自然界关于边界形态的研究论文

自然界为什么会出现这么丰富多采，千姿百态的植物呢？因为每一种植物，只能在适应于它的环境条件下生长和发育，但环境条件千变万化，在不断地改变，植物也必须不断地发生变异和更新，同它相适应。产生的新性状，有的可以遗传给后代，新的后代又可能产生新的变异。植物既有不断进行自我复制的遗传性、又有不断变异的特殊性。由于有变异，植物界才能从最简单的原始单细胞植物，逐步发展并联合成群体，又从群体进化为多细胞的植物体。这种由简单到复杂，由低等到高等的一系列进化过程，都和外界环境条件的变化，发生密切的联系。下面列举几种生活于不同环境中的植物类型。 水生植物现存的各种水生显花植物，是由陆生植物再度退回水域的次生现象。有的是全株沉没于水中；有的是植株的叶片漂浮于水面，或仅植株的一部份挺出水面。例如金鱼藻Ceratophyllum demersum，狐尾藻 Myriophyllum spicatum都是沉水植物；其表皮细胞壁变得很薄，没有角质层、腊被或木栓层；植物体的各个部位都能直接从水中吸取水分和无机盐，因此根系往往退化或仅用于固着；输导系统也随之减弱，但水中的空气很稀薄，因此体内产生多而大的气室，可以贮存大量的空气，一方面有助于光合作用和呼吸作用时进行气体交换；同时可使植株漂浮于水的上层而不至下沉。其叶子细裂成丝状，是适应水中光线微弱的特点，细裂的叶片可增加与光的接触面，茎叶及表皮细胞都有叶绿体可以增强利用光能的能力。另一些植物，如风眼兰Eichhornia dpeciosa叶柄中部有膨大如胡芦状的气囊。水鳖Hydrocharis dubia气室位于每个叶片的背面。水龙 Jussieua repens 在植物体上产生许多棒状的白色呼吸根，根内贮满了空气。这些都是专门的浮水装置，可使植物体漂浮于水面上，能够获得充分的阳光和空气，这类植物称为浮水植物。还有香蒲Typha latifolia 荸荠 Eleocharia dulcis等挺水植物；植物体的大部分挺出水面，对阳光和空气的需求可以得到满足；但下部沉没于水中，气体交换仍较困难，所以体内的通气组织也较发达。干旱荒漠植物在气候非常干旱，年雨量较少(仅几十毫米，甚至几毫米)，而且60％～80％集中于夏季，其它时间就更加干旱。由于土壤严重缺水，常常引起盐渍化现象。有机物质极为缺乏。植物要在这样的环境中生活，必须有抵抗极度干旱的能力；增强吸水力，减少水份丧失和大量贮存水份等特性。但不同的种类其抗旱的方式也各不相同；例如仙人掌属Opuntia(图1)和大戟属Euphorbia的某些种类，它们之所以能生活在沙漠地带，是因其茎变成肥胖而肉质化，叶子退化，体内的薄壁细胞能贮存大量的水；贮存的水份有时可达本身重量的95％。同时体表层角质化，气孔深深下陷。细胞内有丰富的粘液，这些都可使水份蒸发变得极为缓慢。在长期缺水的情况下仍能维持生活。有人做过这样的实验：将1棵体重公斤的仙人球移入室内，六年没有给水，六年后这棵仙人球仅蒸发掉11公斤的水。总之旱生植物整个新陈代谢都极为缓慢。这是它们在生存斗争中获得的适应性。盐生植物不论在沿海的海滨、干涸的内陆湖或是盐湖附近，都有盐土出现。土壤中除食盐外，还有石膏，钙盐和镁盐，盐土中的交换性钠起加水作用，生成氢氧化钠，再与土壤中的二氧化碳化合，生成碳酸钠，即成为碱土。这种高盐的生活环境一般的植物是无法生长的，但却有一些喜欢多盐，并且具有特殊适应能力的植物，能世世代代生活在此。例如：滨藜属Atriplex，碱蓬属Saeda，海乳草属Glaux等。它们对不同气温和海拔都有很强的适应能力。只要是含盐的土壤，不管是青藏高原或东南沿海，都能看到它们的踪迹。它们的外部形态与内部结构和旱生植物有许多相似的特征；因盐土使它们产生生理干旱，所以植物体变成肉质，体内含有很高的水份，可达体重的90％以上。并积累大量的盐份，可达4％左右，因此细胞液的渗透压很高，可达40—100大气压，根系也很发达，这就保证植物可以从高盐的土壤中吸收到足够的水份。并可将体内多余盐份通过茎叶的分泌腺排出体外，称为泌盐作用。另一种类型的盐生植物是生长在我国南方的海滩上，构成海滩森林──红树林，它们是由红树 Rhizophora apiculata(图 2)、海莲Bruguiera sexangula、榄李Lumnitzera racemosa……等种类组成。涨潮时整个植物被海水淹没，退潮时暴露于海滩上，它们不但要适应海水和沼泽泥中的盐份，还要抵抗海潮和波浪的冲击。它们除具有一般盐生植物的特点外，还在树干的下部产生许多支柱很，向下弯曲成拱形并深深扎入泥土中，使植株能牢牢地固定在泥滩上。这种根还有呼吸的功能，因沼泽泥土中空气极少，体内的通气组织相当发达，下陷的气孔、皮孔等都有助于体内外气体交换。有些还可以产生一种呼吸根，露出地面，执行气体交换。由于长期生长在海潮涨落及海水冲击的环境，种子难于得到一个稳定的萌发环境，繁殖的方式也发生了变化，种子成熟后并不脱离母体，而是在母体上发育成幼胚，具有一个粗壮棒形的胚轴，它们可从母体吸取大量的养料，贮存于幼胚内，长到一定程度脱离母体，借助本身的重量下堕而插入沼泽泥土中，几小时后胚轴即长出侧根，将幼苗固定在海滩上。部分幼胚可能被海水冲走，只要碰到合适的泥滩，就能很快生长发育。这种过程称为胎生现象。高山植物在高原地区，特别是在4000米以上的山顶，常年积雪不化，气温极低，年平均温度在0 ℃以下；风力又大，紫外线很强，土壤脊薄，水份稀少；就在这样的雪线下仍有一些不畏严寒，傲然挺立在雪山上的植物生存着。如雪莲Saussurea medusa(图3)，个体矮小，茎节强烈的缩短，莲座状的叶序紧贴地面，呈半球形，有利于抵抗高山疾风的吹袭。又能从地表面获得稍高的温度。既可防寒，又可减少水份的丧失，还能将过强的阳光，特别是紫外线反射出去，免于伤害体内的组织。并有粗壮而深长的根系，可从砾石缝中或瘠薄的土壤中吸收水分和无机盐。这些形态特征是他们战胜恶劣环境的重要武器，是长期适应环境的结果。森林下的植物生长在森林下的植物，对光线的要求是很敏感的，因为光线被乔木层和灌木层所遮蔽，能射入林下的光线极为稀少，但阳光又是植物生命活动中不可缺少的。林下的草本植物必然要为本身的生存及如何获得阳光去斗争，有些种类就向着喜欢荫蔽的方向发展。例如天南星Arisaema consanguineum，重楼 Paris fargesii，其叶片变成大而宽，又薄又光滑，成水平展开，叶绿体的体积增大，这些都有利于吸收微弱的阳光。另一些种类，它们变成附生生活，例如石斛Dendrobium nobile，硬叶兰Cymbidium pendulum (图4)它们附生在乔木树干或分枝上，使植株能上升到比较容易获得阳光的空间。在林下还能见到这样一类植物，它们的茎干变得特别细长而柔韧，如异萼藤 Porana racemosa，石蒲藤Pothos chinensis，蛇葡萄 Ampelopsis brevipedunculata，它们产生特殊的攀援器官，攀援上升或以茎干缠绕于其他树上；使其叶子可以到达森林的上层，保证可以获得光合作用所需要的阳光，称为藤本植物。还有一些是以缩短生活史周期的方式来适应林下的生境，例如银莲花属Anemone和紫堇属Corydalis的某些种。当早春，森林的上层──落叶的乔、灌木还未长出叶子，这是森林下阳光最充足的时候，它们就破土而出，极其迅速的长出茎叶，并很快的开花结果，在短短的几个星期之内，完成它的整个生活史过程，等到乔、灌木的叶子生长齐全，阻碍阳光透入林下时，它们早已完成了这一代的生活史命，已将种子散布出去，称为短命植物。寄生植物在植物界也有一小部分植物，它们和动物一样，体内没有叶绿素，不能进行光合作用，自己不能制造有机物质，而是靠寄生在它种植物体上，吸收寄主体内的养料来营养自己，称为异养植物或寄生植物如兔丝子 Cuscuta chinensis 无根藤 Cassythe filiformis，锁阳 Cynomorium coccineum，它们的叶子都退化了，植物也不再呈绿色。另一些种类，虽然也有寄生的特性，其根仍然插入它种植物的体内，吸收寄主的水份和部分养料，但其叶子仍正常发育，细胞中的叶绿素仍可进行光合作用，制造有机物质，兼有自养的特性。这部分植物称为半寄生植物例如桑寄生Loranthus parasiticus，就是这类植物的代表。共生植物在我们收获花生Arachis hypogaea和大豆Glycine soja的时候，常常可以看到根系上有一粒粒像砂粒的东西，那叫根瘤，因为有根瘤菌Bacterium生活在根的组织中，并在根细胞中繁殖，使得该处的组织反常发展，而成根瘤。这些植物可以提供给固氮根瘤菌所需要的水份和无机盐，及居住场所，而固氮的根瘤菌可将空气中的游离氮固定为可利用的氮源，除供固氮的根瘤菌本身所需外，还可提供给花生或大豆利用，这两种不同的植物共同生活在一起，互利互惠，互为补充，使各自都能在生存斗争中得到好处。因这种共生的特性对种族的保存和发展有利，而被一代代的遗传下来，并发展为一支强大的队伍，豆科植物和一些其它的植物都有和根瘤菌共生的现象。食虫植物在我们日常生活中一般很少有人注意到植物也能吃动物。植物界确有一些种类，它们长期生活在缺氮的环境中，只靠根系从土壤中吸取氮源是不够的；必须发展其它的获氮途径。例如狸藻Utricularia aurea(图5)它们生活在酸性的小池塘或水沟中，氮素营养很缺，生活环境迫使其植物体不得不产生变异。经过自然选择，及遗传的作用，其部分叶片发展成鼠笼式的捕虫囊；囊口有门(瓣膜)及触毛。在水中游动的小虫子碰到囊口的触毛，门立即打开，小虫子随着水流进入囊内，该门的构造是只能进不能出，进入囊内的小虫再也出不来了。溺死在囊内的消化液中，因囊内壁有许多能分泌消化酶的腺细胞，这种酶能把虫体的蛋白质分解消化，以补充植物体对氮素的需要。还有猪笼草Nepenthes mirabilis其捕虫囊像个瓶形，是部分叶柄的变态，囊口的小盖才是叶片本身。茅膏菜 Drosora peltata叶片变成具有许多腺毛的捕虫器，它们都能分泌消化蛋白质的酶，将虫体的蛋白质转化为本身所需的氮素。

自然科学是涉及各行各业的研究领域的大学科,掌握自然科学的发展规律是研究自然科学人员所必须切身认知的内容。这是我为大家整理的大学生自然科学论文，仅供参考! 大学生自然科学论文篇一 浅析自然科学与宗教的关系 【摘 要】事实上，科学与宗教并不是背道而驰的，二者之间有着密切的关系。科学与宗教的关系也越来越受到关注。但是要承认科学与宗教是有着本质的区别的。我们要在看到科学与宗教的区别的基础上分析科学与宗教之间的联系。宗教与科学既对立又统一，宗教离不开科学，科学也需要宗教。在科学发展取得巨大进步的今天，我们更不能摒弃宗教信仰，要发挥其有利一面，发展科学的同时也发展宗教。 【关键词】自然科学;宗教;科学家;宗教信仰 1 理解科学与宗教的定义 什么是科学 科学即分科之学，是关于自然、社会、思维等的客观规律的分科学说。在《辞海》(1979年版)中这样界定“科学”：“科学是关于自然界、社会和思维的知识体系，它是适应人们生产斗争和阶级斗争的需要而产生和发展的，它是人们实践 经验 的结晶。”英国学者贝尔纳在《历史上的科学》一书中说：“科学可作为一种建制;一种 方法 ;一种积累的知识传统;一种维持或发展生产的主要因素;以及构成我们的诸信仰和对宇宙和人类的诸态度的最强大势力之一。”[1] 什么是宗教 宗教是人类社会成长到一定历史阶段而产生的一种 文化 现象，属于社会意识形态范畴，是对神明的尊奉与崇拜。一般而言，宗教就是一种信仰体系，是对客观存在的解释，一般包括仪式的遵从与信仰两个方面。宗教主要特点是，相信有一种神通的神秘力量或实体存在于现实世界之外，这种神秘力量不仅统摄万物而且主宰自然进化、决定人世命运、拥有绝对权威，从而使人类对这种神秘力量产生敬畏和崇拜之感，并经过不断的发展变化引申出信仰认知和仪式活动等内容。恩格斯在《反杜林论》中这样解说宗教“一切宗教都不过是支配着人们日常生活的外部力量在人们头脑中的幻想的反映，在这种反映中，人间的力量采取了超人间的力量的形式。” 2 科学与宗教的关系 科学与宗教共同生长 科学是一种认识活动，科学知识起源于人类的 社会实践 活动，古代文明为近代科学的发展创造了条件。由于受人类社会实践水平和认识水平的局限，在一段很长的历史进程中，古代的科学知识一直依赖于充满想象和猜测的自然哲学，甚至依附于宗教神明。到了中世纪，科学逐渐发展成为神学的一个分支，随着人类实践和认识的发展，科学与宗教从混合状态走向解体，科学最终从自然哲学和宗教神话中分离出来，演变成为实证科学。1543年，哥白尼的《天体运行》第一次宣布了近代科学与宗教神话的终极决裂。从此，科学的发展取得巨大的进步，自然科学也从宗教神学中获得解脱，科学与宗教走上了冲突对立的道路。 在人类文明刚刚开始之时，科学与宗教就各自的萌生起来。只不过当时科学认识与宗教思想都处于初始时期，相互存在于人类的原始思维形式之中，二者相互融合，相互渗透，很难找到二者的差别。随着生产力的不断发展，文化形式出现分化现象，不同的文化形式开始分离。在原始社会走向完结前，不同文化的分化正处于低级阶段，科学知识与宗教神明仍然共同存在，界限不分明，互相包含。正因如此，我们在最初的科学中能够看到神秘的虚幻认识的影子，而在最初的宗教中也能够发现人类经过实践积累的经验知识。 科学与宗教在本质上是对立的 科学与宗教在本质上是对立的。科学不认可超自然的力量，反对采用超自然的因素和力量去解释任何自然客观现象和自然现象的发展过程。然而，从本质上说宗教就是对超自然力量的敬仰与信封，认为世界是被超自然的上帝和神明创造的。宗教由于对超自然力量的敬仰与崇拜导致它否认客观存在的必然性和客观事物发展的规律。这种科学对超自然力量的否定与宗教对超自然力量的肯定之间的对立，决定了科学与宗教在本质上是对立的，而且这种对立是不可调和的。 科学与宗教的认识方法也是完全不同的。自然科学从客观实在的各种具体形式出发，从而发现客观实在之间的联系并用经验的方法证明。而宗教认识所采用的方法是“信仰主义”，借助的是非经验、非理性的神秘主义直觉。 科学与宗教的社会作用也有很大的不同。科学技术突飞猛进的发展推动了社会生产力的发展，并以此推动了社会的不断发展与进步，科学被马克思主义看作是最有意义的革命力量。虽然在特殊的历史背景下宗教曾经对社会发展起到积极的作用，但在整个历史进程中宗教是一种含蓄的成分，因为宗教常常把客观的社会制度作为神意的展现，因而对社会的发展起到阻碍的作用。 科学与宗教的冲突 恩格斯在《自然辩证法》导言中说：“自然科学……本身就是彻底革命的，它还得为争取自己的生存权利而斗争。”并举例说：“自然科学把它的殉道者送上了火刑场和宗教裁判所的牢狱。值得注意的是，新教徒在迫害自然科学的自由研究上超过了天主教徒。塞尔维特正要发现血液循环过程的时候，加尔文便烧死了他，而且还活活地把他烤了两个钟头;而宗教裁判所只是把乔尔丹诺?布鲁诺简单地烧死便心满意足了。”[3] 宗教和科学是一直存在着冲突的，但二者的关系并没有发展到你死我活的地步。爱因斯坦曾经说过：宗教领域同科学领域之间冲突的主要来源在于人格化了的上帝这个概念。这种象征性的内容，可能会同科学发生冲突。只要宗教的这套观念包含着它对那些原来属于科学领域的论题所作的一成不变的教条式陈述，这种冲突就一定会发生。[2]在整个历史进程中，科学与宗教的对立并不罕见，依此可以看出宗教对科学发展的干涉，比如，教会严厉反对伽利略和达尔文的革命斗争并对其进行残酷的迫害就是这样。 无论历史还是现实都向我们证明，宗教永远不会摒弃对威胁其地位的科学理论发起挑战的，不仅这样，宗教还要打击科学的 教育 。最典型的例子是，众所周知____一直没有停止对“进化论”的攻击，因为“进化论”击中了基督____的根基，这也就上演了宗教对科学的迫害。由此看来，科学与宗教的冲突由来已久并且也很难调和。 3 科学家与宗教信仰的关系 虽然科学与宗教在历史进程中始终是对立冲突的关系，但是许多西方自然科学家都有宗教信仰，例如天文物理学的奠基人开普勒曾说过：“既然天文学家是自然之书最高上帝的牧师，适合我们思考的不是我们智慧的光荣，而是居于一切之上的上帝的光荣。”;还有经典力学体系的建立者牛顿，他信仰耶稣基督和救世主，而且牛顿在晚年写了大量关于宗教方法的手稿，手稿内容涉及年代学和圣经研究又延伸到神学阐释;更有发展了电学和磁学基础概念的法拉第，他也是一个虔诚的____信徒，积极参与教堂活动;被称为是原子理论之父的道尔顿，也是一个传统的 __ 恩格斯说过：“上帝在信仰上帝的自然科学家那里的遭遇，比在任何地方都要糟糕。唯物主义者只去说明事物，是不理睬这套废话的。只有当那些纠缠不休的教徒们把上帝强加给他们的时候，他们才会考虑这件事，并且作出简单的回答，或者像拉普拉斯那样说：‘陛下，我不’，或者更粗鲁一些，以荷兰商人经常用来打发硬把次货塞给他们的德国行商们的方式说：‘我用不着那路货色’，并且这样就把问题了结了。而上帝在他的保卫者那里竟要忍受何等遭遇啊!在现代自然科学的历史中，上帝在他的保卫者那里的遭遇，就像耶拿会战中弗里德里希?威廉三世在他的文官武将那里的遭遇一样。在科学的推进下，一支又一支部队放下武器，一座又一座堡垒投降，直到最后，自然界无穷无尽的领域全都被科学征服，不再给造物主留下一点立足之地。牛顿还把‘第一推动’留给上帝，但是不允许他对自己的太阳系进行别的任何干预。神父赛奇虽然履行教规中的全部礼仪来恭维上帝，但是并不因此就变得手软些，他把上帝完全逐出了太阳系，而只允许后者在原始星云上还能作出某种‘创造行动’。在一切领域中，情况都是如此。”[3] 恩格斯的这段话引发了我们的深思，一个有宗教信仰的科学家能否进行科学研究呢?那么如果他从事了科学研究，他所取得的科学成果是宗教信仰的原因还是他自己的思维的结果呢? 笔者认为要坚持一个适度的原则，可以有信仰，要防止过犹不及。例如伽利略，可以说他一直是一位忠实的天主教徒，但是必须承认他有很高的科学素养。伽利略科因追求真理而取得了科学成就，当他的科学研究与宗教信仰产生矛盾时，他选择真理，具有崇高的科学精神，尊重科学事实，因此才能在科学领域取得成就。 如果科学家迷信过度，那么他们的科学之路将会充满崎岖，宗教信条有可能引导他们走上与科学相反的道路，得出一些违背科学的结论。这里我们以牛顿为典型来考察一下。牛顿是近代以来最伟大的科学家之一，他所著的《自然哲学的数学原理》被公认为是科学史上最伟大的自然科学著作，无论是在天文学还是在数学等领域他都做出了非凡的贡献。这些成就都归功于他崇高的科学精神和科学素养，因为他能够正确面对科学事实，敢于破除宗教信仰的束缚。但是在晚年，他的科学观逐渐屈服于神学观，他从唯物主义的经验论进入了唯心主义的先验论，在那之后牛顿就没有多少的科学成就了。可见，科学家可以有信仰，但是要适度。 4 结论 科学与宗教并不是背道而驰的，二者之间有着密切的关系。科学与宗教的关系也越来越受到关注。但是要承认科学与宗教是有着本质的区别的。历史上科学与宗教始终存在冲突对立的关系，宗教对科学进行迫害，导致科学的发展受到阻碍。同时，我们要在看到科学与宗教的区别的基础上分析科学与宗教之间的联系，宗教与科学既对立又统一，宗教离不开科学，科学也需要宗教。在科学发展取得巨大进步的今天，我们更不能摒弃宗教信仰，要发挥其有力一面，发展科学的同时也发展宗教。 【参考文献】 [1]贝尔纳.历史上的科学[M].伍况甫，等，译.科学出版社，195. [2]爱因斯坦文集：第一卷[M]. [3]恩格斯.自然辩证法[M]//马克思恩格斯文集：第9卷.人民出版社，2009. 大学生自然科学论文篇二 自然科学的发展特点及展望 摘 要 自然科学是涉及各行各业的研究领域的大学科,掌握自然科学的发展规律是研究自然科学人员所必须切身认知的内容。本文通过辩证的观点去看待自然科学,整理自然科学的认知模式,探索其发展规律。 关键词 自然科学 逻辑思维 非逻辑思维 批判性思维 自然科学是一门范围广博的知识范畴,是针对事物客观规律的认知、归纳所形成的科学体系。其涉及的知识层次、知识面基本上涵盖了人类社会的方方面面,通晓其发展规律和特点是从事自然科学研究人员所必需掌握的基本知识。 一、自然科学的特点 (一)自然科学的获得方式 中世纪末期是近代自然科学的孕育期,当时最杰出的人物,13世纪的英国哲学家罗吉尔•培根对经验和事实给予了特殊的关注。他指出:“大家公认,我们通过三条途径获得知识,即权威、理性和经验;然而,当权威不知道事物的理由;理性也不能分辨是诡辩还是论证时,除非结论为经验所证实。”正是由于罗吉尔•培根的提出和倡导“实验科学”,强调只有实验方法才能给科学以可靠性。 近代英国唯物主义学家弗兰西斯•培根进一步指出,实验科学最重要特性之一就是利用实验来增加积累事实知识,并提出:“从感觉和特殊出发构造公理,然后是连续不断地、逐渐地上升,直至最后达致最普通的公理。”正是这种思想和思维模式指导和推动了科学理论发展,对近代科学的兴起和发展做了开创性的工作。 由此可见,自然科学作为大科学的重要组成部分,在其获取方式上依然是由科学观察和科学实验作为其获取的主要途径。 (二)自然科学的归类和整理 当我们在通过科学观察和实验获得的知识并不是科学规律。一般而言,从科学知识向科学规律和科学理论过渡要经过知性认识和理性认识两个阶段。 知性认识:只要是对科学知识进行分类、系统化并加以分析和概括,使之上升为科学规律。 理性认识:主要是在科学概括的基础上形成理论体系,以便反映客观世界普遍而不然的联系。 在科学的归类和整理过程中相应发展出各种科学方法,可大致分为:广义归纳法(本能归纳、常识思考归纳和批判性科学研究归纳)、演绎法(亚里斯多德的形式逻辑三段论为基础,符号化过程,数理逻辑,公理化方法)和类比法(两类对象之间在某些方面的类似或统一,推论其可能在其他方面也具有相类似性;虽然类比法逻辑根据不充分,但是它提供科学发现的重要线索)。 这三种方法都体现出科学在推理上的所透露出思维模式――逻辑思维,特别是演绎法,可以说是将人类运用自然语言进行思维的经验提升到基本思维规律和基本思维方法的高度。 (三)自然科学的合理性和可错性 哲学家布朗指出,“合理性”概念的古典模型具有三个特征:普遍性、必然性和规则性。科学的合理性首先表现在经验规律和理论规律的逻辑关联中;其次经验和理论规律间存在相互支持的逻辑关系;另外就是理论规律的合理性突出地表现对某些经验规律的矫正;科学规律的合理性可以通过科学实践的有效性来说明。 针对科学的可错性,我们通过20世纪初,科学哲学家卡尔•波普尔在《科学发现的逻辑》中所指出来说明:在真实和错误之间存在着不对称性,没有理论可以被证明是对的,但有些理论可以被证明是错,科学和非科学由此可以界定。在科学领域,至关重要的观念是要“证错”或“证伪”,而不是“证对”。 二、逻辑与非逻辑问题 由上面的自然科学的特点,我们可以看出在自然科学的认识过程中,始终贯彻着观察、实验和推理的过程。 在推理过程中,人们一般把归纳法作为科学假设或科学理论的基本方法。借助这一方法,通过大量实验进行概括,构建解释所观察的或现象之间的关系的新体系,其可靠程度虽然不够,但却富于创造性,它是作出理论发现的重要方法,然而其不是万能的,并不是所有的科学理论都可以通过归纳法来获得。爱因斯坦就曾说过,决不能用归纳法来发现物理学上的基本概念。 而与归纳法相对应的演绎法,即从一般到个别,用一般理论来分析解释具体事物的方法。运用这一方法,人们需要借助某一普遍法则或原理,也就是说,演绎法应用的结论受初始条件的制约,前提正确,才能确保演绎正确。但是由于演绎法是将一般原理推广应用现象的过程,很难导出新的概念或经验。达尔文曾结合自己的科研经验 总结 :我必须从大量事实出发,而不是从原理出发,我怀疑原理中有谬误(在他看来,用演绎法在生物学领域是不可信赖的)。因此我们不难发现演绎法的纯逻辑也存在着严重的缺陷。 就如同科学社会学家巴伯在《科学与社会秩序》中分析说,强调科学发现过程中逻辑的作用这样一个惯例漏掉了科学中大量最重要的东西,漏掉了所有可能的错误,漏掉了科学发现者的所有丰富的 想象力 ,也漏掉了所有对已有发现成果的思考,漏掉了所有对周围世界认真探索的思路和方法。生物学家莱恩•杜波斯曾在《路易•巴斯德》中写道:“构成科学的原材料不仅是科学家的观察、实验、计算,而且还有他们的冲动、梦想和愚蠢。” 三、从辩证的观点和 思维方式 去看待自然科学的发展 从创造性角度来看,科学发现的过程是一个意识和潜意识、逻辑和非逻辑交互作用的过程。当出现问题,研究者就会出现一个“主观模拟”过程,他们会去主观想象周围事物,并集中注意到某些特定现象,运用主观的臆测获取表达形式,然后运用科学的语言把心中的发现和想法描述出来,形成真正的科学假说,然后通过严格的科学方法论证检验。 不仅如此,科学发现的过程还是革命性和渐进性相互统一。即我们所常说的:“破而后立。”爱因斯坦也指出:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅仅是一个数学上或试验上的技能而已,而提出新问题,新的可能性,从新的角度去看待旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”科学家廷德尔说,知识一经获得,便给自己的周围投射上微弱的光亮。重大的科学新发现一旦作出,成功的科学家立刻会从可能的角度予以观察,并将它与其他知识体系相联系,以发现科学研究的新途径。 四、几种常见的自然科学思维方式 归根结底,自然科学研究是对先前思想和行动所依据的学所及原理不断进行检验的一种思想活动,有条理的批判性思维是科学的基本特点。 “大胆的想法,难以证明的预期,以及推测性的思想,是我们解释自然的唯一手段,也是我们把握自然的唯一法则和唯一工具。” ――科学哲学家 波普尔 参考文献: [1]黄顺基,苏越,黄展骥.逻辑与知识创新.中国人民大学出版社.2002. [2]刘大椿.自然辩证法概论(第2版).中国人民大学出版社.2008. [3]武宏志,周建武,唐坚.非形式逻辑导论.人民出版社.2009.