科学技术与自然辩证法

科学技术与自然辩证法（精选8篇）

科学技术与自然辩证法 篇1

自然辩证法是研究自然界和科学技术发展一般规律、人类认识自然和改造自然一般方法、以及科学技术在社会发展中的作用的科学，它是马克思主义哲学的重要组成部分，是对于人类认识自然和改造自然的成果与活动进行哲学概括与总结的产物。自然界发展和科学技术发展的一般规律、人类认识和改造自然的一般方法以及科学技术在社会发展中的作用。是一门自然科学、社会科学与思维科学相交叉的哲学性质的学科。它从自然观、认识论、方法论与价值论方面，研究科学技术及其与社会的关系，是科学技术研究的思想理论基础。

任何自然科学的研究总是在一定的自然观和方法论指导下进行的。自然辩证法研究的是自然界的普遍规律，而自然科学研究的是自然界各领域的具体规律。普遍规律寓于特殊规律之中，掌握普遍规律，就可以更加客观的、全面的认识特殊规律，避免主观性和片面性。自然辩证法的原理是直接从科学技术领域总结、概括出来的，它有助于自然科学工作者通过自己的专业更深刻的了解物质世界的辩证发展过程，掌握科学的世界观和方法论。

此外，在科学研究中，如何从复杂的现象中抓住本质，如何从现象的变化中觉察事物的发展规律，如何处理好偶然与必然、共性与个性的关系，都要求有一个辩证思维的头脑。恩格斯曾指出：“一个民族想要站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。”20世纪初开始的现代科学技术革命，使科学由收集归纳材料、逻辑整理材料，进入到在对经验材料总结的基础上进行概念创造的阶段；科学各个领域知识的相互联系和渗透日益加强；技术也日益科学化、理论化，因此，更需要理论思维。科技工作者提高自己的理论思维能力的最好手段就是学习哲学。哲学是从总体上教导人们善于处理和驾驭自己同外部世界的关系的学问。因此，辩证法对今天的自然科学来说是最重要的思维方式。学习自然辩证法，掌握辩证思维方式虽然不能代替具体的科学研究和技术工作，但是能够在自然观上、在科技发展的规律上、在科技方法论上，帮助科技工作者提高科研水平和创新能力，使其能动性和创造性得到充分的发挥，从而在本专业上取得一流的成就。

恩格斯在《路德维希费尔 巴哈和德国古典哲学的终结》一书中有一段著名的论断 ：甚至随着自然科学领域中每一个划时代的发现，唯物主义也必然要改变自己的形式。这一论断，是对以往哲学和自然科学发展史的深刻总结，凝结了恩格斯对自然科学发展引起哲学形式改变的悉心研究。

自然科学的发展引起唯物主义形式的改变，是自然科学推动哲学发展的必然结果。唯物主义在其发展历程中大体上经历了三种历史形态：朴素唯物主义、形而上学唯物主义和马克思主义的辩证唯物主义和历史唯物主义。这三种形态的相继出现，都包含着当时的自然科学发展对哲学的重要作用。古代朴素唯物主义的产生是古代萌芽状态的自然科学的哲学表现。在古代，人们对自然界的认识处于整体直观阶段，影响着古代唯物主义形式的确立，使其具有明显的朴素、直观的特点。哥白尼的伟大发现划破了中世纪的漫长夜空，使近代自然科学挣脱宗教神学的束缚，开辟了独立发展的道路。18世纪末，牛顿系创立了经典力学的理论体系。使得机械唯物主义理所当然地取代了朴素唯物主义。而由于自然科学的其他部门还不够发展，自然科学的整体发展还不足以描述自然界的辩证图景，因而唯物主义只能停留在形而上学的水平上。马克思主义的辩证唯物主义和历史唯物主义也是当时自然科学发展的产物。18世纪末到19世纪中，细胞学说、能量守恒与转化定律、达尔 文生物进化论的问世，以十分丰富的材料揭示了自然界的普遍联系和发展变化，从而动摇了过去那种机械的、割断历史看问题的形而上学观点。这样，在哲学领域内，形而上学的丧钟就敲响了。总结这时自然科学发展的伟大成就，马克思恩格斯创立了自己的唯物主义哲学。回顾历史不难看出，唯物主义发展的历史，是一部自然 科学发展的追踪史，从内容到形式都打着那个时代自然科学发展状况的印记。

自然科学的发展引起唯物主义哲学形成的改变，恩格斯概括19世 纪自然科学三大发现这些带头学科中的精华，从中提炼出物质范畴，指出实物、物质无非是各种实物的总和，而这个概念就是从这一总和中抽象出来的。其他哲学概念和范畴也是如此。科学实验和研究方法的改变，也会使哲学产生相应的改变。自然科学的研究方法是哲学方法的重要来源，同时也是哲学理论的重要来源。因为唯物主义哲学的理论、观点是通过一定的研究获得的，是认识的结果，它必然要反映和体现研究方法的特点。总之，唯物主义哲学随着自然科学划时代发现改变自己形式的论断，是恩格斯在总结科学史、哲学史基础上概括出来的哲学发展的重要规律，对于我们正确处理哲学与自然科学的关系具有重要的指导意义。既然科学的发展引起唯物主义形式的改变是唯物主义哲学发展的普遍规律，那么当然也适合于马克思主义哲学。马克思主义哲学必然要随着自然科学划时代的进步而改变自己的形式。但是必须指出，经过科学发展而改变了的马克思主义哲学，不可能丧失其唯物论、辩证法的实质。因为现代自然科学的每一项成果都证实着而不是否定着唯物论、辩证法的基本原理。20世纪自然科学描绘的崭新的世界图景，不仅证实着世界的物质统一性，而且证实着世界运动发展的辩证性。随着现代自然科学的进步，人类将越来越深刻地揭示出现实世界的客观实在性和辩证发展的本性，而决不会相反。现代科学的事实证实着唯物论和辩证法，而马克思主义哲学的精髓就是唯物论和辩证法的基本原则，那么，必然的结论是：科学的事实证实着马克思主义哲学。这就是建立在对物 质和精神关系特定理解上的一般世界观，就是从客观存在的事实中引出自己的思想和观点的理论体系。唯物主义的具体形式是由特定的 社会历史条件和自然科学的发展所决定的，而唯物主义的实质则被世世代代的自然科学所证实。

科学技术与自然辩证法 篇2

一科学与自然哲学具有共同的起源、目的、本质和研究对象

我们今天的科学是从文艺复兴后诞生的近代科学逐渐发展而来的, 它一开始是以古希腊的自然哲学的复归形式出现的, 因此现代科学的前身是古希腊的自然哲学, 或者说, 现代科学起源于古希腊的自然哲学。诸如原子说、四根说、种子说等关于宇宙构成学说和对时间、空间、运动等概念的早期定义同时出现在哲学史和科学史的著作中这一事实就足以说明这一点。牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中讨论的几乎全都是科学问题, 诸如对质量、力、加速度等概念的定义, 力学三定律以及万有引力定律及其应用, 对潮汐现象的解释等等。这就是说, 直到17世纪末, 西方人仍然把科学看作是一种自然哲学。

“求知是人类的本性。”[1]古代人由于经验和知识都非常贫乏, 因而对周围的种种自然现象感到非常惊异和迷惑不解, 为了摆脱这种无知的状态, 人们就凭自己天生的直觉和思辨能力从总体上对自然现象进行解释, 这种对自然现象存在、产生和变化原因的猜测及其总体解释就是早期的自然哲学。比如说, 自然界中的各种事物, 江河湖海、高山峡谷、花草鱼虫、飞禽走兽、日月星辰等等是从何而来的?自然界中的各种事物和现象之间是相互联系、相互影响的吗?自然界是发展变化的吗?自然界是统一的吗?等等。古代许多科学家或哲学家都根据理性猜测提出了各自的解释, 我们把这类对自然界总体的、抽象的、思辨的解释叫做对自然现象的第一类解释。

但是, 人类求知的本性使它并不满足于对自然现象的总体解释, 而总是力图对自然现象的各个方面、各个部分和各个层次进行分门别类的、具体的、精确的解释, 于是科学的诞生就成为可能。比如说, 木头为什么会浮在水面上, 而石头为什么会沉到水底?太阳为什么每天从东方升起至西方落下?气候变化为什么每经过大约365天就会重复一次?为什么石头下落的速度比鸡毛、树叶、灰尘下落的速度快?等等。古代许多科学家和哲学家也都根据理性猜测提出了各自的解释, 我们把这类对自然界的分门别类的、具体的、精确的解释叫做对自然现象的第二类解释。

不过, 古代人无论对自然现象进行总体的、抽象的解释, 还是分门别类的、具体的解释, 所采用的方法都是直观和思辨, 一般情况下都无法在人类经验范围内得到严格检验。而且, 通常对自然现象的总体的、抽象的解释和对自然现象的分门别类的、具体的解释之间是相互渗透、相互交织在一起的, 根本不存在一条泾渭分明的界线, 所以, 古代的自然哲学和科学通常也都是相互渗透、相互交织在一起的, 人们很难把它们严格区分开。或者说, 作为分门别类的、具体的自然知识的科学, 一开始就是以一种潜在的形式被包容在作为总体的、抽象的自然知识的自然哲学体系中的。

不难看出, 在古代科学与自然哲学之所以同为一家, 是因为它们具有共同的起源, 即都起源于人类对自然界的惊异、好奇和试图揭示自然之谜的强烈欲望;是因为它们具有共同的目的, 即都是为了摆脱对自然界的愚昧无知, 都是为了认识自然界;是因为它们具有共同的本质——对自然现象为什么会如此产生的理性猜测和解释;是因为它们具有共同的研究对象——自然界。而且, 在古代科学和自然哲学还具有共同的研究方法——直觉、思辨。因此, 在古代科学和自然哲学之所以同为一家, 是由它们自身的性质所决定的, 是必然的。

二科学从自然哲学体系中独立出来的根本原因———实验方法的诞生

尽管在古代社会由于科学和自然哲学具有共同的起源、共同的目的、共同的本质、共同的研究方法和共同的研究对象, 因此人们不能把它们截然分开, 但科学毕竟是对自然现象分门别类的、具体的解释, 所以从本质上讲它完全可以在人类经验范围内得到严格检验, 而自然哲学作为对自然界总体的、抽象的解释, 从本质上讲它压根儿就不可能在人类经验范围内得到严格检验, 因为人类经验作为感性知识是分门别类的、具体的、个别的, 不存在总体的、抽象的经验。实际上, 自然哲学主要是关于宇宙的本体学说, 是形而上学 (metaphysics) , 它永远无法得到经验的证实或证伪。比如, 我们永远不可能用通过观察或实验而获得的经验对世界是物质的还是精神的, 世界的本原究竟是“数”、“理念”、“逻各斯”还是“道”, 世界究竟是简单的还是复杂的, 世界究竟是统一的还是多元的等形而上的知识, 作出最终判断。

然而, 就对自然现象分门别类的、具体的第二类解释而言, 情况就完全不同。由于这类解释实质上是对自然现象某个方面、某个部分、某个层次、某个类型的具体的、特殊的、个别的解释, 因而这种解释是否符合事实可以通过人类的经验加以严格检验, 因为人类经验都是具体的、个别的, 所以它可以与人们对有关自然现象的解释之间对应起来。比如, 阿基米德猜测, 木头之所以不沉到水底, 是因为水对木头有向上的浮力。既然水对浸没在其中的物体都有向上的浮力, 那么其他液体肯定也有这种力。这种浮力的大小究竟如何呢?阿基米德进一步猜测, 浮力的大小应当等于排开液体的重量。这样一来, 就非常简洁明了地解释了为什么木头会浮在水面, 而石头会沉到水底这类自然现象了。那么, 阿基米德的这种猜测或解释是否成立呢?是否正确呢?很显然, 我们只要做简单的实验, 就可以根据其结果 (人类所获得的经验) 对之进行评判。今天, 我们之所以把阿基米德浮力定律看作是科学, 就是由于它已经千百次地被人类经验所证实。

但人们也许会问, 既然自然哲学作为有关宇宙本体的学说, 作为对自然界总体和抽象的解释, 作为形而上的知识, 在人类的经验范围内永远不可能得到检验;而科学作为对自然现象分门别类的、具体的解释, 作为形而下的知识, 完全可以在人类经验范围内得到严格检验, 那么这两类解释或知识应当在一开始就可以区分开, 为什么在古代社会它们却无法截然分开呢?这是我们必须要回答的一个重要问题。

我们知道, 对科学而言, 人类经验可以通过两种方法获得——观察和实验。在古代社会系统的实验方法还未诞生, 人类只能通过观察方法获得经验。而观察是在天然条件下进行的, 用这种方法获得经验要受到许多因素的影响和制约。首先, 天然的自然现象是在综合因素的作用下产生的, 其中有些因素是主要的、必然的、本质的, 而有些因素则是次要的、偶然的、非本质的, 这些因素相互交织在一起, 使人们根本分不清哪些是主要的、必然的、本质的因素, 哪些是次要的、偶然的、非本质的因素。这样一来, 人们获得的经验很可能是错误的。例如, 在日常生活中我们通过观察发现, 石头、砖头等较重的物体在空中下落得快, 而树叶、灰尘、鸡毛等较轻的物体在空中下落得慢, 于是人们很自然地得到一个经验:物体下落的速度与重量密切相关。亚里士多德甚至猜测, 物体下落的速度与其重量成正比。再如, 在日常生活中我们通过观察发现, 要维持一个物体的运动状态, 必须施加力, 一旦力撤去, 该物体就会逐渐趋于静止, 因此亚里士多德猜测, 力是维持物体运动的原因。

其次, 天然的自然现象由于受到诸多自然条件的限制, 尤其是许多自然现象只有在像超高温、超低温、超真空、强电磁场等极端情况下才出现, 而这样的极端情况在自然界中是不具备的, 因此, 有许多重要的自然现象在自然界中是极少或根本不会出现的。这样, 人类就永远不可能获得有关经验。比如, 住在赤道附近的人们也许永远不知道水还能变为固态的冰;人们不知道地球在自转, 并绕太阳公转;更不知道导体在极低温时会出现超导现象等等。

再次, 天然的自然现象的出现受到种种偶然因素的影响, 一般都没有系统性和规则性, 因而人们获得的经验也没有系统性。

所以, 在古代社会人们要想仅仅通过观察, 尤其是仅仅通过人的感官而不使用仪器完成的直接观察所获得的经验对第二类解释进行严格检验, 几乎是不可能的。既然第二类解释在绝大多数情况下同样不可能得到人类经验的严格检验, 那么它与第一类解释在被人们承认或接受方面就没有什么本质差异。这就意味着, 在古代社会, 科学和自然哲学不仅在研究目的、方法、对象、本质特征等方面是相同的, 而且更重要的是它们作为人们对自然界的解释体系都难以被人类经验严格检验。因此, 我们实在拿不出一个确定的标准把古代的科学和自然哲学严格区分开。像阿基米德的静力学、托勒密的地心说等也只属于个别现象, 它们远没有成为人类的独立知识体系, 或者说, 它们只能算作近代意义上的科学的萌芽。

根据以上讨论, 我们已经弄清楚, 只要人类能够对第二类解释进行严格检验, 那么就可以把科学与自然哲学区分开。这样一来, 问题就变成, 人类如何才能获得合适的、精确的经验对第二类解释进行严格检验?不言而喻, 运用实验方法可以使人类获得这样的经验。

最早认识到实验方法对检验自然知识的重要性的人是哲学家R·培根, 他一生中进行过许多物理学、化学, 尤其是光学实验, 提出过许多有价值的科学设想。“他清晰了解只有实验方法才能给科学以确实性。”[2]R·培根不愧是实验方法的先驱。

对实验方法的创立, 并把它应用于检验科学知识作出巨大贡献的人无疑是伽利略。伽利略有目的、有意识地创立了系统的实验方法, 并应用它论证了斜面、落体运动的规律, 从而奠定了动力学基础。从此以后, 实验方法和逻辑推理方法 (包括数学方法) 就和谐地结合在一起, 形成了一套完整的行之有效的科学研究方法, 使科学知识能够在人类经验范围内得到严格检验, 从而最终推动了近代科学从自然哲学母体中分化出来, 走上了独立发展的道路。正如伽利略自己所说:“我们可以说, 大门已经向新方法打开, 这种将带来大量奇妙成果的新方法, 在未来的年代里定会博得许多人的重视。”[3]伽利略所倡导的科学研究方法大致如下:

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如果说伽利略的功绩在于发明创造了系统的实验方法, 那么F·培根的功绩则在于不遗余力地宣传实验方法对科学研究的重要性, 从而为实验方法的推广和普及作出了不可磨灭的贡献。他指出:“一切比较真实的对于自然的解释, 乃是由适当的论证和实验得到的, 感觉所决定的只接触到实验, 而实验所决定的则接触到自然和事物本身。”[4]他把人类经验分为两类:一类是自然发生的, 叫偶然事件;另一类是有意去寻找的, 就叫实验。F·培根认为后者比前者更重要。为了与亚里士多德极力主张的通过“演绎-推理”获得真理的方法《工具论》相区别, 他把自己所极力倡导的通过“实验-归纳”获得真理的方法叫《新工具》。为什么F·培根认为实验方法可以使人们获得合适的、精确的经验, 而且事实上正是由于实验方法的诞生才真正促进了近代科学从自然哲学体系中分离出来, 走上独立发展的道路呢?这是我们必须讨论的又一重要问题。

实验方法的本质在于它是人们根据一定的研究目的, 运用适当的物质手段 (科学仪器和设备) , 人为地控制模拟或创造自然现象, 使之以简单、纯粹、典型、精确、系统、显著的形式表现出来, 从而获取人类经验的方法。由于这样的经验具有典型性、精确性、系统性、定向性, 所以它可以对第二类解释进行严格检验, 从而使近代科学成为所谓的“实证科学”, 并完全脱离作为“形而上学” (metaphysics) 的自然哲学体系。具体来看, 实验方法的主要特点或优点表现在以下几个方面:

第一, 实验可以简化和纯化自然现象, 使之以“纯粹的”形式显现出来。天然的自然现象通常是非常复杂的, 各种因素都相互交织在一起, 这样人们就很难分清哪些是偶然的、次要的因素, 哪些是必然的、主要的因素, 所以也很难真正搞清楚各种因素之间的关系。而实验方法可以用人工手段根据研究目的, 突出主要因素、必然因素, 排除次要因素、偶然因素和外界影响的干扰, 使人们需要认识的某种属性或关系在简化、纯化的状态下显现出来。例如, 使用抽气机抽去封闭玻璃管中的空气, 从而排除了空气阻力的影响后, 我们会发现羽毛和铁块下落速度一样快, 这样就可以很容易地验证伽利略关于“所有物体下落速度都一样, 与其重量无关”的猜测, 同时也证明了亚里士多德关于“物体下落的速度与其重量成正比”的猜测是错误的。

第二, 实验可以强化自然现象, 使之处于极端状态, 从而产生天然条件下不可能出现的自然现象。一般说来, 人类可以直接观察到的自然现象都不会处于极端状态, 因为自然界本身通常不会出现极端状态。但是, 事物的许多性质、许多特征只有在某种极端的状态下才显现出来, 而且这些在极端状态下才显现出来的事物的性质或特征对科学研究 (人类认识自然界) 而言具有非常重要的价值和意义。通过实验方法, 人们可以创造出自然界中通常不可能出现的特殊、极端的条件, 如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强电场和磁场、超纯物质、过饱和气体等等, 以发现事物在这些极端状态下的性质和特征, 从而使人们获得“极端的”经验。例如, 在通常情况下物质只有三种状态:固、液、气态。但在超高温条件下, 物质会处于由离子、电子及未经电离的中性粒子组成的“等离子体”态, 它与气体有非常不同的物理性质。很显然, 如果得不到这些重要的科学事实或经验, 将非常不利于对自然界进行深入研究和对有关科学假说的严格检验。

第三, 实验可以延缓、加速或再现自然过程, 从而使人们获得“人造的”经验。自然界中有许多现象对人类的认识而言, 其过程的变化不是太慢, 就是太快, 有些现象甚至出现过一次就再也不会重复, 这样一来, 就给人类研究自然界和检验有关科学假说造成极大困难。要克服这一难题, 人们可以根据研究目的的需要, 在实验室中通过人为的控制方法加速、延缓或再现所要研究的自然过程, 从而获得相关的可靠信息。比如, 人们为了研究地球气象的变化, 可以进行大气环流模拟实验, 它可以将距地面几万米的整个大气层的运动在实验室中模拟出来。大气环流模拟平台, 每半小时左右转一圈就能模拟一天气候的变化, 三个小时可以模拟一年气候的变化。

此外, 实验方法还可以根据研究的需要, 不受时间、空间和其他客观环境因素的限制获得系统的实验数据, 使人们获得系统的经验等等。

所以说, 实验方法不仅可以根据人们的需要创造出检验第二类解释 (科学假说) 的经验事实, 还可以创造出天然自然界中不出现或极少出现的自然现象供人们进行更广泛的科学研究, 即可以为人们提供数量更多、质量更高的经验事实作为科学研究的第一手感性材料。前者通常叫验证性实验, 后者通常叫探索性实验。这就意味着, 有了验证性和探索性实验, 人类不仅可以对第二类解释进行严格检验, 使之成为“实证知识”, 从而把它与作为“形而上学”的自然哲学区分开, 而且还可以获得更纯粹、更精确、更系统、更典型、更专业的经验事实供人们更有效地进行科学研究, 从而促进科学事业的发展。这样一来, 科学 (实证知识) 终于从自然哲学 (形而上学) 体系中分化出来, 成为人类的独立知识体系或知识领域。

三结论和推论

通过以上讨论我们终于弄明白, 之所以在古代科学与自然哲学是一家, 是因为它们不仅有共同的起源、目的、本质、研究方法和研究对象, 而且在绝大多数情况下, 它们作为人类对自然界的知识体系都无法通过观察获得的经验事实对其进行严格检验, 所以人们实在拿不出一个客观有效的标准把它们两者截然区分开;之所以经过文艺复兴运动科学从自然哲学体系中分化出来, 与之分道扬镳, 成为人类独立的知识体系, 是因为实验方法诞生后, 人们可以获得纯粹、系统、典型、精确、专业的经验事实, 用这些经验事实不仅可以对关于自然界的分门别类的、具体的第二类解释进行严格检验, 使之成为“实证知识”, 而且还可以为人们进行科学研究提供更丰富、更有效的经验材料。所以说, 实验方法是促进近代科学诞生的关键因素。

据此, 我们可以作出如下推论:

1.科学与自然哲学、文化是三位一体的。既然科学与自然哲学具有共同的起源、目的、本质和研究对象, 它们之间的区别仅在于前者是“实证知识”, 后者属于“形而上学”, 因此我们可以把科学看作是自然哲学的延伸, 看作是能够被人类经验严格检验的自然哲学;而把自然哲学看作是科学的“母体”, 看作是无法得到人类经验严格检验的科学。从这个意义上讲, “科学与哲学两个领域的划分是很不容易的事。”[5]这就意味着, 科学和自然哲学一样也是多元的, 在不同的自然哲学基质上会诞生出不同的科学形态。而且, 哲学是文化的核心, 因此科学同样也不可避免地打上文化的烙印, 携带着明显的文化特色。比如, 中西方的自然哲学具有显著差异, 属于不同形态的自然哲学, 所以中西方在科学方面也存在重大差异:中医学与西医学, 中国的天文学说浑天说、宣夜说、盖天说与西方的天文学说地心说、日心说等就明显不同, 它们各自都与其相应的文化基因非常吻合。

2.科学能够被经验严格检验, 故有对错之分;自然哲学不能被经验严格检验, 故没有对错之分。人类对客观知识的检验只有两种方法:逻辑分析和经验对照。前者检验客观知识作为解释体系或理论体系, 其内部必须具有逻辑自洽性, 即不能出现悖论, 或者说, 要能够自圆其说;后者检验客观知识作为对客观现象为什么如此出现的解释体系 (不是对客观现象的记录或描述) 是否正确, 即类似于“实践是检验真理的标准”的说法。因此, 科学和自然哲学作为人类对自然界的解释体系, 作为对自然界的看法 (即自然观) , 它们之间的一个重大差异是, 科学作为理论体系不仅要能够自圆其说, 而且要接受经验的检验, 即科学必然有对与错之分;而自然哲学作为理论体系只要能够自圆其说就行, 由于经验无法对之进行严格检验, 所以它们永远没有对与错之分, 永远是“公说公有理, 婆说婆有理”。读者如果不信, 请举一两个反例来。笔者发现, 每一个哲学家几乎都有自己的自然哲学理论, 但实在不知道哪一个是正确的, 哪一个是错误的, 因为没法判别。如果读者诸君有人知道如何判别自然哲学理论的对与错, 请无论如何告诉大家。这样, 大家就可以把主要精力放在学习“正确的”理论上, 而不必把有限的精力放在学习“错误的”理论上了。

3.科学创新实质上是思想创新或哲学创新或文化创新。中国的科学创新能力差几乎是一个不争的事实, 那么这背后的原因究竟是什么呢?许多人从不同角度进行了分析, 有人认为是由于中国科技体制上有缺陷, 有人认为是由于评价标准有问题, 有人认为是由于中国科学工作者学风浮躁, 有人认为是由于中国教育上存在弊端等等。其实, 所有这些“原因”都不是真正的原因, 从本质上讲, 这些“原因”都是结果, 是人的思想观念的结果, 是文化的结果, 因为人及其整个社会都是文化的产物。文化的核心是哲学, 因为哲学最集中、最鲜明地体现了一个民族的思维方式、价值观、信仰信念等特定思想观念。科学作为自然哲学的延伸, 作为人们认识探索自然界的知识体系, 属于思想观念, 几乎在所有方面都显现出了它的文化特色。所以说, 爱因斯坦的相对论以及大爆炸宇宙假说、混沌理论等, 都属于哲学思想的创新。因此, 我们要想在 (西方) 科学上取得重大创新成果, 就必须具有与之相协调的哲学思想和文化基因, 而要做到这一点, 我们就必须首先彻底解放思想 (而不是进一步解放思想) , 尊重和保护思想自由, 让各种思想都能得到自由发展。

参考文献

[1]亚里士多德.形而上学[M].吴寿彭, 译.北京:商务印书馆, 1959:1.

[2] (英) 丹皮尔.科学史[M].李珩, 译.北京:商务印书馆, 1975:146.

[3]郭奕玲.物理学史[M].北京:清华大学出版社, 1993:19-20.

[4]张志伟.西方哲学史[M].北京:中国人民大学出版社, 2002:355.

自然与科学 篇3

实践出真知

说起国家保护动物，你的脑海中有没有立刻浮现出肥嘟嘟黑眼圈大熊猫的憨傻萌态？国家保护动物还多着呢。来自重庆南开中学的陈泓字与陈希睿同学告诉你：现处于濒危保护状态的胭脂鱼就属于国家二级保护动物。这两位同学在重庆市物种资源基础数据库中查询到胭脂鱼的基本信息，将它正式确定为自己在“环球自然日”活动中课题报送内容的主角。

资料搜集通常是课题研究的第一环。当然，要研究《胭脂鱼的逆袭》并非在网络上查一查资料就可以轻松搞定，毕竟如今带着欺骗性质的网络谣言一波盖过一波，确定它们的真实性便成为了资料搜集环节中必做并相当耗时的一项内容。

除了理论知识，实践经验通常更加振奋人心，并且能够得到不一样的收获。当陈泓宇同学来到江边调研的时候，碰巧看见一餐馆老板正在捕猎胭脂鱼。他赶紧抓住机会和老板攀谈攀谈，询问一下老板在“靠水吃水”的环境下对胭脂鱼是否有足够的了解。结果不出所料，老板并不知道胭脂鱼其实是国家二级保护动物，不应该进行捕食。所以在告别老板之前，陈同学必须得对其进行一番教育：保护国家保护动物人人有责，请老板叔叔手下留情，放了这条可怜的鱼儿吧。

仅仅来源于饭店老板的单方资料未免太过片面，于是再做个走街串巷的问卷小调查吧！既然是突击访问，就不是每一位路人或食客都会买账的。有的以为这小孩是在玩行为艺术，有的则一副事不关己的模样，躲得远远的。大多数人都还一脸质疑的表情呢。世上无难事，只怕有心人。在遭遇了被拒绝的苦涩滋味之后，陈泓宇还是不断地发放问卷并进行耐心解释，任务总算是圆满完成了。而这个经历对还稚气未脱的他来说，将成为非常宝贵的社会经验。这些通过实践得出的数据，也因为是独家而显得宝贵了！陈希睿同学此刻也没闲着，在家的研究就包在他身上了。最终的成绩都是两人一起付出汗水后得到的成果。

经历过整个独立研究过程，两位同学对科学都有了自己的独特认知。陈希睿说：“以前觉得科学就是发明创造，过于空洞与遥远，通过这次‘环球自然日’活动，我明白了科学其实是一些具体化的研究，人人都可以接触到它。”陈泓宇则表示自己将坚持对化学的一贯热情，并希望在将来的人生道路上能够参与到这个学科相关内容的研究当中去。

完美搭档

在城市覆盖范围日益扩大的情况下，野生鸟类本身就不多见，更别提生长、繁殖在高原的鹤类了。来自西南大学附属中学的李欣蔚与游航两位同学最初也并不了解黑颈鹤这个物种，从种群保护这个永恒的主题出发，他们经过几次筛选，从中华鲟、白鹈鹕一路寻到了这种易危候鸟，并开始了《“高原仙子”黑颈鹤的伟大迁徙》这一课题活动准备。即将跨入初三年级的小伙伴们可一点也不闲，他俩哪儿来那么多时间做课题研究呢？好在他们成绩优异，在快速完成作业并复习好功课之后，每到晚自习的后半部分才能如约光临指导老师的办公室，一头扎进黑颈鹤的鸟类世界里。

两位同学都受到了来自家庭的深远影响，李欣蔚同学的父母都是生物老师，而游航同学的父亲也是一位理科教师，在平时的学习与课题研究上都受到了父母给予的巨大帮助。在种群保护的问题上，他们就受到了李欣蔚父亲的提点：种群保护不仅仅需要落脚到周围居民对它们的保护上，还应该从社会角度出发，建立种群繁殖基地。这使他们顿时感受到了知识的极大延展性。

在这一组参赛选手中，团队协作精神在他们身上表现得尤为突出，对于搜集资料、制作展板、知识答辩等工作，他们从不推诿，谁累了就休息一下，另一名队员立刻顶上或者直接进行工作交换。在平时的交流当中，脑袋里不时就会迸发出智慧的火花。想到一些重要的知识或注意事项，他们会赶紧商量，并将它记录下来，作为展板内容中的一个小细节。颇有主见的李欣蔚与踏实憨厚的游航其实并不在同一个班级，他们因为这个研究课题开始了第一次合作，在保持各自鲜明性格特点的情况下，分工明确，配合默契。

科学的定义在这两位同学眼中囊括了小到蚂蚁，大到宇宙的整个范围，人类可以自己去探索想探索的。做有意义的事，这是他们为自己定下的目标。

结语

别以为“重在参与”只是随便应付的话，在参与中你可以得到思维的锻炼，得到动手能力的提高，可以收获友谊，可以改善自己的学习态度……“环球自然日”的根本宗旨是推动青少年对于自然科学的学习热情，培养青少年对于自然科学的探索创新、坚持真理、冷静求实、坚韧不拔的理性精神，让更多优秀人才脱颖而出；通过参赛团队结对的方式，提高自然科学辅导员队伍的科学素质和技能，推进科普事业的普及与发展。同学们，只要你主动学习、亲自实践、积极创造，就能踏上自然科学的学习道路，并探索到科学的真谛。

当探索科学成为了你生活中的乐趣和习惯，得奖什么的，反倒成了收获中最不重要的一项。

科学与自然的关系 篇4

科学是什么？是人类用来改造世界，发展社会阶段的一种手段。科学让我们有了车，有了房，有了电，一切自然不能“自我”形成，而必须通过人类某种手段形成的东西，都是人类的科学技术。

自然又是什么？自然是一棵树，一束花，一片云，以及我们脚下所踩的大地。人也是自然的一部分，同理，那么人类发明的科学也是自然的一部分。

科学离不开自然，科学是顺承着自然规律发展，从而进步改造自然规律。比如车得轱辘是圆的，自然规律是圆的转的快，要比方形更适合转动，人类运用了这一自然规律，发明了车，车得轱辘就是圆的而不是方的。

自然为科学提供环境。任意一种科学可以说都要借助于自然。科学实验也好，生活用品也罢，都要从自然中寻找材料，甚至于寻找灵感。木材，木炭，石头，铁矿，一切的一切，都是从自然中取到的。

可是随着时代发展，社会进步，人类又在用科学破坏着自然。

我们可以把科学与自然的关系分成三个阶段：依靠自然，改造自然，征服自然。其中依靠自然，比如原始社会要钻木取火，借助洞穴居住。改造自然，比如开垦荒地，变废为宝等。而征服自然，是由于人类的野心。由于是地球上唯一的高智商动物，人类长期处于食物链顶端，由于科学技术的运用以及对工具的依赖性，已经使人们忘却了自然的威力，自然的重要性。

科学技术让我们有了电，这是自然不能给予的，但是电厂长期的废水废气排放，已经造成了水、空气的污染，影响了自然环境。最典型的例子就是第一次工业革命时期，英国泰晤士河的污染，废水横流；工厂的废气排放加重了伦敦上空的大气层，使伦敦成为名副其实的“雾都”。人们就在糟糕的环境中生活，发展，却全然不知，还一而再再而三的想要征服自然。

自然的威力是一切科学技术不能比拟的，科学技术可以让我们用数十年的时间发展一个民族，发展一个社会，发展一个城市，但是自然却能让这一切在顷刻间毁灭。玛雅文明、巴比伦文明，以及许许多多在历史长河中曾辉煌一时，称霸一世的文明，终究都败在了自然的手里。

有人会问，自然到底是什么？难道就只是生物、植物，那么简单？自然并不神秘，只是由于我们身在其中，不能自知。自然就是发展，就是时间的流逝就是各种微生物的组成。

由最早的单细胞海底生物，到现今的多物种并存，神秘的大自然孕育着无数生命，它给了人类，也给了其他生物生活的空间。给了人类科学的启迪。

而科学呢？科学无数次的推动人类社会文明的发展，生产力决定着生产关系，生产力是什么？科学技术。生产关系是什么？是社会文明。这一切看似都与自然无关，自然就像一个看客，远远地用望远镜对我们的发展进行观望，时不时的提醒一下，时不时的打击一下，而我们好像全无自知。

在很长的一段时间里，人类畏惧着自然，认为自然是神，而随着科学的发展，自然科学这一学科的产生，自然的真相也在一步步揭露。自然与科学的关系也由此改变，彼此相依

自然科学含括了许多领域的研究，自然科学通常试著解释世界是依照自然程序而运作，而非经由神性的方式。自然科学一词也是用来定位“科学”，是遵守科学方法的一个学科。自然科学是研究无机自然界和包括人的生物属性在内的有机自然界的各门科学的总称。认识的对象是整个自然界，即自然界物质的各种类型、状态、属性及运动形式。认识的任务在于揭示自然界发生的现象以及自然现象发生过程的实质，进而把握这些现象和过程的规律性，以便解读它们，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。

科学可以说是对自然的延续，顺承，随着社会发展、时代进步，科学正在帮助我们一层一层的揭开自然那神秘的面纱。

相对于自然科学而产生的社会科学，则是以人类社会为对象的科学，它阐述着各种社会现象及其发展规律。社会科学与自然科学互相渗透，相互联系的趋势日益加强。

看似两门本应彼此不相干的科学，却在发展中慢慢的相互渗透，彼此促进。这也印证了，事物之间是普遍联系的。

大自然中最简单的蒸汽原理，却能让牛顿发明出改良的蒸汽机，促成了第一次工业革命，推动了人类文明的进步。在秦始皇开创封建王朝之时，谁又能料到这一制度居然在中国延续千年之久。

我们一定可以再创造出千千万万个科技发明，可以诞生下一个，乃至很多的科学家，但是我们始终无法走出自然，走出规律，也不能改变一年四季春夏秋冬的更迭。

这就是客观规律，我们只能运用而无法改变。我们或许可以在社会中约定俗成一些不同的规定，规则，可没办法用我们骄傲的“科技”去征服自然。

我们赖以生存的自然界，正受到我们所谓科技的反噬。所谓：自然界创造科技，而科技却又反作用与自然界。科技可以促进自然界的繁荣，比如促进植物生长等；反之，也可以破坏自然界平衡。你用或不用，科技就在哪里，不来不去。科技本无好坏，只看谁去运用。大自然既然是孕育万物之始，就也是人类的“母亲”，辛辛苦苦的为了我们的未来而提供着许许多多的资源，可人类居然还忍心继续破坏着自然。

黄土原来是森林草原，秦始皇时候建设宫殿，大量砍伐树木，后来那也是各朝代与少数民族的战场，环境植被进一步破坏，加上土质疏松，暴雨集中，人们为了生产不合理开荒，就变成了现在这个样子，千沟万壑，黄土漫天。这就是我们从自然中取材的合理性吗？

自然是伟大的，科技是年轻的。21世纪是一个科技高速发达的时代，我们不应该一味的利用自然去改善自己的生活，去发展所谓的科技，我们更需要的是思考，思考什么？思考22、23、24乃至更远更远的世纪。当现在这一辈人离去，子孙后代们还能看到自然吗？可能他们可以借助科技生活的更幸福，生活的更省力，可是也可能再也看不到美丽的天空，广阔的草原，深蓝的海水。

21世纪承上启下，承20世纪战争疮痍之恢复，启日后千百年之幸福。历史的创造者不是爱因斯坦，不是希特勒，不是伟人，而是一个个普通人。我们是自然的一部分，任何一个人的决定都会对自然产生影响，或好或坏。

摆正对自然的态度，摆正运用科技的态度，不仅仅是对自然的呵护，更是对人类未来的决策。摆正态度远比创造科技更值得人们去深思。

大自然诞生人类，说明它是尊重人类的行为，相反人类更应该尊重大自然。从表面看人是父母所生，事实上是大自然有了人的光子信息，人体胚胎才能吸收来自大自然的这个光子信息，将胚胎长大成人，是父母所生，同时又是大自然完成对胚胎暗物质的激发。大自然有脊椎动物45336种，其中鸟类1244种，鱼类3862种。现有300 余万种昆虫，已经确认的种类仅100 余万种。大自然是天然资源，人与大自然应该互相尊重，保持珍惜和爱惜心态，适度使用自然，不让大自然遭破坏，使生活环境美好、自然资源无耗尽，就像是母子一样亲密、和谐!

《国富论》曾说，人无不自私，可能也正因为这样，所以我们人对大自然的反噬才如此的剧烈。可换个角度讲，爱护大自然，依靠大自然，大自然才能为我们提供资源，提供生存的环境，就从我们人最“自私”的角度讲，有什么能比活着更重要呢？如果有一天，连生存，就连活着都成为一种奢望，一个遥不可及的梦，那么科技又有什么用呢？科技又要谁来做？可能我们更希望人类能够长久生存在地球，而对自然的反噬，一定要减小，再回归到最初的状态。

天地万物周而复始，循环罔替。我们从惧怕到依赖到改造再到征服，一路走来千百年已过，现在我们有了要与自然共和谐的意识，可能这就是周而复始的开始，我们再不久的将来，就会和自然和谐共处，再看落霞与孤鹜齐飞，秋水共长天一色。科技之光闪耀而自然光芒不减，万物和谐，共处地球。

用科技改造自然，用科技爱护自然。用心接近自然，用心融入自然。愿我们的子孙后代，在千百年以后看到的不是满目疮痍。愿雄鹰还能翱翔在蔚蓝的天空，愿骏马依然可以奔腾在无边的草原，愿海豚依然可以唱响在美丽的海洋。

自然与科学英文名人名言 篇5

what is a weed? —a plant whose virtues have not been discovered.

什么是杂草?——杂草是一种利用价值尚未被发现的植物。——emerson

the man of science does not discover in order to know; he wants to know in order to discover.

科学家并非为了知道什么而寻求发现;他们是为了有所发现而想知道什么。

——a. n. whitehead

animals are such agreeable friends—they ask no questions, they pass no criticisms.

动物是如此怡人的朋友，它们不问任何问题，也不提出批评。——george eliot

heaven knows what seeming nonsense may not tomorrow be demonstrated truth.

网络空间学习与大学自然科学论文 篇6

“世上唯一美德为有知，唯一邪恶为无知”――苏格拉底。苏格拉底、柏拉图和亚里斯多德的时代已经过去将近25了。自那个时代以来我们已经创造了装备火箭的舰船、生物技术、基因工程、激光、射电天文学、非线性数学、混沌理论、人造卫星、超级计算机、脱口秀(talk-showtelevision)和人工智能。这些东西我们大都可以称之为进步。

但是教育方面的进步是什么呢?在2500年后，我们仍旧是把学生安排在一间教室里，让一个权威性的人物按规定的时间给他们讲课。我们和苏格拉底及其所使用的教育范例相差无几，没有什么进步。高等院校现在的教育像是判处监禁：我们上耗时每小时3学分的课程，教师像是典狱长，而教室像是牢房。教育变成惩罚。然而，现在我们已经有了一把打开牢房，释放犯人――学生――让他们进行终身学习的技术钥匙。应该承认，改革、改善和把保证质量的教育与培训推广到全球人民是一个巨大的挑战：在全球进行教育改革，克服传统教育模式的种种限制是比阿波罗登月计划、中国的长城和埃及的字塔加在一起还要更加艰巨的任务。但是，现在已经有了可供在世界各地进行教育的新的强有力的技术。它表明这个任务不仅能完成，而且要完成。如果大学不迅速改革，它们将很快衰退到失去用途。本文将提出在21世纪改革和复兴高等教育的10步计划。这个蓝图能让我们对当前世界上受到很少教育的20亿人口进行教育。它通过释放每一个人的学习能力以及开发集体协作的才能和互相促进的判断思维，使我们可以作到对更多的人进行更加有效的教育。令人感到惊异的是，所有这一切可以在比现在花费更少的情况下完成。

改革1：放松对教育的控制和引进竞争机制

新的学习模式特别是在远程教育方面的突破、网络空间的相互促进、终生学习和自适应或实验性教育很少是来自一流的教学中心。对于一些教育界的精华，如著名的以研究为目的的大学来说，要他们重新彻底改造自己或是改变他们的教学体系促进因素太少、抑制因素太多了。所以无怪乎新的教学模式和范例不是来自名流大学，而是来自像国立科技大学、开放大学、欧洲进度、安大略电视大学、西方认知网络、琼斯网上大学，甚至于凤凰大学和以因特网为基础的许多教学计划这一类教学团体。这些教育界的竞争者最终将使高等院校的教学与研究方法产生根本变化。如果传统的名流大学在竞争的挑战下不更快地进行革新的话，那么建立在过时的、以个人的成就和竞争为基础的教学观念就可能妨碍这些学校学生的进步。

改革2：重新定义学习

我们应该给学生灌输集体协作、判断思维和终生学习的观念。今天多数的教育体系有碍于以集体协作为基础的学习，然而，对于现代工业和服务业来说，要想获得成功，集体协作是至关重要的。今天的全面质量管理和建立在时间基础上的管理都强调集体协作和交流，所以学生需要一种能够培养他们加强交流、相互学习和进行判断分析的教育。不论在教室中或是在相互影响的网络上这些方面的根本是集体协作。但是传统的教育却正相反，它鼓励独自工作而不是互相协作的学生之间的竞争。简言之，未来的教育必须着重教会怎样学习。在一个信息的增长是人口增长20万倍的环境中，自适应学习和判断思维是对人进行教育的关键。世界上最好的教育工作者需用新的计算机软件、新的光盘只读存储器和以互联网络为基础的体系，开发出新的交互式系统，以培养学生判断思维、终生学习和协作的能力。这些技能需要通过课堂练习、人际活动和电脑网络来加强。

改革3：利用全球教育网络

自古希腊以来，我们世界累积的信息估计已经增加了1000万倍。到下个世纪很可能还会增加1000万倍。有些观察家认为，这只能是意味着更高度的专业化和文艺复兴时代理想完人的死亡。信息的巨大增长(其中也包括媒体扔向我们的乱七八糟的没用信息)可能会使我们越来越难得到真正需要的信息。如果一些个人作为个人无法了解所有问题的话，那么由相关的人组成的集体肯定能设法做到这一点。例如，一个具有规模不大的网络、跨学科的大学就能作到既有重点，又有多种学科的参与。如国际空间大学拥有借助于电子互相联系的、分散在世界各地的近30所交互式的或卫星大学。这个大学的学生和教师以集体协作方式工作，进行跨学科的设计研究，甚至还通过电子活动合作中心考虑未来的空间任务。他们创建了一个21世纪的以空间开发、应用和研究为重点的近似于跨学科和多学科的交互式电脑。

改革4：取消学分时和学位

教育工作中的最糟糕的发明可能是分数;其次是高级学位。在许多领域中，一个高级学位往往经5―就过时了。忙于应付考试并取得高分的学生常常没有保留下多少他们学过的东西。有些最好的企业家或事业家在当学生时学业成绩都不好。有博士学位的专家常常不善于进行全面分析。看来在越来越窄的专门知识领域授予学位的想法最终是自招失败的。装备有人工智能、专家系统和越来越大的存储库的智能机非常适合于成为一个“准博士”――21世纪的专家。但是人类仍然具有在推理、判断、关键性分析和进行联系等方面的长处，所以我们需要有更加严格和挑战性更强的多学科和跨学科的研究。

改革5：重新创建学术研究

我们必须改革“要么发表，要么毁灭”的范例。高等教育很难改变的重要原因之一是目前的学术活动供养了一个巨大的研究/开发综合体。那些最著名、最大的科研大学已深陷于一个生产专门信息的行业中，但是这个行业却和教育过程没有多大关系。跨学科和多学科的科研计划能够和有助于解决这个问题。终生学习和重发一个人的学术水平证书的制度也成为必要。大学学位的声誉和重要性可能会受到通过培训和颁发证书的挑战。为了开设广泛得多的课程，高等院校可能要彻底地改造自己。与此同时，商业机构也可能会闯进教学这个过去高等院校认为是只归属于他们的领域。

改革6：强调经验学习

我们必须重新考虑那种把课堂讲课作为获得知识的手段的作法。网络空间和学习将会使我们放弃关于课堂的概念，在这种课堂里，教师在单调地唠叨着要作什么，而完全不让学生自己去体验学习。如琼斯网络大学等一些改革者已得出结论，一个包括有录像带、读物与光盘只读存储器或是网址进行的.人机对话以及电子邮件交谈小组的混合体，能够教授比教师在课堂讲授更多的内容。学生能够利用网络空间学习系统，按照自己的进度学习得更快和更好。

改革7：使用新的教育技术

给人以深刻印象的、开始崭露头角的新的信息技术及其应用包括电子导师和智能网络、“InternetLite”个人终端以及可以在教室中和远距离使用的交互式多媒体系统。早在大约前克拉克就提出，电子导师在销售额上可能成为和微机相抗衡的全球性大众消费品。电子导师的原型可能是可对因特网进行廉价访问的裸机――3W接入装置InternetLite。这种电子导师的设计主要是通过增加存储功能、更新磁盘驱动和使卫星传送数据。实现网络空间教育的实际关键是因特网。如果你能够把同样的信息装到因特网上，并且可以随意更新，那又何必将光盘只读存储器升级和改型?如果你利用因特网可以获得运算能力、高速模拟以及其他的更多东西，那又何必花高价使终端设备具有极大的运算能力?在今后10年内肯定将会有许多新的网络空间技术及其应用，它们将使传统的大学显得笨拙而且过时。今天濒临危机的大学需要有在新技术方面，特别是在交互式多媒体应用方面的应急速成课程。

改革8：注意“万能培训”的危险

因特网的谈话小组、3W信息中心、交互式光盘只读存储器和其他的现代电子教育系统工具使一些观察家们产生极深的印象，以至于他们建议我们关闭中学和大学，让新技术进行教学工作。诚然，像西雅图具有革新意义的“交互式医药技术”这种自动化培训系统表明，这些效果十分显著的培训系统是可能开发出来的。许多大的公司都倾向于把资金投放到自动化培训系统上，而不是投放到公众教育和大学上。这里隐藏着很大的危险。靠老一套和反复重复的培训而不注意对基础的理解是危险的。它对民主过程、自尊和对公司的成就的长期承诺都有危险。这样的“万能培训”会使工人技能退化和感情疏远。

改革9：使高等教育与社会的需求相关联

任何用回顾过去来展望未来的精神，那就是高等教育。许多大学的教育工作者都以他们是属于世界上最古老、最稳定和最没有变化的机构这个事实而感到骄傲。每当出现新的研究领域时，几乎总是要经历一个固定仪式化的过程：人们对新的学科先是轻蔑看待，然后是怀疑，再后是勉强地接受，最后是奉为圣明。计算机科学完成这样一个痛苦的历程大约花了40年。网络空间教育有助于大大地改变大学内的教学过程。回避新技术和忽视教育网络化的威力的院校将会看到支持它们的基础将削弱。忽视这个警告信号的名牌大学将会逐渐衰退。

改革10：适应即将到来的全球电脑化时代

全球网络化和在全世界范围普及教育的经济意义及其影响是不容否认的。但是它将受到语言、文化和社会规范的严重挑战。要解决内容、软件和教育过程等各方面的问题需要时间。在世界各地建立具有用户终端的分布网络极为困难;编制教学系统的软件和内容也将遇到更大的问题。或许，更令人气馁的问题还在于联合国最近的调查结论是，在今后30年内需要接受教育的人数比人类有史以来曾经受过教育的人数还多!然而，现在使当前几十亿根本不曾受过应有教育的人接受教育的前景却是比过去任何时候都更光明了。网络空间大学长期以来中小学和大学都被定义为有教室、教师和学生的建筑物。在未来的网络空间教育、交互式学习和学习过程的全球化时代，这些准则行将改变。砖墙和灰浆砌就的校舍花费金钱、消耗精力，而且还要求复杂的交通系统来往返运送学生。没有院墙的中小学校、用电子设备互相连接的大学以及建立在新的教学范例基础上的学习系统的观点在21世纪是很难被轻易否定的。现有教学机构已经开始出现裂缝了。斯坦福大学已经采用远距离教学方式，正在通过卫星在全美播送它的课程。国立科技大学也得到了资助，把它的卫星传布网扩展到太平洋彼岸。

像国际空间大学和西印度群岛大学的网络空间教学计划将是明天教育工作中主流过程的原型。一些革新的学校和大学，如伦塞拉尔工科学院、加州理工学院和魁北克远程教育大学，都正在校园内外实验以多媒体为基础的教学班组。这些作法包括研制传统课程的数字式版本：学生不是坐在大教室里，而是使用同样的内容，将更多时间用在解决问题上。这样，学生就从被动的学习模式转变成主动的学习模式，而且是在一个更熟悉的学习环境中学习。当把这种学习模式转换成光盘只读存储器时，学生就可以按照自己的进度在自己所感兴趣的专门领域中学习。这种机制可以既作到效率高，也作到成本效益好。

科学技术与自然辩证法 篇7

关键词：诺贝尔自然科学奖,世界一流大学,著名科研机构,创新教育,学术氛围

1 引言

在诺贝尔奖项中, 一般把诺贝尔物理、化学、生理或医学奖称为诺贝尔自然科学奖 (简称诺贝尔科学奖) 。该奖于1901年首次颁发以来, 历经百余年, 记载了三百多份人类的首次创造与发明。目前, 已有五百多位科学家获得诺贝尔科学奖的殊荣, 他 (她) 们不怕艰苦、勇于创新的精神鼓舞着后来人追求理想、不断探索。诺贝尔奖成果的运用, 也大大地推动了全球的科技进步与经济繁荣, 丰富了人类的物资宝库。世界各国已把诺贝尔获奖人数的多少看成是衡量一个国家、民族、科研机构与大学科学水平高低的重要指标之一, 因此对诺贝尔奖的获奖成因进行研究, 具有十分重要的现实意义。

诺贝尔奖是一个国家科技、传统与政策的综合反映。从国家的分布来看, 诺贝尔奖获得者主要集中在技术发达、经济繁荣的美、英、德、法等国, 而人口只有一千多万人的犹太民族, 却产生了一百多名诺贝尔科学奖得主[1]。这些国家的共性是具有独特的科技创新体系与思想, 具有自由开放、严谨求实的学术氛围, 具有培养精英的世界一流大学, 具有优秀的科研团队和充裕的科研经费。

2 科技创新体系与思想

具有活力的科技创新体系与思想是美、英、德、法等国家拥有较多的诺贝尔自然科学奖获得者的主要原因之一。第二次世界大战后, 美国采取了一系列措施来吸引和凝聚优秀人才, 德国、意大利等各国的科学家大量流入美国定居, 不同文化传统、学派之间的思想交流与碰撞, 促进了科学研究的创新, 许多移民科学家获奖, 为美国带来了繁荣的“大科学时代”—数学、化学、核物理学和原子物理学等学科迅速发展。美国作为科技创新的强国, 自20世纪70年代以来, 逐步建立了以大学、科研机构和工业企业为主体的市场竞争与政府调控相配合的国家创新体系。2003年, 美国提出了动态的、复杂的生态系统—“创新生态系统”的理念, 政府、高校、科学家、企业等各个创新主体之间的交流和互动, 不断提升国家原始性创新能力, 出现了许多世界一流的科学家, 产生了诸多科研成果, 美国也成为全球获得诺贝尔奖最多的国家[2]。

1987年英国学者C.Freeman首先提出“国家创新体系” (The national innovation system, NIS) 的概念, 他将其定义为:“国家创新体系是由公共部门和私营部门中各种机构组成的网络, 这些机构的活动和相互影响促进了新技术的开发、引进、改进和扩散”[3]。英国的创新体系与思想使英国成为获得诺贝尔奖数第二的国家。德国的国家创新体系的特色则是政府、企业和人之间和谐统一:国家出政策、企业出资金、科研人员出成果, 三者之间相互沟通与合作。

诺贝尔奖委员会一个非常重要的评判标准就是知识的原创性和对人类所做的贡献。如美国科学家大卫·维因兰德 (David Wineland) 与法国科学家塞尔日·阿罗什 (Serge Haroche) 因“独立地发明并发展了在保持量子力学特性的条件下测量和控制单个粒子的方法, 在此之前这被认为是不可能实现的”而获得2012年诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖评委会主席、瑞典皇家科学院院士比约恩·琼森 (Bjorn Jonson) 致颁奖词:“他们利用巧妙设计的实验成功地实现了在不破坏量子特性的条件下操控和测量一个独立量子系统, 打开了一扇观测最基础量子世界的大门。”[4]其应用是可以建立起一种新型的、基于量子物理学的超快计算机和比今天所使用的铯原子钟高出数百倍的有超高精度的钟表, 这无疑会带来网络、通信技术的新飞跃!

3 自由开放的学术氛围

少数世界一流大学和科研机构成为诺贝尔奖获奖者的苗圃和摇篮, 这与其具有自由开放、严谨求实的学术环境是密不可分的。

世界一流大学非常重视本科生和研究生的创新培养教育, 诺贝尔自然科学奖获得者中90%具有博士学位。在发达国家, 高校课堂教学时数少, 教学内容更新快。教师注重开发学生的自身潜力, 鼓励质疑、大胆探求。教师常常会在课堂上介绍科技发展的新动态与新成果, 会设计与最新科技发展相关的小课题和专题, 对学生进行学术研究训练。课程学习中的小组作业由全组人员合作完成, 旨在培养学生的团队精神和创造能力。实验室中学生与老师相互学习与讨论。为了使理论与实践更好地结合, 大学常与企业、公司等部门联合培养研究生, 让研究生到工厂参观学习或短期实习, 研究和解决实际中的技术难题。学校的各种学生团体、俱乐部以及讲座、报告会等大大地丰富了学生的业余与学术活动, 促进了师生之间的思想交流和智慧碰撞。这些都给未来获得诺贝尔获奖打下了坚实的基础。

一些著名的科研机构非常重视基础研究, 鼓励原始创新。如英国剑桥大学的卡文迪什实验室就是全球最负盛名的科研机构之一, 140多年来以在凝聚态物理和射电天文学方面的成就著称, 有“物理之邦”的美誉。卡文迪什实验室拥有自由民主的学风, 注重吸引人才和学科交叉, 营造平等相处的学术氛围。卡文迪什实验室主任J.J.汤姆森 (J.J.Thomson) 任职时年仅28岁, 他于1906年荣获诺贝尔物理学奖, 并培养出多个诺贝尔奖获得者和皇家学会会员。他思想开放, 最先设立了面向全球、从国外招收研究生和对女学生开放的制度, 卡文迪什实验室除了本身的科研骨干班子外, 还广纳几倍至十倍的流动研究队伍, 吸引一代又一代的优秀学者来到剑桥。正是因为这种“海纳百川”的胸怀和多种文化的碰撞, 卡文迪什实验室培育出了29位诺贝尔奖获得者[5]。物理学家F.H.C.克里克 (F.H.C.Crick) 和生物学家J·D·沃森 (J.D.Watson) 合作发现了DNA分子的双螺旋结构模型, 获1962年诺贝尔生理学或医学奖, 被誉为20世纪最伟大的发现, 也是卡文迪什实验室进行跨学科研究最成功的典范之一。

4 世界一流大学

拥有一定数量的世界一流大学已成为培养出诺贝尔奖获得者的重要条件, 因为只有提升高等教育的质量, 才能培养出高素养的科技人才, 获得诺贝尔奖的可能性也才会大大提高。诺贝尔奖获得者排名前十的世界一流大学为:剑桥大学、哈佛大学、哥伦比亚大学、加利福尼亚大学 (伯克利) 、麻省理工学院、巴黎大学、芝加哥大学、慕尼黑大学、哥廷根大学、柏林大学[6]。

剑桥大学是由一批为躲避与牛津当地居民的殴斗、从牛津大学逃离出来的学者于1209年建立的, 是世界上诞生最多诺贝尔奖得主的高等学府, 800多年来, 共培养出了80多位诺贝尔奖获得者。剑桥校园鸟语花香、绿草如茵、环境幽美, 剑河 (又名康河) 穿梭于这座大学城。徐志摩一首浪漫而充满诗意的《再别康桥》, 让无数中国人对英国剑桥大学的剑河心驰神往, 也吸引了全世界莘莘学子和学者的目光。剑桥大学现有31个学院, 包括3个女子学院与两个专门的研究生院, 其中最著名的学院有三一学院 (牛顿毕业的学院) 、圣约翰学院和国王学院, 三一学院培养出了30多位诺贝尔奖获得者。剑桥大学鼓励学生创新, 倡导原创性研究, 在科学技术方面成就显著、人才辈出, 涌现出了一大批对人类的科技进步产生重大影响的杰出科学家:牛顿、达尔文、培根、霍金、卢瑟福、麦克斯韦、瑞利、汤姆逊、狄拉克、图灵、沃森和克里克[7]。创新思想是剑桥大学的魅力所在, 也是剑桥能诞生如此多诺贝尔奖获得者的重要因素。1970年, 由剑桥大学三一学院发起建立的科学园成为了产、学、研一体化的高新技术研究中心。

世界一流大学包揽多数诺贝尔奖的情况也说明:学生进入名校学习, 能拥有优越的学习环境与资源, 包括文化氛围、科研传统、一流大师和先进设施等, 传承与创新构成了一个优势不断累积的良性循环, 为斐然成就的产生提供良好的条件。

5 优秀的科研团队

科学家的辛勤耕耘离不开人才培养的肥沃土壤, 一棵大树只有长在森林里才会更加枝繁叶茂, 学术团体渐渐成为诺贝尔奖获奖主力, 如英国剑桥大学的卡文迪什实验室、美国的贝尔实验室、美国加州大学的劳伦斯实验室等, 均培养出了多名诺贝尔自然科学奖获得者。这些名牌大学和实验室伯乐聚集、名师荟萃、高徒满堂。权威作用、榜样作用尽显其中, 团体的互助和竞争作用也得到了充分的发挥。众多诺贝尔奖获得者的学术团体中典型的有:卢瑟福学派、玻尔学派、费米学派等。“名师出高徒”, 卢瑟福带出了3名诺贝尔奖得主, 玻尔造就了7名诺贝尔奖得主, 费米培养了6位获奖者 (包括李政道、杨振宁) 。据统计, 美国92位诺贝尔获奖者中有48人曾在前辈诺贝尔获奖者手下当过学生或做过晚辈合作者[8]。因此, 学术沉淀、知识积累与大师级的专家是科学精英和和优秀团队产生的源泉。

6 充裕的科研经费

一个国家科学技术的发展必须要有强大的经济支持作后盾, 国外高校与科研院所的科研经费主要来源于各级政府拨款、校友资助或通过签订合同方式提供, 政府科研经费比例比较高。欧美等发达国家对科研的投入在国内生产总值 (GDP) 中占有较大的比重, 特别重视基础研究经费的投入, 因为基础研究是创造发明和产生新知识的先导。如以色列、瑞典、日本、芬兰、美国、德国、瑞士、丹麦、奥地利、法国、加拿大、比利时、澳大利亚、英国就投入了大量的财力进行科学研究, 其中以色列居第一。一百多年来, 在诺贝尔奖获得者中, 近200个是犹太人, 创造了令世人感叹的奇迹!一个重要原因就是这个民族崇尚智慧、重视教育, 这是他们获得成功的奥妙所在。

7 结论

改革开放以来, 我国的科学技术和自主创新能力取得了伟大的成就与进步, 中国在某些研究领域已走在世界前列, 蛟龙下海与嫦娥奔月令国人引以为豪, 神舟系列飞船与空间出舱、40K以上铁基高温超导体、超级杂交水稻和千万亿次高效能计算机系统“天河一号”等名列全球前茅。2012年, 莫言获得诺贝尔文学奖, 实现了中国诺贝尔奖零的突破, 但要想打破诺贝尔自然科学奖的零现象, 还需学习和借鉴世界一流大学和科研机构的教育理念与创新方法, 培养优秀的科技人才, 营造自由开放的学术氛围, 加大对科研经费的投入与监控等。相信我国在不久的将来, 一定能成为世界级的一流科技强国, 培育出更多的诺贝尔科学奖获得者。

参考文献

[1]何艳娜.诺贝尔科学奖中的“犹太现象”研究[D].郑州:郑州大学, 2011.

[2]陈其荣.诺贝尔自然科学奖与创新型国家[J].上海大学学报 (社会科学版) , 2011, 18 (6) :1-21.

[3]C·Freeman.Technology Policy and Economic Performance:Lessons form Japan[M].Locdon:Printer Publishers, 1987:98.

[4]张刚.解读2012年诺贝尔奖[J].科学中国人, 2013, (2) :10-19.

[5]陈艾华, 邹晓东.英国研究型大学提升跨学科科研生产力的实践创新[J].自然辩证法研究, 2012, 28 (8) :54-58

[6]陈其荣.诺贝尔自然科学奖与世界一流大学[J].上海大学学报 (社会科学版) , 2010, 17 (6) :17-38.

[7]王书文.剑桥大学诺贝尔奖获奖情况研究[J].临沂师范学院学报, 2006, 28 (2) :127-129.

科学技术与自然辩证法 篇8

怎样促进数学、目然科学和哲学、社会科学之间的合作？我以为有两个重要方面：一是相互学习，一是相互协作。

怎样相互学习？首先是看到这两种性质不同的科学之间的长处。社会科学研究中有没有值得自然科学工作者学习的长处？我以为还是有很重要的长处值得我们自然科学工作者学习的，其中很重要的一点是在科学工作的“价值”观念上——这经常反映在如何挑选所研究的科学问题。社会科学研究的传统是更多地着眼于现实的政治和经济，而自然科学却往往着眼于“技巧”。某项科学工作的“价值”常常不取决于它在实际上或理论上的意义，而是取决于在技巧上的难度或深度。发明或发现了新的技巧当然有助于解决新的问题。但所解决的新的问题不一定是理论上或实际上的重要问题。但是，科学价值的最终表现总是由它的社会价值所决定的，而自然科学家却往往欠缺这种社会的历史的眼界。

至于自然科学就有更多的长处值得社会科学工作者学习。从研究方法来说，我以为自然科学和数学在方法上比起社会科学和哲学要更为精密一些，也较为巧妙一些。这不是说社会科学的研究不使用精密的研究方法，但是在有些研究领域中，确令人有不精确不严密之感。一些研究者往往着眼于某种论点上的“独特”、“新奇”，但是充足的论证却比较缺乏，而且常常不顾起码的逻辑。说历史是千依百顺的女孩子，可以这样打扮，也可以那样打扮，有这样的观点的人并不是个别的。但是在自然科学研究里，某个理论、观点、假说，如果没有一定的实验的或数学上的证明，就不成其为科学。社会科学如何现代化？下一代的社会科学工作者怎样培养？我感到一个重要环节是多学一点现代自然科学，特别是学习科学实验的方法和数学分析的方法。怎样把这些方法引用到现代社会科学的研究，是一个值得特别探讨的问题。如果可能的话，还应发展不同领域的协作。

怎样发展相互协作？可能下列一些领域是较为重要的。一是将现代数学应用于经济学，即发展数量经济学的问题。这一点在西方的经济学研究中有一些发展。相反在马克思主义的政治经济学的研究中，却发展得比较薄弱。但是经济的研究需要定量地预见未来经济的发展，需要定量地给出各种经济政策的界限，这是确定无疑的。所以，这是一个十分有前景的领域，是自然科学工作者和社会科学工作者充分发展其合作的一个领域。还有一个是广泛应用放射性同位素测定年代和分析成分的方法于考古学的研究的问题。我们国家的特点是地大物博，历史悠久，待发掘待研究的古物特多。这不论在年代的测定还是成分的分析上都有大量工作可做。近来，复旦大学的同志们就应用这种方法测定了越王勾践的宝剑和秦始皇的箭镞。结果发现宝剑上有稀有元素，并在箭镞发现了铬化工艺，而西方却迟至二十世纪五十年代才出现这种先进的工艺！这一结果引起了世界上的轰动。特别是近年来新发展出一种用加速器加速碳负离子来测定碳十四的绝对含量的新方法，这将极大地提高以往用碳十四定年代的精确程度，并且能相当大地扩展所测定年代的范围。并且这一方法还能推广到别的同位素，从而可能影响到其它可能的领域。把这些新发展的方法建立起来并和我国的考古以及测定地质年代等工作相结合，也将是一个很有前景的领域。