自然科学的研究方法主要有3种:科学实验、系统科学、数学方法。
科学实验 科学实验、生产实践和社会实践并称为人类的三大实践活动。实践不仅是理论的源泉,而且也是检验理论正确与否的惟一标准,科学实验就是自然科学理论的源泉和检验标准。
特别是现代自然科学研究中,任何新的发现、新的发明、新的理论的提出都必须以能够重现的实验结果为依据,否则就不能被他人所接受,甚至连发表学术论文的可能性都会被取缔。即便是一个纯粹的理论研究者,他也必须对他所关注的实验结果,甚至实验过程有相当深入的了解才行。
因此,可以说,科学实验是自然科学发展中极为重要的活动和研究方法。 系统科学 自然科学书籍系统科学是关于系统及其演化规律的科学。
尽管这门学科自20世纪上半叶才产生,但由于其具有广泛的应用价值,发展十分迅速,现已成为一个包括众多分支的科学领域。它包括有:一般系统论、控制论、信息论、系统工程、大系统理论、系统动力学、运筹学、博弈论、耗散结构理论、协同学、超循环理论、一般生命系统论、社会系统论、泛系分析、灰色系统理论等分支。
这些分支,各自研究不同的系统。自然界本身就是一个无限大、无限复杂的系统,在自然界中包括着许许多多不同的系统,系统是一种普遍存在。
一切事物和过程都可以看作组织性程度不同的系统,从而使系统科学的原理具有一般性和较高的普遍性。利用系统科学的原理,研究各种系统的结构、功能及其进化的规律,称为系统科学方法,它已得到各研究领域的广泛应用,目前尤其在生物学领域(生态系统)和经济领域(经济管理系统)中的应用最为引人注目。
系统科学研究有两个基本特点:其一是它与工程技术、经济建设、企业管理、环境科学等联系密切,具有很强的应用性;其二是它的理论基础不仅是系统论,而且还依赖于各有关的专门学科,与现代一些数学分支学科有密切关系。正因为如此,人们认为系统科学方法一般指研究系统的数学模型及系统的结构和设计方法。
数学方法 数学方法有两个不同的概念,在方法论全书中的数学方法指研究和发展数学时的思想方法,而这里所要阐述的数学方法则是在自然科学研究中经常采用的一种思想方法,其内涵是;它是科学抽象的一种思维方法,其根本特点在于撇开研究对象的其他一切特性,只抽取出各种量、量的变化及各量之间的关系,也就是在符合客观的前提下,使科学概念或原理符号化、公式化,利用数学语言(即数学工具)对符号进行逻辑推导、运算、演算和量的分析,以形成对研究对象的数学解释和预测,从量的方面揭示研究对象的规律性。这种特殊的抽象方法,称为数学方法。
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现代自然科学研究方法 自然科学方法论实质上是哲学上的方法论原理在各门具体的自然科学中的应用。作为科学,它本身又构成了一门软科学,它是为各门具体自然科学提供方法、原则、手段、途径的最一般的科学。
自然科学作为一种高级复杂的知识形态和认识形式,是在人类已有知识的基础上,利用正确的思维方法、研究手段和一定的实践活动而获得的,它是人类智慧和创造性劳动的结晶。因此,在科学研究、科学发明和发现的过程中,是否拥有正确的科学研究方法,是能否对科学事业作出贡献的关键。
正确的科学方法可以使研究者根据科学发展的客观规律,确定正确的研究方向;可以为研究者提供研究的具体方法;可以为科学的新发现、新发明提供启示和借鉴。因此现代科学研究中尤其需要注重科学方法论的研究和利用,这也就是我们要强调指出的一个问题。
一、科学实验法 科学实验、生产实践和社会实践并称为人类的三大实践活动。实践不仅是理论的源泉,而且也是检验理论正确与否的惟一标准,科学实验就是自然科学理论的源泉和检验标准。
特别是现代自然科学研究中,任何新的发现、新的发明、新的理论的提出都必须以能够重现的实验结果为依据,否则就不能被他人所接受,甚至连发表学术论文的可能性都会被取缔。即便是一个纯粹的理论研究者,他也必须对他所关注的实验结果,甚至实验过程有相当深入的了解才行。
因此,可以说,科学实验是自然科学发展中极为重要的活动和研究方法。 (一)科学实验的种类 科学实验有两种含义:一是指探索性实验,即探索自然规律与创造发明或发现新东西的实验,这类实验往往是前人或他人从未做过或还未完成的研究工作所进行的实验;二是指人们为了学习、掌握或教授他人已有科学技术知识所进行的实验,如学校中安排的实验课中的实验等。
实际上两类实验是没有严格界限的,因为有时重复他人的实验,也可能会发现新问题,从而通过解决新问题而实现科技创新。但是探索性实验的创新目的明确,因此科技创新主要由这类实验获得。
从另一个角度,又可把科学实验分为以下类型。 定性实验:判定研究对象是否具有某种成分、性质或性能;结构是否存在;它的功效、技术经济水平是否达到一定等级的实验。
一般说来,定性实验要判定的是“有”或“没有”、“是”或“不是”的,从实验中给出研究对象的一般性质及其他事物之间的联系等初步知识。定性实验多用于某项探索性实验的初期阶段,把注意力主要集中在了解事物本质特性的方面,它是定量实验的基础和前奏。
定量实验:研究事物的数量关系的实验。这种实验侧重于研究事物的数值,并求出某些因素之间的数量关系,甚至要给出相应的计算公式。
这种实验主要是采用物理测量方法进行的,因此可以说,测量是定量实验的重要环节。定量实验一般为定性实验的后续,是为了对事物性质进行深入研究所应该采取的手段。
事物的变化总是遵循由量变到质变,定量实验也往往用于寻找由量变到质变关节点,即寻找度的问题。 验证性实验:为掌握或检验前人或他人的已有成果而重复相应的实验或验证某种理论假说所进行的实验。
这种实验也是把研究的具体问题向更深层次或更广泛的方面发展的重要探索环节。 结构及成分分析实验:它是测定物质的化学组分或化合物的原子或原子团的空间结构的一种实验。
实际上成分分析实验在医学上也经常采用,如血、尿、大便的常规化验分析和特种化验分析等。而结构分析则常用于有机物的同分异构现象的分析。
对照比较实验:指把所要研究的对象分成两个或两个以上的相似组群。其中一个组群是已经确定其结果的事物,作为对照比较的标准,称为“对照组”,让其自然发展。
另一组群是未知其奥秘的事物,作为实验研究对象,称为实验组,通过一定的实验步骤,判定研究对象是否具有某种性质。这类实验在生物学和医学研究中是经常采用的,如实验某种新的医疗方案或药物及营养晶的作用等。
相对比较实验:为了寻求两种或两种以上研究对象之间的异同、特性等而设计的实验。即把两种或两种以上的实验单元同时进行,并作相对比较。
这种方法在农作物杂交育种过程中经常采用,通过对比,选择出优良品种。 析因实验:是指为了由已知的结果去寻求其产生结果的原因而设计和进行的实验。
这种实验的目的是由果索因,若果可能是多因的,一般用排除法处理,一个一个因素去排除或确定。若果可能是双因的,则可以用比较实验去确定。
这就与谋杀案的侦破类似,把怀疑对象一个一个地排除后,逐渐缩小怀疑对象的范围,最终找到谋杀者或主犯,即产生结果的真正原因或主要原因。 判决性实验:指为验证科学假设、科学理论和设计方案等是否正确而设计的一种实验,其目的在于作出最后判决。
如真空中的自由落体实验就是对亚里士多德错误的落体原理(重物体比轻物体下落得快)的判决性实验。 此外,科学实验的分类中还包括中间实验、生产实验、工艺实验、模型实验等类型,这些主要与工业生产相关。
(二)科学实验。
自然科学的研究方法主要有3种:科学实验、系统科学、数学方法。
科学实验科学实验、生产实践和社会实践并称为人类的三大实践活动。实践不仅是理论的源泉,而且也是检验理论正确与否的惟一标准,科学实验就是自然科学理论的源泉和检验标准。
特别是现代自然科学研究中,任何新的发现、新的发明、新的理论的提出都必须以能够重现的实验结果为依据,否则就不能被他人所接受,甚至连发表学术论文的可能性都会被取缔。即便是一个纯粹的理论研究者,他也必须对他所关注的实验结果,甚至实验过程有相当深入的了解才行。
因此,可以说,科学实验是自然科学发展中极为重要的活动和研究方法。系统科学自然科学书籍系统科学是关于系统及其演化规律的科学。
尽管这门学科自20世纪上半叶才产生,但由于其具有广泛的应用价值,发展十分迅速,现已成为一个包括众多分支的科学领域。它包括有:一般系统论、控制论、信息论、系统工程、大系统理论、系统动力学、运筹学、博弈论、耗散结构理论、协同学、超循环理论、一般生命系统论、社会系统论、泛系分析、灰色系统理论等分支。
这些分支,各自研究不同的系统。自然界本身就是一个无限大、无限复杂的系统,在自然界中包括着许许多多不同的系统,系统是一种普遍存在。
一切事物和过程都可以看作组织性程度不同的系统,从而使系统科学的原理具有一般性和较高的普遍性。利用系统科学的原理,研究各种系统的结构、功能及其进化的规律,称为系统科学方法,它已得到各研究领域的广泛应用,目前尤其在生物学领域(生态系统)和经济领域(经济管理系统)中的应用最为引人注目。
系统科学研究有两个基本特点:其一是它与工程技术、经济建设、企业管理、环境科学等联系密切,具有很强的应用性;其二是它的理论基础不仅是系统论,而且还依赖于各有关的专门学科,与现代一些数学分支学科有密切关系。正因为如此,人们认为系统科学方法一般指研究系统的数学模型及系统的结构和设计方法。
数学方法数学方法有两个不同的概念,在方法论全书中的数学方法指研究和发展数学时的思想方法,而这里所要阐述的数学方法则是在自然科学研究中经常采用的一种思想方法,其内涵是;它是科学抽象的一种思维方法,其根本特点在于撇开研究对象的其他一切特性,只抽取出各种量、量的变化及各量之间的关系,也就是在符合客观的前提下,使科学概念或原理符号化、公式化,利用数学语言(即数学工具)对符号进行逻辑推导、运算、演算和量的分析,以形成对研究对象的数学解释和预测,从量的方面揭示研究对象的规律性。这种特殊的抽象方法,称为数学方法。
1、社会科学方法论与自然科学方法论的共通性: 由于研究对象迥异,研究方法也很不相同,长期以来,社会科学与自然科学形成了各自相对独立的体系。
但这并不意味着,社会科学与自然科学是格格不入的,也不意味着二者的方法论毫无共通之处。相反,自然科学在20世纪的突飞猛进,它所取得的许多划时代成就,既大大地促进了技术的发展,也发展了许多行之有效的研究方法,极大地丰富了科学方法之武库。
从科学方法论的发生和演进来看,社会科学方法论和自然科学方法论在历史的沃野上曾经合一,经过后来的分流,在新的历史条件下,又呈现交叉、奔流的趋势。在社会科学和自然科学混沌未分之时,社会科学方法论和自然科学方法论并无明确的区分,学科的整体性也决定了科学方法论的一体性。
在社会科学和自然科学分离之后,自然科学方法论获得了长足进步,社会科学方法论虽然在对经验材料的自我组织和理论的自我改进机制等方面不如自然科学方法论,但也毕竟有了专门的考察,并借鉴、移植了某些自然科学方法。随着科学方法论的整体发展,社会科学方法论与自然科学方法论之间的鸿沟逐渐缩小,二者之间出现了更多的结合点、互通圈和渗透渠道,其间的联系甚至一体化的趋势明显增强。
从不同层次的科学方法论之间的关系来看,社会科学方法论和自然科学方法论都在很大程度上接受一般科学方法论的指导。 在整个科学方法论的体系中,对于低一层次的社会科学具体学科方法论和自然科学具体学科方法论来说,社会科学方法论和自然科学方法论显然都具有普遍性,对于各种具体科学的研究都具有一般性的指导意义。
但是,相对于更高层次的一般科学方法论而言,社会科学方法论和自然科学方法论都只是适用于特殊大类领域的科学方法论。在一般科学方法论中,本来是无所谓社会科学方法论和自然科学方法论之分的,只是在应用于两大领域之后,经过两大领域的再创造,才分别成为各具特色的两大领域科学方法论。
此外,社会科学方法论和自然科学方法论具有不少共同的科学方法。例如,科学理论的发现方法、检验方法和发展方法,在这两大门类科学方法论中都占有非常重要的地位。
张巨青教授在《科学方法论究竟研究什么?》一文中,对科学理论的发现方法、检验方法和发展方法作了专门研究1。以科学理论的发现方法为 例,首先,理论发现过程的起点是问题,而终点则是找到能够解答问题的理论。
任何科学发现都是通过比较、分析、综合、概括、类比、想象、抽象等等手段来实现的;其次,寻求答案的这些手段都存在着合理性、有效性问题。科学方法论的研究应当使科学发现更 加合理、更为有效。
科学发现的机遇性并不排斥其合理性,发现的 方法是关于解答问题的手段和模型的理论,是启发方法的理论。 简言之,在科学理论的发现方法、检验方法和发展方法方面,社会科学方法论和自然科学方法论虽然具有不同的对象、内容,但是,在方法论的基本要素、原则和功能上却有着相似性和共同性。
在当代,不同科学领域中研究方法之汇合乃大势所趋,在社会科学中亟待突破的难点上,鼓励向自然科学学习,根据社会科学的独特性,有条件地采用行之有效的自然科学方法,是很有益处的;同时,社会科学中研究方法的进一步发展,也会使自然科学受益。2、社会科学方法论与自然科学方法论的差异性: 社会科学方法论与自然科学方法论之间有着不少相似和共通之处,这并不意味着它只是自然科学方法论的复制品。
相反,由于研究对象、研究性质和研究特点的不同,社会科学方法论有着自己的独特性,它与自然科学方法论之间还存在许多差异甚至原则性的区别。 社会科学方法论区别于自然科学方法论的最为显著的特点,在于它带有更为强烈的主体性。
社会科学与人的关系十分密切,人的思想观念、思维方式、行为方式和人的理性、文化素养、价值观、经验、心理、气质,以至性格、情感对社会科学方法论的作用非常明显。在科学研究中,鉴于自然科学家一般不是他(她)所正研究的现象的参与者,而社会科学家则是,研究人员经常油然而生如下疑问:社会科学研究究竟是否能以与自然科学相同的方法来进行呢?美国学者贝利指出:“关于自然科学与社会科学之间的区别的争论,中心是围绕方法论(methodology),而不是围绕方法(method)。”
2在他看来人们一般认为,自然科学的方法论通常比社会科学的方法论更为严密和精致一些,但情况并不总是如此例如,自然科学在陈述变数之间的关系上比社会科学精确得多,通常以数学方程式的形式出现,社会科学家则常常以能够证明两个变敷之间存在着关系为满足,而对关系的性质就一言不发了。贝利强调:“进而言之,自然科学家的方法论虽然最终以公式来表达,这比社会学家的方法论更多定量,更为精确,但这一事实并不一定意味着前者的阐释是更高明的。
事实上,有些社会学家感到,定量的阐释是人造的,容易使社会现象抹煞人性,至少使之过于简单化。这些研究人员感到,通过与研究对象的相互作用或通过分享其经验。
科学方法具体指哪方面?下面给出关于科学方法相关的资料:
科学方法论有广义狭义之分。
狭义的仅指自然科学方法论即研究自然科学中的一般方法,如观察法、实验法、数学方法等。
广义的则指所有正确的方法论,即科学的方法论。20世纪随着自然科学的发展出现了许多新方法,如控制论方法、信息方法、系统方法等。
科学方法论的历史形态,从科学发展的整个历史来看,有4种形态:自然哲学方法论、哲学方法论、逻辑方法论和理论方法论。
如果仅仅是对中学阶段理化生的科学方法,属于自然科学方法的范畴,就是上文观察法等。
自然科学包括天文学、物理学、化学、地球科学、生物学等和地理学。
自然科学是研究自然界的物质形态、结构、性质和运动规律的科学。它包括数学、物理学、化学、生物学、天文学等基础科学和医学、农学、气象学、材料学等应用科学,它是人类改造自然的实践经验即生产斗争经验的总结。它的发展取决于生产的发展。
原始社会中,人类对自然界的斗争,因生产工具简单、粗笨,还受到原始宗教及其他意识的影响,自然科学的发展是缓慢的。不过,人类取得的每一个科技进步,都推动了生产的发展,同时又促进自然科学知识的不断积累,预示着科技的新突破。
一般认为,古希腊人泰勒斯、亚里士多德是自然科学的创始人,伽利略·伽利雷是将实验引入自然科学的首倡人。18世纪以前欧洲自然科学与哲学几乎不可分开,勒内·笛卡尔、戈特弗里德·威廉·莱布尼茨、约翰·洛克等等著名的哲学家同时也是自然科学家。
在自然科学发展的早期,对自然物体或者分类的系统研究称之为自然历史(Natural History,拉丁文historia naturalis)。
拓展资料:
自然科学 (natural science )的任务在于揭示自然界发生的现象和过程的实质,进而把握这些现象和过程的规律性,并预见新的现象和过程,为在社会实践中合理而有目的地利用自然界的规律开辟各种可能的途径。
社会科学是关于社会事物的本质及其规律的科学。社会科学是科学化的研究人类社会现象的科学。如社会学研究人类社会(主要是当代),政治学研究政治、政策和有关的活动,经济学研究资源分配。广义的“社会科学”,它是人文科学和社会科学的统称,包括了人文科学。
自然观:对整个自然(本原、构成、演化过程和人与自然之间关系)的总体看法和根本观点。
1、自然观:自然科学理论的思想基础
为人对自然的认识提供本体论、方法论和价值论的指导。
近代产生的唯物主义自然观把整个世界看成是一种物质存在,从而构成了近代自然科学产生和发展的一个思想前提。
从更具体的方面来看,有关物质结构的分子、原子乃至基本粒子理论,则是在古代的原子学说等自然观思想的指导下提出并建立起来的。
2、自然观:自然科学研究的方法论
近代:还原论方法
现代:系统自然观和生态自然观是当代科学研究的重要方法。
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