有关科学研究方法的论文

有关科学研究方法的论文

　　【内容提要】本文着重分析了科学方法论的五种困境：对归纳逻辑的反对、反对方法、当代科学方法论 家的自悖、元方法论的困境以及对评价规则的质疑，指出认清这些困境的目的在于寻求科学 哲 学更深层的理论变革和发展机遇。
　　【关键词】标准的科学方法论/反归纳/逆归纳/自悖/元方法论标准/无合理性原则

　　【正文】
　　综观整个20世纪科学哲学的发展历程，可以发现一方面，许多不断涌现的新观念和新理论 ，尤其是以波普尔的否证论、库恩的范式理论为代表的一些科学方法论既为科学哲学本身带 来 勃勃生机，同时又表现出强大的渗透力和影响力，成功地应用于数学、经济学、管理学、社 会学、法理学、接受美学、语言学、历史、政治、文化等研究领域，使这些研究展示出全新 的分析与境或视野；而另一方面，从整体上看，自20世纪80年代末，科学哲学却开始走入低 谷，成就平平，反响一般，往日的辉煌似乎已不存在。科学哲学为什么会出现这种萧条的情 况？这已成为当今科学哲学家十分关注的论题之一。
　　在笔者看来，这种境况的原因，在于科学哲学在20世纪后期的发展中陷入了重重困境，一 时难以摆脱。然而，正是对这些困境的深入分析，有可能孕育科学哲学理论变革和发展的新 契机，就象19世纪末的物理学危机引发了20世纪初的物理学革命一样。因此，目前关键的问 题 是，困境在哪里？我们应如何认识这些困境？本文即意在对当代科学方法论的五种重要困境加 以讨论，（注：鉴于学界对困境1、困境2、困境5的一些内容比较熟悉，在此仅对这三种困境只作简要的 补充性说明。）以起到抛砖引玉的作用。
　　“科学家的信念不是武断的信念，而是尝试性的信念，它不依据权威，不依据直观，而建 立在证据的基础上。”[1]伯特兰·罗素的这一精辟论断道出了标准的科学方法论的核心所 在。作为一种科学方法论构想，标准的科学方法论，一是含有正统的意思，最符合人们思想 中科学方法的“本来面目”或经典模型；二是这种构想往往能把其它方法论吸引过来，并成 为这些方法论所仿效的对象。该标准的科学方法论坚持唯科学方法之用方显科学本色，科学 方法是科学活动的标志，是科学合理性的保证。凭借科学方法，科学家的认识活动就可取得 成功。这里的科学方法是具有程式性或规范性的实证法，尤其是归纳推理，在科学发展与科 学 证明的过程中具有重要的作用。这种标准的科学方法论（产生于20世纪初）拥有众多的信奉者（包括像罗素在内的逻辑原子主义者、逻辑实证主义者、逻辑经验主义者、一些科学家及社会科学家等），并统治了人们的思想近半个世纪，直到20世纪50年代末才受到挑战。许多的 方法论之争都是针对这种标准的科学方法论而发的。
　　困境1：对归纳逻辑的反对与辩护
　　继20世纪初“剑桥发明”（注：“剑桥发明”一词是拉卡托斯用来指在经典的归纳主义之后发展起来的“或然性归纳逻辑”。它始于n，后来与出席Johnson举办的讲座，并发展了他的思想。）之后，卡尔纳普等逻辑经验主义者进一步阐发归纳原理对科学方法的重要性。赖欣巴赫说：“这个原理决定科学理论的真理性。从科学中排除这个原理就等于剥夺了科学决定其理论的真伪的能力。显然，没有这个原理，科学就不再有权利将它的 理论和诗人的幻想的、任意的创作区别开来了。”[2]自20世纪初至50年代，他们建立的概 率主义归纳逻辑成为了众多科学哲学家努力探究的核心。
　　对逻辑经验主义的归纳逻辑，波普尔首先立足于他的否证哲学进行有力的批评，力图重新 解决“休谟问题”（归纳问题）与“康德问题”（划界问题）以及两者之间的关系。按拉卡托斯 的看法，“波普尔的名声就在于它对归纳法的批判”，但波普尔竟对什么是归纳都从未明晰 地说明过，并且前期与后期哲学在归纳问题上很不一致。拉卡托斯认为，归纳逻辑的原始目 的是“从怀疑论中拯救科学知识”，存在着某种归纳原则或拟归纳原理可以把“实在论的形 而上学与方法论的评价、逼真性与确认性联系起来”。[3]
　　自称是反归纳队伍中“一名上尉”的沃特金斯(s)认为拉卡托斯的归纳进步观站 不住脚，因为确认评价只报道过去业绩，而逼真评价仅包含将来业绩，我们无法从确认评价 推进到逼真评价。他拒绝所有的非演绎推理，认为一切非演绎推理都具有非转化性。科学知 识可分为多个层次——层次0（感觉报告）、层次1（简单陈述）、层次2（经验概括）、层次3（精确的经验规律）、层次4（科学理论），其中不存在任何合法的从低级层次到较高层次的“归纳 上升”。但从层次0到层次1将包含一个“跳跃”。艾耶尔曾提出，这种“跳跃”可由某种非 归纳性的并能为人们接受的推理来实现。沃特金斯把艾耶尔的这种推理称为“某种拟归纳推 理”[4]，并认为波普尔令人遗憾地走向“彻底的”或极端的怀疑论[5]。对于归纳问题，沃 特金斯试图提供一种实用主义的解决方案，并宣称这种方案要比他在《科学与怀疑论》中提 出的论点更为简单和更好。[6]
　　为摆脱归纳逻辑的困境，(1)赫斯(Mary Hesse)、亨迪卡(Jaakko Hintikka)等自20世纪80 年代对卡尔纳普传统进行修正和完善，赫斯提倡以枚举逻辑作为科学推理最基本的形式，用 它来重新阐释其它形式的归纳逻辑（如科恩的消去式归纳逻辑）。她坚持一种比卡尔纳普允许 更多随条件变化的并处于有限形式中的归纳逻辑，“归纳的核心在于它是一种对综合性理论 系统的研究没有保证获得实用主义知识的最佳途径。”[7](2)科恩(Jonathan Cohen)提出了 非概率主义归纳逻辑。他认为，许多科学哲学家只注意培根归纳的方法论意义，却忽视了它 的逻辑方面——证据的性质及命题之间归纳支持的逻辑关系，他力图用一种成熟的现代逻辑 形式重建培根的归纳。这种新培根式归纳逻辑包含了两个主要因素：(A)相关变量的方法， 该方法表明归纳支持因不同的证据而有不同的等级；(B)一般模态逻辑，“它可以达到对非 外延性的多个等级的形式化”，[8]因为二值等级形式捕获不到非外延性的丰富性和多样性 。这种模态逻辑可把归纳支持的等级表示为通向“近律性”(Legisimilitude)的阶梯。
　　赫斯、科恩等人还试图为归纳逻辑提供广泛的成功应用，如科恩出色地将自己的新归纳论 应用到如医学、心理学等一些领域中去，并得出结论：非标准形式的归纳推理也具有与其它 归纳相同的结构([8],P.26)。
　　对上述争论，牛顿-史密斯(-Smith)指出：“完全抛弃归纳的波普尔与勉强使用 归纳的拉卡托斯都不能建立起他们各自的方法论与科学目的之间的纽带”[9]，在波普尔的 体系中存在着一种否证法与逼真性之间的二难困境。牛顿-史密斯着重阐述了包含“在最终 检验中所需要的其它特殊因素”的“元归纳”(meta-induction)观。([9],pp.224～225)
　　困境2：反对方法和方法论危机
　　科学历史主义的兴起促成了这样一种新观念：科学哲学家必须正确对待科学的历史。这种 观念挑战了20世纪60年代以前两个最有影响的方法论钢领（即归纳主义和波普尔纲领）。库恩 本人虽然提出几种评价标准（精确性、简单性及有效性等），但他把这些标准“比喻为像‘深 思熟虑而后行’之类简单而无用的格言”[10]，在相互竞争的理论之间的选择取决于主观因 素与客观因素的混合，取决于共同标准和个人标准的混合。
　　费耶阿本德质疑以往的科学方法研究在实际科学中的可行性，认为探求一种指导科学家从 事理论选择的规则系统的努力虽然具有悠久的传统，但却是失败的。他展示了一幅比库恩更 为激进的图景：(1)“逆归纳”，他认为逻辑经验论的“证明”式归纳与波普的“证伪”式 归纳是归纳这一枚硬币的两面，提出了“逆归纳”(counter-induction)的概念，其中count er-意指在与归纳相对立的方向上行进，在此归纳仅是一个参照物而已。“我们可以通过逆 归 纳法来推进科学”，这就要求我们做两件事：一是提出与公认的并得到高度确证的理论不一 致的新理论（注：标准的科学方法论坚持，新假说必须与公认的理论相一致。费耶阿本德反对这种一致性条件，譬如牛顿万有引力定律与伽利略自由落体定律并不一致：重力加速度对前者来说是一个变量，而对后者则是常数。一个科学家要想使自己的观点包含更多的经验内容，就必须引进其它的理论观点，采取理论多元论的立场。），反驳一个理论的证据往往不是借助于事实，而在于提出新理论。理论的进步 并不是一个一致理论的系列，而是一个“日益增长的互不相容的各种可取理论的海洋”。他 认为，专家和外行业余爱好者、诚实者与说谎者一起参与争论会促进科学的进步和文化的繁 荣。二是提出与充分确凿的事实不一致的假说。一个理论所以与证据相冲突，不是因为它不 正确，而是因为证据被污染。要批判这种证据就应当发明一种新的观念体系。“第一步跨出 这一循环，或者创造一种新的概念体系，如一个新理论，它与极小心确立的观察结果相冲突 ，并挫败了最合情合理的理论原则，或从科学之外，从宗教、从神话、从不胜任者的思想， 或从疯子的思想漫游中引入这样一个体系。这一步又是逆归纳的，可见，逆归纳既是一个事 实——离开它科学不能生存，又是科学游戏中一种合法的且又非常需要的行动。”[11](2) 说服人的技巧。库恩曾以“常规科学”意指知识发展中平稳的和逻辑的间歇。费耶阿本德则 干脆否定这种“常规科学”的存在，认为科学决定的作出、理论的接受是一种说服人的事情 ，包括理论支持者的威望、年龄、及参与争论的技巧等（注：在费耶阿本德看来，伽利略的成功并不在于他的观察和实验(在《恒星的使者》中对月球的描述自相矛盾，用望远镜观察月球的演示是失败的)，而在于他宣传自己学说的技巧，他说：“伽利略这个善于耍滑头的人比起我们通常对这位肃然起敬的、执着的‘真理探索者’来说是一个远为有趣的人物”。([11]，p.68)）。因此，费耶阿本德的反对方法实际上是反对科学方法的唯一合法性，并不是取消方法。他坚持各种方法平等的多元方法论。
　　此外，奎因、普特南、罗蒂、哈金(g)等人根据各自的理由坚持，人们所能做的只 不过是描述自然科学家所使用的方法，他们认为，根本不存在容许我们去发掘具有规范性特 征的方法论的余地。在这一系列质疑之下，标准的科学方法沦陷于危机。
　　困境3：当代科学方法论家的自悖
　　科学方法论危机“令人沮丧，但要取消方法论还为时早了点”[12]，科学方法论者们试图 拯救和重建科学方法论，但结果处于自悖的困境中，这里仅以其中三位为例来说明（参见[19 ]，pp.344-351）。
　　1.拉卡托斯的自悖
　　拉卡托斯(A) 拉卡托斯力劝科学家作出新颖的预见：如果预见正确，就认为你的理论是进 步的；如果错误，就进行拯救理论硬核的活动；如果不能作出长时间跨度的任何成功预见， 那么你的研究纲领是退化的，应当抛弃。如何知道哪一种方法论是进步的呢？拉卡托斯认为 ，一种方法论应说明“伟大科学家的价值判断”，而要满足这种说明就必须对方法论作出某 种合理的重建。他指出：“在撰写一种历史性案例研究时，一个人应采用下列程序(1)给出 一种理性重建，(2)尽力将这种合理性重建与实际历史相比较，并批判缺乏历史性的合理性 重建及缺少合理性的实际历史。”[13]人们不必关心特殊反常的价值判断，拉卡托斯更“强 调科学研究纲领与方法论研究纲领之间深远的类比，并且强调像‘经验陈述’可被推翻一样 ，规范的‘基础论断’也可被方法论推翻。”[14]即通过规范的方法论来重建科学史，以便 使科学史尽可能合乎理性的目的。这里，拉卡托斯强调的是方法论的规范性、重要性和优先 性。
　　拉卡托斯(B) 拉卡托斯曾对波普尔的试错法不屑一顾，但他对研究观领中硬核的解释却是 “实际上硬核并不是一出现就是全副武装的……它通过长期的预备性的试错过程而缓慢地发 展。”([13]，p.26)这样，我们如何通过襁褓中的硬核来确立研究纲领的存在？如何理解硬 核的无 错的硬性？又如何通过硬核来形成对其它因素或成分的规范力量？对于一个研究纲领 比另一个研究纲领更进步的情形，拉卡托斯认为我们无法接受其中一个研究纲领，进步并不 意味 着 接受；相应地，我们无法凭借方法论来得知科学家接受或抛弃哪个理论，因此拉卡托斯的方 法论已失去了它的规范能力。
　　2.劳丹的自悖
　　劳丹(A) 在《进步及其问题》(1977)中，拉里·劳丹提出了与吉尔(A)不同的观点。当在 阐明历史与方法论的相互关系时，劳丹采取了一种直觉主义的方式：“(1)到了譬如1800年 ，接受牛顿力学、拒斥亚里士多德力学是合理的；……(6)在1925年之后接受广义相对论是 合理的；……我将要主张的是存在着一组广泛的人们所坚持并相似于上述情形的规范判 断，这组判断构成了我将称之为我们偏爱的关于科学合理性的前分析直觉(PI)。我们关于这 类情形的直觉可用作评价不同的规范的合理性模型的试金石。”在劳丹那里，这种前分析知 觉的标准是固定不变的，它成为方法论的一种根基。
　　劳丹(B) 前分析直觉本身毕竟是变化的，受制于一些历史条件。劳丹自80年代末90年代初 开始抛弃他的前分析直觉标准，宣称我们必须完全摆脱对直觉的任何依赖；而致力于建构一 种联结规范性与描述性的规范自然主义(normative naturalism)。
　　3.吉尔的自悖
　　吉尔(A) 自20世纪60年代历史学派兴起以来，标准的科学方法论在衰退，但仍有其忠实的 斗士。吉尔就是突出的一位。他坚持科学的哲学与科学史之间的关系不是紧密的，而是一种 基 于利害关系的结合(a marriage of convenience)。他提出了许多反对科学哲学与科学史密 切相连的观点，譬如，他认为循环性问题对理论选择标准的任何历史途径而言都带有尖锐 的挑战性。他说：“设想……历史对理论的理性选择提供经验证据。在这一情形中，这一说 明本身就是一种经验的结论，或广泛地说是一种理论。但要在历史证据的基础上选择一种关 于理论选择的理论，一个人就必须总是具有某些理论选择的标准。”[15]这里，吉尔坚持从 历史中获取准则就是用未经证明的假定来论证，结果只能导致一种恶性循环。
　　吉尔(B) 进入20世纪80年代，自然主义激流勇进，吉尔也情不自禁地加入其中。起初作为 历史反对者的吉尔现在却是历史的一位知心朋友。吉尔在《走向一种统一的科学理论》(198 4)一文中明确指出，方法论与历史之间的关系“就是理论模型与经验证据之间的这种标准关 系”[16]。按吉尔的自然主义，科学对经验世界建构理论，哲学则对科学世界进行理论化。 这两种理论化遵从相同的方式，都具有历史性的特征。
　　对上述的自悖，科学哲学家大多采取了批评的态度。拉卡托斯在(A)中对历史的理性重建无 疑受到许多科学历史主义者的反对，如霍尔顿(Gerald Holton)认为拉卡托斯的这种观点令 人难以接受。库恩则称这种观点“一点也不是历史，而是制作实例的哲学。”而拉卡托斯在 (B)中对方法论规范能力的取消无疑是较(A)更加远离科学方法论。
　　罗伯特·布朗(Robert Brown)认为，劳丹、吉尔提出的自然主义经不起推敲，因为自然不 会欺骗，不会犯错误。而科学家却不然，他完全可能这么做。再如，引力理论不允许一个真 实的逆实例的存在，但在合理性的正确理论之下却可以存在大量不合理行为，正如在我们 正 确的道德信念（即谋杀是错的）之下仍存在着谋杀者的谋杀活动一样。吉尔从(A)到(B)的转变 表明他从对科学方法论的坚持变为对历史因素的侧重。与吉尔相反，劳丹从(A)到(B)的转变 则说明他进一步疏远历史而亲近（方法论的）规范性。
　　困境4：元方法论层次上的困境与无合理性原则
　　自20世纪70年代以来，科学方法论的重心开始向元方法论转移。
　　什么有资格构成科学方法的标准？这一问题是促成科学方法论重心转移的核心问题之一。西 格尔认为，要为科学方法寻求一种确定的唯一程序是错误的，不存在确保科学合理性的程序 ，而只有对证据的承诺。[17]多数当代科学方法论者对元方法论研究的必要性确信无疑。但 出人意料的是，劳丹否定元方法论存在的价值。他认为，历史主义学派的元方法论是，对一 种科学方法的评价要依据它在多大程度上能把过去科学家的选择再现为合理的，而这种元方 法论没有正确对待这样的事实：科学家的目的和背景信念都因人而异，尤其在不同于我们的 科学时期时就更是如此。如果科学家的目的在某些重大方面随时间发生变化，我们就没有理 由 希望用我们的方法去衍涵关于具有不同目的的活动者的合理性或不合理性的任何东西。无论 合理性是什么，它都具有特定的活动者与特定与境。劳丹认为，元方法论就是方法论的认识 论，它如果存在则不应视为绝对命令，而应看作假言命令，我们在竞争的方法论中进行选择 的方式与我们在竞争的经验理论中选择的方式完全相同。因此，我们不需要关于方法论的一 种 特殊认识论。([12]，pp.19-31)劳丹虽然宣称否定元方法论，但事实上仍建立了自己的元方 法论（注：对此许多科学哲学家都给予了肯定。西格尔(1990)、沃勒尔(1988)、多普尔特(Gerald Dopplet)(1990)、列普林()(1990)等对劳丹的元方法论作出了各自的评论。）。劳丹建立的网状模型理论本身就是对一种元方法论理论的建构，并引起了元方法论 层次上的一系列争论。沃勒尔尖锐地指出，劳丹的网状模型不可避免地导致一种二难困境： “或者存在着一个方法论原则的不变的核心M[*]，或者一切都是变动的。有这样的一介M[*] ，网状模型则是旧的塔式模型的一种精致论述或注释性变换；若没有这样一个M[*]，该模型 陷入相对主义。无论那一种方式，劳丹的‘第三’选择都作为一种独立的、具有竞争性的立 场而被排除。”[18]
　　罗伯特·布朗认为元方法论至少包含两方面的内容：“(1)公正地对待历史，(2)公正地对 待概念性东西。”[19]他认为，劳丹与拉卡托斯的科学哲学都试图对(1)给出必要而充分的 条件；加伯()及其他先验的方法论者集中于(2)。他们都是片面的。基于科学的实 际 历史，布朗提出了如下的一种规范的元方法论标准(R)：“若(其他方面都相等)某方法论使 其理论性重建与规范性重建符合最多的科学史片段，同时与相关的独立的社会理论相谐调， 那么该方法论是最好的。”([19]，p.355)
　　布朗认为，上述标准作为评价相互竞争的方法论提供了一种元标准。这种标准具有许多值 得我们赞赏的优点：首先，这一元标准体现了这样一种精神，即科学史必须在某种意义上被 认为是理性的。该标准使科学史中的合理性扩大到最大的程度。其次，布朗宣称该标准(R) 克服了劳丹的前直觉观点的所有弱点，如，非比较性、基础主义、对直觉的依赖性、历史在 检验中的无地位性。第三，这种元标准在形式上相似于宽容性原则(principle of charity) 。宽容性原则试图最大程度地扩大真理性，而(R)则试图最大程度地扩大合理性。第四，这 种 元标准被一种无合理性原则所支持。
　　无合理性原则(arationality principle)是一种类似于宽容性原则的方法论原则，即从人 类活动的可能选择性解释中选择一个更好的解释。无合理性原则主要有两层含义：第一层是 当面临在一项活动的合理解释与其它解释（如心理学与社会学说明）之间进行选择时，我们应 选择合理性的解释。好的解释就是一种活动原因，是一种好的理由，譬如，对为何爱因斯坦 在1905年抛弃牛顿的理论，我们有两种相互竞争的解释：一是认为爱因斯坦这样做是因为他 的狭义相对论更好的符合有效的证据；二是认为爱因斯坦抛弃牛顿理论是因为他要反叛他的 前 辈，并推翻其最基本的概念，即父子之间、代代之间冲突的情景。对这两种解释，无合理 性原则告诉我们应选择理性的那一种，即爱因斯坦依据第一种理由去活动。第二层，无合理 性原则并非坚持惟有心理——社会因素在起作用，而是说人们通常对一定活动找不到理性的 解释，在这样的情形下就必须诉诸于心理——社会（或其它“外在的”）的原因。
　　在布朗看来，元标准(R)与无合理性原则都试图最大程度地增大合理性，这是两者的共同之 处。因此，元标准(R)可以从无合理性那里得到支持。但两者又不能完全等同；元标准(R)是 一 种在相互竞争的方法论之间进行选择的标准，无合理性原则却假设了一种特定的合理性。
　　困境5：质疑“评价规则的恒定性论题”
　　就像弗雷格等人建立演绎逻辑的有效不变的通则一样，20世纪初卡尔纳普等逻辑经验主义 者及迪昂、鼓加勒等法国约定论者都极力寻求归纳逻辑的不变原理或统治科学理论评价的恒 定规则。这种规则不包含任何容易引起争论的关于世界本体的形而上学假设，同时又必须是 普遍存在的、抽象的、理论性的。无论是归纳推理还是演绎推理，都可能有时是无效的，科 学评价有时也是错误的，甚至某种不正确的评价可能贯穿于整个历史过程之中。但这些无效 的推理过程却不能危及到推理规则本身的合理性，同样这些不正确的评价过程也不能危及评 价规则的正确性。评价理论的方法论规则是先验的，并不因经验的不同、过程的不同、时间 的推移而发生变化。这就是在标准的科学方法论构架之下的理论评价规则的恒定性论题。
　　针对这一恒定性论题，亨普尔()提出质疑。他认为，某些方法论规则在时间上是 相对的。譬如，正如已摈弃宇称守恒定理一样，我们也应抛弃麦克斯韦关于时空定位缺少因 果效用的原理，这些准则及其时间相对性取决于我们的世界观。亨普尔得出结论：“必须抛 弃合理性理论选择的一切标准都无时间的观念。”[20]劳丹在《科学与假设》(1981)中通过 追溯假说方法的历史演进，批评了科学方法永恒不变性观念，他既坚持科学方法的共时性， 又坚持科学方法的历时性（即可变性、历史性）。
　　综上所述，上述科学方法论的五种困境都在各自不同的层面或在不同的理论进程中与科学 合理性的“二难困境”[23]发生着某种关联。譬如，困境1是科学合理性的“二难困境”呈 现的必要前奏，困境5则是这种“二难困境”在科学的理论规则与历史之间关系上的一种反 映，没有困境1和困境5的出现就没有科学合理性对历史因素的内在要求；而困境2、困境3、困境4都是这种科学合理性的“二难困境”在科学的理论与实践之间、内在逻辑与历史之间 关系（不谐调的、矛盾的）上的一种体现。以上概述的五种困境仅仅是对科学哲学困境的初步 探讨，有待于更为深入的研究。
　　论点摘编
　　科学的“真”与生活的智慧/柳延延/《中国社会科学》/2002.1
　　以西方现代理性精神为基础的科学技术给人类带来巨大的福祉，尤其是发展到20世纪，这 已成为深刻影响人类生活的全球性现象。这表明，西方自启蒙运动以来确立的现代理性主义 思想方式，向人类敞开了对人类生存极具意义的一个方面，即科学的“真”是人类能够更好 地生活于世的基本保证，体现出可贵的生活智慧。但是，科学的“真”并不等于生活的全部 智慧，它虽然给人类带来了高度发达的物质文明，却不能为人类提供这种生活何以值得过下 去的理由。从这一意义上说，启蒙运动的任务尚未完成。今天人类面临的困境表明，一方面 ，科学技术已不可抗拒、无可避免地成为人类的生存方式；另一方面，启蒙之光的核心也有 一片黑暗，当代文化批判的重要任务就是不懈地揭示这片黑暗。

　　【参考文献】
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学术论文研究方法

学术论文研究方法

学术论文研究方法，业论文对大学生是很重要的一项内容，如果毕业论文不通过就可能毕不了业了，论文的研究方法是很重要的，下面我和大家分享学术论文研究方法，一起来了解一下吧。

论文的研究方法主要有以下几种：

1、调查法

它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法，它综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式，对教育现象进行有计划的、周密的和系统的了解。

2、观察法

观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表，用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象，从而获得资料的一种方法。

3、实验法

实验法是通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果联系的一种科研方法。其主要特点是：第一、主动变革性和控制性。

4、文献研究法

文献研究法是根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。

5、实证研究法

在科学研究中，通过定量分析法可以使人们对研究对象的认识进一步精确化，以便更加科学地揭示规律，把握本质，理清关系，预测事物的发展趋势。

定性分析法

定性分析法就是对研究对象进行“质”的方面的分析。具体地说是运用归纳和演绎、分析与综合以及抽象与概括等方法，对获得的各种材料进行思维加工，从而能去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里，达到认识事物本质、揭示内在规律。

个案研究法

个案研究法是认定研究对象中的某一特定对象，加以调查分析，弄清其特点及其形成过程的一种研究方法。个案研究有三种基本类型：（1）个人调查，即对组织中的某一个人进行调查研究；（2）团体调查，即对某个组织或团体进行调查研究；（3）问题调查，即对某个现象或问题进行调查研究。

功能分析法

功能分析法是社会科学用来分析社会现象的.一种方法，是社会调查常用的分析方法之一。它通过说明社会现象怎样满足一个社会系统的需要（即具有怎样的功能）来解释社会现象。

经验总结法

经验总结法是通过对实践活动中的具体情况，进行归纳与分析，使之系统化、理论化，上升为经验的.一种方法。总结推广先进经验是人类历史上长期运用的较为行之有效的领导方法之一。

描述性研究法

描述性研究法是一种简单的研究方法，它将已有的现象、规律和理论通过自己的理解和验证，给予叙述并解释出来。它是对各种理论的一般叙述，更多的是解释别人的论证，但在科学研究中是必不可少的。它能定向地提出问题，揭示弊端，描述现象，介绍经验，它有利于普及工作，它的实例很多，有带揭示性的多种情况的调查；有对实际问题的说明；也有对某些现状的看法等。

定量分析法

在科学研究中，通过定量分析法可以使人们对研究对象的认识进一步精确化，以便更加科学地揭示规律，把握本质，理清关系，预测事物的发展趋势。

数量研究法

数量研究法也称“统计分析法”和“定量分析法”，指通过对研究对象的规模、速度、范围、程度等数量关系的分析研究，认识和揭示事物间的相互关系、变化规律和发展趋势，借以达到对事物的正确解释和预测的一种研究方法。

模拟法（模型方法）

模拟法是先依照原型的主要特征，创设一个相似的模型，然后通过模型来间接研究原型的一种形容方法。根据模型和原型之间的相似关系，模拟法可分为物理模拟和数学模拟两种。

信息研究方法

信息研究方法是利用信息来研究系统功能的一种科学研究方法。美国数学、通讯工程师、生理学家维纳认为，客观世界有一种普遍的联系，即信息联系。当前，正处在“信息革命”的新时代，有大量的信息资源，可以开发利用。信息方法就是根据信息论、系统论、控制论的原理，通过对信息的收集、传递、加工和整理获得知识，并应用于实践，以实现新的目标。信息方法是一种新的科研方法，它以信息来研究系统功能，揭示事物的更深一层次的规律，帮助人们提高和掌握运用规律的能力。

数学方法

数学方法就是在撇开研究对象的其他一切特性的情况下，用数学工具对研究对象进行一系列量的处理，从而作出正确的说明和判断，得到以数字形式表述的成果。科学研究的对象是质和量的统一体，它们的质和量是紧密联系，质变和量变是互相制约的。要达到真正的科学认识，不仅要研究质的规定性，还必须重视对它们的量进行考察和分析，以便更准确地认识研究对象的本质特性。数学方法主要有统计处理和模糊数学分析方法。

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扩展资料：

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自然科学学术论文3000字范文

自然科学被公认为 经验 科学，是创新和完善马克思主义哲学意识论的重要基础和必要条件。下面是我为大家精心推荐的自然科学3000字论文，希望能够对您有所帮助。

摘要：本文以现代物理学的建立与发展过程为出发点，分析了现代物理学的建立对新的自然观形成的推动作用，并论述了自然观对科学研究的影响，作者认为，自然观影响了科研工作者对世界的认识、研究者对自身的认识与科学态度的形成，同时自然观促进了科学研究的 方法 和手段的发展。

关键词：现代物理学 自然观 科学研究

1 概述

自然观是人们对自然界总的看法和观点。任何时代的自然观都是在一定的历史 文化 背景下形成的，尤其与当时的自然科学发展水平密切相关。同时，它又对自然科学有着这样或那样的影响。

在历史上，最先出现的是神话形态的自然观;进入阶级社会以来，唯物主义自然观与唯心主义自然观的对垒日趋明显，在古代，人们基本上把自然界看作是一个普遍联系、不断运动的整体，由此形成朴素的自然观，近代科学深入自然界的各个细节进行孤立静止的考察，由此产生形而上学自然观，现代科学则日益广泛地揭示了自然界的各种联系，从各个不同的角度发展着辩证唯物主义自然观，这一科学的自然观对整个自然科学和哲学日益发挥着积极的作用。

物理学是集思想、方法、实验于一体的先导学科，在人类正确的自然观、世界观、方法论的形成和发展中，起着 其它 学科无法替代的作用，物理学研究所形成的物质观、自然观、时空观、宇宙观对科学技术的进步、生产力的发展乃至整个人类文化都产生极其深刻的影响，而现代物理学的建立和发展，则彻底改变了20世纪整个科学的面貌，也由此开始了自然科学发展的新纪元。

2 现代物理学的建立对新的自然观形成的推动作用

20世纪以来，以相对论与量子力学的创立为标志的现代物理学研究工作，从理论和实践两个方面，对人类认识和社会发展起到了难以估量的作用[1]。物理学理论的发展，把人类对自然界的认识推进到了前所未有的深度和广度。

2.1 相对论的诞生对绝对时空观的改变 相对论是关于物质运动与时间空间关系的理论，是现代物理学和科学技术的重要理论基础之一。1905年6月，爱因斯坦以“运动物体的电动力学”为题发表了关于狭义相对论的第一篇杰出论文，提出了狭义相对论的两条原理――相对性原理和光速不变原理。根据这两条原理，可以推出许多重要结论。例如，关于时空坐标相互联系的洛伦兹变换，从而改变了自牛顿以来统治物理学两百多年的绝对时空观[2]。

相对论的诞生，不仅大大推动了自然科学和技术的发展，而且在哲学世界观方面具有非常重大的意义，为辩证唯物主义的时空观提供了坚实的科学依据，广义相对论的建立，则为人类探索宇宙奥秘提供了有力的理论工具。

2.2 量子力学的建立对确定性世界的改变 量子力学的建立是二十世纪初物理学取得的最伟大成就之一。量子力学揭示了微观物质世界的基本规律，使人们认识到波粒二象性是微观世界最基本的特征，量子力学的创立，推动了原子物理学的发展，同时对物质结构理论以及化学、生物学的发展也产生了深刻的影响。

二十世纪二十年代末开始，爱因斯坦和玻尔之间展开了一场激烈争论，争论的焦点是就是量子学的哲学解释，因为爱因斯坦认为这种解释明显陷入唯心主义，而他坚信的是[3]：“有一个离开知觉主体而独立的外在世界，是一切自然科学的基础。”

然而从1972年到1982年十年的实验结果，却都显示了一个惊人的也是出乎唯物主义哲学家意料之外的结果。“贝尔不等式”这把双刃剑的确威力强大，但它斩断的却不是量子论的光辉，而是反过来击碎了爱因斯坦所执着信守的那个梦想[4]。世界是由独立于人的意识之外而存在的客体构成的这种学说，却原来和量子力学相矛盾，也和为实验所确立的事实相矛盾[5]。

欧洲核子研究中心(CERN)在2011年9月24日公布的一份研究结果显示，科研人员在让中微子进行近光速运动时，其到达时间比预计的早了60纳秒[6]，如果这个研究被验证，人类的物理观将再次被改变，甚至人类存在的模式都将被改变。

3 自然观对科学研究的影响

哲学和自然科学发展的历史表明：哲学每前进一步。都依赖于和伴随着自然科学的巨大进步;同样，自然科学的每一步发展，也都凝聚着和渗透着哲学的指导，现代物理学的建立和发展，影响了新自然观的建立与形成，新的自然观又作用于科学研究，为自然科学提供了正确的世界观和方法论的指导，推动科学技术的进步。

3.1 自然观影响了科学家对世界的认识 当今科学所研究的对象，更多的是微观或者是宇观的客体，这些客体的性质与规律，已经超越了人类的感官能直接感知的范畴。如果说量子力学主要关注最微小的“基本粒子”，那么爱因斯坦的广义相对论则关注最大尺度的“宇宙”，一个研究最小，一个研究最大，由于难以获得显而易见的证明，所以在这两个领域的认识论便受研究者的自然观左右。

量子物理的理论具有高度的辩证性质，“非此即彼”的形式 逻辑思维 已不足以解释量子物理实验中众多的“亦此亦彼”的现象，而一种新的逻辑 思维方式 可能是现代物理学取得进一步突破的关键。量子力学的情况，如果从我们通常的观念看来，是充满着矛盾和难以克服的困难，但量子力学却是以独特的数学结构卓越而合理地把握了它，要理解这种逻辑结构，唯有依靠辩证逻辑[7]。为了消除用经典语言描述微观客体行为时与量子力学结论相悖的因果异常，赖辛巴哈试图建立一种消除形式逻辑排中律的三值逻辑，这种新的逻辑形式揭示了用传统形式逻辑描述不确定现象时的困难[8]，沿着赖辛巴哈的思路，有人进一步发展出应用抽象代数学中“格演算”工具，用基本联词“遇”与“接”来取代“与”和“或”，用以更好地描述量子领域中的“亦此亦彼”现象，并使这种量子逻辑可以用一种广义的命题演算工具表述[9]，这新的逻辑思维方式，便是受自然观影响下科研工作者对世界的认识，它成为现代物理学取得进一步突破的关键。

关于自然观影响了科学家对世界的认识这个问题，玻尔对此有过非常重要的认识，他说：“由作用量子的存在规定了的客体与测量仪器之间的有限相互作用，引起了最后放弃因果性这一经典概念并激烈地修正我们对于物理实在问题的态度”[10]。由此可见，自然观影响了科学家对世界的认识，更教会了他们辩证地认识世界。

自从辩证唯物主义自然观出现之后，人类第一次具有了客观而辩证的思维体系，可以从本质上把握到科学发展的方向与领域，再也不会像前人那样因为思维和领域的局限性，在科学研究中面对不解问题时就归咎于神学和宗教。

3.2 自然观影响了研究者对自身的认识 新的自然观从普遍联系出发，强调人和自然是相互联系的相互影响的，现代物理学的发展，完全证实了这一思想。相对论中的相对性原理表明，认识事物的运动与选择的参照系有关，即与人的主体有关，在量子力学中，海森堡的“测不准”原理也表明，在对微观世界的认识中，不能把人的因素独立在微观世界之外，对于量子论中的观测问题，尤金.维格纳认为：意识无疑在触动波函数中担当了一个重要的角色。于是当人们还在为薛定谔那只倒霉的猫而争论不休的时候，维格纳又出来捅了一个更大的马蜂窝，就是所谓的“维格纳的朋友”[4]。

所以说，自然观无时无刻不在影响着研究者对自身的认识，而这种认识，又影响着研究者对待科学研究的态度，放弃因果性，也就使得实验检验成为一句空谈，因为当科学实验与科学理论发生矛盾时，并不能证明科学理论是错的，因为二者可以不服从因果关系。

3.3 自然观促进了科学研究方法的发展 科学研究的结果跟研究者所采取的方法有很大的关系，科学的发展总是与方法的更新与发展紧密相连，相辅相成的。例如近代物理学的诞生，就得益于伽利略、牛顿等人在研究方法上的大胆创造与革新，他们把观察、实验等经验方法与数学、逻辑等理论方法有机结合起来，甚至还发明新的数学工具――微积分[11]。本世纪初，相对论与量子力学的思想一经形成，就可以在19世纪下半叶新兴的数学分支中找到相应的数学工具，如非欧几何学、张量分析、线性代数等等，这些方法上的成就不仅大大促进了现代物理学的进展，而且具有重大的方法论意义，为以后物理学的发展起了巨大的示范作用。

现代物理学的发展历程清楚地表明：物理学每前进一步，都伴随着方法上的重大革新和改进，自然观的改变，仿佛打开了一道方法学上的大门，在科学研究中，科学的理论陈述和与之相应的数学、逻辑和形而上学陈述一起组成了这个整体的知识场，现代物理学的发展已更清楚地表现出了理论与方法之间这种联动的特征。

但随着现代物理学的进一步发展，数学手段已显得不够得力，例如：目前关于大统一理论的研究难以取得有效的突破，不管超弦还是M理论[4]，它们都刚刚起步，还有更长的路要走，究竟是相对论与量子力学两者自身难以统一，需要建立一种能取代二者的新理论，还是缺乏必要的数学处理方法及研究方法?这是科学家们目前亟需解决的问题。

值得注意的是，自弦论以来，人们开始注意到，似乎量子论的结构才是更为基本的，在弦论里，必须首先引进量子论，然后才导出大尺度上的时空结构。人们开始认识到，也许“自小而大”才是根本的解释宇宙的方法[4]。如今大多数弦论家都认为，量子论在其中扮演了关键的角色，量子结构不用被改正，只有更进一步地依赖量子的力量，超弦才会有一个比较光明的未来。

3.4 自然观和科学研究的相互促进 人类从古代开始到现在，经历了原始神话、宗教“自然观”、古代朴素自然观、形而上学自然观，直到产生了辩证唯物主义自然观的现在，可以说，自然观和科学研究是一种相互促进、相互推动的关系。

近代以来，随着实验科学的兴起和数学方法的应用，自然科学从自然哲学中独立出来，成为探索自然的排头兵，哲学的研究重心也从本体论转向认识论，但自然哲学仍然是哲学的一个研究领域。就自然观而言，由于中世纪宗教神学的熏陶，逐渐形成了有关自然界的有序、统一、服从简单性原理等观念，这种自然观深刻影响了近代自然科学的思维，尤其是当自然科学进入新的领域、遇到新的问题时，科学家都要从这些观念出发寻求解决的途径。

4 结束语

无论是何种自然观，都是先植根于当时的科学与自然认识的大环境，再从中吸取养分，经过深刻地思考与提炼进而产生的，从这一点说，任何一种自然观在其刚诞生之时，都是促进当时科学等方面学科的发展的，现代物理学的建立和发展，无疑对当前人类的自然观产生了深刻的影响，而新的自然观不仅影响了人类对自身的认识、对世界的认识，也改变了人类从事科学研究的手段和方法，由此开始了自然科学发展的新纪元，21世纪的曙光，交织着人类对未来的希望，已经投射出东方的地平线。

参考文献：

[1]魏凤文.当代物理学进展[M].江西 教育 出版社.1997.

[2]黄祖洽.现代物理学前沿选讲[M].科学出版社.2007.

[3]许良英，李宝恒等.爱因斯坦文集[M].商务印书馆.2009.

[4]曹天元.量子物理史话――上帝之骰子吗?[M].辽宁教育出版社.2011.

[5]何祚庥.唯物主义是否为现代科学实验所证伪[J].哲学研究.1992(8).

[6]刘霞.科技日报[N].2011.

[7]m Theory and the Schism in Physics [M].Rowman and Littlefield Prb.1982.

[8]H.赖辛巴哈.量子力学的哲学基础[M].商务印书馆.1966.

[9]Scientific American[G].1982(2).

[10]玻尔.原子物理学和人类知识[M].商务印书馆.1964.

[11]万小龙，殷正坤.当代物理学哲学研究途径浅析[J].哲学研究.1996(12).

物理及自然科学教学的有效开展要求教师优化教学设计，使物理及自然科学的教学内容更加有趣和易于理解，从而激发学生的学习信心和兴趣，提高物理及自然科学教学的质量和效果。本文从三个方面阐述了在中等师范学校中开展中等师范有效物理及自然科学教学的方式。

一、风趣讲课，创设轻松的教学氛围

教师是物理及自然科学教学的主导者，教师的一言一语都会受到学生的关注。教师只有提高自身的语言运用能力，采取风趣的讲课方式，才能营造出良好的教学氛围，减少学生上课的紧张感，同时也可以提高教材讲解的效率。如在正式开始上课前，教师可以问学生：“同学们，从古至今有三个有名的苹果，你们知道是哪三个吗?”大多数学生都摇头，纷纷说不知道。教师趁机解释：“第一个苹果，被夏娃和亚当吃了;第二个苹果，砸在牛顿头上了;第三个苹果，就是苹果手机啊!我们现在没有苹果，但是可以看看牛顿被苹果砸了之后，为物理及自然科学做了什么贡献。”教师的讲话会让学生觉得很有趣，同时对物理及自然科学课堂也有了更多的期待。这时，教师就可以讲解教材内容了。教师风趣的讲课不仅可以创设轻松的教学氛围，而且可以增加学生对物理及自然科学的喜爱之情，这都有利于物理及自然科学教学的有效开展。

二、实验导入，激发学生的学习好奇心

好奇心能够驱使人们积极思考，通过努力获得答案，从而得到心理上的满足。因此，在中等师范物理及自然科学教学中，教师应把握学生的心理特点，通过实验导入激发学生的好奇心，引导学生努力思考和认真听课。如教师可以问学生：“同学们，不同物体下降时的速度一样吗?它们会同时落到地上吗?”学生一时难以肯定地回答教师的问题，于是教师就可以做一个实验，选取几种不同的物体在同一时间从相同的高度抛下，然后与学生一起观察实验结果。当实验结果与学生的认知发生冲突时，学生一定很想弄清楚原因，这时教师就可以引入教材内容，解决学生的疑问，帮助学生学习和理解教材内容。

三、鼓励学生自己动手，加强对课本知识的理解

物理及自然科学教学之所以让学生觉得很难，主要原因是学生缺乏实践，难以验证和深入地理解所学的知识。动手实践有利于学生巩固课本知识，也有助于学生在实践中发现问题、解决问题，从而加深他们对知识的理解。因此，在中等师范的物理及自然科学教学中，教师应当鼓励学生多自己动手。如在讲关于摩擦力的知识时，教师就可以鼓励学生动手，采用不同的物体做实验，通过自己的实践发现摩擦力的大小与什么有关，然后再根据教材内容的讲解验证自己的实验结果和猜想。亲自动手可以让学生充分参与到教学当中，不仅体现了学生的学习主体地位，而且发挥了学生的主观能动性。所以，在中等师范物理及自然科学的教学中，教师应多鼓励学生动手，从而提高学生学习的自信心，强化学生对教材内容的理解和掌握。

四、 总结

中等师范物理及自然科学教学的有效开展，对学生知识的增长和能力的提高都有重要意义。因此，在物理及自然科学教学中，教师应当运用风趣的语言授课，积极导入实验，鼓励学生多动手，从而降低教学难度，激发学生的学习主动性，促使教学的有效开展。