科学思维与科学方法

Chap1科学思维与科学方法

§1、几个概念

一、什么是科学

一个经常引起争论的话题

英国  贝纳尔认为：科学在不同时期和不同场合有不同的含义。

“科学是一定历史时代的科学实践活动和科学理论的统称”

科学实践活动：科学的实质内涵之一

主体：科学工作者

客体：自然界及其认识自然现象的手段

科学实践活动的任务：沟通主体和客体，使二者建立起认识和被认识的关系

科学理论：科学的实质内涵之二

狭义的科学理论指：人们对客观事物及其规律的正确认识（真理）

广义的科学理论指：科学假说，是有待于进一步验证或证实的科学知识及其体系。

科学实践活动与科学理论是有机统一的;科学理论是对科学实践活动中所获得的经验知识的概括和总结，而科学实践活动又是在一定的科学理论的指导下进行的。二者相互依赖、相互联系。

二、思维

【释义】：

①与“感性认识”相对。指理性认识，即思想；或指理性认识的过程，即思考。是人脑对客观事物间接的和概括的反映，是认识的高级形式。

②与“存在”相对。指意识、精神。

思维分三种：知觉、回忆和组合

知觉：感知器官的本能 （例：小孩学说话）

回忆：在生物钟的作用下被提取出来的过程（例：书写汉字）

组合：把回忆放到思维中枢，按一定规则组合（例：解题）

三、方法

“方法”一词源于希腊语，由“沿着”和“道路”两个词组成，意指沿着道路运行或接近某物的途径。

黑格尔“在探索的认识中，方法也就是工具，是在主体方面的某个手段，主体方面通过这个手段和课题相联系……”

方法是指人们为了达到一定目的所选择和采取的手段、途径或方式。

有以下三个特点：

第一、方法与目的、任务联系在一起；

第二、方法与理论联系在一起人们使用的方法可以说是思想、观点的具体化；

第三、方法与实践联系在一起，方法是在一定理论指导下的特殊的实践活动的途径或方式。

四、科学思维

科学思维受科学工作者的思维素质和思维方式所决定或制约

从个体来看，包括自然素质、学识水平、科学思维的素养等；

从集体来看，包括知识的完备程度、各类人员的配合结构等；

所谓思维方式，是思维规律和思维方法的统一，是思维内容与思维形式的统一。科学思维活动既表现出多样性，又具有统一性

多样性是指科学思维的具体形式，由于存在人与人在生活经历、知识结构、思维习惯等不同所造成的；

统一性是指对科学思维的内容而言，这是由客观物质世界客观性所决定；

§2、科学思维演变的历史脉络

一、古希腊时代的科学思维

早期科学思维与神话自然观

古代神话的思维方式对科学思维方式的萌发有直接的影响;古代神话是古人对自然因果关系的最初探索

泰勒斯的米都学派提出了“万物是由什么组成的”

1、元素论和原子论

2、毕达哥拉斯关于数本的思维

3、欧几里德几何学的公理化

4、亚里斯多德的“三段论”逻辑人类历史上，科学成为一种独立的精神活动，最早起源于古希腊。

二、近代科学思维的特点

“中世纪”（公元5世纪到15世纪）的思维

13世纪英国的罗吉尔.培根

倡导经验主义和理性主义

1773年出版《大著作》一书

思想核心是：“实验是揭示和检验真理的唯一标准”

奠定了近代科学思维的基本方法

近代科学思维的几个特点：

1、伽利略的实验与数学相结合

2、弗兰西斯.培根的清除障碍的思维特点

3、牛顿比尔逻辑方法与实验方法集为一体的思维特点

4、莱布尼茨的科学发现与证明的认知程序思维

三、20世纪的科学思维方法

20世纪之交的现代物理学革命

普朗克    汤姆逊的“二朵乌云”

爱因斯坦   哥本哈根学派

冲破经典思维的束缚，创立了全新的理论体系

§3  学习科学思维与科学方法的意义

科学思维方法是建立在对客观事物及其规律的正确认识的基础上，没有科学知识和科学理论便不会有科学思维方法。

但科学知识、科学理论还不是直接的科学思维方法，其中有一个转化过程。而学习如何实现转化是学习本课程的重要意义之一。

科学思维方法是科学认识主体和客体的结合部，是把主体和客体联系起来的中介和纽带，其中既包含有关客体的科学知识，又包含着改造和认识客体的主体的实践观念、行为意向。这是第二层重要意义。

第三层意义在于：科学思维方法能帮助人们自觉的、科学的进行思维，进而从自发、朴素的思想方式中摆脱出来。

第四层意义在于：科学思维方法是人们通向真理，获得真理的认识途径。

Chap 1   思维科学

§1、思维概述

1、思维的定义：

哲学认识论：思维是在人脑中展开的对事物的理性研究过程，从思维与存在的关系

心理学：思维是人的意识活动的产物，而意识是人脑对客观存在的物质世界的能动反映。

生理学：大脑皮层的电活动与脑中产生的注意、记忆、思维等活动之间有密切联系。

信息论：思维是人脑的信息加工过程。

思维是具有意识的人脑对客观事物间接的、概括的和能动的反映。

思维以感知为基础，是认识过程的高级阶段；通过思维达到对客观事物的本质属性、内部规律以及事物间的联系和相互关系的认识。

2、思维活动

（1）思维过程的智力运演

思维以动态、过程的形式存在，通过各种智力运演来实现。

基本的智力运演是分析和综合、抽象和概括；也包括比较、分析、推理的智力运演。

（2）思维与实践活动

思维起源于劳动；实践为思维提供了感性材料；而客观事物的规律和规则是客观存在的，通过思维加以认识和反映。

（3）机器的工作和人的思维

机器在某种范围内可以代替人脑的工作，达到和人的思维相同的结果，有时比人脑的思维速度还要快一些；而机器的“思维”是依据既定的程序，轮流尝试各种可能的解决方式，找到符合当前问题的解；

而人的思维是在了解了问题的各要素以及之间的联系的基础上进行的。

3、思维是资源

（1）思维是一种无形的资源

（修电机例）（二战后美国的重视例）

（2）思维是一种潜在的资源

思维资源只有经过物化、凝结，才能存在和显现出来。

（3）思维是一种机器丰富的资源

（科教兴国战略，从人口大国到人力资源强国）

（4）思维是一种易老化的资源

§2  思维的三要素

一、思维的主体

思维主体是指从事思维活动的承担者。

一般来说，具有一定的思维能力和科学知识、掌握一定思维方法和科学实践手段的人可以成为思维的主体。

1、思维主体的社会性

原始的思维用于人们之间的交流和表达情感，多用语言的形式，从而扩大了社会交往；社会实践是人类思维发生的基本的和决定的因素。

2、思维的历史性

思维主体的发展是在历史发展的进程中演变的。

思维方式随历史进程而演变

思维主体的组织结构有分散的专业化

3、思维的实践性

提出人以观念方式把握世界的客观需要

人所特有的思维结构和图式

4、能动性

思维主体是有目的、有意识地认识和反映物质世界的

二、思维主体的能力结构

能力是个人获取知识、认识事物和处理实际问题的一种本领

1、获取信息提出问题的能力

即思维主体在实践中收集事实材料，进行加工分析，提出问题的基本能力

2、科学思维的能力

感知觉能力；记忆储存能力；逻辑加工能力；思维的调控能力；思维的想象能力等。

3、语言能力

语言是思维的“外壳”。分为自然语言、科学语言、数学语言等

4、自我优化知识结构的能力

二、思维的客体

1、思维客体的特点：

思维课题以实践课题为基础；

在思维活动中接受肢体的观念改造，是思维客体的本质；

可知性和不可穷尽性是思维课题的客观依据；

2、思维客体的类型

可以分为物质客体和精神客体

依据存在方式有可分为自然客体、社会客体和精神客体。

自然客体：即思维主体的活动指向自然界

广义：指宇宙

生命世界：1、人类世界；

2、非人类世界

非生命世界：实物和场

社会客体：是由人和社会物质系统要素构成

如经济关系、政治关系、思想关系

精神客体：主体活动所指向的精神现象

包括精神活动（认知、情感、意志等）

包括精神产品（知识、理论、文艺作品等）

三、思维主体和思维客体的关系

1、二者在思维活动中形成矛盾关系

思维主体和客体的关系是反映与被反映、认识与被认识、改造与被改造的过程；

主客体的矛盾贯穿与思维活动的始终；主客体的相互作用，是主体不断追求实现主客体统一的过程；

思维活动以主客体的实践关系为基础，同时渗透着价值关系；

首先，而主客体之间的关系一般是指人的生存关系，可以分为生存与体验、生产与消费、认识与价值等不同的侧面；

其次，从思维活动的内在层次上说，主客体之间以信息相互作用为基础，以人的特有的精神活动为本质内容的反映过程；

其三，从思维活动的各要素相互作用的机制来说，思维是模写、选择、建构和创造的统一。

2、客体主体化与主体客体化

在主体和客体的相互作用中，主体对客体有改造作用；

一方面，是主体的目的和本质力量对象化，客体被改造为适合主体的需要的对象“自然的人化”；

另一方面，客体的特征、本质和规律转化为主体的知识、技能等“人的自然化”

4、思维的工具

即思维的形式与规律

人们按一定的方式进行思维操作的中介系统，是连结思维主体和思维客体的桥梁；

人们在头脑中运用概念、判断、推理和方法，以及思维运算过程中的所有使用的物化一起等，揭示思维活动的机制，更为重要的是人们在进行思维时，使用了什么样的思维工具和手段，遵循怎样的思维路线和建构方式。

思维方式本质上是一个理性的认识或反映方式，是一个信息的加工、处理的转换过程或方式；

某种思维方式可以看做思维加工的流水线，如“模块结构”、“流程结构”等形式；

某种思维方式一旦形成，具有相当的广泛性、稳定性和典型性，为该时代的大多数人所采用；

构成思维方式的主要因素为：价值标准和思维空间（思维角度、层次等）；

思维传统：

一般意义上的思维传统是在历史上由各种社会因素积淀而形成的。

思维传统总是同一个民族历史上的意识形态、政治、法律、道德、艺术、宗教、哲学等思想观念，以及社会心理、社会风尚、民族习俗、文化因素连结在一起；

如思维定势、绝对化思维、连续性思维等。

§3  思维的特征和品质

一、思维的特征

1、概括性

思维反映依赖事物的固体本质属性和内在规律

2、间接性

思维往往通过其他事物（知识与经验）作为中间媒介间接的认识事物的本质

3、问题性

思维总是指向与解决某个问题

4、能动性

思维是客观世界在人脑中的能动的反映

二、思维的主要品质

1、思维的深刻性

衡量思维的抽象水平和难易程度

2、思维的灵活性

思维的角度和方式多样

3、思维的批判性

严格评估思维的材料，提出质疑

4、思维的独创性

新颖的方式，较好的发散性

5、思维的敏捷性

思维的速度和反映

Chap  2   形象思维

案例1：

爱因斯坦解释相对论：“如果你同一个漂亮的女孩坐在一起聊天，一个小时过去了，你觉得过了5分钟；如果让你一个人在大热天孤独得坐在一个火炉旁，5分钟就好像一个小时。这就是相对论。”

案例2：

1968年 美 内华达州  3岁女孩  伊迪斯  告诉妈妈  认识礼品盒上的字母“o”。说是老师教的。

母亲在表扬了女儿后，一纸诉状将老师告上法庭。因为她认为女儿在认识“o”之前，可能把“o”收成苹果、太阳、足球、鸟蛋等，然而在识读了26个字母后，女儿失去了这种能力，要求幼儿园赔偿1000万美元。三个月后，法院审判幼儿园败诉，因为陪审团得23名成员被这位母亲得一个故事所感动。

§2-1形象思维

1、从动物的思维到人的思维

2、科学与艺术都需要形象思维

3、什么是形象思维

形象思维是指艺术家创作过程中的思维活动

形象思维是人类特有的审美的思维形式

钱：形象思维同抽象思维一样，是人类在社会实践中发展起来的、受意识控制的一种基本思维形式

形象思维是对形象信息传递的客观形象体系进行感受、储存的基础上，结合主观的认识和情感进行识别，并运用一定的形式、手段和工具创造和描述形象的一种基本思维形式

形象思维是指以具体的形象为思维内容的思维形态

从人类思维发展史来看，原始人最早发展起来的的思维活动主要是动作思维和形象思维

手的动作促进了大脑的生理机能和思维发展---出现了象形文字

形象观念做为形象思维的逻辑起点，其内涵就是蕴含在具体形象中的某类事物的本质

§2-2  形象思维的基本特点

1、形象性

在形象思维活动中，始终不脱离对传递象形体系的象形信息的加工，是对形象信息的显示进行感受、储存、识别、加工和描述的过程。

2、客观性

事物的形象是客观存在的，不依存与人的主观感觉和意识。

3、物质性

形象不是虚无缥缈的东西，不是纯精神的东西，有其物质性

4、时空一致性    也就是说形象与时间和空间的不可分离性

5、相对稳定性    其外部形态和内部结构处于不停的运动中，是相对稳定的。

6、动态性       思维的材料、过程、过程等往往是动态的

7、创造性 想象是人脑对已有表象进行加工、改造、产生新形象得过程，具有创造性得特征

§2-3  形象的种类

1、自然形象：指一切客观存在的、未经人类加工改造过的形象

2、人造形象：经过人的有意识的脑力和体力相结合的劳动创造出来的形象

3、艺术形象：以人类的社会生活为素材进行加工的形象

4、科学形象：以人类社会的形象和自然形象为加工对象，偏重于物质性和实用性

5、视觉形象：用人眼直接感知的形象

6、听觉形象：用人耳直接感受的形象

7、语言形象：分为文字、口头语言，经大脑的形象信息感受区的联想、想象，产生间接的形象的感觉

8、静态形象和动态形象：

9、美的形象和丑的形象：

§2-4   形象思维的形式

一、意象

1、表象：是思维在较长时间所记忆的客观事物感性形象的总称。

2、意象：以词语为其物质形式，是事物的表象与概念的辨证统一

二、想象

想象是形象创造和语言描述的思维活动方式，是在头脑中加工改造记忆中的表象而创造新形象的过程。

记忆中的表象来自人们的实践活动，而客观现实生活是想象的基础。

亚里斯多德：“想象不同于感觉和判断。想象里蕴含着感觉，而判断里又蕴含着想象。显然，想象和判断是不同的思维方式”。

马佐尼:“想象是做梦和作诗逼真时共同需要的一种心理功能”。

1、消极想象与积极想象

2、再造性想象与创造性想象

3、创造想象和欣赏想象

4、会议想象和前景想象

可分为：文学想象、科学想象、类比想象等

与联想关系：相似联想、接近联想、相对联想

三、意象

1、意象单元与意象系统

两个黄鹂鸣翠柳    一行白鹭上青天

窗含西岭千秋雪    门泊东吴万里船

两个以上的意象单元组合成特定功能的意象结合体，称为意象系统。

单一意象系统、多重意象系统、逻辑意象系统、非逻辑意象系统等

2、意象系统的组合与分解

要进行形象思维的感知和识别，就要对意象进行分解；要进行形象的创造和描述，就要对意象进行有机的组合。

意象的分解是指将一个意象系统，有意识的用不同的方法分解成为较小的局部意象分系统或意象单元。

意象的组合是指将经过分解的意象（感知与识别形象），在一定条件下，按照客观规律和人的主观意愿组合成新的具有一定的审美功能或实用功能的创造意象。

§2-5   形象思维的方法：

1、模仿法   在原型的基础上加以变化产生新的事物

2、想象法   把构成反映该事物得本质简单化、理想化

3、组合法    从两种或两种以上得事物中抽取合适的要素重新组合，构成新得事物

4、移植法   从一个领域中的原理、方法、结构、材料、用途移植到另一领域中去，产生新事物得方法

讨论1、

在一个充气得热气球上，有三位科学家，第一位是环保专家，第二位是核专家，第三位是粮食专家。热气球即将坠毁，必须丢出去一个一减轻重量，其余二人才能得以存活。应该丢下哪一位科学家？

讨论2

一个律师的了重病，已经无药可救，儿子又在异乡，不能及时赶回来。当他知道自己的死期将至时，又怕仆人侵占自己的财产，便写下了一份令人不解的遗嘱：我的儿子仅可以从我的遗产中选择一样，其余的皆送给仆人。律师死后，仆人便高高兴兴地拿着遗嘱去找主人的儿子。儿子看完了遗嘱，想了一想对仆人说：“我决定选一样，…”儿子得到了父亲的全部遗产。

Chap  3   抽象思维

案例1：故事——卖猫

案例2：爱因斯坦的故事

案例3：约翰.汤普森的帽子

§3-1  抽象思维的定义

一、什么是抽象思维

抽象思维（abstract thinking）是人们在认识活动中运用概念、判断、推理等思维形式，对客观现实进行间接的、概括的反映的过程。属于理性认识阶段。抽象思维凭借科学的抽象概念对事物的本质和客观世界发展的深远过程进行反映，使人们通过认识活动获得远远超出靠感觉器官直接感知的知识。科学的抽象是在概念中反映自然界或社会物质过程的内在本质的思想，它是在对事物的本质属性进行分析、综合、比较的基础上，抽取出事物的本质属性，撇开其非本质属性，使认识从感性的具体进入抽象的规定，形成概念。空洞的、臆造的、不可捉摸的抽象是不科学的抽象。科学的、合乎逻辑的抽象思维是在社会实践的基础上形成的。

小鼠对‘窝’有抽象思维 俄罗斯文学家车尔尼雪夫斯基说：“理论是冷冰冰的，可它能叫人去获得温暖。”当我们面对“抽象”一词的时候，似乎也有一种“冷冰冰”的感觉，似乎它超越了眼前看到的现实，跑到了它们的背后，甚至是“脱离”了它们。这种感觉是很正常的。抽象思维作为一种重要的思维类型，具有概括性、间接性、超然性的特点，是在分析事物时抽取事物最本质的特性而形成概念，并运用概念进行推理、判断的思维活动。

抽象思维与形象思维不同，它不是以人们感觉到或想象到的事物为起点，而是以概念为起点去进行思维，进而再由抽象概念上升到具体概念——只有到了这时，丰富多样、生动具体的事物才得到了再现，“温暖”取代了“冷冰冰”。可见，抽象思维与具体思维是相对而言、相互转换的。只有穿透到事物的背后，暂时撇开偶然的、具体的、繁杂的、零散的事物的表象，在感觉所看不到的地方去抽取事物的本质和共性，形成概念，才具备了进一步推理、判断的条件。没有抽象思维，就没有科学理论和科学研究。然而，抽象思维不能走向极端，而必须与具体思维相结合，由抽象上升到具体。

抽象思维的定义

1、抽象思维（逻辑思维、理性思维）

是人们在认识过程中借助于概念、判断、推理反映实现的思维过程。

2、抽象思维（知性思维、悟性思维）

以概念为材料，以判断和推理的形式来反映客观事物的规律，达到对事物的本质特征和内在联系的认识过程。

人们运用分析、综合、归纳、演绎方法来形成概念并确定概念与概念之间演绎的关系、概念外延的数量属性关系、概念内涵的数量属性关系。有些概念有较精确的数量属性，有些概念有较模糊的数量属性。这样的一套通过概念和概念间的关系来考察事物和把握事物变化规律的思维方法就是抽象思维方法。

与抽象思维的定义密切相关的是分析、综合、归纳、演绎的定义。

分析是指用思维把事物分解为各个部分分别加以考察，从而便于形成各个概念或便于确定概念间的关系的方法。

综合是指思维把事物的各个部分用形成的各个概念分别代表，形成原来的整体事物的概念或确定这些各个部分的概念的关系的思维过程。（积木）                     归纳是指思维找出多个特殊性的具体事物的共同性的方法。

演绎是指思维从事物的一般性返回到事物的具体的个别性的方法

抽象思维方法本身随着人类文明的进化也在不断演化。从大类看，抽象思维方法分为抽象思维的形而上学方法和抽象思维的辨证方法。抽象思维的这两种具体形式不象有些人认为的那样，是对立的和没有共同基础的。实际上，抽象思维的辨证方法是建立在抽象思维的形而上学方法之上的，在运用分析、综合、归纳、演绎方法来形成概念并确定概念与概念之间演绎的关系、概念外延的数量属性关系这些内容上，抽象思维的辨证方法和抽象思维的形而上学方法完全一样；只是面对发展和变化着的世界，为了提高思维的精确度从而减少思维对现实的偏差，抽象思维的辨证方法才增加了对概念内涵的数量属性关系的考察。可以说，抽象思维的辨证方法是对抽象思维的形而上学方法的补充和提高。

二、研究意义

抽象思维深刻地反映着外部世界，使人能在认识客观规律的基础上科学地预见事物和现象的发展趋势，预言“生动的直观”没有直接提供出来的、但存在于意识之外的自然现象及其特征。它对科学研究具有重要意义。

在过去，人类行为对自然界和人类社会的影响力是极其有限的，允许试错的空间很大，而在现代社会，人类行为改变自然界和人类社会自身的作用力已非常巨大，有些错误行为导致的有害结果甚至是不可逆转的。盲目的决策或判断所引导的行为，其危害性可能比不行为还要大。

三、抽象思维的要点

人的现实的思维是形象思维和抽象思维交织在一起的混杂状况，由于形象思维的干扰，如果你不去有意识地和刻意地追求一个相对完整的抽象思维过程，你的思维就必然是断断续续和凌乱的，你的决策或判断就只能是盲目的和没有依据的，你的行为带来不利结果的可能性就大大增加了。

面对你要论述的问题，面对你要判断的事物，面对你要决策的内容，完整的抽象思维过程要求你在两个方面下足功夫：一是准确界定概念，准确界定概念的内涵、外延和数量属性；二是准确判断这些概念之间的关系，准确判断概念之间的演绎关系和数量属性关系。

四、抽象思维与形象思维

形象思维是一种具体思维，指主要以表象来进行的思维活动，其特点是思维活动所操作的不是实际动作，也不是抽象概念，而是直观的知觉形象、记忆的表象或想象的表象。幼儿的思维通常以形象思维占主导地位，但幼儿的形象思维直接依靠知觉，依赖于事物的具体形象或表象，概括水平比较低，具有很大的局限性。成人的形象思维，特别是画家，工程师，设计师、艺术家等人的形象思维往往达到较高的水平，可以较多地运用概括水平较高的一般表象或典型形象，去表现某种思想与观念。

抽象思维是运用概念进行判断、推理的思维活动。这种思维需要遵循逻辑规律，故又称为逻辑思维，这是人类所特有的高度发达的思维。

抽象思维的特点是；(1)以概念为思维活动的首要因素；(2)所提出的任务具有理论性；(3)解决任务必须依赖抽象概念与理论知识。

通常，言语的掌握和知识的扩充对抽象思维的发展具有很大的影响。

抽象思维是用概念来代表现实的事物，而不是象形象思维那样用感知的图画来代表现实的事物；抽象思维是用概念间的关系来代表现实的事物之间的联系，而不是象形象思维那样用图画的变换来代表现实的事物之间的联系。这为人类超越自己的感官去认清或者更加宏观或者更加微观或者更加快速变化的世界提供了可能性。但是，如果没有抽象思维的准确性，即不能准确界定概念和概念与概念间的关系，这种可能性就无法变成现实性。因此，准确地形成概念以及概念间的关系是抽象思维方法的最基本的规则。

§3-2  抽象思维的分类和特点

一、分类

按照不同的原则和标准可以有多种分类形式

A、按照思维活动的特点可分为：抽象理性思维/具体理性思维

B、按照思维的品质可分为：再现思维/创造性思维

C、按照逻辑学的意义可分为：形式逻辑思维/辨证逻辑思维

D、按照哲学的观点可分为：形而上学思维/辨证思维

二、抽象思维的一般特点

A、抽象性和概括性（基本过程）

抽象就是把本质属性和特征与非本质属性和特征区分开来。

概括就是在抽象的基础上，把抽象过程所获得的那些本质属性和特征等组合成一个整体，形成对一般规定的综合统一的认识。（大庆油田）

B、能动性和间接性

能动性首先表现为对感性材料的能动的分析和综合；其次表现为思维的目的性。

间接性是在对事物不能直接感知时进行认识；思维主体可以凭借思维结构对事物进行认识。（大厦电梯）

C、逻辑性和系统性

有人把抽象思维叫做逻辑性

逻辑性是指思维必须按照一定的形式和方法，遵循一定的思维规律进行。换句话说，抽象思维必然遵循一定的逻辑法则。

系统性是指思维过程中总是形成对事物的系统认识。

§3-3  抽象思维的形式

抽象思维的基本形式是概念、判断、推理和假说等。

A、概念

概念是客观事物共同属性和本质特征在人们头脑中的反映。概念包括内涵和外延两部分

内涵是指概念反映的本质属性 如：电阻、密度等  （定性与定量）

外延是指具体概念反映本质属性的全体 如：重力、弹力、摩擦力等

一般来说：内涵越大，外延越小；内涵越小外延越大

B、判断

是对事物的论断，是运用概念对思维对象表示肯定和否定的一种思维形式。

判断有两个显著的逻辑特征

一是判断必须有所断定；二是判断都存在真假问题。

判断的形式可以分为简单判断和复合判断。

C、推理

推理是从已有判断或一些判断（前提）逻辑的推出一个新的判断（结论）的思维。

推理通常分为归纳推理、演绎推理和类比推理。

归纳推理是指   个别---一般

演绎推理是指   一般---个别

类比推理是指   根据两个（或两类）对象某些属性上的相似而推出他们在另外一些属性生也可能相似的推理

D、假说

假说是一种未经证实的理论

假说是以某种事实为依据，作出的一种或然性的判断。

假说中有猜想和想象的成分，但不是毫无根据的胡思乱想或主观臆断。

如：宇宙大爆炸假说、哥白尼的日心说（ 解释、预见、可检验、简洁）

§3-4  抽象思维的过程

一、知性思维

从感性具体到思维抽象的思维活动。

对感性材料的反思，是分解对象，从对象中抽取出抽象规定，达到抽象同一性的一种思维方式。

知性思维是人类思维能力发展到一定阶段上的产物

特点：

1、是一种相对简单的思维

2、是一种相对隔离的思维（对整体的分解）

3、是一种直线性思维

二、具体思维

存在于从抽象上升到具体的过程中。在人类思维中占有重要地位。

特点：

1、具体思维具有全面性、深刻性和广阔性

2、具体思维从对立面的统一中把握对象；

3、具体思维具有很强的思辨性

4、具体思维具有较强的灵活性和预见性；

思考1：爱吃醋的丈夫

3个爱吃醋的丈夫和他们的妻子旅游时发现渡河的船只能容纳2个人，由于每个丈夫都反对自己的妻子和其他2个男子同乘一条船，除非自己在场；同时，他们也不同意自己的妻子单独和其他男人站在河对岸。

应该如何安排渡河呢？

思考1：

某药店受到10瓶药，每瓶有重100毫克的药丸1000粒。后被告知其中的一瓶药发错了，错的药形状、颜色及包装与其他9瓶药完全相同，只是每丸药重110毫克，你能用天平一次称出错药吗？

Chap   4  灵感与直觉思维

案例1、

在太平洋的一个岛上通用一种独特的货币，这种货币都是石头；

研究资料后，你会发现它们都是用大小不等的石灰岩磨制挖空而成，居民制造好后再用船把它们运到岛上。这些石头货币中面值最大的直径可以达到3-4米高，而人们一般用它来购买房屋、船等高额资产；外地来旅游的人们一般都不会使用如此大额的货币，可是大家总是忍不住想：这些小额的石头货币已经很难携带和使用了，那本岛居民该如何职业哪些庞大的石头进行交易呢？

案例2、

20世纪40年代的一个冬天，美国的巴顿将军正在经历卢森堡的一次战役。一天，凌晨4点钟他就紧急地把秘书叫到自己的办公室。秘书见他蓬头乱发，衣衫不整，明白他是刚刚起床有重要事情要口授。巴顿将军之所以如此着急，原来是因为昨晚他在床上思考了有关战役的很多问题之后，疲劳地进入梦乡，就在凌晨的半梦半醒之中，他的心里突然产生一种强烈的直觉：德国军队在圣诞节时肯定将会在某个地方向美军发起进攻。于是，他决定先发制人，迅速地向秘书口授了作战命令。后来，事情果然如他所预测的那样，几乎就在美军发起攻击的同时，德军也发动了进攻。由于美军的先发制入，终于把德军阻止在冰天雪地之中。           过了两天，巴顿将军回忆起那天早晨突如其来的灵感时，得意地笑着对秘书说：“老实对你说吧!那天我是一点也不知道德军要来进攻的。”据《巴顿将军》一书的叙述，后来巴顿将军曾两次谈到，这次成功的军事行动是他的军旅生涯中多次“灵机一动”的其中一次表现。那天凌晨，他在睡梦中无缘无故地醒来时，脑中便突然地想到了这件事。

那么，巴顿将军的这次战争之所以取得胜利的原因，究竟是灵感还是失眠的结果呢?

4-1  什么是灵感思维

灵感是何物？答案永远是仁者见仁，智者见智的。灵感带有很大的神奇色彩，给人类认识史留下了难解的谜。

“灵感”一词源于古希腊，时指“神灵之气”，是有“神”和“气息”二词复合而成。

英语用“inspiration”表达“灵感”一词。

《大英百科全书》的条目：“中国哪些被称为‘巫’的宗教禅师，自称能够通神或把灵气吸到自己的身体里面，因此能作出一些预言。”

灵感的定义：

1、发生在认识高级阶段的心物感应—陶佰华

2、所谓灵感，是一种顿悟，在顿悟的一刹那间，能够将两个或两个以上，以前从不相关的观念连在一起，以解决一个搜索枯肠未解的难题，或缔造一个科学上的新发现—杨振宁

灵感思维的定义：

1、灵感思维是以人的直觉为接通媒介，并获得有社会价值（新知识、已有知识的运用）的结论的思维活动—田运

2、灵感思维是穿插在抽象思维中和形象思维中的，起着突破、创造升华作用的一种思维形式—刘奎林

3、灵感思维是一种复杂的精神现象，是思维过程中一种突入其来的使问题得到澄清的顿悟，是一种思维过程中出现的‘超智力’。—  周国新

所谓灵感，即长期思考问题，受到某些事物的启发，忽然得到解决的心理过程。

灵感是人脑的机能，是人对客观现实的反映。

4-2  灵感思维的特征

灵感有三个特征

(1)瞬时性：灵感是在极短的时间里所产生的，来得突然，去得迅猛，如闪电，似火花，稍纵即逝。著名的英国科学家W·贝弗里奇说：“带上一个笔记本，随时记下闪过脑际的有独到之处的念头，不放过任何一个极细小的思维闪光”。不少名人都有随身带着笔记本的好习惯，有些勤奋好学的人，也是这样做的。更有趣的是著名作曲家施特劳斯，有一次灵感来了，他竟把闪现于脑际的优美旋律写在身穿的白衬衣的袖子上，这就是世界名曲——蓝色多脑河。

(2)随机性。灵感不是先在意识的作用下进行的逻辑推理后产生的，而是通过猜测，直接获得新概念、新设想、新模型、新思想……。近代理论物理学大师爱因斯坦说过，在科学创造的过程中，“从经验材料”到提出“新思想”之间没有“逻辑的桥梁”，必须诉诸直觉和灵感，“我相信直觉和灵感”。科学哲学家鲍波尔说得更加直接痛快——“科学发现无逻辑”。这就是说科学发现，不是通过有意识的逻辑推理所获得的，而是偶然产生的灵感架起了“经验材料”与“新思想”之间的桥梁，这种偶然性即随机性。

(3)目的性

灵感的产生，虽然是无意识的或是潜意识的，下意识的、随机的或是偶然的，但是在灵感产生的同时，思维的方向性和目的性是非常明确的一一这就是要抓住事物问的本质联系。架起经验材料与新思想之间的桥梁，完成发明创造的任务。

4-3  灵感的类型

灵感，一般是指思维主体长期对某个问题百思不得其解，在某个时候又突然顿悟，得出出乎意料的解决方案或者假设。它是一种以过去的经验积累或知识储备为基础，在短时间内大脑的注意力和兴奋点高度集中，极为活跃的一种精神状态。

根据灵感产生时的不同精神状态，我们把它分为源于直觉的自发性灵感、源于顿悟而突发的触发性灵感以及源于触媒引发的培养性灵感等三种类型。

1、自发型灵感：直觉型

直觉：有时是一种直接的领悟，有时是一种不经逻辑思维的突然发现或顿悟。在直觉的产生过程中，某些思维环节会被省略，或许从某一个信息、一个形象、一个符号、一个念头即可产生灵感，从而认识事物的本质。

柏拉图认为，直觉是人类智慧的最高层次。

笛卡尔曾对直觉有过很多研究，并做出高度评价。他指出，“假如离开了精神的直觉或演绎，几乎不能获得科学知识”， “我所了解的直觉，不是感官所提供的恍惚不定的证据，也不是幻想所产生的错误的判断，而是由澄清而专一的心灵所产生的概念。这种概念如此简易而清楚，以至对于人的认识对象，我们完全无需加以怀疑”。

1890年，普朗克提出量子假设后，许多人为了维护经典物理的权威，对已有理论进行了大大小小的修补。只有爱因斯坦独具慧眼，紧跟直觉的暗示前进，大胆提出假设，创立了“量子假说”，从此全新的量子物理学诞生。爱因斯坦一直向世人宣告：我相信直觉和灵感!他曾经和朋友谈起自己之所以选择物理学而不是选择数学为研究对象，是因为他认为自己在物理学的领域具有丰富的直觉，而在数学领域直觉能力不够强。

梦境引出真知

梦，是人类生命活动所必需的一种生理现象。科学家们多次相关实验的结果显示，正常人如果超过十天以上不做梦，生理上就会发生一系列异常的现象，同时还会引起心理上一系列的不良反应，如紧张焦虑，暴躁易怒，记忆力减退等。这表明，每个人每天晚上做适当程度的梦，对维护生理和心理的平衡是不可少的。

歌德曾说过：“在我一生里，有好几次，当我悲痛地含泪上床后，梦境竟能用各种诱人的方式安慰我，使我从悲伤中超脱出来，得以换来次日清晨的轻松愉快。”

爱迪生有一个为人们所熟知的习惯：在繁忙紧张的研究、试验工作中，常常都要留点时间打个盹儿，小睡一会儿。

危机催生变通

当一个人突然陷入困境或危机的时候，感情状态极为紧张，往往构思的涌出会比平时快，这就是很多人考试时临场发挥会比较好的原因所在。

雨果曾说过：“思想可以使天堂变成地狱，也可以使地狱变成天堂。

2、触发型灵感

灵感的产生是潜意识在不自觉地围绕某些问题，进行信息加工，不断尝试、反馈、思考、探索，酝酿成熟后，又在意识层面上受到某种因素的刺激，而获得一种启示和诱导。把表面上看起来完全不相干的两件事情连贯起来，进行内在功能或机制上的类比分析。

3、培养型灵感

从灵感的本质来说，显然不是神来一笔的产物，而是勤奋思考达到一定时间和时机的瓜熟蒂落、水到渠成的境界。“十月怀胎，一朝分娩”，看似一时兴起的灵感往往来自若干信息的积累、想象的升华、诱因的催化等众多因素。所谓“神来之笔”、“出奇制胜”、“豁然开朗”、“茅塞顿开”等很多神乎其神的状况，其实都是灵感的一种外在假象。

案例1:迪士尼的米老鼠

案例2： 爱因斯坦的想象

4-4   灵感产生的奠基石

积累是顿悟的前提。即便是天才，脑子里的智慧也不是凭空来的，他们的想法是建立在以前知识积累的基础之上的。天才，就是百分之一的灵感，加上百分之九十九的汗水!百分之九十九的汗水就是勤奋思考，百分之一的灵感则是勤奋思考的结果。

一个有心悟道的年轻人前去拜见一位大师，问：“悟道需要多长时间?”

大师回答他：“或许十年。”

年轻人非常困惑，又问：“为什么需要这么长时间？”

大师回答说：“我刚刚说错了，你可能需要二十年。”

年轻人更加着急，接着问：“时间本来就很漫长了，您为什么又加倍了呢?”

大师微笑：“依你的情形来看，可能至少需要三十年吧。”。

俄国作曲家柴可夫斯基告诉我们：灵感——这是一个不喜欢拜访懒汉的客人。“没有一番寒彻骨，哪有梅花扑鼻香”，灵感是辛勤劳动的结晶，所谓“突如其来”只是灵感出现时的一种假象。

德国哲学家黑格尔曾告诫过那些认为可以不经艰苦努力和艰难思索就能获得灵感的人：“最大的天才尽管朝朝暮暮躺在青草地上，让微风吹来，眼望着天空，温柔的灵感也始终不会光顾他。”

有时候，灵感能否孕育成功的关键，是不同领域之间思想的相互交流和协作，是碰撞产生的火花。因此，我们每个人都应当留心观察你的领域里其他人在做什么，甚至应该与不同领域里的人经常交换思想。研究表明，思考领域差别较大反而能导致新点子的产生。

想要得到灵感，就要敢于想别人没有想过的想法，做别人没有做过的尝试，同时必须做好有可能犯大量错误的准备。敢于冒险和犯错的一个重要前提是：一定要做你所爱做的事情。因为一个伟大的灵感可能会需要你长时间的错误的积累和准备，如果你被迫做一件事，那么你很可能没有足够的耐心和勇气。只有真正的热爱和激情才能够带领你披荆斩棘，最终发现想要的结果。

灵感与时间、环境的关系

从灵感理论的发展史上看，众多的事例记载统计表明：人在乘车，坐船，钓鱼，散步，或睡梦中涌现灵感的频率是比较高的。此外，比较容易产生灵感的时机是清晨卧床、沐浴、听音乐、上厕所、理发、阅读书籍报刊、喝酒或咖啡的时候。

“有两种东西，我对它们的思考越是深沉和持久，它们在我心灵中唤起的惊奇和敬畏就会日新月异，不断增长，这就是我头上的星空和心中的道德定律。”

这是德国古典哲学家康德的墓志铭。

“康德生病了”

“席勒的腐败苹果”

4-5  灵感的培养与激发

当我们对一些困扰已久的问题苦苦思索却始终无法解答，突然在某个时刻，一个灵感在脑中砰然跳出，我们长时间被堵塞的思维之路一下予訇然明亮，豁然开朗起来，这种感觉岂不是如同久旱逢甘雨一样畅快!

可以尝试的几种小训练：

1.时间漂移

解决问题→悬而未决的问题→思考直至疲劳→休息娱乐→在思考→再休息→……

2.梦境控制

首先，必须坚信自己是可以控制自己的梦境

其次，要有强烈的心理暗示和动机

第三，用简单的句子在心里默念自己的目标

第四，暗示自己区分现实与梦境

第五，醒来后，根据梦境内容，把自己的灵感与所思考的问题互相参照，找出它们之间相关联之处

试着做下列题目

题1    有一天，一家人的乡下亲戚送给他们两筐桃子，一筐是刚刚成熟的，另一筐是已经完全成熟再放置几天就会变质的。于是．父亲问三个儿子，如何吃这两筐桃子才能不浪费

大儿子说：“先吃熟透的桃子，它们再多放几天就腐烂了。”“可是，等吃完这些熟透的桃子后，另外那筐桃子不是也要面临变质了吗？”父亲显然不太满意大儿子的建议。

二儿子说：“应该先吃刚刚成熟的那筐桃子，味道更好。”

“如果这样，那筐熟透了的桃子不是白白浪费了吗？”父亲最终意味深长地把目光投向最小的孩子，“你有什么更好的选择吗？”

小儿子终于不负父亲的期望，想出了一个让大家都满意的好办法。你认为是什么办法呢？

题2   有的人只用一只手就可以让几辆车子同时停下来，他有什么特异功能？

题3    哪一种动物，你打了它却流了自己的血？

题4   一名警察见了小偷拔腿就跑，为什么？

题5   小明对小华说：我可以坐在一个你永远也坐不到的地方l他坐在哪里？

题6    两只狗赛跑，甲狗跑得快，乙狗跑得慢，跑到终点时，哪只狗出汗多？

题7   市里新开张了一家医院，设备先进，服务周到。但令人奇怪的是：这儿竟一位病人都不收，这是为什么？

Chap5   科学方法概述

一、科学、科学精神和科学方法

（1）科学的定义

维基百科 ：

1、致力于揭示自然真象，而对自然作理由充分的观察或研究。这一观察，通常指可通过必要的方法进行的，或能通过科学方法——一套用以评价经验知识的程序而进行的。

2、通过这样的研究而获得的有组织体系的知识。

科学名词的演变及含义：

据说文解字，“科”意为：“从禾从斗，斗者量也”；故科学一词意为“测量之学问”

从唐代到近代“科学”作为“科举之学问”

中国最早使用“科学”一词大概是康有为，他出版的《日本书目志》中列举了《科学入门》、《科学之原理》等书目。

“科学”一词源于拉丁文“scientia”

原意为“知识”、“学问”

在英语中“science”又译为“自然科学”

12世纪初，宇宙论者威廉首次提出“科学是知识”

几种“科学”的定义：

1888年，达尔文曾给科学下过一个定义：“科学就是整理事实，从中发现规律，做出结论”。

达尔文的定义指出了科学的内涵，即事实与规律。

辞海》1979年版:

“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。”

《辞海》1999年版：

“科学：运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质的规律的知识体系。

法国《百科全书》

“科学首先不同于常识，科学通过分类，以寻求事物之中的条理。此外，科学通过揭示支配事物的规律，以求说明事物。”

前苏联《大百科全书》

“科学是人类活动的一个范畴，它的职能是总结关于客观世界的知识，并使之系统化。‘科学’这个概念本身不仅包括获得新知识的活动，而且还包括这个活动的结果。”

英国 贝纳尔 对科学进行了系统的研究后指出，完整意义上的科学应包含五层含义：①科学是一种建制；②科学是一种积累的知识；③科学是一种方法；④科学是一种维持和发展生产的主要因素；⑤科学是一种重要的观念和精神因素，是构成信仰的最强大势力之一。

一般的理解：

科学是人类在自身认识活动中的成果，是一个发展着的体系，是一种精神产品；

科学是人类独特的活动方式，是从事知识生产的实践领域；

科学构成整个社会体制的一个重要组成部分；

科学是人类的一种文化尺度和精神尺度，是科学方法、科学精神的有机统一。

与科学有关的概念：

科普是科学普及的简称。讲述自己的论据和结论，让读者自行验证此结论是可重复的规律(科学)的过程，被称为科普。

迷信是不希望听者去验证，只希望听者接受讲述观点的传播形式。不经验证的接受方式，也是迷信。

（2）科学的特点：

1、实事求是

实证原则，马克思“科学是实验的科学，在于用理性方法去整理感性材料”  P.5

2、动态体系

发展原则，“以太说”，波普“科学家之所以成为科学家，并不在于他掌握了无法反驳的真理，而在于他采取无所顾及的批判态度和坚持不懈地对真理的追求”。

3、科学是一种自由创造活动

自由创造原则，亚里士多德把“自由”看做是科学诞生的基本条件。

爱因斯坦认为，科学概念和理论本质上是“人类思想的自由发明”“光的本性”

（3）科学的功能

--认识功能

科学发现：发现新的事实、规律、方法，如布朗运动、超导等；

科学解释：说明已有现象，如日食、月食、大小潮等；

科学预见：预报未来事件，如地震和台风等。

--生产力功能

通过教育转化为劳动者的智力；通过技术革新生产工具；通过管理协调人、机、物关系；

--社会功能

实现生产方式变革的主要力量；改善人们物质文化生活的根本保证；促进人们思想解放的精神武器

二、科学精神

维基百科

科学精神是指由科学性质所决定并贯穿于科学活动之中的基本的精神状态和思维方式，是体现在科学知识中的思想或理念。

科学精神是指科学发展所积淀形成的独特的意识、理念、气质、品格、规范和传统。

科学精神的具体内涵主要体现在下列方面：

1、求真精神。科学是求真之学，追求真理、为真理而献身的精神是科学精神的核心内涵和根本要义。

2、实证精神：一切科学认识必须建立在充分可靠的、可检验的科学事实基础上，并以此为出发点，运用公认为正确的研究方法完成科学理论的构建。

3、怀疑和批判精神：有了怀疑意识，人们才能独立地判断和思考，排除轻信和盲从，接近科学的理性。

4、创新精神 ：科学是“喜新厌旧”的，每一时代的科学家都力图超越前一代，并且又为后一代所超越。

5、宽容精神 ：允许“出错”，倡导“失败是成功之母”

三、科学方法论

人们为认识客观世界而采取的各种手段和途径

（1）科学方法的层次：

--各学科的特殊方法：如光谱方法、电泳法等

--自然科学的一般方法：如观测、实验、科学抽象、假设等;数学方法：回归分析、统计分析、层次分析等

--哲学方法：一分为二、逆向思维、对立统一

三个层次之间是相互联系的

（2）科学方法的分类

经验认识(感性)的方法：观测、实验

理论思维(理性)的方法：类比、归纳、演绎、析因、分析、综合

（3）科学方法的特征

1、科学方法的主体性

--方法肩负着认识的使命，科学方法是为解决问题产生的

--方法是人类能动性的体现，爱因斯坦：“一切方法的背后如果没有一种生气勃勃的精神，它们到头来不过是笨拙的工具”

--创造性思维的集中体现，“追光事件”

2、科学方法的客观性

3、科学方法的试探性

4、科学方法的多元性  “阿波罗登月计划”

（4）科学方法在科学研究中的作用

--科学方法体现了科学的理性精神，构成了知识体系的基础和框架

--科学方法引导和规范着科学研究的进展

1、科学方法的发现作用“量子论”

2、科学方法的论证作用“科学假说”

3、科学方法的纠错作用

Chap 6获取科学事实的方法

科学理论的提出和创立，离不开科学工作者对科学事实的积累、加工和概括。

只有在大量科学事实的基础上，通过科学思维，对这些材料进行加工，才能不断发展和创新。

而科学观察和科学实验室搜集感性材料，获取科学事实的最基础方法。

5.1   科学观察

一、什么是科学观察

日常观察是指人用眼、耳、身等感觉器官，通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等，对事物的仔细察看和了解。

观察是人们有目的、有计划地利用感官去自然界中各种现象的活动，它是人们获得经验知识的方法。

科学观察是指，人们在自然发生的条件下，通过自身的感官或借助于科学仪器，有计划、有目的地考察研究对象，从而获得对研究对象描述的感性材料的方法。

二、科学观察的特征

1、目的性

2、理论指导性

3、感官及仪器的应用

4、有准确、周密和详实的记录

5、与实验的互补性

酒杯还是瀑布                               花还是美女

鸟还是人脸                             花瓶还是人脸

三、科学观察的类型

1、探索性观察与验证性观

2、定性观察与定量观察

3、直接观察与间接观察

四、科学观察的方法

1、有意观察

2、长期观察

3、细微观察

4、归纳观察

5、对比观察

五、科学观察的原则

1、客观性原则

2、全面性原则

3、连续性原则

4、可重复性原则

六、科学观察的作用

1、是搜集科学事实的基本途径

天文学的突破需要冲破神学的束缚，哥白尼在波罗的海30年如一日坚持观察天象取得大量第一手资料，《天体运行论》中的27项案例，有25项来自他的观察结果。

2、可直接导致重大科学发现

1932年美电信 杨斯基观察到来自地球外地无线电波，引发了射电天文学的诞生，又导致天文学研究中的类星体、微波背景辐射、脉冲星等重大发现

3、验证假说检验理论

观察方法是一种实践方式

（爱因斯坦广义相对论的预言）

七、观察的局限性

1、受感官的限制

2、受仪器精度的限制

3、可能无法完全揭示内在本质

4、受测不准关系的限制

5.2   科学实验方法

实验方法是指人们根据一定的科学研究目的，运用一定的物质手段（仪器和设备），在人为控制客观事物的条件下获得科学事实的方法。

解释：  物质手段；人为控制；

一、实验的分类

1、问题性实验

定性实验

定量实验

结构分析实验

2、目的性实验

探索性实验

验证性实验

判决性实验

3、手段性实验

对比实验

模拟实验

直接实验与间接实验；

析因实验与中间实验；

二、实验的特点与作用

1、实验可以人为地控制和变革研究对象

2、实验可以简化和纯化研究对象

3、实验可以强化和激活研究对象

4、实验可以加速、延缓、再现或模拟某些自然过程

5、实验过程和结果具有可重复性

三、实验的基本过程

1、实验题目的选择：来源于问题

2、实验的设计与构思：分析问题，设想解决的方案，设计实验的步骤，预期出现的困难

3、进行实验并记录数据

4、分析实验结果，进行总体判断

5、得出结论，进行交流;“准备阶段；实施阶段；检测与评价阶段”

Chap  7  基于逻辑的科学方法

逻辑的方法是在感性认识的基础上，运用概念、判断、推理等形式对客观世界的间接的、概括的反映过程，是科学方法中最普遍、最基本的一种类型。

常用的逻辑方法有比较、分类、模拟、归纳、演绎、分析、综合、论证、反驳等。

一、比较与分类

1、比较

比较是指确定对象之间的共同点和差异点的一种逻辑方法；

客观事物之间存在差异性和同一性是运用比较方法的客观基础。

人们认识事物是从区分事物开始的，要区分事物就要进行比较。

任何客观事物都有其时间和空间上的存在；

空间的比较主要在形态上的比较；

时间上的比较即在历史上的比较；

形态的比较能够区分或认识事物的不同

历史的比较能够发现同一事物随时间的变化，认清事物发展变化的特点和规律

1、异中求同比较

2、同中求异比较

3、同异综合的比较

比较的三种类型比较方法的主要作用：

（1）对研究对象进行定性的鉴别和定量的分析

例：化学元素的光谱分析

（2）可以揭示不易观察的运动变化

例：天体观察

（3）追溯事物发展的历史，确定事物发展的历史顺序

例：生物进化

（4）对理论研究的结果与实验观察的事实是否一致做出判断

例：

黑格尔说：“假如一个人能看出显而易见的差别，譬如能区别一支笔和一头骆驼，我们不会说这人有多么聪明。同样，一个人能比较两个近似的东西，譬如橡树和槐树，教堂和寺院，我们也不能说他有很高的比较能力。我们要求的是药能看出异中之同和同中之异。”

列宁指出：“任何比较都不会十全十美，任何比较知识拿所比较的事物或概念的一个方面或几个方面来相比，二暂时的和有条件的撇开其他方面”。

比较的经典案例：

富兰克林     “雷电比较”

2、分类

分类是根据对象的共同点和差异点，将对象区分为不同种类的逻辑方法。

分类以比较为基础。

通过比较找出事物的共同点和差异点，然后把有共同点的事物归合为较大的类，把其内部又有差异的事物划分为较小的类，从而将事物区分为各有一定从属关系的不同等级的系统，就称之为分类。（如生物学的门、纲、目、科属、种）

实施分类方法时，必须遵循一定的原则，主要的是分类必须按一定的层次逐级进行；

每一级分类必须按同一标准；

划分所得的各子项之和与被划分的母项正好相等。

分类的主要作用：

（1）将研究种收集到的大量的、复杂的的材料进行整理、归纳，使之系统化、条理化，为下一步研究工作创造条件。

（2）通过分类发现事物的重要规律。

案例：化学元素的分类

二、归纳、演绎、类比推理

这是一组科学推理的方法

推理是根据一个判断或一些判断得出另一个新的判断的思维形式

1、归纳推理

归纳推理是由一些个别的、特殊的判断推出一般的判断的思维方式，也可以说从个别的知识中推出一般性更大的知识的推理。

个别→一般

归纳推理的一般步骤为：收集材料→整理材料→抽象概括

归纳推理可以分为完全归纳推理和不完全归纳推理

1）完全归纳推理

根据某类事物中的每一个对象都具有（或不具有）某种属性，从而推出该类事物的全部对象都具有（或不具有）某种属性的一种归纳推理。

公式为：    S1是（或不是）P

S2是（或不是）P

S3是（或不是）P

Sn是（或不是）P

-------------------------

所以，所有S都是（或不是）P

完全归纳推理的两个条件：

一是确切的知道所研究的那类对象的个数；二是考察所有的对象，并确认哪个属性是该类事物中每一个对象所固有的。

案例：星系运动

（2）不完全归纳推理

根据一类事物中的部分对象具有（或不具有）某种属性，从而得出该类对象的全部都具有（或不具有）某种属性的一种归纳推理；即根据有限的个别事实推出一般概念和规律的推理方法。

又可分为简单枚举归纳推理和科学归纳推理

简单枚举归纳推理：

以经验的认识作为主要依据，根据某类事物具有（或不具有）某种属性，并且这种情况不断反复出现又没有遇到相反的情况，从而推出该类的全部对象都具有（或不具有）这种属性。

注意其可靠性   例：“四色问题”

科学归纳推理：

以科学理论分析为指导，对某类事物的部分对象与某种属性之间的内在联系进行本质分析，探索出事物与属性之间的必然的因果联系，从而概括出关于该类对象的全部具有（或不具有）某种属性的一般性结论的一种归纳推理。

结论一般是可靠的

2、演绎推理

由一般性的判断推出个别性判断的推理，即从一般的原理、结论出发，导出新的结论的一种思维形式；

一般→个别

其过程为：根据已知的一般性规律，通过分析，并限制条件，运用数学手段，得出个别性的规律。

基本公式为：

所有M都是P

所有S都是M

-----------------------

所以，所有S都是P

例：大前提：自然界中一切物质都是可分的

小前提：基本粒子是自然界中的一种物质

----------------------------------------------

结论，基本粒子是可分的

演绎推理的主要作用在于逻辑论证，而不在于科学发现；演绎推理的可靠性受到前提制约，而前提是否正确在演绎范围内是无法解决的。

归纳推理和演绎推理具有辨证的关系，演绎要以归纳为基础，归纳要以演绎为指导，并且在一定条件下相互依存、相互转化、相互联系、相互补充。

3、类比推理

类比推理是根据两个（或两类）对象在某些属性上的相似而推出它们在另一些属性上也可能相似的一种推理形式。

一般过程：通过对两个不同对象进行比较，找出它们的相似点，然后以此为依据，把其中某一对象的有关知识或结论推移到另一对象转化去。

基本模式是：

A对象具有a,b,c,d属性或关系

B对象具有a1,b1,c1属性或关系，且与a,b,c相似

所以，B对象可能有与d相似的d1属性或关系

类比推理的主要表现：

类比是提出科学假说的重要手段；

类比在用已知领域的研究手段去探索未知领域方面有重要作用；

类比的方法为技术发明提供了逻辑基础；

类比经常推动科学研究中新的理论概括；

例题一

母亲要求儿子从小就努力学外语。儿子说：“我长大又不想当翻译，何必学外语。”

以下哪项是儿子的回答中包含的前提？

1、要当翻译，需要学外语。

2、只有当翻译，才需要学外语。

3、当翻译没什么打意思。

4、学了外语才能当翻译。

例题二

三个大汉站在逻辑博士的面前，其中有一个是永远讲真话的君子，有一个是永远撒谎的小人，有一个是时而撒谎、时而讲真话的凡夫。

这三个人分别说了如下的三句话：A：我是凡夫。B：A说的是实话。C：我不是凡夫。

听了者三句话之后，逻辑博士立即断定A、B、C各为何种人。

第九章  创新思维的方法——  理论篇

案例1：

“霍布森”之门 ——  布鲁金斯学会的推销术（P.14  思维风暴）

Chap 9   创新

9.1  创新与创新思维

一、创新的含义

创新，英文单词是“innovation”

意思是更新、变革、制造新事物

1996年出版的《现代汉语词典》对创新的解释是：创新是指“抛开旧的，创造新的”。

创新一词及其概念是由美国哈佛大学教授、美籍奥地利经济学家约瑟夫.熊比得在其1912年出版的《经济发展理论》一书中首先提出来的。该书将“创新”定义为“生产要素和生产条件的一种从未有过的新组合”

创新的基本含义为：人类在社会实践中扬弃旧事物、旧思想、旧方法，把新设想、新技术、新成果成功付诸实施并获得更高效益的运作过程。

二、几个相关概念

1、发现：是指人们对客观存在的事物及其规律的认识有了新突破、新进展，且获得的新知识与事物自身原有的状况、性质及其规律相符的结论。

2、发明：是指人们获得人为性的创造成果。发明成果并非天然存在，而是在发现的基础上、通过人们的创新能力直接作用于相关物质和信息的产物。包括物质成果、精神成果和社会成果三大类型。

3、创造：是指个体和群体基于一定的目标（或任务）开展的运用一切已知的条件（或信息）产生出新颖并有价值的成果的认知行为和活动的过程。而当某个创新活动所产生的创新成果并不具有新颖性，却依然具有价值时，则则称其为再造或模仿。

4、创新、创造、发明和发现的关系（创新与维持）

三、创新思维的含义

严格说来，创新思维与创新有不同的含义，创新思维是指思维上的创新，是指创造或者产生一个新的思想、观点、知识等。而创新是指创造一个新的东西，这个东西可以是一个新的思想、也可以是一个新的事物。

创新思维的“新”可以分为狭义的“新”和广义的“新”。

案例2：亚马逊与当当网

狭义的“新”是相对于整个人类而言的“新”，意旨建立了新理论，产生了新发现、新方面的思维活动，其思维成果具有前所未有的独创性，并得到了社会的认可，产生了巨大的社会经济效益。

而广义的“新”是相对于个人而言的“新”，是指思考自己所不熟悉的问题，而且没有现成的思路可以套用的思维活动，它强调的是，所思考的问题对于思考者来说生疏的，思考活动的进行没有老一套的思维程序和模式可以套用。

创新思维是有独到见解的思维，它是创造活动中的一种特殊的、高级的思维形式。

通常我们把创新思维定义为：人们可以在事物的现状和科学现有成果的基础上，进一步揭示事物或现象的本质特征及其规律性，形成新的认识结构，并使认识超出现有的水平，从而达到探索未知、创造新知的境界。

它是人类思维能力的最高体现。

创新思维是逻辑与非逻辑的统一

创新思维要超越思维定式

思维定式是以过去遇到过的类似问题为模式，以经验为依据，以可靠性为取向，沿着传统的方式去认识和解决问题。

思维定式具有稳固性和惯常性 （sasi的例子）

思维定式具有双重作用

在创新过程中，应特别注意消除思维定式的消极影响，尽量防止或减少以往经验和模式可能产生的束缚作用。

法国著名作家福楼拜对他的学生莫泊桑说过一句话，即“任何事物里，都有未曾被发现的东西。因为人用眼观看事物的时候，只习惯回忆前人对事物的看法，最细微的事物也会有一点点未被认识过的东西，让我们去发掘它”。

在美国著名的贝尔实验室里，在贝尔的雕像下面，写着发明家这样的名言：“有时需要离开常走的大道，潜入森林，你就肯定会发现前所未有的东西。”

文学巨匠莫泊桑也说过：“应该时刻躲避那些走熟了的路，去寻找一条新路。”

这些发人深省的名句和格言，都说明了反定式思维对于发明创造的极端重要性，同时，对于人们进行创新思维，也具有深刻的启迪作用。

9.2    创新思维的特征

（一）独创性

独创性即开拓性、新颖性、惟一性、独有性

创新思维的独创性应表现在：打破常规，不受传统观念、传统思维方式的束缚，善于多方位观察，多层面分析，调整角度、变换思路、独辟蹊径、远见卓识、敢于突破，敢于对“司空见惯”“完美无缺”的事物提出疑问，力破陈规，锐意进取 。

案例3：阿伦纽斯创立电离学说

（二）批判性

也称之为反思性。创新思维必以怀疑与否定为前提，没有怀疑就不会有对传统思维模式的反思与批判。

创新思维的前提就是反思、批判旧的东西，用怀疑、批判的眼光去审视前人的成果。创新思维是一个在肯定中否定，在否定中开拓前进的发展过程，必然以批判性为前提特征。（例）

（三）整合性

创新思维的整合性，是指在对事物或问题进行展开性思维研究的基础上，再从整体的结合上研究和确立解决问题的最佳总体方案的思维。

（案例4  古巴导弹危机）

（四）灵活性

思维的灵活性指的是思维活动能依据客观情况的变化而变化，具有灵活机智的应变能力。

具体包括：思维起点的灵活性，可从不同角度、不同方面入手，能动用各种方法来解决问题；思维过程的灵活性，从分析到综合，从综合到分析，可做灵活调度；思维结果的灵活性，结果往往不是一个，显得合理而灵活。

（案例5  共产党夺取全国政权）

（五）深刻性

创新思维的深刻性指的是思维的深刻程度，它表现为思维主体在思路的探索上求异发

（六）广博性

广指广泛性，博指博学性。思维的广博性表现为在知识体系上要宽泛、要博学；思考问题的角度上要善于多方位地思考，善于在不同的知识领域内博取众长

（七）前瞻性

前瞻性即是展望事物发展的未来。就是对新事物的未来、发展趋势所作的思考，并以积极的心态准备迎接它的到来，

9.3创新思维的作用

（一）导向性

导向性是指创新思维能够引导创新者在对问题的探索过程中有所发现、有所发明、有所创造。（例：爱因斯坦的思考）

（二）桥梁性

桥梁性是指创新思维能架通思维之间的立交桥，使创新者的思路在思维的立交桥上纵横驰骋，畅通无阻（解释：商品）

（三）超越性

创新思维是在前人的基础上超越前人。创新思维的超越性表现在必须为认识提供新的视角、新的切入点，或新的立足点，也就是说必须为思维提供新的具有超越性或创新性的思维方式与思维方法。（例：诺基亚 ）

（五）开发潜能性

创新思维具有开发人脑潜能的功能。

9.4  创新思维方法的含义

所谓创新思维方法并不意味着创新思维有一套自成系统的、特有的、专用的思维方法。

创新思维方法是指在创新思维过程中需要运用的系列思维方法，它是通过对多种思维方法进行优化组合而推出的新的综合思维方法。

在创新过程中多种思维方法的优化组合带有一定的主观随意性，要真正达到优化组合，就必须遵循一条原则，就是作用互补。

包含着直觉的洞察和灵感的迸发、想像的发挥与模型的构想、经验的张力与理论的应用、类比的跨接与思路的外推、归纳的概括与假设的试探、演绎的内推与溯因的沟通、分析的还原与综合的升华、反馈的利用与控制的运筹，最后通过不断地试错与逼近，形成新成果，

日本物理学家汤川秀澍在其《科学中的创造性思维》一文中，指出：“在任何富有成效的科学思维中，直觉与抽象总是相互影响的。不仅某种东西必须从我们丰富的，但多少有点模糊的直觉图像中抽象出来，而且被当做人类抽象力的成果而建立的某种概念到最后也往往变成了我们直觉图像的一部分。在这种新建立起来的直觉中，人们可以继续作出进一步的抽象。例如，在物理学中，爱因斯坦相对论的四维空时世界虽然比牛顿力学的空时概念抽象得多，但是，它在今天是属于物理学家们作为进一步抽象基础的直觉图像的一部分的。”

9.5  创新思维的形式

（一）发散思维和集中思维

所谓发散思维，又称扩散思维、求异思维、辐射思维等，是指从已知信息中产生大量变化的、独特的新信息的思维方式，它要求沿不同方向、在不同范围思考问题。（诺贝尔实验炸药）

所谓集中思维，又称聚合思维、收敛思维、求同思维、辐合思维等，是指从已知信息中产生逻辑结论，从现成材料中寻求正确、最佳答案的思维方式，它要求沿着某一方面、在一定范围内有条理地思考问题。（爱迪生的灯丝）

（二）直觉思维和分析思维

直觉思维是人脑基于有限的数据和事实，调动一切已有的知识经验，对客观事物的本质及其规律性的关系做出迅速的识别、敏锐的洞察、直接的理解和整体的判断的思维形式。

分析思维是指遵循严密的逻辑规则，通过逐步推理得到符合逻辑的正确答案或结论的思维方式。

在创造性思维过程中，直觉思维与分析思维是相互补充、互相渗透的。直觉思维往往以分析思维为起点，长期的分析思维也往往以直觉思维为起点，凭直觉发现了存在的问题、可能的方法，才会引起进一步的逻辑论证。

（三）形象思维和逻辑思维

（四）潜意识思维与显意识思维

显意识思维是一种自觉地、有目的地反映客观事物本质和规律的思维形式。其显著特点是有明确的目标指向性，它的所有的心智操作，如分析与综合、抽象与概括，以及比较、分类等，都是在清晰的意识背景上进行的。

潜意识思维是在潜意识领域中进行的思维，是一种不自觉地、无目的地反映客观事物本质和规律的思维形式。其心智操作是在模糊的意识背景上进行的，其显著特点是自发性和无意识性。从梦境中受到启发，解决疑难问题，是这种思维的典型例证。

Chap  10   创新思维训练---实战篇

思维训练是指为了增强思维能力，有计划、有步骤地对人的思维能力进行训练的教学活动。

思维训练的生理学依据为：“用进废退”

思维训练的原则：一是要经常进行；二要养成大胆设想的习惯；三要适当学习一些相对深难的知识。

10.1   联想能力训练

联想：是一种由感知或所思考的事件、现象或概念的刺激而想到其他与之有关的事件、现象或概念的思维过程。

“联想”一词中的“想”代表记忆力，“联”则代表想象力，因此，联想是联系记忆和想象的纽带。

联想是创造之母，是思维大厦的基础，是提出新设想过程的催化剂和导火索。

联系能力的培养：

（1）要勤于学习，善于积累不断丰富自己的知识经验。

（2）要敢于突破常规思维的束缚，在不断地求异求优中提高联想水平。

案例1：穿越泰晤士河

（1820年，英国要修一条穿越泰晤士河的地下隧道，以往的方法是支护开掘法，但在泰晤士河底松软多水的的岩层很容易塌方。法国工程师布伦诺尔为此一筹莫展。一天，她无意中看到有只小虫在往坚硬的橡皮树里钻。那只小虫在其坚硬外壳保护下进行着工作，此情景使工程师联想到，为什么不能采用小虫的掘进技术呢？于是他发明了“盾构施工法”。）

1、相关联想：由一事想到与它相联系的方面

（例1、郑板桥祝寿）

2、相似联想：由某一事物想到与其相似的事物  （例2、怎样分开薄钢板）

3、对比联想：由某一事物想到与它具有相反特点的事物    （例3、丑陋的玩具）

4、自由联想：指思维不受限制的联想

5、强制联想：把思维强制性固定在一对事物中，以求产生联想  （例4、陈赓发传单）

训练1、用“水”和“山”这两个字组词：

成语：

名著：

歌曲：

影视名：

地名：

训练2、用“篮球”和“纸箱”为例，进行强制联想。

（1）列出各种属性

（2）提取属性归类

（3）补齐缺项

（4）产生新的启示

10.2   发散思维训练

又称求异思维、扩散思维、辐射思维等。

其含义为：由某一中心向不同方向、不同角度、不同层次辐射，从而引出许多新的信息的思维方式。

发散思维具有流畅性、变通性、独特性。

1、用途发散：以某物品的用途为中心，向不同方向、不同角度、不同层次辐射，引出新的信息。

（例1、帽子的用途）

2、功能发散：以某事物的功能为中心，设想出该功能的各种可能性。

（例2、怎样才能达到照明的目的）

3、结构辐射：以某种基本图形结构为中心，设计出该图形组成的多种新画面。

（例3、C    O  ）

4、组合发散：以某物品（或事物）为中心，尽可能多地设想与另一物品（或事物）连结成具有新价值的新物品（或事物）的多种可能性

（例4、可以同钥匙圈连在一起的物品组合）

5、因果发散：以某个事物发展的结果为中心，推测造成该结果的各种原因

（例5、造成玻璃杯破碎的原因)

训练3、说出火柴盒的多种用途

训练4、怎样才能达到锻炼身体的目的？

训练5、说出圆珠笔可以同哪些物品组合在一起？

10.3  集中思维

案例：“一个灵验的指头”（例）

集中思维又称求同思维、聚合思维、收敛

思维等。

集中思维的含义为：利用已有的信息，达到某一正确的结论。

集中思维与发散思维的特点相反。

1、集中思维的最佳性

（例1、除掉杂草的最好方法）

2、集中思维的聚焦性

（例2、一只泄密的小猫）

3、集中思维的比较性

（例3、华侨领袖的坚定选择）

10.4  纵向思维与横向思维

纵向思维又称历时性思维，是指思维沿一定的方向环环相扣、步步深入地达到思考的目标。其特点为：属于逻辑推理中的类推。

横向思维也称同时性思维，是指事物发展中某个时期的不同形式进行比较分析。其基本特点为：在解决问题过程中，要善于变换思维模式，以不同的思维方式看待事物，避免思维的僵化。

1、“得寸进尺”的纵向思维（例1、煮斧头吃的砍材人）

2、比别人多想一步的天才思维（例2、拉链的故事）

3、识近求远的思考（例3、目标性问题的实验）

训练5、

题一、一篮鸡蛋，如果2个2个地数多1个， 3个3个地数多1个， 4个4个地数多1个， 5个5个的数、 6个6个地数都多1个。那么，这篮鸡蛋最少有多少个？

题二、一篮鸡蛋，如果2个2个地数多1个， 3个3个地数多2个， 4个4个地数多3个， 5个5个的数多4个、 6个6个地数多5个。那么，这篮鸡蛋最少有多少个？