科学方法论系列讲座.ppt

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1、科学方法论系列讲座8、类比法什么是类比法在自然现象中可以看到许许多多类似的现象，如电路振荡系统与机械振荡系统、简谐运动与L-C振荡等。类比法就是在两类不同的事物或者事物的不同发展阶段之间进行对比，找出若干相同或相似点之后，推测在其他方面也可能存在相同或相似之处的一种思维方式。这方法的特点就它的逻辑过程来说，是从特殊到特殊，即把两个特殊事物进行类比；从思维方式的类型上说，是把抽象思维与形象思维相结合。它适用于那些目前尚缺乏足够的资料或研究基础，或者是事例太少无法进行归纳或演绎，因而无法遵循“从特殊到一般，再从一般到特殊”的完整逻辑过程的研究课题。例如，关于

2、火星上有无生命的问题，人们曾根据火星与地球之间有关生命形成的环境条件的某些相似来提出假说，就是运用类比法的一例。类比法的优点在于它的“触类旁通”的思维方法。无论在创造的理论方面还是在创制新的实验工具方面，类比法都能给我们很大的启发，为创造新的科学假说或实验设备提供重要的依据。就创立新理论而言，在科学史上有许多著名的假说就是运用此法而提出来的。例如，分子生物学中的遗传密码，便是1954年由物理学家伽莫夫把DNA上的四种碱基(a.t.c.g.)的排列顺序怎样决定着组成蛋白质的氨基酸的排列顺序这个问题，同通讯技术中的密码相类比而提出来的。又如，卢瑟福把微小的原

3、子和巨大的太阳系作类比，提出了著名的原子模型，正确地描绘了原子结构的基本轮廓，成为人类认识原子结构的相对真理。这些都是运用类比法的范例。在创造的实验工具方面，类比法可以把一个领域中的实验工具移用于另一个领域。有时甚至可以从生活中简单的器具得到启发，创造出复杂的实验工具。例如，现代实验物理学的最重要的实验工具之一，用来记录核子踪迹的实验装置“威尔逊云室”，就是威尔逊在沓维斯山看到一种云雾奇观受到启发而创造出来的。高能物理学中的液氢气泡室，就是格拉塞在酒馆看到啤酒瓶里冒气泡受到启发而创制出来的。由于类比法具有如上的优点，并在科学研究史中起过重大作用，千百年来

4、已为许多学者所重视。十七世纪天文学家开普勒曾经推崇类比法是自己“最好的教师”。康德在《宇宙发现概论》中说：“每当理智缺乏可靠论证的思想时，类比这个方法往往指引我们前进”。黑格尔也认为：“类推的方法很应份地在经验科学里占很高的地位，而且科学家也曾依这种推论方式获得很重要的结果”。类比是从人们已经掌握了的事物的属性，推测被正在研究中的事物的属性，所以类比的结果是猜测性的，不一定可靠。这是类比法的缺点，但也是它的优点。正因为这个特点，使它具有发现的功能，成为创造性思维的重要方法。请看下面的例子：例1热力学第一定律十八世纪蒸汽机的发明为人类提供了驱动机器的巨大动

5、力，导致了欧洲的工业革命。然而，蒸汽机需要大量的煤作燃料。当时有不少人幻想发明一种不消耗燃料的机器—（第一类）永动机，但是所有制造永动机的企图都失败了。为什么第一类永动机制造不出来？为什么只有对机器提供热量，它才能对外作功？与力学中的动能和势能相类比，人们开始猜想功和热可能有某种共同的性质，它们的总数不能无中生有，而是要满足一个类似与机械能守恒那样的定律。经过长时间的实验，英国科学家焦耳精确地测定了热功当量，证明了功和热都是能量变化的表现形式。在此基础上建立起了一般的能量守恒定律，即热力学第一定律。例2控制论的创立第二次世界大战期间，数学家诺伯特·维纳在

6、美国军事科研机构中研究预测理论以及防空火力控制系统的预测装置，他把火炮自动打飞机的动作与人追动物的狩猎行为进行了类比。通过认真分析，他发现在人追动物的狩猎过程中，人能够根据动物的逃跑信息不断地调整自己的追捕行为，从而得到了重要的“反馈”概念，为他创立控制论奠定了基础。移植与类比在科学研究中，往往能够将一个或几个学科领域中的理论和行之有效的研究方法、研究手段移用到其他领域当中去，为解决其他学科领域中存在的疑难问题提供启发和帮助。这是由于自然界各种运动形式之间的相互联系与相互统一，决定了各门自然科学之间的相互影响与相互渗透。移植的特点是把问题的关键与已有的规

7、律和原理联系起来，与既存的事实联系起来，从而构成一个新的模型或深掘其本质的概念与思想。类比法就是一种典型的移植方法。