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科科 学学 思思 维维第1页第1页如何思维比思维什么更为主要。歌德歌德主要不是取得知识，而是发展思维能力。劳厄劳厄第2页第2页思维：思维：以已有知识为中介,对客观事物概括、间接反应。思维种类思维种类1 1）逻辑思维）逻辑思维和非逻辑思维非逻辑思维依据思维是否有固定逻辑规则 2 2）收敛性思维）收敛性思维和发散性思维（发散性思维（民主与集中）依据思绪是否开阔（1 1）收敛性思维）收敛性思维 辐集思维，求同思维，指把众多信息引导到条理化逻辑系列中，产生出逻辑结论来。第3页第3页（2 2）发散性思维）发散性思维 辐射思维，求异思维，即突破已有范式约束，以各种路径寻找各种答案思维形式。“从统一起源中产生出各式各样为数众多输出-”吉尔福德 3 3）再生性思维）再生性思维和创造性思维创造性思维 依据思维结果是否有真正创新第4页第4页一、逻辑思维一、逻辑思维逻辑思维逻辑思维（概念思维、理论思维）：以概念为基础判断和推理，有固定规则能够遵循。概念概念：对同类事物共同本质刻画。1.1.比较、分类和类比比较、分类和类比1 1）比较）比较（1 1）概念：）概念：拟定对象之间相同点和差别点。（2 2）客观基础：）客观基础：客观事物存在差别性和同一性。第5页第5页（3 3）类型）类型空间比较（横向比较）时间比较（纵向比较）(必定包括空间比较)（演化、冥王星）理论与实践比较（行星运动第一定律）（4 4）比较逻辑规则）比较逻辑规则注意可比性，即应在同一条件下（对象，环境，指标）进行；相比较应是事物本质属性（异中之同，同中之异）。第6页第6页（5 5）作用）作用对客观事物进行定性判别和定量分析；由能够直接观测到现象推知无法直接观测现象（生物进化）；对理论研究结果与观测试验事实之间是否一致作出明确判断。（6 6）不足）不足 比较总是对象较为有限方面第7页第7页2）分类（1）概念：依据对象共同点和差异点，将对象区分为不同种类。（2）规则划分所得各子项之和必须与被划分母项相等(既完备又独立)；按照一定层次逐层进行；同一层次按一个标准。第8页第8页例例：营养不良性萎缩 萎缩 神经性萎缩 水变性代谢障碍性形态改变 变性 脂肪变性 凝固性坏死 坏死 液化性坏死 第9页第9页（3 3）作用）作用使理论、事实等科研基础条理化（网络搜索）；有助于发觉和掌握事物发展普遍规律（元素周期律）；为人们寻找新详细事物提供向导（始祖鸟、文昌鱼、北美肺鱼等发觉）。第10页第10页3 3）类比）类比（1 1）概念）概念：依据两个对象在一些方面相同，推出它们在其它方面也也许相同或相同。（2 2）客观基础：）客观基础：事物之间统一性。（3 3）形式）形式A对象含有属性：a，b，c，dB对象含有属性：a1，b1，c1因此，B对象也也许有属性 d1环节环节：联想和比较第11页第11页（4 4）类型）类型定性类比定性类比 划分依据：a.b.c与d关系A.A.简朴共存类比简朴共存类比a.b.c与d存在简朴共存关系例例：奇特云彩 地震B.B.对称类比对称类比a.b.c与d存在对称关系例例：电子运动方程正负能量解 物质世界正负电子第12页第12页C.C.因果类比因果类比 a.b.c与d存在因果关系例例 声：回声、音调、响度 波动 光：反射、颜色、亮度 光：波动定量类比（定量类比（协变类比）a.b.c之间数学关系相同例例 光：费尔玛原理，波粒二象性 物质粒子：莫泊丢原理 物质粒子：波粒二象性第13页第13页（5 5）特点）特点推理两个对象之间跨度大；前提与结论之间没有严格逻辑中介，因此结论含有或然性。（6 6）作用）作用做出新技术创造（响尾蛇）；提出科学假说（库仑定理，引力波）；为模拟试验提供逻辑依据；激发想象力。第14页第14页（7 7）提升结论可靠程度）提升结论可靠程度比较两个或两类事物相同属性愈多，结论就越容易正确(相同属性量)；找出属性间制约关系，预防机械类推(相同属性质)；寻找是否有和结论相排斥属性，预防不正确结论（检查）。第15页第15页2.2.归纳与演绎（个别归纳与演绎（个别普通）普通）1 1）归纳）归纳（1 1）概念）概念：以个别对象含有（或不含有）某属性为前提，推出该类对象也含有（或不含有）某属性为结论。（2 2）客观依据：）客观依据：个别中有普通。（3 3）分类）分类 完全归纳 简朴枚举 不完全归纳 科学归纳 统计归纳 第16页第16页完全归纳法完全归纳法（描述功效必定性）A.概念概念：依据某类对象每一个对象有（或没有）某种属性，从而推出该类事物所有对象有（或没有）某种属性。B.逻辑形式逻辑形式：S1是（或不是）P,S2是（或不是）P,：Sn是（或不是）P,S1 Sn是S类所有对象；因此，所有S是（或不是）P。例例1 1：四色定理第17页第17页 例例2 2：水星绕日运营 金星绕日运营 地球绕日运营 火星绕日运营 木星绕日运营 土星绕日运营 天王星绕日运营 海王星绕日运营 冥王星绕日运营 结论：太阳系大行星都绕日运营第18页第18页C.C.要求要求前提确实 无一虚假穷尽对象 无一漏掉D.D.特点特点结论可靠合用范围小第19页第19页不完全归纳法不完全归纳法(预见功效或然性)A.A.简朴枚举法简朴枚举法概念概念：依据已观测到某类事物个别对象都含有某种属性，没有碰到反例，于是作出结论说：该类事物都含有某种属性。逻辑形式逻辑形式：S1是（或不是）P,：Sn是（或不是）P,S1 Sn是S部分对象，且无反例；因此，所有S是（或不是）P。第20页第20页例例1：丹麦天鹅是白 英国天鹅是白 伊朗天鹅是白 美国天鹅是白 中国天鹅是白 且无遇上任何反例 结论：天鹅皆白例例2 2：“瑞雪兆丰年”，“鸟低飞,披蓑衣”例例3 3：歌德巴哈猜想第21页第21页提升结论可靠性条件前提中所列举对象尽可能增多（量）；被考察对象之间差异要足够大（质）；注意搜集可能出现反面事例。第22页第22页B.B.科学归纳法科学归纳法引进因果关系分析引进因果关系分析概念概念：依据某类对象部分对象都含有某种属性，并且这一部分对象与该属性之间含有因果联系，从而推出该类对象都含有某种属性。逻辑形式逻辑形式：S1是P,：Sn是P,S1 Sn是S类部分对象，并且S1 Sn都与P有因果联系；因此，所有S是P。第23页第23页例1：金受热后体积膨胀；银受热后体积膨胀；铜受热后体积膨胀；铁受热后体积膨胀；由于金属受热后,分子凝聚力削弱,分子运动加速,分子彼此距离加大,从而造成膨胀,而金,银,铜,铁都是金属；因此,所有金属受热后体积都膨胀。例2：奎宁（金鸡纳霜）第24页第24页长处长处由于不但知道是什么，并且知道为何，因此结论深刻且可靠性提升；由于必定属性不受枚举数目限制，因此使用以便。第25页第25页C.C.统计归纳（定量分析归纳）统计归纳（定量分析归纳）概念概念：由一类事件中部分事件出现概率推出该类事件出现概率。(孟德尔理论)逻辑形式逻辑形式：S1是P,S2不是P,：SN是（或不是）P,S1 SN是S类部分对象,N中有V个是P 因此，所有S都有V/N是P。第26页第26页（4 4）特点）特点能扩大知识；其正确性不能由推理本身来鉴定；必须时时与实践保持密切联系。（5 5）不足（）不足（即归纳问题）归纳问题即著名“休谟问题”，其实质是否认通过归纳能够得到普遍性、必定性知识；诉诸经验循环论证。第27页第27页2 2）演绎办法（）演绎办法（必定性）（1 1）概念：）概念：从普通原理推出个别事物未知属性。（2 2）客观依据：）客观依据：普通存在于个别之中。（3 3）形式）形式：大前提（普通原理）、小前提（个别事物）、结论（未知属性）（逻辑蕴涵）例例：所有人都是要死 苏格拉底是人 苏格拉底也是要死第28页第28页 （4 4）作用）作用作出科学预见；使知识由隐性变显性。（5 5）不足（）不足（即演绎问题）演绎问题是指演绎过程有效性并不能确保结论真实性。第29页第29页例例1 1所有哲学书都是令人厌烦。这本书是哲学书。这本书是令人厌烦。（逻辑蕴涵，这个论证是有效）例例2 2许多哲学书是令人厌烦。这本书是哲学书。这本书是令人厌烦。（非逻辑蕴涵，这个论证是无效）第30页第30页例例3 3所有猫有五条腿。疯咪是我猫。疯咪有五条腿。（逻辑蕴涵，这个论证是有效）结论：结论：演绎本身不能确保结论正确性。假如前提为真，论证是有效，那么结论必定为真。但前提是否为真不是一个诉诸逻辑能处理问题。一个论证能够是完全有效，但其结论却是明显荒唐（如例3）。（问：例1结论是否为真？）第31页第31页 3 3）归纳与演绎关系）归纳与演绎关系（1 1）区别）区别思维进程：个别到普通与普通到个别结论与前提所断定范围：超出与不超出前提与结论联系性质：或然与必定（2 2）联系）联系 归纳是演绎基础 演绎是归纳补充(检查鸭嘴兽)第32页第32页 归纳归纳 演绎演绎前提 个别知识 全体知识结论 全体知识 个别知识性质 或然性 必定性 作用 经验规律 建构理论、预见 局限 不能证实必定性 不能确保前提真实 关系 演绎基础 归纳指导第33页第33页 归纳和演绎，正如分析和综合同样，归纳和演绎，正如分析和综合同样，是必定互相联系着。不应当牺牲一个是必定互相联系着。不应当牺牲一个而把另一个捧到天上去，应当把每一而把另一个捧到天上去，应当把每一个都用到该用地方去，而要做到这一个都用到该用地方去，而要做到这一点，就只有注意它们互相联系、它们点，就只有注意它们互相联系、它们互相补充。互相补充。恩格斯恩格斯第34页第34页3.3.分析与综合（部分分析与综合（部分整体）整体）1 1）分析（部分）分析（部分）（1 1）概概念念：把研究对象分解为各个构成部分并分别加以研究。（空间、时间）（2 2）长长处处：把复杂事物简朴化，深化对事物结识，便于把握事物本质。（3 3）局限）局限：容易形成孤立看问题习惯 容易见树不见人第35页第35页2 2）综合（整体）综合（整体）（1 1）概概念念：在分析基础上把各个部分内在地联系起来，形成对客观对象整体结识。（2 2）长处）长处能揭示事物在分割状态下不曾显现特性，从整体上全面把握事物本质；综合是化合而不是混合，有新质出现。（3 3）分析和综合关系）分析和综合关系 分析是综合基础；综合是分析目的和指导,使分析结果更具价值。第36页第36页二、非逻辑思维二、非逻辑思维非逻辑思维：非逻辑思维：没有固定逻辑规则能够遵循。结论可靠性有限，但创造性大。1.1.形象思维形象思维1 1）概念：）概念：以意象为基础联想和想象。2 2）客观依据：）客观依据：本质与现象统一。“有诸内，必形诸于外有诸内，必形诸于外”3 3）种类）种类（1 1）意象：）意象：对同类事物共同外在形象刻画。第37页第37页（2 2）联想）联想(已知已知)广义广义：以特定关系（相同，相反，相关）为纽带两个事物（均是已知）之间连接。狭义狭义：以意象为纽带两个事物（均是已知）之间连接。（3 3）想象）想象(已知未知)概念概念广义广义：以特定关系（相同，相反，相关）为纽带两个事物（一个是已知）之间连接。（电磁转化）狭义狭义：以意象为纽带两个事物（一个是第38页第38页已知）之间连接。种类种类再造想像(导演）和创造想像（富勒烯C60)特例特例幻想幻想(未来,主观)科学幻想（潜水艇、通讯卫星）、空想4 4）特点）特点 形象性 发散性 以便性5 5）作用）作用使一些高度抽象理论容易理解；突破了逻辑思维不足；在工程技术领域有更突出意义。第39页第39页 想象力比知识更主要，由于知识想象力比知识更主要，由于知识是有限，而想象力概括着世界上一切，是有限，而想象力概括着世界上一切，推动着进步，并且是知识进化源泉。推动着进步，并且是知识进化源泉。严格说，想象力是科学研究中实在原严格说，想象力是科学研究中实在原因。因。爱因斯坦爱因斯坦第40页第40页2.2.直觉和灵感直觉和灵感1 1）灵感）灵感（1 1）概念：）概念：对于长期思考问题，由于某个事物（原型）启发而一下子找到了答案。（2 2）特点）特点原发性（浮力定理、苯分子结构）酝酿性情感基础愉悦、轻松（3 3）产生过程）产生过程（类似于结晶）专注 搁置 顿悟第41页第41页2）直觉（1）概念：对于研究问题并没有进行自觉逻辑推导而一下子找到了答案。（2）特点直接性（链式反应）情感基础自信3）灵感与直觉关系（1）不同点第42页第42页 对象对象：直觉是面对需要解答问题不假思考地快速作出结论性判断；灵感是对重复思考疑难问题,不期而遇产生顿悟。基础基础：直觉基础是经验知识积累；灵感基础是在思维渐进过程中断时有一个原型启发。情感情况情感情况：直觉往往伴随以较强自信；灵感以情感愉悦和放松为特性。（2 2）共同点）共同点（易混淆）创造性 突发性 轻松性 不可靠性第43页第43页三、综合思维三、综合思维1.1.科学抽象科学抽象“单是事实搜集，哪怕搜集得非常广泛；单是事实积累，哪怕积累得毫无漏掉，都不能使你取得掌握科学办法，不能向你提供进一步成功确保，甚至还不能使你有权按照科学这个名词高级意义来把它叫做科学”门捷列夫第44页第44页七桥问题七桥问题第45页第45页1 1）概念：）概念：在经验事实基础上，依据一定研究目的，排除研究对象非本质原因，抽取其本质东西。是科学结识由感性阶段向理性阶段奔腾决定性环节和主线标志。抽象思维科学抽象(以实践实践为基础)第46页第46页2 2）过程）过程（1 1）感性详细：）感性详细：获取科学事实；(整体、不详细模糊、不分主次）（2 2）抽象要求）抽象要求：（主要是用分析办法）对事物某一本质方面结识；（3 3）思维中详细）思维中详细：按事物本身层次和转化关系把各种抽象要求联系起来。(光）确立上升逻辑起点（对象本质最主线要求和最简朴要求）；主要利用分析和综合辨证统一矛盾分析法。第47页第47页3 3）结果）结果狭狭：科学概念 科学符号 思想模型广广：科学判断（定理，原理，公设）学说 第48页第48页（1 1）思想模型）思想模型物质模型特点物质模型特点：简朴性、相同性、代表性、外推性概念概念：对原型高度抽象化了思想客体或思想事物，有转化为物质模型也许。特点特点：抽象构成构成：概念、符号类型类型第49页第49页 A.A.抱负模型抱负模型 概念：概念：既含有高度抽象性，又含有某种极限特性抱负客体或抱负事物。例：例：质点、刚体、绝对黑体特点特点：极限意义意义使问题处理简化，又不发生大偏差；先研究复杂对象和过程抱负模型，然后对结果加以处理；依托抱负模型研究结果批示，可形成科学预见。第50页第50页B.B.数学模型数学模型概念：概念：用数学办法来再现原型功效或结构特性。仿真模型：仿真模型：依据系统数学模型，用仿真语言转化为计算机能够实行模型。分类分类数学办法数学办法：初等数学、几何、微分方程、图论、马氏链、规划论现象性质现象性质：拟定性、随机性、突变性、模糊性(综合评判)第51页第51页模型表现特性：模型表现特性：静态模型和动态模型 线性模型和非线性模型 离散模型和连续模型对模型结构理解程度对模型结构理解程度：白箱、灰箱、黑箱特点特点逼真性和可行性 渐进性 健壮性 可转移性 非预制性 条理性 技艺性 不足 第52页第52页思想试验思想试验 A.A.概念：概念：利用思想模型进行逻辑推导，不排除转化为物质试验也许。例：例：悖论提出，火车试验，电梯试验 B.B.类型类型 抱负试验抱负试验 概念概念：没有转化为物质试验也许思想试验。例例：惯性定律第53页第53页 作用作用含有实际科学试验达不到极度简化和纯化程度，有助于摸索和揭示自然事物和现象规律性能够帮助人们提出一些基本科学原理加深对现实试验和研究对象结识使逻辑证实和反驳愈加明确、直观计算机仿真计算机仿真概概念念：基于所建立系统仿真模型，利用计算机对系统进行分析与研究。特点：特点：安全 高效 经济 以便第54页第54页（2 2）公理（公设）公理（公设）A.公理公理：其意义被设定为已知，不需要在理论体系中予以定义，即不证自明性。适合所有学科。例1：跟同一件东西相等一些东西，它们彼此也是相等；例2：等量加等量，总量仍相等。B.B.公设公设：为某一学科所接受公理。例1：从任一点到任一点作直线是也许；例2：把有限直线不断循直线延长是也许。第55页第55页2.创造性思维1）概念：突破问题中未知成份思维。不同于胡思乱想2）基本模式 美、奥斯本：寻找事实寻找构想寻找 解答；英、沃勒斯：准备酝酿明朗验证；美、杜威：感到困难存在认清是什么问题搜集资料进行分类，并提出假说接受或抛弃试验性假说得出结论并加以评论。第56页第56页（1 1）准备）准备问题提出问题提出“昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯路。”（2 2）酝酿）酝酿问题求解问题求解“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。”（3 3）明朗）明朗问题突破问题突破“众里寻他千百度，蓦然回眸，那人却在灯火阑珊处。”（4 4）验证）验证问题验证（问题验证（逻辑和实践）例：例：狭义相对论第57页第57页3 3）特点）特点逻辑办法与非逻辑办法统一（爱因斯坦）；发散性思维与收敛性思维整合（贝尔纳现象）；形象思维与抽象思维并用（左右脑）；情感、个性品格（谨慎、进取心、自信、不屈不挠、坚定性）参与；知识(逻辑)与经验(非逻辑)基础性（修氏理论）（两个创造力高峰）。第58页第58页 例：例：大陆漂移说是借助形象思维（看世界地图）、直觉思维（猛然发觉）、归纳（从一处处海岸线凹凸吻合，归纳出大西洋两岸海岸线彼此吻合）、类比（用漂浮冰山去类推大陆漂移）、想像而提出。（美国泰勒和贝克）第59页第59页