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绪 论
一、科技哲学与科学技术学
科学哲学：
科学社会学：
STS、 SSK、 STS、 ST&S
科学技术哲学审视科学技术的维度：① ② ③ ④ 。
二、科学与技术
1、什么是科学
⑴
⑵
⑶
首先，科学劳动职业化，形成科学共同体。
科学共同体要有清晰可辨的范式或研究纲领、研究领袖和相当数量的高可见度成员、崇高的集体威望。
其次，欧洲从12世纪都以 方式从事这种活动，17世纪开始成立 。
⑷自然科学的特征：
① ② ③
④ ⑤
2、技术的概念及特征
M·韦伯：
⑴
⑵十九世纪科学与技术才有了密切联系。
⑶现代技术成为新的社会意识形态，左右人们基本的认识趋向。
⑷技术的特征
技术是文化性的，与人的生存方式联系在一起。技术无处不在。
⑸技术共同体创始于19世纪后30年的
3、科学精神与人文精神
⑴科学的精神特质 它的价值基础是“客观性”和“创新性”。
⑴-1 （Universalism）：
⑴-2 （Communism）： ；要求科学家承认和尊重同行的知识产权。 ⑴-3 （Disinterestedness）
⑴-4 （Organized Skepticism） ⑵现代科学技术工作者的外部道德规范
要保持诚实、高尚、协作的精神；要了解自己所从事工作的意义和目的，弄清有关道义和责任问题；要促进国际科学合作，维护世界和平。
第一章 古代哲学与技术
第一节、古希腊自然哲学思想
一、古希腊自然哲学中的几个关键概念：
１，Physis = nature =自然 指的是
２，Arche本原 “本原”的基本含义有两个：第一， 第二，
3,Cosmos =cosmos=宇宙 指的是天地之间所有的事物的总体以及这引起事物之间的秩序。
二、早期自然哲学家
在古希腊人那里，Espisteme(知识)= knowledge =science。
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1、伊奥尼亚米利都学派： ⑴-泰勒斯：提出 是世界的本原。 ⑵-阿那克西曼德： ⑶-阿那克西美尼：
2、毕达哥拉斯学派
他们认为不仅现象的形式结构可以用数（正整数和几何图形）来表达，而且事物就是由数组成的。他们用以论证这种相似的最根本理由是结构性的：
第一：
第二：
希腊人的贡献不在于定理的发现，而在于定理的证明。 是从毕达哥拉斯开始的。
意义（罗素）：
其一，对自然界数学关系的探求使毕达哥拉斯们清楚地区别了 和 两个部分
其二，
其三，毕达哥拉斯学派在西方思想中注入了强烈的 。
3、变化问题
⑴赫拉克利特：
⑵爱利亚派——芝诺悖论
①“两分法”：② ③ ④“操场或游行队伍”
其中，没有涉及“无限性”问题的是
4、元素派
⑴四根说
⑵种子说 “奴斯”本义为mind ，转义为intellect理性(理智)。
⑶原子论 认为万物的本原是 。原子在物理上 ，基本属性是 。 这一观点包括了三个意义。首先， ；第二， ；第三， 。
第二节、柏拉图宇宙论与亚里士多德哲学
一、柏拉图的宇宙生成论
1、宇宙论的目的论 它所认为的安排世界起源的造物主实际是。
柏拉图的重点是要区分具体的天文学与抽象的、数学的天文学。
2、宇宙的构成
造物的四项原质： ，它们符合一种数学原理的安排。但物质世界的真正原素是 。
3、时空与造物
4、拯救现象：
二、亚里士多德
1、物理学
亚氏物理研究的方法主要有：⑴ ；⑵ ⑶
2、“四因说”
首先， 其次，
再次，
最后， 贝塔朗菲称之为 。
3、演绎、归纳方法
由一组公理推导出一个知识体系，这种方法叫做演绎法。亚里士多德研究了：
他结合演绎推理探讨了归纳推理，对 和 有所论述。
亚氏逻辑的评价：
2
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①
②亚氏逻辑的主体是演绎性的。他认为逻辑的性质是 把三段论（推理）与归纳法作为两种不同的方法。
③
④
⑤ 是近代科学的方法论基础之一。 是科学思维的本质特征，
第三节、古希腊自然观及科学成就
一、古希腊的哲学生活及其自然观
1、古希腊思想的特征
⑴希腊哲学家论证和解释的模式可以分为两类：
⑵古希腊哲学家都采取反思的态度
⑶
2、古希腊的自然观
3、希腊学术组织：
二、古希腊古罗马的四大科学成就
1、亚里士多德的逻辑学体系
2、欧几里德的几何学体系
欧几里德几何的传统描述是一个 。《几何原本》是由23个 出发，接着才是十条 。
欧几里德几何的五条公理是：ⅰ 。ⅱ 。ⅲ给定任意线段，可以以其一个端点作为圆心，该线段作为半径作一个圆。ⅳ所有直角都全等。ⅴ若两条直线都与第三条直线相交，并且在同一边的内角之和小于两个直角，则这两条直线在这一边必定相交。第五条公理称为 。
《几何原本》评价：
①《几何原本》最大的特点就在于 。《几何原本》是最早用 方法建立的几何体系。 ②
③《几何原本》提出了 等几何论证的方法。
④
3、托勒密天文学体系
托勒密本人声称他的体系并不具有物理的真实性，而只是一个计
算天体位置的数学方案。
翻译图中词语：
4、盖伦的血液运动理论。
盖伦认为肝是有机体生命的源泉，肝脏不停地制造血液，血的运
动有 个系统。
第四节、中世纪与文艺复兴时期
中世纪上起公元5世纪，下迄公元15世纪。
一、中世纪（5到15世纪）概观
1、黑暗时期（第六、七世纪）的阿拉伯世界
⑴中世纪的阿拉伯科学
被转译成阿拉伯文的有希腊著作有 ，其中 的书名是阿拉伯人定下的。阿拉伯数学最重要的贡献，一是阿拉伯人引用、改进并传播了 ，另一是提供了 的学科名称。
炼金家及化学家阿布－穆萨－札比尔－伊本－哈扬
物理学家伊本-阿尔-黑森
3
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⑵阿拉伯人在科学史上的地位和作用
阿拉伯科学在从希腊到阿拉伯、再到近代欧洲这三大阶段中占据着第二段的高级位置，在时间上 ，在空间上 。
2、中世纪的学术
加洛林文艺复兴、大翻译运动
⑴、中世纪的逻辑
①邓斯·司各脱
公式：
②威廉·奥卡姆
公式：
②-1经济思维原则
③格罗塞特的否证法
第三阶段
否证法
⑵、罗吉尔·培根
第一次提出 ，认为其“第一特性”是 ，第二特性是 两种实验：
⑶、中世纪在科学史上的地位
经院哲学：
爱因斯坦认为 和 是西方科学发展的两大支柱。
经院哲学对近代科学思维的贡献首先表现在， 。 其次，
第三，近代科学思维中的 得到了经院哲学的培育。
第四，中世纪的 为近代科学思维的 提供了最初的训练。
第五，
3、中世纪的大学
大学系科的建立、 、 、人文主义传统、 和理性思考的方法是中世纪大学留给后世真正的遗产。
最早兴起的大学是12世纪 （国家）。
中世纪大学获得的自治特权具体有： ；可以免除在校师生的赋税以及服兵役的义务；三大学教师有校政权；
中世纪大学的学位包括 等学位。
二、文艺复兴运动
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第二章 科学的诞生与机械观的形成
第一节 方法论的新世界
一、文艺复兴与哥白尼
哥白尼一样相信天体作 ，他采用了 方法。日心说最明显的优点是 。但是哥白尼所引起的革命在于最终导致一套全新的研究大自然的方法：
二、弗兰西斯·培根
他反驳了 逻辑，提出归纳逻辑学说。把归纳同观察、分析、实验、寻求因果联系的方法紧密地结合在一起，为科学认识、科学发现活动提供了必要的逻辑方法。
培根新方法的主要特点是 。基本思路是：① 。②整理材料： ③借助逐步归纳和排除法，从事例中抽象出最低层次的公理（假说）；④
评价：具体应用培根归纳法的程序和规则十分困难；培根的归纳法属于 ，只有 。培根的科学观有 的倾向：
思考：否定性放大
否定性放大的发生需有以下条件：首先， 其次，
三、伽利略与实验－数学方法
1、伽利略与运动学
伽利略通过 反驳了驳斥亚氏的落体理论，提出 。
伽利略分解了 ，通过单摆实验和双斜面实验得出 概念。
2、实验－数学方法：
四、笛卡儿与直观演绎法
1、笛卡尔的运动观念和运动定律
笛卡儿是清晰地陈述 定律的第一个人。他借助神的概念，提出了 定律。
笛卡尔的运动观念认为：静止与运动都是一种 ；运动倾向于 。
2、直观演绎法（理性演绎法）
直观是靠人的 而获得对于基本的、清楚明白的、不证自明的真理的直接了解。演绎是指运用数学中严格的推理方法从直观得到的第一原理出发所进行的全部带必然性的推理。概括为四条：
⑴
⑵把所考察的每一个难题 直到可以而且适于加以圆满解决的程度为止。 ⑶按照次序引导我的思想，以便从最简单、最容易认识的对象开始，逐步上升到对复杂的对象的认识 ⑷
笛卡儿为了克服直观—演绎法的局限和困难，运用 对定律和推论进行事后的验证或经验批准。
第二节 牛顿与经典力学的创立
一、万有引力定律的发现
二、数学的新观念与《自然哲学的数学原理》
1、解析几何 创立人：
2、微积分 创立人：
3、《自然哲学的数学原理》书名受到。 5
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4、牛顿三定律
第一定律 。第一定律引入了“运动”概念新的内涵：① 。② 。从这两点内涵可以看到，对于第一定律的得出， 的贡献大于 等人。
相对运动：
绝对运动：
绝对空间：
相对空间：
绝对的、真实的和数学的时间：
相对时间：
三、牛顿的方法论
1、牛顿的科学研究归纳-演绎程序
牛顿肯定 的科学程序理论来反对 的方法，他把这种归纳-演绎程序称之为 。牛顿强调通过综合演绎出的推断需要用 确证，强调演绎出的推断要 原来归纳证据的价值。
2、牛顿的公理方法
在一个数学理论系统中，用尽可能少的原始概念和不加证明的一组公理，以此为出发点，利用纯逻辑推理的法则，把该系统建立成一个演绎系统的方法，就是 方法。它有三个阶段，① ；②规定把公理系统的定理与观察相关起来的程序。区分 和 是牛顿对科学方法理论作出的最重要的贡献之一。③ 。
分析和综合方法试图从 作出概括。公理法更强调 。
3、牛顿认为科学定律有性质。
第三节 物理科学的全面发展
一、经典力学的历史意义
1、经典力学形式的发展及应用 达朗贝尔、拉格朗日、拉普拉斯；哈雷
2、经典力学的科学意义
⑴经典力学彻底打破了两个世界的观念，
⑵经典力学把对机械运动的研究从 提高到 的水平。
⑶经典力学把对物体机械运动状态的描述与研究提高到 的水平。
⑷经典力学把原来只能孤立地研究的力学事件联系了起来，使它们成为因果的链条。
3、经典力学作为形而上学模式
⑴牛顿模式中包含一种依靠 达到原理的方法，其实质是只能问 而不能问 。 ⑵整个自然界的机械运动完全可用 来描述。
⑶“力”和“素”的概念被赋予 。
⑷ 思维确立。
二、物理科学的继续发展
1、真空与流体力学 斯台文、托里拆利、帕斯卡、波义耳
2、从静电到动电的研究 吉尔伯特、莱顿瓶、沃尔、富兰克林、伽伐、伏打。创立电荷守恒定律， 使电学从静电走向动电研究。
3、光学 开普勒、笛卡尔；牛顿主张光的假说；惠更斯提出
第四节 十七世纪的化学与生命科学
一、化学发展的基本线索
1、医化学与工艺化学 帕拉塞尔苏斯、毕林古修
2、微素与燃素理论 波义耳提出。
3、拉瓦锡的氧化学说
拉瓦锡列出了第一张元素一览表，元素被分为四大类：
①简单物质，光、热、氧、氮、氢等物质元素。
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②简单的非金属物质，硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素等，其氧化物为酸。
③简单的金属物质，锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌等。 ④简单物质，石灰、镁土、钡土、铝土、硅土等。
第一次化学革命：
二、化学影响下的物理学——热学热质说与热动说
由布莱克提出， 明确归纳而成热质说，但热质说是在化学理论 的启示下创立的。
汤普森提出了最初的热的唯动说，直到 发现分子热运动最后证实热动说。 确立了热功当量，以及 定律的提出确立了热的唯动说。
三、生物科学和医学的发展
1、近代生物分类学的两个派别
切萨皮诺和马尔皮基的 ；洛贝尔和鲍欣的 。人为分类法为瑞典 所继承和发展。他把生物分为 两界，形成了 的分类系统。布丰把生物发展的历史和地球演变的历史联系起来，否认了 。他主张生物 的思想。
2、医学革命
哈维的改革包括三个重要方面。意义最大的是 。第二是引入了 推理。第三发现 。他提出了一个封闭式的机械论 （单/多）系统。血液循环的发现是一项伟大的思想成果，但它对于 而言并不具有同等的重要意义。
第五节 近代自然科学特征分析
一、近代自然科学本身就充满着以理性主义为特征的近代哲学精神。具体表现为：
1、近代自然科学体现了探索自然奥秘的 精神。
2、近代自然科学体现了重视观察和实验的 精神。
3、近代自然科学体现了精确的量化而达到的 。
4、近代自然科学体现了理解世界的 图式。
二、机械论的要点
第一个系统提出机械论的是 ，以 体系为范式。机械模型中，世界被想象为一架大机器，（时空） ； 是唯一的运动形式，自然物被想象为有形而无灵魂的零件，它们按相同规律运动， 被设想为自然这架机器的设计师和第一推动者。 方法是研究自然的主要方法。
严格的机械决定论：
三、机械自然观与古希腊自然观的比较
中心论点是：不承认自然界、不承认被物理科学所研究的自然界是一个有机体，并且断言它既没有理智也没有生命，因而它就没有能力理性地操纵自身运动，更不可能自我运动。它所展现的以及物理学家所研究的运动是外界施与的，它们的秩序所遵循的自然律也是外界强加的。
自然科学对“自然”的理解发生了由 到 的转变。希腊意义的自然分裂为 的两极。机械论解释模式使得对自然界的研究脱离了 ，而转向对它们的 ，从而转向了可以由一名公正的观测员用合适的数学方法去测量完成的物质的外部的、物理的特征。这样一来，宇宙不仅没有了目的与方位的趋向，而且丧失了 。这个过程被称为科学的 。
四、近代科学与神学
1、实验的炼金术背景 波义耳、牛顿 2、牛顿的神学思想
第六节 科学社会建制的形成
一、“无形学院”
17世纪，以伽利略为首的是最早的科学社团之一。在托里拆利的倡导下创立了院或称 。17世纪中叶世界科学中心从 向 转移， 建立。“无形学院”还包括法国 以及德国的 。 的形成展示了 7
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现代科学中无形学院的存在。
二、国家科学院
1660年，正式科学机构成立。1666年了 。 上属单位 是独立的社会组织。
三、大学职能的变换
法国启蒙运动出现 学校，大革命期间兴建了“综合技术学校”和“高等师范学校”。英国建立了格拉斯哥大学和爱丁堡大学等新型大学。
第三章 19世纪科学技术的全面发展与科学哲学思想
第一节 技术革命与产业革命
工业革命在 年左右已经开始，但直到 年，它还没有真正蓬勃地展开。
一、近代技术产生的基础
1、产业革命前夕的工业技术状况
一方面科学家开始转向 。另一方面工匠或技师 。 传统与 传统的越来越密切的结合使得科学与技术之间的关系由 向科学发现促进技术发明的方向转化。
2、传统技术的生长点 近代水磨、摆钟
二、新型技术的出现
1、——第一层次的革命珍妮机、水力纺纱机、骡机、飞梭、自动织布机
2、——第二层次的革命
3、综合技术群的产生
三、技术革命时代的到来
1、产业革命的开始 2、机器大工业逐步扩展 3、生产方式的全面深刻变革
四、产业革命导致科学与技术的结合
1、科学知识的普及
与第一次工业革命密切相关的一件大事乃是 运动。各种《百科全书》出版，欧洲建立了传播科学和技术知识的公共机构：巴黎的国家工艺博物馆和伦敦的大不列颠皇家研究院。
2、产业革命促进了技术研究
18世纪中叶后，英国成立了
3、科学与技术之间关系的转化
第二节、天文学和地质学的发展
一、机械物理学影响下的天文学
1、笛卡尔的天体演化思想
2、太阳系起源假说
⑴布丰行星系起源假说
⑵康德的星云假说 “星云说”的鼻祖可追溯到古希腊 。
⑶星云假说的风行 发展了星云假说。
⑷机械观的影响
星云假说并不一定要排除整个过程由上帝创造的可能，但 抛弃超自然的解释必然要走向自然神论和无神论。康德-拉普拉斯“星云说”完全是 的翻版，唯一不同的是笛卡尔原子漩涡中心里没有“万有引力”。笛卡儿、康德和拉普拉斯在解决天体起源问题时，都是在 范围内进行论证的。但康德主张宇宙存在一种 的渐进过程，这个过程 。这是以 来取代 ，被持进化论哲学的人们所重视。
二、行星与星系
1、提丢斯—波德行星定则
2、赫歇尔家族
⑴天王星和海王星的发现
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⑵老赫歇尔的银河系模型
赫歇尔的一个重大发现是太阳的 。世界上首先发现恒星运动的
是 。
右图：（上）10万年前的北斗七星，（中）现在北斗七星和每颗星的运动方向
（下）10万年后的北斗七星
⑶小赫歇尔的科学方法理论
三、地质学
1、近代早期地球成因理论 笛卡儿、莱布尼兹、布丰
2、启蒙运动时期的地质学
17世纪后期地质学理论逐步从当时面临的根
本问题是： ？这个问题导致地质学分化成两个阵营。采纳水成论观点的有德梅耶特、布丰，以 为代表，他 《圣经》中关于创世和大洪水的解释。水成论提出了两个重要的假定。第一个假定是在整个地质史上火山的活动相对来说比较微弱。第二个假定是没有什么力量能使地表隆起。后来，有证据表明过去的火山活动更加广泛，从而将地震和火山视为同一种基本现象。火成论应运而生。
3、查尔斯·赖尔的“均一论”地质学
赖尔发展了 ，按照 观念来探讨地球的历史。
第三节、经典物理科学的完成
经典物理学三大支柱： 、 、 。
一、经典电磁理论的完成
1、电学时代的肇始
库仑定律
的提出是在普利斯特利与万有引力定律进行 推理的基础上实现的。 奥斯特、西林格、安培、欧姆
法拉第提出 概念，将其分布空间命名为 。他认为电磁感应的传导 。
2、电磁理论的创立
麦克斯韦思想核心是 之间的转换。其意义在于：①法拉第的观念是定性的非数学的系统表达，如果麦克斯韦 。②它对电、电磁和光的理论作了根本的修正，而且是对牛顿自然科学思想体系的 。③麦克斯韦开辟了 的可能性。
二、热力学的成就
1、热力学三定律 卡诺循环、迈尔
焦耳确定热功当量使热力学第一定律得到公认，热力学第一定律是：热可以转变为功，功也可以转变为热；消耗一定的功必产生一定的热，一定的热消失时，也必产生一定的功）。 和 分别独立提出热力学第二定律： 。1906年 得出热力学第三定律：“当绝对温度趋于零时，凝聚系(固体和液体）的熵在等温过程中的改变趋于零。” 改述为：“当绝对温度趋于零时，固体和液体的熵也趋于零。”这一规律又被表述为 原理：“不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度。”
2、热力学的思想史意义
热力学第二定律的数学表述是 ，在实验上 （能/不能）证明。熵的概念和热力学第二定律最先把 带进了物理学，物理世界不再只是 世界，而且是 世界。
第四节、19世纪的化学科学与生命科学
一、无机化学到有机化学
1、原子论与分子论 李希特、普劳斯特、道尔顿、贝奇里乌斯、阿伏加德罗
2、无机化学的系统化 俄国
3、有机化学的发展 凯库勒
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二、生命科学的形成
1、细胞理论
细胞理论得以创立的工具前提是发明了 。细胞理论统一之前，植物学家认为植物组织的基本结构是 ，动物学家认为动物组织是由 组成的，生理学家认为人体由很细的 构成。19世纪30年代末期， 研究了细胞的生成，坚持植物完全由细胞组成； 指出细胞理论同样适用于动物。但对二者来说细胞仍然只是一种 ，其他学者开始强调细胞的生理功能，并提出 是在所有生理过程中真正起作用的物质。
2、生物进化论及其意义
⑴近代第一个提出生物进化学说的是 ，他提出两点看法：其一是生物自身有一种内在的、主动的、向上的要求，它使生物为 而改变自己的生活习性，由此发生物种的变异；其二是生活习性的改变使生物的某些器官被较多地使用，另一些器官则较少慢用，于是出现了 现象。他认为，生物体 都是能够遗传给后代的，称为 。
居维叶 器官相关律，在他看来，物种的变化不是渐变的过程，而是 。 ⑵达尔文
从赖尔的 概念发展为达尔文 概念。中心观点：现存的生物物种都是从原始的简单生物经过功能的分化、长期的变异和遗传、经过生存斗争和自然选择发展而来的。Darwin提出“生命进化树”，在树的根部，是LUCA，即所有现存物种的共同祖先（Last Universal Common Ancestor），由LUCA衍生出的一个躯干，经过一次次分叉，生长成一棵枝叶繁茂的大树。每一根树枝都代表了一个物种；分支点则代表物种一分为二的地方。大多数树枝终结于某个死角，表明物种灭绝，但仍有一些成功到达了树的顶端–这些就是现存的物种。达尔文进化论的核心是 、 和 。达尔文认为，动、植物界存在着十分剧烈的生存竞争。在这种竞争下，适者生存，不适者被淘汰；物种有利的变异将被保存下来，不利的变异则被淘汰，逐渐积累的有利变异结果形成了新种。贡献之一是 。二是将 纳入自然序列。贡献三在于 。
3、遗传学 孟德尔和达尔文都抛弃了 4、19世纪医学技术进展
5、微生物学的创立 巴斯德、科赫
第五节、第二次技术革命和科学的新世纪
一、（第二次）技术革命：电力革命
1、电机的发明与电能的应用 雅可比、西门子、多利沃•多布洛里斯基
2、从蒸汽机到内燃机 奥托和兰肯、戴姆勒、奔茨、赖特兄弟
3、电力革命及其影响
二、第二次技术革命的社会效应
1、科学成为技术的先导
2、
的出现是这一效应的开始。其另一标志则是
三、科学的新世纪
1、称19世纪为“科学的新世纪”，是因为：
2、马克思主义辩证唯物主义自然观的产生
3、科学理论得出的归纳与类比方法
⑴归纳主义
归纳原则：有一种从积累的简单事实推到定律的推论形式，因此从描述观察和实验结果的真的陈述可以推论出真的定律。 ：科学知识是经过充分证实的事实的集合，这种知识通过进一步追加经过充分证实的事实而增长，因此追加一个新事实到这个集合上，不改变以前所有的事实。 ：我们相信一条定律的可信性程度与已经被观察到的在这条定律中描述的现象实例数成正比。
⑵穆勒五法
① ；② ；③ ；
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④共变法，用公式表示如下：
①-5剩余法 用公式表示如下：
⑶休谟的批判
⑷模型的类比方法
类比是两个实体、两个过程或两个机制之间的关系，它使我们能够根据我们对一个东西的知识对另外一种我们知之甚少的东西做出推论。类比有如下结构：ⅰ ；ⅱ ；ⅲ中性类比，我们不知道那些属性，A和B是否匹配。 定律就是参照了物质粒子的力学模型。
模型有两种不同的含义，其一， ，其二， 。模型在我们知道世界上的事物并不真正符合它们时，它们仍然可以是有用的计算工具。
4、关于实验科学的最初思考 惠威尔：事实与观念
第四章 现代科技与自然观的新发展
第一节、经典物理学的困惑
一、迈克尔孙-莫雷实验
实验最初的目的是要论证经典力学关于 的假设，结果 （否证/支持）了这个假设。
二、黑体辐射实验 伦琴、贝克勒尔、汤姆逊、
维恩位移定律在 部分与试验曲线相吻合，瑞利-金斯公式在 部分与实验能较好地吻合。
第二节、世纪之交的物理学革命 一、相对论
1、相对论的数学准备
⑴拯救以太
为了解释迈克尔孙-莫雷实验所得的"零结果"，而又保留以太参考系，菲兹杰拉德和洛伦兹都独立提出了 假说。洛伦兹进一步得到“洛伦兹变换”，在洛伦兹新理论中， 原理是成立的。
1904年1898年还提出过在1905年命名了洛伦兹变换。
⑵相对论与非欧几何
广义非欧几何泛指一切和欧几里的几何学不同的几何学，狭义非欧几何只是指 ，通常意义的非欧几何是指 这两种几何。
欧氏几何与罗氏几何只是 公理不一样。欧式几何讲“过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行。罗氏几何讲 。黎曼几何规定： 。它的另一条公设讲：直线 。广义相对论中的空间几何就是 。从非欧几何学中可以得出： 都有可能提供一种几何学。
2、狭义相对论(relative motion that involves inertial frame of reference)及其推论
狭义相对论基于两条假设 ：(1) ：如果K是惯性系，则相对于K 作匀速运动而无转动的其它坐标系K'也是惯性系；自然定律对于所有惯性系都是一致的；(2) ：无论在何种惯性参照系中，光在真空中的传播速度相对于该观测者都是一个常数，不随光源和观测者所在参考系的运动而改变。根据狭义相对论，可以得出以下一些推论（效应）：
ⅰ同时性 。ⅱ运动着的物体 。ⅲ运动着的时钟 。ⅳ运动着的物体质量会 。
爱因斯坦于1905年9月在《物体的惯性同它所含的能量有关吗》中提出质能方程：E＝mc2。由于 和 的参与，相对论得以迅速变成了物理学家感兴趣的议论和研究课题。随着实验证据的出现，对相 11
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对论本身进行根本性重构的是 完成的，他引进 时空概念。1911年，B．朗之万在讨论时间相对性或钟慢问题时用 取代了爱因斯坦的“时钟悖论”。
3、广义相对论(the relationship between gravity and geometrical structure of space and time)及其实验验证 广义相对论的三个主题： ， ，几何学与物理学的关系。
⑴广义相对论
狭义相对论描述的都是 中物体的运动，这决定了狭义相对论的局限所在。
广义相对性原理：假定相对性原理和光速不变原理在任何参考系（如加速运动等）中都成立，而不仅仅只在惯性系中成立。
等效原理：弱等效原理(WEP)：引力场与惯性场的力学效应是局域不可分辨的。强等效原理：引力场与惯性场的一切物理效应都是局域不可分辨的。作为广义相对论基础的是 等效原理。
广义相对论表明引力是 。
⑵实验验证和实验反证
广义相对论得到四项实验验证：① ；② ；③ ；④ 。
不过，中子引力干涉实验和DI海格立斯双星进动的难题使得广义相对论的广泛性受到怀疑。
4、相对论的科学与哲学意义
对于相对论在科学中的地位，玻恩评价说一方面它是以牢固确立的 概念和 概念为出发点，另一方面它导出了革命性的 概念，给牛顿所建立的传统观念以决定性的批判，把现代科学同古典科学区分开来。
相对论的哲学意义在于：它维护了实在论在科学中的地位。 二、量子理论与量子力学的创立
量子论的发展经历了三个主要阶段： （普朗克，爱因斯坦，玻尔）， （德布罗意，薛定谔，海森伯，玻恩）以及 ，前两个阶段均被视为革命。
1、普朗克量子假说的提出
普朗克将瑞利-金斯定律和维恩定律结合凑出了一个新的公式，新的
分布律是凭 拼凑出来的。普朗克提出了 假说，标志着量子
物理学的诞生。
普朗克提出如下假说：
⑴作热辐射的辐射体是由许多带电谐振子组成的，线性谐振子振动时
向外辐射 ，并和周围的电磁场交换能量。各振子振动的频率不同，
每一振子只发射单色的辐射，全部振子则发生连续的辐射。
⑵每个线性谐振子的能量不能连续变化，只能处在 状态，
在这些状态中相应的能量只能取ε，2ε，3ε，„，nε（n为正整数）
等值，ε称为能量子；
⑶能量子与谐振子的频率 。
2、光量子理论与光电效应
爱因斯坦建立了“固态量子论”。而且，他在1905年假设：光是由一个个具有确定性质的分立实体组成的，每一个实体（光量子）具有能量；物质在辐射或吸收光（或任何形式的电磁辐射）的过程中，也是以同样的量子形式进行的。这些假说与当时普遍接受的光是 理论冲突。因此，爱因斯坦提出的只是临时性的假说。但爱因斯坦假说中的一节 却可以通过直接实验加以验证。
3、玻尔对原子结构的解释
1897年1911年提出原子是原子核和电子组成的。1912年N．玻尔提出新的原子模型 。新的原子模型成为古典量子论的起源。
4、物质波与波动力学、矩阵力学
1926年，爱因斯坦的光量子概念获得了力学在经过一定的数学变换后是完全等价的。
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5、量子力学的几个重要原理
⑴互补原理 1927年 提出，光所具有的相互矛盾的波动性和粒子性是互补的，两者同时存在，互为补充，无法在验证一种特性的同时保证另一个特性不受到干扰或破坏。同时，他认为生命物体所具有的 之间也是互补的。
⑵测不准原理 1926年 提出。要确切地知道粒子的位置，必须用一束光射到这个粒子上，通过光波的反射才能知道粒子的位置，光波越短，那么测量的结果越精确。但 。
⑶ 对应原理 联系量子力学和经典力学之间的关系就是对应原理。 提出，但索末菲指出应当“坦率地承认它们的非相容性”。
6、量子力学的意义及其争论
⑴测不准原理的科学方法论涵义：
①几率函数服从一个运动方程，它随时间的变化是被量子力学方程严格决定了的，但它不容许对原子事件在空间和时间中进行描述。另一方面，观测要求在空间和时间中对系统进行描述，但是由于观测改变了我们对系统的知识， 。
②测量仪器是必须用经典力学的术语描述的，这样一种描述包含了有关仪器的微观结构的测不准性；然而，因为仪器又和世界的其余部分相联系，它事实上还包含了 的测不准性。
③只有当测量仪器与世界的其余部分密切接触时，只有当仪器和观察者之间有相互作用时，测量仪器才是名副其实的。因此， 的测不准性也将进入量子理论系统。
⑵机械决定论与统计决定论；
量子力学和强等效原理冲突，在微观世界中，弱等效原理不成立。
爱因斯坦与以玻尔为首的哥本哈根学派之间长达30年的争论。玻尔的"互补原理"是哥本哈根学派的重要支柱。从20年代开始，爱因斯坦拒绝接受量子力学，他反对的主要观点是，新物理学引进 作为它的基础缺乏 ，以及由此导致的描述自然界的 。但他在1953年致波恩的信中表示支持几率解释。
第三节 重要分支学科
一、经典化学向现代化学的转变
1、现代化学理论的形成
经典化学理论是建立在 和 基础上的。 开创现代化学。泡利提出 原理，指出一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。
2、化学分析方法的变革
3、有机化学的新进展 现代三大有机合成是 、 、 。
4、高分子化学兴起
5、绿色化学，又称环境友好化学(environmentally benign chemistry)或清洁化学(clean chemistry)
二、粒子物理学particle physics
在实验上把已经发现的粒子分为两大类。一类是不参与强相互作用的粒子，统称为 。另一类是参与强相互作用的粒子统称为 。已经发现的数百种粒子中绝大部分是 。
强子是由 、 和 组成的。将夸克囚禁在强子内部是强相互作用所独有的性质。 弱相互作用的基本规律对于左和右，正、反粒子，过去和未来都是 的。这种作用是 所预言，在实验上为吴健雄所证实。
三、现代宇宙学与地球科学
1、射电天文学 60年代四大天文发现：类星体、3K微波背景辐射、射电脉冲星和星际有机分子。
2、天体演化的现代理论
3、现代宇宙学与宇宙模型
爱因斯坦1917年开创现代宇宙学，提出 宇宙模型，被称为“爱因斯坦宇宙”。他在其中引入了一个斥力项，以保持宇宙永远处于稳态。这被他自称为“一生中最大的失误”。
1922年弗里德曼提出宇宙模型。1948年伽莫夫把核物理学与宇宙膨胀理论相结合提出了宇宙大 13
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爆炸理论。
4、大陆漂移说与板块学说
1912年魏格纳在地质学和古生物学论据的基础上提出50年代推动魏格纳的基本思想（而
非魏格纳理论本身）复兴的的新证据首先来自古磁学和地磁学的研究。 理论由于 的广泛被接受而得以完善。地球科学革命与魏格纳理论的关系表现为：
5、对自然地理的综合研究
四、生命科学：分子生物学的诞生与发展
1、青霉素的发现及应用 弗莱明
2、生物遗传学
⑴ 摩尔根基因理论的确立
⑵ 蛋白质与核酸的结构研究
⑶ 基因的生化功能研究
3、 物理学家的智力转移
量子力学家对遗传信息的猜想奠定了分子遗传学的思想基础。
1932年，在"生命与光"的演说中提出了生命问题。1945年，出版《生命是什么?》提出
信息的编码、传递、传递的稳定性与偶然变异的稀缺性是生命现象研究的基本问题。
4、DNA研究
⑴ 噬菌体小组
⑵ DNA双螺旋结构的揭示
⑶基因的表达与控制
⑷生物技术 引发了科学之 问题、 问题等。
5、达尔文主义的没落
⑴ 遗传学说，反对达尔文的自然选择学说。
⑵达尔文过分强调了 ，不能解释跃进性进化现象。
⑶自然界不单存在着达尔文所主张的 ，还存在着达尔文所不承认的 。
⑷生态系统内的生物之间，它们与环境的关系， 。
⑸ ，生物在分子水平的大多数突变是 。
⑹生命进化树假定家系繁衍是“垂直的”，但是，RNA版生命树指出 。
⑺在社会科学的应用上，社会达尔文主义产生了种族主义、毁灭战争、批判理论等极端思想。生物到
底是彼此竞争还是合作？是弱肉强食，还是互助共存？尚待进一步讨论。
五、计算机科学技术
六、系统科学、非线性科学
七、生态和环境
1、整体观的发展
2、生态学研究的国际性是其发展的趋势
2．1ecological crisis
当一个物种或群体的环境发生了危害其延续存留的改变时，某种生态危机就发生了。引发这种危机的
原因可能有： 改变之后，环境质量相较于物种的需求退化；由于 的压力，环境不再适宜物种或种群的延续； 使得物种难以获得维持生存质量的条件。关于失衡的进化理论把 生态危机看作进化的 。现代生态危机主要指人类赖于生存和发展的自然环境或生态系统结构和功能由于人为的不合理开发利用而引起的生态环境退化和生态系统的严重失衡。 、 、现代工农业以及 对环境造成了严重破坏。
2．2协调人与自然的关系，确立生态观
世界环境及发展委员会布兰特报告： 称为可持续发展。 14
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第四节、现代科学的特征与新的自然观
一、现代自然观
现代自然观基于自然科学家所研究的自然界过程和历史学家所研究的人类事务的兴衰变迁这两者之间的类比。
二、生态自然观
⑴ 生态系统是生命系统。
⑵ 生态系统具有显著的整体性。 ⑶ 生态系统是 ⑷ 生态系统是 。
第五节、对科学及其发展历程的再认识
一、实验理论与自然科学方法论
1、科学实验
实验是在科学研究中用来检验某种假设或者验证某种已经存在的理论而进行的操作。
实验过程：确定研究问题，选择适当的变数；确认研究假设及实验变数的处理水平；控制实验环境；选定适合的实验设计；确定研究对象，准备实验器材；进行实验观察（先导实验、调整、测试、记录）；分析资料，选择适当的统计方法；制作研究报告。通常实验最终以实验报告的形式发表。实验设计的基本课题包括：如何提高研究效度validity、操弄自变数、如何确定自变数操弄剂量、选择因变数、选择和分派样本、控制环境变数。实验过程的设计影响实验效度。
按照实验的外部环境，实验可以分为在实验室进行的 、在自然情境下的现场中进行的现场实验、 。坎贝尔和斯坦利根据实验的控制程度和内外在效度的水平将实验分为 、 与 。
实验研究的优点：易于确定因果关系；能够排除外在变数的干扰；具有方便性；可以复制重复；可利用自然发生的事件。缺点：研究者主动操弄一些研究情境， ；一些特定样本可能产生偏误；实验结论来自自变数和因变数之间的相关性，它具有 ；针对要研究的问题比较有效，不易于 ；对某些样本操弄的道德问题。实验研究法是所有实证研究中內部效度 ，外部效度 的。
2、受控实验影响下的科学观念
⑴科学问题
存在于科学和科学研究领域中的疑难、反常。它包含着一定的求解目标和应答域，但尚无确定的答案。 科学问题分为两类： 和 。根据 ，可以把经验问题分为两种：“常规问题”和“反常问题”。
科学研究的直接目的的就是要解决科学问题。当一个问题解决以后，还要转向由此引伸出来的其它问题，也叫问题的转移。因为科学问题的解决，并不是消灭问题，而是常常由此会引出更多的新问题。因此一个科学问题的解决，必然会引导科学家进入由此产生的科学中的新问题和新可能性的研究。
⑵科学假设
假设(hypothesis)包括对某个可观察现象的建议性解释或预测复杂现象之因果联系的推求。科学假设一般是 ，有时也会被表达为存在命题， 。
科学方法要求人们可以 一个科学假设。为了正确的测算，假设的构造者需要作出 。根据Schick and Vaughn，评价备选假设会考虑： 、 、 、多产性（Fruitfulness）、守旧性（Conservatism）。
⑶科学观察
观察是通过感觉获得外部世界的知识或使用科学工具获取数据报告。科学观察 从而产生一个有别于该过程不被观察的结果。
⑷科学事实
在最基本的意义上， 一个科学事实就是一个客观的可证实的观察，区别于一个假设或理论，后者是用来解释或说明事实的。科学事实区别于1) 、2) 。科学事实一般被认为是独立于观察者的，但在某种程度上，关于事实的结论受到 多 15
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重影响。“事实”必定在一定程度上承载 。
二、对科学理论的分析
1、科学理论
⑴定义
⑵理论与模型
⑶科学理论的特征
科学理论的定义特征是它 。判定标准是：ⅰ ；
ⅱ它被多条证据支持，以保证它如果不是完全正确也可能是一个极好的近似。
此外，科学理论是 ——当新事实被发现时允许变化。
它是 的解释。比如
科学理论不必须是完美精确的，却必须是 。
2、迪昂的理论整体论
3、坎贝尔论假说和词典
在坎贝尔看来，理论是 。命题可以分成两部分：一部分是由有关描述理论的观念集合的
陈述组成，另一部分由这些观念和其它具有不同特征的观念之间关系的陈述组成。前一部分称为 ，后一部分称为 。坎贝尔指出理论包含了定律所没有的一些东西 。
4、逻辑经验主义
在逻辑经验主义那里，科学理论是由 和 ，或者是一组定律组成的。
他们认为，科学理论由三要素组成： 、 和 。
5、科学理论的结构
在前科学和科学的幼年时期，或者在一门科学的初创阶段，其理论形态往往呈 。这种结构
的科学理论主要由 要素构成。 结构是科学发展到成熟时期的产物，即科学理论开始步入公理化、形式化、系统化的的形态。假设演绎结构的理论在 中相当早慧，在经验科学中是近代科学革命之后陆续出现的。
三、科学发展的模式
1、逻辑经验主义的累进模式
它提出了科学发展的 模式，即认为科学知识的增长是不断归纳的结果。但累进理论不能说明
被摒弃的科学理论。
2、波谱尔的证伪主义模式
他认为，科学发展的特性不在于证实，而在于证伪。科学的任务是 。
证伪是 。公式： 其中，P1表示 ；TT表示 ；EE表示 ；P2表示 。科学就是解决问题的活动。
⑵波普悖论
评价：
3、库恩的历史主义科学革命模式
库恩指出他并不认为有所谓 。
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4、拉卡托斯的科学研究纲领
拉卡托斯首先发展了精致证伪主义。一个理论 T1 被证伪的充要条件是具有下列特征的另一理论 T2 被提出：（1） ；（2）T2解释了T1先前的成功之处；（3) 。
以此为基础，拉卡托斯用“科学研究纲领论”来克服波普尔和库恩模式的缺陷。他认为，科学研究纲领。它由 和 、 组成：
• ，是科学研究纲领的核心部分，包括 。
• ，是科学研究纲领的可反驳的外围弹性带，以保护硬核免遭反驳而提出 的集合。当纲领受到经验事实反驳时，通过调整、修改辅助假说来保护“硬核”。
• ，是形成研究纲领的方法论。它包括：
• ，是一种方法论上的禁止性规定，警告人们什么样的研究途径是应该避免的。它禁止人们挑战研究纲领的“硬核”并鼓励科学家用自己的智慧去型塑硬核或发明“辅助假设”以形成对硬核的保护带。
• ，包括一系列明确或隐含的建议。它是 ，指导人们如何去改变和发展研究纲领的“可驳斥的变种”，以及如何去改进、完善“可驳斥”的保护带，从而可以开展出 。 科学研究纲领的进化阶段——科学研究纲领的退化阶段——科学研究纲领的复兴阶段„„
科学研究纲领方法论取消了 ， 是不确定的，一个旧的科学研究纲领有可能在以后某个历史时期复兴，但是对于一个旧的科学研究纲领如何实现复兴的条件，拉卡托斯并没有给出。
5、费耶阿本德的无政府主义认识论
⑴一切都是被允许的。 ⑵不可比较性。
6、劳丹的“研究传统”
劳丹认为科学进步的单元是 。当且仅当 ，科学就进步了。科学进步的途径有三种：一是 。二是通过消除所谓的“反常”。三是恢复 。
7、爱因斯坦说明了理论科学在现代发展的基本特征：第六节 科学建制：科学、技术与社会
社会建制是指由社会关系联系起来的扮演一定社会角色的社会位势的群体。狭义的社会建制是指使这些群体或其中的成员社会化的任何组织设置。它是为了满足某些人类需求而组织起来的社会生活的主要结合体。一般包括价值观念、行为规范、组织系统、物质支撑四大要素。
一、技术发展的模式
戴森认为，存在着两种性质的科学革命：一种是 ，如库恩的“哥白尼—伽利略—牛顿”革命；另一种是 。
贝尔认为后工业社会具有以下五个特征：
⑴经济结构 。
⑵职业分布以 为特征。
⑶轴心原则是理论知识日益成为创新的源泉和制定社会政策和依据。
⑷未来方向是 。
⑸决策方式使 诞生。
二、科学的社会机制
1、科学的社会运行系统
2、李约瑟问题Needham Question
李约瑟博士提出：
李约瑟问题引发了关于科学与技术活动和文化相互关系的思考。李约瑟本人的理解是：⑴在中国，古 17
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希腊 概念是完全不存在的。在西方，商人的利益对于现代科学的勃兴起重大的作用；而在中国，商人的利益是一贯受仰制的。⑵ ：中国信仰是神圣化的宗族祖先体系；而西方信仰是人格化的上帝造物主，上帝的理性训示人们认为可以用自己的数学语言勉强地演绎出来。⑶中国哲学认为一切事物内在的“道”使他们自然地达到和谐；而西方则是 。现代方式的自然科学的产生似乎需要有一种启发性的自然淳朴的因素，而这种因素恰恰是中国天赋的智能中所缺少的。⑷ ，中国的官僚封建主义能够更好地把科学应用于人生事务上，这与希腊的帝国主义，或者中古世纪的西方封建主义很不相同。
李约瑟问题某种意义上是 ，因为它建立在一个隐含前提上： 。这个前提是站不住的。 。真正的问题是一个“反李约瑟”问题：西欧是怎么产生出科学来了的？对于这个问题，可以如下回答：
3、贝尔纳-汤浅现象
世界科学活动中心的思想始现于英国科学学学者 ；日本科学史家 以数据形式论证了他关于科学中心及其转移过程的见解。后者认为 1501年到1950年间，世界科技中心发生了5次大转移，即从 （1540年-1610年）、 （1660年-1730年）、 （1770年-1830年）、 （1840年-1920年）到 （1920年-现在），平均每次的时间是80年。
⑴“汤浅现象”并不是孤立的科学现象。汤浅光朝认为，文化的震荡、社会的变革、经济的快速增长、新学科群的崛起、科学家的集体流动都是导致科学中心发生转移的因素。
⑵汤浅现象说明科学的兴旺和 总是一致的； 总是超前于科学技术的兴旺。 ⑶为什么会出现汤浅现象?
①. 使意大利成为世界第一个科学兴旺中心。
②.培根第一个提出“知识就是力量”，表达了 的先声，造就了以牛顿为代表的世界上最杰出的一大批科学家队伍。英国率先创办了 和 ，为英国争夺科学兴旺中心地位和成为工业革命发源地培养了科技人才。
③ 运动在法国达到高潮。大革命前，法国就出现了职业学校，大革命后，政权即着手改革旧的科学机构，建立专业化职业学校。
④.德国借鉴法国的办学经验，创建了集 于一体的新型教育体制。发端于德国的 使德国大学被誉为“培养科学家的摇篮”。德国凭籍走在世界前列的 、 和 。
⑤.美国在南北战争后及时引进和发展了德国的科学教育体制，把重点院校逐渐办成以研究生院为主体的大学。
换质、换位推理
SAPPIS
SEPPES
SIPPIS
SOP
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