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研究生论文|科学问题写作的四种基本类型

2024/6/21 15:00:45  阅读:23 发布者:

在撰写论文时,必须具备对问题的敏感意识,并致力于将研究焦点集中在具有较高价值的问题上。为了达到这一目的,对科学问题的基本类型有所了解至关重要。尽管人文社会科学和自然科学的科学问题存在明显差异,但它们在原则上具有某种一致性。因此,花费一些时间了解自然科学的科学问题,必定对加深对人文社会科学的科学问题的理解大有裨益。为此,可以借鉴当代科学哲学中关于"问题学"的研究成果,对科学问题的类型进行简要论述。

众所周知,科学发展的动力主要可以分为外部因素和内部因素。外部因素包括物质生产、政治制度和精神文化等,而内部因素则主要包括科学理论与科学事实之间的矛盾、科学事实之间的矛盾、科学理论之间的矛盾以及科学理论自身的矛盾等。由于这些因素都可能引发或产生科学问题,因此科学问题可以根据上述因素进行分类。然而,尽管外部因素有时是科学发展的决定性动力,但在一般情况下,外部动力必须首先转化为科学自身的问题,才能发挥作用。因此,从产生的渠道来看,科学问题可以大致分为以下四种基本类型:科学理论与科学事实矛盾引发的问题、科学事实之间矛盾引发的问题、科学理论之间矛盾引发的问题,以及科学理论自身矛盾引发的问题。

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科学理论与科学事实矛盾引发的问题

科学理论和科学事实构成了科学的基石。其他科学因素如概念、定律、学科等都是这两个基本因素的组合或构成部分。这两个基本成分之间不可避免地存在着各种联系。科学事实是科学理论发展的土壤,是推动科学理论不断发展的动力,也是检验科学理论的试金石;而科学理论的基本功能则在于解释已知的科学事实和预测未知的科学事实。解释科学事实实质上就是将个别和分散的科学事实纳入普遍性的科学理论之中,而预测科学事实则是在一定的前提条件下推广理论的应用范围。

然而,由于认识的相对性,任何一个确立的科学理论都不可能是完美无缺的。因此,在面对复杂多变的客观世界时,科学理论的解释和预测活动总会遇到失败的时候。当科学理论无法解释某一新事实,或者所预测的事实不被证实时,科学理论和科学事实之间就产生了矛盾。这种差距导致了科学问题的出现。

科学理论和科学事实之间的矛盾大致可分为两种情况,相应地,也产生了两种类型的科学问题。一种情况是这种矛盾对于科学理论来说是非根本性的,这时引发的科学问题通常被称为常规问题。

举例来说,天文学家赫歇尔在观测中发现了天王星,但其轨道与已有的理论不符,因此引起了一系列的疑问。科学家们通过调整现有的理论,最终解决了这一矛盾。

另一种情况是矛盾对于科学理论来说是根本性的,这时产生的科学问题被称为革命性问题。

例如,伽利略通过实验证明了亚里士多德物理学的某些基本观点是错误的,从而引发了对整个理论体系的质疑和批判,推动了实验力学的发展。这种情况下,常规的调整已有理论的方法已经不再适用,科学界需要通过革命性的思维方式来应对。

在面对这两种不同类型的科学问题时,科学家们需要采取不同的思维方式。对于常规问题,应该保持对现有理论的信任,并通过改进和调整来解决问题;

而对于革命性问题,则需要持开放、批判的态度,甚至可能需要彻底地否定和重建理论体系。科学家们应该灵活运用发散式和收敛式思维方式,在处理不同类型的科学问题时找到恰当的平衡点。

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科学事实之间矛盾引发的问题

科学事实是指在科学研究领域内与科学认知活动发生关联的事实。它们的最显著特点是感性和具体性。这种特点一方面使得科学事实具有可靠性,另一方面也带来了它们的分散性和现象性。人类的认知倾向于追求普遍性,因此人们不仅仅满足于获取科学事实,还努力探索科学事实背后所蕴含的普遍性。这种探索往往通过寻找科学事实之间的联系进行,因为不同科学事实之间的联系是引发科学问题的重要途径之一。

一般来说,科学事实之间关系引发的科学问题主要有两种情况。一种是由相反的科学事实引起的科学问题。当同一件事情呈现出两种不同的面貌时,即出现了相互对立的两种事实,就会引起人们的注意,成为典型的科学问题。另一种是由同类的科学事实引起的科学问题。虽然同类的科学事实不如相反的科学事实那样容易引发科学问题,但当它们的数量增多,展现出某种统一性时,也会引发科学问题。

举例来说,进入19世纪后,化学元素的发现越来越多,当时已发现了不下28种元素。人们开始思考各种化学元素之间是否存在某种内在联系,如何揭示这种联系。这引发了当时化学领域最突出的科学问题。于是人们竞相探求化学元素之间的内在联系,提出了普劳特假说、三元素组假说、螺旋图假说和八音律假说等,最终由门捷列夫提出了元素周期律。

总的来说,基于科学事实之间关系产生的科学问题,不论是相反科学事实之间的关系还是同类科学事实之间的关系,都具有追求统一性的性质。相反科学事实之间关系引发的问题追求真实性和客观性上的统一,而同类事实之间关系引发的问题则追求在最大普遍性基础上的统一。

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科学理论之间矛盾引发的问题

科学理论与经验事实、经验定律不同,它是按照逻辑规则严密组织起来的系统化科学知识。科学理论的核心部分包括那些能够体现其理论观点和倾向的一组基本概念和基本关系。这些基本概念和基本关系构成了科学理论的主体,而其外围部分则包括在不同层次上分布的各种一般概念、范畴、公式、定律、定理、推论等。

例如,牛顿在《自然哲学的数学原理》中列举了质点、质量、力、运动、空间、时间、加速度和万有引力等八个基本概念,并以此为基础确立了由运动三定律为主体的基本关系。整个经典力学体系便是由这些基本概念和基本关系推论而成,形成了一个逻辑严密的理论系统。

此外,在一门成熟的学科中,科学理论并不是孤立存在的,它们往往依附于一定的科学体系,并具有一定的哲学背景,即所谓的形而上学基础

由于基本概念和基本理论所体现的基本思想不同,以及科学理论所依据的哲学背景不同,导致了它们在理论出发点、研究重心、研究方法、思维方式等方面的种种差异。因此,不同科学理论之间的矛盾是十分正常的。

在科学史上,不同科学理论之间甚至发生了冲突,有些冲突甚至延续了几个世纪。例如,数学上的直觉主义、形式主义和逻辑主义之争,物理学上的光的微粒说和光的波动说之争,天文学上的日心说和地心说之争,地学上的水成说和火成说以及大陆漂移学说和板块构造学说之争,生物学上的机械论和生机论之争、预成论和新生论之争、机体论和记忆论之争等等。

一般来说,科学理论之间的矛盾往往引发以下三个方面的问题:

1. 经验问题:即人们对自然界客观事物现象产生好奇心而引起的问题。它的实质是人类的知识背景与关于客观事物现象的实际了解之间的差异。例如,在光学发展史上,微粒说和波动说之争就是经验问题的典型。

2. 理论问题:由于认识主体对于某种理论的真理性产生疑问而引起的问题。理论问题通常是由不同理论之间的矛盾、不协调而产生的。比较典型的例子是天文学史上的地心说与日心说之争。

3. 哲学问题:科学与哲学是两门性质不同的学科,但它们之间存在着密切关系。许多科学理论之间的差异和矛盾往往源于各自的哲学立场和观点的不同。例如,生物学上对于生命现象的解释在不同的历史时期存在不同的见解,这些差异常常反映了整体论观念和还原论观念之间的对立。

综上所述,科学理论之间的矛盾不仅是科学发展的正常现象,还引发了一系列重要问题,涉及到经验、理论和哲学等多个方面,对于推动科学的发展具有重要意义。

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科学理论自身矛盾引发的问题

科学理论的发展是通过假说的形式进行的。科学家首先在经验材料和已有理论背景的基础上试探性地提出假说,然后根据新的科学事实修改、补充和完善假说,最终将其发展为科学理论。科学理论的产生并不意味着认识的终结,因为一切具体的真理都是相对性和绝对性的统一,所以科学理论的成长往往是一个无限过程,从相对真理走向绝对真理,或者真理的相对性不断减小、真理的绝对性不断增强的无限过程。科学理论存在真理上的相对性或可错性,这必然会导致其各成分之间或不同阶段之间的差异和矛盾,进而引发大量的科学问题。

原则上说,由于科学理论都有自己特定的经验事实基础,并且包含概念、范畴、定律、规则、定理、推论等理论成分,因此,理论与事实之间的矛盾、理论之间的矛盾、事实之间的矛盾也都可能包含有科学理论自身矛盾的成分。

其中,科学理论的内容与形式之间的矛盾是一种常见情形。科学理论的内容通常指反映客观世界现象与规律的部分,而形式则指理论的表达方式、逻辑结构等。这两者之间的矛盾关系非常复杂。科学理论的内容与科学语言之间的矛盾是一种常见情况,也是产生科学问题的重要渠道之一。例如,化学科学的发展引发了制定化学符号系统的问题,而化学符号系统的完善又推动了化学理论内容方面的发展,促进了整个学科的进步。

类似地,其他学科也存在着自身的科学理论内容与科学语言的矛盾,例如,生物遗传学的发展引起了制定遗传密码符号的问题,电子计算机科学的发展带来了制定程序语言的问题等。反过来,这些符号系统的制定和完善又提出了科学理论内容方面的许多问题,进一步推动了相应学科的发展。

另一个常见情形是科学理论的内容与形式美之间的矛盾。科学理论既有内容,也有形式,因此就有一个形式美的问题。科学理论的形式美通常指和谐、优雅、一致、简单、整齐等特性。许多科学家都对科学理论的形式美有着深刻的感受,并认识到美学观念在科学研究中的重要性。这种矛盾的存在是推动科学理论发展的重要动力之一,促使科学家们不断努力追求理论的完善和形式的美感。

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