下，四种基本元素分离、组合，促使着万物的不断的转化。古希腊的另一位哲学赫拉
5、克里特说：“整个世界是一团火，一团不断燃烧、又不断熄灭的活火。”列宁赞之为“对辩证法原则4 绝妙的证明。”中国古代的朴素辩证法应该说是在世界古代哲学辩证法史上达到了极致。例如，五行说认为金、木、水、火、土相生相克，互为因果。阴阳说认为阴、阳二气为万物之母，为万物的基本结构。阴阳消长为万物变化的基本动因，阴阳相互偶合，相互转化是世界本质。阴阳无间，阴阳无界。八卦学说认为天、地等八种要素是世界的基本成分，八种要素的对立统一是万物生灭变化的基本动因，其相互作用与衍生变化有普遍的规律性。2.机械论科学哲学思想时期文艺复兴之后，因对宗教的反叛而兴起对科学与实证的崇尚；因有对科学的崇尚而有对科学的执著与迷
6、信，因有科学的成功而有机械论的自然观念。相信世界可以拆零，相信事物有其确定性质，相信事物之间有其不变的关系。世界运动有其永恒的规律，相信世界可以认识，有其终极的始因，有终极性的真理，相信实证方法是唯一可靠的方法。机械论哲学（马克思主义哲学称之为形而上学）有如下五个特征：1.机械构成论。认为万物类似机械装置，可以拆零，可以分析。生命个体也不例外；2.简单始基论。认为万物及整个世界有其基本要素、单元，这些要素、单元有其不变的性质，这些要素、单元是世界的始基；3.作用外因论。万物变化之因在于外力，而不在于自身的矛盾性。牛顿力学第一定律是这种观念的经典表述；4.线性运动论。一切运动可解析为单体运动，复
7、杂运动是单体的均衡连续的运动之复合，一切运动可以精确计算和预言；5.崇尚分析方法（AA）。割断历史与联系，种瓜得瓜，种豆得豆，瓜永远是瓜，豆永远是豆。3.唯物辩证的科学技术哲学思想自然辩证法的形成（1）唯物辩证的科学哲学思想是自然科学发展的必然结果。18 世纪末 19 世纪中叶，自然科学取得了一系列重大的发展成果18 世纪后半叶到 19世纪前半叶，自然科学由搜集材料转入“整理材料”的5 阶段。A：天文学：康德 1755 年自然通史和天体论，1755 年到 1798 年，康德拉普拉斯（打开形而上学第一个缺口）B：地质学：莱伊尔出版地质学原理，提出了现实主义的方法论原则，批判了居维叶的灾变学说。C
8、：物理学：热学 19 世纪 20 年代伦福德对热质说的否定。（比热概念建立）。19 世纪 50 年代以后经卡诺、开尔文、克劳休斯等人的努力，热力学第二定律建立。电磁学：1820年，奥斯特发现电磁感应现象；1825年，安培提出右手定则；1831 年法拉第提出磁场概念，认为感应电流的产生不是磁的原因，而是磁通量的变化所引起的。指出非运动不能导致磁通理变化，电流其实是作功的结果。70 年代，麦克斯韦电磁理论终于建立D、化学：1772 年拉瓦锡提出燃烧氧化学说，否定了燃烧脱燃素说的机械论观点。1803 年，道尔顿建立原子说：原子按一定比例形成复杂的原子；30 年代阿伏加德罗提出分子分析与检验的概念与理
9、论。70 年代门德列夫提出元素周期律。这使得化学科学能够建立在一个坚实的基础之上。E、生物学方面：19 世纪 20 年代，法国拉马克提出生物进化的基本观点，但其机理是“用进废退”；施莱登 1841 年提出植物细胞说；1842 年德国的施旺提出动物细胞说；1859年达尔文提出新的物生进化论，其基本理论是“物竞天择、适者生存”。（2）唯物辩证的科学哲学思想是技术革命推动社会进步的必然结果。18 世纪的蒸汽机革命和19世纪的内燃机革命与电力革命，大大提高了社会劳动生产率，人类在利用自然力的历史上，迈出了巨大的两步，提高了生产的集体化程度（建立了一个初步的社会生产体系，使社会的分工与合作达到空前的程度
10、）。同时也扩大了社会的贫富差别，产生了明显的阶级分化。这一系列变化对于唯物辩证的科学哲学思想的形成有三方面的意义。.科学技术的本质、科学技术与经济社会的关系等问题引起人们的关注；技术革命，产业革命使得社会发展变化的辩证性质日益彰显；社会贫富分化，导致无产阶级的产生和队伍的壮大，社会矛盾的暴露激化，为科学社会主义理论的形成奠定了基础。（3）马克思、恩格斯的科学技术哲学思想中的主要观点在自然观方面，马克思、恩格斯克服了古代自然观由于缺乏认识基础（实6 验与定量研究）所造成的直观思辩的局限性；吸取了古代自然哲学关于自然界运动、发展和整体联系的思想，以近代自然科学对自然界认识的最新成就为根据，批判了形
11、而上学和机械论，深刻揭示了自然界本身发展的辩证法。建立了一种反映自然界本来面目、适合自然科学发展需要的辩证唯物主义自然观。（“当我们考察自然界时，展现在我们面前的，首先是一幅生动联系的生动画面”；“整个宇宙是一个统一的整体，所有的运动都是可以相互转化的，运动不变，运动的形式不变”；关于运动的原因：“不可追溯到比相作用更远的地方”）。在科学认识论和方法论中，马克思、恩格斯克服了培根经验论的形而上学的缺陷和笛卡尔唯理论中的唯心论倾向，把他们的归纳法和演绎法辩证地结合起来；批判了康德了“先验论”和黑格尔的“理念论”的唯心观点，并对他们，尤其是黑格尔关于思维的能动作用观点加以辩证唯物主义的改造；第一次
12、把实践放到了认识论和方法论的首要地位，阐述了实践基础上科学认识发展的辩证法；从而创立了辩证唯物主义的科学认识和科学方法论。在科学技术观方面，马、恩不仅揭示了科学技术发展的内在逻辑，而且把科学技术的发展作为一种社会现象来考察，基于比提出一系列崭新的思想：自然科学属于一般社会生产力范畴；科学技术进入生产过程转变为直接生产力；社会实践的需要，首先要经济、生产的需要是科学技术进步的基本动力；科学技术也是推动历史前进的革命力量。三、20世纪以来科学技术的发展对科学技术哲学思想的影响20 世纪以来，科学技术得到了突飞猛进和发展，先是世纪之交的科学革命，继之而来的是 40 年代之后轰轰烈烈的技术革命与信息革
13、命。核技术、生物技术、计算机技术、系统理论和系统工程、通讯技术、材料技术等如雨后春笋般地发展起来。科学革命从微观和宏观两个方向拓展了人们对于世界的认识，加深了人们对于世界物质统一性的理解，更新了人们的时空观念，同时也改变着人们对科学本质的理解（科学不是确定性的知识，而是一个不断深化的知识系统，科学有其内在的结构，存在着的自在的矛盾和动力）。另一方面，技术革命导致了世界性的产业革命，极大的改变着人们的生活方式和生产方式，改变着社会的基本结构，改变着人与人、人与自然的关系。这一切也导致了一系列重大的本体论的问题和重大的认识论问题，需要对之作出全方位的哲学回答。（一）由相对论引起的关于时空本质的思考
14、1、狭义相对论7 a 在不同参照系列中运动次序性是不变的，但谈同时性无意义，列车实验1 b 时 空 特 征 的 测 定 结 果 与 参 照 系 的 选 择 有 关，3个 公 式（202221,1,10022VVVttllm mCCC），列车实验（2 个）。c 光速不变，光速不衰减光速为极限速度（2）广义相对论（前提：空间弯曲）即运动物体是沿一定曲率的空间行进a 加速度，在本质上是引力（电梯实验）。b 引力的本质是波，是一种长程作用力。c 引力能使空间弯曲，能使物体内在过程减慢。（二）由量子力学对微观世界本质特征的揭示而导致的一些哲学问题1、量了世界的一些特征，分立性（由微波辐射表现出来，离散性
15、、直接性不连续性、永恒性（电子验波永恒质子永恒）、不可预言性，测不准性）。2、由量子力学引起的一些哲学问题1）科学的可靠性与世界的可知性2）主观唯心主义复活，马赫：物是感觉的复合，当且仅当一个陈述的谓词能还原为知觉符号时才有科学的意义。知识只是一种约定，如欧氏几何学中以直线为最短，在非欧几何学中则以曲线为最短，万象唯心，万物唯识；因理论解释之需而假定的客体理论客体越来越多，如电子、夸克、黑洞，地幔柱等。自然科学中普遍出现假说林立的景象，主客体之间的界线越来越不清晰；3）由实验干涉引起的哲学思考。观念、知识世界物理世界自在世界4）对逻辑的重视。科学表现出公理化、数字化、符号化、高度抽象化的新特征
16、、新趋向5）对科学方法研究的推进。假设方法、公理化方法、模拟方法、系统论方法等方法论研究成为专门的知识体系。6）对科学内逻辑的思考（科学的本质、理论构建的程式、理论检验形式等）（三）由基本粒子的理论和宇宙理论引起的一些哲学问题。1、物质（世界）的可分性问题；2、世界的时空无限性问题；主体设置对象8 3、四种力场的统一性问题；（四）由系统理论引起的哲学问题世界的系统性非加和性，系统的普遍性；世界的层次结构问题；有序结构产生的机理问题，进化与退化的问题；对世界复杂性的认识，对非线性方法的研究；（五）由现代技术革命引起的哲学问题1、由生命科学及生物技术引起的哲学问题1）对生命本质的揭示。生命的本质是
17、蛋白体，蛋白体分为核糖和蛋白质，蛋白质由 20 多种氨基酸组成，核糖分为DNA、RNA。2）对生命起源的新认识。生命源于地表水体中的化学过程，经历了4 个阶段。3）对生物遗体机理的认识。通过DNA进行信息表达和信息传递。4）由生物工程（酶工程、发酵工程、细胞基因工程）引发的若干生命伦理问题。试管婴儿，亲情的丧失，伦理混乱；人的自主生产的工业化破坏了人类进化的自然规律。（被生者的权利，像机器生产一样；器管克隆人能像机械装置一样，通过一件件零件的置换而青春永驻。克隆人的社会地位问题；克隆出奴隶、罪犯、美女、科学家等；人种的单一性问题）长寿基因问题：人口骤增不减，就业压力增大，老龄化。2、由计算机技
18、术引起了人工智能问题人工智能能否替代人类思维，答案是否定的1）机器无情感（痛觉、性欲、亲情、信仰、意志力等）；2）机器无社会责任感；3）机器无辩证逻辑，思维能力；4）机器无模糊思维能力；（六）由产业革命、信息革命所引起的社会变化及哲学问题：1、由产业革命、信息革命改变了人们的生产经营方式1）产业信息化：从物质生产转向以知识、信息的创造和生产，分配为主的时代，知识成为生产的核心要素，成为影响的经济发展的“瓶颈”。信息成为人类索取其他一切的前提条件。（技术创新的理论政策（P24）知识成为人类最大的财富。2）经济全球化：从孤立自足的国民经济走向全球经济.资源互补；市场（商9 品人才资本）互通；信息共
19、享；人类重大问题相商；政治格局多元化；3）高新技术产业成为第一产业：计算机通信半导体制药生物医学工程航空航天科学仪器能源环保技术4）生产作为长期化。从粗放向精致，由劳动密集向标准化生产和周全的特殊服务、从粗放型、追求高效率、由高产量、高产值向注意资源节约和环境保护，注意资源的合理配置，注意循环生产和资源的重新利用，注意产品的人性化，符合人类社会的长远利益和要求的方向转变。2、改变了人们的生活方式a 生活极度方便；b 个人选择范围拓宽，从衣住行到接受教育、择业、择偶。c 生活质量提高，情感加深。人际交流速度加快，范围拓宽程度加深，越来越需要相互关爱、宽容、理解。3、改变着人们的思想观念，加速了社
20、会民主化进程。社会各级组织各阶层相互沟通，政治透明度增强，相互制衡作用日益增加。（七）现代科技革命所引起的全球问题及环境问题。1、贫富分化严重；（贫富差加大，中国由哑铃型转向橄榄型，两头的两个 10%相差 19 倍，而俄罗斯为 15 倍，印度为 7 倍）。国际间的贫富差别日益增大。地区之间区域间国际矛盾日益突出复杂化。2、资源浪费严重；3、环境问题加剧。科学的双刃剑作用，导致人类与自然的尖锐对立。人口膨胀、大气污染、水质、土壤污染、土地沙化、草原退化、森林砍伐、生物多样性锐减，矿产资源匮乏。4、霸权主义横行于世。科技发达的大国凭借自己强大的科技实力单方面推选强国意志，以种种借口对不肯就范的国家
21、进行经济封锁和军事干涉甚至颠覆其政权。（经济霸权、知识霸权、信息霸权）（P10）5、核威胁及核污染世界有核国家拥有核爆炸力相当于180 亿吨在 TNT当量，是以将现代文明推毁 3 次。a、1945-1983 年，共爆炸了 1469个核装置，7 次核事故（如果美三浬岛、前苏联切尔诺贝利）b、核废料美在欧洲沿海倾倒5 万桶核废料，德开铀矿中造成48 座铋废物堆放污染面积达 32KM2。四、学习科学技术哲学的意义和方法10 爱因斯坦说，相信有一个独立不依的客观世界，这是科学研究的基本前提，科学研究不能没有哲学思维。1、培养正确的世界观（唯物论的世界观、系统论的联系观、天人合一的环境观等）。2、培养科
22、学的思维方式（抽象概括能力、分析能力、逻辑建构能力、科研选题能力，辩证思维能力、科学想象能力）3、培养正确的科学技术观 4、培养科学的学习方法：（1）广泛读书（哲学著作、科普类著作、文史类著作）（2）读书的一些原则（a.浓厚的兴趣 b.读精品 c.反复读 d.读后有思考与讨论 e.买书读）第三章科学技术的基本特征第一节科学的一般性质一、什么是科学1、科学是知识体系，是关于自然，社会和人类思维的知识体系，是以定理、定律形式反映现实世界多种现象的本质和运动规律的具体知识的体系。（不同于宗教、哲学与艺术）。2、科学是产生知识体系的认识活动，是理论指导下的探索活动，搜集事实。是抽象性的思维活动（对世界
23、的一般本质，一般形象的概括、总结）；是一种信息交流活动；是知识的积累活动；是知识的批判活动。3、科学是一种社会建制，成为现代社会中的一种不要或缺的事业，建立起一整套与之相关的社会组织系统。各种管理组织，科研机构，研究实体，教育机构，情报信息系统等及国际化合作组织应运而生。单打独斗的科学技术时代已经过去，当今的科学发现已绝非是任何一个人所能独立胜任的。二、自然科学的特征（相对于哲学等人文知识，宗教知识及伪科学等）1、客观性和实证性：它源于感性经验事实；它能合理解释经验事实；它能有效预言一些经验事实；它的合理性有效性最终要为经验事实所检验。2、理性和逻辑性，它是对世界的一般本质联系的概括总结，通过
24、已知，合逻辑地对未知进行判明、断定、推理。它不同于宗教，文学及艺术等知识程度不等地诉诸于情感意志，信仰等。科学以理性原创为指导，构建起一个由概念、定11 律、定理、学说和数学推理等构成的有条理的、完备的知识体系。3、探索性和创造性。自然学表现为一个不断向未知域的深入过程，总是要有所创新。科学研究总是要超越既有的研究范围和层次；自然科学永远不会有终极性的结论；科学创造的本质就在于从新的角度、视域、层面给出不同于前人的结论。科学需要以新的手段获得事实，以新的方法整理、处理事实，以新的理论解释事实。4、互用性和共享性远离经济，属于基础性的知识体系。自然科学远离技术与市场，不能给学习者、研究者。带来直
25、接的功利。自然科学的这种非功利性决定了其成果的互用性和可共享性。也即是说，存在着为某一主体所单独拥有技术和专利，却不存在为某一国家，某一阶级，某一集团所垄断的科学知识。5、一般生产力一般生产力是指科学作为生产力渗入性要素（非实体性要素），它能提高劳动者的素质，它能改善以工具为核心的生产资料，它能扩大劳动力对象的深度及范围。三、伪科学及其特征1、什么是伪科学，所谓的伪科学是指用虚假或不充分的事实，用对应的非实证与逻辑的方式证明一个预设原理（即用勉强比附，或借助于现象的偶合来证明一个预设）的理论、方法和体系。（不能将“伪科学”等同于“非科学”，非科学指科学以外的知识，包括经济知识，宗教哲学知识等。
26、一切不合乎科学基本特征（实证逻辑性）的知识，都可称为非科学。2、伪科学的特征（1）主观性，不以可靠经验事实为依据，凭借主观杜撰或夸大了的某种事实，构建的所谓“理论”，如李森科的生物学理论。（获得性遗传），韩国的基因研究成果等。主观性即非实践验证性，缺乏可靠的观察与支持，缺乏可控性实验验证；所采用的事实具有不系统性，具有非普遍性、不可复核性。（2）孤主性，伪科学往往与科学背景性知识不相容。其概念内涵或对事实的经验解释在悖于自然科学的基本原理，（为引力屏蔽，“气场”论，精神引导，水变油、永动机研究等）3、神秘性，借助了超常识、超自然力等说法来解释现象，把相信诉诸于信仰，甚至以“信”作为“真”的前提
27、。常用含混不清的陈述骗取视听（为“父在12 母先死”等）。也常借助日常经验进行某种半真半假的“预测”。四、反科学反科学是指宗教与政治对科学的反对。、宗教的对科学的反对安琴伦：“上帝把理性交给信仰使唤的，人们决不求先去理解，然后再信仰，而是先信仰然后去求理解”。不是因为真才有信，而是因为信才有真。圣巴西尔在他的创世纪中写道“在一切事情中，我们宁可要朴实的信仰而不要理性的夸示。”圣奥古斯丁说：“好的基督教徒应当心数学家和那些制造空洞预言的人们。数学家和魔鬼签订了盟约来毁灭灵魂，把人们束缚在地狱的桎梏中。”1600 年，布鲁诺因宣传哥白尼学说及宇宙无限论被烧死在罗马的鲜花广场；1628 年英国学者哈
28、维出版了血液循环运动论受到教会的强烈反对，但辜因与皇帝和人的关系密切，未受杀害。帕多瓦医学教授维萨里因通过解剖人体研究血液循环被流放。1553 年西班牙的塞尔维特被烧死。18 世纪的法国地质学家布丰因提出地球冷缩说和地球年龄为78000 年被巴黎大学宣布犯有14 条罪状，且并被宣布开除工职；19 世纪达尔文的进化论更是受到宗教组织及宗教观念的抵制和嘲弄。直到 1970 年，一个名叫创世研究会的科学家宗教团体，向加利福尼亚立法机构施加压力，要求它制定一项法律，使生物学教科书中既可以出现根据创世论所描述的生命的发展，也可以出现根据现代科学所描述的生命的进化。1972 年 9月对田纳西州代顿的一所学
29、校的调查表明，76%的学生相信创世纪而不相信进化论。2、政治对科学的迫害18 世纪法国化学家拉瓦锡被杀害，一个捕吏公开宣称共和国不需要科学家。美国原子弹之父奥利海默被判“对共产主义缺乏判断罪”，1966年，法国拟出席新英格兰会议的女生物学家，被宣布必须证明自己既非妓女也非一个共产主义者（被怀疑有共产主义信仰），方能受邀。20 世纪 30年代法西斯德国因强烈的反犹太、的反人类信念而毁坏了国家的科学资源；迫使大量有专长的雅利安人移居国外，科学和技术的许多部门受到摧13 残。前苏联对科学家的政治迫害也令人发指，有的因为被怀疑亲美，有的因为反对李森科的荒谬“获得性遗传”，有的因为批评国家政策，而被长期
30、监管，有的多次被关进精神病医院。直到 1970 年，美国密西西比州还有关于反进化论的法律条文。50年代苏联和中国都有过对相对论的公开批判。第二节技术、技术问题及技术的本质一、什么是技术1、概念技术在本质上标志着人对自然的能动关系，它是人类为了进行社会的物质生产和精神生产，以科学知识为依据而创造的手段和方法（具体参考教材P56下P58上）。简言之，技术是社会生产的劳动手段和方法的总和，是将科学转化为生产力的中介。技术虽表面上是劳动手段的总和，但劳动手段的运用、施展及手段本身的产生却以知识为依托。如果说古代技术是纯经验或知识与经验参半的，那么现代技术则完全依赖于知识的支撑。2、现代技术的知识本质现
31、代技术的知识体系均以科学基础知识为依据，无一例外地建立在多门知识的基础之上。例如现代工程机械制造、航空航天等无不依赖于数学、力学、物理学、化学等基础知识，再如计算机、半导体、技术、人工智能模拟等技术都是以数学、数理逻辑、电磁学、电子学等基础科学理论为基础建立起来的。现代技术的实物形态和操作形态均表现为知识的凝结。如人体基因技术就是生物学、遗传学、微生物学、组织细胞生物学及物理学、化学及自动控制技术知识的综合。现代技术的发展有赖于科学理论与技术原理的进步。二、技术与科学的区别目的和任务不同。科学的任务是回答自然现象“是什么”和“为什么”的问题，它揭示客观过程的因果性，技术则是解决实践过程中“做什
32、么”和“怎样做”的问题。即科学的任务在于认识世界，技术的任务在于改造世界。评价标准不同。科学的目的在于求真，而技术的目的在于求用，对于科学14 成果需要进行真理性评价，而对技术则需要进行价值性评价。成果表现形态不同。一为观念和理论系统，一为理论的物化形态。与社会相关程度不同。科学知识与社会经济发展往往没有直接的联系，但却有根本性长远性的意义；技术知识则关系到现实生产力，对社会文明、国家实力和人们的生活质量有更为直接的影响。三、技术问题1、概念：所谓技术问题，就是技术的现时状态与社会期望的需求状态之间的差距或矛盾。2、技术问题的特征（1）技术问题域比科学问题域（问题的原因、边界条件、应答域等）更
33、加复杂。这是由社会需求的多维度决定的，包括物质的（含各种生活与生产资源的价值、需求的多样性如性能、外型、效益、危险性等）、精神的（含文化、安全、理想、信念等）、审美的（由技术产品外观或本质引起视觉、听觉、体觉系统的愉悦感受）、道德伦理的（技术应用符合人类伦理准则）四方面的需求满足。科学探索无禁区，但技术应用却有伦理界线，技术只允许给人类带来幸福，而不能给人类带来不利。但这是困难的，因为任何事物都具有两面性。技术进步时时在冲击着传统道德乃至法律的底线（如试管婴儿，器官移植，基因工程等所带来的伦理或法律问题）。（2）求解目标更加具体。例如人们对交通工具的要求，除去运输功能外，还对时速，成本、安全、
34、舒适、方便、无污染和噪声等都有越来越高的要求。（3）应答域更加明确。主要是指理论上的可能与技术上的可行之间存在很大距离。例如：从生命科学到其造福人类，都决不只是个理论探讨问题。又如：生物固氮的机制早已被认识（是在生物固氮酶的催化作用下发生的一个还原反应过程），但如何建立一个微生物固氮工厂及模拟固氮酶活性中心却是困难的。又如：地热发电，如何利用t10时，碳酸盐容易沉淀，而非晶质SiO2溶解。PH8时，有利于 SiO2的沉淀，同时碳酸盐物质溶解。当SiO2沉淀之后，交代碳酸盐使其浓度增大，并引起 PH值变大。从而使碳酸盐物质沉淀，当碳酸盐沉淀时，又开始形成 SiO2沉淀的条件，如此反复无穷，形成条
35、带状结构。斜长石环带实际上形成于一个分别以钠长石和钙长石为端元的二组分相（固液）系内。Na、Ca浓度之比符合杠杆原理Ca（浓度）/Na（浓度）=ac/cb 图 A 中不断晶出的是Na Ca的混合组分（按一定比例），同时使溶相组分不断发生变化。图B中不断晶出的是纯 A组分，从而引起液相组分的不断变化。启示：把各长石条带中的Ca的比例求出，且算出Ca的增长速度及=1+r，这样就可以建立一个非线性迭代方程式。当排号高的 Ca 长石因温度迅速下降，首先晶出（呈现固熔体），并不再与液相发生“混合”作用，这样就改变了原来的液相28 的物质组成。温度继续下降，排号低的Ca长石晶出，并不再与液相发生“混合”作
36、用。不断迅速降温，钙长石按排号顺序由高到低依次晶出。这实际上相当于在液相和固相之间存在一个物质交换过程，即体系的耗散结构。体系中的两种组分似乎存在一种“竞争”，其机制同样可用类似于“野兔山猫”的数学方程来描述。例 2：人口问题马尔萨斯认为“人口以几何级数增长，粮食以算术级数增长”，这一理论可用以下线性方程来表达：Xn+1=（1+r）Xn（1）其中是 Xn是第 n 年代的人口，Xn+1是第 n+1代人口。r=（Xn+1Xn）/Xn 是人口增长率。由于 1+r=er（当 r 较小时）,于是（1）式可写成 Xn+1=erXn，因此应以 X0作起始人（第零代人口，基期指标）数，则第1 代人口数为 X1
37、=erX0；第 2 代为X2=erX1；第 n 代为 Xn=erXn。换言之，人口数按指数规律增长。这一模型过于粗糙，没有考虑环境条件的限制因素。如按此模型，到2635年，世界人口将达到6.8 1015，按地球总面积（包括陆地和海洋）平均每人只占 1 平方米，显然不符合实际情况。为此，维赫斯特（verhulst）提出了一个修正模型，在（1）式右方加上了一个修正项：Xn+1=(1+r)Xn-bXn2=Xn-bXn2 (2)这里的修正项 bXn2是反映环境限制因素的非线性项。在人口较少时，此项可以忽略，该模型就可以还原为马尔萨斯模型。令 X=bx/于是（2）式可改写为：121()(),(1)(,)
38、nnnnnnnXxxbXxxfxbbb或（3）这是一个迭代方程，这一方程的选代结果不仅与初值X0有关，而且还很敏感地受参数 的影响。为使（3）式有意义，应有 0 Xn1，若Xn1都会使 Xn+10）的前提下，1，故 11。X*=0也是一个不动点，但它是不稳定的，不予考虑。由进一步的分析得知，只有13 时，它就变得不稳定，分裂成一对新的不动点 X1*和 X2*，形成周期为 2 的振荡。如图 B，当取值为 3.1 时，系统出现两个值 X1*和 X2*的交替振荡。*211*1223.1(1)3.1(1)XXXXXX这组关系式意味着，今年人口为*1X，明年为*2X，如此周而复始，永不停止。如果进一步增
39、加 值，（增长速度+1=发展速度）。两点周期也失稳，各自产生一对新的不动点，形成四点周期振荡，以此类推，随着控制参数（，即发展速度）的增加，可形成周期为 4、8、16、2n的振荡，这种现象被称为倍周期分岔。在=3.56919 时，体系进入混沌区。（图 C）a30 第六章人与自然第三节人与自然的协调发展一、环境的概念与特征1、环境或人类生存环境是指与人类的生存与发展有关的一切物质条件的总和。包括天然自然条件与人工自然两方面因素。所谓人工自然指（1）受人类实践活动直接影响的那部分自然界（现实的生态环境）；（2）人造物。环境主要要素：（1）无机环境，主要包括空气、水、矿物质、土壤、阳光、空气、基岩、
40、地磁场等；（2）生物生产者，主要包括绿色植物或能进行自养生活的低等菌类等；（3）生物消费者（包括草食动物与肉食动物）；（4）生物分解者（微生物）2、环境的主要特征（1）唯一性、地球是唯一的。（2）人对环境要求的苛刻性。人与环境是自然界长期演化的结果，是上帝的微妙安排。（3）资源有限性、矿产资源、淡水、土地、森林、湿地等，矿产资源为不可再生资源。（4）恢复（平衡与自净化）能力的有限性与缓慢性。环境演化甚至在某种意义上是不可逆的。（5）开放性。水域、水体、大气、地热、地体运动物质、能量交换或循环与对流过程中的边界不清晰性。（6）外部性。环境对于个人或社会团体（企业、城市、国家）在外在性、非主体性（
41、非自我性）。人对环境的干扰和破坏对自我生存，不产生直接的不利影响。（7）非能动性。环境对人的影响不能作出自主的表达；环境反应的迟滞性。（8）环境效应的综合性、累积性。（9）环境影响评价的困难性（指标难、制度难、机构难）（10）人的责权利界定的困难性。河流的上下游、此岸与彼岸、生产链的始端与末端、生产者与消费者、生产者之间（如果农与蜂农）、保护者与破坏者、发达国家与不发达国家等。二、环境保护的一些哲学问题1、人类道德准则不可能也无须泛化到自然界31（1）人类道德准则前提是人类自身具有道德泛化能力与回应能力，而自然物无此种能力。（2）人类对自然界的道德泛化取决于人对自然物的价值认可，而这又是极其复
42、杂的（如人毕竟不会允许某些生物的大量繁衍；保护动物却不会保护动物身上的寄生虫）。2、环境保护的落脚点在于科学认识、技术发展与制度建设。（1）技术的双刃剑作用。一方面给人类带来福利与方便，另一方面，引起各种环境问题与社会问题。（2）技术带来的问题，最终要靠技术的发展来解决。要充分认识环境规律，认识人与环境之间微妙平衡机理。要充分发展绿色技术与绿色生产。要充分发展生物工程技术（通过生物工程解决诸如生物吸毒、细菌聚矿、耐干旱植物，土壤的净化等问题。厌氧生物排O2吸 CO2增加海洋植藻。（3）制度建设是环境问题解决的社会途径。A、建立强制性的法规与制度；（包括各种责权界定的明细规定以及扶持政策。）B、
43、通过市场机制控制社会生产行为税收、价格杠杆。C、利用激励性政策鼓励企业生产行为的长期化、绿色化、人性化。（4）环境保护与社会公平不能兼顾，一切环境保护的规矩都可以说是限制穷人与落后群体的规定。3、可持续发展的“两个轮子”、“三个平等”与“两个不能超过”（1）“两个轮子”一地之发展不能影响他地之发展（包括行业之间、部门之间、系统之间、国家与地方之间）；当代发展不能影响后代之发展。（2）“三个平等”人际公平等、天人平等、代际平等。（3）“两个不能超过”人类利用资源的能力不能超过自然界自生力与人类发现新资源能力之和；人类对环境的破坏不能超过自然界自净能力与人类净化力之和。4、国际合作与发达国家的责任
44、发达国家通过粗放的形式实现了工业化，发达国家对环境应承担更大的责任，发达国家（地区）有责任帮助欠发达国家与地区发展生产，解决生存与发展的基本问题。5、市场经济与社会体制改革自由经济不利于环境保护的统筹规划与问题的统筹解决，不利于资源的合理配制。市场经济的基本原则是效益优先，其次是兼顾公平，如此永远不可能建立社会和谐，及人与自然的和谐。知识经济会强化马太效应，不利于缩小国家与地区间及知识阶层与蓝领阶层的贫富差异。32 科学问题与科学事实一、科学问题1、概念：科学问题是指在具体历史条件下，由认识主体提出的关于科学认识和科学实践需要解决但又未解决的矛盾，它包含着一定的求解目标和应答域，但尚无确定答案
45、。2、科学问题的背景科学问题是在特定历史条件下或科学背景条件下的产物，这些条件或背景主要指下面两方面，一是理论预设，二是非理论因素，包括社会物质条件、个人心理倾向等。首先，任何科学问题都离不开一定的理论预设（Presoposition），科学问题本身就寓味着对某种概念或理论的肯定，或寓味着一定的理论深度。例如：哥白尼之前“行星怎样运行”？和哥白尼之后“在太阳系中行星如何运行”就表示两种理论背景，前者只把行星当作一般的“游走者”（planet），而后者寓示着“太阳对其行为的约束，及行星系的存在。又如关于遗传奥秘问题，就曾存在过三种问题形式。19 世纪魏斯曼提出“种质”问题，20 世纪初摩尔根提出
46、“基因”问题；20 世纪 50 年代罗莎林德则提出DNA 大分子的结构问题。这说明同一问题在不同的历史条件（包括实验、观察能力）和理论前提下会有不同形式。其次，心理要素也是科学问题背景的一个重要方面，科学家可因自己的信念、偏爱使观察问题的角度发生变化。会对同一对象提出不同的问题和问题解决路线，19世纪初地质学中的“水火”之争（魏纳与郝顿之争）是一个典型的例子，德国的魏纳及其弟子由于根深蒂固的有神论思想，使之对水成说（源自“诺亚洪水”说）深信不疑。而其弟子们因其崇拜老师的博学也对水成说也给予坚定不移的拥护。直到魏纳的两个门徒亲临法国，奥弗涅作了深入考察情况才发现了历史性的变化。3、科学问题的结构
47、科学问题是有其结构的，在科学问题中蕴含着问题的指向、深度、研究目标和求解的应答域。其核心是问题的应答域，应答域即问题答案发现的可能范围。缺乏应答域的问题不能被视为科学问题，正如 Belnap 和 steel 指出的，“每个问题至少可明确地预设一个直接的解答是真的”，并认为要构成一个问题的预设，其主要条件是当且仅当命题的真值对于命题的解答来说是真的。Nigel 说：“一个问题是由所有的条件或者对答案的限制再加上答案能够被发现的要求组成的”。人类早期对类似宇宙边际、万物流转变化的成因漫无目的的猜测，显然不能说是科学问题，近代科学以前关于“树叶为什么是绿的”这一题问同样不可以33 被认为是科学问题。
48、二、观察1、概念：观察是人们所有目的有计划地感知和描述客观事物，获取感性材料的基本方式。在日常生活中，观察仅被理解为看、触、尝、嗅等，但在科学研究中观察的含义包括理解或从理性上领会的意思。从获取信息的角度看，观察可定义为：外部环境的信息通过感官传送到大脑皮层，经过加工处理，形成对外部世界的感知的过程。从心理学的角度看，观察是一种有目的、有计划的知觉。是与主体思维相联系的，获得感性认识的一种形式。2、观察特点1）观察一般是在不改变客体自然存在状态的条件下进行的；2）观察可分为直接观察与间接观察（通过感官与通过仪器两种途径）3）观察有一定目的，但又不十分具体，常在观察中不断具体化、不断修正，观察的
49、手段、方法、步骤也待不断完善。3、观察与理论的关系1）理论对观察具有导向与助发现作用。理论决定观察深度与水平；科学史上常有理论在先的情况（如黑洞、3K0背景辐射、欧几里德的五个公设等。）2）理论对观察结果的反评价作用3）观察解释离不开理论4）不存在心灵的白板理论负荷、理论污染、情感负荷、接受美学等理论。34 图6图7图5图2图3图1其他例子：知觉作用：门的宽度可随视角而变化；塔运处为圆形，近处为方形，塔近处高远处盾低；地毯在不同光强中的颜色变化三、实验1、概念科学实验是人们根据一定目的，运用一定手段（仪器、设备）在人为控制、变革客观对象（或其模型、样品）的条件下，获取科学事实的方法。科学实验与
50、观察的目的与作用均在于揭示科学事实，但二者所采取的手段上有所区别，观察改变客观的自然状态，实验则以对客体能动地变革为前提。就认识的深度而言，实验较观察能更深刻地揭示客体的内在本质。实验的本质在于能在各种操作与结果之间，在各种操作之间，在各种结果之间找到因果性或相关性关系。2、实验的特点（1）简化、纯化对象的方式进行变革。考虑最重要的要素和最主要的条件，排除各种偶然的次要的因素或外界干扰，使客体的某种属性或联系以纯粹的形式呈现现出来。例如；岩力学实验：考虑均匀、连续、介璺和质量分布情况，考虑有 限而单纯的力学要素，考虑理想均匀的作用方式和运动径迹，又如物理化学35 中的 PTT轨迹描述。考虑有限