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1、第三章第三章 马克思主义科学技术方法论马克思主义科学技术方法论西安石油大学西安石油大学 朱银全朱银全第三章第三章 马克思主义科学技术方法论马克思主义科学技术方法论 第一节第一节 科学技术研究的辩证思维方法科学技术研究的辩证思维方法 一、分析和综合一、分析和综合 二、归纳和演绎二、归纳和演绎 三、从抽象到具体三、从抽象到具体 四、历史和逻辑的统一四、历史和逻辑的统一 第二节第二节 科学技术研究的创新思维方法科学技术研究的创新思维方法 一、思维的发散性与收敛性一、思维的发散性与收敛性 二、直觉与顿悟思维二、直觉与顿悟思维 三、思维的逻辑性与非逻辑性三、思维的逻辑性与非逻辑性 第三节第三节 科学技术
2、研究的数学与系统思维方法科学技术研究的数学与系统思维方法 一、数学方法及其作用一、数学方法及其作用 二、系统方法及其作用二、系统方法及其作用 三、复杂性思维及其方法三、复杂性思维及其方法 第四节第四节 科学技术活动的方法科学技术活动的方法 一、科学实践的方法一、科学实践的方法 二、技术活动的方法二、技术活动的方法 指人指人们通通过概念、判断、推理等思概念、判断、推理等思维形式形式对客客观事物事物辩证发展展过程的正确反映，即程的正确反映，即对客客观辩证法的反映。法的反映。辩证思思维最基本的特点是将最基本的特点是将对象作象作为一个整一个整体，从其内在矛盾的运体，从其内在矛盾的运动、变化及各个方面化
3、及各个方面的相互的相互联系中系中进行考察，以便从本行考察，以便从本质上系上系统地、完整地地、完整地认识对象。象。第一第一节 科学技科学技术研究的研究的辩证思思维方法方法科学方法三个层次：第一层次：各门自然科学中的一些特殊的和具体的研究方法；第二层次：适用于各门自然科学的一般研究方法，即科学方法论；第三层次：哲学方法。一、分析和一、分析和综合合 分析是把客观对象的整体分解为一定部分、单元、环节、要素并加以认识的思维方法。运用分析方法，就必须把部分从总体中割裂出来，抽取出来，进行孤立地考察和研究。分析法能帮助我们深入了解事物的细节及其内在联系。正如恩格斯所说：“真正的自然科学只是从15 世纪下半叶
4、才开始，从这时起它就获得了日益迅速的进展。把自然界分解为各个部分，把自然界的各种过程和事物分成一定的门类，对有机体的内部按其多种多样的解剖形态进行研究，这是最近400 年来在认识自然界方面获得巨大进展的基本条件。”综合是在分析基础上把对客观对象一定部分、单元、环节、要素的认识联结起来，形成对客观对象统一整体认识的思维方法。综合是建立科学体系的重要方法。近代物理学的五次大综合：牛顿力学体系的建立、能量守恒与转化定律的提出、电磁学理论体系的建立、相对论的建立、量子理论的建立、分析和综合是辩证地联系在一起的。恩格斯说：“以分析为主要研究形式的化学，如果没有分析的对立的极，即综合，就什么也不是了。”分
5、析与综合相互依存、相互渗透和相互转化，是形成科学概念、构建和发展科学理论体系的重要逻辑方法。传统的还原主义分析方法着眼点是把事物分成各个细部，找出它们是由什么组成的。在近代自然科学的发展中起了重要作用，它使研究越来越深入；同时也容易只见树木，不见森林。现代的新的系统分析方法着眼点正相反，主要是找出这些细部如何相互作用产生整体效应。这个整体是系统的、有组织的有机整体，是局部和整体、低层次和高层次的辩证统一。二、归纳和演绎二、归纳和演绎 归纳方法是从个别到一般原理的认识方法。归纳方法虽然是科学研究从大量经验事实中找出普遍特征的重要方法，但归纳结果往往只概括一类事物表象上的共同点，未必能确切反映事物
6、的本质，其结论具有或然性，迄今人们还没有发现从特殊前提到一般结论的普遍适用的逻辑桥梁。归纳原理及其原理及其问题 归纳方法的一般原理是：如果大量的A在各种各样的条件下被观察到，而且如果所有这些被观察到的A都无例外地具有性质B，那么就可以归纳出所有的A都有性质B。问题：大量的A，什么是“大量”？其具体数值是多少？各种各样的条件能否罗列齐全并全部实现？在科学观察中能不能真正实现完全的无例外？盐酸是酸，它能使紫罗兰花瓣变红；盐酸是酸，它能使紫罗兰花瓣变红；硫酸是酸；硫酸是酸；硝酸是酸；硝酸是酸；例如：例如：波义耳发明酸碱指示剂波义耳发明酸碱指示剂 所以，硫酸也能使紫罗兰花瓣变红；所以，硫酸也能使紫罗兰
7、花瓣变红；硝酸也能使紫罗兰花瓣变红。硝酸也能使紫罗兰花瓣变红。类类比比归归纳纳所以，所以，X X 酸也能使紫罗兰花瓣变红。酸也能使紫罗兰花瓣变红。新化合出新化合出 X X 酸酸所以，所有酸都能使紫罗兰花瓣变红。所以，所有酸都能使紫罗兰花瓣变红。（确证了（确证了n n 种酸）种酸）演演绎绎例例 费尔马猜想猜想在素数分布规律的探寻过程中，人们发现如下形式的已知自然数都是素数，例如：n=0 f(0)=2 1+1=3 n=1 f(1)=2 2+1=5 n=2 f(2)=2 4+1=17 n=3 f(3)=2 8+1=257 n=4 f(4)=2 16+1=65537根据上述结果，费尔马归纳出一个结论：
8、所有这类形式的自然数都是素数。但在不久之后，人们就发现当n=5时，f(5)=2 32+1=4294967297=641*6700417是一个合数。演绎方法是从一般到个别的认识方法。它从一般性的原理出发，对个别的或特殊的事物进行分析、推理，从而达到相应的结论。三段论是演绎方法最一般的形式。演绎方法派生出的一个重要方法是公理化方法。公理化方法是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。任何公理化体系都是人类认识一个阶段的总结，都不可能是绝对严格、绝对完备的。归纳和演和演绎的相互关系：的相互关系：归纳是演绎的基础，归纳获得的结论可以
9、成为演绎的前提；演绎是归纳的指导，演绎得出的结论可以成为进一步归纳的事实来源。恩格斯：“归纳和演绎，正如分析和综合一样，是必然相互依赖着的。人们不应当牺牲一个而把另一个捧到天上去，应当设法把每一个都用到该用的地方，而人们要能够做到这一点，就只有注意它们的相互联系、它们的相互补充。”三、从抽象到具体三、从抽象到具体 抽象与具体的方法是辩证思维的高级方法。人们的认识一般总是由感性的具体，经由抽象上升到思维中的具体。因此，掌握抽象和具体的方法，把握辩证思维运动的特点，对于我们更深刻地认识世界，具有十分重要的方法论意义。抽象是人类理性思维的一个重要阶段，是形成科学概念的基础。从主体能力的角度来看，抽象
10、是指主体思维能力的一部分，称为“抽象力”。从方法论的角度来看，抽象是作为认识世界的一种方法，也就是把事物的某一属性、关系、方面在思维中单独地抽取出来加以认识的方法。科学的抽象指的是在思维中抽取对象的各种本质属性，而舍弃一切非本质属性的逻辑方法。科学的抽象必须建立在实践的基础之上，并遵循着辩证思维的一般规律进行。具体来说应注意以下几点：第一，要善于从已知中把握未知的东西，敏锐地捕捉到新的不寻常的东西，从看似毫无联系的东西中找出它们的本质联系。第二，在科学抽象的基础上，发现事物之间的共同特点，并从中概括出规律性的东西。第三，高层次的抽象必能演绎出低层次的抽象，而被演绎出来的理论又能为实验所验证。即
11、，通过科学抽象得到的一般性的认识，可以通过演绎推理的形式推出较为具体的结论。四、四、历史和史和逻辑的的统一一所谓历史，也就是客观事物本身发展的过程，它包含着两种含义：一是客观事物现实的历史发展过程，是事物在时间和空间上的展开过程，这一过程是现实的、历时态的，如自然史、地质史、宇宙演化史、生物进化史、人类历史等；二是认识的历史发展过程，即人类对客观事物发展过程的认识和把握，如哲学史、物理学史、数学史、化学史等等。历史的方法是通过考察对象的自然进程来揭示其内在必然性和规律性的方法。具有描述性、顺序性的特点。逻辑是指人的思维对客观事物现实的历史发展过程和对人类认识的历史过程的概括反映，逻辑是历史的东
12、西在理论思维中的浓缩和再现，逻辑的东西表现为概念、判断、推理所构成的科学理论体系。逻辑撇开了历史发展的复杂性、多样性、曲折性和偶然性，揭示了客观事物和人的认识历史过程中的本质、必然性和规律性。逻辑的方法具有以下几个特点：第一，形式化。逻辑的方法是由一系列的逻辑定理和规则组成的，这些定理和规则都可以简化为一些由逻辑符号组成的形式系统。逻辑思维和推理过程必须遵循这些规则。第二，可操作性。运用逻辑的方法去证明问题和认识事物，就必须依据逻辑规则进行推理。逻辑的推理过程也就是运用逻辑规则进行推导而获得结论的过程，这是一个逻辑上的操作过程。第三，系统性。逻辑的方法不是一些零碎的个别的方法，而是一个形式化的
13、系统方法。逻辑方法的作用在于：获得新知识、进行预见、论证和证明、辨析正误。逻辑与历史统一的方法是：撇开有关认识对象历史发展的具体细节的描述，而以理论形态从总体上把握认识对象历史发展过程的内在规律性。恩格斯在论述逻辑与历史统一的方法的实质时指出：“逻辑的研究方式是唯一适用的方式。但是，实际上这种方式无非是历史的研究方式，不过摆脱了历史的形式以及起扰乱作用的偶然性而已。历史从哪里开始，思想进程也应当从哪里开始，而思想进程的进一步发展不过是历史过程在抽象的、理论上前后一贯的形式上的反映；这种反映是经过修正的，然而是按照现实的历史过程本身的规律修正的，这时，每一个要素可以在它完全成熟而具有典范形式的发
14、展点上加以考察。”（马克思恩格斯选集第二卷，人民出版社1972年版，第122页。）逻辑与历史的统一包含着两种形式，一是逻辑与人类认识的发展史是一致的；二是逻辑与现实事物的发展史是一致的。前者是指一门学科的逻辑体系应反映人类对这门学科研究对象的认识发展过程，如热力学体系由三条基本定律组成，这个体系也反映了热力学发展的历史。19世纪40年代的热力学第一定律，50年代发现第二定律，20世纪初又发现第三定律，依次反映了人类对热本质认识的逐步深化。后者是指一门科学的逻辑体系应该体现这门学科研究对象的历史发展线索，例如有机化学理论体系的构建从最简单的脂肪烃化合物开始，到碳氢化合物再到它的衍生物直至生物大分
15、子。一、一、思思维的的发散性与收散性与收敛性性发散思维也叫扩散思维、辐射思维、放射思维。它是指以一个问题作为思维的出发点或中心，围绕某一问题沿着不同方向、不同角度、向上下左右多方位的思考方式，从多方面寻找问题的多个答案的思维方法。这种思维过程是一个流动的开放的不断发展的过程。它要探索不同的、富有特异的答案。它广泛动用信息库中的信息，产生为数众多的信息组合和重组，在思维发散过程中，不时会涌现出一些念头、一些奇想、一些灵感、一些顿悟，而这些新的观念可能成为新的起点、契机，把思维引向新的方向、新的对象和内容。第二节、科学技科学技术研究的研究的创新思新思维方法方法发散思维要求空间上的拓展与时间上的延伸
16、。发散思维具有流畅性、变通性和独创性特征。流畅性是指在短的时间内迅速做出众多反应的能力，它要求从一个已知信息（思维基点）思考出尽可能多的思维目标。变通性又称灵活性，是指进行思维时寻找解决问题的方法能够及时从一个类别转移到另一个类别，即思维开阔，善于随机应变，能开拓新的思路，寻找新的方法。独创性是在发散思维中表现出不同寻常的、异于他人的新奇反应的能力，这一能力使创造主体的思维突破常规和经验的束缚，获得新颖独特的创造成果。发散思维能使创新主体的思维趋于广阔、灵活，不受传统观念的束缚，在思维中构成新的思维形式。发散思维不同于分析思维，分析思维是利用概念、命题、推理等各种逻辑形式对思维对象进行分析，以
17、认识它的基本矛盾、基本性质、基本结构，要求实事求是，不允许有想像、联想、夸张等手法，发散思维虽然以分析思维为基础，但不能完全归结为分析思维，它还包括想像、联想、直觉和灵感等思维活动。分析思维的宗旨是认识，获得真理，发散思维的宗旨是创新，获得新思路。收敛思维是以某种研究对象为中心，把发散开来的不同部分、不同方面、不同来源、不同角度，将众多的思路和信息汇集于一个中心点，通过比较、筛选、组合、论证再创造性地组合为一个整体，从而得出在现有条件下解决问题的最佳方案。收敛思维的特点是聚焦性、整体性和可行性。聚焦性是指把思维发散后得到的组合集中起来，选择最佳组合，通过定向、定点的思考，使思维达到一定的深度，
18、更具有穿透力，从而揭示出问题的实质。整体性是指将发散的思路再集中起来，着眼于系统整体的状态和功能，而不是拘泥于局部。可行性是指收敛思维是以可行性为标准选择解题方案的。收敛思维也不同于综合思维。发散思维与聚合思维都是要克服思维定式，不局限于常规的提出解决问题的新思路、新理论、新创造。二、直觉与顿悟直觉是指主体运用背景知识和经验，不受逻辑规则约束，对认知对象的属性、规律作出迅速的、直接的、整体的把握和体悟。直觉性思维是中国人传统思维方式的重要特性，中国古代喜欢运用类比、象征、比喻等方法去达到直觉交流的目的。直觉思维分为两类：一类是创新主体在自觉或不自觉地思考某一问题时，在大脑中突如其来地产生的使问
19、题得到解决的灵感；另一类是创新主体在机遇观察中闪现出的具有独创性的顿悟，导致了未曾预料的创造。由此看来，灵感和顿悟是直觉思维中具有决定意义的成分，是创新思维中的质的飞跃。洞察力不是天生的，而是在长期实践中培养的产物。法国短篇小说家莫泊桑曾向法国作家福楼拜请教写作方法，福楼拜说，请你给我描绘一下这位坐在商店门口的人，他的姿态，他整个的身体外貌，使我不至于把他和别人混同起来。关于这点福楼拜进一步说：“对你要表现的东西，要长时间很注意地去观察它，以便发现别人没有发现过和没有写过的特点。”直觉具有直接性、瞬时性和猜测性的特征：直接性是指直接经验是产生直觉思维的基础，它产生的机制是：直接经验直觉（顿悟）
20、。也就是说，从直接经验到直觉思维的产生是直接的，既不需要中介又无需有意识的思考，就能够洞察出事物的实质或变化的规律。猜测性是指直觉思维不像逻辑演绎思维那样，只要思维的根据真实，思维形式正确，思维的结果就必须真实。运用直觉做出的断定并非必然真实，而是具有猜测性、试探性的。顿悟思维又称为灵感思维，指的是这样一种特殊的思维现象：人在长时间思考某个问题得不到解答，而中断对它的思考后，却又会在某个场合突然对问题的解答有所领悟。爱因斯坦在回忆狭义相对论的酝酿过程时说：“一天晚上，我躺在床上，对那个长期折磨自己的谜，心里充满了毫无希望的感觉，没有一丝光明。但是，突然黑暗里透出了光亮，答案出现了。”灵感的到来
21、，使爱因斯坦非常振奋，他把自己关在房子里连续工作了五个星期，终于写出了论动体的电动力学这篇只有9000字的划时代论文。顿悟的获得是显意识和潜意识的结合。人脑储存的知识，有些是通过各种形式的学习，有意识地记忆下来的称为有意识的智能。这些知识，能够用逻辑推理等思维方式调用，这种调用过程是一种有意识的思维过程。但人脑中更多的知识，是在各种经历中无意识地获得并储存起来的，称为潜意识的智能。这种潜意识智能仅靠逻辑推理思维是调动不出来的，它的激活过程是一种潜意识的思维活动，这种潜意识的思维活动会使处于游离态的各类知识单元建立起许多潜在的暂时联系，使思维处于一触即发的状态。一旦受到某种启发，潜意识便会打开人
22、的思路，突然产生顿悟。因此，钱学森曾提出：“要注重研究灵感”。因为，灵感能意外地抓住解决问题的契机。顿悟的获得是显意识和潜意识的结合。人脑储存的知识，有些是通过各种形式的学习，有意识地记忆下来的称为有意识的智能。这些知识，能够用逻辑推理等思维方式调用，这种调用过程是一种有意识的思维过程。但人脑中更多的知识，是在各种经历中无意识地获得并储存起来的，称为潜意识的智能。这种潜意识智能仅靠逻辑推理思维是调动不出来的，它的激活过程是一种潜意识的思维活动，这种潜意识的思维活动会使处于游离态的各类知识单元建立起许多潜在的暂时联系，使思维处于一触即发的状态。一旦受到某种启发，潜意识便会打开人的思路，突然产生顿
23、悟。灵感思维具有偶然性、机遇性和模糊性特征。偶然性是指客观事物发展过程中并非确定发生的，可以出现，也可以不出现；可以这样出现，也可以那样出现的不确定的趋势。机遇性是指灵感的出现常常使人们始料未及，难以预测。模糊性是指灵感带来的成果，并不都是完整成熟，精确清晰，富有价值的。相反，灵感提供的往往只是一种朦胧状态的“半成品”，其中往往粗精混杂，零碎不全，真伪并存，模糊不清。它们一般都还有待于再经过逻辑思维或形象思维的进一步加工整理。三、三、思思维的的逻辑性与非性与非逻辑性性 逻辑思维和非逻辑思维都属于创造性思维的范畴。一方面，许多科学理论的研究工作虽然基本上是逻辑思维，但在猜测目标、寻找论证方法上却
24、运用了非逻辑思维；另一方面，许多创造性思维成果是非逻辑思维的产物，如果作为科学理论，必须补充逻辑证明或实践证明；而作为科学假说，必须补充基本假设-逻辑结构体系，否则，它就只能作为科学猜测而存在。在科学史上有两种类型的科学家，一种是逻辑型科学家，他们基础知识和经验材料丰富，属于积累型学者，其工作容易被承认，风险小，但成果意义大都一般化。另一种是非逻辑型科学家，他们的知识和资料未必详尽，但富于想象，擅长直觉，属于创新型学者，其工作不易被承认，风险大，一旦成功意义巨大。在认识史上，往往是非逻辑型科学家依靠想象、直觉、灵感、机遇取得突破，而后由逻辑型科学家慢慢完善。总之，严谨的逻辑和实践论证，与大胆的
25、猜想、执着的直觉交替运用，是科学认识和获得创造性思维成果的最佳途径。第三第三节 科学技科学技术研究的数学与系研究的数学与系统思思维方法方法一、一、数学方法及其作用数学方法及其作用客观存在的一切事物都是质和量的统一体。事物不仅有质的规定性，而且有量的规定性，质一般要通过一定的量来表现。数学是专门研究量的科学。它撇开客观对象的其它一切特性而只抽取各种量，量的变化以及量之间的关系等等，在抽象的“纯粹”形态上进行研究，研究的成果刻划出客观世界的量的规律性，并且不断总结出种种在量之间进行推导和演算的具体方法。因此，数学必然成为人们从量的方面去认识事物的有效工具。用数学方法研究用数学方法研究问题，就是要根
26、据所研究就是要根据所研究对象的象的质的特点，分的特点，分别地或地或综合地运用各个合地运用各个数学分支所提供的概数学分支所提供的概念、方法和技巧，去念、方法和技巧，去进行数量方面的描述、行数量方面的描述、计算和推算和推导，从而，从而对问题作出分析、判断。作出分析、判断。在自然科学的研究中，数学方法作为一种不可或缺的认识手段，特别是理论思维的一种有效形式，其重要意义可概括为以下三个方面：1、为科学研究提供简洁精确的形式化语言。许多自然科学定律都可表示为简明的数学公式。在电动力学中，用一组偏微分方程 麦克斯韦方程，概括地描述了经典电磁理论的全部基本定律。进入微观物理世界，则可用泛函分析中的希尔伯特空
27、间和算子表达量子力学的量的关系，等等。2、为科学研究提供数量分析和计算的方法。一门科学从定性的描述进入到定量的分析和计算，是这门科学达到比较成熟阶段的重要际志，而科学的这进一步与数学方法的应用是分不开的。3、为科学研究提供推理工具和抽象能力。数学中的命题、公式都要严格地从逻辑上加以以证明以后才能够确立。数学的推理必须遵守形式逻辑的基本法则，以保证从某一前提出发导出的结论在逻辑上是准确无误的。所以，运用数学方法从已知的量和关系推求未知的量和关系时，就具有逻辑上的可靠性。在自然科学的理论研究中，数学方法是一种有效的进行推理和逻辑证明的工具。总之，数学方法体现为一种抽象思维的力量，日益受到人们的重视
28、，离开了这种抽象的认识手段，理论研究是走不远的。恩格斯指出：“数学：辩证的辅助工具和表现方式。”剑桥大学的数学桥二、二、系系统方法及其作用方法及其作用 所谓系统方法，就是用系统的观点来考察研究事物的方法，或根据事物本身的特性把对象放在系统的形式中加以研究的方法。系统思维方法要求从作为一个系统的整体出发，始终着眼于整体与部分、整体与外部环境的相互作用之间的关系，综合地、精确地研究对象，对系统的内外联系及其规律性加以辩证地分析，找出合乎系统目的性的最佳方案，最终达到最优化处理问题的效果。一般说来，系统方法应包括这样几个环节（即一般程序）：一是选择和确定目标；二是收集资料进行分析；三是建立若干个数学
29、模型；四是通过比较和评价确定最优方案；五是选定的方案如果可行，则付诸实施，对实施效果进行评审，再与方案进行比较。系统方法的基本原则：（一）整体性原则。基于要素对系统的非加和性关系和要素与要素的相干性、协同性关系；研究系统时，从整体出发，立足于整体进行分析。（二）动态原则。系统方法把系统看成是动态的“活系统”，随时间箭头而演化。因此，在研究系统时应当把系统发展的各个阶段统一加以研究，以把握其过程和未来趋势。（三）最优化原则。即整体优化原则，是系统方法的目的和要求。这一原则要求在研究解决问题时，统筹兼顾，多中择优。如运用线性规划、动态规划、决策论、博弈论、网络图等方法都体现了整体优化的原则。（四）
30、模型化原则。即将真实系统模型化，作成放大或放小的实物模型或理论模型、数学模型、符号模型等。使模型的形式和尺度符合人的需要和可能，适合人的选择。都江堰水利工程由创建时的鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口引水口三大主体工程和百丈堤、人字堤等附属工程构成。科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水量等问题，消除了水患，使川西平原成为“水旱从人”的“天府之国”。两千多年来，一直发挥着防洪灌溉作用。截至1998年，都江堰灌溉范围已达40余县，灌溉面积达到66.87万公顷。例：系统工程的典范例：系统工程的典范都江堰水利工程都江堰水利工程 三、复三、复杂性思性思维及其方法及其方法人类在迈向21世纪时，系统问
31、题，特别是复杂系统及相应的复杂性科学问题变得日益突出。复杂性研究兴起最早可追溯到20世纪40年代贝塔朗菲的系统论开创性研究，随后以耗散结构理论的诞生为先导，协同学、超循环理论、突变论、混沌学和分形学等一系列复杂性科学的兴起及其蓬勃发展，极大地改变了世界科学图景以及当代科学家的思想方法和思维方式，使人们看到了一个更加丰富的世界。与传统经典科学相比，复杂性科学突破了机械论科学的孤立性、片面性、静止性等局限，将被经典科学的简化理性所排除的多样性、无序性、个体性因素引进科学的视野，将矢量时间、熵、不可逆性、偶然性、不稳定性、突现性、非线性等大量新概念运用到科学研究之中。复杂性科学揭示，世界从本质上讲是
32、复杂的、非线性的，线性的相互作用和规则简单的秩序乃是一种特例，而非定则。复杂性科学揭示了线性、还原方法的局限，主张把复杂事物当作复杂事物来处理，考虑客观事物的更多因素，以一种复杂性思维 来认识和把握世界。复杂性科学的发展在哲学和方法论方面引起了深刻的变革，为人们提供了认识复杂世界的一种新的思维范式。耗散结构理论创始人普里戈金（比利时）首先，对于复杂的非线性系统，复杂性思维范式要求我们重视复杂系统中的各种要素及其相互关系，以一种整体思维来把握事物性质和规律。其次，复杂性思维范式要求我们重视复杂系统中的各种要素及其相互关系，从事物不断变化的过程中，从事物与周围环境要素的关联上来考察和分析。再次，复
33、杂性思维范式要求我们掌握非线性的方法论，关注系统的非线性特征。非线性是复杂性的必要条件，是复杂性的数学本质。复杂性的突出特性是涌现性，而涌现性的机制是非线性的，也就是说，正是通过微观元素的非线性才可能出现整个的涌现性。第四第四节 科学技科学技术活活动的方法的方法一、科学实践的方法 在现代的科学研究条件下，一个相对完整的研究过程主要包括以下环节：确定科研选题、获取科学事实、进行思维加工、实践检验论证和建立理论体系。科学观察和科学实验是科学实践的基本形式，也是获取科学事实最基本、最普遍的方法。科学科学观察察 科学观察是人们有目的、有计划、有步骤地通过自己的感官去反映自然界各种事物现象的活动。科学观
34、察两个最主要的特点：感知性，目的性。科学观察分类：定性观察和定量观察，直接观察和间接观察，等等。科学科学实验 科学实验方法是在人工创造的条件下，在变革和控制研究对象的过程中观察客体，它比观察方法能获得更精确可靠的科学事实。科学实验方法的主要特点：第一，简化和纯化研究对象；第二，强化和激化研究对象；第三，重复或再现研究过程和结果。巴斯德在实验室研究微生物与巴斯德在实验室研究微生物与发酵的关系，证明了细菌致病发酵的关系，证明了细菌致病巴甫洛夫研究狗的消化腺分泌时意外发现了条件反射。他用手术在狗的腮部唾腺位置连接一导管，引出唾液，并用精密仪器记录唾液分泌的滴数。实验时给狗食物，并随时观察其唾液分泌情
35、形。巴甫洛夫意外地发现，除食物之外，在食物出现之前的其他刺激(如送食物来的人员或其脚步声等)，也会引起狗的唾液分泌。巴甫洛夫根据谢切诺夫脑的反射理论，在 1901 年将狗对食物之外的无关刺激引起的唾液分泌现象，称之为条件反射。所谓条件反射(conditioned reflex)，是指在某种条件下，非属食物的中性刺激也与食物刺激同样引起脑神经反射的现象。从 1901 年起，巴甫洛夫专心从事条件反射实验研究，直到 1936 年逝世为止，长达 35 年之久。例：巴甫洛夫发现条件反射例：巴甫洛夫发现条件反射 在在观察察实验中，保中，保证观察的客察的客观性性应当做到以下几点：当做到以下几点：第一，要求实
36、验结果可以用某种标准的方法进行重复。一般说来，观察者的主观的偶然失误都很容易在重复的实验中暴露出来，并加以消除，这就保证了实验结果的客观性。第二，科学观察要求以正确反映客观事物本质的理论为指导。这类理论能提供正确的概念系统、推理规则和消除假象与误差的方法，从 而把日常观察中模糊不清的现象变得清晰起来。第三，使用先进的观测技术和观测仪器。仪器精度和可观测范围的扩大，就能更准确地记录客体运动的状态，提高观察的客观性。最后，严谨的实事求是的学风。这是保证观察客观性前提，也是获得科学成果的重要条件。观察和察和实验中的机遇中的机遇 在获取科学事实的观察和实验过程中，由于意外的事件导致科学上的新发现，称为
37、机遇。机遇是相对于原来预定的研究计划和目的而言的，它的最大特点就是意外性。机遇是科学发现过程中一个具有普遍意义的环节。例（德）伦琴（Rntgen W C）发现X射线，（法）贝克勒尔(Becquerel H A)发现铀的放射性。机遇的两种机遇的两种类型：型：一种是意外的、偶然的发现使遇到的难题迎刃而解，如固特异橡胶的发明。一种是本来为了研究某一事物，但在实践过程中却意外地发现了另一种事物，而后者又比前者具有更大的价值，如克鲁克斯1861年在用分光镜检视一种含硒化合物的残渣时，发现一种新元素铊。两种类型机遇的区别在于，一种是加快了研究的进程达到了预期的目的；另一种是离开了原来的方向和目的。机遇产生
38、的根源在于科学研究的目的性、探索性与自然现象的错综复杂性的矛盾。科学研究首先表现为已知和未知的对立统一，其次表现为确定性与非确定性的对立统一。恩格斯：“在历史的发展中，偶然性起着自己的作用，而它在辩证的思维中，就像在胚胎的发展中一样概括在必然性中。”要充分利用机遇，科研工作者除了对机遇的认识态度外，还需要有及时发现问题的能力上的准备，这包括具有开放的思路、活跃的思想和广博的知识。二、二、技技术活活动的方法的方法 技术方法就是指包含在人类技术研究与开发活动中的可操作性的规则、模式或程序。它集中体现了人对自然的能动作用。技术是伴随着人类的产生而萌发的，在其漫长的历史发展过程中，人类不断发明、创造了
39、各种各样的技术方法，它们构成了一般技术方法的基础。一般技术方法可以从不同角度来分类，根据一般技术方法的功能特点，可以分为技术决策方法和技术创造方法两大类。前者包括技术预测方法、技术评估方法，后者包括技术选题方法、技术方案构思方法、技术试验及设计方法、技术推广方法等。较之科学研究的方法而言，技之科学研究的方法而言，技术方法有如下特点：方法有如下特点：第一，具有更强的实践性。科学方法中，有很多是为科学认识活动中进行科学抽象、逻辑推理的思维操作提供的规则或模式。而在技术方法中，更多的则是为技术实践活动提供的严格意义上的实践操作规则和模式。第二，更强的社会属性。技术本身就具有两重性，即它的自然属性和社
40、会属性。技术方法作为实现技术目标、规范技术创造活动的手段，必须符合于技术本身的属性。所以在技术方法中，不仅包含着对自然规律的应用，而且包含着对社会规律的应用。对技术方法的选择不能不考虑到各种社会因素。第三，更强的综合性。自然科学的是在绝对纯化和理想化的条件下研究自然事物，绝对理想你给的模型是它的研究对象，而工程技术的研究对象则是特定的人工自然物，在技术研究中必须把那些原来在科学研究中被舍弃的因素和关系一一恢复起来，加以综合考虑。技术方法的综合性还有另一层含义，技术方法常常是多种自然科学原理的综合应用，并且还要综合运用社会科学的成果。技技术研究与开研究与开发活活动中中应当当坚持的方法持的方法论原
41、原则：第一，自然规律和社会规律相统一的原则。技术研究与开发活动一方面必须满足科学性原则，遵循正确的自然规律和技术规范，另一方面，必须满足社会要求、适应社会需要、符合社会经济规律以及与技术有关的法律和政策（如技术发展战略、能源政策、环境保护法、劳动安全法等）。这两方面的结合，决定了技术研究与开发的目标速与方向、速度与规模。第二，需要性与可能性相统一的原则。任何一项成功的技术研究和开发活动都是需要性与可能性相统一的成果。任何技术研究与开发课题都必须有明确的技术目的性，而这种目的性是由直接、间接或潜在的社会需要所决定的。同时任何一个技术研究与开发项目又必须是在现有的条件下可行的。所以在进行技术研究与
42、开发时，不仅要着眼于社会需要，而且要考虑实现技术目标的主客观条件（包括理论准备、技术能力、智力结构、资金及物质设备等）和后果，进行可行性分析。第三、经济性与适用性相统一的原则。技术的社会属性，决定了在技术研究与开发活动中要把经济性和适用性统一起来。做到既经济又适用。经济性要求考虑技术开发项目在整个生命周期中的成本，考虑大规模生产的前景及可能带来的经济效益；而适用性要求既不忽视技术开发可能带来的危及生态、环境方面的社会后果，又要考虑到整个民族、整个国家乃至不同地区的政治、经济、环境以及教育、就业状况等等方面。应当着眼于技术的实用价值和适宜程度，而不要盲目追求技术的先进性。以上这三个方面是相互联系、相互制约的。技术研究与开发中的预测、评估、发明、设计和试验等活动正是在这些方法论原则指导下逐步展开的。