自然科学是一门范围广博的知识范畴,是针对事物客观规律的认知、归纳所形成的科学体系。下面是由我整理的自然科学类学术论文,谢谢你的阅读。
浅析自然科学与宗教的关系
【摘 要】事实上,科学与宗教并不是背道而驰的,二者之间有着密切的关系。科学与宗教的关系也越来越受到关注。但是要承认科学与宗教是有着本质的区别的。我们要在看到科学与宗教的区别的基础上分析科学与宗教之间的联系。宗教与科学既对立又统一,宗教离不开科学,科学也需要宗教。在科学发展取得巨大进步的今天,我们更不能摒弃宗教信仰,要发挥其有利一面,发展科学的同时也发展宗教。
【关键词】自然科学;宗教;科学家;宗教信仰
1 理解科学与宗教的定义
1.1 什么是科学
科学即分科之学,是关于自然、社会、思维等的客观规律的分科学说。在《辞海》(1979年版)中这样界定“科学”:“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。”英国学者贝尔纳在《历史上的科学》一书中说:“科学可作为一种建制;一种 方法 ;一种积累的知识传统;一种维持或发展生产的主要因素;以及构成我们的诸信仰和对宇宙和人类的诸态度的最强大势力之一。”[1]
1.2 什么是宗教
宗教是人类社会成长到一定历史阶段而产生的一种 文化 现象,属于社会意识形态范畴,是对神明的尊奉与崇拜。一般而言,宗教就是一种信仰体系,是对客观存在的解释,一般包括仪式的遵从与信仰两个方面。宗教主要特点是,相信有一种神通的神秘力量或实体存在于现实世界之外,这种神秘力量不仅统摄万物而且主宰自然进化、决定人世命运、拥有绝对权威,从而使人类对这种神秘力量产生敬畏和崇拜之感,并经过不断的发展变化引申出信仰认知和仪式活动等内容。恩格斯在《反杜林论》中这样解说宗教“一切宗教都不过是支配着人们日常生活的外部力量在人们头脑中的幻想的反映,在这种反映中,人间的力量采取了超人间的力量的形式。”
2 科学与宗教的关系
2.1 科学与宗教共同生长
科学是一种认识活动,科学知识起源于人类的 社会实践 活动,古代文明为近代科学的发展创造了条件。由于受人类社会实践水平和认识水平的局限,在一段很长的历史进程中,古代的科学知识一直依赖于充满想象和猜测的自然哲学,甚至依附于宗教神明。到了中世纪,科学逐渐发展成为神学的一个分支,随着人类实践和认识的发展,科学与宗教从混合状态走向解体,科学最终从自然哲学和宗教神话中分离出来,演变成为实证科学。1543年,哥白尼的《天体运行》第一次宣布了近代科学与宗教神话的终极决裂。从此,科学的发展取得巨大的进步,自然科学也从宗教神学中获得解脱,科学与宗教走上了冲突对立的道路。
在人类文明刚刚开始之时,科学与宗教就各自的萌生起来。只不过当时科学认识与宗教思想都处于初始时期,相互存在于人类的原始思维形式之中,二者相互融合,相互渗透,很难找到二者的差别。随着生产力的不断发展,文化形式出现分化现象,不同的文化形式开始分离。在原始社会走向完结前,不同文化的分化正处于低级阶段,科学知识与宗教神明仍然共同存在,界限不分明,互相包含。正因如此,我们在最初的科学中能够看到神秘的虚幻认识的影子,而在最初的宗教中也能够发现人类经过实践积累的经验知识。
2.2 科学与宗教在本质上是对立的
科学与宗教在本质上是对立的。科学不认可超自然的力量,反对采用超自然的因素和力量去解释任何自然客观现象和自然现象的发展过程。然而,从本质上说宗教就是对超自然力量的敬仰与信封,认为世界是被超自然的上帝和神明创造的。宗教由于对超自然力量的敬仰与崇拜导致它否认客观存在的必然性和客观事物发展的规律。这种科学对超自然力量的否定与宗教对超自然力量的肯定之间的对立,决定了科学与宗教在本质上是对立的,而且这种对立是不可调和的。
科学与宗教的认识方法也是完全不同的。自然科学从客观实在的各种具体形式出发,从而发现客观实在之间的联系并用经验的方法证明。而宗教认识所采用的方法是“信仰主义”,借助的是非经验、非理性的神秘主义直觉。
科学与宗教的社会作用也有很大的不同。科学技术突飞猛进的发展推动了社会生产力的发展,并以此推动了社会的不断发展与进步,科学被马克思主义看作是最有意义的革命力量。虽然在特殊的历史背景下宗教曾经对社会发展起到积极的作用,但在整个历史进程中宗教是一种含蓄的成分,因为宗教常常把客观的社会制度作为神意的展现,因而对社会的发展起到阻碍的作用。
2.3 科学与宗教的冲突
恩格斯在《自然辩证法》导言中说:“自然科学……本身就是彻底革命的,它还得为争取自己的生存权利而斗争。”并举例说:“自然科学把它的殉道者送上了火刑场和宗教裁判所的牢狱。值得注意的是,新教徒在迫害自然科学的自由研究上超过了天主教徒。塞尔维特正要发现血液循环过程的时候,加尔文便烧死了他,而且还活活地把他烤了两个钟头;而宗教裁判所只是把乔尔丹诺?布鲁诺简单地烧死便心满意足了。”[3]
宗教和科学是一直存在着冲突的,但二者的关系并没有发展到你死我活的地步。爱因斯坦曾经说过:宗教领域同科学领域之间冲突的主要来源在于人格化了的上帝这个概念。这种象征性的内容,可能会同科学发生冲突。只要宗教的这套观念包含着它对那些原来属于科学领域的论题所作的一成不变的教条式陈述,这种冲突就一定会发生。[2]在整个历史进程中,科学与宗教的对立并不罕见,依此可以看出宗教对科学发展的干涉,比如,教会严厉反对伽利略和达尔文的革命斗争并对其进行残酷的迫害就是这样。
无论历史还是现实都向我们证明,宗教永远不会摒弃对威胁其地位的科学理论发起挑战的,不仅这样,宗教还要打击科学的 教育 。最典型的例子是,众所周知____一直没有停止对“进化论”的攻击,因为“进化论”击中了基督____的根基,这也就上演了宗教对科学的迫害。由此看来,科学与宗教的冲突由来已久并且也很难调和。
3 科学家与宗教信仰的关系 虽然科学与宗教在历史进程中始终是对立冲突的关系,但是许多西方自然科学家都有宗教信仰,例如天文物理学的奠基人开普勒曾说过:“既然天文学家是自然之书最高上帝的牧师,适合我们思考的不是我们智慧的光荣,而是居于一切之上的上帝的光荣。”;还有经典力学体系的建立者牛顿,他信仰耶稣基督和救世主,而且牛顿在晚年写了大量关于宗教方法的手稿,手稿内容涉及年代学和圣经研究又延伸到神学阐释;更有发展了电学和磁学基础概念的法拉第,他也是一个虔诚的____信徒,积极参与教堂活动;被称为是原子理论之父的道尔顿,也是一个传统的基督徒。
恩格斯说过:“上帝在信仰上帝的自然科学家那里的遭遇,比在任何地方都要糟糕。唯物主义者只去说明事物,是不理睬这套废话的。只有当那些纠缠不休的教徒们把上帝强加给他们的时候,他们才会考虑这件事,并且作出简单的回答,或者像拉普拉斯那样说:‘陛下,我不’,或者更粗鲁一些,以荷兰商人经常用来打发硬把次货塞给他们的德国行商们的方式说:‘我用不着那路货色’,并且这样就把问题了结了。而上帝在他的保卫者那里竟要忍受何等遭遇啊!在现代自然科学的历史中,上帝在他的保卫者那里的遭遇,就像耶拿会战中弗里德里希?威廉三世在他的文官武将那里的遭遇一样。在科学的推进下,一支又一支部队放下武器,一座又一座堡垒投降,直到最后,自然界无穷无尽的领域全都被科学征服,不再给造物主留下一点立足之地。牛顿还把‘第一推动’留给上帝,但是不允许他对自己的太阳系进行别的任何干预。神父赛奇虽然履行教规中的全部礼仪来恭维上帝,但是并不因此就变得手软些,他把上帝完全逐出了太阳系,而只允许后者在原始星云上还能作出某种‘创造行动’。在一切领域中,情况都是如此。”[3]
恩格斯的这段话引发了我们的深思,一个有宗教信仰的科学家能否进行科学研究呢?那么如果他从事了科学研究,他所取得的科学成果是宗教信仰的原因还是他自己的思维的结果呢?
笔者认为要坚持一个适度的原则,可以有信仰,要防止过犹不及。例如伽利略,可以说他一直是一位忠实的天主教徒,但是必须承认他有很高的科学素养。伽利略科因追求真理而取得了科学成就,当他的科学研究与宗教信仰产生矛盾时,他选择真理,具有崇高的科学精神,尊重科学事实,因此才能在科学领域取得成就。
如果科学家迷信过度,那么他们的科学之路将会充满崎岖,宗教信条有可能引导他们走上与科学相反的道路,得出一些违背科学的结论。这里我们以牛顿为典型来考察一下。牛顿是近代以来最伟大的科学家之一,他所著的《自然哲学的数学原理》被公认为是科学史上最伟大的自然科学著作,无论是在天文学还是在数学等领域他都做出了非凡的贡献。这些成就都归功于他崇高的科学精神和科学素养,因为他能够正确面对科学事实,敢于破除宗教信仰的束缚。但是在晚年,他的科学观逐渐屈服于神学观,他从唯物主义的经验论进入了唯心主义的先验论,在那之后牛顿就没有多少的科学成就了。可见,科学家可以有信仰,但是要适度。
4 结论
科学与宗教并不是背道而驰的,二者之间有着密切的关系。科学与宗教的关系也越来越受到关注。但是要承认科学与宗教是有着本质的区别的。历史上科学与宗教始终存在冲突对立的关系,宗教对科学进行迫害,导致科学的发展受到阻碍。同时,我们要在看到科学与宗教的区别的基础上分析科学与宗教之间的联系,宗教与科学既对立又统一,宗教离不开科学,科学也需要宗教。在科学发展取得巨大进步的今天,我们更不能摒弃宗教信仰,要发挥其有力一面,发展科学的同时也发展宗教。
【参考文献】
[1]贝尔纳.历史上的科学[M].伍况甫,等,译.科学出版社,195.
[2]爱因斯坦文集:第一卷[M].
[3]恩格斯.自然辩证法[M]//马克思恩格斯文集:第9卷.人民出版社,2009.
[责任编辑:汤静]
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无论是在学习还是在工作中,大家都接触过论文吧,论文是讨论某种问题或研究某种问题的文章。一篇什么样的论文才能称为优秀论文呢?下面是我整理的自然科学论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
摘要: 在目前,自然科学课堂教学存在的一个较突出而又普遍的问题是:学生主动参与学习活动的意思不够,独立思考的习惯较差,仍旧是“师云亦云”,被动地接受知识,能够质疑问难的学生如毛鳞角,那么如何构建一个引导学生乐于研究,善于分析,亲身体验实践活动学习氛围,我对研究式的教学模式进行了一些探讨。
关健词:研究式、创新、合作
1999年全国教育工作会议通过的《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》明确提出创新教育作为素质教育的重点。创新教育是以培养人的创新精神和创新能力为基本价值取向的教育实践,而创新教育的主渠道在课堂,可见课堂教学是培养学生的创新意识和实践能力的主要途径。所以,只有树立以学生为中心的教育主体观,充分发挥学生在课堂上的积极性、主动性、创新性,引导学生主动参与、主动思考、主动探索、主动实践,“把教育的对象变成自己教育自己的主体”,使学习者“成为他们获得知识的最高主人而不是消极的知识接受者”,才能真正让课堂焕发出生命力,因此,通过教学创新,开展构建“主体参与型”教学模式是创新教育的需要,其中“研究式”自然科学新授课教学模式正是培养学生创新意识和实践能力的一条有效途径。
一、什么是“研究式”自然科学新授课模式
长期以来,初中自然科学教学工作者一直为突破课堂教学高耗低效的瓶颈问题而努力,然而我们也不能否认目前还有为数不少的自然科学的课堂教学仍严重滞后于素质教育的要求,教学中普遍存在着重知识、轻能力、重结果轻过程,重灌输轻方法等现象,导致学生学习兴趣下降。教学调查表明,学生对课堂的不满,关键在于教师的教学模式陈旧、教学方法落后,教与学严重脱节。可见只有真正尊重和确立学生在教学中的主体地位,引导学生积极参与教学的全过程,变被动的接受为主动探索,变单一的教师讲、学生听的模式为师生交流、小组合作竞赛等生动活泼的新模式,把学习的主动权交给学生,才能更好激发学生学习的积极性、主动性和创新性。在比较了众多教学模式的优劣后,在自然科学新授课的教学中我尝试让学生以科学家研究问题的方式去发现问题、分析问题、解决问题,让学生在这个过程中获取知识熟练技能、发展思维。由于这种新授课模式一改过去“接受式”的课堂教学模式,完全由学生自己提出问题、设计方案、解决问题,所以我把这种自然科学新授课模式称为“研究式”新授课模式。下面是一节“研究式”自然科学新授课的教学片段。
一首优美动听的课前歌曲刚结束,每个协作小组都获得了一块镜子。在学生的讨论声中,新课《平面镜和球面镜》使开始了。教师先打出幻灯:1、你手中的镜子有何特点?2、请你对着小镜子观察自己,你发现什么问题?每个协作小组成员拿着镜子前后左右移动,仔细观察、认真讨论,并不时在纸上记录点什么,教师走下讲台巡视,对于一些难以发现问题的小组做一些适当的提示和点拨,五分钟后,各协作小组都已写好本组发现的问题。“下面请同学们汇报根据自己小组观察后提出的相应问题。“教师话音刚落,各协作小组的代表已纷纷举手:“镜小人大,为什么能看到全部面目?”“人远离镜子时,象为何会变小?”“镜中的‘我’是否比‘我’小?”象到镜面的距离和人到镜面距离哪个大?”“镜中的象是实象吗?”在学生连珠炮式的回答下,除去雷同的问题,教师整整写满三张幻灯。“刚才每个小组提的问题都很有见解,今天这课我们先一起来解决其中几个问题,其余问题我们课后再进行研究。”教师根据本节课的目标在众多的问题中选三个问题:1、镜中的象是否比物体小?2、象和人到镜面的距离哪个大?3、镜中的象是实象吗?教师问:“这三个问题,我们可通过什么方法研究?”“实验法“学生异口同声回答,教师打出幻灯,组织学生讨论:1、在实验中你要观察什么?要测量哪些数据?2、用你手中的镜子能否确定象的位置?如果不能怎么办?3、为了实验现象更明显,我们用燃着的蜡烛作为物体,如何设计实验方案?经过讨论,每个协作小组都拿出自己的实验设计方案。得到两支相同的蜡烛和一块玻璃后,利用手头的直尺和白纸开始动手做实验,教师巡视并在一些实验操作技巧和方法上给于指点,不一会儿,有几个协作小组已很成功地完成实验,并得出正确的结论,其喜悦之情溢于言表……。
二、“研究式”自然科学新授课与传统新授课的区别
研究式是被广泛应用于教学中一种新的教学模式,即在教师引导、点拨下,通过学生主动参与来实现,学生要经历:发现问题----收集资料----分析处理问题----解释问题----问题解决的过程。强调让学生自主地参与知识的获得过程。学生通过参与学习,获得了大量信息,这些信息恰恰是创新精神、实践能力的基础,研究式教学是培养创新人才的有效途径。
上述特点与教授式教学模式相比较有如下不同:
教授模式
研究模式
教师
角色
(1) 提出、决定、控制微观管理学习;
(2) 作为教导者,知识的传播者。
(1) 教师和学生实现学习目标中构成搭档关系;
(2) 指导、点拨、提示者。
学生
角色
(1) 上课听讲、消化知识、积累、储存以备将来之用;
(2) 被动接受知识,视其为客观、事实、正确。
(1) 学生作为探究者和知识创新者,运用知识发现、钻研、解决问题;
(2) 主动参与富有个性地解释、批判、解剖知识。
课堂
(1) 由课目、教材决定;
(2) 问题是事先确定的、给予的、多数是已被解决的;
(3) 课堂是学习的唯一场所。
(1) 产生于学生的兴趣;
(2) 自选的、开放式的、现实的问题;
(3) 获取相关信息或求取经验时学习自然地发生。
“研究式”新课注重展示学生思维过程,特别注意实验设计过程,仪器使用过程、现象展示过程、数据得出处理过程、概念形成过程、结论得出过程。如前文《平面镜和球面镜》教学中对于学生在情境中提出的问题如:镜子后面的“我”看得见是真实存在吗?蜡烛的象与蜡烛的大小如何?它们到镜面距离哪个大?如何测?在教学中教师没有轻易将结论告诉学生,让学生去想象、去探索、去发现,将面向结论的学习变为面向过程的学习。此外“研究式”新授课在教学中还注重进行科学方法渗透,如前文教学片段中就向学生渗透观察法、实验法、测量法……,让学生在潜意识中掌握各自科学方法,养成良好的学习、研究问题的习惯,真正实现“教是为了不教”的'境界。
三、“研究式”新授课的特点
1、它是一种开放的教学模式
它在教学过程中实现教师主导作用和学生主体作用的有机组合。教师的主导作用体现在创设问题情境,引导学生在情境中提出一节课中所要解决的问题。学生的主体作用体现在对问题的提出、设置、探索和解决上。让每个学生者能用自己切身体验和主动参与去学习自然科学。
2、它重视学生观察能力和问题意识的培养
学生在教师创设的情境,中,只有通过自己仔细观察认真思考,才能发现并抓住疑点,提出问题、设计方案、解决问题。从而使学生逐步认识到“不能把任何我没有明确地认识为真的东西当成真的接受,”并带着怀疑的目光去观察事物和各种现象,发现问题,这将大大促进学生的创新意识和创造能力的培养,如学生观察镜中的象后提出:镜小人大,镜中的象是否比人小?人远离镜子时,镜中的象是否真的象人所看到的那样变小?这些问题的提出就反映了学生对生活中常见的现象进行深层次的思考和探索。
3、它体现了教学过程由以教为主到以学为主的重心转移
“研究式”新授课体现了教师以培养学生能力为目标来组织教学,知识本身不再是由教师“批发”来的“货物”,学生也不再是知识的容器。课堂的主活动不是教师的讲授,而是学生之间的交流、合作和探索。教师平等参与学生讨论和探索,并不时加以适当点拨和引导,在教学的调控过程中,渗透科学方法,把教和学融为一体。
4、它为培养学生团体意识和合作精神提供了舞台
在“接受式”的传统教学模式中,学生学习是相对独立的,而现在每个学生都与自己的协作小组成员密切联系在一起,一起观察现象,一起讲座并提出问题,一起制定研究方案,一起探索得出结论,只有通过协作小组全体成员共同努力,才能完成全部学习过程,使小组获得成功。这使每个学生看到了集体的力量和合作的重要性,从而加强了每个学生的团体意识和合作精神。
以上是我在开展“主体参与型”教学模式中的一种尝试。需要强调的是,不论哪一种教学模式,充分发挥教师的主导作用还是至关重要的,教师的主导作用不但体现在对教材处理上独具匠心,还体现在平等民主、和谐融洽、轻松活泼课堂气氛的创设和营造上,只有民主、融洽轻松的氛围里,学生的思维才可能处于积极主动的活跃状态,课堂才能成为学生思考、探索和创新的新天地。
参考文献:
洪林旺《优化课堂结构让学生去发现》中国物理学会主办物理教2001.8出版
柳斌《创新教育实施指南》华龄出版社1997年出版
柳思俭《实用中学学科课堂教学模式》山东教育出版社1998年出版
自然科学被公认为 经验 科学,是创新和完善马克思主义哲学意识论的重要基础和必要条件。下面是我为大家精心推荐的自然科学3000字论文,希望能够对您有所帮助。
摘要:本文以现代物理学的建立与发展过程为出发点,分析了现代物理学的建立对新的自然观形成的推动作用,并论述了自然观对科学研究的影响,作者认为,自然观影响了科研工作者对世界的认识、研究者对自身的认识与科学态度的形成,同时自然观促进了科学研究的 方法 和手段的发展。
关键词:现代物理学 自然观 科学研究
1 概述
自然观是人们对自然界总的看法和观点。任何时代的自然观都是在一定的历史 文化 背景下形成的,尤其与当时的自然科学发展水平密切相关。同时,它又对自然科学有着这样或那样的影响。
在历史上,最先出现的是神话形态的自然观;进入阶级社会以来,唯物主义自然观与唯心主义自然观的对垒日趋明显,在古代,人们基本上把自然界看作是一个普遍联系、不断运动的整体,由此形成朴素的自然观,近代科学深入自然界的各个细节进行孤立静止的考察,由此产生形而上学自然观,现代科学则日益广泛地揭示了自然界的各种联系,从各个不同的角度发展着辩证唯物主义自然观,这一科学的自然观对整个自然科学和哲学日益发挥着积极的作用。
物理学是集思想、方法、实验于一体的先导学科,在人类正确的自然观、世界观、方法论的形成和发展中,起着 其它 学科无法替代的作用,物理学研究所形成的物质观、自然观、时空观、宇宙观对科学技术的进步、生产力的发展乃至整个人类文化都产生极其深刻的影响,而现代物理学的建立和发展,则彻底改变了20世纪整个科学的面貌,也由此开始了自然科学发展的新纪元。
2 现代物理学的建立对新的自然观形成的推动作用
20世纪以来,以相对论与量子力学的创立为标志的现代物理学研究工作,从理论和实践两个方面,对人类认识和社会发展起到了难以估量的作用[1]。物理学理论的发展,把人类对自然界的认识推进到了前所未有的深度和广度。
2.1 相对论的诞生对绝对时空观的改变 相对论是关于物质运动与时间空间关系的理论,是现代物理学和科学技术的重要理论基础之一。1905年6月,爱因斯坦以“运动物体的电动力学”为题发表了关于狭义相对论的第一篇杰出论文,提出了狭义相对论的两条原理――相对性原理和光速不变原理。根据这两条原理,可以推出许多重要结论。例如,关于时空坐标相互联系的洛伦兹变换,从而改变了自牛顿以来统治物理学两百多年的绝对时空观[2]。
相对论的诞生,不仅大大推动了自然科学和技术的发展,而且在哲学世界观方面具有非常重大的意义,为辩证唯物主义的时空观提供了坚实的科学依据,广义相对论的建立,则为人类探索宇宙奥秘提供了有力的理论工具。
2.2 量子力学的建立对确定性世界的改变 量子力学的建立是二十世纪初物理学取得的最伟大成就之一。量子力学揭示了微观物质世界的基本规律,使人们认识到波粒二象性是微观世界最基本的特征,量子力学的创立,推动了原子物理学的发展,同时对物质结构理论以及化学、生物学的发展也产生了深刻的影响。
二十世纪二十年代末开始,爱因斯坦和玻尔之间展开了一场激烈争论,争论的焦点是就是量子学的哲学解释,因为爱因斯坦认为这种解释明显陷入唯心主义,而他坚信的是[3]:“有一个离开知觉主体而独立的外在世界,是一切自然科学的基础。”
然而从1972年到1982年十年的实验结果,却都显示了一个惊人的也是出乎唯物主义哲学家意料之外的结果。“贝尔不等式”这把双刃剑的确威力强大,但它斩断的却不是量子论的光辉,而是反过来击碎了爱因斯坦所执着信守的那个梦想[4]。世界是由独立于人的意识之外而存在的客体构成的这种学说,却原来和量子力学相矛盾,也和为实验所确立的事实相矛盾[5]。
欧洲核子研究中心(CERN)在2011年9月24日公布的一份研究结果显示,科研人员在让中微子进行近光速运动时,其到达时间比预计的早了60纳秒[6],如果这个研究被验证,人类的物理观将再次被改变,甚至人类存在的模式都将被改变。
3 自然观对科学研究的影响
哲学和自然科学发展的历史表明:哲学每前进一步。都依赖于和伴随着自然科学的巨大进步;同样,自然科学的每一步发展,也都凝聚着和渗透着哲学的指导,现代物理学的建立和发展,影响了新自然观的建立与形成,新的自然观又作用于科学研究,为自然科学提供了正确的世界观和方法论的指导,推动科学技术的进步。
3.1 自然观影响了科学家对世界的认识 当今科学所研究的对象,更多的是微观或者是宇观的客体,这些客体的性质与规律,已经超越了人类的感官能直接感知的范畴。如果说量子力学主要关注最微小的“基本粒子”,那么爱因斯坦的广义相对论则关注最大尺度的“宇宙”,一个研究最小,一个研究最大,由于难以获得显而易见的证明,所以在这两个领域的认识论便受研究者的自然观左右。
量子物理的理论具有高度的辩证性质,“非此即彼”的形式 逻辑思维 已不足以解释量子物理实验中众多的“亦此亦彼”的现象,而一种新的逻辑 思维方式 可能是现代物理学取得进一步突破的关键。量子力学的情况,如果从我们通常的观念看来,是充满着矛盾和难以克服的困难,但量子力学却是以独特的数学结构卓越而合理地把握了它,要理解这种逻辑结构,唯有依靠辩证逻辑[7]。为了消除用经典语言描述微观客体行为时与量子力学结论相悖的因果异常,赖辛巴哈试图建立一种消除形式逻辑排中律的三值逻辑,这种新的逻辑形式揭示了用传统形式逻辑描述不确定现象时的困难[8],沿着赖辛巴哈的思路,有人进一步发展出应用抽象代数学中“格演算”工具,用基本联词“遇”与“接”来取代“与”和“或”,用以更好地描述量子领域中的“亦此亦彼”现象,并使这种量子逻辑可以用一种广义的命题演算工具表述[9],这新的逻辑思维方式,便是受自然观影响下科研工作者对世界的认识,它成为现代物理学取得进一步突破的关键。
关于自然观影响了科学家对世界的认识这个问题,玻尔对此有过非常重要的认识,他说:“由作用量子的存在规定了的客体与测量仪器之间的有限相互作用,引起了最后放弃因果性这一经典概念并激烈地修正我们对于物理实在问题的态度”[10]。由此可见,自然观影响了科学家对世界的认识,更教会了他们辩证地认识世界。
自从辩证唯物主义自然观出现之后,人类第一次具有了客观而辩证的思维体系,可以从本质上把握到科学发展的方向与领域,再也不会像前人那样因为思维和领域的局限性,在科学研究中面对不解问题时就归咎于神学和宗教。
3.2 自然观影响了研究者对自身的认识 新的自然观从普遍联系出发,强调人和自然是相互联系的相互影响的,现代物理学的发展,完全证实了这一思想。相对论中的相对性原理表明,认识事物的运动与选择的参照系有关,即与人的主体有关,在量子力学中,海森堡的“测不准”原理也表明,在对微观世界的认识中,不能把人的因素独立在微观世界之外,对于量子论中的观测问题,尤金.维格纳认为:意识无疑在触动波函数中担当了一个重要的角色。于是当人们还在为薛定谔那只倒霉的猫而争论不休的时候,维格纳又出来捅了一个更大的马蜂窝,就是所谓的“维格纳的朋友”[4]。
所以说,自然观无时无刻不在影响着研究者对自身的认识,而这种认识,又影响着研究者对待科学研究的态度,放弃因果性,也就使得实验检验成为一句空谈,因为当科学实验与科学理论发生矛盾时,并不能证明科学理论是错的,因为二者可以不服从因果关系。
3.3 自然观促进了科学研究方法的发展 科学研究的结果跟研究者所采取的方法有很大的关系,科学的发展总是与方法的更新与发展紧密相连,相辅相成的。例如近代物理学的诞生,就得益于伽利略、牛顿等人在研究方法上的大胆创造与革新,他们把观察、实验等经验方法与数学、逻辑等理论方法有机结合起来,甚至还发明新的数学工具――微积分[11]。本世纪初,相对论与量子力学的思想一经形成,就可以在19世纪下半叶新兴的数学分支中找到相应的数学工具,如非欧几何学、张量分析、线性代数等等,这些方法上的成就不仅大大促进了现代物理学的进展,而且具有重大的方法论意义,为以后物理学的发展起了巨大的示范作用。
现代物理学的发展历程清楚地表明:物理学每前进一步,都伴随着方法上的重大革新和改进,自然观的改变,仿佛打开了一道方法学上的大门,在科学研究中,科学的理论陈述和与之相应的数学、逻辑和形而上学陈述一起组成了这个整体的知识场,现代物理学的发展已更清楚地表现出了理论与方法之间这种联动的特征。
但随着现代物理学的进一步发展,数学手段已显得不够得力,例如:目前关于大统一理论的研究难以取得有效的突破,不管超弦还是M理论[4],它们都刚刚起步,还有更长的路要走,究竟是相对论与量子力学两者自身难以统一,需要建立一种能取代二者的新理论,还是缺乏必要的数学处理方法及研究方法?这是科学家们目前亟需解决的问题。
值得注意的是,自弦论以来,人们开始注意到,似乎量子论的结构才是更为基本的,在弦论里,必须首先引进量子论,然后才导出大尺度上的时空结构。人们开始认识到,也许“自小而大”才是根本的解释宇宙的方法[4]。如今大多数弦论家都认为,量子论在其中扮演了关键的角色,量子结构不用被改正,只有更进一步地依赖量子的力量,超弦才会有一个比较光明的未来。
3.4 自然观和科学研究的相互促进 人类从古代开始到现在,经历了原始神话、宗教“自然观”、古代朴素自然观、形而上学自然观,直到产生了辩证唯物主义自然观的现在,可以说,自然观和科学研究是一种相互促进、相互推动的关系。
近代以来,随着实验科学的兴起和数学方法的应用,自然科学从自然哲学中独立出来,成为探索自然的排头兵,哲学的研究重心也从本体论转向认识论,但自然哲学仍然是哲学的一个研究领域。就自然观而言,由于中世纪宗教神学的熏陶,逐渐形成了有关自然界的有序、统一、服从简单性原理等观念,这种自然观深刻影响了近代自然科学的思维,尤其是当自然科学进入新的领域、遇到新的问题时,科学家都要从这些观念出发寻求解决的途径。
4 结束语
无论是何种自然观,都是先植根于当时的科学与自然认识的大环境,再从中吸取养分,经过深刻地思考与提炼进而产生的,从这一点说,任何一种自然观在其刚诞生之时,都是促进当时科学等方面学科的发展的,现代物理学的建立和发展,无疑对当前人类的自然观产生了深刻的影响,而新的自然观不仅影响了人类对自身的认识、对世界的认识,也改变了人类从事科学研究的手段和方法,由此开始了自然科学发展的新纪元,21世纪的曙光,交织着人类对未来的希望,已经投射出东方的地平线。
参考文献:
[1]魏凤文.当代物理学进展[M].江西 教育 出版社.1997.
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[3]许良英,李宝恒等.爱因斯坦文集[M].商务印书馆.2009.
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[5]何祚庥.唯物主义是否为现代科学实验所证伪[J].哲学研究.1992(8).
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物理及自然科学教学的有效开展要求教师优化教学设计,使物理及自然科学的教学内容更加有趣和易于理解,从而激发学生的学习信心和兴趣,提高物理及自然科学教学的质量和效果。本文从三个方面阐述了在中等师范学校中开展中等师范有效物理及自然科学教学的方式。
一、风趣讲课,创设轻松的教学氛围
教师是物理及自然科学教学的主导者,教师的一言一语都会受到学生的关注。教师只有提高自身的语言运用能力,采取风趣的讲课方式,才能营造出良好的教学氛围,减少学生上课的紧张感,同时也可以提高教材讲解的效率。如在正式开始上课前,教师可以问学生:“同学们,从古至今有三个有名的苹果,你们知道是哪三个吗?”大多数学生都摇头,纷纷说不知道。教师趁机解释:“第一个苹果,被夏娃和亚当吃了;第二个苹果,砸在牛顿头上了;第三个苹果,就是苹果手机啊!我们现在没有苹果,但是可以看看牛顿被苹果砸了之后,为物理及自然科学做了什么贡献。”教师的讲话会让学生觉得很有趣,同时对物理及自然科学课堂也有了更多的期待。这时,教师就可以讲解教材内容了。教师风趣的讲课不仅可以创设轻松的教学氛围,而且可以增加学生对物理及自然科学的喜爱之情,这都有利于物理及自然科学教学的有效开展。
二、实验导入,激发学生的学习好奇心
好奇心能够驱使人们积极思考,通过努力获得答案,从而得到心理上的满足。因此,在中等师范物理及自然科学教学中,教师应把握学生的心理特点,通过实验导入激发学生的好奇心,引导学生努力思考和认真听课。如教师可以问学生:“同学们,不同物体下降时的速度一样吗?它们会同时落到地上吗?”学生一时难以肯定地回答教师的问题,于是教师就可以做一个实验,选取几种不同的物体在同一时间从相同的高度抛下,然后与学生一起观察实验结果。当实验结果与学生的认知发生冲突时,学生一定很想弄清楚原因,这时教师就可以引入教材内容,解决学生的疑问,帮助学生学习和理解教材内容。
三、鼓励学生自己动手,加强对课本知识的理解
物理及自然科学教学之所以让学生觉得很难,主要原因是学生缺乏实践,难以验证和深入地理解所学的知识。动手实践有利于学生巩固课本知识,也有助于学生在实践中发现问题、解决问题,从而加深他们对知识的理解。因此,在中等师范的物理及自然科学教学中,教师应当鼓励学生多自己动手。如在讲关于摩擦力的知识时,教师就可以鼓励学生动手,采用不同的物体做实验,通过自己的实践发现摩擦力的大小与什么有关,然后再根据教材内容的讲解验证自己的实验结果和猜想。亲自动手可以让学生充分参与到教学当中,不仅体现了学生的学习主体地位,而且发挥了学生的主观能动性。所以,在中等师范物理及自然科学的教学中,教师应多鼓励学生动手,从而提高学生学习的自信心,强化学生对教材内容的理解和掌握。
四、 总结
中等师范物理及自然科学教学的有效开展,对学生知识的增长和能力的提高都有重要意义。因此,在物理及自然科学教学中,教师应当运用风趣的语言授课,积极导入实验,鼓励学生多动手,从而降低教学难度,激发学生的学习主动性,促使教学的有效开展。
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一,地质作用的定义 引起地壳组成物质,地壳构造,地表形态等不断的变化和形成的作用,通称地质作用 二,地质作用的分类 地质作用的自然力是地质营力。力是能的表现,按照能的来源不同,地质作用可分为外力作用和内力作用. 1,外力作用按照方式不同分为风化作用,包括物理作用、化学作用和生物作用。剥蚀作用,包括机械风化作用,化学风化作用,搬运作用,包括机械搬运和化学搬运作用两类.沉积作用,包括机械,化学,生物三类. 2,内力作用, 它们既发生于地表,也发生于地球内部。有的强烈急促,如地震;有的微弱缓慢,如风化作用。地球的地表现状是地质作用对地球表面长期改造的结果。第一节 地球科学的研究对象和研究内容 人类生活在地球上,衣食住行等一切活动都离不开地球。如人们要靠山 川大地获取生活资料以维持生命,要从地球中开采矿物资源制造生产和生活 工具,要了解地球上的自然地理和气候条件以便发展生产,要与地球上发生 的各种自然灾害作斗争。因而,人类在长期的实践中逐步加深了对地球的认 识,并且逐渐形成了一门以地球为研究对象的科学——地球科学 (geoscience)。 地球科学简称地学,是数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学六 大基础自然科学之一。地球科学以地球为研究对象,包括环绕地球周围的气 体(大气圈)、地球表面的水体(水圈)、地球表面形态和固体地球本身。 至于地球表面的生物体(生物圈),由于其研究内容广、分支学科较多、且 研究方法具有特殊性,因而已独立成一门专门的基础自然科学——生物学。 但生物的起源与演化、生物体与生存的地球环境之间的关系也属于地球科学 的研究范畴。 地球科学是一门理论性和应用性都很强的科学。它不仅承担着揭示自然 界奥秘与规律的科学使命,同时也为生活在地球上的人类如何利用、适应和 改造自然提供科学的方法论。随着生产和科学技术的发展,地球科学的研究 内容和领域也不断地深入和扩展,逐渐形成了日臻完善的由多学科组成的综 合性学科体系。地球科学目前主要包括地质学、地球物理学、地理学、气象 学、水文学、海洋学、土壤学、环境地学等学科。其中,地质学(geology) 由于其研究领域广博、分支学科较多,并且以研究地球的本质特征为目的, 因而成为地球科学的主要组成部分,以至于人们有时把地质学和地球科学作 为同义语使用,其实两者的含义是有差别的,它们具有包容关系。随着科学 的发展,地球科学还会不断地诞生新的学科和出现一些边缘学科。 地理学(geography)主要研究地球表面的各种地形、地理环境及其结构、 分布和演变规律,并涉及到自然和社会两个领域之间的相互关系。地理学一 般可分为自然地理学和人文地理学两大组成部分。自然地理学是研究自然地 形、地理环境的结构及发生、发展规律的学科,主要包括普通自然地理学、 区域自然地理学、地志学等。人文地理学是研究人和社会与自然地形、地理 之间的相互关系的学科,主要包括政治地理学、社会地理学、人口与聚落地 理学、经济地理学、历史地理学等。 气象学(meteorology)以地球周围的大气圈为研究对象,主要研究大气 的各种物理性质、物理现象及其变化规律。其研究内容也很广泛,包括许多 分支学科和应用学科。主要的分支学科有大气物理学、天气学、气候学、高 空气象学、动力气象学等,主要的应用学科有卫星气象学、无线电气象学、 航空气象学、海洋气象学、农业气象学、林业气象学等。其目的在于揭示大 气中的各种物理现象和物理过程的发生、发展本质,从而掌握并应用它为人 类生活和国家经济建设服务。 水文学(hydrology)和海洋学(oceanography)以地球表面分布的水体 为研究对象。水文学主要研究地球上江河、湖沼、冰川、地下水以及海洋等 各种水体的数量、质量、运动变化与分布规律,以及它们与地理环境、生态 系统和人类社会之间的相互影响与相互联系。海洋学是以海洋作为一个独立 体进行研究的,它实际上是从地球科学的其它几个分支学科中独立出来的, 这是由于海洋在现代地球科学、人类生存环境和未来社会发展中的地位越来 越重要的缘故。海洋学是研究海洋中发生的各种现象和规律及其相互关系的 各门学科的总称,根据研究内容不同可分为海洋物理学、海洋水文学、海洋 化学、海洋生物学、海洋气象学和海洋地质学等。 土壤学(soil science)以地球表面发育的土壤层为研究对象。主要研 究土壤的物质组成、结构、类型、分布和形成发展过程。根据具体研究内容 和应用领域的不同,土壤学也有一些分支学科,如土壤生物学、土壤地理学、 土壤气候学、土壤物理学、土壤化学、土壤地质学等。 地球物理学(geophysics)是应用物理学的方法研究地球的一门学科, 是近代发展起来的地球科学与物理学相结合的一门重要边缘学科。广义的地 球物理学的研究对象包括固体地球及其表部的水体和周围的大气圈。但由于 水体和大气圈的研究都已建立起相应的独立学科,所以一般所称的地球物理 学是狭义的,其主要研究对象是固体地球,因而也可称之为固体地球物理学。 地球物理学重点研究固体地球的各种物理性质、物理现象及其发生与发展过 程、地球的内部构造与组成、地球的起源与演化等。其主要分支学科有地震 学、地磁学、重力学、地热学、地电学、大地测量学、大地构造物理学和应 用地球物理学等。其中,应用地球物理学主要是研究地球物理勘探方法及其 在地球资源的勘探与开发、地球环境的监测与保护等方面的应用。 地质学(geology)研究的主体对象也是固体地球,当前主要是研究固体 地球的表层——地壳或岩石圈。地壳或岩石圈的厚度一般为几十到二百公里 左右,与地球的半径(6371km)相比只是一个很薄的表壳。这一薄壳之所以 成为地质学当前研究的主要对象,一方面是出于实际需要,因为这一层与人 类的生活、生产及生存都直接相关;另一方面是受现时人类能力的限制。人 们可以直接观测和研究地球表层,但现阶段人类尚无能力对地下深处进行直 接研究。钻井取样是目前人们获取地球较深部物质进行直接研究的唯一途 径,但由于受当前技术水平的限制,钻井所能达到的深度是有限的。目前世 界上最深的钻井(12.5km)位于俄罗斯西北部的科拉半岛,这一深度尚不足 该区大陆地壳厚度的二分之一。可以相信,随着科学技术的发展,地质学研 究的对象将不断向地球的深部(如地幔、地核)扩展。 地质学的研究内容主要包括固体地球(重点是地壳或岩石圈)的物质组 成、内部构造和形成演化历史。按其研究内容和任务的不同,地质学的主要 分支学科可简举如下: (1)研究地球的物质组成方面的学科,如结晶学、矿物学、岩石学等; (2)研究地球的内部构造方面的学科,如构造地质学、构造物理学、区 域构造学、地球动力学等; (3)研究地球的形成演化方面的学科,如古生物学、地层学、地史学、 古地理学、地貌及第四纪地质学等; (4)研究地质学的应用方面的学科,可分为两个方面:其一是研究地下 资源方面的分科,如矿床学、石油地质学、煤田地质学、水文地质学等;其 二是研究地质与人类生活环境及灾害防护方面的分科,如工程地质学、环境 地质学、地震地质学等。 此外,人们为了更好地研究上述地质学的各个方面,不断地吸收和借鉴 其它一些学科的先进理论、方法和技术,用以促进和深化地质学的各项研究, 于是逐渐形成了一系列的边缘学科,如数学地质、地球化学、同位素地质学、 天文地质学、海洋地质学、遥感地质学及实验地质学等,这些边缘学科在现 代地质学各领域的研究中发挥着极其重要的作用。 近几十年来,由于世界各国工业、农业、军事、航天、交通等产业的飞 速发展,其结果给地球的自然环境带来了巨大的影响。这种影响有些是直接 的(如污染问题)、有些是间接的(如气候变化),它已经严重地影响到地 球的自然生态和人类的生存与发展,因而受到科学工作者和全人类的广泛关 注。这一问题与地球科学和环境科学关系密切,于是在地球科学中逐渐形成 了一门与环境科学相结合的边缘学科,即环境地学。环境地学主要研究地球 自然环境的组成、结构、形成、演变以及环境的破坏、污染、防止、保护、 改良与评价等。根据地球科学中各学科所研究的侧重点不同,又可分为环境 地质学、环境地理学、环境气象学、环境水文学、环境海洋学、环境土壤学 等。
3.2 国内水资源管学研究进展 我国关于水资源管理理论的研究开始与上个世纪80年代,早期的水资源管理研究主要是对实际水资源管理活动中的管理内容的简单罗列和堆加,并未从理论的高度来对水资源管理的体系和框架进行系统的阐述。随着我国水资源危机的不断加剧以及可持续发展对现代水资源管理的要求和挑战,学术界开始逐渐关注水资源管理理论的探讨和框架体系的构建。 赵保璋主编的《水资源管理》(1994年)是我国出版较早的专门论述水资源管理的专著之一。在这本书中,作者提出,大气降水、地表水、地下水、土壤水分以及废水、污水等水形态都不是独立存在的,而是有机的联系,统一而相互转化的整体。而现实中,长期以来我国水管理体制较为混乱,水权分散,形成了“多龙治水”的局面。该书认为,水资源管理应该以水的资源观点、水的系统观点、水的经济观点以及水的法制观点出发,对水资源的合理开发利用、规划布局与调配,以及水资源保护等方面建立统一的、系统的综合管理体制,按照相关法律由水行政部门实施管理。该书认为水资源管理活动主要包括规划管理、开发管理、用水管理和水环境管理(赵保璋,1994)。 冯尚友在《水资源持续利用与管理导论》一书中将水资源管理定位为支持实现可持续发展战略目标,在水资源及水环境的开发、治理、保护、利用过程中,所进行的统筹规划、政策指导、组织实施、协调控制、监督检查等一系列规范性活动的总称。统筹规划是合理利用有限水资源的整体布局、全面策划的关键;政策指导是进行水事活动决策的规则和指南;组织实施是通过立法、行政、经济、技术和教育等形式组织社会力量,实施水资源开发利用的一系列活动实践;协调控制是处理好资源、环境与经济、社会发展之间的协同关系和水事活动之间的矛盾关系,控制好社会用水与供水的平衡和减轻水旱灾害损失的各种措施;监督检查则是不断提高水的利用率和执行正确方针政策的必须手段。 吴季松在2000年和2002年先后出版了《水资源及其管理的研究与应用》和《现代水资源管理学概论》两本专著。前一部是作者多年来关于水资源管理问题的报告和讲话的汇编(吴季松,2002)。《现代水资源管理学概论》一书中,作者对水资源管理的指导思想、水资源管理工作的基本目标以及主要内容做了较为系统的论述。从整体来看,该书更多的是从水行政管理角度探讨了水资源管理的理论与实践。 左其亭和陈曦2003年合著并出版了《面向可持续发展的水资源规划与管理活动》。该书从可持续发展的观点出发,对水资源管理理论作了初步探讨。该书专门探讨了现代水资源管理工作的工作流程、管理目标和水资源管理基本内容,并且提出了面向可持续发展的水资源管理活动的主要内容,包括:加强教育、提高工作觉悟和参与意识;制定水资源合理利用措施、制定水资源管理政策、水资源统一管理以及实时进行水量分配和调度。根据信息技术发展的特点和现代水资源管理的要求,该书还专门探讨了水资源的信息化管理,介绍了电子信息技术和“3S”(GIS、GPS和RS)技术在水资源管理活动中的应用。 林洪孝在《水资源管理理论与实践》中界定水资源管理活动为:依据水资源环境承载能力,遵循水资源系统自然循环功能,按照经济社会规律和生态环境规律,运用法规、行政、经济、技术、教育等手段,通过全面系统的规划,优化水资源配置,对人们的涉水行为进行调整与控制,保障水资源开发利用与经济社会和谐持续发展。该书对水资源管理的理论和框架体系做了较为全面的探讨,论述了水资源管理活动的目标、原则和方法等内容,并构架了水资源管理活动的主要内容。值得注意的是,该书提出,随着人类水资源问题认识的发展深化,水资源管理逐渐形成了专门的技术和学科,其管理领域涉及自然、生态和经济、社会等许多方面,其管理活动的主要内容包括水资源权属管理、水资源政策管理、水资源综合评价与规划管理、水量分配与调度管理、水质控制与保护管理、节水管理、防汛与抗洪管理、水情监测与预报管理、水资源组织与协调管理以及其他水资源日常管理等十个方面。该书对水资源管理活动的概括和构架基本上包含了但前水资源管理活动的所有内容,是目前比较全面的水资源管理的概括和总结。 姜文来、唐曲等2004年出版了《水资源管理学导论》,本书是国内外首部系统论述水资源管理学的专著。本书在界定水资源管理学基本概念的基础上,对水资源管理学的基本理论进行探讨,然后专题阐述水资源管理的各个领域,最后展开案例研究。全书共分十九章,第一章,水资源管理学概述,界定了水资源管理学的内涵、研究内容、研究进展和与其他相关学科的关系;第二章,水资源管理学的理论基础,分别阐述了水资源可持续利用理论、水资源复合系统理论、生命周期理论和水资源管理学的管理学基础;第三章—第十七章,专题论述,论述了水资源的数量管理、质量管理、经济管理、权属管理、规划管理、工程管理、地下水资源管理、国际水资源管理、投资管理、行政管理、风险管理、安全管理、数字化管理和其他水资源相关管理;第十八章和第十九章,案例研究,以首都圈农业水资源、民勤水资源可持续利用展开研究。
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怎样写科学小论文 一、什么是科学小论文 有些同学把写科学小论文看得很神秘,认为是科学工作者的事,对我们少年儿童是高不可攀的。这完全是一种误解,同学们不仅能写而且可以写出质量较高的论文来。 科学工作者写的科学论文,是指作者根据所制定的科研项目和确定的科研课题,通过实验、观察等手段,获得大量的科学数据,在此基础上,再进行分析研究,得出科学结论,从而写出的科研报告。同学们写的科学小论文,比科学工作者写的科学论文要短一些、浅一些。 科学小论文实际上是同学们在课内外学科学活动中进行科学观察、实验或考察后一种成果的书面总结。它的表现形式是多种多样的:可以是对某一事物进行细致观察和深入思考后得出结论;可以是动手实验后分析得出的结论;也可以是对某地进行考察后的总结;还可以*逻辑推理得出结论…… 那么,科学小论文有没有质量标准呢?有。它必须具备"三性"。 1、科学性。科学性是科学小论文有别于其他各类体裁文章的重要特点之一,是科学小论文的生命。它要求选题科学,研究的方法正确,论据确凿,论证合理且符合逻辑,文字简洁准确。 2、创造性。小论文的选题、主要观点要有自己新的发现、独特的见解,而且对人们的生产生活等有一定的实际意义,同样的小论文没有参加过各级科学讨论会,也没有在各级报刊上发表过。当然,你如果在别人研究的基础上进一步研究,提出新颖、独到而又论据充分、言之有理的见解也是可行的,不失创造性。 3、实践性。论文选题必须是作者本人在科学探索活动中发现的;支持主要观点的论据必须是作者通过观察、考察、实验等研究手段亲自获得的,有实践依据;论文必须是作者本人撰写的。不能有凭空捏造、猜测、成人包办代替的迹象。 以上"三性"是衡量科学小论文的质量标准。如写"太阳花",尽管你的观察细致入微,它的姿态描写得栩栩如生,它的品格剖析得完美无缺,但如果没有获得科学的、有意义的结论,那最多只能算是一篇好的散文或观察日记,而不是科学小论文。 写科学小论文是一件很艰辛的工作,更是一项非常有意义的活动。成功属于勇于探索、不懈追求的青少年朋友! 二科学小论文的类型 科学小论文最常见的形式有科学观察小论文、科学实验小论文、科学考察小论文和科学说明小论文。 (一)科学观察小论文 科学观察小论文,是指青少年对某事物或自然现象通过周密细致的观察,并对取得的材料和数据进行认真的分析、综合研究后得出结论,作出科学的解释和描述。 需要注意的是,科学观察小论文中研究的对象是客观存在的自然事物或现象,是在自然发光的条件下不加以人为控制发生的,所以文中所描述的内容应是作者所观察的对象、过程和它产生的条件、各种现象,不能附加人为的任何条件或个人偏见。另外,观察是一项长期的、系统的、反复进行的活动,需要作者耐心、细致、锲而不舍的精神。 (二)科学实验小论文 科学实验小论文,有时也称"实验报告",是青少年对研究的对象创设特定的条件,经过反复实验,对获取的材料和数据进行分析、综合得出结论而写出的文章。它着眼于对实验过程的客观叙述以及实验现象的科学解释。 实验目的明确,实验步骤详尽,数据准确,说明力强,得出的结论真实可信,不失为一篇优秀的科学实验小论文。 (三)科学考察小论文 你想研究某一与人们生活息息相关的水域污染程度、某地的空气污染源,弄清某奇石奇山的演化过程、某范围动植物资源及分布情况等,你就得实地考察。通过调查、访问、实地勘探等考察方式为主要研究手段写出的小论文称为科学考察小论文。有时也称为"科学考察报告"、"科学调查报告"。 荣获第五届全国青少年科学讨论会一等奖的《愿胜天水库的水常绿》一文中,小作者们对水库的地理生态环境、库容等作了实地考察,并力所能及地进行了实测,找出水库存在的隐患,提出了较为合理的建议。文中除写明了考察时间、对象、内容及综合分析得出的结论外,还绘出了"胜天水库集雨图"、"强烈侵蚀中山示意图",加上一些实际数据,使读者对考察对象有比较概括清晰的认识。 写科学考察小论文时,有时还应将有关动植物、岩石、土壤等标本或照片附在文后,以增强说服力。 (四)科学说明小论文 科学说明小论文是指作者通过利用翔实可*的资料对某一自然现象或自然事物进行解释和说明的一类小论文。一般来说,它并不直接采用观察、实验、考察等研究手段,而主要是从书刊资料、师长等地方获取丰富的第二手材料,并经过自己的综合分析、逻辑推理,用自己所理解的语言阐明某一观点。 《为什么说贵阳是祖国的第二春城》是获第二届全国青少年科学讨论会三等奖的小论文,该文作者的研究方法有其特别之处,一是利用广播、电视,坚持记录整理贵阳与昆明两地的天气和温度;二是利用现成的科研成果《中国气候图集》找出有代表性的重庆、北京的气温情况来同贵阳、昆明相比较;三是从书上查证昆明与贵阳1、4、7月和10月的平均气温,进而综合分析得出结论。 这类文章虽然没有前三类的亲自实践得到论据,但它毕竟是通过作者精心地收集整理资料,综合分析提出了新的观点,新的见解,所以也承认它是科学小论文。 特别提醒的是,写科学说明小论文是,千万不要提出一个问题后就赶忙查资料,再不加分析地原本照抄、作出解释,这样没有新意,没有新的见解的文章只能算是一般性科普文章,不能称为科学小论文,更不能培养自己研究问题的能力。 三、科学小论文的选题 写作小论文的第一步,就是要确定研究的对象,考虑研究什么问题,这就是选题。有人说,选择好题等于完成小论文的一半,可见小论文选题的重要性。 有的同学说,大自然的奇妙现象太多了,研究什么好呢?有的同学说,大自然的事物我都已看惯了,没有发现什么新奇现象。再说,我想研究的东西别人已经研究过了,写了没多大意义。 实际上,只要你明白了选题的基本原则,掌握常见的几种选题方法,而且在日常学习、生活和科技活动中做个有心人,就一定能发现值得探讨的题目。 科学小论文选题的方法很多,个人可根据不同的情况适时选择。下面介绍几种常见的选题方法,供同学们选题时参考。 1、偶然发现法。一个星期天,松滋的胡长城同学在屋后的小沟边玩耍。沟里有许多小蝌蚪游来游去。忽然,他发现有一个小蝌蚪与其它蝌蚪不和似的,孤独地在一边游。他用小树枝把那脱群的蝌蚪拔到成群的蝌蚪中去,不一会儿,它又孤独地游到一边去了。他感到奇怪,就用瓶子将他和另外成群的几个小蝌蚪分别装起来,放在家里饲养观察。最后,不合群的小蝌蚪成了青蛙,其它长成了癞蛤蟆。通过长期观察,它弄清了青蛙和癞蛤蟆的幼子之别,写出了一篇优秀小论文。 这种选题没有事先考虑,只是对偶然发现的一瞬即逝的现象产生了兴趣,从而抓住不放,追根求源。 2、课堂延伸法。小学自然课《动物与环境》中,同学们研究了蚯蚓与光、温度及水分的关系,弄清了蚯蚓喜欢阴暗、超市、温暖的环境,而且学会了用差异法进行试验以判断失误因果联系。课后,你可用学过的方法研究蜈蚣、蟋蟀、蚂蚁等小动物的生活环境,你可以继续研究蚯蚓的其他奥秘:如蚯蚓有眼睛吗?蚯蚓张耳朵吗?蚯蚓的再生能力、松土能力等。 3、问题探究法。苍蝇这个小东西真讨厌,它是传染疾病的罪魁祸首呢!但他也真怪,它经常接触各种细菌而自己却为什么不会的病呢? 睡觉可以解除疲劳,恢复精力,那整天在水里悠闲游荡的鱼类也睡觉吗? …… 日常生活和学习中,你肯定会有一些不懂的问题,你能不能把它作为小论文的研究对象呢? 湖南省道县五年级学生毛登圣,一天和几个同学一起在学校附近的竹林里玩,为竹子里面究竟是空的还是装有什么东西而争论不休。 细心的毛登圣一直把这个问题记在心里,它课余查资料,做实验,用大量的证据得出了结论:竹子里面不是空的,装有空气,有氧、氮、二氧化碳等气体。据此写的《竹子里面有什么》小论文,荣获了第一届全国青少年科学小论文竞赛一等奖。 4、教师指导法。如果你饲养了一只小动物或栽培了一些花卉,项研究它们但又不知从哪方面入手,你可去请教老师,让老师根据你的实际情况和条件选择课题。 如果你参加了学校的科技小组,你可以把研究的设想告诉老师,请老师确定研究的题目,你再围绕题目去观察、实验。 5、成语、谚语科学验证法。成语大多是人们在长期的社会生活和实践中创造出来的,但有的是来自寓言故事、民间传说,也有些是约定俗成的。其中少数成语不一定符合客观实际。你可以用科学的方法去辨析和验证。 "水滴石穿"这个成语是大家熟悉的,意思是水不住地滴下来,能把石头滴穿,比喻只要坚持不懈,力量虽小也能做出看来很难办到的事情。但常识告诉我们,"水滴"只不过是一滴液体,他力量很小,冲击速度也不算太快,怎么能把坚硬的岩石滴穿呢?成员同学从对这个成语的科学性产生怀疑开始,通过做模拟实验和查阅资料,验证了这个成语的科学性。 "春东风,雨祖宗"是一句流传得比较广泛的气象谚语。一位同学3月份一个月的气温、风向、天气情况作了详细观察记录,然后利用科学统计法得出了这句谚语的适用范围,为气象预报提供了参考基数。 "葵花朵朵向太阳"这还有假吗?但湖南蒋林波同学对这一定论发起了挑战。他通过两年的实验观察,以令人信服的论据得出了"葵花并不是总向太阳转""向日葵跟着太阳转应该是指花蕾期,到开花后,就不转动了"的结论。 由此看来,即使对早已被公认的结论,也要认真地研究,不要人云亦云。只有这样,才能有所创新。 特别要注意的是,选题时要考虑主客观条件。俗话说:"知己知彼,百战不殆"。选题时要龙清楚自己的长处是什么,短处是什么,自己对研究的问题是否有兴趣,有没有这个能力把它研究清楚,自己是否达到了这个知识层次和认识水平,自己受否有毅力去完成这个题目以及是否具备研究这个问题的实验器材、场地等。 如果完成《探索一种蛇的奥秘》这个题目,研究前就必须掌握有关蛇的基础知识,具备捕捉蛇的本领,能够区别有毒蛇和无毒蛇,掌握被毒蛇咬伤的救护方法。此外,还要具备饲养蛇的器具等。否则,还是换一个更切合主客观条件的选题为好。 四小论文的取材与分析 选题确定后,就可进行取材与分析了,具体内容为制订研究计划,收集整理资料,深入实地考察,进行观察实验,分析各种材料,归纳得出结论。 (一)取材 1、直接观察。就是用眼睛仔细去看,它是人们对自然现象在自然发生条件下进行考察的一种方法。 观察时要认真仔细,不放过任何细微末节。云南庄跃平同学利用2_0_天时间详细观察了家鸽孵化的全过程,几乎每天都有新发现,连小鸽子身上一粒黑点、眼皮上的皱纹都没放过,所以写出的小论文《家鸽孵化的观察》真实可信,内容丰富。同时,观察时要做好详细记载,否则就不可能得到真实的第一手材料了。 2、动手实验。实验方法是人为地干预、控制所研究的对象,它比观察更利于发挥同学们的能动性去揭示隐藏的自然奥秘。 昆虫的后腿有什么作用?湖北的张俊同学先后捉来了蝗虫、蜢蚱、蟋蟀等十几种昆虫,分别将它们的后腿切断,通过反复实验,观察比较,发现了昆虫的许多特殊功能。 3、实地考察。包括调查、访问、实地勘探等方式。考察前,必须明确考察目的,准备好必需的工具、仪器、药品、生活用具等。考察过程中,一定要把时间、地点、过程及考察的结果随时随地详细地记录清楚,有时还要采回必要的标本、样品,将比较重要的现象拍照,这些都是很有用的第一手材料。 4、查阅资料。有些材料由于时间、空间或客观条件的限制,不可能亲自去观察、实验、考察,这就得查阅书刊或请教老师、家长等,这种间接地获取的材料叫第二手材料。有些问题是你的知识水平、能力和条件所不能解决的,而这个问题又是你的选题中必须解决的问题,你就得去查资料,把它弄清楚。 (二)分析 取得材料后,就要进行分析研究,从中选出可以作为论据的材料,还要根据论点进行去粗去精,去伪存真,按照科学的态度进行整理分析,并得出自己的论点和看法。 首先,应审核各种材料的真伪虚实,有些查阅到的材料是早已过时的观点,有些解释只适合某范围内,有些材料没有普遍性,有些材料在记录时有错误或本身就是自己虚构的,这样的材料应坚决不用。 其次,要注意材料的典型性,也就是选择的材料要能说明问题,不要多,而要精,与论点无关或关系不大的材料应舍弃。 第三,将选择的材料进行归类,研究他们之间的共同点与不同点,以及相互联系,然后概括得出结论即论点。论文论点是从对材料的分析\研究中产生的,不能先定论点,后找适合证明论点的材料.如熊小佳同学研究蚯蚓的视力,她选择了4个材料(1)用木棍\红领巾、铅笔等在蚯蚓面前晃动的现象;(2)蚯蚓面对各种食物的反应;(3)蚯蚓放在"屋"门口的反应;(4)请叫爷爷得出关于蚯蚓是否有眼睛的材料。它通过前三个实验分析,初步判断蚯蚓没有眼睛,是*嗅觉找到食物,*感光细胞找到阴暗的地方。第四个材料更加证实了她的推论,使得论点论证充分,有较强的说服力。 五科学小论文的撰写 对材料的整理分析完成后,就可以开始撰写了。写作虽没有固定的格式,但一般应按提出问题、作出假设、研究分析、得出结论的步骤进行。一般来说,科学小论文应包括以下几个部分。 标题标题是小论文的"眼睛",好的标题确切简明,富有吸引力,能给读者以新鲜的感受和深刻的印象,起画龙点睛的作用。 所谓"确切",就是小论文的标题必须概括文章的中心内容,使人一目了然,不能离题或扣题不紧,更不能用夸大的字眼。所谓"简明"是指标题要精炼,既要概括全面,又能突出主题,做到言简意骇。 开头开头的方式多种多样,依研究内容、自己喜欢的写作风格而定,但一般应开门见山地提出你讨论的问题,你是怎样想到要研究这个问题的。 《为什么说贵阳是祖国的第二春城》一文开头:"我住在贵阳,常听人们说'昆明是春城,贵阳是第二春城'。至于为什么,我也弄不明白,我决心记录天气预报,看贵阳真是第二春城吗?"由常言产生验证其科学性的欲望。 有些文章的问题是在偶然观察中产生、发现的,你也可以开头先根据时间顺序叙述其过程,再适时提出问题。 正文 即分析问题、解决问题部分。它包括对提出问题作出假设、观察、实验、考察过程、发现的现象、判断、推理得出结论等,这是小论文的核心部分。 应注意的是:研究步骤要写得详略得当,实验过程、数据的来历、现象要写清楚,叙述时应有一定的顺序。数据材料要准确,可设计成能说明问题的表格、图解,必要时可附上拍摄的照片、采集的标本等,以增强说服力。获得的结论要有自己独特的见解,并且和论据保持一致性,论据要有严密的逻辑性。文字要简洁生动,层次清晰,条理分明。 结尾 小论文的结尾应写你得出的结论和对某一问题的建议。 《蚯蚓的视力》一文结尾:"噢,我明白了,蚯蚓是不折不扣的瞎子,它是*嗅觉来寻找爱吃的食物,用感光器来辨别光的强弱。"以得出结论做为结尾,同开头提出问题相呼应,收到良好效果。 小论文的初稿完成后,还要反复修改。看开头是否简明扼要,论据是否典型真实,论证是否符合逻辑,论点是否新颖一致,段落是否衔接自然,语言是否通顺准确等。改好后再让同学和老师帮助修改,逐步完善。
3、 国内外水资源管理学研究进展 3.1 国际水资源管理学研究进展 到目前为止,明确提出水资源管理学的文献极为有限。根据人类开发利用水资源面临的新的问题和挑战以及实际水资源管理活动的特点,国际上也对新形势下的水资源管理理论和体系进行了一系列的探讨和研究,并就一些问题达成了某种程度的共识。他们主要围绕着“可持续发展条件下水资源可持续利用目标对水资源管理活动的要求”而展开。这些研究活动为水资源管理学作为一门新兴学科的诞生和发展起到了十分重要的推动作用。 在1992年爱尔兰召开的“国际水和环境大会—21世纪的发展与展望”上提出了水资源系统及可持续研究的问题。1993年“第二届国际实验与网络资料水流情势学术大会”上探讨了水资源管理的水文学基础和信息资料问题。1994年,联合国教科文主持,国际水资源协会与国际水文科学协办召开了“变化世界中的水资源管理研究规划国际学术研讨会”,探讨了可持续发展水资源管理研究展望、水资源开发中的风险和不确定性、水资源可持续管理的决策支持系统和水资源开发与环境保护协调四个专题。 1996年在日本京都召开了“国际水资源及环境研究大会:面向21世纪新的挑战”,讨论了流域尺度的可持续水资源系统管理的应用实例等问题。联合国教科文组织(UNESCO)国际水文计划工作组1996年将“可持续水资源管理”其定义为“支承从现在到未来社会及其福利要求,而不破坏他们赖以生存的水文循环及生态系统完整性的水的管理和使用”。[1][1]水资源可持续管理要求在水资源规划、开发和管理中,寻求经济发展、环境保护和人类社会福利之间的最佳联系与协调。与传统的水资源管理相比,可持续水资源强调了未来变化、社会福利、水文循环、生态系统保护这样完整性的水的管理,使“未来遗憾可能性达到最小的水的管理决策”。世界银行将水资源管理定义为一系列水资源相关领域(如水电、水资源供给与供给设施,灌溉与排水等)一体化管理。综合水资源管理的观点应该在水资源管理和利用方面确保考虑社会、经济、环境和技术等多方面因素[2][2]。 1997年召开的第5届“不确定性增加下的水资源可持续管理学术大会”,洪水与干旱管理、水资源开发对环境的影响、水文与生态模拟和环境风险评价等成为重要议题。 1998年在武汉召开了“98年国际水资源量与质的可持续研讨会”,探讨了流域水量与水质的统一管理问题。1998年国际水文学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”,探讨了水资源管理的经验和教训、面对挑战的区域可持续水资源管理、水资源管理的研究方法。 2000国际水文科学学会(IAHS)年在美国召开了“水资源综合管理研讨会”。这次研讨会主要探讨了可持续发展条件下的水资源综合管理的内容和目标,以及交流水资源综合管理的经验。此次研讨会达成一个共识:未来水资源管理的一个基本原则就是流域的统一管理。流域统一管理是流域内土地资源和水资源的统一协作管理,其目的是防止土地退化、保护淡水资源、保护生物多样性、实现水资源可持续利用。流域水资源统一管理的基本框架是政府和社区公众的共同管理。会议认为,为了实现流域统一管理的目标,必须做到以下几点:①复杂的水资源管理活动必须建立在有效的科学规划基础之上;②必须显著提高预测各项管理活动结果的能力;③为了达到水资源管理的目的,持续的检测和评估工作十分必要;④水资源管理活动的管理过程必须是透明的和公开的。(Miguel A. Marino 等,2001)2001年,国际水文科学学会在荷兰召开了“区域水资源管理研讨会”,会议针对区域范围内水资源管理的有关问题进行了研讨,包括:以往水资源管理活动的经验和教训;面对新挑战的区域可持续水资源管理;水资源管理的研究方法。 伴随着国际学术界对现代水资源管理活动的研究和讨论,近年来,国际学术界相继出版了多部论述“水资源管理活动”的专著,这些专著大多以论文集的形式出版,很少从学科的角度对水资源管理的理论体系进行系统的论述和研究。尽管如此,这些专著还是探讨和研究了大量有关现代水资源管理活动的主要内容,使我们能够大致了解目前国际学术界关于水资源活动的主要理论和具体内容。并且通过编著者对一些论述水资源管理活动的论文的整理和归类,我们可以从中基本上了解到当前国际学术界对水资源管理理论体系的划分。 Miguel A. Marino和Slobodan P. Simonovic在2001编著出版的《水资源综合管理》收录了国际水文科学学会(IAHS)2000年在美国召开的“水资源综合管理研讨会”的文章。Miguel A. Marino和Slobodan P. Simonovic认为,从20世纪80年代开始,人类从事水资源管理活动的目标和内容发生了根本性的变化。传统的不可持续的水资源管理方式已经不再适应新形势的要求,而新的管理方式仍在摸索中,水资源管理活动正处在探索过程中。作者认为,在传统的水资源管理活动中,僵化的管理体制(包括法律、政策和管理机构)是实现水资源有效管理的最大障碍。管理体制的官僚作风、不负责任以及缺乏战略性指导原则导致水管理体系效率低下,缺乏远见,并且拒绝与水资源利益相关者就水资源管理问题进行公开的交流和探讨。新的水资源管理最大的挑战是如何寻求实现长期可持续利用水资源的水资源管理方式,为此,他们认为体制改革和制度创新将是水资源管理活动改革的一个重要方面。新的水资源管理活动必须包含水环境治理和保护问题、水资源的可持续利用问题、水资源利益相关者之间的利益分配问题以及水资源管理决策中的公众参与问题。
近代自然科学发展史 自然科学发展史是研究自然科学发展过程及其规律的科学。它依据历史事实,通过对科学发展历史过程的分析来总结科学发展的历史经验并揭示其规律。在漫长的自然科学发展史上,近代曾出现了三次严重的危机,并由此也带来了三次重大的突破,从而推动自然科学向前进一步发展。近代自然科学是以天文学领域的革命为开端的。天文学是一门最古老的科学。在西方,通过毕达哥拉斯、柏拉图、喜帕恰斯、托勒密等人的研究,已经提出了几种不同的理论体系,成为一门最具理论色彩,又是提出理论模型最多的一门学科。同时,天文学与人们的生产和生活密切相关,人们种田靠天、畜牧靠天、航海靠天、观测时间也靠天,这就必然会有力推动天文学的发展。然而,天文学在当时又是一门十分敏感的学科。在天文学领域,两种宇宙观,新旧思想的斗争十分激烈。特别是到了中世纪后期,天主教会还别有用心地为托勒密的地心说披上了一层神密的面纱。硬说地球处于宇宙中心,证明了上帝的智慧,上帝把人派到地上来统治万物,就一定让人类的住所??地球处于宇宙中心。这种荒唐说法被当作权威加以崇信之后,托勒密的学说就成为不可怀疑的结果而严重阻碍着天文科学的进步。然而,地心说基础上产生的儒略历在325年被确定为基督教的历法后,它的微小误差经过长时间的积累已经到了不可忽视的地步,同观测资料大相径庭。葡萄牙一位亲王的船长曾说:“尽管我们对有名的托勒密十分敬仰,但我们发现,事事都和他说的相反。”托勒密体系的错误日益暴露,人们急需建立新的理论体系。当时,文艺复兴正蓬勃开展,它不仅大大解放了人们的思想,同时也推动了近代自然科学的产生。波兰天文学家哥白尼适应时代要求,他从1506年开始,在弗洛恩堡一所教堂的阁楼上对天象仔细观察了30年,从而创立了一种天文学的新理论--日心说。1543年,哥白尼公开发表《天体运行论》,这是近代自然科学诞生的主要标志。日心说的提出恢复了地球普通行星的本来面貌,猛烈地震撼了科学界和思想界,动摇了封建神学的理论基础,是天文学发展史上一个重要的里程碑。这一时期,自然科学的发展成就辉煌,取得了一系列重大成果。但从宏观上看,科学发展是落在生产技术的后面。例如,钟表在实践中已广泛应用,但人们并不懂得由哪些因素决定着钟表运动的周期;在战争发射了无数的子弹和炮弹,却搞不清怎样才能把弹道计算出来,命中率如何提高。从微观上看,古典力学的发展比较完善。在天体力学中,开普勒发现了行星运动的三大定律(椭圆定律、面积定律、周期定律);1632年,伽利略发现了自由落体定律;1687年,牛顿发表《自然哲学的数学原理》,系统论述了牛顿力学三定律(惯性定律、作用力反作用力定律、加速度定律)和万有引力定律。这些定律构成一个统一的体系,把天上的和地上的物体运动概括在一个理论之中。这是人类认识史上对自然规律的第一次理论性的概括和综合。但这一时期其他学科还很落后,主要是在收集材料,积累经验,进行分门别类的初步整理。例如,18世纪,瑞典生物学家林耐就曾致力于对植物的分类,他写了《自然系统》一书,使杂乱无章的关于植物方面的知识形成了完整的系统。在化学领域,英国科学家波义耳把严密的实验方法引入化学,他被称为近代化学的创始人。德国科学家斯塔尔提提出燃素说来解释化学反应,燃素说作为化学的理论成果统治了化学界近100年。科学的发展不是凭空进行,而是必须以已有的科学成果为发展的起点。当时已有的天文学数学知识为力学的发展创造了前提,而力学发展较完善的状况又促成了哲学史上机械自然观的形成。因为,从人的认识规律来看,人类对客观事物的认识总是从认识简单事物进而深化认识复杂事物的,认识机械运动是科学认识的第一任务。在科学认识第一阶段,暂时把事物看成彼此无关的固定不变的东西进行研究是可以理解的,一旦科学家们把一切高级复杂运动都简单类比为机械运动,并且把力学中的外力照搬过来,就变成了否认事物内部矛盾的机械外因论。他们认为,自然界绝对不变,自然界只是在空间上扩张,展现其多样性,而在时间上没有变化,没有发展的历史。不变的行星一定始终不变地绕着不变的太阳运行,由于它不承认物质的发展,不能回答自然界的一切从何而来,最后只能搬用神的创造力来解释,自然科学又回到了神学之中。1755年,德国著名哲学家康德出版了《宇宙发展史概论》,书中提出了著名的星云假说。康德的星云假说能较好解释太阳系的某些现象。他认为,太阳系以及一切恒星都是由原始星云在引力和斥力的作用下逐渐聚集而成的。宇宙中的万事万物有生有死,而发展是永无止境的。恩格斯1875年为《自然辩证法》写的一篇导言中,给予康德的星云假说极高的评价。说它“包含着一切继续前进的起点。”因为既然地球是随着太阳系的形成而逐渐形成和发展起来的,那么,地球上的万物山川、动物和植物,自然也有它逐渐形成和发展的历史。“如果立即沿着这个方向坚决地继续研究下去,那么,自然科学现在就会进步得多。”康德的星云假说有力冲击了形而上学的机械自然观,是继哥白尼天文学革命后的又一次科学革命。18世纪60年代,英国开始了工业革命,这也是近代以来的第一次技术革命。不过,在第一次工业革命期间,许多技术发明大都来源于工匠的实践经验,科学和技术尚未真正结合。总之,在18世纪中叶以前,自然科学研究主要是运用观察、实验、分析、归纳等经验方法达到记录、分类,积累现象知识的目的。在18世纪中叶以后,由于启蒙运动的发展,“自然科学便走进了理论的领域而在这里经验的方法就不中用了,在这里只有理性思维才能有所帮助。”理性思维就是对感性材料进行抽象和概括,建立概念,并运用概念进行判断和推理,提出科学假说,进而建立理论或理论体系。19世纪道尔顿的原子论,阿佛加德罗的分子学说,门捷列夫的元素周期律以及康德的星云假说开始都是以假说形式出现的。不过,康德的星云假说一开始没有得到人们的重视,直到19世纪,由于自然科学不断揭示出自然过程的辨证性质,才最终在哲学领域敲响了形而上学的丧钟。19世纪是科学时代的开始。在天文学领域,科学家们开始论及太阳系的起源和演化。在地质学领域,英国的地质学家赖尔提出地质渐变理论。在生物学领域,细胞学说、生物进化论,孟德尔的遗传规律相继被发现。在化学领域,原子-分子论被科学肯定;拉瓦锡推翻了燃素说,并成为发现质量守恒定律的第一人; 1869年,俄国化学家门捷列夫发表了元素周期律的图表和《元素属性和原子量的关系》的论文。在文中,门捷列夫预言了十一种未知元素的存在,并在以后被一一证实。十九世纪最重大的科学成就是电磁学理论的建立和发展。在19世纪之前,人们基本上认为电与磁是两种不同现象,但人们也发现两者之间可能会存在某种联系,因为水手们不止一次看到,打雷时罗盘上的磁针会发生偏转。1820年7月,丹麦教授奥斯特通过实验证实了电与磁的相互作用,他指出磁针的指向同电流的方向有关。这说明自然界除了沿物体中心线起作用的力以外,还存在着旋转力,而这种旋转力是牛顿力学所无法解释的,这样,一门新学科??电磁学诞生了。奥斯特的发现震动了物理学界,科学家们纷纷做各种实验,力求搞清电与磁的关系。法国的安培提出了电动力学理论。英国化学家、物理学家? ɡ 苡?831年总结出电磁感应定律,1845年他还发现了“磁光效应”,播下了电、磁、光统一理论的种子。但法拉弟的学说都是用直观的形式表达的,缺少精确的数学语言。后来,英国物理学家麦克斯韦克服了这一缺点,他于1865年根据库仑定律、安培力公式、电磁感应定律等经验规律,运用矢量分析的数学手段,提出了真空中的电磁场方程。以后,麦克斯韦又推导出电磁场的波动方程,还从波动方程中推论出电磁波的传播速度刚好等于光速,并预言光也是一种电磁波。这就把电、磁、光统一起来了,这是继牛顿力学以后又一次对自然规律的理论性概括和综合。1888年,德国科学家赫兹证实了麦克斯韦电磁波的存在。利用赫兹的发现,意大利物理学家马可尼、俄国的波波夫先后分别实现了无线电的传播和接受,使有线电报逐渐发展成为无线电通讯。所有这些电器设备都需要大量的电,这远远不是微弱的电池所能提供的。1866年,第一台自激式发电机问世使电流强度大大提高。70年代,欧洲开始进入电力时代。80年代还建成了中心发电站,并解决了远距离输电问题。电力的广泛应用是继蒸汽机之后近代史上的第二次科技革命。电磁学的发展为这次科技革命提供了重要的理论准备。由于自然科学的新发现被迅速应用于生产,第二次工业革命在欧美国家蓬勃兴起。19世纪,自然科学在多个领域取得了辉煌的成就。物理学中一切基本问题在牛顿力学的基础上都已基本上得到解决,科学家们给牛顿力学本来解释不了的电磁现象虚构了一个物质承担者--以太。把电磁现象归结为以太的机械运动,他们认为整个物理世界都可以归结为绝对不可分的原子和绝对禁止的以太这两种物质始原。正当古典物理学达到顶峰,人们陶醉于“尽善尽美”的境界时,却出人意料发生了一系列震惊整个物理学界的重大事件。首先是迈克耳逊和莫雷为了寻找地球相对于绝对静止的以太运动进行了著名的以太漂移实验,但实验结果却同古典理论的预测相反;在对比热和热辐射的研究中又出现了“紫外灾难”等古典理论不可克服的矛盾。古典物理学再次受到严重的挑战,第三次面临重大的危机。十九世纪未,德国物理学家伦琴发现了一种能穿透金属板使底片感光的X射线。不久,贝克勒尔发现了放射性现象。居里夫妇受贝克勒尔启发,发现了钋、镭的放射性,并在艰苦的条件下提炼出辐射强度比铀强200万倍的镭元素。1897年,汤姆生发现了电子,打破了原子不可分的传统观念,电子和元素放射性的发现,打开了原子的大门,使人们的认识得以深入到原子的内部,这就为量子论的创立奠定了基础。量子论是反映微观粒子结构及其运动规律的科学。与此同时,在对电磁效应和时空关系的研究中相对论产生了。相对论将力学和电磁学理论以及时间、空间和物质的运动联系了起来。这是继牛顿力学、麦克斯韦电磁学以后的又一次物理学史上的大综合。量子论和相对论是现代物理学的两大支柱,是促成20世纪科学技术飞跃发展的理论基础。20世纪四五十年代,第三次科技革命兴起。电子计算机的发明和应用是科技发展史上一项划时代的成就。蒸汽时代和电气时代的技术发明大都是延长人的四肢与感官功能,解放人的体力,而电子计算机却是延长了人的脑的功能。它开始替代人的部分脑力劳动,在一定程度上物化并放大了人类的智力,极大地增强了人类认识和改造世界的能力,现在更是广泛渗透和影响到人类社会的各个领域。当今时代,科技的发展日新月异,群体化、社会化、高速化的趋势和特征异常明显,我们随时可能面临新的危机,新的挑战,只要我们不断开拓、不断创新,科学的明天一定会更加美好。
自然科学论文2000字篇二 探析主流心理学追求自然科学化的原因 摘要:主流心理学采取自然科学的原理和方法论,试图将自己变成一门自然科学。作者从历史、社会、经济、时代精神、学科建制的背景下,分析了主流心理学选择自然科学取向的原因。这些原因包括:自然科学对主流心理学的历史性影响,自然科学具备成熟的方法论和有利的时代精神,自然科学的实践性优势,社会需求对自然科学取向心理学的促进,主流心理学研究者的心理因素,以及心理学研究对象的复杂性。 关键词:主流心理学;科学主义;自然科学取向 分类号:B84-06 1引言 心理学中存在科学主义和人文主义两种对立的流派。代表前者的构造主义、行为主义和现代认知心理学接受“原子论、还原论、客观论、决定论、量化方法五个原则”(高峰强,2001),,以较大的影响力,在心理学中占据了主导地位。主流心理学借鉴自然科学――包括物理学、化学、数学、生理学、医学和计算机科学等,以机械自然观为基本世界观,以实证主义为基础方法论,吸收了经验主义、客观主义、操作主义、价值中立等自然科学原则,并引进自然科学的研究方法、技术、设备和成果,建立了类似自然科学的方法论体系,来指导自身的研究。这种自然科学取向,尽管促进了主流心理学的独立和发展,但也存在着明显的弊端,造成了“心理学研究课题、研究方法和社会责任的迷失”(Bakan,1996)。 那么,为什么主流心理学选择走自然科学之路呢?近20年来,尽管不少学者对这一取向的不合理性进行了批判,但是对于它产生的原因,尚未做深入分析。作者从历史、社会、经济、时代精神、学科建制的背景下,考察了主流心理学选择自然科学取向的原因,其中包括:历史上自然科学对主流心理学的影响、自然科学具备成熟的方法论和有利的时代精神、自然科学的实践性优势、社会需求对自然科学取向心理学的促进、主流心理学研究者的心理因素,以及心理学研究对象的复杂性。作者提出,随着心理学科的成熟、社会的发展和科学观的演变,人文社会取向的心理学研究将会受到更多的重视。 2自然科学对主流心理学的历史影响 2.1自然科学帮助心理学独立 人类心理一方面作为哲学思辨的主体和过程,另一方面又作为哲学研究的重要对象,这种主客体的双重角色,使得心理学同哲学相互交织,难以分离,无法跨出哲学思辨式的研究方法,始终无法独立。近代自然科学首先提出了独立的心理学研究的要求,并贡献出方法论、仪器和测量手段,帮助心理学摆脱了附庸哲学的地位,实现了独立。 19世纪初期,天文学家被反应时间差异所困扰。贝塞尔总结了“人差方程式”,提出了反应时间这一研究课题。18世纪末到19世纪初,神经生理学、感觉生理学、脑机能研究涉及到了心理学领域。以医学家布洛卡、维尔尼克和物理学家赫尔姆霍茨为代表的研究者们,研究了大脑机能、神经冲动和知觉等,创造了临床法、切除法和电刺激法,促进了生理心理学的产生。19世纪30-60年代,生理学家韦伯研究了物理刺激与心理感觉之间的关系;物理学家费希纳利用物理学和数学方法,创造了均差法、正误法和最小可觉察法,创立了心理物理学。1879年冯特借鉴自然科学,建立了第一个心理学实验室,心理学研究终于具备了客观性、实证性、经验性和可操作性,成为一门独立的科学。 2.2自然科学推动主流心理学发展 主流心理学在发展过程中,吸收了大量自然科学的原理和成果。艾宾浩斯以实验方法控制记忆条件、观察记忆结果,首次研究了高级的心理过程,推动了实验心理学的发展。铁钦纳吸收经验主义和联想主义,秉承原子论,对注意、联想、情绪和情感进行了研究,创立了构造主义心理学。行为主义采取实证主义、机械唯物主义、经验主义和还原论,吸收了条件反射学说和生物进化论,以刺激一反应模型对行为进行了严格的实证性研究。新行为主义接受逻辑实证主义、操作主义和物理主义,采用数学和逻辑语言来描述人类行为。认知心理学吸纳了信息论、控制论、系统论、数理逻辑、计算机科学,把人的思维看作物理符号系统来进行研究。尽管它反对行为主义对意识研究的忽略,但仍然继承了经验主义和实证主义原则。当今的主流心理学出现了生物神经学化的趋势。它吸收了认知神经科学、生物遗传学、习性学的研究成果,从生物决定论的视角,以基因、神经和激素等生物层面上来解释心理现象。 如此看出,在心理学独立和发展的过程中,自然科学起到了重要的推动作用。而人文社会科学的创立和发展,相对于自然科学来说比较晚。加之这些学科本身就不够成熟,其对于心理学的影响也较为次要。 3自然科学成熟的方法论和思想基础 3.1原则和方法论优势 自然科学方法论建立在决定论、机械自然观和客观性原则上,追求普适性真理,采用实验研究方法。与人文社会科学相比较,自然科学具有原则和方法论的优势。 1)决定论:决定论假设存在着普遍的因果规律。这就意味着,一旦认识到事物发展变化的规律,人们就有能力对事件进行预测和控制。因此,决定论是科学研究和社会控制的前提。与决定论概念相对的是自由意志,它较多出现在人文社会研究当中。自由意志排斥因果关系,然而没有因果关系,学科的实用性就大打折扣。 2)机械自然观:机械自然观把宇宙比做精密的机器。这种世界图景具有简明性、精确性、规律性、可预测性和可控性,有利于研究工作的开展和研究成果的应用。人文观点承认心理的主观能动性、复杂性和易变性,这就造成了研究的困难。 3)客观性原则:自然科学家坚持客观主义,尽可能地排除研究者主观态度、信念和偏见对科学研究的影响,以期发现客观真理。客观性原则还树立了一元的真理标准,有利于研究者之间的交流和对成果的评判。 4)普适性:自然科学追求普适性的真理。自然科学家运用归纳和演绎的思维方式,来探索个别现象和普遍真理的联系,这种方法有利于理论的产生、检验和推广应用。 5)实验方法:在实验方法中,自然科学家通过控制变量来确定相关或因果关系,产生的结果具有必然性和较高的可信度。而人文社会科学的结论具有较大的或然性,可信度较低。 以上原则和方法的应用使自然科学具备了客观性、普适性、准确性、一致性、可观察性、可重复性和可操作性,形成了一个颇具吸引力的方法论体系。 3.2有利的时代精神 科学的发展是特定的社会阶段和时代背景的产物。因此。“对心理学发展史的理解必须考虑这一学科进化的背景,考虑学科中的流行观念和那个时代的文化,以及时代精神或时代的思想氛围”(Schultz&Schultz,2007)。近几个世纪的多数哲学思潮、时代精神都是有利于自然科学的。 唯科学主义极大地提高了科学的地位。自文艺复兴、科学革命开始,天文、数学、物理、生理、医学等自然科学获得了空前的成功,“科学取 代宗教成为最为突出的理智的权威,成为文明世界的世界观的定义者、审判者和护卫者”(Richard,2007)。唯科学主义随之诞生,它认为自然科学能够解决一切问题,而其他知识都是不可靠的。在唯科学主义盛行的情况下,主流心理学作为新兴的、具有争议的学科,采取自然科学的定位是明智的选择。 从物理属性来阐释人性的机械主义人性观也随着科学革命而盛行。另一方面,由于工业生产方式,“现代社会的一个特征是机械化,工业化和技术化代表了机器变成社会中心这一过程”(Griffin.1998)。在机械主义人性观和机械化社会的影响下,主流心理学走自然科学的道路,是符合社会思潮和需求的。 19世纪开始流行的实证主义崇尚理性,强调经验,提出科学研究必须采用假设、演绎、验证和数学方法,以揭示事物运动的规律。这些思想是与现代科学精神相一致的。通过这些主张,实证主义提高了自然科学的权威,为其发展提供了有利的思想氛围。 经验主义是自然科学的基本原则。它主张人类知识起源于感觉经验,而自然科学正是通过经验性研究来实现的。与之相对的理性主义否认经验的可靠性,也就贬低了科学的价值。在两种哲学思想的交锋中,经验主义自13世纪开始占据上风,直至今天仍然处于主导地位。 现代工业文明由理性文化主导,这与自然科学的理性前提是一致的。现代经济、政治、社会管理等基本活动都体现了理性精神,这一精神渗透到人们的思想意识当中,创造了有利于自然科学的文化氛围。 除了刚提到的唯科学主义、机械主义人性观、实证主义、经验主义和理性文化之外,西方思想中的唯物主义、联想主义、客观主义、身心交感论、物理主义、操作主义,以及达尔文主义等哲学思潮,都推动了自然科学的发展,也吸引了主流心理学向自然科学靠拢。相比较之下,人文取向的思潮,如解释学、现象学、存在主义哲学,则影响力较小。 4自然科学的实践性优势 与人文社会科学相比,自然科学具有较多的实践性优势。这些优势即吸引了主流心理学,也成功地推动了主流心理学的发展。 4.1研究对象的性质 从研究对象的性质来看,自然科学的研究对象是客观物质世界,具有客观性、机械性、普便性、同质性和易操作的特点。在不同的时间和地点,不同的自然科学家能够找到同质的研究对象,进行重复验证。因此,自然科学易于积累、比较和评判研究成果。相比之下,人文社会科学的研究对象存在较大的主观性、发展性、异质性、历史性、文化性、伦理性和不稳定性,操作性也较差。人文社会学者很难找到同质的研究对象:很多人文社会现象随着历史推移而变化或消失;伦理性原则束缚了对研究对象的控制:社会现象、文化和人类个体较难被操作化研究。 从研究对象与外界联系来看,自然科学的研究对象是相对孤立的,较容易确定因果联系。而人文社会科学研究对象则处于宏大的社会文化背景、交互错杂的关系当中,较难寻找到规律。因此,主流心理学偏重研究具有自然科学品性的心理现象。 4.2研究方法 实验方法是自然科学研究的重要手段。实验方法有固定的程序,通过控制变量来确定不同变量之间的关系,容易得出较明确的结论。因此它也赢得了主流心理学的青睐。在《四十项改变心理学的研究》一书里,40项心理学研究中,有28项采用了实验方法,其他研究方法――观察法、调查法、临床法、总结性研究和思辨方法全部加起来,才占了12项研究(Hock,2004)。 自然科学应用数学方法进行定量、统计和分析,以求客观性、精确性和可操作性。主流心理学追随了自然科学的数学化趋势,以对其重要思想进行严密的阐述(Thurstone,1986)。数学方法的引用为心理学带来“简洁精确的形式化语言,数量分析和计算方法,推理工具和逻辑证明工具”(陈宏,2006)。相比之下,人文取向的研究则较少采用数学量化方法。而采用定性方法时,其定性的标准又多为主观,难以确定。结果就造成人文社会科学比自然科学更难出成果,却更容易产生理论分歧。 另外,技术、设备的应用帮助自然科学家更好地观察、测量和控制研究对象。主流心理学采用了大量类似的技术和设备:从记忆鼓、棒框仪、闪光融合器到迷津、斯金纳箱、测谎仪,再到磁共振成像技术、正电子发射断层扫描技术、事件相关电位研究技术等;近年来还出现了计算机化的研究趋势。这些技术、设备的应用使自然科学成果产出稳定,相比之下人文社会科学较难应用技术、设施来辅助研究,故显步履艰难。 4.3研究成果的物质转化 自然科学与物质进步直接相联系,多数研究成果可以迅速投入到工业生产、生活消费当中,社会贡献是外显的。在实际运作当中,自然科学研究往往和农业、生产制造业、商业等联系在一起,以研究成果换取资金支持。人文社会科学的成果则更多是非物质和隐性的,不直接贡献于物质资料,较难投入商业运作,只能应用到政府、管理、学术界、艺术等有限领域,获得的资金、政策支持也比较少。 4.4社会认可度 自然科学研究具备客观性和精确性,为社会作出显而易见的物质贡献,因此比人文社会科学受到更多的社会重视。从社会心态来看,由于自然科学距离生活常识较远,大众缺乏专业知识对自然科学进行批判。而人文社会科学贴近现实生活,大众经常凭生活经验对其进行批判,因此,它在大众心目中的权威性不如自然科学。 5社会需求对自然科学取向的促进 科学的发展受社会需求的推动。“科学已经有意识地并直接地指向具体的领域,而且这些具体领域的选择已经越来越不由科学家决定了……科学研究工作越来越多……受科学以外的机关或团体――工业和政府部门所组织起来的研究机关或团体所控制”(Mason,2005)。心理学的独立和发展历经了第二次工业革命、世界大战、信息化、经济发展和社会制度建设。这种社会经济状况对心理学的需求,更多表现在物质建设的层面。工业、商业、教育、医疗、军事、科学等领域的需求,有力地促进了行为主义、认知心理学和心理测量等自然科学取向心理学的发展。 独立的心理学研究的必要性,是由天文学、物理学和生理学等自然科学提出来的。主流心理学回应自然科学的需要,强调人的机械性和生物性,先天地与自然科学联系到了一起。为了解决狗的腺体分泌遭遇干扰的问题,生理学家巴甫洛夫转向了对条件反射的研究。行为主义建立在条件反射原理上,与生理学产生了必然的联系。 1903年法国政府对智障儿童的关注,1905-1913年欧洲向美国的大规模移民,1917年美国加入一战时大量征兵,都需要检验人们的心理素质和能力(Gregory,2006),有力地推动了心理测量运动。现代社会的多个领域――教育、医学、企业、行政、学术研究等,都大量应用测量技术对人的心理进行评估。 美国工业革命完成后,大量涌入美国的移民需要接受训练,以适应新的生活和生产方式;不同地区、群体之间的思想分歧需要被调和,以巩固统一的国家观念;工业的迅速发展要求培训工人,以提高工作效率。这使得强调行为塑造、社会控制的行为主义被广泛应用,占据心理学统治地位长达几十年。 二战后,战争的推动、计算机与航天科技的发展,都要求对人类认知进行研究。随着西方国家从工业社会迈入后工业社会,或信息社会,知识产业、信息产业发展壮大,推动了现代认知心理学的发展(车文博,2007)。 纵观历史,心理学独立之时,正是工业化、社会化生产蓬勃发展及社会制度完善的时期。工业社会更多强调的是经济发展、制度建设的目标,而非人文的、精神的关怀。在以机器生产为基础的工业文明中,“心理学服务于这些机器的设计,使得机器最大程度地符合人的能力和特征,同时确保人最有效地使用这些机器”(Denis,2007)。国际竞争造成了近代科学发展的一般倾向:“工业不大发达的国家总是在大力开展工业方面的科学研究,而工业比较发达的国家则把大部分拨款用在军事科学研究方面”(Mason,2005)。自然科学取向心理学迎合了工业和后工业社会的需要。 但是,后现代主义思潮已经开始挑战工业文明和理性主义,强调社会、文化环境当中的人的生存状态,为人文取向的心理学开拓了空间。从历史发展的进程来看,随着人类社会的进步,物质生活的富足,人们将更加重视自身文化性、精神性的存在。人文取向的心理学也会随之发展。 6研究者的心理因素 6.1研究者的学术偏好 库恩指出,科学中的一些决定并不是出于逻辑思考。而是基于个人的喜好、价值、政治信念和科学共同体中的共识(Kashdan&Steger,2004)。Karl Lashley和Gregory Kimble分别提出,心理学家的学术取向更多是出于性情和世界观,而不是理性思考(Hergenhagnn,2004)。Lashley把心理学家划分为柔性思想和刚性思想两种,以此解释了他们选择不同学术取向的原因:“这些纯粹是由性情决定的。是基于性情而不是理性的选择”(Lashley,1923)。Kimble选取APA成员和大学生进行调查,得出结论:不同分会的APA成员、不同学术水平的人士分别倾向于不同的学科取向(Kimble,1984)。 主流心理学的自然科学取向在相当程度上受到了学术队伍组成的影响。在心理学早期的学术队伍中,大批著名的心理学家,比如冯特、铁钦纳、詹姆士、高尔顿、卡特尔、麦独孤和伍德沃斯等,都是从医学、生理学或物理学转向心理研究的。在心理学研究中,他们把大量的自然科学方法和成果带入了主流心理学。在后来的发展中,主流心理学也大量吸收了生理学、医学、计算机、数学等领域的人员。即使在今天。很多大学都鼓励有医学、数学或计算机基础的学生报考心理学。接受自然科学世界观和方法论的研究人员,在数量上远远超过了人文社会取向的研究者,这种状况在相当程度上促成了主流心理学向自然科学方向的偏倚。 6.2研究者的顾虑 在科学主义的影响下,将心理学建设成为一门自然科学,成为了无数研究者的梦想。但是,由于研究对象的特殊性,使得心理学诞生艰难,科学地位不巩固,以至于研究者对心理学的合法性缺乏自信心。由于心理现象的主观性和内隐性,早在17世纪,伽利略就指出心理学不能成为一门科学。由于心理现象在过去不能被实证研究,实证主义的创始人孔德拒绝把心理学列入科学的名单。由于不能采用量化研究,康德也认为心理学无法成为科学。心理学是否属于科学的问题,至今仍在争辩当中;近20年还出现了关于心理学合法性的危机论。 根据流行的英美科学体系,只有自然科学才是严格意义上的科学,社会学科只能勉强算是科学,而人文研究则只是“学科”,不是科学。因此,为了确立心理学的科学地位,多数心理学家选择了自然科学而不是人文社会科学的取向。很多心理学家对自己的研究方法心存顾虑,于是尽力遵循自然科学方法论:“以方法中心为根基的正统观念鼓励科学家保持‘安全、明智、稳妥一(马斯洛,1987)。 哲学式的思辨成了主流心理学研究的大忌。Teo指出,“在20世纪,对哲学式思辨的指责成了对心理学家的死刑宣判”;在建立自己理论的时候,冯特、华生、斯金纳和乔姆斯基纷纷批评前人对哲学思辨方法的依赖(Teo,2008)。为了避免哲学化之嫌,华生否认把意识作为研究对象,而是将心理现象还原为肌肉活动和腺体分泌的物理、化学现象。在斯金纳的激进学说中,理论研究甚至被完全抛弃(Hergenhagnn,2004)。主流心理学家服从自然科学的权威,忽视了心理学研究对象的特点,造成了自然科学化的取向。 7心理学研究对象的特点 7.1早期的自然科学取向 心理学的研究对象有着复杂的属性:物质性、生物性、社会性和精神性并存。这四个范畴之间有依存性和时间性的递进关系:在依存性上,序列中前者是后者的基础,后者由前者演进而来。在时间上,存在无机物、有机生命、社会、意识先后发生的时间关系。由于这四种属性中占据前位的相对客观、机械、静止和外显,所以研究起来比较容易。这就决定了学科自下而上的发展规律。学术研究从基础性的对象开始,这样不仅有利于进行根源性的探索发现,也有利于知识在由低到高的层次上积累和发展。另外,这种研究顺序也符合人类社会由低级向高级的发展规律,从而顺应了社会需求。 由于人类机械性与主观能动性、生物遗传与社会文化影响、物质性与精神性并存,心理研究面临很大困难。刚诞生不久的心理学不具备完善的方法论对如此复杂的研究对象展开全面研究,只能从低级的心理现象入手。所以,机械性和生物性的心理现象受到了主流心理学的青睐。 7.2未来的整合趋势 主流心理学选择自然科学取向尽管是明智之举,但是也为此付出了代价:“理论和方法通过忽视不能被数量化的现象来获得流行”fLalvor,2003)。心理学研究应该遵循这样的规律:从机械性到能动性,生物性到社会性、精神性,静止到动态,外显到内隐,由片面研究到整体研究,决定范畴到自由王国,功利追求到审美追求,从服务经济到以人为本,从关注人的生存需要到发展需要。当心理学逐步成熟时,人文社会取向的心理学将获得较大的发展,与自然科学取向心理学进行整合。Henriques指出,心理学面临的困难是整合关于人的不同层面的知识的困难,并且提出了一个与上述观点相似的树形知识结构(由四个维度:物质、生命、思维和文化组成),来整合知识系统,从而解决心理学分裂的问题(Henriques.2008)。 洪晓楠从科学哲学角度阐述了科学与人文进行整合的必要性: “科学只是揭示了人的生活世界的一个维度或几个维度,……人对世界的把握并不仅仅限于科学认知,意义的追问和探求总是多向度的,这就需人文的探索和揭示来完成。只有科学与人文的互补整合,才能完整地表达人的存在的全面性和人的本质的丰富性”(洪晓楠,2008)。主流心理学将人机械化和生物化,忽略了人的社会、文化和精神维度,是不足以穷尽心理现象的丰富内涵的。一个更为宏观、整合的范式才可以对人的心理现象进行全方位的探索。 8结语――个宏观的范式 由于以上原因,主流心理学在发展初期走自然科学化的道路,有其必要的学科建设意义。但是“近年来,我们已经观察到逐渐上升的对科学心理学方法论,以及其相应的理论思考的不满”(Toomela.2007)。采用自然科学方法论的心理学研究已经被批评为“解答问题的方法论与所提出的问题之间的不匹配”(Toomela,2007)。心理学中有很多问题并非经验性问题,而是关于意义、理解、道德、文化等宏观的问题,并不仅仅限于因果关系的描述上(Stam,2006),自然科学模式不能完全满足心理学研究的需求。另一方面,科学方法论是由哲学规定的,并且在提出假设、建构理论和解读数据的时候,哲学思辨是不可或缺的。因此,哲学思辨不应该成为心理学的禁忌。 心理现象的复杂属性要求“科学主义与人文主义研究取向的结合,和客观试验与主观经验研究模式的结合”(燕国材,2007)。随著心理学走向成熟,从机械、片面、静止的研究向生态、整体和能动方向发展,它提出了对宏观范式的要求。社会的进步将使人们强调自身的文化性、精神性存在,也将呼吁心理学展现更多人文关怀。 近几十年来理论心理学、科学哲学、后现代主义的发展都有利于人文主义心理学。但是唯科学主义势力余波仍在,尤其在中国,摆脱唯科学主义思想仍然需要较长的时间(范岱年,2006)。实证主义也依然拥有较大影响力。心理学界自身的努力尤为重要,心理学家们应该以研究对象的性质为根本依据来决定研究取向,这样才能实现心理学的健康发展。 看了“自然科学论文2000字”的人还看: 1. 2000字自然科学论文 2. 关于科技论文2000字 3. 大学科技论文2000字 4. 自然科学类学术论文范文 5. 科学技术论文2000字(2)
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摘要:本文以现代物理学的建立与发展过程为出发点,分析了现代物理学的建立对新的自然观形成的推动作用,并论述了自然观对科学研究的影响,作者认为,自然观影响了科研工作者对世界的认识、研究者对自身的认识与科学态度的形成,同时自然观促进了科学研究的 方法 和手段的发展。
关键词:现代物理学 自然观 科学研究
1 概述
自然观是人们对自然界总的看法和观点。任何时代的自然观都是在一定的历史 文化 背景下形成的,尤其与当时的自然科学发展水平密切相关。同时,它又对自然科学有着这样或那样的影响。
在历史上,最先出现的是神话形态的自然观;进入阶级社会以来,唯物主义自然观与唯心主义自然观的对垒日趋明显,在古代,人们基本上把自然界看作是一个普遍联系、不断运动的整体,由此形成朴素的自然观,近代科学深入自然界的各个细节进行孤立静止的考察,由此产生形而上学自然观,现代科学则日益广泛地揭示了自然界的各种联系,从各个不同的角度发展着辩证唯物主义自然观,这一科学的自然观对整个自然科学和哲学日益发挥着积极的作用。
物理学是集思想、方法、实验于一体的先导学科,在人类正确的自然观、世界观、方法论的形成和发展中,起着 其它 学科无法替代的作用,物理学研究所形成的物质观、自然观、时空观、宇宙观对科学技术的进步、生产力的发展乃至整个人类文化都产生极其深刻的影响,而现代物理学的建立和发展,则彻底改变了20世纪整个科学的面貌,也由此开始了自然科学发展的新纪元。
2 现代物理学的建立对新的自然观形成的推动作用
20世纪以来,以相对论与量子力学的创立为标志的现代物理学研究工作,从理论和实践两个方面,对人类认识和社会发展起到了难以估量的作用[1]。物理学理论的发展,把人类对自然界的认识推进到了前所未有的深度和广度。
2.1 相对论的诞生对绝对时空观的改变 相对论是关于物质运动与时间空间关系的理论,是现代物理学和科学技术的重要理论基础之一。1905年6月,爱因斯坦以“运动物体的电动力学”为题发表了关于狭义相对论的第一篇杰出论文,提出了狭义相对论的两条原理――相对性原理和光速不变原理。根据这两条原理,可以推出许多重要结论。例如,关于时空坐标相互联系的洛伦兹变换,从而改变了自牛顿以来统治物理学两百多年的绝对时空观[2]。
相对论的诞生,不仅大大推动了自然科学和技术的发展,而且在哲学世界观方面具有非常重大的意义,为辩证唯物主义的时空观提供了坚实的科学依据,广义相对论的建立,则为人类探索宇宙奥秘提供了有力的理论工具。
2.2 量子力学的建立对确定性世界的改变 量子力学的建立是二十世纪初物理学取得的最伟大成就之一。量子力学揭示了微观物质世界的基本规律,使人们认识到波粒二象性是微观世界最基本的特征,量子力学的创立,推动了原子物理学的发展,同时对物质结构理论以及化学、生物学的发展也产生了深刻的影响。
二十世纪二十年代末开始,爱因斯坦和玻尔之间展开了一场激烈争论,争论的焦点是就是量子学的哲学解释,因为爱因斯坦认为这种解释明显陷入唯心主义,而他坚信的是[3]:“有一个离开知觉主体而独立的外在世界,是一切自然科学的基础。”
然而从1972年到1982年十年的实验结果,却都显示了一个惊人的也是出乎唯物主义哲学家意料之外的结果。“贝尔不等式”这把双刃剑的确威力强大,但它斩断的却不是量子论的光辉,而是反过来击碎了爱因斯坦所执着信守的那个梦想[4]。世界是由独立于人的意识之外而存在的客体构成的这种学说,却原来和量子力学相矛盾,也和为实验所确立的事实相矛盾[5]。
欧洲核子研究中心(CERN)在2011年9月24日公布的一份研究结果显示,科研人员在让中微子进行近光速运动时,其到达时间比预计的早了60纳秒[6],如果这个研究被验证,人类的物理观将再次被改变,甚至人类存在的模式都将被改变。
3 自然观对科学研究的影响
哲学和自然科学发展的历史表明:哲学每前进一步。都依赖于和伴随着自然科学的巨大进步;同样,自然科学的每一步发展,也都凝聚着和渗透着哲学的指导,现代物理学的建立和发展,影响了新自然观的建立与形成,新的自然观又作用于科学研究,为自然科学提供了正确的世界观和方法论的指导,推动科学技术的进步。
3.1 自然观影响了科学家对世界的认识 当今科学所研究的对象,更多的是微观或者是宇观的客体,这些客体的性质与规律,已经超越了人类的感官能直接感知的范畴。如果说量子力学主要关注最微小的“基本粒子”,那么爱因斯坦的广义相对论则关注最大尺度的“宇宙”,一个研究最小,一个研究最大,由于难以获得显而易见的证明,所以在这两个领域的认识论便受研究者的自然观左右。
量子物理的理论具有高度的辩证性质,“非此即彼”的形式 逻辑思维 已不足以解释量子物理实验中众多的“亦此亦彼”的现象,而一种新的逻辑 思维方式 可能是现代物理学取得进一步突破的关键。量子力学的情况,如果从我们通常的观念看来,是充满着矛盾和难以克服的困难,但量子力学却是以独特的数学结构卓越而合理地把握了它,要理解这种逻辑结构,唯有依靠辩证逻辑[7]。为了消除用经典语言描述微观客体行为时与量子力学结论相悖的因果异常,赖辛巴哈试图建立一种消除形式逻辑排中律的三值逻辑,这种新的逻辑形式揭示了用传统形式逻辑描述不确定现象时的困难[8],沿着赖辛巴哈的思路,有人进一步发展出应用抽象代数学中“格演算”工具,用基本联词“遇”与“接”来取代“与”和“或”,用以更好地描述量子领域中的“亦此亦彼”现象,并使这种量子逻辑可以用一种广义的命题演算工具表述[9],这新的逻辑思维方式,便是受自然观影响下科研工作者对世界的认识,它成为现代物理学取得进一步突破的关键。
关于自然观影响了科学家对世界的认识这个问题,玻尔对此有过非常重要的认识,他说:“由作用量子的存在规定了的客体与测量仪器之间的有限相互作用,引起了最后放弃因果性这一经典概念并激烈地修正我们对于物理实在问题的态度”[10]。由此可见,自然观影响了科学家对世界的认识,更教会了他们辩证地认识世界。
自从辩证唯物主义自然观出现之后,人类第一次具有了客观而辩证的思维体系,可以从本质上把握到科学发展的方向与领域,再也不会像前人那样因为思维和领域的局限性,在科学研究中面对不解问题时就归咎于神学和宗教。
3.2 自然观影响了研究者对自身的认识 新的自然观从普遍联系出发,强调人和自然是相互联系的相互影响的,现代物理学的发展,完全证实了这一思想。相对论中的相对性原理表明,认识事物的运动与选择的参照系有关,即与人的主体有关,在量子力学中,海森堡的“测不准”原理也表明,在对微观世界的认识中,不能把人的因素独立在微观世界之外,对于量子论中的观测问题,尤金.维格纳认为:意识无疑在触动波函数中担当了一个重要的角色。于是当人们还在为薛定谔那只倒霉的猫而争论不休的时候,维格纳又出来捅了一个更大的马蜂窝,就是所谓的“维格纳的朋友”[4]。
所以说,自然观无时无刻不在影响着研究者对自身的认识,而这种认识,又影响着研究者对待科学研究的态度,放弃因果性,也就使得实验检验成为一句空谈,因为当科学实验与科学理论发生矛盾时,并不能证明科学理论是错的,因为二者可以不服从因果关系。
3.3 自然观促进了科学研究方法的发展 科学研究的结果跟研究者所采取的方法有很大的关系,科学的发展总是与方法的更新与发展紧密相连,相辅相成的。例如近代物理学的诞生,就得益于伽利略、牛顿等人在研究方法上的大胆创造与革新,他们把观察、实验等经验方法与数学、逻辑等理论方法有机结合起来,甚至还发明新的数学工具――微积分[11]。本世纪初,相对论与量子力学的思想一经形成,就可以在19世纪下半叶新兴的数学分支中找到相应的数学工具,如非欧几何学、张量分析、线性代数等等,这些方法上的成就不仅大大促进了现代物理学的进展,而且具有重大的方法论意义,为以后物理学的发展起了巨大的示范作用。
现代物理学的发展历程清楚地表明:物理学每前进一步,都伴随着方法上的重大革新和改进,自然观的改变,仿佛打开了一道方法学上的大门,在科学研究中,科学的理论陈述和与之相应的数学、逻辑和形而上学陈述一起组成了这个整体的知识场,现代物理学的发展已更清楚地表现出了理论与方法之间这种联动的特征。
但随着现代物理学的进一步发展,数学手段已显得不够得力,例如:目前关于大统一理论的研究难以取得有效的突破,不管超弦还是M理论[4],它们都刚刚起步,还有更长的路要走,究竟是相对论与量子力学两者自身难以统一,需要建立一种能取代二者的新理论,还是缺乏必要的数学处理方法及研究方法?这是科学家们目前亟需解决的问题。
值得注意的是,自弦论以来,人们开始注意到,似乎量子论的结构才是更为基本的,在弦论里,必须首先引进量子论,然后才导出大尺度上的时空结构。人们开始认识到,也许“自小而大”才是根本的解释宇宙的方法[4]。如今大多数弦论家都认为,量子论在其中扮演了关键的角色,量子结构不用被改正,只有更进一步地依赖量子的力量,超弦才会有一个比较光明的未来。
3.4 自然观和科学研究的相互促进 人类从古代开始到现在,经历了原始神话、宗教“自然观”、古代朴素自然观、形而上学自然观,直到产生了辩证唯物主义自然观的现在,可以说,自然观和科学研究是一种相互促进、相互推动的关系。
近代以来,随着实验科学的兴起和数学方法的应用,自然科学从自然哲学中独立出来,成为探索自然的排头兵,哲学的研究重心也从本体论转向认识论,但自然哲学仍然是哲学的一个研究领域。就自然观而言,由于中世纪宗教神学的熏陶,逐渐形成了有关自然界的有序、统一、服从简单性原理等观念,这种自然观深刻影响了近代自然科学的思维,尤其是当自然科学进入新的领域、遇到新的问题时,科学家都要从这些观念出发寻求解决的途径。
4 结束语
无论是何种自然观,都是先植根于当时的科学与自然认识的大环境,再从中吸取养分,经过深刻地思考与提炼进而产生的,从这一点说,任何一种自然观在其刚诞生之时,都是促进当时科学等方面学科的发展的,现代物理学的建立和发展,无疑对当前人类的自然观产生了深刻的影响,而新的自然观不仅影响了人类对自身的认识、对世界的认识,也改变了人类从事科学研究的手段和方法,由此开始了自然科学发展的新纪元,21世纪的曙光,交织着人类对未来的希望,已经投射出东方的地平线。
参考文献:
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物理及自然科学教学的有效开展要求教师优化教学设计,使物理及自然科学的教学内容更加有趣和易于理解,从而激发学生的学习信心和兴趣,提高物理及自然科学教学的质量和效果。本文从三个方面阐述了在中等师范学校中开展中等师范有效物理及自然科学教学的方式。
一、风趣讲课,创设轻松的教学氛围
教师是物理及自然科学教学的主导者,教师的一言一语都会受到学生的关注。教师只有提高自身的语言运用能力,采取风趣的讲课方式,才能营造出良好的教学氛围,减少学生上课的紧张感,同时也可以提高教材讲解的效率。如在正式开始上课前,教师可以问学生:“同学们,从古至今有三个有名的苹果,你们知道是哪三个吗?”大多数学生都摇头,纷纷说不知道。教师趁机解释:“第一个苹果,被夏娃和亚当吃了;第二个苹果,砸在牛顿头上了;第三个苹果,就是苹果手机啊!我们现在没有苹果,但是可以看看牛顿被苹果砸了之后,为物理及自然科学做了什么贡献。”教师的讲话会让学生觉得很有趣,同时对物理及自然科学课堂也有了更多的期待。这时,教师就可以讲解教材内容了。教师风趣的讲课不仅可以创设轻松的教学氛围,而且可以增加学生对物理及自然科学的喜爱之情,这都有利于物理及自然科学教学的有效开展。
二、实验导入,激发学生的学习好奇心
好奇心能够驱使人们积极思考,通过努力获得答案,从而得到心理上的满足。因此,在中等师范物理及自然科学教学中,教师应把握学生的心理特点,通过实验导入激发学生的好奇心,引导学生努力思考和认真听课。如教师可以问学生:“同学们,不同物体下降时的速度一样吗?它们会同时落到地上吗?”学生一时难以肯定地回答教师的问题,于是教师就可以做一个实验,选取几种不同的物体在同一时间从相同的高度抛下,然后与学生一起观察实验结果。当实验结果与学生的认知发生冲突时,学生一定很想弄清楚原因,这时教师就可以引入教材内容,解决学生的疑问,帮助学生学习和理解教材内容。
三、鼓励学生自己动手,加强对课本知识的理解
物理及自然科学教学之所以让学生觉得很难,主要原因是学生缺乏实践,难以验证和深入地理解所学的知识。动手实践有利于学生巩固课本知识,也有助于学生在实践中发现问题、解决问题,从而加深他们对知识的理解。因此,在中等师范的物理及自然科学教学中,教师应当鼓励学生多自己动手。如在讲关于摩擦力的知识时,教师就可以鼓励学生动手,采用不同的物体做实验,通过自己的实践发现摩擦力的大小与什么有关,然后再根据教材内容的讲解验证自己的实验结果和猜想。亲自动手可以让学生充分参与到教学当中,不仅体现了学生的学习主体地位,而且发挥了学生的主观能动性。所以,在中等师范物理及自然科学的教学中,教师应多鼓励学生动手,从而提高学生学习的自信心,强化学生对教材内容的理解和掌握。
四、 总结
中等师范物理及自然科学教学的有效开展,对学生知识的增长和能力的提高都有重要意义。因此,在物理及自然科学教学中,教师应当运用风趣的语言授课,积极导入实验,鼓励学生多动手,从而降低教学难度,激发学生的学习主动性,促使教学的有效开展。
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自然科学杂志不是核心期刊影响因子。根据查询相关信息显示,《中文科技期刊数据库(文摘版)自然科学》简称《自然科学》是国家新闻出版广电总局2009年4月8日批准的国家级学术教育期刊。
分类: 教育/科学 >> 科学技术 问题描述: 我需要一些世界著名的自然科学杂志的名称,像《自然》,《科学》一类的。请高手们再给我提供一些这方面的资讯好吗?感激不尽!!! 解析: 网站请见参考资料 科技文献 《Science》杂志[英文] 美国自然科学权威杂志。 《Nature Asia》 Gateway to Nature's world of science。 中华医学网 中国生物医学资讯的门户网站。 《金卡工程》 具有权威、全面、真实等特点,可浏览过往杂志内容。 《Proceedings of the National Academy of Sciences》 [英文] 介绍美国国家科学院的科技进展。 Science Daily[英文] 科学技术在线杂志. 中国期刊网CERNET网站 中国知识基础设施工程之一。 复杂性研究文摘(中英文) 圣菲研究所“复杂性研究文摘”,全世界分美、德、中三处发布。 电镀与涂饰 (双月刊)1982年创刊 Academic press electronic journal library [英文] 学术出版社电子期刊图书馆 软件学报 报道国家自然科学基金等资助的研究项目,代表我国软件研究水平。 《暖通空调》 中国建筑科学类核心期刊。 西安交通大学学报 报道一般工程技术和数学、物理、化学等方面的科研成果 《natureasia/门》[英文] 全球网际网路杂志 提供电子商务,法规政策及网路世界探索等资讯。 《Journal of Theoretics》 [英文] 理论期刊。 消防技术与产品信息 杂志。 中国信息年鉴网 介绍反映我国信息化建设全貌的专业年刊-《中国信息年鉴》的基本情况。 中国科学 中国科学院主办、中国科学杂志社出版的自然科学专业性学术刊物。 深圳特区科技杂志社 深圳特区科技杂志社的网站,包括每期的最新资讯,热辣新闻等。 《管理信息系统》杂志社 现代化工 中国化工信息中心主办的公开发行的大型综合性化工科技刊物。 《Prometheus》[英文] 《Annual Reviews/年度评论》[英文] 《流体工程学》[英文] Journal of Fluides Engineering,美国著名的工科院校Virginia Tech主办。 大众科技报 大众科技报网络版。 中国期刊网汕头镜像站 提供近7000种学术期刊(全文或文摘),经济、商务、法律、科技。 工业计量杂志 网站设有全年刊物内容,广告服务,投稿须知,征订启示等内容。 Isis[英文] 科学基金杂志部 4种学术期刊和其他业务活动情况. 中国科学院科院刊 《Journal of Young Investigators》 [英文] 青年科学家期刊。 中国地质文摘 中文地学文献检索刊物。中国地质图书馆主办。 橡胶工业 以橡胶加工技术为主的综合性全国专业期刊。 北极科学考察(人民日报) 科技新潮网 Library of Congress Science Tracer Bullets[英文] 科技新闻大观 提供科技产业新闻,美国硅谷和台湾新竹高科技业厂商的信息。 《ChemPort》[英文] 华夏星火 《华夏星火》月刊由国家科技部主管,被誉为中国星火计划第一刊。 水利水电市场 介绍水利水电市场需求与政策法规。 中外产业科技杂志社 广东省办事处 专家理论指导,让科技界、产业界发展更快更健康,大型企业成功经验。 《科学月刊 》[繁体] 科学网际月刊,由台湾天下文化书坊维护。 《金卡工程》杂志社 中国卡业界获得国家科技部和新闻出版总署批准的国家科技核心期刊。 量测资讯双月刊[繁体] 发现者[繁体] 能源、资源与环境季刊[繁体] 砂石产业的现况与未来,海砂开采的经济效益分析等等。 新电子[繁体] 新电子杂志的站点。 3C领域介绍与成果季刊[繁体] 由工研院资讯服务中心制作。内有本杂志各期全文档。 ITRIToday[繁体] 工研院发行的线上英文学术季刊。 工业技术与资讯月刊[繁体] 内有产业研发系列报导,机械通讯产业透析等单元。 《技术评论》[英文] 该杂志注重于应用科学,强调解决问题的技巧和方法。