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)驗范圍內(nèi)不可能得到嚴(yán)格檢驗;而科學(xué)的本質(zhì)是人們對自然界具體的、精確的、分門別類的解釋。這種解釋可以在人類的經(jīng)驗范圍內(nèi)得到嚴(yán)格檢驗。但是在古代，由于實踐形式的單一和實踐水平的低下，人類獲得的經(jīng)驗不系統(tǒng)、不精確、不全面的、不定向，因而在許多情況下無法對科學(xué)解釋做出嚴(yán)格檢驗。因此在古代，科學(xué)與自然哲學(xué)無法明顯區(qū)分。但實驗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，這種經(jīng)驗可以對科學(xué)解釋進(jìn)行嚴(yán)格檢驗，因而科學(xué)就從自然哲學(xué)體系中獨立出來。這充分表明，適當(dāng)?shù)目茖W(xué)方法對科學(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;經(jīng)驗;解釋;嚴(yán)格檢驗;實驗方法
中圖分類號：B82-058;N031-文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：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)?？茖W(xué)能夠從自然哲學(xué)體系中脫離出來，走上獨立發(fā)展的道路，這無疑應(yīng)當(dāng)歸功于實驗方法的誕生，因為實驗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，這種經(jīng)驗可以對科學(xué)解釋進(jìn)行嚴(yán)格檢驗，使之成為名副其實的“實證知識”，從而把它與屬于“形而上學(xué)知識”的哲學(xué)區(qū)分開來，而且實驗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”，為科學(xué)研究提供更豐富、更可靠、更具體精確的感性材料。這充分說明，科學(xué)方法在科學(xué)研究中起著決定性作用，是推動科學(xué)進(jìn)步的重要動力。
一、科學(xué)和自然哲學(xué)都是人類對自然界的認(rèn)識和解釋體系
在古代，人類對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，“古往今來人們開始哲理探索，都應(yīng)起于對自然萬物的驚異;他們先是驚異于種種迷惑的現(xiàn)象，逐漸一點一滴的解釋，對一些較重大的問題，例如日月與星的運(yùn)行以及宇宙之創(chuàng)生，作成說明”。
從本質(zhì)上看，這種自然哲學(xué)其實就是宇宙觀、自然觀，即人們對自然界或宇宙的看法。人們對自然界或宇宙的看法或解釋分兩種類型：一類是對整個自然界總體的、抽象的、籠統(tǒng)的解釋，一類是對自然界中具體現(xiàn)象的分門別類的、精確的解釋。比如，自然界中幾乎無限多樣性的物質(zhì)形態(tài)是從何而來的呢?有人認(rèn)為，宇宙萬物都是由水演化而來的，一切都來源于水;有人認(rèn)為是由火演化而來的，一切來源于火又復(fù)歸于火;也有人認(rèn)為宇宙萬物是由原子演化而來，不同的原子通過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)為整個宇宙都是由氣衍生而來的等等。很顯然，像這些對整個自然界的構(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)驗范圍內(nèi)不可能得到檢驗。原因是，人類的經(jīng)驗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)驗的性質(zhì)是具體的、個別的、特定的，用人類具體的、個別的、特定的經(jīng)驗去驗證總體的、抽象的、思辨的、籠統(tǒng)的知識當(dāng)然是不可能的：具體的事實不能最終證明抽象的、思辨的觀念，個別的經(jīng)驗最終不能證明總體的、籠統(tǒng)的理論。事實上，我們永遠(yuǎn)不可能通過觀察或舉例說明來論證宇宙萬物是由水或火或氣或原子構(gòu)成的，我們不可能通過觀察或舉例說明來論證世界是簡單的、有序的，或是復(fù)雜的、無序的，等等。所以，我們把人類對自然界總體的、抽象的、思辨的、籠統(tǒng)的看法或解釋或知識叫做“自然哲學(xué)”，它們在人類經(jīng)驗范圍內(nèi)永遠(yuǎn)不可能得到檢驗，因而完全屬于“形而上學(xué)”(metaphysics)。作為所謂本體論學(xué)說，形而上學(xué)是哲學(xué)的核心。
然而，另一類對自然界中具體現(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)驗范圍內(nèi)得到檢驗，甚至嚴(yán)格檢驗。比如，太陽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，因為地球是宇宙的中心，是不動的，而其他所有天體，包括太陽、月亮、火星、金星等，都圍繞地球轉(zhuǎn)，太陽圍繞地球轉(zhuǎn)一圈就是一天，當(dāng)太陽處于我們的正面時就是白天，處于背面時就是黑夜。又如，為什么木頭會浮在水面上，而石頭沉到水底下呢?阿基米德認(rèn)為，因為水對浸沒在其中的物體都會產(chǎn)生向上的浮力，他通過推理認(rèn)為浮力的大小恰好等于排開水的重量，由于木頭密度小，體積相對大，所以排開水的重量大于其重量，因而上浮;而石頭由于密度大，體積相對小，所以排開水的重量小于其重量，因而下沉。不用說，像這些對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，人們完全可以通過邏輯分析和經(jīng)驗對照相結(jié)合的方法對之進(jìn)行嚴(yán)格檢驗。事實上，關(guān)于地心說、阿基米德的浮力假說等等，都經(jīng)歷了邏輯分析和經(jīng)驗對照相結(jié)合的多次嚴(yán)格檢驗，其中有些被證明是“正確的”，有些則被證偽。
不過在古代，人類只能通過觀察獲得經(jīng)驗，而且也沒有精密的儀器發(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)驗去嚴(yán)格檢驗人們對自然界的解釋(即“科學(xué)假說”)，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)動的原因”，如果僅憑觀察獲得的經(jīng)驗對它們進(jìn)行嚴(yán)格檢驗，是無論如何也做不到的。實際上，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，也不可能對具體的、分門別類的“科學(xué)假說”做出嚴(yán)格檢驗。
既然古代人無論是對自然界總體的、抽象的、籠統(tǒng)的解釋或認(rèn)識(自然哲學(xué))，還是對自然界具體的、分門別類的、精確的解釋或認(rèn)識(自然科學(xué))，都不可能在人類經(jīng)驗范圍內(nèi)得到嚴(yán)格檢驗，那么對它們當(dāng)然也就無法做出明確區(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、實驗方法的誕生和科學(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)識世界的水平和方法所限，它們無法區(qū)分開，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)驗范圍內(nèi)永遠(yuǎn)不可能得到嚴(yán)格檢驗，而科學(xué)的性質(zhì)決定了它完全可以在人類經(jīng)驗范圍內(nèi)得到嚴(yán)格檢驗。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)驗范圍內(nèi)得到嚴(yán)格檢驗，僅僅是由于古代人只通過觀察無法獲得廣泛的、系統(tǒng)的、全面的、精確的、專業(yè)的、定向的經(jīng)驗事實(或科學(xué)事實)。這當(dāng)然就意味著，當(dāng)人類通過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)驗事實時，那么科學(xué)與自然哲學(xué)就可以區(qū)分開。
不言而喻，當(dāng)伽利略發(fā)明用實驗方法研究自然界時，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)驗事實，因而就可以把科學(xué)與自然哲學(xué)徹底區(qū)分開來。需要指出的是，實驗方法的誕生和科學(xué)儀器的使用是緊密結(jié)合在一起的。從本質(zhì)上看，實驗方法作為獲得科學(xué)研究和嚴(yán)格檢驗科學(xué)知識所需的經(jīng)驗事實或科學(xué)事實的手段，就是根據(jù)研究目的的需要，運(yùn)用科學(xué)儀器和實驗設(shè)備這樣的人工方法，創(chuàng)造自然現(xiàn)象的過程。實驗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，科學(xué)儀器和實驗設(shè)備的使用是其中的重要原因。
人類僅憑感覺器官通過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，而且只能看到可見光，紫外線、紅外線都看不到;僅憑耳朵，只能聽到20～20000赫茲的聲音，低于20赫茲的次聲波和超過20000赫茲的超聲波人類都聽不到;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)識研究自然界就不可能得到足夠多的感性材料，也無法對有關(guān)科學(xué)假說進(jìn)行精確判斷。而在科學(xué)儀器和實驗設(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，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，可以看到太陽黑子的活動，看到月亮上的山脈;使用聲納系統(tǒng)可以聽到次聲波和超聲波;使用溫度計可以精確測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)識研究自然界的重要科學(xué)事實或感性材料，也可以對有關(guān)科學(xué)假說進(jìn)行嚴(yán)格檢驗。
實驗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：
第一，實驗方法可以使人類獲得精確的、純粹的經(jīng)驗事實或科學(xué)事實。馬克思曾指出：“物理學(xué)家是在自然過程表現(xiàn)得最確實，最少受干擾的地方考察自然過程的，或者，如有可能，是在保證過程以其純粹形態(tài)進(jìn)行的條件下從事實驗的。”在科學(xué)研究中科學(xué)家通過科學(xué)儀器和實驗設(shè)備所創(chuàng)造的條件，使人類需要認(rèn)識的事物的某種屬性或相互關(guān)系在簡化、純化、典型、精確的狀態(tài)下顯現(xiàn)出來，從而使人類獲得純粹的、精確的科學(xué)事實。這樣的科學(xué)事實不僅是科學(xué)研究所需的“高質(zhì)量”感性材料，也可以對科學(xué)假說做出嚴(yán)格檢驗。
第二，實驗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。比如，科學(xué)家根據(jù)科學(xué)研究的需要在實驗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、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，實驗方法可以使人類獲得“人造的”科學(xué)事實。天然自然中的許多現(xiàn)象對科學(xué)研究而言，其演化過程不是太慢，就是太快，有些現(xiàn)象甚至只出現(xiàn)一次就再也不會重復(fù)出現(xiàn)，這樣，就給人類研究自然界和檢驗有關(guān)科學(xué)假說帶來極大困難。如，要證明自由落體運(yùn)動的速度與時間的關(guān)系u=gt和下落高度與時間的關(guān)系h=1/2gt2，那么光憑觀察來進(jìn)行驗證是根本不可能的，因為物體下落速度太快，人類憑感官根本無法獲得下落速度或下落高度與下落時間的精確值。但通過實驗方法人類可以輕而易舉地人為控制自然現(xiàn)象演化過程，使演化太慢的過程得到加快，使演化太快的過程變慢，使不能重復(fù)的自然過程再現(xiàn)。這樣，就可以使人類獲得經(jīng)過精心改造過的“人造的”科學(xué)事實。很顯然，這樣的科學(xué)事實作為科學(xué)研究的感性材料或作為檢驗科學(xué)假說的“經(jīng)驗”，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)儀器和實驗設(shè)備的運(yùn)用為特征的實驗方法由于能使人類完全擺脫時間、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，利用這些科學(xué)事實或經(jīng)驗事實不僅可為人類對自然界進(jìn)行具體的、分門別類的研究提供更廣泛的感性材料，而且還可以對有關(guān)科學(xué)假說進(jìn)行精確、嚴(yán)格檢驗。這樣，自然科學(xué)就作為“實證科學(xué)”徹底地從作為“形而上學(xué)”的自然哲學(xué)母體中獨立、分化出來。
三、啟示
從科學(xué)儀器的使用和實驗方法的誕生最終促進(jìn)了近代科學(xué)從自然哲學(xué)體系中獨立出來這一事實，我們可以得到如下啟示：
第一，科學(xué)方法對科學(xué)研究或推動科學(xué)的發(fā)展具有決定性作用。中國有句古話，“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，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?？茖W(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;麥克斯韋正是由于運(yùn)用了數(shù)學(xué)方法，把法拉第的電磁場理論轉(zhuǎn)譯成數(shù)學(xué)語言，才預(yù)言了電磁波的存在，從而為電動力學(xué)奠定了堅實的基礎(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，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，對科學(xué)研究和科學(xué)創(chuàng)新具有重要作用，這充分說明了哲學(xué)思想對科學(xué)研究和科學(xué)創(chuàng)新具有決定性影響。正如恩格斯所說：“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)，缺乏獨特的哲學(xué)思想。
第四，科學(xué)方法和科研活動本身密不可分。我們在很大程度上可以把科學(xué)方法本身看作是科學(xué)的一部分?？茖W(xué)研究的過程本質(zhì)上就是運(yùn)用適當(dāng)方法解決問題的過程，在許多情況下科學(xué)方法本身與科學(xué)研究內(nèi)容的結(jié)合往往會產(chǎn)生新的分支學(xué)科，如實驗方法與物理學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)的結(jié)合，誕生了實驗物理學(xué)、實驗化學(xué)、實驗醫(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)對科學(xué)研究活動的指導(dǎo)具體化、操作化。因此我們在很大程度上可以說，沒有科學(xué)方法，就沒有科學(xué)，就沒有科學(xué)的創(chuàng)新和發(fā)展。
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