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问题与科学研究——问题学之探究

 灵藏阁 2015-06-30

 

 本书是国家社科基金“中华社会科学学术基金”项目的产物。本书所构建的“问题学”理论中,概念清晰,理论结构严谨,所提出的问题较为符合科学研究过程的历史和实际,论证有相当的深度和广度,对于科学方法论、科学管理论、科学社会学、科学心理学等学科的发展有相当大的启发价值和应用价值。

  这次出版的这部书稿,与最初交给中华社会科学学术基金会的初稿相比已作了许多修改,章节的名称也有变动。主要是增加了第一章“背景”;增加了第二章“呼唤建立问题学;关于问题学的设想”;对“科学问题的结构”这个问题学的基本理论问题作了必要的补充,把“解题规则”看作是问题结构的基本要素之一;对“科学研究中问题分解的一般模式”作了较大的修改和补充;对“科学中问题难度评价和价值评价”作出了重要的补充;此外,还增加了一个附录;“问题学与系统工程方法论”。


 

第一章 背景

 

第一节 科学家们如是说

1. 爱因斯坦:问题是科学发展的契机,物理学进化的历史是问题不断展开和深化的历史。

2. 提出一个问题比解决一个问题更重要。因为解决一个问题也许仅是数学上的或实验上的技能而已,而提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。

3. 大卫·希尔伯特:问题是科学和数学发展的灵魂。

4. 只要一门科学分支能提出大量的问题,它就充满生命力;而问题的缺乏则预示着独立发展的衰亡和终止。

5. 科学的革命势必要冲破它原有的外壳。

6. 海森堡:提出正确的问题往往等于解决了问题的大半。

7. 贝弗里奇:确切地陈述问题有时是向解决问题迈出了一大步。


 

第二节 历史的启示

1. 历史和现实都表明,如果观察到了某一现象,假如并不引起问题,那么观察和观察事实并不会引导科学家进入研究。科学研究是从问题开始的。

2. 只有引起问题才会引起研究,观察若不引起问题,决不会导致探索过程。

3. 没有理论知识的武装就捕捉不到问题。

4. 问题的深入就是研究的深入;自然科学发展的历史,就是它所研究的问题发展的历史,是问题不断展开和深入的历史。

5. 科学研究的进展,虽然回答了一些自然之谜,但并没有减少自然之谜。

6. 问题是科学研究的真正灵魂,贯穿于科学研究的始终。

7. 科学的历史就是问题的历史。

8. 问题就像是窥视未知世界的窗口,进击未知世界的前哨,是开拓新知识的前沿。


 

第三节 哲学家们的思考

1. 生活本身表现为从问题到问题的一系列问题求解的过程。

2. 问题规定了思维的目的并控制思维过程的方向。


 

第四节 科学中的理性怀疑主义和科学家的好奇心

1. 科学需要怀疑精神,怀疑精神正是科学的最基本的精神。它是从事科学探索的第一把钥匙,因为它是产生问题之源。

2. 科学鼓励怀疑和质疑,在科学中不可能提出只许坚持某种学说或理论的荒谬口号。

3. 从科学动力学的意义上,怀疑正是问题之源;科学研究中的问题总是从怀疑中产生的。

4. 问题是科学进步的灵魂;科学研究不但从问题开始,而且正是问题推动研究,指导研究,问题贯穿于科学研究的始终。

5. 科学的历史就是一部问题不断展开和深入的历史。

6. 怀疑精神是科学研究工作者最重要的精神;没有怀疑精神,就不会有创造性的思维,就不会有科学的发现。

7. 如果说问题是科学研究的第一个环节,那么,怀疑精神就是从事科学探索的第一把钥匙。

8. 怀疑是创造性思维的开端,也是追求问题答案的开始。

9. 于无疑处见疑,方是进也。

10. 学贵质疑。

11. 尽信书不如无书。

12. 一个学生提出问题的深度,常常反映了理解知识的深度。

13. 怀疑是智慧之母。

14. 在学问上最好的解决方法是坚持的和经常的怀疑,怀疑把我们引向研究,研究使我们认识真理。

15. 疑者,觉悟之机也。一番觉悟,一番长进。

16. 小疑由小悟,大疑则大悟,不疑则不悟。

17. 盲目信奉某种理论不是智力上的美德,而是努力上的罪过。

18. 在科学研究中,疑并不是目的,释疑才是目的。

19. 科学的怀疑精神始终是和刻苦钻研知识、苦心思索相联系的。

20. 发展独立思考和独立判断的一般能力,应当始终放在首位,而不应当把获得专业知识放在首位。

21. 怀疑——问题——思索,这是任何一个科学家取得成就的第一个必备条件。

22. 正如怀疑精神一样,好奇心,作为第二世界的一种状态,同样是问题之源。

23. 对于一个科学家来说,好奇心的丧失,无异于他的创造性能力的衰竭。

24. 贝尔纳:构成我们学习最大障碍的是已知的东西,而不是未知的东西。

25. 科学研究是从问题开始的;问题推动研究,指导研究;问题是科学研究的真正的灵魂。

26. 疑难或困难激活思维,并且 问题规定了思维的目的且控制了思维的方向。


 

第二章 呼唤建立问题学以及关于问题学的设想

1. 尽管问题的形成和解决是科学研究的真正核心,但迄今为止,科学哲学家和科学方法论学者还很少去研究科学问题的实质、结构和关系。


 

第三章 问题的实质和定义及科学问题的界定


 

第一节 概念困惑

1. 科学和知识的增长永远始于问题,终于问题——愈来愈深化的问题,愈来愈启发新问题的问题。


 

第二节 以往的科学方法论学家关于问题定义的探讨

1. 一个问题就是一个困难,而理解问题就在于发现困难和发现困难在哪里。

2. 有关问题的诸多定义中包含有共同的东西:把问题看作是与智力活动相联系的一个概念;问题都是与智能主体的某种目标状态相联系的。

3. 辩证法矛盾具有综合性质,其真值要由经验确定,并且可以取真假二值;形式逻辑的矛盾具有分析性质,其真值由分析语句的逻辑关系确定,并且其真值恒为假。


 

第三节 关于问题的实质和定义的新探讨

1. 人工智能的核心问题只有一个,那就是广义的问题求解。

2. 任何一个真正的合理地提出的问题,它的当前状态和目标状态都是可以做出客观的、可公共一致的描述的。


 

第四节 疑难和科学问题

1. 疑难是求解的理想与智能主体当前能力的差距。

2. 对一个问题P的求解理想,就是要消除它的当前状态与目标状态Sp与目标状态St之间的差距。

3. 疑难是一个与智能主体的当前能力相关的概念。所以,并非任何问题必须构成疑难,它将从特定智能主体的当前能力为转移。

4. 任何智能主体的能力都是可以通常学习、训练、试探性的求解等等手段而得到提高的,所以一个问题是否会构成疑难,不但将因人而异,而且将因时而异。

5. 作为一个学生要会解答问题,但是作为一个研究工作者则要会提出问题。

6. 提出一个问题比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已。而提出新的问题、新的可能性,从新的角度去看待旧的问题,却需要创造性的想象力。

7. 学起于思,思起于疑。

8. 增加或改变问题的目标约束,就意味着部分地改变了问题的目标状态。

9. 在问题的提法中,除了有目标约束,通常还会有条件约束。

10. 条件约束的陈述,通常可分为两类。一类是属于解题规则的,另一类条件约束是属于问题的当前状态的。

11. 问题的目标约束和条件约束都将影响到问题的难度。


 

第五节 科学问题和科学目标

1. 问题=给定智能活动过程中的当前状态与智能主体所要求的目标状态之间的差距。

2. 科学研究始于问题,并且问题推导研究、推动研究,科学的历史就是它所研究的问题不断展开和深化的历史。

3. 进步总是相对于某种目的的进步。


 

第四章 科学的目标以及科学进步的三要素目标模型


 

第一节 科学发展有目标可言吗

1. 思维的逻辑迫使科学哲学家不得不追问科学的目标。

2. 进步总是一个与目标相联系的概念。

3. 科学及其发展,是一种重要的历史现象。


 

第二节 关于科学的虚幻的目标

1. 物理学的概念是人类智力的自由创造,它不是(虽然表面上看来很像是的)单独地由外在世界所决定的。

2. 一个理论可以是真的,即使没有人相信它,即使我们没有理由去接受它,或者没有理由相信它是真的;而另外一个理论可以是假的,尽管有相当好的理由来接受它。

3. 科学理论是易谬的。

4. 爱因斯坦:真理这个词的意义随着我们所讲的是经验事实,是数学命题,还是科学理论,而各不相同。

5. 物理学的概念是人类智力的自由创造,它不是单独地由外在世界所决定的。


 

第三节 批评波普尔——波普尔为关于科学目标的常识观念辩护

1. 所谓科学追求与世界本体相符合的真理的观念,只不过是一种形而上学的观念,这种所谓的科学的目标,只是一种不可捉摸的虚幻的目标。

2. 科学理论、经验陈述以及数学命题的真理所包含着不同的含义。

3. 在科学中观察深深地依赖于理论。


 

第四节 科学理论的检验与朴素实在论——科学理论的检验结构与检验逻辑

1. 科学理论的检验涉及非常复杂的认识论问题。

2. 任何理论都应当是一个有结构的命题系统,而不是许多互不相关的命题的杂乱堆积。

3. 数学和逻辑学理论都是一些重言系统,数学定理和逻辑定理都是一些重言式。因此,一个数学定理或逻辑定理能否成立,只接受逻辑的分析,而不接受经验的检验。

4. 数学和逻辑定理的真决不依靠经验的检验;相反,经验的检验对于它们是无效的。

5. 科学命题是要对现实世界作出陈述,因而具有经验的内容。

6. 科学中的任何命题并不能因为它与由之导出的公理(科学理论的基本定律)相一致而成为真的,相反,如果这个导出的命题与经验不一致或相悖,就将不但危及这个这个命题本身,而且还将危及由之导出的那些前提。

7. 辩证法是不允许套公式的,它要求具体问题作具体分析。

8. 科学是允许套公式的,通过套公式而演绎出具体结论;尽管其结论是可错的,但却可由此来检验理论。

9. 科学理论的检验应当包含如下四个不同的路线或层次:1)检验一个理论的内部是否自恰;2)检验一个理论是否具有经验内容;3)检验一个科学的潜在价值;4)对理论诉诸经验的检验。

10. 一个矛盾命题蕴涵一切命题。

11. 重言式命题是分析命题,它们是先验地为真的,并不需要经验的检验。

12. 只有判定一个理论具有经验内容之后,才谈得上在往后的步骤中对它作出经验的检验。

13. 把一个理论诉诸于实验、观察的实践检验,往往是费钱、费时、费人力的,我们必须事先估计它的价值,才可下决心。

14. 观察是易谬的,实验观察结果的合适性本身是需要依靠理论来解释的。

15. 一个理论的预言被证实,并不等于理论被证实。

16. 科学仪器的背后就包含着一大堆的科学理论或假定。


 

第五节 科学进步的三要素目标模型——科学的实际可检测的目标

1. 与本体符号的真理观和与之相联系的关系科学目标的常识见解,归根结底只是一些形而上学的信念。

2. 科学的实际可检测的目标,应是如下三项的合取:1)科学理论与经验事实的匹配,它包括理论在解释和预言两个方面与经验事实的匹配,而这种匹配又包括了质和量两个方面的要求;3)科学理论的统一性和逻辑简单性的要求。

3. 观察渗着理论,观察依赖于理论。

4. 科学理论与经验事实的匹配是可以相互调节的。

5. 科学并不满足于表浅的经验概括,它追求着科学统一的目标。

6. 我们关于外部世界的陈述,不是个别地,而是作为一个整体去出席感性经验的法庭的。


 

第六节 个案分分析

1. 一个理论的基本假定相互矛盾是尤其不能容忍的。

 

第七节 蕴涵的结论

1. 科学的方法无非是实际科学目标的手段;科学方法的合理性就在于它有利于向着它的目标前进或接近。

2. 评价科学进步的合理性的标准不应是一种或一组方法论,而是一组与目标相关的价值。


 

第八节 科学理论的评价(一):以往的理论

1. 科学理论的评价问题的核心是要提出一种评价或者选择科学理论的合适标准。

2. 在某种意义上,理论的选择甚至可以看作是研究工作的生命线。

3. 科学并不能保证它的任一命题永远不会被证伪。

4. 划清科学与形而上学是科学哲学的重要雾任务。考察一个理论的逻辑形式以便判明这个理论是否具有经验内容或作为科学理论的性质,是对科学假说或理论进行检验的一个重要方面。

5. 所禁愈多,所述愈多。


 

第五章 科学目标与科学问题以及产生科学问题的通道

 

第一节 科学目标与科学问题

1. 科学所追求的总目标是如下三项的合取,即:1)科学理论与经验事实的匹配,包括理论在解释和预言两个方面与经验事实的匹配;2)科学理论的统一性和逻辑简单性的的要求;3)科学在总体上的实用性。

2. 问题是科学研究的灵魂。 

3. 问题的形成和解决是科学研究的真正核心。

4. 科学和知识的增长永远始于问题,终于问题——愈来愈深化的问题,愈来愈能启发新问题的问题。

5. 科学问题的不断形成和解决构成了科学的进步。


 

第二节 如何提出科学问题以及产生科学问题的通道

1. 提出正确的问题往往等于解决了问题的大半。

2. 作为一个学生,要会解答习题;而作为一个研究工作者,则要善于提出科学问题。

3. 科学中产生科学问题的主要通道有:1)寻找经验事实之间的联系并做出统一解释;2)已有理论与经验事实的矛盾;3)多种假说之间的差别与对立;4)一种理论体系内部的逻辑矛盾;5)不同学科的理论体系之间的矛盾;6)追求科学理论的普适性与逻辑简单性的需求;7)为了验证假说和新发现的事实而提出对它们进行检验的问题;8)概括生产和实际生活的需要而提出种种实用性或技术性的问题。

4. 科学的目标是寻求科学理论与经验事实的匹配,包括理论和预言两个方面与经验事实的匹配。

5. 提出科学问题本身乃是对科学背景知识掌握和分析的结果。

6. 要求得科学理论的进步,就必须不断地揭露其中的困难,其中包括它在逻辑上的困难。

7. 追求科学理论的普适性与逻辑简单性是科学的一个目标。

8. 几何学的辉煌之处就在于只有很少的公理而能得出如此之多的结果。

 

 

第六章 科学中问题的结构与问题逻辑

1. 问题=某个给定智能活动过程中的当前状态与智能主体所要求的目标状态之间的差距。

2. 问题求解=设法消除给定的智能活动过程的当前状态与智能主体所要求的目标状态之间的差距。

3. 疑难=求解的思想与智能主体当前能力的差距。

4. 问句是用以表达问题的语句形式。

5. 所谓问题的指向,就是问题所指向的研究对象。

6. 问题的结构要素不但有问题的指向和疑项,而且还有问题的应答域预设和解题规则。

7. 问题中所显含地或隐含地规定的解题规则也是问题结构中的基本要素。

8. 问题的指向所指向的是问题的研究对象,问题的指向客观上并且潜在地决定了问题的解。

9. 在问题的提法中已经包含了假说。

10. 在问题的结构中,一个非常重要的结构要素是解题规则。

11. 问题结构中的基本要素主要是四个:问题的指向、疑项、解的应答域预设、解题规则。

12. 问题的解并不包含在问题的结构之中,相反,它本身仅仅是由问题的指向在客观上并且潜在地决定了的。

13. 问题的求解是通过一系列操作(思维的操作或实验的操作,这些操作必须遵循解题规则Ru)来实现的。

14. 问题的解,客观上并且潜在地是由问题的指向所决定的。

15. 对于特殊疑问句而言,在问题的提法中所设定的应答域愈小,限定得愈具体,它的指向就愈明确,从而对于科学研究的指导性(正确或错误的指导)就愈强。反过来说,问题的提法中设定的应答域愈小,那么在这个方向上进行研究所冒的风险就愈大。

16. 科学问题产生于对科学背景知识的分析。

17. 从提出一个科学问题,到设想出一种解决问题的方案,即寻找问题的解,这在原则是没有通道逻辑的。

 

 

第七章 科学中课题的选择以及问题的分解和问题的转移

1. 问题是科学研究的灵魂。它既推动研究,是科学发展的动力;又提供科学研究的具体目标,指引科学研究的方向。

2. 对于科学家来说,课题的选择是科学研究的首要环节。

3. 所谓课题的选择,简单地产,就是选择一个问题来进行研究。

4. 没有价值的问题或伪科学问题是不值得研究的。

5. 在著名的科学家当中,科学素养的主要标准是能否抓住重要问题和是否能提出新的解决办法。

6. 课题的选择应当遵循价值原则、可实现原则和讲求效益,实现最优化的原则。

7. 任何一个科学问题的解决,任何一项科学中的发现或发明,都可能给人带来新的启发和新的思路,提供新理论工具或新的实验手段等等。

8. 知识一经获得,便给自己的周围投身上微弱的光亮。意义十分有限而不能披露自身以外事物的发现是没有的。

9. 提出正确的问题往往等于解决了问题的大半。

10. 错误的问题,乃是一种其问题的提法本身是没有解的那种问题。

11. 问题的提法本身已经包含着某种假说的成分。

12. 一个不断改变自己的任务而去追逐新想到的高明设想的人,往往是一事无成的。


 

第八章 科学中问题的难度评价和价值评价

1. 选题是一个十分困难的过程。

2. 提出课题比解决课题更困难,所以评价和选择课题,便成了研究战略的起点。

3. 选择题目不能草率,如果根本没有实现的可能,选题就等于零。

4. 疑难所描述的乃是某一特定问题的求解理想与智能主体的当前能力的关系。

5. 科学研究是一项目标明确的高度定向的行为。

6. 没有目标,就不可能有认知的动力和方向。

7. 问题是人的认知过程得以启动的动力源泉。

8. 科学的总目标是如下三项的合取:1)科学理论与经验事实的匹配,包括理论在解释和预言两个方面与经验事实的匹配;2)科学理论的统一性和逻辑简单性的要求;3)科学在总体上的实用性。

9. 科学研究从问题开始;问题推动研究,指导研究;科学的历史就是问题的历史,是问题不断展开和深入的历史。

10. 任何问题都不是孤立存在的。


 

第九章 问题与科学发现:事实的发现与理论的发明

1. 在任何一个科学规范中都会包含有某些范例。范例就是运用规范去解决具体问题的范本。

2. 范例就是运用规范以解决某些具体问题的范本。

3. 发现开始于感到反常。

4. 由于科学中事实的发现与理论的发明是紧密纠缠在一起的,所以库恩强调:发现必然是一个过程。

5. 在任何具体的发现过程中,通常总是事先遇到了某种奇特(未理解的)现象A,然后我们追问:A是什么?

 

 

附录 问题学与系统工程方法论

1. 问题=某个给定的智能活动中的目标状态与当前状态之间的差距。

2. 从历史上看,运筹学本身就是系统工程这门技术学科的前身。

3. 生活本身就表现为从问题到问题的一系列问题求解的过程。

4. 人的认识活动是从问题开始的。

5. 方法一词,其原意是按照某种途径。方法的本意是在详细说明步骤,而这些步骤是为了达到一定的目的而必须按规定的程序进行的。

6. 所谓方法论,主要是探求所必须遵循的方法的一般规则和原理,而不是指明解决个别问题的方法。

 

 

 

 

 

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