科學(xué)論文2500字怎么寫(2)
科學(xué)論文2500字怎么寫
關(guān)于2500字的科學(xué)論文范文
從自然哲學(xué)到科學(xué)的發(fā)展及其啟示
摘要：自然哲學(xué)的本質(zhì)是人們對(duì)自然界總體的、抽象的、籠統(tǒng)的解釋，這種解釋在人類經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)不可能得到嚴(yán)格檢驗(yàn);而科學(xué)的本質(zhì)是人們對(duì)自然界具體的、精確的、分門別類的解釋。這種解釋可以在人類的經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)得到嚴(yán)格檢驗(yàn)。但是在古代，由于實(shí)踐形式的單一和實(shí)踐水平的低下，人類獲得的經(jīng)驗(yàn)不系統(tǒng)、不精確、不全面的、不定向，因而在許多情況下無(wú)法對(duì)科學(xué)解釋做出嚴(yán)格檢驗(yàn)。因此在古代，科學(xué)與自然哲學(xué)無(wú)法明顯區(qū)分。但實(shí)驗(yàn)方法的誕生使人類能夠獲得系統(tǒng)的、精確的、全面的、定向的經(jīng)驗(yàn)，這種經(jīng)驗(yàn)可以對(duì)科學(xué)解釋進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，因而科學(xué)就從自然哲學(xué)體系中獨(dú)立出來(lái)。這充分表明，適當(dāng)?shù)目茖W(xué)方法對(duì)科學(xué)研究具有重要作用。
關(guān)鍵詞：自然哲學(xué);科學(xué);科學(xué)事實(shí);經(jīng)驗(yàn);解釋;嚴(yán)格檢驗(yàn);實(shí)驗(yàn)方法
中圖分類號(hào)：B82-058;N031-文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-6604(2013)04-0069-04
“科學(xué)”一詞在西方直到18世紀(jì)初才逐漸被普遍使用，科學(xué)在古代屬于自然哲學(xué)。科學(xué)能夠從自然哲學(xué)體系中脫離出來(lái)，走上獨(dú)立發(fā)展的道路，這無(wú)疑應(yīng)當(dāng)歸功于實(shí)驗(yàn)方法的誕生，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)方法不僅能使人們獲得系統(tǒng)的、精確的、全面的、定向的經(jīng)驗(yàn)，這種經(jīng)驗(yàn)可以對(duì)科學(xué)解釋進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，使之成為名副其實(shí)的“實(shí)證知識(shí)”，從而把它與屬于“形而上學(xué)知識(shí)”的哲學(xué)區(qū)分開(kāi)來(lái)，而且實(shí)驗(yàn)方法還能使人類獲得科學(xué)研究所需的典型的、純粹的、系統(tǒng)的、專業(yè)的“科學(xué)事實(shí)”，為科學(xué)研究提供更豐富、更可靠、更具體精確的感性材料。這充分說(shuō)明，科學(xué)方法在科學(xué)研究中起著決定性作用，是推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步的重要?jiǎng)恿Α?/p>
一、科學(xué)和自然哲學(xué)都是人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)和解釋體系
在古代，人類對(duì)自然界中一系列紛繁復(fù)雜的現(xiàn)象總感到十分驚異，人類在好奇心和驅(qū)除愚昧無(wú)知的欲望驅(qū)使下，運(yùn)用天生的邏輯推理能力和想象力對(duì)這些自然現(xiàn)象進(jìn)行試探性解釋，這些試探性解釋就是早期的自然哲學(xué)。正如亞里士多德所說(shuō)，“古往今來(lái)人們開(kāi)始哲理探索，都應(yīng)起于對(duì)自然萬(wàn)物的驚異;他們先是驚異于種種迷惑的現(xiàn)象，逐漸一點(diǎn)一滴的解釋，對(duì)一些較重大的問(wèn)題，例如日月與星的運(yùn)行以及宇宙之創(chuàng)生，作成說(shuō)明”。
從本質(zhì)上看，這種自然哲學(xué)其實(shí)就是宇宙觀、自然觀，即人們對(duì)自然界或宇宙的看法。人們對(duì)自然界或宇宙的看法或解釋分兩種類型：一類是對(duì)整個(gè)自然界總體的、抽象的、籠統(tǒng)的解釋，一類是對(duì)自然界中具體現(xiàn)象的分門別類的、精確的解釋。比如，自然界中幾乎無(wú)限多樣性的物質(zhì)形態(tài)是從何而來(lái)的呢?有人認(rèn)為，宇宙萬(wàn)物都是由水演化而來(lái)的，一切都來(lái)源于水;有人認(rèn)為是由火演化而來(lái)的，一切來(lái)源于火又復(fù)歸于火;也有人認(rèn)為宇宙萬(wàn)物是由原子演化而來(lái)，不同的原子通過(guò)不同的排列組合而構(gòu)成多種多樣的物質(zhì)形態(tài);甚至還有人認(rèn)為整個(gè)宇宙都是由氣衍生而來(lái)的等等。很顯然，像這些對(duì)整個(gè)自然界的構(gòu)成的解釋就屬于總體的、抽象的、思辨的、籠統(tǒng)的解釋，這樣的解釋在人類經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)不可能得到檢驗(yàn)。原因是，人類的經(jīng)驗(yàn)是在人與自然界的相互作用中，并在各種特定條件下獲得的，因而經(jīng)驗(yàn)的性質(zhì)是具體的、個(gè)別的、特定的，用人類具體的、個(gè)別的、特定的經(jīng)驗(yàn)去驗(yàn)證總體的、抽象的、思辨的、籠統(tǒng)的知識(shí)當(dāng)然是不可能的：具體的事實(shí)不能最終證明抽象的、思辨的觀念，個(gè)別的經(jīng)驗(yàn)最終不能證明總體的、籠統(tǒng)的理論。事實(shí)上，我們永遠(yuǎn)不可能通過(guò)觀察或舉例說(shuō)明來(lái)論證宇宙萬(wàn)物是由水或火或氣或原子構(gòu)成的，我們不可能通過(guò)觀察或舉例說(shuō)明來(lái)論證世界是簡(jiǎn)單的、有序的，或是復(fù)雜的、無(wú)序的，等等。所以，我們把人類對(duì)自然界總體的、抽象的、思辨的、籠統(tǒng)的看法或解釋或知識(shí)叫做“自然哲學(xué)”，它們?cè)谌祟惤?jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)永遠(yuǎn)不可能得到檢驗(yàn)，因而完全屬于“形而上學(xué)”(metaphysics)。作為所謂本體論學(xué)說(shuō)，形而上學(xué)是哲學(xué)的核心。
然而，另一類對(duì)自然界中具體現(xiàn)象的分門別類的、精確的解釋或看法完全可以在人類經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)得到檢驗(yàn)，甚至嚴(yán)格檢驗(yàn)。比如，太陽(yáng)為什么每天從東方升起至西方落下，而且還有白天和黑夜之分呢?有人提出，因?yàn)榈厍蚴怯钪娴闹行?，是不?dòng)的，而其他所有天體，包括太陽(yáng)、月亮、火星、金星等，都圍繞地球轉(zhuǎn)，太陽(yáng)圍繞地球轉(zhuǎn)一圈就是一天，當(dāng)太陽(yáng)處于我們的正面時(shí)就是白天，處于背面時(shí)就是黑夜。又如，為什么木頭會(huì)浮在水面上，而石頭沉到水底下呢?阿基米德認(rèn)為，因?yàn)樗畬?duì)浸沒(méi)在其中的物體都會(huì)產(chǎn)生向上的浮力，他通過(guò)推理認(rèn)為浮力的大小恰好等于排開(kāi)水的重量，由于木頭密度小，體積相對(duì)大，所以排開(kāi)水的重量大于其重量，因而上浮;而石頭由于密度大，體積相對(duì)小，所以排開(kāi)水的重量小于其重量，因而下沉。不用說(shuō)，像這些對(duì)自然界某種或某類現(xiàn)象為何如此產(chǎn)生的具體看法或解釋，人們完全可以通過(guò)邏輯分析和經(jīng)驗(yàn)對(duì)照相結(jié)合的方法對(duì)之進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。事實(shí)上，關(guān)于地心說(shuō)、阿基米德的浮力假說(shuō)等等，都經(jīng)歷了邏輯分析和經(jīng)驗(yàn)對(duì)照相結(jié)合的多次嚴(yán)格檢驗(yàn)，其中有些被證明是“正確的”，有些則被證偽。
不過(guò)在古代，人類只能通過(guò)觀察獲得經(jīng)驗(yàn)，而且也沒(méi)有精密的儀器發(fā)現(xiàn)更多、更系統(tǒng)、更精確、更典型的自然現(xiàn)象，因此人類獲得的經(jīng)驗(yàn)在絕大多數(shù)情況下是零散的、不精確的、不定向的、片面的，要靠這些經(jīng)驗(yàn)去嚴(yán)格檢驗(yàn)人們對(duì)自然界的解釋(即“科學(xué)假說(shuō)”)，在絕大多數(shù)情況下都是不可能的。典型的例子是，亞里士多德認(rèn)為“物體下落的速度與其重量成正比”，“力是物體運(yùn)動(dòng)的原因”，如果僅憑觀察獲得的經(jīng)驗(yàn)對(duì)它們進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，是無(wú)論如何也做不到的。實(shí)際上，在很大程度上也正是由于人類僅憑直接觀察或僅憑感覺(jué)器官所獲得的關(guān)于自然界的信息是不全面、不系統(tǒng)、不精確的，甚至是錯(cuò)誤的，因而既不可能為人類更廣泛、更深入地探索自然界的奧秘，解釋自然界提供系統(tǒng)、精確的感性材料，也不可能對(duì)具體的、分門別類的“科學(xué)假說(shuō)”做出嚴(yán)格檢驗(yàn)。
既然古代人無(wú)論是對(duì)自然界總體的、抽象的、籠統(tǒng)的解釋或認(rèn)識(shí)(自然哲學(xué))，還是對(duì)自然界具體的、分門別類的、精確的解釋或認(rèn)識(shí)(自然科學(xué))，都不可能在人類經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)得到嚴(yán)格檢驗(yàn)，那么對(duì)它們當(dāng)然也就無(wú)法做出明確區(qū)分。這就是古代自然哲學(xué)和自然科學(xué)同為一家的最主要、最直接的原因。因此在古代，科學(xué)一般是以一種潛在的形式存在于自然哲學(xué)母體中。 二、實(shí)驗(yàn)方法的誕生和科學(xué)儀器的使用使科學(xué)與自然哲學(xué)徹底分離
盡管在古代，科學(xué)與自然哲學(xué)由于人類認(rèn)識(shí)世界的水平和方法所限，它們無(wú)法區(qū)分開(kāi)，但畢竟科學(xué)與自然哲學(xué)之間存在本質(zhì)不同：自然哲學(xué)其本身的性質(zhì)決定了它在人類經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)永遠(yuǎn)不可能得到嚴(yán)格檢驗(yàn)，而科學(xué)的性質(zhì)決定了它完全可以在人類經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)得到嚴(yán)格檢驗(yàn)。在古代，科學(xué)之所以在絕大多數(shù)情況下不可能在人類經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)得到嚴(yán)格檢驗(yàn)，僅僅是由于古代人只通過(guò)觀察無(wú)法獲得廣泛的、系統(tǒng)的、全面的、精確的、專業(yè)的、定向的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)(或科學(xué)事實(shí))。這當(dāng)然就意味著，當(dāng)人類通過(guò)某種方法能夠獲得廣泛的、系統(tǒng)的、全面的、精確的、專業(yè)的、定向的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)時(shí)，那么科學(xué)與自然哲學(xué)就可以區(qū)分開(kāi)。
不言而喻，當(dāng)伽利略發(fā)明用實(shí)驗(yàn)方法研究自然界時(shí)，人們就可以獲得廣泛的、系統(tǒng)的、全面的、精確的、專業(yè)的、定向的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，因而就可以把科學(xué)與自然哲學(xué)徹底區(qū)分開(kāi)來(lái)。需要指出的是，實(shí)驗(yàn)方法的誕生和科學(xué)儀器的使用是緊密結(jié)合在一起的。從本質(zhì)上看，實(shí)驗(yàn)方法作為獲得科學(xué)研究和嚴(yán)格檢驗(yàn)科學(xué)知識(shí)所需的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)或科學(xué)事實(shí)的手段，就是根據(jù)研究目的的需要，運(yùn)用科學(xué)儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)備這樣的人工方法，創(chuàng)造自然現(xiàn)象的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)方法之所以能夠幫助人們獲得科學(xué)所需的系統(tǒng)、全面、精確、專業(yè)的科學(xué)事實(shí)，科學(xué)儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用是其中的重要原因。
人類僅憑感覺(jué)器官通過(guò)觀察獲得的自然界信息是十分有限的，而且這些信息一般而言也不系統(tǒng)、不全面、不精確、不專業(yè)。比如，僅憑肉眼，人類看不到很遠(yuǎn)的東西，看不到像病毒、細(xì)菌這樣小的東西，而且只能看到可見(jiàn)光，紫外線、紅外線都看不到;僅憑耳朵，只能聽(tīng)到20～20000赫茲的聲音，低于20赫茲的次聲波和超過(guò)20000赫茲的超聲波人類都聽(tīng)不到;僅憑身體，溫度很低的物體和溫度很高的物體都不能觸摸;諸如此類，不一而足。因此，人類僅憑感官，自然界中的絕大部分信息都不可能接收到。這樣，人類認(rèn)識(shí)研究自然界就不可能得到足夠多的感性材料，也無(wú)法對(duì)有關(guān)科學(xué)假說(shuō)進(jìn)行精確判斷。而在科學(xué)儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的幫助下，人類可以從自然界中獲得系統(tǒng)得多、全面得多、精確得多的信息。比如說(shuō)，人類使用顯微鏡可以輕而易舉地看到細(xì)菌、病毒、細(xì)胞等微小事物;使用望遠(yuǎn)鏡可以看到更遙遠(yuǎn)的天體，可以看到太陽(yáng)黑子的活動(dòng)，看到月亮上的山脈;使用聲納系統(tǒng)可以聽(tīng)到次聲波和超聲波;使用溫度計(jì)可以精確測(cè)出微小的溫度差異等等。很顯然，這些系統(tǒng)、全面、精確的信息既可以作為人類認(rèn)識(shí)研究自然界的重要科學(xué)事實(shí)或感性材料，也可以對(duì)有關(guān)科學(xué)假說(shuō)進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)方法除使用儀器幫助人們獲得數(shù)量多、質(zhì)量高的自然界信息外，它還有以下優(yōu)點(diǎn)：
第一，實(shí)驗(yàn)方法可以使人類獲得精確的、純粹的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)或科學(xué)事實(shí)。馬克思曾指出：“物理學(xué)家是在自然過(guò)程表現(xiàn)得最確實(shí)，最少受干擾的地方考察自然過(guò)程的，或者，如有可能，是在保證過(guò)程以其純粹形態(tài)進(jìn)行的條件下從事實(shí)驗(yàn)的。”在科學(xué)研究中科學(xué)家通過(guò)科學(xué)儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)備所創(chuàng)造的條件，使人類需要認(rèn)識(shí)的事物的某種屬性或相互關(guān)系在簡(jiǎn)化、純化、典型、精確的狀態(tài)下顯現(xiàn)出來(lái)，從而使人類獲得純粹的、精確的科學(xué)事實(shí)。這樣的科學(xué)事實(shí)不僅是科學(xué)研究所需的“高質(zhì)量”感性材料，也可以對(duì)科學(xué)假說(shuō)做出嚴(yán)格檢驗(yàn)。
第二，實(shí)驗(yàn)方法可以使自然界中的事物或現(xiàn)象處于特定的極端狀態(tài)，從而使人類獲得在這種極端條件下所出現(xiàn)的極端的科學(xué)事實(shí)。比如，科學(xué)家根據(jù)科學(xué)研究的需要在實(shí)驗(yàn)室中制造出各種極端狀態(tài)，如超高溫、超低溫、超高壓、超強(qiáng)電磁場(chǎng)、超純度物質(zhì)等，以研究事物在這些極端狀態(tài)下的性質(zhì)、特征等，這無(wú)疑大大拓展了人類研究自然界的范圍，并促進(jìn)科學(xué)研究的不斷深入。
第三，實(shí)驗(yàn)方法可以使人類獲得“人造的”科學(xué)事實(shí)。天然自然中的許多現(xiàn)象對(duì)科學(xué)研究而言，其演化過(guò)程不是太慢，就是太快，有些現(xiàn)象甚至只出現(xiàn)一次就再也不會(huì)重復(fù)出現(xiàn)，這樣，就給人類研究自然界和檢驗(yàn)有關(guān)科學(xué)假說(shuō)帶來(lái)極大困難。如，要證明自由落體運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系u=gt和下落高度與時(shí)間的關(guān)系h=1/2gt2，那么光憑觀察來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證是根本不可能的，因?yàn)槲矬w下落速度太快，人類憑感官根本無(wú)法獲得下落速度或下落高度與下落時(shí)間的精確值。但通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法人類可以輕而易舉地人為控制自然現(xiàn)象演化過(guò)程，使演化太慢的過(guò)程得到加快，使演化太快的過(guò)程變慢，使不能重復(fù)的自然過(guò)程再現(xiàn)。這樣，就可以使人類獲得經(jīng)過(guò)精心改造過(guò)的“人造的”科學(xué)事實(shí)。很顯然，這樣的科學(xué)事實(shí)作為科學(xué)研究的感性材料或作為檢驗(yàn)科學(xué)假說(shuō)的“經(jīng)驗(yàn)”，既具有系統(tǒng)性、定向性，又具有精確性、可靠性。
總之，以科學(xué)儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)用為特征的實(shí)驗(yàn)方法由于能使人類完全擺脫時(shí)間、空間和其他客觀自然條件的限制，根據(jù)科學(xué)研究目的的需要，“創(chuàng)造出”比天然自然中更多、更全面、更精確、更系統(tǒng)、更典型、更專業(yè)的科學(xué)事實(shí)，利用這些科學(xué)事實(shí)或經(jīng)驗(yàn)事實(shí)不僅可為人類對(duì)自然界進(jìn)行具體的、分門別類的研究提供更廣泛的感性材料，而且還可以對(duì)有關(guān)科學(xué)假說(shuō)進(jìn)行精確、嚴(yán)格檢驗(yàn)。這樣，自然科學(xué)就作為“實(shí)證科學(xué)”徹底地從作為“形而上學(xué)”的自然哲學(xué)母體中獨(dú)立、分化出來(lái)。
三、啟示
從科學(xué)儀器的使用和實(shí)驗(yàn)方法的誕生最終促進(jìn)了近代科學(xué)從自然哲學(xué)體系中獨(dú)立出來(lái)這一事實(shí)，我們可以得到如下啟示：
第一，科學(xué)方法對(duì)科學(xué)研究或推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展具有決定性作用。中國(guó)有句古話，“工欲善其事，必先利其器”，這里的“器”，就是做事的工具、手段或方法。我們做任何事都要借助某種方法，進(jìn)行科學(xué)研究更不例外。方法使用不當(dāng)，事倍功半，甚至根本無(wú)法完成任務(wù);方法使用得當(dāng)，事半功倍。因此我們可以毫不夸張地說(shuō)，科研人員能否順利完成科研任務(wù)，獲得成功，在很大程度上就取決于能否巧妙、靈活、適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用各種科學(xué)方法。
第二，科學(xué)方法對(duì)科學(xué)創(chuàng)新具有重要意義?？茖W(xué)方法不僅可以使科研人員順利完成事先設(shè)定好的科研課題，而且還可以促進(jìn)科研人員開(kāi)辟新的科研領(lǐng)域，明確新的研究方向，促進(jìn)新學(xué)科的創(chuàng)立。科學(xué)史上，施萊登、施旺正是由于利用顯微鏡進(jìn)行觀察，才發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞，并建立了細(xì)胞學(xué)說(shuō);麥克斯韋正是由于運(yùn)用了數(shù)學(xué)方法，把法拉第的電磁場(chǎng)理論轉(zhuǎn)譯成數(shù)學(xué)語(yǔ)言，才預(yù)言了電磁波的存在，從而為電動(dòng)力學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);德布羅依正是運(yùn)用了類比方法，才提出了物質(zhì)波假說(shuō)等等。
第三，科學(xué)方法是哲學(xué)影響科學(xué)發(fā)展的中介。馬克思主義認(rèn)為，有什么樣的世界觀就有什么樣的方法論，這就是說(shuō)，人們的方法論與其哲學(xué)思想是一致的。而科學(xué)方法作為人們哲學(xué)思想或世界觀的延伸，對(duì)科學(xué)研究和科學(xué)創(chuàng)新具有重要作用，這充分說(shuō)明了哲學(xué)思想對(duì)科學(xué)研究和科學(xué)創(chuàng)新具有決定性影響。正如恩格斯所說(shuō)：“不管自然科學(xué)家采取什么樣的態(tài)度，他們還得受哲學(xué)的支配。”而中國(guó)科學(xué)工作者的科學(xué)創(chuàng)新能力差的重要原因之一，就是缺乏必要的哲學(xué)修養(yǎng)，缺乏獨(dú)特的哲學(xué)思想。
第四，科學(xué)方法和科研活動(dòng)本身密不可分。我們?cè)诤艽蟪潭壬峡梢园芽茖W(xué)方法本身看作是科學(xué)的一部分?？茖W(xué)研究的過(guò)程本質(zhì)上就是運(yùn)用適當(dāng)方法解決問(wèn)題的過(guò)程，在許多情況下科學(xué)方法本身與科學(xué)研究?jī)?nèi)容的結(jié)合往往會(huì)產(chǎn)生新的分支學(xué)科，如實(shí)驗(yàn)方法與物理學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)的結(jié)合，誕生了實(shí)驗(yàn)物理學(xué)、實(shí)驗(yàn)化學(xué)、實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué);分析方法與化學(xué)的結(jié)合誕生了分析化學(xué);數(shù)學(xué)方法與物理學(xué)的結(jié)合誕生了計(jì)算物理學(xué);等等。
所以，科學(xué)方法作為連接哲學(xué)與科學(xué)的中介或橋梁，可以把哲學(xué)對(duì)科學(xué)研究活動(dòng)的指導(dǎo)具體化、操作化。因此我們?cè)诤艽蟪潭壬峡梢哉f(shuō)，沒(méi)有科學(xué)方法，就沒(méi)有科學(xué)，就沒(méi)有科學(xué)的創(chuàng)新和發(fā)展。
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