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當(dāng)代科學(xué)認(rèn)知的結(jié)構(gòu)

當(dāng)代科學(xué)認(rèn)知的結(jié)構(gòu)

作者：酈全民
出版社：科學(xué)出版社出版時(shí)間：2021-07-01
開本： B5 頁數(shù)： 252
中 圖 價(jià):¥48.0(4.9折) 定價(jià)  ¥98.0 登錄后可看到會員價(jià)
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當(dāng)代科學(xué)認(rèn)知的結(jié)構(gòu) 版權(quán)信息

  • ISBN：9787030693051
  • 條形碼：9787030693051 ; 978-7-03-069305-1
  • 裝幀：一般膠版紙
  • 冊數(shù)：暫無
  • 重量：暫無
  • 所屬分類：>

當(dāng)代科學(xué)認(rèn)知的結(jié)構(gòu) 內(nèi)容簡介

20世紀(jì)80年代以來，科學(xué)發(fā)展和科學(xué)認(rèn)知的方式呈現(xiàn)新的景象。本書在科學(xué)哲學(xué)和認(rèn)知科學(xué)的雙重視野下，立足于對科學(xué)史和科學(xué)前沿領(lǐng)域的考察，系統(tǒng)深入地探究當(dāng)代科學(xué)認(rèn)知的特征、結(jié)構(gòu)以及演變趨勢。主要內(nèi)容包括：科學(xué)認(rèn)知的基本特征和架構(gòu)、科學(xué)中的認(rèn)識認(rèn)知與實(shí)用認(rèn)知、科學(xué)認(rèn)知的計(jì)算進(jìn)路、科學(xué)數(shù)據(jù)處理的新特點(diǎn)、科學(xué)模型的地位和建構(gòu)、科學(xué)解釋的認(rèn)知機(jī)制、科學(xué)預(yù)言的認(rèn)知特性及其限度、科學(xué)認(rèn)知的分布性與復(fù)雜性等。

當(dāng)代科學(xué)認(rèn)知的結(jié)構(gòu) 目錄

目錄
第1章 科學(xué)的轉(zhuǎn)變 1
第1節(jié) 近代科學(xué)的誕生 2
第2節(jié) 科學(xué)的成功演化 15
第3節(jié) 當(dāng)代科學(xué)的新特征 36
第4節(jié) 科學(xué)認(rèn)知的新態(tài)勢 43
第2章 科學(xué)認(rèn)知的刻畫 46
第1節(jié) 認(rèn)知與知識 46
第2節(jié) 從自然認(rèn)知到科學(xué)認(rèn)知 55
第3節(jié) 科學(xué)認(rèn)知的基本架構(gòu) 64
第3章 科學(xué)認(rèn)知的兩個(gè)維度 70
第1節(jié) 科學(xué)的目的、價(jià)值與認(rèn)知類型 70
第2節(jié) 科學(xué)認(rèn)知重心的遷移 73
第3節(jié) 認(rèn)識認(rèn)知與實(shí)用認(rèn)知的融合 78
第4節(jié) 行動導(dǎo)向的科學(xué)認(rèn)知 83
第4章 科學(xué)認(rèn)知的新進(jìn)路 95
第1節(jié) 計(jì)算進(jìn)路的興起 95
第2節(jié) 為什么是計(jì)算 98
第3節(jié) 基于信息-計(jì)算的“新語言” 101
第4節(jié) 計(jì)算進(jìn)路的科學(xué)價(jià)值 110
第5節(jié) 計(jì)算進(jìn)路的哲學(xué)意蘊(yùn) 114
第6節(jié) 面臨的問題和挑戰(zhàn) 118
第5章 科學(xué)數(shù)據(jù)的獲取和表征 121
第1節(jié) 實(shí)在、信息與數(shù)據(jù) 121
第2節(jié) 科學(xué)觀察 127
第3節(jié) 觀察與大數(shù)據(jù) 131
第4節(jié) 科學(xué)數(shù)據(jù)的表征 136
第5節(jié) 現(xiàn)象的拓展 141
第6章 科學(xué)模型的認(rèn)知闡釋 146
第1節(jié) 模型與表征 146
第2節(jié) 科學(xué)模型的類型和地位 155
第3節(jié) 計(jì)算建模與模擬 160
第4節(jié) 建模能力的外化 165
第7章 科學(xué)解釋的新視角 174
第1節(jié) 解釋和科學(xué)解釋 174
第2節(jié) 從律則到機(jī)制 180
第3節(jié) 科學(xué)解釋作為認(rèn)知過程 189
第4節(jié) 科學(xué)解釋的拓展 195
第8章 科學(xué)預(yù)言及其限度 200
第1節(jié) 從常識預(yù)言到科學(xué)預(yù)言 200
第2節(jié) 科學(xué)預(yù)言的認(rèn)知特性 209
第3節(jié) 科學(xué)理論與科學(xué)預(yù)言 212
第4節(jié) 科學(xué)預(yù)言的限度 219
第9章 科學(xué)的分布認(rèn)知 224
第1節(jié) 什么是分布認(rèn)知 224
第2節(jié) 分布的科學(xué)認(rèn)知 227
第3節(jié) 基于互聯(lián)網(wǎng)的分布認(rèn)知 231
第4節(jié) 科學(xué)認(rèn)知的復(fù)雜性 234
參考文獻(xiàn) 237
后記 242
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當(dāng)代科學(xué)認(rèn)知的結(jié)構(gòu) 節(jié)選

第1章科學(xué)的轉(zhuǎn)變 1609年11月的一個(gè)夜晚，伽利略（Galileo Galilei，1564—1642）舉起自制的望遠(yuǎn)鏡，指向天空那遙遠(yuǎn)的明月。瞬間，起伏不平、明暗各異的月表風(fēng)貌呈現(xiàn)在他的眼前。雖然我們無從知曉他當(dāng)時(shí)的內(nèi)心世界，但是，在人類文明的進(jìn)化歷程中，這一事件無疑具有劃時(shí)代的意義：它開啟了人類突破自身感官去探索大自然的新征程，同時(shí)也宣告近代科學(xué)正在降臨。 光陰荏苒，轉(zhuǎn)瞬已有400余年。科學(xué)取得了巨大的成功。其間，仰仗一代又一代探索者的熱情、智慧和努力，偉大的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明不斷涌現(xiàn)，科學(xué)的演進(jìn)時(shí)而加速，時(shí)而發(fā)生革命。結(jié)果，我們認(rèn)識的視野拓展到了宇宙的起始階段和實(shí)在的基本構(gòu)成；我們很大程度上知曉了自己從哪里來；我們還取道技術(shù)展現(xiàn)了科學(xué)所蘊(yùn)含的巨大力量，而這又不可逆轉(zhuǎn)地改變了人類進(jìn)化的軌跡。 那么，時(shí)至今日，科學(xué)前進(jìn)的“腳步”是否依然十分矯健，抑或已經(jīng)放緩甚至有些蹣跚？1996年，美國科學(xué)作家霍根（John Horgan）出版了The End of Science：Facing the Limits of Knowledge in the Twilight of the Scientific Age（《科學(xué)的終結(jié)—在科學(xué)時(shí)代的暮色中審視知識的限度》）一書。走訪一群活躍在科學(xué)前沿的權(quán)威人士后，他竟得出了這樣一個(gè)聳人聽聞的結(jié)論：“科學(xué)（尤其是純科學(xué)）已經(jīng)終結(jié)，偉大而又激動人心的科學(xué)發(fā)現(xiàn)時(shí)代已一去不復(fù)返了！ 該書問世以后，在科學(xué)界內(nèi)外引起了巨大的、持續(xù)的反響和爭議。作為回應(yīng)，當(dāng)2015年該書再版時(shí)，霍根撰寫了一篇很長的序言，其中，他不僅堅(jiān)持原有的觀點(diǎn)，而且認(rèn)為，近20年來科學(xué)的變遷恰恰進(jìn)一步印證了他的結(jié)論。 關(guān)心科學(xué)的讀者也許立刻直覺地認(rèn)定：霍根的觀點(diǎn)頗為荒謬。當(dāng)今世界，從事科學(xué)研究的人員比以往任何時(shí)候都要多，發(fā)表的科學(xué)論文數(shù)量一直處于增長甚至加速的狀態(tài)，民間機(jī)構(gòu)和大多數(shù)政府對科學(xué)的資金投入也逐年在增加。科學(xué)呈現(xiàn)的難道不是一幅繁榮發(fā)展的景象嗎？怎么可能已經(jīng)或正在趨向“終結(jié)”呢？然而，即使以上列舉的均為事實(shí)，也不見得就能駁倒霍根的觀點(diǎn)。這是因?yàn)椋硕嗖灰欢ǹ茖W(xué)發(fā)現(xiàn)就多，同樣，論文數(shù)量多也不意味著有價(jià)值的成果就多；至于資金投入，縱觀科學(xué)發(fā)展的歷史，便不難看出，投入的多少與科學(xué)發(fā)現(xiàn)或理論創(chuàng)造之間也沒有確定的正相關(guān)性。 筆者認(rèn)為，要解決霍根的觀點(diǎn)與當(dāng)下科學(xué)景象之間的表觀矛盾，關(guān)鍵在于如何理解科學(xué)和科學(xué)的變化。在一定的意義上，霍根的觀點(diǎn)是有道理的。確實(shí)，與近代科學(xué)誕生和發(fā)展的前幾個(gè)世紀(jì)相比，如今，做出重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)和理論創(chuàng)造的資源正在衰減，也就是說，“發(fā)現(xiàn)的時(shí)代”似乎過去了。而在另一種意義上，霍根的觀點(diǎn)又是夸張的和不合理的，因?yàn)榫驼w而言，科學(xué)并沒有真正終結(jié)或趨于終結(jié)，而是開啟了一個(gè)“為實(shí)用而認(rèn)知”的新時(shí)代。 因此，將當(dāng)代科學(xué)發(fā)生的變化理解為“科學(xué)時(shí)代的轉(zhuǎn)變”而非“終結(jié)”，也許更為恰當(dāng)。 那么，科學(xué)的這種轉(zhuǎn)變是如何發(fā)生的？又何以會發(fā)生？為了回答這兩個(gè)基本問題，我們需先領(lǐng)略一下近代科學(xué)誕生和發(fā)展的大致歷程。讓我們開始吧。 第1節(jié) 近代科學(xué)的誕生 當(dāng)今社會中，“科學(xué)”已經(jīng)成為一個(gè)廣為流行的日常用詞。幼兒園里，老師會對天真爛漫的小朋友說：要熱愛科學(xué)，長大當(dāng)一名科學(xué)家。常規(guī)的學(xué)校教學(xué)中，由淺入深的各種科學(xué)知識是必須學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。實(shí)際工作時(shí)，常常會有人提醒：要尊重科學(xué)，要按科學(xué)規(guī)律辦事，等等？茖W(xué)有時(shí)被一些人視作“真理”的化身，于是乎，那些非科學(xué)乃至偽科學(xué)的東西也喜歡貼上“科學(xué)”的標(biāo)簽。在漢語世界里，“科學(xué)”還與聯(lián)系密切但實(shí)質(zhì)并不相同的“技術(shù)”合成為一個(gè)新詞，叫作“科技”，而在當(dāng)下，它幾乎成了力量甚至財(cái)富的代名詞。 “科學(xué)”一詞被廣泛使用，如果不加追問，想必使用者會普遍地心安理得。然而，倘若有人較真地發(fā)問：科學(xué)究竟是什么？恐怕不少人立刻會變得十分茫然。事實(shí)上，這是一個(gè)極難回答甚至沒有確切答案的問題。歷史地看，差不多一個(gè)世紀(jì)以前，一群科學(xué)背景出身的哲學(xué)家曾試圖求解這一問題。 他們希望找到一條標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)⒖茖W(xué)與諸如哲學(xué)中的形而上學(xué)之類的學(xué)說或信念明確地劃界。然而，這種嘗試并不成功，后人所做的種種努力也幾乎均以失敗告終。究其原因，主要在于這種明確的劃界標(biāo)準(zhǔn)似乎并不存在。 不過，找不到明確的劃界標(biāo)準(zhǔn)并不等于就無法在科學(xué)與非科學(xué)之間做出相對的區(qū)分，畢竟，從直觀上我們就知道，科學(xué)異于哲學(xué)、藝術(shù)和宗教，也不同于常識。這里，我們的目的并不是專門探討科學(xué)與非科學(xué)的劃界問題，而是希望找到一條或幾條可操作的標(biāo)準(zhǔn)，能夠幫助說明科學(xué)實(shí)際上是相當(dāng)晚近的事。 那么，是否存在這樣的標(biāo)準(zhǔn)呢？我們的回答是肯定的。試想一下，如果在中學(xué)或大學(xué)的科學(xué)課上，一位學(xué)生向老師提問：科學(xué)究竟是什么？機(jī)智的（更確切地說是“圓滑的”）老師或許可以給出一個(gè)權(quán)宜的回答：“科學(xué)就是科學(xué)教科書中所記載的！边@里，我們不妨將其稱作“教科書標(biāo)準(zhǔn)”。 乍一看，這一標(biāo)準(zhǔn)不過是同義反復(fù)，因而沒有什么意義。然而，它卻給我們一個(gè)提示：是否可以從現(xiàn)成的科學(xué)教科書出發(fā)，來達(dá)到關(guān)于科學(xué)究竟是什么的理解呢？下面，就讓我們沿著這一思路作一番探尋。 對于人類而言，關(guān)于自然的科學(xué)是公共可達(dá)的。 因此，翻開世界上任何一個(gè)國家或地區(qū)的科學(xué)教科書，我們可以發(fā)現(xiàn)所載的基本內(nèi)容大致相同，或者更具體一點(diǎn)說，對同一現(xiàn)象或問題有著相同的經(jīng)驗(yàn)描述和理論解釋。這樣，我們的探尋便可從選取任何一所中學(xué)（或大學(xué)）所用的科學(xué)教科書開始。事實(shí)是，翻開物理學(xué)、化學(xué)或生物學(xué)這些屬于科學(xué)的教科書，有些科學(xué)史常識的讀者立刻會發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣而又重要的事實(shí)，即教科書中所載的內(nèi)容（除了歷史的附注）幾乎都是400余年來人類探索自然的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明成果，這些也就是今天的我們必須或應(yīng)該掌握的科學(xué)知識。這表明，采用教科書標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)實(shí)際上起始于近代，而與人類差不多一萬年的文明史相比，400余年就顯得相當(dāng)短暫。 不過，細(xì)心的讀者也許會發(fā)現(xiàn)，在中學(xué)的物理學(xué)教科書中存在一個(gè)例外，那就是依然包含由阿基米德（Archimedes，公元前287—前212）在2000多年前發(fā)現(xiàn)的浮力定律和杠桿定律。眾所周知，浮力定律的發(fā)現(xiàn)伴隨著一個(gè)傳說，據(jù)說靈感來自澡堂，而阿基米德在興奮之際高喊出的“尤里卡！尤里卡！”（“找到了！找到了！”）早已成為通過靈感獲得重大發(fā)現(xiàn)的代名詞。與杠桿定律相關(guān)的也有一句流傳至今的名言，那就是“給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能撬動地球”，這夸口的自信早早預(yù)示了科學(xué)所蘊(yùn)藏的巨大力量。 好奇的讀者一定會問，為什么阿基米德發(fā)現(xiàn)的這兩個(gè)定律能“流芳千古”，依然在當(dāng)今的科學(xué)教科書中占有一席之地，而其他古代關(guān)于自然的知識卻幾乎都被排除在外？如果稍微細(xì)致地閱讀一下阿基米德所流傳下來的文獻(xiàn)或看看關(guān)于他的傳記，答案就不難找到。事實(shí)上，阿基米德是一個(gè)掌握近代科學(xué)方法的古代科學(xué)家，也許還是**的。也就是說，盡管生活在古代，但從認(rèn)識自然的方法上說，他實(shí)際上是**個(gè)近代科學(xué)家，而且是日后其他近代科學(xué)家效法的榜樣。 那么，究竟什么是近代科學(xué)方法呢？概括地說，它包含兩層相關(guān)的含義。一層含義是指兩種具體的研究進(jìn)路：①經(jīng)驗(yàn)進(jìn)路—運(yùn)用觀察和實(shí)驗(yàn)（尤其是受控實(shí)驗(yàn)）獲取自然界中存在的所研究對象的經(jīng)驗(yàn)信息，并以數(shù)據(jù)的形式加以表征；②理性或理論進(jìn)路—通過提出關(guān)于研究對象的假設(shè)并運(yùn)用形式工具（數(shù)學(xué)和邏輯）進(jìn)行推演，這就是通常所說的假設(shè)演繹法。 另一層含義是，將這兩種具體進(jìn)路加以整合形成一個(gè)動態(tài)的過程，其中經(jīng)驗(yàn)信息與假設(shè)所推演出的結(jié)論之間能進(jìn)行比較和印證，這樣，經(jīng)驗(yàn)信息可支持、否證或修正假設(shè)，反過來，假設(shè)也能解釋經(jīng)驗(yàn)信息或指導(dǎo)信息的處理。例如，阿基米德利用洗澡時(shí)獲得的靈感，形成“物體在水中所受浮力，等于所排開的水的重量”這一規(guī)律性假設(shè)，然后進(jìn)一步對多種具體情況下（如石頭和木頭）浮力與重量之間的關(guān)系進(jìn)行推算，再對計(jì)算結(jié)果加以實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。*終，他不僅發(fā)現(xiàn)了適用于靜止流體的定量的浮力定律，而且用這一定律解決了國王的金冠中是否摻了假的問題。 這里，還有一個(gè)問題需要花些筆墨，那就是：為什么在近代科學(xué)方法中要包括第二層含義，即經(jīng)驗(yàn)進(jìn)路與理性進(jìn)路的動態(tài)整合？其實(shí)，這才是近代科學(xué)方法的關(guān)鍵所在。歷史地看，在人類認(rèn)識世界的過程中，運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)路獲取環(huán)境中對象的信息并形成知識由來已久。實(shí)際上，有目的地感知（一般的觀察）、重復(fù)地做一些試驗(yàn)，是人類一開始便從事的基本認(rèn)知活動。隨著步入文明階段，人類又通過發(fā)明文字和書寫，將這些認(rèn)知過程中獲得的信息加以保存和傳播。這些信息的可靠性一旦由觀察、試驗(yàn)和實(shí)用的行動加以確認(rèn)，就構(gòu)成了人類的日常知識或常識。 對于任何一個(gè)民族或群體，如果想要在環(huán)境中更好地生存，就需要不斷地獲取和積累關(guān)于環(huán)境的常識，因此，對于人類而言，運(yùn)用觀察和試驗(yàn)等經(jīng)驗(yàn)進(jìn)路認(rèn)知周圍世界具有普適性。只是由于世界上不同地區(qū)的環(huán)境各異，所獲取和積累的常識的內(nèi)容不盡相同。例如，在古代，幾乎每個(gè)民族都利用植物來治療疾病，這體現(xiàn)了運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)路進(jìn)行認(rèn)知的共性，但由于各地植物的種類和生長環(huán)境不同，所形成的將植物作為藥物的傳統(tǒng)知識自然存在差異，于是，便形成了具有民族和地域特色的草藥知識。 至于理性進(jìn)路的出現(xiàn)，則或許屬于意外，其主要源于古希臘的先哲。距今2500年前后，在愛利亞和雅典等地方，涌現(xiàn)出以巴門尼德和柏拉圖等為代表的一批偉大哲人。他們認(rèn)為，感官提供的經(jīng)驗(yàn)是不可靠的，唯有超越于感覺的思想才與存在同一，因而，通過理性我們才能獲得真正的知識。那么，這里的理性又是指什么呢？簡單地說，是指人具有的確立自明的公理（假設(shè)）并展開有效論證的能力，而理性進(jìn)路則可理解為在思維中對這種能力的運(yùn)用。憑借理性進(jìn)路，古希臘人在哲學(xué)（尤其是形而上學(xué)）、數(shù)學(xué)（主要是幾何學(xué)）和邏輯學(xué)等領(lǐng)域取得了極其輝煌的成就，為日后近代科學(xué)的興起留下了巨大的精神寶庫。然而，單憑理性而不訴諸經(jīng)驗(yàn)的進(jìn)路，雖然在建構(gòu)柏拉圖意義上的理念世界方面能夠卓有成效，但是，其固有的封閉性不僅切斷了與經(jīng)驗(yàn)世界的連接，而且所生成的知識體系隱含著無法克服的內(nèi)在矛盾或悖論，結(jié)果，反而成為導(dǎo)致古希臘文明走向衰落的一個(gè)智識缺陷。 盡管在古希臘晚期，阿基米德進(jìn)行了將理性進(jìn)路與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)路相整合的開創(chuàng)性實(shí)踐，但是，他是“一只孤獨(dú)的鷹”。 公元前212年的一個(gè)早上，75歲的阿基米德被羅馬士兵殺害，這可以說是古希臘文化終結(jié)的一個(gè)標(biāo)志。 之后，隨著基督教在西方的興起，理性進(jìn)路有了新的用武之地。為了確立宗教的權(quán)威和增加其可信度，人們需要建立系統(tǒng)性的神學(xué)理論，以論證上帝的存在和上帝設(shè)計(jì)的世界之合理，而上帝并不在人們所生活的經(jīng)驗(yàn)世界之中，故能提供這種論證的便是超驗(yàn)的理性思維。這樣，在千余年的中世紀(jì)，理性進(jìn)路主要服務(wù)于神學(xué)，也附帶地推進(jìn)了邏輯學(xué)和一些初等數(shù)學(xué)的發(fā)展。在這期間，人們?yōu)榱私鉀Q面臨的各種生存問題，總是需要運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)路獲取常識，并基于這些常識發(fā)明實(shí)用的技術(shù)，于是，技術(shù)的進(jìn)步依然持續(xù)。當(dāng)然，在天文觀測和航海記錄等方面也積累了許多經(jīng)驗(yàn)材料。然而，理性進(jìn)路與經(jīng)驗(yàn)進(jìn)路一直是相分離的。

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