1、第二节 科学事实获取主讲人：张世鑫1/15“不论鸟翅膀怎样完善，它任何时候也不可能不依赖空气飞向高空。事实，就是科学家空气，没有它你任何时候也不能飞腾起来，没有它，你理论就是枉费苦心。”-巴甫洛夫科学观察主要性2/15一、科学观察特点与功效 科学观察是人们有目标、有计划地利用自己感官认识和描 述各种自然现象，获取科学事实方法。是依赖感官以及观察器直接认识外部世界，统计和报道事实。主要经过观察和试验两种路径：科学观察属于实践活动，是主体和客体相互作用过程。观察并非消极、被动注视，而是主动、能动反应。科学观察通常都要以理论为指导；观察目标确实定、伎俩改进、对象和环境选择，都有赖于理论；同时观察者还
2、需要有对应知识贮备和理论涵养。3/15二、科学观察基本标准 为了确保所取得经验事实是可靠，在进行观察时必须遵照认识论基本标准：第二，坚持观察对象全方面性。第一，坚持观察客观性。1、观察结果可重复性是客观性最主要、最根本表达。2、尽可能消除影响观察客观性主观原因。3、尽可能使用先进仪器设备和观察技术。4/15三、科学试验特点和功效 科学试验是人们依据研究目标，利用科学仪器、设备，人为地控制或模拟自然现象，排除干扰，突出主要原因，在有利条件下取得科学事实方法。第二，能够使试验对象处于强化 条件。第三，可靠且经济。第一，能够简化复杂现象。5/15科学试验与科学观察比较 科学试验是人们变革、控制对象获
3、取科学事实方法。与观察相比，试验特点：n能更加好地发挥人主观能动性n能更有效地认识对象:na、简化纯化对象。nb、强化对象。nc、使对象属性及改变重复出现。nd、模拟对象。6/15模拟试验中模型方法应用1、模拟方法主要意义 模拟方法哲学基础是辩证唯物主义关于物质世界统一性原理。因为科学研究对象受到各种客观条件限制，所以往往不能直接利用试验伎俩作用于对象本身(原型)，这是因为以下情况：a、时过时过境迁，原型无法再境迁，原型无法再现现。b、包括范包括范围围广大，改广大，改变过变过程漫程漫长长或或变变幻莫幻莫测测。c、花花费费巨大，代价太高。比如，水巨大，代价太高。比如，水库库大大坝坝坍塌条件，坍塌
4、条件，飞飞机速度界限等。机速度界限等。d、包括人性命，包括人性命，须须要慎之又慎。比如，要慎之又慎。比如，药药品品疗疗效，器官移植反效，器官移植反应应等。等。e、当代科学当代科学发发展不停向微展不停向微观领观领域和宇域和宇观领观领域域进军进军，在，在这这些些领领域研究域研究对对象象 面前，面前，现现有有试验观试验观察伎察伎俩暂时还俩暂时还无能无能为为力。力。7/15 2、模拟试验中实物模型 实物模型是以自然界原有，或人工制造材料，应用模拟方法设计出与原型相同模型。ARJ21ARJ21全尺寸实物模型全尺寸实物模型8/153 3模拟试验中数学模型模拟试验中数学模型 思想模型是利用科学思维揭示出对象
5、(原型)内在本质或必定联络，发挥想象力在思想中构思出与对象相同模型。双双轨制制数数学学模模型型特点 高度抽象性；严密逻辑性；广泛应用。9/15 4、计算机仿真模型 数学模型多数依赖计算机来求解，所以，它经常被计算机仿真模型替换。将原型数学模型转变为能够在计算机上运行仿真模型，编出仿真程序，运行仿真模型进行试验观察，分析试验结果，对原型作出评价。三三维碰撞冲碰撞冲击仿真模仿真模拟系系统 PAM-CRASH 是基于是基于显式有限元算法式有限元算法计算算机三机三维碰撞冲碰撞冲击仿真模仿真模拟系系统，能，能够对大位移、大旋大位移、大旋转、大、大应变、接触碰撞、接触碰撞等等问题进行十分准确模行十分准确模
6、拟。10/15波普尔、汉森、库恩等人则持不一样观点，明确提出了“观察渗透理论”观点。1、观察与理论关系观察试验中主要认识论问题传统观点认为：理论依赖于观察，而观察却独立于理论，不 受理论制约。当代逻辑经验主义者认为：“观察层次处于科学知识结构底层，理论层次处于科学知识结构上层，理论层次寄生在观察层次上，观察层次则不受任何理论影响。11/15观察渗透理论：观察是属于认识领域范围，不单纯是生理活动过程。这就决定了观察要受到观察者已经有经验和所掌握理论影响。观察渗透理论是客观性与主观能动性统一第一，在标准条件下，观察者所得到感觉图像（或观察数据）是能够重演，当然要排除观察者主观意愿歪曲；第二，观察中
7、渗透理论要经受过实践检验；第三，观察中使用仪器设备和方法伎俩，是符合科学理论原理 。12/15 2、微观领域中仪器干扰问题观察者观察仪器观察对象相互作用宏观领域：忽略不计微观领域：不可忽略由此引发是：观察结果是对象本身，还是作用后信息。13/153、观察试验中偶然性 观察和试验是一个有目标、有计划探索自然界奥秘实践活动，因为受研究者理论指导，所以在通常情况下，观察试验结果是能够预料，然而，有时在观察和试验过程中会出现一些意想不到新现象，从而造成科学上重大发觉和突破。这种因为偶然事件而造成科学上重大发觉和突破现象称之为机遇。在科学活动中机遇是经常出现。它有极其深刻客观原因和认识论原因。客观原因在
8、于自然界中任何现象出现既不是纯粹地由必定性主宰、也不是纯粹地由偶然性支配，而是必定性和偶然性相互作用结果。认识论原因在于科学研究目标性、探索性与自然现象错综复杂性之间矛盾。14/15 科学史上，因为机遇造成重大科学发觉有很多事例。但值得深思是，机遇出现对任何人都“一视同仁”，但有些人在机遇一出现就能紧紧抓住，而有些人却熟视无睹。科学家对机遇采取什么态度，在很大程度上取决于他对偶然性和必定性了解。假如他认为观察试验中意外现象仅仅是一个纯粹偶然，那么他就会视而不见；假如他能意识到这种偶然现象背后可能隐藏着某种必定性，那么他就会紧抓不放。另外还与研究者知识水平、知识结构、判断能力、开放思绪、好奇善疑探索精神等相关。15/15
