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1、自然辩证法新第1页，共28页，编辑于2022年，星期二第一节第一节 科学的性质科学的性质一、什么是科学？一、什么是科学？1 1、科学、技术、科学、技术2 2、科学活动的性质与内容、科学活动的性质与内容科学精神、科学精神、科学共同体科学共同体二、科学的任务和形式二、科学的任务和形式三、科学的结构三、科学的结构11第2页，共28页，编辑于2022年，星期二第二节第二节 科学的形成科学的形成一、科学问题一、科学问题二、科学理论二、科学理论1 1、科学假说、科学假说2 2、科学理论、科学理论1第3页，共28页，编辑于2022年，星期二第三节第三节 科学的研究方法科学的研究方法一、科学认识的思维方法一、
2、科学认识的思维方法 1二、现代科学技术方法二、现代科学技术方法 21第4页，共28页，编辑于2022年，星期二 科学认识的思维方法科学认识的思维方法 科学认识的思维方法：理性思维方法科学认识的思维方法：理性思维方法 非理性思维方法非理性思维方法科学认识的理性思维方法：科学认识的理性思维方法：归纳法归纳法 1 演绎法演绎法 类比法类比法 2 4第5页，共28页，编辑于2022年，星期二 现代科学技术方法的变革及特点现代科学技术方法的变革及特点（一）科学认识方法的革新（一）科学认识方法的革新1 1、现代科学经验层次认识方法的新特点、现代科学经验层次认识方法的新特点2 2、现代科学理论层次认识方法的
3、新特点、现代科学理论层次认识方法的新特点3 3、新的综合性认识方法的产生、新的综合性认识方法的产生 系统科学方法系统科学方法1第6页，共28页，编辑于2022年，星期二（二）现代科学技术方法的变革及特点（二）现代科学技术方法的变革及特点 1 1、强调系统的整体性和组织性、强调系统的整体性和组织性2 2、强调系统的动态演化和新系统的自我产、强调系统的动态演化和新系统的自我产生生3 3、强调系统结构和行为的复杂性、强调系统结构和行为的复杂性4 4、强调或然决定论、强调或然决定论第7页，共28页，编辑于2022年，星期二 卡文迪什实验室卡文迪什实验室1第8页，共28页，编辑于2022年，星期二一、卡
4、文迪什实验室的历史沿革与科学贡献一、卡文迪什实验室的历史沿革与科学贡献 1 1、卡文迪什实验室的历史沿革、卡文迪什实验室的历史沿革 卡文迪什实验室是由剑桥大学校长卡文迪什实验室是由剑桥大学校长W.W.卡文迪什私人卡文迪什私人捐款兴建，以其家族的姓氏命名的、教学和科研双功能捐款兴建，以其家族的姓氏命名的、教学和科研双功能的实验室，相当于剑桥大学物理系。由当时著名的物理的实验室，相当于剑桥大学物理系。由当时著名的物理学家学家J.C.J.C.麦克斯韦筹建，历时麦克斯韦筹建，历时4 4年，于年，于874874年正式建成。年正式建成。第9页，共28页，编辑于2022年，星期二 18841884年瑞利辞职
5、后，接任卡文迪什教授的年瑞利辞职后，接任卡文迪什教授的是年仅是年仅2828岁的岁的J.J.J.J.汤姆逊，他具有新颖的治学汤姆逊，他具有新颖的治学观念和管理意识，首创面向世界各地招收研观念和管理意识，首创面向世界各地招收研究生，大胆改变该室的主要研究方向，发起究生，大胆改变该室的主要研究方向，发起思想活跃和灵活多样的组织形式，形成一整思想活跃和灵活多样的组织形式，形成一整套培养研究生的管理体制。在套培养研究生的管理体制。在J.J.J.J.汤姆逊时期，汤姆逊时期，该室已发展成为世界性的科学组织了，是该室已发展成为世界性的科学组织了，是世界物理中心之一。世界物理中心之一。第10页，共28页，编辑于
6、2022年，星期二 19191919年，年，E.E.卢瑟福毫无争议地被选为第四届卢瑟福毫无争议地被选为第四届卡文迪什教授，在他领导期间，该室的成就和卡文迪什教授，在他领导期间，该室的成就和声望达到了顶峰，处于鼎盛时期，并形成了闻声望达到了顶峰，处于鼎盛时期，并形成了闻名世界的卡文迪什学派。由于卢瑟福的卓越贡名世界的卡文迪什学派。由于卢瑟福的卓越贡献，他去世后被安葬在牛顿和达尔文墓旁。献，他去世后被安葬在牛顿和达尔文墓旁。第11页，共28页，编辑于2022年，星期二 2 2、卡文迪什实验室的科学贡献、卡文迪什实验室的科学贡献（1 1）卡文迪什实验室出身的）卡文迪什实验室出身的2525位诺贝尔奖获
7、得者位诺贝尔奖获得者（2 2）奠定的主要学科）奠定的主要学科电磁理论电磁理论:1873 1873年麦克斯韦发表年麦克斯韦发表电磁论著电磁论著，将他的，将他的电磁理论系统化。电磁理论系统化。气体放电理论：气体放电理论：由由J.J.J.J.汤姆逊在汤姆逊在1890189318901893年奠定，开拓年奠定，开拓了气体放电研究领域。了气体放电研究领域。原子物理：原子物理：主要由卢瑟福在主要由卢瑟福在1903191119031911年创建，从此开辟年创建，从此开辟了原子新时代。了原子新时代。第12页，共28页，编辑于2022年，星期二核核物物理理：19111911年年卢卢瑟瑟福福发发现现原原子子核核，
8、之之后后由由他他和和他他领领导的人工元素蜕变研究小组在导的人工元素蜕变研究小组在1917193219171932年奠定。年奠定。分分子子生生物物学学：由由沃沃森森、克克里里克克、皮皮鲁鲁兹兹和和肯肯德德鲁鲁在在1952195819521958年共同奠定。年共同奠定。射射电电天天文文学学：19501950年年M.M.赖赖尔尔和和A.A.安安德德鲁鲁等等人人发发现现许许多多来自银河系的射电源。来自银河系的射电源。奠定的主要学科奠定的主要学科第13页，共28页，编辑于2022年，星期二（3 3）、发明的主要仪器）、发明的主要仪器 云云室室：为为观观测测粒粒子子径径迹迹的的重重要要仪仪器器，由由C.T
9、.R.C.T.R.威威尔尔逊逊在在19101910年年正正式式完完成成，对对原原子子物物理理和和核核物物理理的的发发展展起起了了很很大大的作用。的作用。质质谱谱仪仪：为为测测定定同同位位素素的的主主要要仪仪器器，由由F.W.F.W.阿阿斯斯顿顿在在19191919年发明，几乎可以测出所有元素的同位素。年发明，几乎可以测出所有元素的同位素。加加速速器器：为为人人工工加加速速粒粒子子并并进进行行碰碰撞撞，以以实实现现原原子子核核蜕蜕变变的的仪仪器器，由由考考克克饶饶夫夫和和沃沃尔尔顿顿在在1930193219301932年年完完成成，对对核核物物理理和科研规模、科研管理的发展起了很重要的作用。和科
10、研规模、科研管理的发展起了很重要的作用。第14页，共28页，编辑于2022年，星期二 X X射线干涉仪：射线干涉仪：为观测和研究晶体微观结构的重为观测和研究晶体微观结构的重要仪器，由布拉格父子一起研制成功，开辟了认识晶体要仪器，由布拉格父子一起研制成功，开辟了认识晶体微观结构的道路。微观结构的道路。射射电电望望远远镜镜：为为测测定定射射电电天天体体的的方方位位和和距距离离的的大大型型仪仪器器，由由M.M.赖赖尔尔等等人人发发明明，对对射射电电天天文文学学的的建建立立和和发展起了关键性的作用。发展起了关键性的作用。第15页，共28页，编辑于2022年，星期二3 3、卡卡文文迪迪什什实实验验室室在
11、在科科研研和和教教学学管管理理方方面面的的贡贡献献 卡卡文文迪迪什什实实验验室室在在现现代代科科研研和和教教学学管管理理上上，对对现现代代科科学学革革命命和和科科学学发发展展也也产产生生过过重重要要的的推推动动作作用用，其其中中主主要有：要有：（1 1）、瑞瑞利利实实行行正正规规、系系统统的的实实验验教教学学，提提倡倡科科研研和和教学相结合，开创大学招收女生的制度。教学相结合，开创大学招收女生的制度。（2 2）、J.J.J.J.汤汤姆姆逊逊改改革革研研究究生生制制度度，首首创创面面向向大大英英自自治治领领及及世界各地广选人才。世界各地广选人才。（3 3）、卢卢瑟瑟福福在在加加速速器器发发明明后
12、后，创创立立了了从从小小科科学学向向大大科科学学转转变的科研新模式。变的科研新模式。（4 4）、W.L.W.L.布拉格建立大组系管理体系和秘书管理行政事布拉格建立大组系管理体系和秘书管理行政事务的体制。务的体制。第16页，共28页，编辑于2022年，星期二 二、卡文迪什实验室对人才的选拔、培养和使用二、卡文迪什实验室对人才的选拔、培养和使用 1 1、卡文迪什实验室对人才的选拔、卡文迪什实验室对人才的选拔 （一）卡文迪什教授的选拔（一）卡文迪什教授的选拔 第一，高标准，严要求，慎重考虑，宁缺勿滥第一，高标准，严要求，慎重考虑，宁缺勿滥 三条不成文的标准：三条不成文的标准：（1 1）在在科科学学上
13、上成成就就卓卓著著，能能够够使使卡卡文文迪迪什什实实验验室室优优质高效运转。质高效运转。（2 2）在国际上声誉卓越，具有崇高的威望。）在国际上声誉卓越，具有崇高的威望。（3 3）对剑桥大学的决策有重要的影响力。）对剑桥大学的决策有重要的影响力。第17页，共28页，编辑于2022年，星期二 三个条件：三个条件：（1 1）在就任卡文迪什教授后，他能够构思、指导）在就任卡文迪什教授后，他能够构思、指导甚至具体参与各种重大的实验和研究课题。甚至具体参与各种重大的实验和研究课题。（2 2）有有独独树树一一帜帜的的治治学学和和管管理理风风格格，有有较较强强的的吸吸引引力和凝聚力。力和凝聚力。（3 3）善善
14、于于开开拓拓科科研研新新领领域域，培培植植和和支支持持新新想想法法、新新思路，打开多产和富有成果的新局面。思路，打开多产和富有成果的新局面。第18页，共28页，编辑于2022年，星期二 第二，坚持任人为贤，唯才是举，不搞论资第二，坚持任人为贤，唯才是举，不搞论资排辈，敢于破格任命排辈，敢于破格任命 J.J.J.J.汤姆逊是小字辈，才汤姆逊是小字辈，才2828岁，最年轻，初出茅岁，最年轻，初出茅庐；论实验能力，他更逊一筹。但他却被选中接庐；论实验能力，他更逊一筹。但他却被选中接替瑞利替瑞利 。J.J.J.J.汤姆逊之所以能够战胜众多声名显赫汤姆逊之所以能够战胜众多声名显赫的前辈和老师而当选，是由
15、于他在许多问题上的的前辈和老师而当选，是由于他在许多问题上的远见卓识和开拓性贡献。后来的实践证明，剑桥远见卓识和开拓性贡献。后来的实践证明，剑桥大学的决策者们的选择是极富眼光的。大学的决策者们的选择是极富眼光的。第19页，共28页，编辑于2022年，星期二（二）卡文迪什实验室研究人才的选拔（二）卡文迪什实验室研究人才的选拔（1 1）、敞开国门面向世界，不拘一格博揽英才）、敞开国门面向世界，不拘一格博揽英才（2 2）、以是否有创新意识、素质和能力为主要条件。）、以是否有创新意识、素质和能力为主要条件。第20页，共28页，编辑于2022年，星期二 2 2、卡文迪什实验室对人才的培养、卡文迪什实验室
16、对人才的培养（1 1）科研与教学相结合）科研与教学相结合 卡文迪什实验室的经验表明，通过教学只能培卡文迪什实验室的经验表明，通过教学只能培养一般的专业人才，只有通过研究才能迅速培养养一般的专业人才，只有通过研究才能迅速培养出杰出的人才。出杰出的人才。（2 2）理论与实验相结合）理论与实验相结合（3 3）独立思考与讨论交流相结合）独立思考与讨论交流相结合（4 4）严格与宽松相结合）严格与宽松相结合（5 5）“教教”与与“不教不教”相结合相结合 第21页，共28页，编辑于2022年，星期二 3 3、卡文迪什实验室对人才的使用、卡文迪什实验室对人才的使用（1 1）提供舞台，人尽其才）提供舞台，人尽其
17、才 骏马能历险，力田不如牛；坚车能载重，渡河不如舟。骏马能历险，力田不如牛；坚车能载重，渡河不如舟。舍长以就短，智者难为谋。生材贵运用，慎易勿苛求。舍长以就短，智者难为谋。生材贵运用，慎易勿苛求。（2 2）重在信任，大胆放手）重在信任，大胆放手 第22页，共28页，编辑于2022年，星期二三、卡文迪什实验室的人才高原与人才群体功能三、卡文迪什实验室的人才高原与人才群体功能1 1、卡文迪什实验室成为人才中心，筑成人才高原、卡文迪什实验室成为人才中心，筑成人才高原2 2、卡文迪什实验室的群体意识、卡文迪什实验室的群体意识3 3、从卡文迪什实验室看人才群体功能、从卡文迪什实验室看人才群体功能（1 1
18、）群体感应功能）群体感应功能（2 2）群体互补功能）群体互补功能（3 3）群体师承功能）群体师承功能（4 4）群体控制功能）群体控制功能（科学共同体的价值观）（科学共同体的价值观）111第23页，共28页，编辑于2022年，星期二 在在发发现现DNADNA双双螺螺旋旋结结构构的的过过程程中中，许许多多人人和和许许多多因因素素都都起起过过不不同同的的作作用用甚甚至至是是很很重重要要的的作作用用，但但无无疑疑地地，最最终终的的发发现现者者F.F.克克里里克克和和J.D.J.D.沃沃森森之之间间的的互互补补与与协协作作才才是是最最具具有有决决定定性性的的。克克里里克克是是学学物物理理出出身身的的，对
19、对化化学学有有一一定定了了解解，由由于于受受到到著著名名物物理理学学家家E.E.薜薜定定谔谔的的生生命命是是什什么么？这这本本书书的的影影响响和和启启发发，对对分分子子生生物物学学很很感感兴兴趣趣，但但缺缺乏乏生生物物学学知知识识。沃沃森森是是学学生生物物学学（确确切切地地说说，应应该该是是动动物物学学）出出身身的的，对对化化学学也也有有所所了了解解，对对分分子子生生物物学学很很感感兴兴趣趣，但但缺缺乏乏最最基基本本的的现现代代物物理理知知识识。他他俩俩的的合合作作，填填补补了了彼彼此此的的欠欠缺缺和和劣劣势势，使使他他们们的的物物理理、化化学学和和生生物物的的知知识识丰丰满满起起来来，最最终
20、终发发现现了了DNADNA的的双双螺螺旋旋结结构构。1第24页，共28页，编辑于2022年，星期二 卡文迪什实验室自麦克斯韦奠基以来，形成了卡文迪什实验室自麦克斯韦奠基以来，形成了许多成文或不成文（不成文的更多）规范、传统、许多成文或不成文（不成文的更多）规范、传统、价值观念和行为准则，融进了他们的生活、学习和价值观念和行为准则，融进了他们的生活、学习和工作之中。他们一方面不断受到这些规范、传统、工作之中。他们一方面不断受到这些规范、传统、道德潜移默化的熏陶，另一方面又感到无时无处不道德潜移默化的熏陶，另一方面又感到无时无处不受到它们的影响和控制，自觉或不自觉地按照它们受到它们的影响和控制，自
21、觉或不自觉地按照它们来调整自己的言行。可以说，这也是一种无形的力来调整自己的言行。可以说，这也是一种无形的力量，它使卡文迪什人积极向上，团结协作，不计个量，它使卡文迪什人积极向上，团结协作，不计个人私利和恩怨，主动为共同的目标出力量、作贡献，人私利和恩怨，主动为共同的目标出力量、作贡献，维护群体利益和形象，以积极的态度去对待科学研维护群体利益和形象，以积极的态度去对待科学研究中的共同难题。究中的共同难题。第25页，共28页，编辑于2022年，星期二四、卡文迪什实验室的治学环境与学术氛围四、卡文迪什实验室的治学环境与学术氛围 1 1、民主平等、民主平等 自由宽松自由宽松 麦克斯韦说：麦克斯韦说：
22、我从不劝阻一个正在做实验的我从不劝阻一个正在做实验的人人，如果他未能发现他想要发现的东西，那他如果他未能发现他想要发现的东西，那他可能会找到一些别的什么东西。可能会找到一些别的什么东西。第26页，共28页，编辑于2022年，星期二 2 2、开放流动、开放流动 充分交流充分交流 通过流动，为人才的成长发展提供新的认识和实通过流动，为人才的成长发展提供新的认识和实践环境。践环境。学术交流是科学发现的一个重要方法论原则，是促学术交流是科学发现的一个重要方法论原则，是促进科学知识增长的微观动力系统的基本要素之一。英进科学知识增长的微观动力系统的基本要素之一。英国著名文学家肖伯纳说过这样一句话：国著名文
23、学家肖伯纳说过这样一句话：“你有一个苹你有一个苹果，我有一个苹果，彼此交换，那么我们每人还只是果，我有一个苹果，彼此交换，那么我们每人还只是各有一个苹果；如果你有一个思想，我有一个思想，各有一个苹果；如果你有一个思想，我有一个思想，彼此交换，那我们每人就各有了两个思想，甚至多于彼此交换，那我们每人就各有了两个思想，甚至多于两个思想。两个思想。”3 3、公平竞争、公平竞争 相互协作相互协作 4 4、求真务实、求真务实 开拓创新开拓创新第27页，共28页，编辑于2022年，星期二 5 5、宽容大度、宽容大度 淡泊名利淡泊名利 第二任卡文迪什教授瑞利辞职后，申请和被推荐的候第二任卡文迪什教授瑞利辞职
24、后，申请和被推荐的候选人中有麦克斯韦的得意门生选人中有麦克斯韦的得意门生A.A.舒斯特、舒斯特、W.N.W.N.肖、肖、R.T.R.T.格格拉兹布鲁克和拉兹布鲁克和W.W.格尔奈特，这四人都曾是格尔奈特，这四人都曾是J.J.J.J.汤姆逊的老汤姆逊的老师，资历深，名望高，实验能力突出。在得知师，资历深，名望高，实验能力突出。在得知J.J.J.J.汤姆逊汤姆逊当选卡文迪什教授后，自认为最有希望当选的格拉兹布当选卡文迪什教授后，自认为最有希望当选的格拉兹布鲁克感到很失望，但他还是给鲁克感到很失望，但他还是给J.J.J.J.汤姆逊写信表示祝贺汤姆逊写信表示祝贺和希望其成功。和希望其成功。W.N.W.N.肖也赶来祝贺肖也赶来祝贺J.J.J.J.汤姆逊的当选，汤姆逊的当选，并告诉并告诉J.J.J.J.汤姆逊，他和汤姆逊，他和R.T.R.T.格拉兹布鲁克俩人愿意当个格拉兹布鲁克俩人愿意当个好助手（当时他们俩人都是卡文迪什实验室的实验演示员），好助手（当时他们俩人都是卡文迪什实验室的实验演示员），共同搞好实验物理教学。共同搞好实验物理教学。1第28页，共28页，编辑于2022年，星期二