科学方法论--提出科学假说和建立科学理论的方法

科学的方法论科学的方法论是指科学家在进行科学研究时所遵循的一套规范和程序，它是科学活动的基本指导原则，也是科学成果可靠性的保证。

科学方法论的形成和发展经历了漫长的历史演变，现代科学方法论已经成为科学研究的基本范式。

下面我们将从科学的定义、科学的特点、科学研究的基本程序和科学研究的伦理道德等方面来探讨科学的方法论。

首先，科学是一种以实证为基础的知识体系，它以客观事实和可重复实验为依据，通过理论假设和实验验证来不断推动知识的进步。

科学的特点包括客观性、可验证性、可重复性和理论性等。

科学的客观性要求科学研究应该摒弃主观偏见，客观地观察和描述客观世界，以求得真实和客观的科学知识。

科学的可验证性要求科学理论和假设应该能够通过实验和观测来验证，只有经过验证的理论才能成为科学知识。

科学的可重复性要求科学研究的结果应该是可重复的，即同样的实验条件下，不同的科学家通过重复实验应该得到相同的结果。

科学的理论性要求科学研究应该建立在一定的理论基础之上，通过理论假设来解释和预测客观现象。

其次，科学研究的基本程序包括问题提出、假设建立、实验设计、数据收集、结果分析和结论验证等环节。

科学研究通常从问题提出开始，科学家根据已有的知识和观察到的现象提出科学问题，然后建立假设来解释这些现象。

接下来，科学家通过精心设计实验来收集数据，并对数据进行分析，以验证或修正假设。

最后，科学家根据实验结果得出结论，并通过同行评议和学术讨论来验证和确认研究成果。

最后，科学研究的伦理道德是科学方法论的重要组成部分，它包括诚实正直、尊重知识产权、保护实验对象权益和维护学术诚信等方面。

科学家应该保持诚实正直的科学态度，不夸大实验结果，不篡改数据，不隐瞒实验方法和结果，保持科学研究的真实性和可信度。

科学家应该尊重知识产权，尊重他人的研究成果和学术权益，不侵犯他人的知识产权。

科学家应该保护实验对象的权益，尊重实验对象的人格尊严和隐私权，不伤害实验对象的合法权益。

自然辩证法（科学技术哲学）第二篇科学方法论第四章第五章科学理论及其合理性科学理论是经过实践检验的系统化的科学知识体系，它是由科学概念、科学原理以及对这些概念、原理的理论论证所组成的体系。

第一节科学理论的结构和基本特征一．科学理论的结构1．组成科学理论的基本要素科学理论是由3个基本知识单元自成的：基本概念；联系这些基本概念的判断即基本原理或定律；由这些概念与原理推演出来的逻辑结论，即各种具体的规律和预见。

基本概念是思维的基本单位，是反映自然事物的本质属性的思维形式。

任何学科都有自己的专有的一些科学概念。

例如，几何学中的点、线、面等；力学中的力、质点、速度、加速度、质量、功、能等；化学中的元素、原子、分子、化合、分解、价、健等。

科学概念是构成科学理论的基石，一个新理论的建立，需要若干新的概念作为它的先导或逻辑出发点，藉以在逻辑上召开它的理论体系。

否则，科学理论就会失去它独立存在的支撑点。

基本原理是科学对所研究对象的基本关系的反映，是科学理论赖以建立的基础。

它在语言、结构上表现为判断的形式，一般用全称判断来表达。

牛顿力学中的3个基本定律，爱因斯坦狭义相对论中的相对性原理和光速不变原理等等都是如此。

科学推理是科学理论中的由基本原理演绎推导出现的结论。

它执行着理论解释和预见的功能。

例如，狭义相对论中引伸出现的钟慢、尺缩效应，质能关系式等。

在由基本概念、基本原理或定律、科学推断所构成的科学理论中，各元素不是按照任意的外在的次序排列的，而是有一个严密的、前后一贯的逻辑结构。

2．两类理论——构造性理论和原理性理论爱因斯坦曾把物理学中的理论区分为两类：构造性理论和原理性理论。

构造性理论是“从比较简单的形式体系出发，并以此为材料，对比较复杂的现象构造出一幅图象”。

1气体分子运动论就是如此。

原理性理论“使用的是分析方法，而不是综合的方法。

形成它们的基础和出发点的元素，不是用假说构造出来的，而是在经验中发现到的，它们是自然过程的普遍特征，即原理。

科学方法论科学方法论南师大教育技术系网站日期：08-12-13自然辩证法：1、自然辩证法是关于自然界和科学技术发展的的一般规律以及人类认识自然改造自然的一般方法的科学。

2、研究对象：认识对象(自然界)；认识成果：认识主题。

3、学科内容：自然观：人们对自然界的总体看法，自然界存在无限发展的辨证图景，辩证唯物主义的自然观；科学技术论：对科学技术的总体看法，自然规律越来越变成历史的规律，自然科学在本质上是革命的；科学技术方法论：对科研方法的哲学概括。

自然辩证法具有哲学的学科性质。

自然科学研究的一般程序：1、科研课题的选择和确定；2、科学观察与科学实验的设计与进行；3、理论思维方法对科学事实的整理和加工；4、科学假说的建立和验证；5、科学理论的确立和深化。

科学问题的概念与一般结构：科学问题是当时的科学背景下提出的关于科学实践和认识过程中需要解决而尚未解决的矛盾，科学问题的结构是由问题的指向，疑项和问题的解的应答域预设三要素构成的。

问题的指向就是问题所指的研究对象；疑项是表明人们当前能力(当前状态)与求解理想(目标状态)的差距；应答域指得是问题的提法中预先设置了该问题解的存在域限，并在主观上认定所提问题的解必定存在于这个领域中。

这三个要素围绕着问题的解发挥着各自的特殊功能，并有机的组成了科学问题的一般结构。

科学问题的基本类型：1、基础研究课题：此类课题是以认识自然现象，探索自然规律为主要目的，从积累科学知识和认识自然的角度看，它对科技发展有着普遍的深远的影响，其成果可对广泛的科学领域产生影响，并对远期生产力的提高具有指导作用。

2、应用研究课题：此类课题是把基础研究成果用于专业技术，或是总结专业技术的实践经验推动基础研究。

此类课题在科学，技术，生产体系中居承上启下的地位。

其成果是以确定基础研究成果可能的应用途径的有关知识，一部分形成技术创新，并提出创新或改进的方法，路线，方案和说明，或在实验室范围内研制成功的原理性样品，流程或样机。

《⾃然辩证法概论》复习参考《⾃然辩证法概论》复习参考⼀、名词解释1.⽣态⾃然观：是以现代科学技术为基础，概括和总结⽣态⾃然界的存在和发展规律所形成的总的观点。

它是马克思主义⾃然观发展的当代形态之⼀。

2.⾃组织：是⾃然界物质系统⾃发地或⾃主地有序化、组织化和系统化的过程。

3.科学实验与科学观察：科学实验:是科学研究者依据⼀定的科研⽬的，⽤⼀定的物质⼿段（科学仪器和设备），在认为控制或变⾰客观事物的条件下获得科学事实的基本⽅法。

科学观察: 是⼈们有⽬的、有计划地感知和描述处于⾃然状态下的客观事物、获取感性材料的基本⼿段。

4.集成创新：是指通过对各种现有技术的有效集成，形成有市场竞争⼒的产品或者新兴产业。

5.分析与综合：分析：是在思维中把对象的各个部分、侧⾯、属性以及阶段，分别加以研究考察。

综合：是在思维中把对象的各个部分、侧⾯、属性以及阶段按照内在联系有机地统⼀为整体，以掌握事物的全貌、本质和规律的⽅法。

分析与综合有机结合，形成分析与综合的辩证思维，并构成了认识事物部分与整体辩证关系的完整过程，是⼈们思考事物、对象的必要思维⽅法与阶段。

⼆、问答题1.简述科学精神的内容。

答：科学精神是⼈类认识⾃然的活动及其成果的精神积淀，包括尊重科学、重视技术的理性精神，实事求是、尊重规律的严谨态度，奋发向上、开拓创新的进取意识等。

包括15个⽅⾯的特征:1、执着的探索精神2、创新改⾰精神3、虚⼼接受科学遗产的精神4、理性精神5、求实精神6、求真精神7、实证精神8、严格精确的分析精神9、协作精神10、民主精神11、开放精神12、功利精神13、可重复和可检验14、实践精神15、怀疑精神与批评精神2.为什么说科学研究始于问题？简要谈谈解决科学问题的⽅法及其启⽰。

科学是始于问题。

科学问题是科学研究的起点，科学研究从科学问题的提出开始，确⽴了问题就确定了求解⽬标，预设了求解的范围和⽅法。

说科学研究始于问题，是说科学研究的出现⼀定是在问题的提出之后产⽣的，没有提出问题，就⽆法产⽣科学研究，“问题”是科学研究的真正灵魂，贯穿于科学研究的始终。

牛顿的科学方法和科学方法论牛顿是近代自然科学史上最伟大的科学家.他在自然科学的许多学科都做出了划时代的贡献.正如恩格斯所说：“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的夭文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于认识了力的本性而创立了科学的力学.”牛顿之所以伟大不仅在于他作出了许多重大的科学发现和解决了许多具体的科学问题，还在于他作出这些发现和解决问题时采取了先进的方式、方法.正是这些方式、方法使得牛顿的科学理论十分富有成效，“直到19世纪末，它一直是理论物理学领域中每一个工作者的纲领”，他的科学方法指导了以后两个世纪物理学的研究.他在科学研究中创造性地运用了多种科学方法，从而为科学方法的应用和进一步发展开辟了平坦的道路.研究牛顿的科学方法和科学方法论无疑是具有十分重要意义的工作.一、实验方法与抽象方法实验方法是科学研究的基本方法.它既是获得经验知识，为科学理论的建立提供原始资料的途径和方法，同时也是检验科学理论和假说的重要途径和手段，牛顿对于实验十分重视.在他的着作中反复强调了实验和观察的重要性，他坚持认为自然哲学家（科学家）要把他的概括建立在对现象的仔细考察的基础上.他指出：“虽然用归纳法来从实验和观察中进行论证不能算是普遍的结论，但它是事物的本性所许可的最好论证方法.”牛顿还进一步指出: “我所以相信我提出的理论是对的，不是由于它来自这样一种推论，因为它不能别样而只能这样，也就是说，不仅仅由于驳倒了与它们相反的假设，而是因为它是从得出肯定而直接的结论的一些实验中推导出来的.所以考察它的方法，就在于考虑我所提出的实验是否确定了这个理论中应用了这些实验的那些部分，或者是去进行理论自身的验证而提出其他实验.”可见牛顿是相当重视科学实验的，他把它作为科学研究的最基本方法之一.牛顿的科学研究是以实验为基础的.他历来十分注意科学观察和实验.他曾制造过风筝、风东、日文和漏壶，还研磨过棱镜.他还设计了许多精巧的实验装置和仪器.例如他设计和制造了第一个反射望远镜.他们做过许多出色的科学实验，如色散实验和干涉实验等.他的一些重大成果是与实验密切相关的.牛顿进行的科学实验有不少是研究探索性的，但更多的是验证性实验.除了他个人的实验和观察外，他十分注意从前人和其他科学家的实验和观察来获得大量的经验和证据.这样就使他的理论是建立在更加广泛的实验的基础之上的.牛顿建立力学理论，提出一般原理时，仅仅应用实验法是不够的.用实验方法还不能使牛顿提出力学三大定律.他还应用了抽象方法，例如第一定律指出：”每个物体继续保持其静止或沿一直线运动的状态，除非有力加于其上迫使改变这种状态.”这里所描述的是物体不受外力作用下的状态.一般来说，观察一个物体的运动要有一个观察者或某种观察记录仪器，但是任何物体之间都是存在着引力作用的.一个被观察的物体是不可能不受外力的作用.其实惯性定律是通过对物体运动作出的抽象而建立的.科学抽象也是牛顿进行科学研究的一种基本方法.在牛顿力学中有不少概念和原理的提出是与应用抽象方法分不开的.牛顿绝对空间、绝对时间的概念也是抽象的结果.牛顿引力理论的建立同样离不开抽象方法的运用.引力定律是在刻卜勒定律基础上进行高层抽象的结果.作为低层抽象的刻卜勒定律是描述性的经验定律，而作为高层抽象的万有引力定律是解释性的原理.理想化是科学抽象的一种形式.理想化方法是用理想的客体代替实在的客体进行科学研究的一种重要方法.运用这一方法能够大大的简化研究对象，有利于逻辑推理和发现事物的规律.牛顿在力学研究中运用了这种方法.实际上惯性定律的提出就应用了这一方法，它是在考察假想、纯化形态下物体的运动规律时得到的.引力定律实际上也是一个“理想模型”.在引力问题的研究中，牛顿实际上已运用了“质点”这一理想化的概念.虽然牛顿在他的着作中没有强调抽象方法.但他在科学研究中却多次应用了这种方法，他对许多问题的归纳概括也包含着大量的科学抽象.抽象方法的应用补充了牛顿实验研究的不足.二、归纳方法与演绎方法归纳与演绎都是科学研究的重要方法.前者是由个别到一般的思的和推理方法，后者是由一般到个别的思维和推理方法.归纳和演绎是丰顿进行科学研究的两种主要方法.他十分重视归纳的作用，在他的新作中反复强调过归纳方法，他说：“在实验学上，一切定理均由现象推得，用归纳法推广之，物体之不可透性、可动性、撞击性以及运动与五日之定律，均是如此得来.” 他指出：“实验科学只能从现象出发，并且只能用归纳来从这些现象中推演出一般命题.”可见牛顿十分知机归纳的方法.但是能否由此就可说牛顿只重视归纳的作用而忽视演际的作用呢？答案是否定的.只要我们仔细考察一下牛顿的着作特别是《原理》这部具有代表性巨着，就不难发现牛顿力学是一个演绎系统，而不是一个归纳系统.虽然牛顿在科学研究中广泛应用了归纳方法，但他建立的理论体系是主要以演绎法来完成的.其实，牛顿也是十分强调演绎的作用的，这主要体现在他对数学方法的多次强调上，数学方法本身就是具有演绎性质的方法.在科学研究中归纳和演绎不是截然分开的，而是互相补充的.任何一门理论自然科学都不是单用归纳或单用演绎得出的.没有归纳，实验中所获得经验材料就不能上升到理论；没有演绎，理论就不能成为严谨的，系统的理论.但是归纳和演绎在科学发展和科学研究的不同阶段的作用是不同的.归纳是科学研究中初步的、却是最基本的方法，是理论研究的基础.因此在以收集材料为主要阶段时，科学主要运用的是归纳法.当科学发展到理论科学阶段，则要更多地运用演绎方法.在牛顿时期，力学已经进入到理论科学的发展阶段.因此牛顿要全面地、系统地研究力学，就不能停留在归纳阶段，必须要进入演绎阶段，并以演绎为主要方法.可以说在牛顿的力学研究中，演绎方法是更主要的方法.归纳方法与演绎方法分别是牛顿进行科学研究的两个过程一一分析和综合过程一一的核心方法.这使牛顿的归纳和演绎具有自己的特色.牛顿演绎得出的推断往往超出原来归纳结论的价值.由于归纳只是分析过程中的一种方法，所以它往往是与其他方法共同应用的，在归纳的过程中一般也渗透着其他方法的运用.同样，演绎的过程也往往包含其他一些方法的应用过程.而且归纳和演绎有时也是交织在一起的.三、分析研究与综合研究牛顿在他的《光学》一书的结尾部分较全面地阐述了自己关于科学方法的观点.他是这样论述的：“在自然科学里，应该像数学里一样，在研究困难事物时，总是应当先用分析的方法，然后才用综合的方法.这种分析方法包括做实验和观察，用归纳法从中作出普遍结论，并且不使这些结论遭到异议，除非这些异议来自实验或其他可靠的真理方面.因为在实验哲学中是不应该考虑什么假说的.虽然用归纳法从实验和观察中进行论证不能算是普遍的结论，但它是事物的本性所许可的最好的论证方法，并且随着归纳的愈为普遍，这种论证也愈为有力.如果在许多现象中没有出现例外，那么可以说，结论就是普遍的.但是如果以后在任何时候从实验中发现例外，那时就可以说明有这样或那样的例外存在.用这样的分析方法，我们就可以从复合物论证到它们的成分，从运动到产生运动的力，一般地说，从结果到原因，从特殊原因到普遍原因一直论证到最普遍的原因为止.这就是分析的方法，而综合的方法则假定原因已经找到，并且已把它们立为原理，再用这些原理去解释它们发生的现象，并证明这些解释的正确性.”这里我们可以看到牛顿的“分析”与“综合”既是科学研究的两种方法，同时也是科学研究的两个过程.作为方法，分析和综合都有整体性、一般性方法的功能.作为过程，分析与综合的结合与统一，反映了科学研究的一种重要程序.牛顿的分析和综合方法在光学中的应用使他获得了成果.他指出：“我用了这种分析方法，从光线的可折射性、可反射性、颜色和它们交过的一阵容易反射和一阵容易透射的淬发，以及决定它们的反射和颜色的那些透明和不透明物体的性质中，来发现并证明它们的原的差异.而这些发现经过证明以后，可以作为解释由它们产生现象的综合方法.”牛顿关于色散的研究就是运用这两种方法，特别是运用分析方法的典型例子.在开始的实验（单棱镜实验）中，牛顿先使太阳光穿过一个棱镜，把光线折射到暗室墙上，他“惊异地发现它们是长形的”光微牛顿首先运用了分析方法得出结论即阳光是由颜色不同的光线组成，棱镜使每种颜色的光通过某个特别的角度发生折射.提出阳光是由不同折射性质的光线组成这一结论后，牛顿应用综合方法推演出进一步的结论.牛顿认为如果他的结论正确的话，那么穿过核化的某种颜色的光就应该使光束通过颜色特有的角度发生偏转，而不会使光分解成别的颜色.这样终于把他“引导到这样一个有判决性的实验上来.”即使这个光谱的一个小光带的光穿过第二个棱镜（双棱镜实验）从而证实了他的推论.这样就探索到了那个像之所以会变长的真正原因，不过是由于不同颜色光的折射率不同所造成.在此基础上牛顿进一步确立了他的光和颜色的理论.牛顿在《原理》一书中声称他的运动三定律和万有引力定律都是用分析与综合方法发现的.由此可知，分析与综合是牛顿科学方法与方法论的精华.作为科学研究的过程，分析与综合是牛顿进行科学研究的不同阶段.曾帮助牛顿进行《原理》第二版准备工作的数学家R•科茨在为该书所作的序中讨论了当时的科学方法.在讨论牛顿的分析法与综合法时指出：“从一些特选的现象，经过分析，他们导出了自然界的各种力以及这些力所遵循的比较简单的规律，这是研究哲学时无与伦比的最好方法.”这说明牛顿的科学研究一般来说先经过分析过程，然后进入综合过程.在分析过程中，从现象出发，通过观察和实验得出结论，然后经过归纳、类比和抽象获得一般性原理.在综合过程中通过演绎、公理化、理想化等方法推出新的结论和原理，然后对现象进一步进行解释，并对原理进行验证.分析研究和综合研究都是运用多种科学方法的过程.我们前面论及的观察法、实验法、归纳法及抽象法都是分析研究中经常应用的方法.此外，类比方法也是牛顿在分析研究中广泛应用的一种方法.牛顿在光学研究中曾通过声音现象与光现象的类比分析对光和颜色进行了大量的研究，牛顿的光色混合理论的提出与类比法的应用直接相关.尽管类比法的应用不像牛顿对实验法、归纳法的应用那样成功，但对他的科学研究工作也起了一定的促进作用，演绎法、公理化方法和理想化方法是综合研究的主要方法.其中，公理法的应用是创造性的，也是牛顿对科学方法发展的独特贡献，归纳方法与演绎方法在分析与综合过程中起着重要作用.归纳方法是牛顿6R过程的核心方法，没有这一方法分析研究就无法进行，同样，演绎方法又是综合研究的核心方法.数学方法在两个过程中都要应用，无论是分析研究还是综合研究都离不开数学方法.分析研究在提出原理、发现规律方面经常起着主要作用.在牛顿的力学研究中，综合研究占主导地位，在光学研究中则分析研究占主导地位，这与当时光学没有达到力学那样高的发展阶段有很大关系.分析研究和综合研究是牛顿进行科学研究不可缺少的两种方法和两个过程.正是由于分析与综合的相互作用和有机统一，使得牛顿的科学方法变得十分有效，成为牛顿实现近代科学史上第一次理论综合、做出伟大贡献的主要原因之一.四、数学方法和公理化方法数学的重要特点是具有高度的概括性和抽象性.数学作为科学方法，生动地表现了思维与存在、主观与客观的同一性.数学方法有普遍的适用性.牛顿在科学研究中高度运用了数学方法.数学方法渗透在牛顿科学研究的全部过程之中，成为他表达科学概念和科学理论必不可少的重要形式和手段.对于数学方法，牛顿是相当重视的.在为《原理》第一版写的序中，牛顿一开始就指出：“由于古人认为研究自然事物时力学最为重要，而今人则舍弃其实体形状和隐蔽性质而力图以数学定律说明自然现象，因此我在本书中也致力于用数学来探讨有关的问题.”可见，牛顿把教学方法运用于整个力学研究的各个方面和全过程之中.牛顿并没有把数学和力学严格区分开来，他认为“几何学是建立在力学的实践之上的，它无非是普通力学的一部分，能精确地提出并论证测量的方法”.牛顿把几何学看作力学的一部分，并把几何学的演绎方法应用于进个力学的研究之中.《原理》一书主要是按照欧几里得式的演绎法展开的.他把前人和自己的成果用公理化方法组成了一个有机鳖体.构造了经典力学的理论体系.牛顿与伽利略、笛卡尔一样都是以数学家的身份去探自然的，无论在一般方法上或是具体方法上都是如此.数学方法在牛顿的整个科学研究中起着十分重要的作用.在牛顿的着作中，科学原理和定律采用简明的数学公式处处皆是.牛顿把他的力学着作命名为《自然哲学的原理》决不是偶然的.从万有引力理论的建立过程更可以清楚地看到牛顿对数学方法的运用程度.正是由于高度应用了数学方法使他解决了其他人所没有解决的问题.着名物理学家劳厄在谈到牛顿对数学方法的应用时指出: “没有任何东西像牛顿对行星轨道的计算那样如此有力地树立起人们对年轻的物理学的尊敬.从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国，没有任何权威可以忽视它而不受惩罚.”牛顿对数学方法的应用，对以后科学的发展产生了极大的影响，使数学方法在科学研究中的应用日益广泛.牛顿在建立经典力学的同时还创立了一套新的数学方法一一微积分方法，他还创立了许多具体的数学方法，在数学上做出了划时代的贡献.牛顿与莱布尼兹相比，牛顿没有详细建立微积分的规范、法则和公式系统，但是他的宏伟的微积分应用不仅证明了它的价值，而且远远超过了莱布尼兹的工作，刺激并决定了几乎整个世纪数学分析的方向.牛顿的工作一方面推动了数学的向前发展，另一方面为数学方法在科学中的应用开辟了前进的道路.牛顿在力学中对公理化方法的成功应用是他高度运用数学方法的结果.牛顿力学是用公理化方法建立起来的演绎系统，《原理》一书是运用公理化方法的结晶.正如物理学家海森堡所说：“牛顿帕然哲学的数学原理》一书从一组定义和公理开始，这些定义和公理是这样内在地联系在一起，以致它们构成了人们可称为‘闭合系统’的一组东西，每一个概念能够用一个数学符号表示，而不同概念之间的联系可以用数学符号的数学方程来表示.系统的数学映像保证系统中不出现矛盾.这样，物体在作用力的影响下可能产生的运动就由方程的可能解所表示.”考察《原理》一书的结构，我们可以看到这是一部《几何原本》式的公理化演绎系统.在该书的最前面有“说明”和“运动之基本定理或定律”两部分.前一部分提出了八条定义，规定了质量、动量，惯性、力和向心力等基本概念，第二部分提出了三条公理，也就是着名的力学三定律.后边又给出了六条“系”（即推论），也就是直接推出的定理.以下又分三编讲力学的基本理论和数学形式，其中包括微积分思想和万有引力定律.第二编主要讲流体力学问题.第三编主要讲将第一编的理论应用于太阳系来解决一些具体问题.每编又有许多章，各章大都以一些定理和问题开始，接下去常常也有一大串“系”从全书的结构来分析，可以清楚地看出是一部公理化演绎系统.进一步考察牛顿的公理化体系，可以发现牛顿的公理化方法有三个阶段.牛顿对力学理论的系统阐述就是按这样的阶段展开的.第一个阶段是建立一个公理系统，它是通过演绎组织起来的一组赵义.公理和定理.公理是不能从这一系统内的其它命题推演出来的，而定理是这些公理演绎的结果.第二个阶段是把公理系统中的定理与观察相联系，即把系统与物理世界中的事件联系起来.第三个阶段就是进一步验证和解释公理化体系中的演绎结果.牛顿强调把一个公理系统与它的实际应用相区分，这是他对科学方法论的一个重要贡献.牛顿的工作使公理化方法成为科学知识演绎系统化的一种重要方法.牛顿本人运用这一方法在他的力学公理系统与天体运动以及地上物体运动之间确立了广泛的一致关系，使这些运动得到了科学的解释.牛顿对公理化方法的应用使力学理论提高到了一个新的阶段，他不但建立了一个比较严格的理论体系，而且也为力学的进一步发展和完谷打下了基础.后来的物理学家多数按照这一方法进行工作的，经典力学的各分支领域基本都是应用这方法建立的.许多人运用更严格的公理化方法进行了重建经典力学理论的工作.牟闹对公理化方法的成功运用使这一数学中的方法发展成为物理学申的正要方法.《原理》》一书是在《几何原本》一书的示范下，运用公司化方法的结晶，《原理》一书的完成放大了这种示范作用，使公理化成为自然科学理论系统化的一种有效方法.牛顿以后的许多科学理论的成立部运用了公理化方法，如热力学、电磁学的理论系统化就应用了这一方法.五、关于牛顿对假说的论述在牛顿的着作中多次提到了“假说”一词，并且声称:“我们应当力戒去考虑假说.”他还指出：“在实验哲学中没有它们的地位.”有许多人因此得出结论：牛顿排斥假说，把归纳论证同假说完全对立了起来.我们认为在评价牛顿的这些观点时，首先应该搞清楚牛顿所说的“假说”一词的含义.牛顿对他反对的“假说”有过解释：“我这里所说的‘假说'一词，仅仅是指这样一种命题，它既不是现象，也不是从任何现象中推论出来，而是一个没有任何实验证明的臆断或猜测.”可见，牛顿当时所反对的假说与我们现在科学方法论中的假说是不相同的，他所反对的是主要没有根据的主观臆断.实际上，牛顿并不一概反对假说，曾经指出；“因为进行哲学研究的最好和最可靠的方法，看来第一是，勤恳地去探索事物的属性，并用实验来证明这些属性，然后进而建立一些假说，用以解释这些本身.因为假说只应该用于解释事物的一些属性，而不能用以决定它们，除非它们能为之提供一些实验.”牛顿的方法是在通过实验发现事物的某些属性的基础上建立假说.在这种思想的指导下，牛顿也指出一些假说，这特别反映在光学的研究之中.从现在的科学方法理论看，牛顿实际上运用了许多科学假说，如他在建立力学理论过程中运用过不少假说，在他的理论中也包含有一些假说性质的内容.但是牛顿坚持反对把他们已确立的理论体系中的任何内容称之为假说，牛顿在《光学》一书中一开始就指出：“在本书中，我不准备用假说来解释光的属性，而是用理智和实验来提出和证明它们.”只是对一些真理性还很不清楚的问题，牛顿才明确运用假说进行说明，如他对光一些性质提出的假说，还考虑过以大介质产生万有引力的假说，主要是为了把已经确证的理论与假说区分开来.如果我们认识到牛顿所说的“假说”一词在不同情况下含义有所不同，同时考虑到牛顿对假说的理解和运用与现代方法也不尽相同的话，就不能认为牛顿没有认识到假说在科学研究中的作用，也不能认为牛顿把归纳论证同假说对立了起来.当然，我们也应看到，牛顿对假说的论述存在着一些问题，他没有把以一定的科学知识与可靠的事实资料为基础建立的假说与那种任意性的臆断严格区别开来，因此他对假说概念的运用存在着混乱.由于哲学思想的局限性，牛顿不可能对体现在科学假说中的科学性与假定性之间的辩证统一关系有深刻的认识，因此他也不可能对科学假说的作用和功能有全面的认识.六、研究自然的指导法则在《原理》第二篇的一开始，牛顿提出了自然哲学的四条推理法则，表明了他研究自然的思想观点和思想方法.这四条法则也可以说是关于自然界统一性和一致性的法则，四条法则的内容是：。

西方科技哲学思想与现代科学方法主要内容⏹西方科技哲学思想逻辑实证主义波普的证伪主义拉卡托斯的科学研究纲领库恩的历史主义⏹现代科学方法数学方法系统科学方法【本章要点】在了解目前西方关于科学发展的主要哲学流派的基础上，简要介绍数学方法和系统方法两个现代科学方法。

两者不仅适用于科学研究，而且适用于技术研究，具有通用性和综合性。

本讲探讨数学方法的基本特征、科研功能和数学模型方法，考察系统科学方法的产生，以及几种重要的系统科学方法：系统分析方法、信息方法、反馈控制方法、黑箱方法、功能模拟方法。

一、西方科学哲学思想1.逻辑实证主义当代西方科学哲学主要学派和主要代表人物的思想，表明科学哲学的一个显著发展趋势：从逻辑主义到历史主义的转变，由科学结构的逻辑模型到科学发展的历史模型的转变。

逻辑实证主义是科技哲学的一个派别，又是现代分析哲学中影响最大的一个流派。

它发源于中欧，后来逐渐扩展到英美，成为一种国际性的思潮，维也纳学派是逻辑实征主义的主体。

他们以科学为旗帜，以新逻辑为武器，以传统思辨哲学为对手，以罗素和维特根斯坦为先导，旨在力图把经验传统尤其是实证传统和逻辑传统结合起来，把哲学的任务归纳为对科学语言进行逻辑分析。

逻辑实证主义的先驱罗素最先提出逻辑是科学的本质．意思是把哲学同逻辑等同，把科学哲学逻辑化。

他认为，科学的任务在于描述、整理经验现象，把经验材料化繁为简、系统化。

科学家的任务在于对科学的陈述进行逻辑分析，目的是检查它们在化繁为简的逻辑系统化过程中是否完全符合逻辑规则，有无因违反逻辑规则而混乱，以确保科学体系的逻辑严密性及内容正确性。

维特根斯坦是罗素的学生，他前期主张逻辑原子主义，后期主张日常语言分析。

在《逻辑哲学论》一书中的基本观点和老师一致，认为全部哲学就是语言的批判。

德国哲学家鲁道夫·卡尔纳普读过罗素的一本著作，受到罗素的巨大影响。

他说：“对逻辑的研究成为哲学研究的中心课题：逻辑为哲学提供了研究的方法，正像数学为物理学提供了研究的方法一样。