文章导读
科学研究与学术论文写作在科学认识感性阶段,科学劳动者必须运用一定的手段,获得研究对象的各种信息,这是整个科学认识的基础。科学感性认识的获得,必须借助观察方法、实验方法、社会调查方法等,才能得到相关研究客体的科学事实,然
科学研究与学术论文写作
在科学认识感性阶段 ,科学劳动者必须运用一定的手段 ,获 得研究对象的各种信息 ,这是整个科学认识的基础 。科学感性认 识的获得 ,必须借助观察方法 、实验方法 、社会调查方法等 ,才 能得到相关研究客体的科学事实 ,然后再过渡到科学认识的理性 认识阶段 。
2.3.1 科学事实及其获取 科学认识的目的是揭示事物的本质和规律 ,而科学认识首先
是获取科学事实 ,并在此基础上整理加工成科学理论 。恩格斯指 出:“不论在自然科学或历史科学的领域中 ,都必须从既有的事 实出发” 。获取科学事实是科学研究的出发点 ,正如巴甫洛夫指 出的:“不管鸟翼是多么完美 ,但如果不凭借空气 ,它是永远不 会飞翔高空的 ,事实就是科学家的空气 ,你们如果不凭借事实 , 就永远也不能飞腾起来 。”
(1) 科学事实的含义
我们在日常生 活中所接触到的客观事物及其现象 ,通常叫做 事实 ,但不都是科学事实 。所谓科学事实 ,一般是指人们对所观 察到的事件 、现象和过程所作的真实描述 。像卢瑟福在 《现代练 金术》 文 中所记述的 :“ 1902 年发现了铀和牡这两个人所共知的 元素的原子经历着真正的自然转化 (虽然速度是非常缓慢的) 过 程 ,于是有力地打击了认为原子不变的思想 。” 便是一条科学事 实。
由于科学事实是科学研究的经验描述和感性材料 ,因此它应 当是关于客观事实的某种经验或认识的正确的 、真实的陈述或判 断 ,而不能是歪曲的认识和错误的判断 。保证科学事实本身的客 观性 ,主要在于获取科 学事实手段的科学性 ,即要通过观察 、实 验等科学实践活动来获取关于客体的真实信息 ,并转换为语言描述的形式 。所以说科学事实的内容是客观的 ,其形式是主观的 。 (2 ) 获取科学事实的基本途径 科学研究的首要任务就是充分获取科学事实 ,占有第一手材
料 。获取科学事实的渠道或方式有哪些呢 ?一般有直接和间接两 种途径 。
科学发展史表明 ,要深入探索自然奥秘 ,获得新的 、大量的 和准确可靠的科学事实 ,归根到底还有赖于观察 、实验等于段从 自然界中直接获取。要正确地获取科学事实 ,需要求实的科学态 度 。自然界是诚实的 ,它不偏爱任何人 ,但科学事实却只有那些 具有科学意识 、科学精神的人才能获取 。否则 ,即使面对重要的 客观事实 ,也可能失之交臂 。
获取科学事实的间接途径是文献调研 。初期科学研究工作的 重要障碍之一常常是资料不足 ,也就是说缺乏研究所需要的起码 的科学事实 。解决的办法 :一是靠观察 、实验 、实地调查考察等 直接渠道去搜集 、归纳 ;另一种办法 便是做大量艰苦细致的文献 调研工作 ,从已有的科学文献中找出我们所需要的科学事实 。一 切对研究工作有参考价值的资料 、文字 、声像 、图片、手册 、札 记等都属于文献的范围 。文献有原始文献 、二次文献 、三次文 献 ,原始文献 ( 一次文献) 的信息量大 ,蕴含的科学事实的可靠 程度最高 ,对重要的科学事实 ,应在相应的原始文献中查找 。
获取科学事实 ,搜集科研材料 ,是没有现成的坦途 捷径可走 的 ,它既需要我们认真 、踏实 、细致地去身体力行 ,在科学海洋 中一点一滴地搜集捕获 ,又需要我们独具慧眼 ,从浩瀚的文献海 洋中觅取 ,只有将二者有 机地结合起来 ,才能获取充分 、可靠 、 可信的科学事实 ,也才能为进一步的科学研究打好基础 。
2 .3.2 观察方法
获取科学事实的方法很多 ,其中最常见的 ,也是最基本的方 法 ,就是观察方法 。
(1) 观察方法的含义及其分类
所谓观察方法 ,又称科学观察 ,是指人们在 一定的理论指导 下 ,通过感官或借助于科学仪器 ,有目的 、有计划 、有选择地感 知和描述研究对象 ,获得科学事实或感性材料的一种研究方法 。
观察方法是最早运用到科学研究中的方法 ,所以观察方法随 着科学技术的不断发展而得到多方面 、多层次的发展 。从不同的 角度 、不同的方面可将观察方法区分为不同的类型 。
①从观察的方式和手段分 ,有直接观察和间接观察 直接观察是指科学劳动者不借助仪器 ,仅凭感官直接感知客
体的观察 。在古代 ,人们就是在星光灿烂的夜间凭肉眼 观察星 空 ,认识地球周边的宇宙 ,形成了最初的天文学 。直接观察具有 简单 、直观 、受客观条件限制少等优点 。但由于受感觉器官生理 上的限制 ,直接观察获得的信息是很有限的 ,且容易发生错觉 , 所以直接观察法存在明显的局限性 。
间接观察是指借助仪器 ,有中间环节的观察 。由于观测仪器 是感觉器官的延伸 ,它克服了人的感官的局限性 ,提高了人们的 感知能力 ,扩大了人们的观察视野 ,使过去无法感知的事物和领 域变为可感知的事物和领域 ,从而增强了人们的认识能力 。人们 运用科学仪器 ,提高了观察的精确性 ,使人们的观察得以向自然 界的广度与深度延伸 。但间接观察由于受仪器精度以及科学认识 主体对仪器运用熟练程度的影响 ,会给观察结果的准确度带来一 定的影响。
②从观察的性质和内容分 ,有定性观察和定量观察定性观察也称质 的观察 ,是指为了确定研究对象具有何种性 质和特征以及与其他事物有何种性质的联系而进行的观察 。唯物 辩证法告诉我们 ,认识事物的质是认识的起点 ,是区分事物的依 据 ,所以 ,认识事物首先要通过定性观察法 ,确定该物是什么 , 然后再继续研究 。定性观察法在动植物学 、地理学、制图学 、生 物学 、医学等学科中应用比较广泛 。
定量观察也称观测或测量 ,是指为了确定研究对象具有何 种 量的规定性而进行的观察方法 。主要方法在天文学 、大地测量 学 、地球物理学 、生物医学中应用较广泛 。在现代 ,特别是电子 计算机的应用 ,为定量观察提供了更为有利的条件 。
除此之外 ,观察方法按观察过程是否与实验相联系 ,可分为 自然观察和实验观察;按观察者的自觉程度,可分为主动观察和 被动观察等 。
(2) 观察方法的特点
尽管观察方法各种各样 ,但都有共同的特点 : 一是观察的目的性 。科学劳动者在运用观察方法 进行观察
时 ,总是围绕着为什么要观察 ,即观察总是和解决 一定的科学问 题联系在一起的 。科学观察不同于日常生活中的观察 。日常生活 中的观察是一种消极的 、被动的观察 ,具有很大的随意性和偶然 性 ,而科学观察是有计划 、有步骤 、有目的的科学实践 。
二是观察的自 然性 。科学观察是将观察对象置于自然 状态 下 ,整个观察过程不进行人为干扰 ,在保持事物本来状态和面貌 的情况下进行 。这也是观察方法与实验方法的重要区别之一 。在 动物学 、物候学 、测绘学 、地质学 、天文学 、心理学 、矿物学 、 古生物学等领域运用观察方法 ,充分体现出观察的自然性 。
三是观察的可重复性 。科学观察的过程和结果 ,在相同的条件下 ,可以为不同观察者所重现 。这也是该观察是否具有科学价 值的重要标准之一 ,否则即使积累了许多经验材料而无法验证其 可靠性 ,仍然是没有科学价值的 。例如 ,1969 年美国科学家韦伯 声称 ,在 1968 年 12 月 30 日到 1969 年 2 月 21 日这段时间中 ,他 用自制的引力波天线两次接收到了银河系 一星系 的引力波信号。 这一观察结果立即引起物理学界的关注 。但因后来人们使用他的 观察技术没有观察到类似现象 ,这一结果的可靠性受到怀疑 。所 以观察的可重复性也是检验观察可靠性的标准 。
2.3.3 实验方法
观察作为古老的方法 ,在科学研究中至今仍发挥着重要的作 用。但由于此方法在很大程度上依赖于人的感官 ,因此容易造成 错觉 。还由于有的观察对象过于复杂 ,观察者难以 把握 ;有的转 瞬即逝 ,观察者难以捕捉 ;有的过程演化太慢 ,需要经历上百年 甚至上千年 ,在观察者有限的生命中难以完成观察过程 。这些都 会影响科学研究的进程 。因此 ,在科学研究中 ,还需借助实验方 法 。恩格斯指出 :“单凭观察所得的经验 ,是决不能充分证明必 然性的 但是必然性的证明在人类活动中 ,在实验中 ,在劳动 中。”
(1) 实验方法的含义
所谓实验方法 ,是指人们根据 一定的研究任务和目的 ,利用 一定的仪器、设备及其他物质手段 ,在典型的环境中或特定的条 件下 ,主动控制或干涉研究对象 ,舍弃或排除次要因素和无关因 素的影响 ,选取或突出主要因素 ,去探索事物或现象的性质和规 律的一种特殊的研究手段 ,称为实验方法 。或者说 ,实验方法是 指人们根据研究课题的需要 ,利用科学仪器和设备 ,人 为 地 干 预 、控制或模拟研究对象 ,获取科学事实的一种研究方法 。
2 科学研究与学术论文 写作
实验方法和观察方法一样 ,都属于感性认识活 动 ,不过与单 纯的自然 观察相比 ,科学实验是一种更充分体现人的主观能动 性 、积极性和 主动性的实践活 动。科学实验中也包含观察的 环 节 ,但这种观察是在人为地干预研究对象的情况下 ,即在有意识 地创造一种有利的条件下进行的观察 。正如著名科学家巴甫洛夫 所说 :“ 观察是搜集自然现象所提供的东西 ,而实验则是从自然 现象中提取它所愿望的东西 。” 科学实验中人们对研究对象的人 为控制 ,体现了人类要 主动地向自然现象索取自己 所需要的材 料 ,而不是被动地昕命于自然界 ,正如法国科学家居维叶所说 , 实验者是 :“质问自然界 ,并且迫使自然界袒露她的奥秘 。”
科学实验与科学观察相比 ,能获得更丰富 、更深层的经验事
对实验方法进行系统概括和总结的是英国的弗 ? 培根 。他在名著 《新工具》 中指出 :获取知识的方法 主要靠实 验 ,整理经验材料 、发展知识靠归纳 。他把只知搜集材料不会作 加工的经验主义者比作蚂蚁 ,把只靠空洞思辨来罗织神秘哲学之 网的唯理主义者比作只从肚子里吐丝织网的蜘蛛 ,两者都不可 取 ,主张要像蜜蜂一样先采花后酿蜜 ,对搜集到的经验材料加以 消化制作 ,导出一般规律性的知识来 。这无疑是对的 。马克思 、 恩格斯在评价培根的实验 一一归纳的方法论时指出 :“英国唯物 主义和整个现代实验科学的真正始祖是培根 科学是实验科 学 ,科学就在于用理性方法去整理感性材料 。” 不过培根不恰当 地抬高了归纳法的地位 ,陷入了片面性 。
( 2 ) 科学实验的基本类型
实验方法在近代 ,特别在现代是科学研究的基本手段 ,越来 越显示其巨大的作用 。对实验方法我们可以从不同角度来认识 。
①根据实验结果性质的不同 ,有定性实验 、定量实验和结构 分析实验
定性实验是指为了确定事物的性质 ,测定其组成部分的实 验 。即判定事物 “是不是” 或 “有没有” 的实验。如著名物理学 家吴健雄为了验证杨振宁和李政道 1956 年提出的弱相互作用 下 语称不守恒的假说 ,设计了把钻 60 冷却到 0 .01 开后 ,消除了 由于钻核的热运动带来的干扰 ,揭示了在弱相互作用下 ,宇称不 守恒的现象 ,从而该实验验证了假说的正 确性 。李政道和杨振宁 也因此荣获 1957 年诺贝尔物理学奖金 。
定量实验是指在测定研究对象的组成元素 ,的基础上 ,进一步 寻找各元素之间数量关系的实验 。即判定研究对象有怎样的量的 规定性的实验 。如英国著名物理学家汤姆生 ( 1858 1940 年) 在
1897 年设计实验 ,测定了阴极射线带负电的微粒的速度 、电荷
(巳) 、质量 ( m ) 和荷质比 (巳Im ) ,并证明了不论管中 电极用什么 材料充以何种气体 ,生成的带负电的微粒的荷质比都一样 ,说明 了这种微粒是各种原子的共同组成部分 。汤姆生把这种微粒取名 叫电子。结构分析实验是指测定和分析研究对象 的空间结构实 验 ,即判定研究对象诸要素的联结方式 。比如 ,1953 年美国科学 家沃森和英国科学家克里克根据查伽夫对 DNA 化学成分的测定 结果和维尔金斯等对 DNA 结晶的 X 射线衍射进行结果分 析 ,通 过实验发现了 DNA 分子空间双螺旋结构 ,这标志着分子遗传学 的诞生。
②根据实验功 能的不同 ,有析因实验 、对照实验和判决实验 析因实验是指由已知的结果去寻找这一结果的原因的实验 ,
即判明原因的实验 。比如,1895 年 ,德国人伦琴 ( 1845 1923 年) 在研究高真空放电管时 ,意外地发现放在距离放 电管 2 m 远 28的涂有铀氧化顿的屏上发出荧光 ,当放电管停止放电时荧光也停 止 ,是什么原因引起的呢 ?伦琴根据当时已知阴极射线能穿过几 厘米的空气 ,设想这是不是阴极射线呢 ?伦琴把屏幕移得更加远 离放电管 ,或用黑纸把放电管包起来 ,屏上仍有荧光发生 ,一系 列实验证明不是己知的阴极射线 ,他把引起这种奇异现象的 未知 射线称为 X 射线 。X 射线的研究要求查明这种射线 产生 的原因, 1896 年 ,法国人 贝克勒尔 ( 1852 1908 年) 选择 了一种铀盐
(荧光物质) 做实验 ,发现铀盐中会自动地放出穿透力很强的新 的天然放射性射线 ,后来的研究表明 X 射线是天然放射性射线的 一种 ,到 1903 年 ,英 国人 索迪 ( 1871 1956 年 ) 和 卢 瑟福 (1871 1937 年) 等用实验证明 ,X 射线是由原子核外电子能量 变化所发出的电磁波 。
对照实验也称比较实验 ,是指把设立的两个或两个以上的相 似组群进行比较 ,其中一个是对照组 ,作为比较的标准 ;另一个 是试验组 ,即研究对象组 。在实验中 ,以相同的施加因素分别作 用于两组 ,产生不同效果 ,将收集到的数据作统计学处理后 ,进 行判断 、分析 ,最后得出结论 。这种实验方法 在医学科研中常 见 ,如新药品的疗效试验 。
判决实验是指人们为了在关于同 一问题的两个或多个竞争假 说之间作出决择而设计的实验 。科学史上的伦德福实验 ,就是一 个著名的判决实验 。
2 .4 科学研究的理性方法
科学研究的任务在于透过事物的现象揭示事物的本质 。人们 运用科学研究的感性方法 一一一般方法往 往只能获得关于事物现 象的描述或科学事实 ,要进一步认识事物的本质和规律 ,还必须
运用科学研究的理性方法 一一哲学方法 ,完成从感性认识向理性 认识的飞跃 。
2 .4 .1 科学抽象与理想化方法
理论认识的基本形式是科学抽象 。列宁指出 :“物质的抽象 , 自然规律的抽象 ,价值的抽象等等 ,一句话 ,那一切科学的 ( 正 确的 、郑重的 、不是荒唐的) 抽象 ,都更深刻 、更正确 、更完全 地反映着自然。” 通过科学抽象 ,人们才能就事物的内部联系对 现象做出统一的科学说明 。如果科学认识只停留在对自然界外部 现象的罗列和描述上 ,停留 在对若干特殊规律的概括和陈述上 , 就不能说它深刻地 、正确地 、完全地反映了自然 。人们对事物本 质的认识是通过一系列的抽象来完成的 。
(1) 科学抽象的含义及意义 所谓科学抽象是指人们运用理性思维方法对所获得的科学事
实 (感性经验材料) 进行整理 、加工制作 ,从而概括或抽取出事 物的本质和规律的一种科学研究方法 。或者说人们通过科学抽象 抽出和排除事物非本质的次要因素 ,通过思维把握事物的本质
科学抽象的意义包括下面几个方面 :
第一 ,科学抽象通过对现象进行分析和鉴别 ,排除假象 、确 定真象 ,撇开事物外部的非本质的联系 ,暴露事物内部的本质联 系 ,使人们的知识本质化 。这符合现象和本质是对立统一的哲学 原理。由于事物存在及事物本身的复杂性 ,人们用经验方法是难 以排除假象的。比如,太阳朝起暮落 ,人们习以为常 ,很容易得 出地球静 ,太阳动 ,太 阳绕着地球旋转的假象 。而哥白尼在人类 长期观察天体运行现象所积累的大量 材料基础上 ,通 过科学抽 象 ,才排除了假象干扰 ,揭示地球绕太阳旋转的本质 。
第二 ,由于客观事物的复杂性 、多样性 ,人们通过科学抽象 区分基础的东西和派生的东西 ,由表及里,把决定事 物性质的 、 隐蔽的基础揭示出来 ,使人们的知识层次化 。比如,在人们了解 原子结构以后 ,又找到了更为 基础的东西 ,即原子核中的质子 数、中子数 ,以及原子核外电子的相互作用方式决定元素的化学 性质。 般地说 ,派生的东西在感性上比较容易把握 ,基础的东西则比较隐蔽 ,如果不进行科学抽象并借助理论思维 ,是无法认 识的 。抽象的过程 ,也就是由表及里的过程 ,这也是形成层次化 知识结构的途径 。
第三 ,科学抽象撇开次要过程 、干扰因素和无关的内容 ,把 事物的自然状态 ,即具体而复杂的表象形态变成纯粹形态 ,让其 主要的发展过程在思想中显现出来 ,予以精细的研究 ,从而把握 事物的基本规律 。使人们的知识真实化 。比如,自由落体或圆周 运动物体的瞬时速度 ,曲线的斜率,电流在时间 T 时的变化率 等。这些问题原分属不同的领域 ,有着不相同的内容 。但是科学 抽象可以撇开它们的具体内容 ,得到纯粹的量的关系 ,即函数 y = f ( x ) 的导数。这样就精确地描述了它们的具体过程 。
(2 ) 科学抽象的一般步骤 科学抽象必须按照一定的步骤进行 。科学抽象的步骤既是一
个复杂的理论思维问题 ,也是一个具体的治学方法问题 。毛泽东 同志曾精辟地把它概括为 “去粗取精 、去伪存真 、由此及彼、由 表及里” 。这 16 个字充分体现出科学思维方法 和科学抽象的步 骤。进行科学抽象具体说来有如下步骤 :
第一步 ,“去伪存真” ,即核实材料 ,鉴别材料 。不论是从调 查中得来的材料 ,还是从科技文献中搜集来的材料 ,不一定都是 真的 ,在进行科学 抽象时 ,首先要核实材料 。对于来自各个方面 的科研资料 ,都有必要进行认真地核实 、考证 ;否则就有可能出 现以假乱真 ,无法抽象出科学结论 。因此 ,“去伪存真” 就是区 分真象和假象 ,把虚假的材料剔除 ,保留真实的材料 ,为科学抽 象奠定可靠的材料基础 。
第二步 ,“去粗取精” ,即选择材料 。在我们所积累的大量科 学事实和研究资料中 ,有本质的材料和非本质的材料 、典型材料 和非典型材料之分 。对所掌握的材料在经过核实以后 ,紧接着还 要进行选材 。“去粗” ,就是从所掌握的真实材料中 ,把非本质的 和对说明问题不具有典型性的材料剔除 ,这就是排除次要的和无 关的因素 。“取精” ,就是要从大量的真实材料中 ,选取能够反映 研究对象本质和对说明问题具有典型性的材料 ,这就是突出主要 的和关键的因素 。
第三步 ,“由此及彼” ,即揭示事物之间各种复杂的联系 。“由此及彼” 要求我们既从横的方面揭示事物之间的相互联系 ,也从 纵的方面揭示事物发展各个过程之间和各个发展阶段之间的各种 联系 。要求我们在进行科学抽象的过程中 ,不要孤立地 、静止地 和片面地去看问题 ,而要从事物的各种错综复杂的联系中去考 察 、分析 、研究 ,从而抽象出事物发展的规律性 。
第四步 ,“由表及里” ,即透过事物的现象揭示出内在的本质 及其规律 ,不断地提出和回答 “究竟是什么” “究竟为什么” ,把 思维加工引向深入 ,防止浮光掠影 ,不求 甚解 ,停留 于事物表 面。
上述 “16 字诀” 是对科学抽象方法的高度概括 ,也是辩证法 在认识过程中的实际运用 ,对于指导科学研究 ,深化科学认识都 有着重要的方法论意义 。
2 .4 .2 比较与类比
科学抽象的中心环节和基本手段是逻辑方法 。爱因斯坦在整 个科学生涯中十分推崇逻辑方法 ,他说 :“逻辑之对于他 ,有如 比例和透视规律之对于画家一样。” 所有科学理论体系都是逻辑 体系。深入研究一些重要的逻辑方法 ,对于科学研究都有积极的 指导意义 。
( 1) 比较方法 比较是确定对象之间差异点和共同点的一种逻辑方法 。人们
认识事物总是从区分事物开始的 。即在比较中把这个事物与那个 事物区分开 ,正如马克思在评价比较方法 时说它是 “理解现象的 钥匙” 。
事物之间的差异性和同一性 ,是比较方法的客观基础 。在现 实世界中无论在空间上同时并存的事物 之间或是时间上先后相随 的事物之间 ,都存在着同一性和差异性 。因此 ,比较方法有空间 上的比较 ,即在既定形态上的比较 ;有时间上的比较,即在历史 形态上的比较 ;也有本质上的比较。现象上的比较常是科学人门 的向导 ,而科学认识中的比较应该是本质上的比较 ,要 能找出 ‘ 异中之同” 或 “同中之异” 。即从表面上差异极大的事物之间看 出它们本质上的共同点 ;从表面上极为相似的事物之间看出它们 本质上的差异点 。比较方法的功能就是在愈同的地方找出异来
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方法(13)科学(8)观察(4)
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