论述创立理论的思维形态
论科学研究中科学选题的基本原则
论假说形成的条件
生命理论的形成及其哲学思考
天体科学的演化及其哲学思考
在生命理论与天体科学领域有哪些最新成果
科学思维的基本形式及其在科学研究中的作用()
一、科学抽象、科学概念
科学抽象是在科学研究过程中运用理性思维,排除研究对象的非本质的、表面的、偶然的因素,抽取其本质的、内在的、必然的东西,以达到对研究对象的本质和规律性认识的一种理性思维方法。
二、归纳。归纳是一种从个别到一般,从特殊到普遍,从种到属,从观察事实到普遍原理。完全归纳、简单枚举、因果五法。
三、演绎。公理演绎法、假说演绎法、定律演绎法、理论假设演绎法。
四、分析。1.感性分析2.思想分析3.元抽象分析4.元过程分析5.组成分析 6.结构分析7.动向分析8逆向分析9.系统分析
五、综合。综合的原则1、以分析为前提、基础;2、以乘法原则分析资料;3、不失真
六、比较。比较是区分两个或两类事物之间的共同点和差异点的一种逻辑方法
科学思维方法:
1)演绎方法:它又包括演绎推理和以演绎推理为基础的证明和公理方法。
作用:公理化方法可以用来整理已知的科学知识,构造理论体系;数学力学等科学普遍也使用了公理方法,因而获得了巨大的成就;演绎方法在科学假说的检验过程中发挥着独一无二的重要作用。科学史上的很多重大发现都离不开演绎推理的巧妙运用。
2)非演绎方法:
1、分析和综合:分析和综合的过程也就是科学抽象的过程。掌握该方法能更好的理解科学认识从“感性的具体——抽象的规定——思维的具体”的前进运动。
2、归纳和概括:归纳方法推动数理逻辑的发展,概括是经验定律型假说的主要思想。
3、类比和联想:是十分重要的创新思维方法,在科学探索中常常能发挥冲破迷雾的导航作用。
4、思想模型方法:是科学抽象成果的基本形式之一,通过构建和研究思想模型来认识未知研究对象的方法。它在创新思维中广泛应用。
论述创立理论的思维形态
一、抽象思维与形象思维
1、定义 抽象思维和形象思维是人类基本的、最常见的两种思维形态。
(1)概念思维是抽象地反映客观事物本质和规律的思维活动。它以概念为“细胞”,用概念揭示事物的本质,表达认识的内容,又以概念为基础进行判断和推理。
(2)形象思维是形象地反映客观事物的本质或规律的思维活动。形象思维是以意象为基础进行形象的判断和推理。意象是从印象、表象这些还处于感性认识的有关事物的生动形象或“内心画面”中,经过分析和综合而建立起来的,舍弃了个性特征而集中反映共性特征。
2、二者的辩证关系
(1)区别
第一、概念思维的基本要素是抽象的概念,而意象思维的基本要素是形象的意象。抽象思维是运用概念进行思考的,而形象思维则是运用意象进行思考的。
第二、抽象思维的推理过程是在概念及其判断的基础上完成的,而形象思维的推理过程是在意象及其联想(想象)和典型化的基础上完成的。
(2)联系
一方面表现在生理基础上的分工合作。抽象思维与形象思维大体上分别对应大脑左右两半球功能区,其中某些功能又是互补的。这两种思维的协同作用,有益于全面发挥个人的聪明才智。
另一方面表现在这两种思维共存于统一的思维过程之中,相互渗透、相互转化、相互交替、相互促进
二、收敛思维与发散思维
1、定义
所谓发散思维,是指在解决问题时,思维能不拘一格地从已有的信息中尽可能扩展开去,朝着各种方向去探索各种不同的解决途径和答案。它具有流畅性、灵活性、独特性的特征。所谓收敛思维,是指在解决问题的过程中,思维能尽可能利用已有的知识和经验,把众多的信息逐步引导到条理化的逻辑系列中去,从所接受的信息中产生逻辑结论。收敛思维与发散思维是美国心理学家吉尔福特(J.P.Guilford)提出来的。
收敛思维的特点是根据已有的理论和方法,按照严格的程序进行;发散思维的特点是开阔思路、从不同的方面进行思考,从不同的途径进行探索,甚至标新立异,不受传统思想观点的约束,不受已有理论和方法的束缚。
2、二者的关系
对于创新思维来说,收敛思维与发散思维都是不可或缺的,它们互相联系、互相补充、互相促进。在创立新理论的过程中,常常是先运用收敛思维,找到问题的 症结和困难所在,然后通过发散思维提出解决问题的方法和新的观点。比如,在科学史上发现海王星的案例就是如此。
收敛思维与发散思维的区别,在某种程度上也可以说是渐进方式与非渐进方式的差异。抽象思维与形象思维是科学思维的两种基本形式,当采取逐步展开的程序在头脑中综合运用时,就表现为渐进的收敛思维,这也是人们通常习惯的思维形式。当采取跳跃式、发散式地运用时,就表现为非渐进的发散思维。
三、直觉思维(顿悟)——直觉与灵感
1、定义
灵感通常是指突然出现的一种具有创新性认识内容的模糊观念,它之所以令人感到神秘,主要是因为它的出现不是事先就意料到的,而是突然到来的。
直觉是指问题突然得到了解决,它不是对事物表面的生动直观,而是对事物规律性的一种猜测。
直觉与灵感的区别在于,前者是在探索过程中径情直遂的顿悟;而后者是思路受阻后的顿悟。一个是酣畅淋漓有如顺流直下;一个是山穷水尽转而柳暗花明。一个着重强调的是未经渐进的精细的演绎推理而对规律性的快捷洞察;一个着重强调的是在百思不得其解时顿悟现象间的规律性的奇效。
四、创新思维
创新思维是一般思维形式和方法的综合性、创造性运用。一般思维的形式和方法,当它对科学认识的形成做出贡献时,它就构成了创新思维形式和方法的有机组成部分。不过,在创新过程中运用的更多的是类比与联想和思想模型的方法。
直觉实质上是对熟悉事物的再认识,在相关知识基础上的再认识。直觉是思维过程的简化、凝缩,采取了“跳跃”的形式
论科学研究中科学选题的基本原则
(1)需要性原则(需求性):满足社会需要和科学自身发展需要。
需要性原则是指课题选择应面向社会需 要和科学理论发展需要。社会发展需要包括 经济发展需要、国防建设需要、医疗卫生和文化教育需要等。科学理论发展需要则包括 开拓科学领域、更新科学理论、改进科学方法等方面的需要.
(2)科学性原则:选题必须以一定的科学理论和科学事 实为根据。
科学性原则要求人们选择课题时,必须以 一定的科学理论和科学事实作为依据,按客观规律办事。将选题置于时代和当时的科技背景下,使之成为在科学上可以成立和可以探讨的 问题,即要持之有故,选之有理。科学性原则,也称为性原则。
(3)创造性原则(创新性):选题应是前人没有解决或没有完全解决的疑难问题。
创造性原则指选出的课题应是前人没有解决或没有完全解决的疑难问题,预期能从中产生新的科学技术成果。创造性是科学研究的灵魂,它与重复性不相容,要求课题具有先进性和新颖性。为贯彻和坚持选题的创造性原则,应当注意下述两点:
首先,要弄清和确定课题本身所蕴含的新颖的实质内容;
其次,在课题选择中要善于把继承和创新结合起来,要有穷根究底献身科学真理的气概。
选题要注意以下几点:1、概念、观点上的创新;2、方法上的创新;3、应用上的创新。
(4)可行性原则:选题应与自己的主、客观条件相适应.
此原则主要指选题应与主客观条件相适应,根据已经具备的或经过努力可以具备的条件进行选题。所谓选择研究课题的可行性原则,就是说,选择研究课题要量力而为,要具有完成 题预期目的现实可能性。
(5)效益性原则.一是指选题过程中要根据具体情况单独或综合着眼于社会效益、经济效益、生态效益等;二是指科研工作所需的人力、物力、财力、时间应该合理分配和安排利用;虽然某些基础研究一时难以产生直接的经济效益,但从长远利益和整体利益的观点看,最终还是要反映到经济效益和社会效益上来。
(6)有兴趣的原则:应当是自己最感兴趣的课题.最好是自己提出的假说,由自己亲手去验证,这样才能有更大的动力。
论假说形成的条件
从继承与创新的关系,从经验与理论的关系来看,假说的提出需要满足以下基本条件:
(1)一致对应性 在常规科学时期,提出的假说应当与经过实践检验的理论相互支持(一致性);在科学时期,新的假说是向传统理论的挑战,但同时它还应当继承已有理论中的合理内容,能将已有理论作为特例或极限状况(对应性),比如量子力学和狭义相对论。
(2)可解释性 假说的提出是以经验事实为依据的、对科学问题的解释。因而假说要尽可能解释已有的科学事实。
(3)可预测性 假说的提出不仅可以解释已知的事实,更重要的是它还可以对未知的或对未来的事实作出推论。
生命理论的形成及其哲学思考
第一步,从无机物生成有机小分子;第二步,从有机小分子形成氨基酸、蛋白质、核酸等高分子聚合物;第三步,形成具有新陈代谢、能够自我复制的原始生命体,最终产生细胞
因此,我在这里谈谈自己对于生命的哲学思考。
生命—是脆弱的,我们应该如何对待呢?我们人类对生命的态度归纳为三种:一是过于热爱生命;二是过于忽视生命的存在意义;三是介于前两者之间的,既热爱生命,又对生命的遭遇持乐观态度。其实,我们的生命中还是有很多美好的一面的,只是我们经常要忙着自己所谓的事业而荒废了生命旅途中的这些美好景色而已。只要我们细心留意周围,一笔一纸,一草一木,皆是我们对生命的美好回顾,都是我们不能厌倦生命的理由,如此而已。
其次,对生命的正确态度又应该不要太迷恋于生命。古人有言:生死有命,富贵在天。既然是这样,我们就不要把生命看得太重,应该站在自己生命之上,把它看作一次艺术的创造。生命的伟大不在于活得长久,而在于创造,而在于活得有意义。当我们面对无法避免的生命危机时,我们得从容面对,不应该在死神面前丑态百出。死亡的普遍性应该成为我们接受死的理由。但是,生命存在的每时每刻,我们都得积极的面对,让我们自己的每分每秒都绽放异彩。
最后,面对生命的美好,我们还要懂得享受生命的馈赠。受教育、恋爱、婚姻、养育小生命,这些都是值得我们享受的过程,体现生命的美好,离不开对它们的享受。要知道,丰富多彩的世界加上人们的欣赏,再加上众人的三言两语的评论,乐趣无穷呀。人生至此,有何憾乎?
天体科学的演化及其哲学思考
宇宙中的天体有它的产生、发展和衰亡的过程,这就是天体的演化。天体演化学是基础的自然科学之一。 天体演化学是天文学的一个分支,它研究各种天体以及天体系统的起源和演化,也就是研究它们的产生、发展和衰亡的历史。天体的起源是指天体在什么时候,从什么形态的物质,以什么方式形成的;天体的演化是指天体形成以后所经历的演变过程。通常说的天体演化,往往也包括起源在内。
1、宇宙大爆炸论是现代比较流行的关于簿们所在的宇宙的一般演化理论。这种理论的基本观点是,迄今我们所观测到的宇宙,起源于最初的一次爆炸事件。那时宇宙的温度极高,密度极大,体积极小;由于大爆炸,物质四散飞出,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降;后来相继出现在宇宙中的所有的星系、恒星、行星乃至生命等,总体上都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。
2、现代太阳系起源理论,是在康德(1755)和拉普拉斯(1796)的星云假设的基础上建立起来的所谓累积理论。其基本思想是,整个太阳系是由一个自转着的星云主要通过万有引力作用而逐步形成的。大约50亿年以前,中心为原太阳的星云一面收缩,一面自转,由于角动孟守恒,处于赤道的星云惯性离心力最大,因而收缩得最慢,而两极附近的星云则收缩得比较快,结果导致气体和尘埃向赤道面下落并堆积到一个很薄的物质盘上,形成吸积盘。由于引力的不稳定性,该吸积盘逐渐碎裂为许多星子,这些星子再通过同较小的碎块的碰撞,相继收集和俘获大量物质,以至最后形成行星。
3、创世说(神创论)一切上帝创造
4、自然发生说(自生论)生命由非生命物质直接迅速产生出来
5、中国古代神话,盘古开天辟地,女娲造人。
天体演化同物质结构和生命起源等基本理论问题有密切的关系,特别是同地球科学有更直接的关系,因此,天体演化的研究具有重要的理论与实践意义。天体演化学的研究内容包括以下几个方面。
研究太阳系各类天体(主要是行星、卫星、小行星、彗星)的形成和演变,说明太阳系的现有特征,一般侧重于起源的研究。自康德提出太阳系起源的星云说以后的二百多年中虽然已有四十多种学说,但至今还没有一种完善的理论被普遍接受。困难在于我们能直接观测到的只有千千万万个行星系中的唯一的“样品”——太阳系。
哲学思考:
1、测和实验是天体演化理论的基础。体演化理论的建立、检验和发展,首先取决于天文观测的结果。
2、宇宙是相互联系、不断演变的复杂系统。迄今我们所观测到的宇宙是一个极其复杂的天体系统。这个系统在星系层次、恒星层次以及行星层次都分别具有相应的子系统。在各个层次在每个层次内各个子系统之间,以及在每个子系统同周围环境之间,都是相互联系相互影响的。
3、吸引和排斥的对立统一是夭体演化的基本矛盾。在夭体演化过程中,经常表现出来的状态是收缩、膨胀以及介于这两者之间的相对平衡的状态。对于不同层次内的天体,因演化的时间尺度和空间范围的不同,它们具体所处的状态也会有所不同。
4、爆炸事件是吸引与排斥的矛盾尖锐到极点的一种外部表现。膨胀和收缩是夭体演化过程中普遍存在的现象,并且在一定条件下它们是会互相转化的。不过对于不同层次的天体,·因其空间范围的不同,相应的转化周期也会有所不同。
在生命理论与天体科学领域有哪些最新成果
一、生命理论领域:
1.蛋白质泛素化
在最新一期的《自然》杂志上,来自华盛顿大学的华裔科研人员郑宁(Ning Zheng)助理教授又发表了一篇有关泛素蛋白连接酶结构生物学的新文章。
在这项新的研究中,郑博士等人研究出DDB1利用一个β-propeller结构域作为cullin骨架结合物,利用一种多变的、附着的双β-propeller折叠来进行底物的呈递。研究人员揭示出了cullin-RING E3复合体的一个新家族的装配和多功能型背后的结构机制和分子逻辑关系。
2.RNAi(RNA干扰)
过去在对生物体基因功能研究时,通常利用反义寡核苷酸、核酶[1]等抑制目的基因表达,而近年来发现了一种新的诱导基因沉默的技术,即RNA干扰(RNA interference,RNAi).与其它关闭基因工具不同,RNAi是一种由双链RNA介导的特异性抑制同源基因表达的技术.由于它具有高特异性和高效性,已经广泛应用于植物、真菌、蠕虫和低等脊椎动物以及哺乳动物的基因功能研究,并且在人类基因组功能研究和基因药物研制及基因治疗等方面,有很好的应用前景.
3.生物芯片-下个世纪的性技术
通过对微加工获得的微米结构作生物化学处理能使成千上万个与生命相关的信息集成在一块厘米见方的芯片上。采用生物芯片可进行生命科学和医学中所涉及的各种生物化学反应,从而达到对基因、抗原和活体细胞等进行测试分析的目的。生物芯片发展的最终目标是将从样品制备、化学反应到检测的整个生化分析过程集成化以获得所谓的微型全分析系统(micro total analytical system)或称缩微芯片实验室(laboratory on a chip)。生物芯片技术的出现将会给生命科学、医学、化学、新药开发、生物武器战争、司法鉴定、食品和环境卫生监督等领域带来一场。
4.让肿瘤细胞自行凋亡
美国伊利诺伊州立大学的科学家成功合成出一种可以让肿瘤细胞自行凋亡的分子。
在罹患肿瘤疾病期间,有缺陷细胞按程序凋亡的过程被破坏,癌变细胞能够对抗机体发出的凋亡信号,这样癌变细胞就可以毫无监控地,并形成肿瘤。
5.研究者首次绘制调节成人干细胞生长基因图谱
美国肯塔基州大学(UK)的Gary Van Zant博士及其研究小组在《自然遗传学》上发表了他们的一项重大成果。他们绘制了一个干细胞基因和它的蛋白产品Laxetin,并且在此工作基础上,进行了鉴定基因自身的调查研究。这是至今为止首次对干细胞基因进行的完全研究。
这一特殊基因由于能调节体内特别是骨髓内成人干细胞的数目而显得尤为重要。现在它已被鉴定,研究者希望该基因与它的蛋白产品Latexin能够应用于临床。比如,增加进行化疗或者骨髓移植病人的干细胞数量。另外一个Latexin可能的应用是帮助脐带血中干细胞数目,这同样用于血髓移植中移植健康干细胞。
6 我国科学家在生命科学研究中又获一项重要成果:首次发现交感神经系统免疫系统的一把“钥匙”,即一个潜在的分子机制,从而揭示了交感神经系统和免疫系统细胞信号转导通路间关键的相互作用。这一创新成果的取得,为将来研究开发相关药物提供了可能的靶点和思路。
7、使用小分子化学物质诱导多能干细胞,逆转生命时钟
北京大学邓宏魁教授领导的团队2013年成功使用4种小分子化学物质,将小鼠的皮肤细胞诱导成全能干细胞并克隆出后代。与克隆羊“多莉”的技术相比,诱导多能干细胞技术是更简便和彻底的克隆方式。
日本人山中伸弥曾以病毒诱导法获得iPS细胞,获得2012年诺奖。而邓宏魁团队使用小分子化学物质替代病毒,大大提高了技术安全性,具有性意义。中国科学家“逆转生命时钟”邓宏魁团队提出细胞命运决定的“跷跷板模型”,为实现小分子诱导iPS奠定基础。
8、艾滋病感染粘膜疫苗研究取得重大进展
清华大学琦、大学陈志伟和中科院广州生物医药与健康研究院陈凌的研究团队三方合作,于2013年完成了艾滋病感染黏膜疫苗在恒河猴体内的临床前试验研究,看清了预防艾滋病的“攀登珠峰之路”。
该团队发现这种黏膜疫苗可以大大提高针对艾滋病病毒的T和B淋巴细胞的免疫能力,从而可以有效地抑制病毒在体内的复制与传播。
艾滋病被发现的30多年以来,已导致2500万人死亡,至今全球仍有3300万感染者人体内的各类粘膜是艾滋病毒感染的主要途径,该疫苗如能最终进入临床试验并证实有效,将对阻断和减缓艾滋病毒通过粘膜途径感染(性接触)在普通人群中的流行具有重大科学意义和社会意义。
二、天体科学
1、.嫦娥三号登陆月球、神舟十号飞船和天宫一号交会对接
2013年12月15日,“嫦娥三号”携带的“玉兔”月球车在月球开始工作,标志着中国首次地外天体软着陆成功。这也是人类时隔37年再次在月球表面展开探测工作。
作为一项庞大的系统工程,探月任务成为中国科技工业综合实力的一次完美展现。准时发射,精确入轨,稳定落月,创新探索,嫦娥三号的每一步都代表着中国航天新的进步。探月工程副总指挥许达哲说:“美国和前苏联达到这样一个目标,都经过了20次以上的任务,我们是用三次就实现这样一个目标。”
2013年12月2日,长征三号乙运载火箭载着“嫦娥三号”月球探测器在西昌升空。
玉兔月球车与登陆器互拍:在月球表面展示五星红旗
2013年夏天,执行我国第五次载人航天任务的“神舟十号”飞船实现了我国首次载人航天应用性飞行,实施了我国首次航天器绕飞交会试验,这标志着神舟飞船与“天宫一号”的对接技术已经成熟,我国将就此进入空间站建设阶段。此外,女航天员王亚平在“天宫一号”上为全国青少年进行了太空授课。
2、发现太阳系外有宜居行星。
美国科学家利用“开普勒”太空望远镜,证实在距离地球600光年的一个恒星系中有颗代号为“开普勒—22b”的宜居行星,其半径约为地球的2.4倍,绕恒星运行的周期约为290个地球日。这是人类首次在与太阳系类似的恒星系统中发现宜居行星,也是迄今发现的最小且最适于表面存在液态水的行星。
3、中美科学家提出宇宙X射线耀变新机制理论。
这一宇宙伽马射线暴研究领域的最新成果,是由南京大学天文系天体物理专业教授戴子高、王祥玉博士,中国科学院紫金山天文台吴雪峰博士和美国内华达大学教授张冰合作完成的。该理论克服了传统的致密双星合并模型在解释观测现象时遇到的困难,并预言了与传统模型不同的引力波辐射强度和中微子辐射强度,具有重要的科学意义。下载本文