科學技術(shù)方法論東北大學文法學院陳紅兵科學技術(shù)哲學研究中心 本篇討論的科學技術(shù)認識和實踐的一般方法論，是介于哲學和具體科學技術(shù)之間方法，對哲學而言是特殊的一類，對具體科學技術(shù)而言，又是一般的?？茖W認識 人類對自然、社會和思維的意識反映，由認識主體、認識客體和實現(xiàn)主客體間相互作用的中介三個要素科學認識的客體：科學對象 科學對象是主體進行科學認識活動的客體，是那些對主體對象性活動具有現(xiàn)實意義而被納入其結(jié)構(gòu)中并與主體發(fā)生相互作用的客觀事物。 它包括物質(zhì)與精神、天然(可觀測而不能直接干預)與人工(可直接干預和改造)對象等類型。科學認識的主體：科學工作者 無論是作為歷史的、現(xiàn)實的，還是潛在的認識成果或知識系統(tǒng)，盡管科學勞動者與科學認識工具、科學認識對象相互聯(lián)系、制約及相互作用，但它支配和控制前二者。因而其是科學知識系統(tǒng)中最積極、最活躍和最革命的因素，也是科學認識論首要的問題?？茖W認識的主體的歷史與邏輯結(jié)構(gòu)歷史結(jié)構(gòu)個體(19世紀以前)如阿基米德,歐幾里德,哥白尼,伽利略,開普勒,牛頓集體或組織（19世紀至20世紀初）卡文迪許、李比希、愛迪生實驗室社會（20世紀初以后）曼哈頓計劃：1.5萬科技人員參與,耗資20億美元阿波羅計劃：200家公司120所大學400萬人,耗資300多億邏輯結(jié)構(gòu)

由個體、集體和社會等三個層面的科學工作者構(gòu)成有機統(tǒng)一整體。 三者之間是相互依存、相互包含關(guān)系。 此結(jié)構(gòu)表明認識主體自個體到社會的發(fā)展歷程，體現(xiàn)了主體的社會化和科學綜合化程度的提高，二者互為因果?？茖W共同體結(jié)構(gòu)“核”式結(jié)構(gòu) 年齡結(jié)構(gòu) 專業(yè)結(jié)構(gòu) 能力類型結(jié)構(gòu)“核”式結(jié)構(gòu) 它是指以學科學術(shù)帶頭人為核心，由合作者、助手及其學生等所形成的科學共同體結(jié)構(gòu)。此乃其本質(zhì)特征的顯現(xiàn)。 由于學術(shù)“大師”的杰出成就、崇高品德和威望或卓越組織領(lǐng)導能力等，而對其他同行等產(chǎn)生極強烈的吸引力、凝聚力，進而以其為核心形成一個嚴密的核式結(jié)構(gòu)。如以尼耳斯·玻爾為核心的哥本哈根學派等。年齡結(jié)構(gòu) 此指科學共同體內(nèi)從事科學研究和技術(shù)開發(fā)活動的各年齡段的科學勞動者的比例構(gòu)成關(guān)系。它關(guān)系到科技人才群體的創(chuàng)造力和生命力。 由于各年齡段的科學勞動者在知識結(jié)構(gòu)、能力、經(jīng)驗、體力等方面均存在差異，由單一年齡段所構(gòu)成的共同體也有諸多劣勢和弊端。因此，只有將各年齡段(老中青)科學勞動者科學、合理地組合起來，才能發(fā)揮其最大功能。專業(yè)結(jié)構(gòu)

此指共同體成員中各學科(如數(shù)理化、生物等基礎(chǔ)學科)和各專業(yè)(如化工、機械等)領(lǐng)域內(nèi)專業(yè)人才的數(shù)量、分類及其相互之間的比例構(gòu)成關(guān)系。 專業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化要求其具有系統(tǒng)性和全面性，其確定依據(jù)或標準是其主要任務(wù)和發(fā)展方向的需要。 例如，貝爾實驗室900多名有學位的科技人員中，電子和電訊工程占39%，計算機、數(shù)理、機械和化學工程及其他人員占61%。能力類型結(jié)構(gòu)科學思維能力 科學想象能力 實際操作能力 批判思考能力主體認識客體的手段（中介）：科學工具 包括物質(zhì)形態(tài)的科學儀器、觀念形態(tài)的科學方法，以及思維符號形式的科學語言在內(nèi)的科學工具系統(tǒng)，在科學知識或認識系統(tǒng)中具有特殊的地位和作用：它是獲取科學事實、構(gòu)建科學理論，以及陳述科學事實和表述科學理論的工具；是“接引”或“引渡”主體完成認識任務(wù)和實現(xiàn)認識目的中介；是使主體由此達彼、由表及里、由現(xiàn)象至本質(zhì)、由主觀至客觀的推進器?？茖W儀器

指主體與客體之間建立信息聯(lián)系、引致相互作用，以達到把握科學對象實物形態(tài)的工具總和，是為實現(xiàn)科學認識目的而創(chuàng)立和使用的人工制造物；是人的各種器官的拓展和延伸；是科學理論和科學方法的物化?？茖W方法

廣義的科學方法指以科學理論為指導而從事科學研究、技術(shù)開發(fā)等認識活動的所有方法的總稱。 狹義的科學方法是主體憑借理論知識的指導而使用的一種主觀手段，是知識與手段的統(tǒng)一?？茖W方法論科學問題 科學事實 科學研究方法 創(chuàng)造性思維 復雜性研究科學問題科學研究始于觀察還是始于問題？亞里士多德的建構(gòu)知識的一般程序:觀察個別事實歸納出解釋性原理演繹出關(guān)于個別事實的知識

早期科學家和科學哲學的經(jīng)驗歸納主義認為科學研究的出發(fā)點是科學事實，因此他們認為科學研究始于觀察，推崇“中性觀察”、“頭腦白板理論”。后來的科學哲學的歷史主義學派都主張科學研究始于問題，推崇“問題引導觀察”、“理論滲透觀察”。分歧在于科學發(fā)展的程度在科學發(fā)展的早期，科學理論的許多領(lǐng)域還是空白，因此，科學研究的起點從表面上看起來可能更多的是觀察而不是問題科學研究的一般程序提出問題形成假說收集數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)假說的檢驗建立理論證偽確證問題的分類科學問題:是什么？為什么？陳述性、過程性和因果性問題真問題和假問題待解問題與無知問題常規(guī)問題和非常規(guī)問題——內(nèi)核和保護帶技術(shù)問題:做什么？怎么做？何謂問題？已知和未知之間的矛盾（邊界）科學問題的意義一個好的科學問題已經(jīng)解決了問題的一半科研立題時調(diào)研的重要性就科技工作者個人而言的問題，對整個科技群體來說，可能并不成為一個問題經(jīng)過調(diào)研后被正式確定的問題，已經(jīng)過詳細的思考，包含問題意義、求解目標、預設(shè)求解范圍和求解方法，提供了比較明確的解決問題方向。問題的提出既取決于科學家的理論背景或修養(yǎng)和邏輯推理能力，同時也取決于其直覺和洞察力。選題的限制性原則需要性原則——社會建制的要求創(chuàng)造（新）性原則——知識非獨占性的要求科學性原則——邏輯與經(jīng)驗主義的要求可行性原則——社會行為的要求綜合折中地應(yīng)用這些原則科學事實科學事實是主體借助于語言文字對在觀察和實驗中所感知的客觀事件、現(xiàn)象和過程等經(jīng)驗事實的描述、陳述和判斷?？茖W事實不同于客觀事實(時空中客觀存在的事件、現(xiàn)象和過程)，而是對客觀事實的陳述與判斷，二者在內(nèi)容上不具等價性；科學事實不同于不可辯駁的理論原理。但它具有可靠性、個別性、相對獨立性或不變性等特征。科學事實是科學認識發(fā)生的必要前提和基礎(chǔ)，是主體構(gòu)筑科學知識殿堂的地基和原料。科學事實是形成新概念、新理論的基礎(chǔ)；是檢驗和評價科學假說與科學理論的基本手段?？茖W觀察方法概念所謂科學觀察方法指的是主體在一定理論指導下，通過感覺器官或借助科學儀器，有目的、有計劃地考察和描述自然發(fā)生的自然現(xiàn)象，即感知客觀事物，獲取科學事實這一感性材料的一種科學研究方法。觀察者不干預自然過程主要是經(jīng)驗方法科學觀察方法的特征 （1）主體有目的、有計劃的認識活動； （2）自然發(fā)生條件下進行科學研究的方法； （3）客觀性與主觀性的統(tǒng)一?？茖W觀察方法的類型 （1）從主體與被觀察對象的關(guān)系疏遠程度看，可將其分為直接(肉眼)與間接(儀器)觀察方法； （2）依據(jù)觀察結(jié)果的陳述特征分為定性與定量觀察方法； （3）根據(jù)其目的不同包括記錄性(獲取感性材料)與檢驗性(將結(jié)果與已有標準對照)觀察方法； （4）根據(jù)其是否與實驗結(jié)合分為自然與實驗觀察方法?？茖W觀察方法的基本原則

1、客觀性原則 我們看到的只是我們所知道的

2、系統(tǒng)性原則 全面和系統(tǒng)的含義不同

3、典型性原則 極端性情況和普遍性追求的矛盾科學觀察方法的作用（1）是科學認識的源泉；（2）是檢驗科學認識真理性的標準；（3）當研究主體尚不能干預和控制研究對象時，觀察就比實驗成為更主要的方法。科學觀察方法的局限眼見為實的局限“理論滲透觀察”的非客觀性測量的準確性問題自然過程的非規(guī)律性觀察滲透理論（1）觀察由感知、判定和觀察陳述三個要素所構(gòu)成，三者缺一不可；（2）觀察對象與理論或先行假設(shè)所啟示的期待及觀察者所受訓練密切相關(guān)；（3）對觀察對象的描述依賴于理論、觀察者知識背景及其經(jīng)驗；（4）觀察對象和觀察場合的選擇深受理論、觀察者知識結(jié)構(gòu)、心理傾向（興趣愛好等）影響。科學實驗方法實驗方法與觀察方法都是科學認識主體作用于客體的基本方法。二者既相互區(qū)別，又相互依存：后者是前者的前提，前者是后者的發(fā)展。在現(xiàn)代科學認識過程中二者關(guān)系更加密不可分，而在主體對超宇觀、宇觀、微觀以及超微觀世界的探索中尤其如此。科學實驗方法概念

指主體根據(jù)一定研究目的，利用科學儀器和設(shè)備，人為地干預、控制或模擬自然現(xiàn)象和過程，并以純粹、典型形式表現(xiàn)出來，從而有利于研究的科學方法。實驗方法的類型析因(探求因果聯(lián)系)實驗判與決性實驗定性與定量實驗對照實驗模擬實驗直接與間接實驗實驗室與野外實驗地面與空間實驗實物與思想或理想實驗物理、化學、生物、心理實驗實驗方法的特點簡化、純化實驗對象可強化研究對象(創(chuàng)造在自然條件難以出現(xiàn)的環(huán)境條件,如超高低溫度、壓力、磁場等)可使對象屬性及其變化過程重復出現(xiàn)可模擬某些自然現(xiàn)象和過程。（米勒模擬原始大氣條件下氨基酸產(chǎn)生過程實驗）實驗的一般程序制定實驗方案實施操作結(jié)果的分析與處理實驗的作用驗證——證實或證偽理論來源觀察實驗中的機遇問題機遇是相對于觀察原來的目的計劃而言的，其主要特征就是意外性對機遇要有思想準備首先觀察者對所進行的觀察的背景知識要有徹底的理解，對相關(guān)知識有廣泛的了解，否則難于判斷何者可以納入已知的背景知識之內(nèi)，何者無法納入其次觀察實驗要細致認真，不放棄任何一點一滴的可疑之處對必然性和偶然性要有正確理解整理科學事實的方法比較和分類——形成標準和運用標準歸納和統(tǒng)計——確定事件和隨機事件

歸納方法是從個別或特殊的事物概括出共同本質(zhì)或一般原理的邏輯思維方法。

完全歸納、簡單枚舉、科學歸納、統(tǒng)計歸納分析和綜合——整體和局部

整理事實和形成理論科學的理論方法科學抽象方法：通過對科學事實的比較和分析，通過分離、提純和概括，抽取和把握本質(zhì)因素，形成科學概念和科學符號，以達到揭示研究對象的普遍規(guī)律和因果關(guān)系的思維方法。形式演繹方法：從一般性科學原理和科學體系出發(fā)，遵循演繹邏輯的形式要求，推出個別性或特殊性知識結(jié)論的思維方法。對于演繹方法，只要前提為真,推理形式符合邏輯規(guī)則的要求，則結(jié)論恒真。建構(gòu)理論體系的方法抽象上升到具體的方法邏輯與歷史統(tǒng)一的方法公理化方法公理化方法公理化方法：選擇一些基本概念和基本命題作為定義和公理，然后運用邏輯規(guī)則演繹出其他一系列命題，從而建立整個理論體系的方法?；靖拍钍遣患佣x的概念，必須是無法用更原始、更簡單的概念去界定的概念。公理的設(shè)置和選取須滿足下列條件：無矛盾性：各個命題之間以及由它們推導出來的所有命題之間不能出現(xiàn)相互矛盾。獨立性：任何一個公理都不能從其他公理推導出來完備性：所選的公理是足夠的，但又是一個不多的。建構(gòu)理論體系的基本原則可檢驗性解釋性——新理論不僅要能夠正確地說明原有理論已經(jīng)正確解釋過的事實和現(xiàn)象，而且還要能夠解釋原有理論無法解釋的新的事實和現(xiàn)象理論的內(nèi)在完備性，理論內(nèi)部要自洽，還要與相關(guān)的背景知識想一致邏輯簡單性

創(chuàng)造性思維的形式（一）邏輯思維與非邏輯思維邏輯思維:比較\歸納\演繹\分析非邏輯思維:聯(lián)想\猜測\直覺\頓悟\靈感正向思維和逆向思維發(fā)散性思維與收斂性思維發(fā)散性思維——“根據(jù)自己記憶貯存，以精確的或修正了形式，加工出許多備擇的信息項目，以滿足一定的需要。”收斂性思維——“是指在解題過程中，盡可能利用已有的知識和經(jīng)驗，把眾多的信息逐步引導到條理化的邏輯程序中去，以便最終得出一個合乎邏輯規(guī)范的結(jié)論來?！痹诱撍季S和系統(tǒng)論思維原子論思維:探索簡單性---分析法系統(tǒng)論思維:探索復雜性---整體法老三論：系統(tǒng)論、信息論、控制論新三論：協(xié)同學、突變論、自組織與耗散結(jié)構(gòu)理論建構(gòu)科學理論的方法邏輯思維方法：邏輯思維方法，是指主體在科學認識過程中借助于概念、判斷、推理等思維形式，遵循一定邏輯規(guī)則而揭示事物本質(zhì)或規(guī)律的理論思維或抽象思維方法，是最普遍、最基本的科學思維方法。非邏輯思維方法：指不受固定邏輯規(guī)則等制約的間斷與跳躍式、突發(fā)與創(chuàng)造性的思維方式。非邏輯思維方法因具有間斷性、跳躍性，或突發(fā)性、突變性和突破性等特點，該類方法主要包括：由意象、聯(lián)想、想象等組成的形象思維，由直覺判斷、靈感等組成的直覺思維，以及由發(fā)散性或發(fā)散式、聚斂式等構(gòu)成的創(chuàng)造性思維方法。它們在科學認識過程中同樣具有不可忽視的重要的方法論作用。形象思維方法 此指在形象地反映客體具體形狀或姿態(tài)的感性認識基礎(chǔ)上，主體通過意象、聯(lián)想和想象等方式以揭示對象本質(zhì)和規(guī)律的思維形式。與邏輯思維的抽象性相比，它具有形象性、意象性(經(jīng)形象地分析綜合把握事物形象的一般特征)等特征；并具有直觀形象揭示對象本質(zhì)規(guī)律、極度簡化，以及純化對象和意象性地創(chuàng)造對象(人工自然物等)等功能。其具體表現(xiàn)形式如下：（1）聯(lián)想 廣義的聯(lián)想系指由一失去想到另一事物的思維活動。它包括屬于感性認識范疇的由知覺形象觸發(fā)的印象聯(lián)想，以及屬于理性認識范疇的意象和概念的聯(lián)想。后者又有形象與非形象之分。形象聯(lián)想是從一個意象想到另一個意象的思維活動，非形象聯(lián)想則指概念聯(lián)想。 形象聯(lián)想具有如下特點：通過反映意象間關(guān)系以把握其內(nèi)容；是對意象有所斷定的思維形式；通過類比揭示意象間差別、相似或接近。（2）想象 想象是指主體在某些科學事實和已知知識基礎(chǔ)上，讓思維自由神馳，對頭腦中的各種觀念或思維元素進行整理、加工、改造和組合，從而領(lǐng)悟事物本質(zhì)和規(guī)律的過程。其功能是使主體在沒有邏輯思維所必需的充分的知識的情況下采取決定和得出結(jié)論，從已知對象聯(lián)想到未知對象，從而構(gòu)思出未知對象的鮮明形象。 如AlbertEinstein在創(chuàng)立狹義相對論過程中想象過人以光速運行；在創(chuàng)建廣義相對論時設(shè)想光線穿過升降機發(fā)生彎曲。Thomason、NielsBohr根據(jù)實驗事實，運用想象建立了各種原子模型。（3）類比方法類比方法是根據(jù)兩個或兩類對象之間在某些方面的相似或相同,而推出它們在其它方面也可能相似或相同的一種邏輯思維方法。簡單共存類比：惰性氣體氖的推斷。因果類比：T.Young將光與聲做類比，提出光是波。對稱類比：狄拉克從對稱性類比，預言了正電子。協(xié)變類比：已知兩個研究對象的主要屬性相似，由此推斷它們的數(shù)學方程式在形式上也是相似的。如德波羅依的物質(zhì)波波長公式。直覺思維方法 直覺思維方法是指不受某種固定邏輯規(guī)則約束而直接領(lǐng)悟事物本質(zhì)的思維形式。這種直接領(lǐng)悟事物本質(zhì)的思維能力亦稱直覺力或思維洞察力。 這種思維形式具有（間斷與跳躍的）非邏輯性、突發(fā)性和獨創(chuàng)性等基本特征；而且具有尋找事物聯(lián)系、優(yōu)選和預見事實，以及構(gòu)建科學理論的功能。其主要類型包括直覺判斷(最基本形式)、靈感。其具體內(nèi)容如下：（1）直覺判斷 此指對客觀事物及其相互關(guān)系的一種迅捷的識別、敏銳的覺察、直接的理解和綜合的判斷。由此所形成的能力即思維的洞察力。直覺判斷不是按部就班的邏輯推理，而是從整體上直接把握客體。 如美國化學家鮑林正是運用量子力學等知識，在對大量事實總和的思索中，借助于直覺創(chuàng)立了關(guān)于化學鍵的共振論，“我懷著一種好奇心——一種直覺，感到可以用化學鍵來解釋物質(zhì)的性質(zhì)。”此外，如Einstein創(chuàng)立狹義相對論等。（2）靈感

這是指主體對于曾經(jīng)反復進行探索而尚未解決的問題，由于受到某種偶然因素的激發(fā)而產(chǎn)生頓悟，從而使問題得以解決的思維過程。在科學(與文學藝術(shù)相通處)史上，許多偉大的科學家在作出杰出科學發(fā)現(xiàn)時，都曾冥思苦想、窮竭智力和心力反而未得，卻在不經(jīng)意間靈光乍閃而實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。如在創(chuàng)立狹義相對論時，Einstein曾深受難以解決間斷的質(zhì)點(Newton)力學與連續(xù)的電磁場(Maxwell)理論之間矛盾的困惑，雖冥思苦想而未得，但突然靈感顯現(xiàn)，領(lǐng)悟到“同時性的相對性”問題。在短短的5-6周內(nèi)就完成了科學史上的不朽篇章——“論動體的電動力學”(1905年9月發(fā)表于《物理學雜志》)。尋找靈感大量閱讀–思想點化

/原型啟示集中精力，全力以赴的專注于某一研究–意識和知識的積淀在緊張的研究而不得進展之后，放松一下，讓潛意識和遐想工作頓悟的來源偶然機遇思想點化：達爾文的進化論和馬爾薩斯的人口過剩和生存競爭。原型啟示：魏格納的大陸飄移說和世界地圖。積淀意識潛意識活動：不自覺的、無意識、模糊的反映形式。如德國化學家凱庫勒在1865年的一天在書房里大瞌睡時，夢見碳原子鏈象蛇似地頭咬尾，--苯環(huán)無意念遐想：不經(jīng)意的，非“一本正經(jīng)”的自由猜想。有可能產(chǎn)生超常規(guī)的信息組合，創(chuàng)造性思想的火花。Watson–Crick的DNA螺旋結(jié)構(gòu)。其他創(chuàng)造性思維方法

從廣義上看，形象思維與直覺思維方法同樣隸屬于創(chuàng)造性思維方法。以上區(qū)分只是為了便于理解和把握其各自的本質(zhì)和作用。 其他創(chuàng)造性思維方法主要包括逆向思維法、綜攝法、移植法、試錯法、強制聯(lián)想法、偶然聯(lián)想鏈法、智力激勵法、發(fā)散與聚斂思維法等等。創(chuàng)造性思維的過程 準備階段 孕育階段 頓悟突破階段 驗證完善階段非邏輯思維與邏輯思維關(guān)系

科學研究過程從本質(zhì)上說是邏輯思維與非邏輯思維交互作用的過程。通常的情況是，非邏輯思維開拓思路，邏輯思維最終完成，邏輯思維與非邏輯思維交織在一起應(yīng)用?？茖W創(chuàng)造的H-P模式

德國著名科學家赫爾姆霍茲（HelmholtzH）根據(jù)自己的研究體驗總結(jié)出創(chuàng)造活動有三個階段：（1）最初的一種持續(xù)不斷的研究，直至不可能再進行下去；（2）一段時間的休息，然后再恢復研究；（3）一個突然的意想不到的答案的出現(xiàn)。法國科學家彭家勒(PoincareH)在赫爾姆霍茲三個階段后又補充了第四個階段：（4）啟迪之后的再一次有意識努力，以證實所獲得的認識。這就科學創(chuàng)造過程的經(jīng)驗模式的典范，也被稱之為赫爾姆霍茲－彭家勒模式。非邏輯思維與邏輯思維的區(qū)別主要表現(xiàn)在兩者的特點、作用、所屬層次不同。一個完整的創(chuàng)造過程，特別是重大科學理論的發(fā)現(xiàn)，基本上都經(jīng)歷了如下的螺旋上升過程：邏輯思維（基礎(chǔ)）——非邏輯思維（跳躍)——邏輯思維(完成)?？茖W假說與理想實驗方法 盡管科學假說與理想實驗是兩種性質(zhì)截然不同的思維方法，然而二者之間又有著較為密切的聯(lián)系：其目的和作用都是為構(gòu)建科學理論服務(wù)；在未經(jīng)科學事實證實之前都僅僅是一種猜想或假設(shè)。（1）科學假說 科學假說是根據(jù)已知的科學知識和科學事實，對未知自然現(xiàn)象及其規(guī)律性所作的推測性的解釋和說明，是自然科學理論思維的一種重要形式。假說的構(gòu)造是通過科學概括來實現(xiàn)的?？茖W概括的方法包括：邏輯方法：比較、分類、分析、綜合、歸納、演繹、類比等“超邏輯”方法：科學想象、直覺、靈感等。假說：特點和意義假說的特點假說具有科學性。它不但要以一定的實驗材料和經(jīng)驗事實為基礎(chǔ)，而且要以一定的科學知識作依據(jù)，經(jīng)過一系列的科學論證才能提出。假說是一種猜測和推斷，其真實性還有待于進一步的檢驗。假說的作用：假說是理論的原始形態(tài)。假說是知識增長的鏈條上重要的一環(huán)

--Popper。假說成立的前提條件假說成立的根本條件在于它能否接受實踐的全面檢驗。但它首先必須滿足一些基本的前提條件：假說不應(yīng)當與科學中普遍的、久經(jīng)考驗的規(guī)律和理論相矛盾。假說不應(yīng)當同已知的、經(jīng)過檢驗的事實相矛盾。假說應(yīng)當是可檢驗的。假說應(yīng)當符合簡單性原則。假說向理論的轉(zhuǎn)化 如果假說滿足下述兩個條件，就可以認為假說已經(jīng)轉(zhuǎn)化為理論：解釋性條件：把假說運用于實踐，如果有愈來愈多的經(jīng)驗事實和這個假說相符合，并且沒有任何事實與之相矛盾，那么就證明這個假說是客觀規(guī)律的正確反映。預見性條件：如果由假說作出的科學預見得到實踐的驗證，則標志著假說已經(jīng)可以轉(zhuǎn)化為理論。（2）思想模型與理想實驗方法 思想模型與理想實驗，是主體在科學認識活動中建構(gòu)科學理論較常使用的方法，并具有特別重要的意義。1、思想模型

此指主體未從事科研而建立的對原型高度抽象化了的思想客體和思想事物。如原子模型、層子模型、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、彎曲時空模型、板快構(gòu)造模型、大氣環(huán)流模型等。廣義的還包括數(shù)學模型。理想模型是其特殊類型。 它是將對象本質(zhì)屬性和基本過程以最純粹形式甚至以某種極限狀態(tài)呈現(xiàn)出來，即經(jīng)科學抽象的產(chǎn)物，是邏輯與非邏輯方法綜合運用即創(chuàng)造性思維的結(jié)果。其具有流動性、互補性和條件性等特征。 它具有解釋、判據(jù)和預見功能。2、理想實驗方法 理想實驗是主體運用理想模型在思想中塑造理想過程，并進行嚴密邏輯推理的一種思維方法。它是進行思想操作的理想模型法，是一種假想的實驗方法。 其建立必須以科學事實為基礎(chǔ)，并充分發(fā)揮三類思維方法的綜合功能。如Galileo關(guān)于慣性運動的理想實驗；Einstein相對論中的同時性的相對性、慣性質(zhì)量和引力質(zhì)量的等效性等理想實驗等，它們都具有解釋、判據(jù)和預見功能。系統(tǒng)論思維前面所講的的各種方法，是從近代科學形成以來，在科學技術(shù)的各個領(lǐng)域都是適用的，當人類以不同思維方式理解把握世界的時候也大都采用的。例如宗教注重內(nèi)省（冥想、體驗），但是如基督教，這種比較理性化的宗教，在論證教義時也有一套經(jīng)驗的和比較嚴密的邏輯的論證。在文藝創(chuàng)作和欣賞中，主要是形象思維，但是前述方法同樣也是起作用的。至于哲學，經(jīng)濟等更是如此。就科學技術(shù)的思維方式而言，在20世紀中，在理解和把握世界的方式上，有一個重要的新發(fā)展，即從以分析還原方式為主轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)演化和系統(tǒng)演化與分析還原并重的方式。分析還原作為一種方法論思想（思維方式）有極其深厚的基礎(chǔ)和悠久的淵源。這里所說的分析還原不指具體方法，而是指思維方式（高層次的方法論思想）。托夫勒曾經(jīng)說過，我們最熟悉的方法是“撤零”，就是指分析還原。分析還原為什么如此深入人心？過去已經(jīng)講過，一是取得了巨大的成功，已經(jīng)成為一種典范，成為后來者學習模仿的榜樣；二是在實際的科學解釋上具有不容置疑的有效性。（這段話實際在第一講中已經(jīng)說過，僅說法有些不同）。而且方法論家，哲學家或者一些大科學家也將這種思維方式提升為言簡意賅的為人們耳熟能詳?shù)姆椒ㄕ撍枷耄纭皟?nèi)部機制”、“從下一個層次找原因”、“結(jié)構(gòu)決定性能”等等，實際含義都是分析還原。這些概括又加強了人們對分析還原的信念。實際上這些觀點在實踐中都是十分有效的方法論思想，應(yīng)當說是人類理性思維的精華。但是也有需要進一步探討的問題：其一，近代以來，分析還原不僅作為一種科學認識方法，而且也是科學發(fā)展的一種模式。學科越來越分化，當然也越來越深入。其后果是，不要說懂物理的不懂生物學，即使如材料科學，懂金屬材料的，不懂非金屬材料；懂物理分析的，不懂化學分析。學者變成了專家，非常專門的專家。人們被分工所約束。在近代還有幾個全才科學家，到了當代能夠把握整個科學的，大概沒有了。這樣，形而上學就成為不可避免。在目前作為彌補，是依靠集體，不同專家坐在一起，共商大事。這時的帥才，成了管理組織家，但又往往學養(yǎng)不深，心胸不廣，能夠找到多懂幾門的專家當帥才，十分不容易。專家當帥才，常常以偏概全，左右搖擺。這是近代留給當代人的重要遺產(chǎn)。其二、作為方法的分析還原（撤零）中，不是不考慮整體的特征，恰恰是十分重視整體特征，理由很簡單，因為提出問題的對象是整體，就像討論汽車的性能，我們不能因為分別研究了發(fā)動機、底盤、車輪等的性能，就不管汽車的性能了。問題在于，在分析的思維方式中，主要采用線性疊加的思想來構(gòu)成整體特征。例如常用的微元法、抽樣法就是如此。在分析還原方法中，也不是不研究事物的變化，但是由于建立的運動方程中，對時間反演是對稱的，不能反映事物的質(zhì)變，無法描述演化。-當然在實踐中，研究者也清楚，線性疊加不能等同于整體的特征。因為有些特征，是有加和性的；有些是不同質(zhì)的，沒有辦法加和起來；有些即使同質(zhì)，也不具加和性（具有強耦合特征的大量粒子系統(tǒng)）；也非常清楚有的事物會發(fā)生質(zhì)的變化（跳躍）。實際的解決辦法有三種：一是實驗，實驗的結(jié)果不管部分和整體間是否具有加和性還是不具有，影響整體的因素，不管知道與否，一般都包含進去了（在這種意義上說實踐比理論有更高的品格）；二是在理論模型中，不同程度的計入交叉項微擾項（例如泰勒級數(shù)的二次項或更高次項）；三是采取定性描述方法，當然常常采用漸變的方式描述質(zhì)變。其三、隨著文明的進步，人類所接觸的事物，越來越復雜，對所考察的對象也越來越深入。這時分析的思考方式，也越來越不夠用了。20世紀中葉以來的興起了系統(tǒng)工程，如曼哈頓計劃；針對巨型企業(yè)的管理科學；以及幾次世界大戰(zhàn)的綜合化，立體化等，于是興起了系統(tǒng)科學與技術(shù)。同時在自然科學與技術(shù)中，一些不能用分析方法解決的問題越來越多，如生物學，地球科學中的某些問題。還有原來已經(jīng)高度發(fā)展的物理學、化學中演化問題提了出來，如貝納德流、B-Z效應(yīng)等。不僅考慮系統(tǒng)而且要考慮演化。于是出現(xiàn)一大批新興科學——自組織理論。于是在更高層次上理解分析方法成為可能。其四、系統(tǒng)思維方式，古已有之，在分析思維占主導的時候，也存在系統(tǒng)思維?，F(xiàn)在重新強調(diào)系統(tǒng)思維，不是舊話重提，還要回到過去，而是在新的基礎(chǔ)上理解系統(tǒng)思維，其新意在于，要在分析還原的基礎(chǔ)上理解系統(tǒng)，而不是如過去，在部分混沌朦朧的基礎(chǔ)上說系統(tǒng)或者說是一種哲學思維，而現(xiàn)在是一種科學的思維方式和方法，具有直接的可操作性?？傊?、分析還原方法已經(jīng)取得了巨大成就，但是面對復雜系統(tǒng)無能為力，因而系統(tǒng)方法應(yīng)運而生。系統(tǒng)方法的特點不在于否定分析還原方法，而強調(diào)研究從整體出發(fā)，經(jīng)過分析，再落足于整體。分析不是可有可無，而是研究領(lǐng)域是否深入、是否成熟的重要標志。但是，系統(tǒng)方法的根本目的在于尋求研究對象的非加合性，僅屬于整體的新特征。從這種意義上說，系統(tǒng)方法包含和高于分析方法。而演化的方法，則是以系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，討論系統(tǒng)的演化。系統(tǒng)方法有很多種，如黑箱法、因果反饋法、信息法、系統(tǒng)工程法等。描述演化的方法有研究自組織條件的耗散結(jié)構(gòu)方法；研究自組織動力學的協(xié)同學方法；研究自組織演化途徑的突變論方法；研究自組織演化過程和圖景的混沌學方法。等等。這些方法均來自具體的學科，原來是針對具體問題發(fā)展起來的，現(xiàn)在將其普遍化，多數(shù)都無法建立普遍的可定量計算的方程。多是定性的分析，但是可以肯定的一點是這些方法論思想具有無可置疑的啟發(fā)性。系統(tǒng)論思維系統(tǒng)整合方法（1）黑箱辨識法（2）系統(tǒng)分析法（3）綜合創(chuàng)造法因果反饋法(1)目的型方法“吸引子”(2)穩(wěn)定型方法；(3)放大型方法有控自組和目標優(yōu)化法技術(shù)方法論技術(shù)方法區(qū)別于科學方法重視實踐:人工重視規(guī)則:經(jīng)驗重視優(yōu)化:選擇重視社會:責任技術(shù)方法的類型和原則發(fā)明構(gòu)思法方案設(shè)計方法方案試驗與實施方法技術(shù)方法及其特點 廣義上的技術(shù)方法，是指主體在從事技術(shù)研究與技術(shù)開發(fā)活動中所采取的手段、途徑和行為方式的總稱。但技術(shù)哲學視角下的技術(shù)方法，往往指的是上述手段、途徑和行為方式中可以操作化的程序、規(guī)則或模式等。 它具有強實踐性、社會性和綜合性等基本特征。技術(shù)發(fā)明與技術(shù)創(chuàng)新方法技術(shù)發(fā)明與技術(shù)創(chuàng)新過程及其方法類型是技術(shù)認識論和方法論中的重要內(nèi)容。它們與科學認識論和方法論密不可分并相互聯(lián)系，從而形成科學技術(shù)方法論的有機統(tǒng)一整體。技術(shù)發(fā)明的基本程序 技術(shù)發(fā)明所遵循的最一般程序是： 首先，根據(jù)社會需要、最新科學理論或科學發(fā)現(xiàn)原理，以及技術(shù)自身發(fā)展的內(nèi)在邏輯，以確立技術(shù)發(fā)明目標或技術(shù)目的； 其次，探索將新的科學原理轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌募夹g(shù)規(guī)范的方式、方法和途徑，以開辟創(chuàng)造技術(shù)手段的新思路及建立新的技術(shù)準則； 最后，在新技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)上積極構(gòu)思新的技術(shù)方案，以物化為實際技術(shù)系統(tǒng)中的具體工藝和設(shè)計。課題規(guī)劃方案構(gòu)思方案設(shè)計技術(shù)試制認識需求、收集信息技術(shù)發(fā)展預測技術(shù)目的設(shè)定技術(shù)評估與決策技術(shù)方案構(gòu)思技術(shù)方案設(shè)計技術(shù)方案評價技術(shù)研制與試驗技術(shù)成果鑒定技術(shù)成果實施技術(shù)發(fā)明基本程序圖技術(shù)方法類型 依據(jù)普適性程度不同，可分為一般(所有領(lǐng)域通用)與具體(適用于特定領(lǐng)域,如用于金屬冶煉的氧化還原法和電解法;選礦技術(shù)的浮選法,重選法和磁選法等)技術(shù)方法；按照技術(shù)活動程序，可分為課題規(guī)劃、方案構(gòu)思與設(shè)計、技術(shù)研制與試驗等方法；根據(jù)活動常規(guī)與非常規(guī)性特點，可分為常規(guī)(課題規(guī)劃技術(shù)研制與試驗)與非常規(guī)(方案構(gòu)思與設(shè)計等)方法。以下僅從技術(shù)活動發(fā)展進程進行分類。技術(shù)課題規(guī)劃 此指對技術(shù)研究開發(fā)課題的發(fā)現(xiàn)、提出、選擇、評估及確定等所進行的全程式的謀劃和決策。并且因定題須經(jīng)過嚴格的立項、評審等程序而比選題更復雜。 這具體包括技術(shù)目標的確立、預測、評估方法等內(nèi)容。技術(shù)目標的確立 如前所述，技術(shù)目標由社會需求、新的科學原理以及技術(shù)自身內(nèi)在發(fā)展邏輯等因素所決定。對此須采用直接調(diào)研和文獻調(diào)研法從以下幾方面進行：

(1)從多方面尋找社會潛在需求;(2)緊緊跟蹤前沿技術(shù)并設(shè)法超越;(3)從已有技術(shù)的沖突中找尋新的課題;(4)從現(xiàn)有技術(shù)問題、缺陷或不足中選題;(5)從降耗增效方面選題;(6)開創(chuàng)對象新功能、新用途;(7)激發(fā)形象性思維和創(chuàng)造性思維發(fā)現(xiàn)、選擇新課題。技術(shù)預測方法

此指根據(jù)技術(shù)發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及其呈現(xiàn)出的本質(zhì)和規(guī)律，利用類比、歸納和演繹等手段對未來技術(shù)發(fā)展趨勢進行預測的方法。這主要包括類比、歸納和演繹預測法等，其應(yīng)遵循慣性、類推、相關(guān)和概率推斷等原則。成功范例有： 在哈恩與史特拉斯曼于1938年12月發(fā)現(xiàn)鈾原子分裂后，美專家根據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢曲線準確預見了發(fā)展原子武器的進展率。1953年戴維斯博士利用速度趨勢曲線準確預言：1957年將取得火箭軌道速度，1959年將達到脫離軌道速度。技術(shù)評估方法 這是指通過分析所研究的技術(shù)與生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟、社會及人的價值等因素的相互影響，以對該技術(shù)進行整體評價的決策分析方法。依據(jù)評估對象范圍可分為技術(shù)項目、一般技術(shù)和全球性技術(shù)評估；依其重點和導向可分為技術(shù)因素、后果、問題和政策評估等。一般將其分為專家、經(jīng)濟、運籌學和綜合評估法(含矩陣技術(shù),效果分析,多目標和環(huán)境評估法等)。 其評估程序包括：(評估對象本身及其背景)資料準備；內(nèi)容分析；對策研究；綜合評價等四個階段。技術(shù)構(gòu)思與發(fā)明方法 技術(shù)原理是技術(shù)構(gòu)成的最基本要素，有時被稱為技術(shù)發(fā)明的“軟件”。但要將其轉(zhuǎn)變成技術(shù)發(fā)明的“硬件”，真正取得實質(zhì)性的技術(shù)突破，就必須經(jīng)過一番精心的實驗設(shè)計和技術(shù)方案構(gòu)思。1、技術(shù)構(gòu)思 此指依據(jù)已有的設(shè)想或技術(shù)原理而設(shè)計和構(gòu)造出試驗技術(shù)模型，或為實現(xiàn)該技術(shù)原理的物化而進行的探索性試驗研究。 其功能為：澄清或清除原有技術(shù)原理錯誤和疑點，驗證其可行性；根據(jù)新的實驗事實提出新設(shè)想或新技術(shù)原理，并構(gòu)思新的技術(shù)方案。即由此逐步實現(xiàn)由基礎(chǔ)理論到技術(shù)概念、技術(shù)原理，再到實用技術(shù)發(fā)明的轉(zhuǎn)化。 它包括模仿式構(gòu)思和發(fā)明構(gòu)思兩大類型。2、發(fā)明及其構(gòu)思方法發(fā)明與發(fā)現(xiàn)；幾種常用的發(fā)明構(gòu)思法：科學原理推演(第一臺激光器)與實驗提升法(電磁感應(yīng)實驗導致電機技術(shù)原理構(gòu)思;電磁波發(fā)收導致無線電通訊技術(shù)原理構(gòu)思)；多向型(頭腦風暴法、智力激勵法)；側(cè)向型(移植法、仿生法)；合向型(組合法和形態(tài)分析法等)；逆向型發(fā)明構(gòu)思法(如根據(jù)伏打于1800年以化學能變?yōu)殡娔馨l(fā)明電池,1807年戴維逆向構(gòu)思以電解法發(fā)現(xiàn)鉀和鈉元素,發(fā)明電解技術(shù))等。方案設(shè)計與試驗方法此指技術(shù)發(fā)明由原理到具體物化所采用的方法。這是發(fā)明由思想或觀念向?qū)嵨镛D(zhuǎn)化的第一次飛躍，也是整個發(fā)明過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。1、方案設(shè)計 這是指根據(jù)規(guī)劃方案和技術(shù)構(gòu)思的要求，運用科學知識與工程實驗而使規(guī)劃方案具體化的過程。 它經(jīng)歷了從手工到自動化設(shè)計(可靠性\成組\動態(tài)\優(yōu)化\計算機輔助CAD\計算機集成制造系統(tǒng)CIMS)過程的演進，涉及工程、建筑和工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域，涵蓋哲學、心理學、工程學、管理學和社會學等學科內(nèi)容。 它具有連接科學與生產(chǎn)、預見工程建設(shè)和生產(chǎn)過程、系統(tǒng)綜合，以及組織勞動生產(chǎn)等作用。其基本程序依次為：總體設(shè)計、初步設(shè)計、詳細設(shè)計和工作圖設(shè)計。2、試驗方法 此指在技術(shù)方案構(gòu)思、設(shè)計和實施過程中，為確認和提高技術(shù)成果功效與技術(shù)經(jīng)濟水平，主體利用儀器和設(shè)備，人為地控制條件與變革對象，進而在有利條件下考察對象的實踐方式和研究方法。 技術(shù)試驗與科學實驗(目的,性質(zhì),對象,內(nèi)容,結(jié)構(gòu)等)

根據(jù)目的、場合和方式等不同，可分為性能、可靠性、破壞性、對比、模擬、實驗室、工廠、中間試驗等。其過程包括試驗設(shè)計、操作及其數(shù)據(jù)資料處理分析等階段。技術(shù)創(chuàng)新:技術(shù)的社會實現(xiàn)熊彼特(1883-1950)的“創(chuàng)新理論”（InnovationTheory）(1)創(chuàng)新是生產(chǎn)要素的重新組合(引入新產(chǎn)品或提供產(chǎn)品新質(zhì)量即產(chǎn)品創(chuàng)新;采用新生產(chǎn)方法即工藝創(chuàng)新;開辟新市場即市場創(chuàng)新;獲得新供應(yīng)來源即資源開發(fā)利用創(chuàng)新;實現(xiàn)工業(yè)新組織即體制和管理創(chuàng)新);(2)企業(yè)家精神(有能看到潛在利潤的眼光;有敢冒風險的膽量;有動員社會資源以實現(xiàn)風險要素重新組合的能力);(3)經(jīng)濟由于創(chuàng)新而得到發(fā)展,即“創(chuàng)新-模仿-創(chuàng)新”既是科技推動經(jīng)濟發(fā)展的機制又是經(jīng)濟持續(xù)增長的根本原因;(4)創(chuàng)新是一種創(chuàng)造性的毀滅,即沒有淘汰就沒有發(fā)展,并且經(jīng)濟發(fā)展是