科学的概念

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科学的概念：

科学一词，英文为science，源于拉丁文的scio，后来又演变为scientin，最后成了今天的写法，其本意是知识。日本著名科学启蒙大师福泽瑜吉把“science”译为“科学”。到了1893年反康有为引进并使用“科学”二字。严复在翻译《天演论》等科学著作时，也用“科学”二字。此后，“科学”二字便在中国广泛运用。科学是一种最逼近真理的尽可能不包含自相矛盾的知识体系,且是一项社会事业。 对客观世界的认识，反映客观事实和规律，系统的知识体系 科学的分类

科学分人文科学(社会)和自然科学。

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。 人文科学是研究人类的信仰、情感、道德和美感等的各门科学的总称。有些学者也把人文科学归于社会科学。 广义的“社会科学”，是哲学社会科学的统称，包括了人文科学， 自然科学分：天文学 生物学 化学 地球科学 生态学 物理学 农学 力学 控制论 科学与伪科学的区别

①科学知识来源于实践，虽大量运用假设，但决不武断，并不断接受实践检验，尽可能排除主观臆想；而伪科学大量使用主观臆想，将不同的现象之间乱联系。②科学是系统的知识，即知识与知识之间强调相互联系，尽可能形成严密地逻辑关系（当代大统一理论是其中的典型）；而伪科学的体系是乱拼凑的，经不起推敲，并不敢面对事实的证伪。总以信则灵，不信则不灵来回避证伪。③科学是建立在科学的科学方法的基础上的，最早系统的科学方法是培根和笛卡尔建立起来的，即强调实践和数学贯穿在科学研究的整个过程中；而伪科学不讲方法的正确性，回避用数学定量地描述。④科学强调主客观结合，概念的确是人造的，但概念的引入仅为了描述清晰，推理方便。在探求本质时，常常要引入主观设想，但在未充分验证前，总把它看成假设，只有经过无数事实证实后，才上升为定理。不仅如此，而且允许人们有条理的怀疑；伪科学则相反，不允许别人怀疑，不允许争论，把信仰放在至高无上的地位。 科学方法

归纳法：将特殊陈述上升为一般陈述（或定律定理原理）的方法。经验科学来源于观察和实验，把大量的原始记录归并为很少的定律定理，形成秩序井然的知识体系，这就是经验科学形成的过程。归纳法分完全归纳法和不完全归纳法 。培根创立实验归纳法 演绎法：应用一般陈述（或公理定律定理原理）导出特殊陈述或从一种陈述导出另一种陈述的方法。笛卡儿创立数学演绎法 笛卡尔显然认识到了这一点，并进一步提出了科学研究必需遵守的一些原则：

① 只把那些十分清楚明白地呈现在我的心智之前、使我根本无法怀疑的东西放在我的判断中；② 把难题尽可能分解为细小的部分，直到可以圆满解决为止；③ 按从最简单、最容易认识的对象开始，一点一点地上升到复杂的对象的认识 ④ 把一切情形尽量完全地列举出来，尽量普遍地加以审视，以保证没有遗漏。 科学精神

科学精神是人们在长期的科学实践活动中形成的共同信念、价值标准和行为规范的总称。科学精神就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。 要求：公正、简单入手多元思考、证实加证伪、理性怀疑、争论与激励。下面作些解释。 公正：以公正的立场观察事物。哥白尼精神

简单入手多元思考：选择简单对象开始研究，建立理想模型，尽量应用数学，完整的考虑各要素，建立理论，并通过修改和扩展，扩大应用范围。笛卡尔精神

证实加证伪 ：科学是严格的，它强调理论与实践的一致，即理论的任何导出陈述都必须与观察相符，能用实验证实，不能被证伪的理论就不是科学。波普尔精神

理性怀疑：科学只是最逼近真理，事物的真实道理只有事物自己知道，任何知识体系都是人为构造的，科学特别强调怀疑包括对自身的怀疑，但自从科学延生三百多年来由无数具有怀疑精神的科学家十分谨慎地发展，许多科学领域近于成熟，因此怀疑需要一定的理性基础。 争论与激励：科学是人造的，因此与人的素质有关，争论和激励能使人的素质迅速提高，因此科学需要讨论的环境和维护人们对科学的热情。 科学中心的转移

科学家队伍的素质因素和相应社会的环境因素两个方面。 1.复兴与意大利科学的兴盛 ：掀起了学习和研究古代学术的热潮。人文学者对教会的激烈抨击为科学从宗教神学和经院哲学的枷锁中解放出来给予极大的鼓舞。艺术家们对于人和市俗的关注，进一步激发了科学家们研究人体、透视、实用技术和人所处的宇宙的热情。2.资产阶级革命、清教运动与英国科学的兴盛 ：3.启蒙运动与法国科学的兴盛 4.社会改革、古典哲学与德国科学的兴盛 5. 开拓精神、技术创新与美国科学的兴盛 6.世界现代化进程还表明，没有科学的发展和普及，就没有真正的现代化，当然仅有科学也是不够的。 科学革命

由科学的新发现和崭新的科学基本概念与理论的确立而导致的科学知识体系的根本变革。它是人类认识领域的革命，是科学理论体系的根本改造和科学思维方式的变革，从而把科学对客观世界的认识提高到一个新水平，并提出种种新的认识客观世界的原则。 新的科学基本概念及理论体系的建立，并替代了原有的概念及理论体系，这是科学革命的内容。 科学革命本质上是科学思维方式的革命，科学思维方式的重大变革是科学革命的实质。 科学革命是人类对客观世界认识的质的飞跃，必然会对人类社会实践产生巨


大影响。

技术的概念：技术（technology）的原意是木匠。木匠能按照人们的需求与意图把木料加工、组合，制成物品。所以亚里斯多德称技术是制造的智慧。现在给技术下的定义是：技术是指人类在利用、改造和保护自然的过程中通过创新所积累的经验、知识、技巧以及为某一目的共同协作组成的工具和规则体系

科学与技术的关系：联系：知识，相互促进、抑制。

区别：1)科学与技术的目的,任务不同 2)科学与技术的社会功能与价值标准不同 3)科学与技术的成果形式与肯定方式亦不同 科学技术的社会作用：经济作用 社会变革作用 精神作用：动力

环境科学：人与环境的关系：人对环境的依赖以及对环境的影响；环境对人的约束和影响。

环境科学 ：研究人类生存的环境质量及其保护与改善的科学。环境科学研究的环境，是以人类为主体的外部世界，即人类赖以生存和发展的物质条件的综合体，包括自然环境和社会环境。

环境科学的分支学科：属于自然科学方面的有环境地学、环境生物学、环境化学、环境物理学、环境医学、环境工程学；属于社会科学方面的有环境管理学、环境经济学、环境法学等。

环境问题：是指由于自然界或人类的活动，使环境质量下降或生态系统失调，对人类的社会经济发展、健康和生命产生有害影响的现象。根据产生原因，环境问题可以分为两类 ：原生或第一类环境问题:即由于自然界的运动引起的环境问题，

次生或第二类环境问题:即由于人类的活动所引起的环境问题。

全球十大公害事件

1、比利时马斯河谷烟雾事件 1930年，在这个狭窄的河谷里有炼油厂、金属厂、玻璃厂等许多工厂。12月1日到5日的几天里，河谷上空出现了很强的逆温层，致使13个大烟囱排出的烟尘无法扩散，大量有害气体积累在近地大气层，对人体造成严重伤害。一周内有60多人丧生，其中心脏病、肺病患者死亡率最高，许多牲畜死亡。这是本世纪最早记录的公害事件。

2、洛杉矶光化学烟雾事件 1943年，汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下引起化学反应，形成浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光化学烟雾。1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件，前者有400多 因五官中毒、呼吸衰竭而死，后者使全市四分之三的人患病。

3、多诺拉烟雾事件 1948年 ，美国的宾夕法尼亚州多诺拉城有许多大型炼铁厂、炼锌厂和硫酸厂。1948年10月26日清晨，大雾弥漫，受反气旋和逆温控制，工厂排出的有害气体扩散不出去，全城14000人中有6000人眼痛、喉咙痛、头痛胸闷、呕吐、腹泻。17人死亡。

4、伦敦烟雾事件 1952年 ，祸首是燃煤排放的粉尘和二氧化硫。 烟雾逼迫所有飞机停飞，汽车白天开灯行驶，行人走路都困难，烟雾事件使呼吸疾病患者猛增。1952年12月那一次，5天内有4000多人死亡，两个月内又有8000多人死去。

5、水俣病事件 1953 1956年 ，日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的废水中含有汞，这些废水排入海湾后经过某些生物的转化，形成甲基汞。这些汞在海水、底泥和鱼类中富集，又经过食物链使人中毒。 当时，最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛，纷纷跳海自杀。没有几年，水俣地区连猫的踪影都不见了。1956年，出现了与猫的症状相似的病人。因为开始病因不清，所以用当地地名命名。1991年，日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。

6、骨痛病事件 1955 1972年 ，日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼中排放废水，废水在河流中积累了重金属“镉”。人长期饮用这样的河水，食用浇灌含镉河水生产的稻谷，就会得“骨痛病”。病人骨骼严重畸形、剧痛，身长缩短，骨脆易折。

7、日本米糠油事件 1968年 ，先是几十万只鸡吃了有毒饲料后死亡。人们没深究毒的来源，继而在北九州一带有13000多人受害。这些鸡和人都是吃了含有多氯联苯的米糠油而遭难的。病人开始眼皮发肿，手掌出汗，全身起红疙瘩，接着肝功能下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止。这次事件曾使整个西日本陷入恐慌中。

8、印度博帕尔事件 1984年，12月3日，美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药厂因管理混乱，操作不当，致使地下储罐内剧毒的甲基异氰酸脂因压力升高而爆炸外泄。45吨毒气形成一股浓密的烟雾，以每小时5000米的速度袭击了博帕尔市区。死亡近两万人，受害20多万人，5万人失明，孕妇流产或产下死婴，受害面积40平方公里，数千头牲畜被毒死。

9、切尔诺贝利核泄漏事件 1986年 ，31人死亡，237人受到严重放射性伤害。而且在20年内，还将有3万人可能因此患上癌症。基辅市和基辅州的中小学生全被疏散到海滨，核电站周围的庄稼全被掩埋，少收2000万吨粮食，距电站7公里内的树木全部死亡，此后半个世纪内，10公里内不能耕作放牧，100公里内不能生产牛奶… 这次核污染飘尘给邻国也带来严重灾难。这是世界上最严重的一次核污染。

10、剧毒物污染莱茵河事件 1986年 ， 11月1日，瑞士巴塞尔市桑多兹化工厂仓库失火，近30吨剧毒的硫化物、磷化物与含有水银的化工产品随灭火剂和水流入莱茵河。顺流而下150公里内，60多万条鱼被毒死，500公里以内河岸两侧的井水不能饮用，靠近河边的自来水厂关闭，啤酒厂停产。有毒物沉积在河底，将使莱茵河因此而“死亡”20年。

技术作用的两面性：其一：经济作用、社会变革作用、精神动力。其二：技术报复 墨菲法则 ：凡事可能出岔子，就一定会出岔子。Anything that can go wrong will go wrong.爱德华·墨菲（Edward A. Murphy）是一名工程师。 系统论

涵义：研究复杂系统的一般规律的学科，又称普通系统论。

产生与发展：一般系统论来源于生物学中的机体论，是在研究复杂的生命系统中诞生的。

1925年英国数理逻辑学家和哲学家N.怀特海在《科学与近代世界》一文中提出用机体论代替机械决定论，认为只有把生命体看成是一个有


机整体,才能解释复杂的生命现象。1925年美国学者A.J.洛特卡发表的《物理生物学原理》和1927年德国学者W.克勒发表的《论调节问题》中先后提出了一般系统论的思想。

1924～1928年奥地利理论生物学家L.von贝塔朗菲多次发表文章表达一般系统论的思想,提出生物学中有机体的概念，强调必须把有机体当作一个整体或系统来研究，才能发现不同层次上的组织原理。他在1932年发表的《理论生物学》和1934年发表的《现代发展理论》中提出用数学模型来研究生物学的方法和机体系统论的概念，把协调、有序、目的性等概念用于研究有机体，形成研究生命体的三个基本观点，即系统观点、动态观点和层次观点。

1937年贝塔朗菲在芝加哥大学的一次哲学讨论会上第一次提出一般系统论的概念。但由于当时生物学界的压力，没有正式发表。 1945年他发表《关于一般系统论》的文章,但不久毁于战火,没有引起人们的注意。

1947～1948年贝塔朗菲在美国讲学和参加专题讨论会时进一步阐明了一般系统论的思想，指出不论系统的具体种类、组成部分的性质和它们之间的关系如何，存在着适用于综合系统或子系统的一般模式、原则和规律，并于1954年发起成立一般系统论学会（后改名为一般系统论研究会）,促进一般系统论的发展,出版《行为科学》杂志和《一般系统年鉴》。 系统思想：

系统思想是一般系统论的认识基础，是对系统的本质属性（包括整体性、关联性、层次性、统一性）的根本认识。系统思想的核心问题是如何根据系统的本质属性使系统最优化。

整体性 虽然系统是由要素或子系统组成的，但系统的整体性能可以大于各要素的性能之和。因此在处理系统问题时要注意研究系统的结构与功能的关系，重视提高系统的整体功能。任何要素一旦离开系统整体，就不再具有它在系统中所能发挥的功能。 关联性 关联性是指系统与其子系统之间、系统内部各子系统之间和系统与环境之间的相互作用、相互依存和相互关系。离开关联性就不能揭示复杂系统的本质。

层次性 一个系统总是由若干子系统组成的，该系统本身又可看作是更大的系统的一个子系统，这就构成了系统的层次性。T.米尔索姆曾把人类系统划分为11个层次。不同层次上的系统运动有其特殊性。在研究复杂系统时要从较大的系统出发，考虑到系统所处的上下左右关系。

统一性 一般系统论承认客观物质运动的层次性和各不同层次上系统运动的特殊性，这主要表现在不同层次上系统运动规律的统一性，不同层次上的系统运动都存在组织化的倾向，而不同系统之间存在着系统同构。

控制论概念：是研究动物(包括人类)和机器内部的控制与通信的一般规律的学科,着重于研究过程中的数学关系 。

产生与发展：1834 年，著名的法国物理学家安培写了一篇论述科学哲理的文章，他进行科学分类时，把管理国家的科学称为“控制论”； 1948 年诺伯特·维纳发表了著名的《控制论——关于在动物和机中控制和通讯的科学》，维纳把控制论看作是一门研究机器、生命社会中控制和通讯的一般规律的科学，更具体他说，是研究动态系统在变的环境条件下如何保持平衡状态或稳定状态的科学。

三个基本部分 ：1.信息论。主要是关于各种通路（包括机器、生物机体）中信息的加工传递和贮存的统计理论。

2.自动控制系统的理论。主要是反馈论，包括从功能的观点对机器和物体中（神经系统、内分泌及其他系统）的调节和控制的一般规律的研究。 3.自动快速电子计算机的理论。即与人类思维过程相似的自动组织逻过程的理论。 控制论系统的主要特征：

第一个特征，是要有一个预定的稳定状态或平衡状态。例如在上述的度控制系统中，速度的给定值就是预定的稳定状态。

第二个特征，是从外部环境到系统内部有一种信息的传递。例如，在度控制系统中，转速的变化引起的离心力的变化，就是一种从外部传递到统内部的信息。

第三个特征，是这种系统具有一种专门设计用来校正行动的装置。例如速度控制系统中通过调速器旋转杆张开的角度控制蒸汽机的进汽阀门升降装置。

第四个特征，是这种系统为了在不断变化的环境中维持自身的稳定，内部都具有一种自动调节的机制，换言之，控制系统都是一种动态系统。

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