范文一：牛顿的科学研究思想探索

第 & 卷第 ’ 期 泰州职业技术学院学报 1%& ?%@ ,,>())& 年 * 月 +,-./01 ,2 30456,- 7,189:;6/4;01

牛顿的科学研究思想探索

韩小卫

) 泰州职业技术学院 社会科学系$ 江苏 泰州 ((DI))(

摘 要!牛顿的科学研究思想对近现代的科学发展起着十分重要的作用$他的科学研究思想主

要是推理法则%归纳法与演绎法结合以及模型与数学相结合的思想$了解这些思想对

& 现在的科学研究仍然有着极其重要的意义

关键词!推理法则’归纳演绎’数模结合

中图分类号!CD&E 文献标识码!A 文章编号!E&FE!)E*@"@))&()@!)))EGHI

牛顿是英国著名的物理学家数学家与天文学家他在科学上取得过多 )<=00;>

$近代科学正是以牛顿的科学理论为基础迅速发展起来的$而他的科学理论是与他的科学研 方面的成就

%密不可分的&牛顿倡导的科学研究思想$按其性质可分为三类!第一类是一些+原则,或 究思想相互交融

+原理$带有世界观或方法论性质$它们是统率全局的指导思想第二类是一些带有普遍意义的技术性 ,’

$主要是归纳演绎法$对任何学科都适用’第三类是与学科特征密切相关的科学研究思想$它们对 的思想

$对另外一些学科就不一定适用$这就是模型和数学相结合的思想& 某些学科特别适用

一% 牛顿科学研究方法的指导思想推理法则 ***

在-自然哲学的数学原理.)以下简称为+原理,(的第二版的第三卷中$一开始牛顿就提出了四条推

LEM$具体条文如下! 理法则

法则 < 除去那些真实的而又足以说明自然界事物的表象的原因之外$="" 不必再去寻求自然界事物="" 的其他原因&="">

法则 < 所以$对于同样的自然界的结果$必须尽可能归之于同一种的原因&="">

法则 < 物体的属性$凡是既不能增强也不能减弱者$又为我们实验所能及的范围内的一切物体="" 所具有者$就应视为所有物体的普遍属性&="">

法则 <> 在实验哲学上$我们必须把那些从各种现象中运用一般归纳而导出的命题看作是完全正 $或非常接近于正确的’虽然可以想象出任何相反的假说$但是没有出现其它现象足以使之更为正 确的

$仍然应当给予如此的对待& 确或者出现例外之前

这四条法则文字比较涩奥$但仔细推敲$不难领会其意思&用现在的惯常文字来表示$这 * 条规则可

!简单性原理$因果性原理$统一性原理和真理性原理& 理解为

简单性原理实际上源于毕达哥拉斯学派&它包括两方面的意思$一是说自然本身是简单的%和谐的$ 因此研究方法和规律的表述方法也应该是简单的&其二是说$如果同一个问题可用两种不同的方法得

$一个繁琐复杂$一个简单$那么我们应该选择简单的那个方法&简而言之$简单性原理就到 相同的结论

! 科学上正确的东西都是简单的’如果我们对面临的问题感到很复杂$那很可能已经迷失了方向& 牛是L(M+简单性是真理的象征,许多科学泰斗确信自然界是简单和谐的& +在科学思考顿曾 说过这样一句话L(M$我 们采用那种能够解释所有考虑到的事实并能使我们预言同类新事实的最简单的理论$物理学,中

& 家常常 选择采用简单的陈述而不是复杂的陈述作为自然定律

因果性原理最早源自于亚里士多德的+四因说,和他的形式逻辑$在科学上因果律被普遍承认始于

作者简介!韩小卫" !"#$!# $男$江苏泰州人$讲师$科学技术哲学硕士$研究方向!科学%技术与社会%

泰州职业技术学院学报 ! 第 ! 期

牛顿的力学定律因果律的实质是决定论" 根据牛顿第二定律如果一个力学体系在某一个时刻的运动 !!

!那么以后任意时刻的运动状态都可以从数学上用求解微分方程的方式来严格决定""#$% 状态是已知的

年拉普拉斯在提出他的宇宙演化论时! 对因果律和决定论更是高度赞誉! 认为整个宇宙就是一架大机 !它的运转由力学定律决定!一旦开始运转!宇宙中每一物体以后的位置和速度是严格决定了的"拉普 器

#决定论之父$%爱因斯坦也是坚定的因果决定论者!他的相对论是严格的因果决定论 拉斯也因此被称为

" 在本世纪二十年代量子力学建立之前!因果律是物理学最牢固的信条之一" 量子力学对因果决定论 的

!这里就不做讨论了" 提出了挑战

统一性原理是四条规则中最重要的一条!也是自然哲学的根本所在" 没有统一性原理!牛顿的物质 &时空观&运动观就无从立身" 物质是由原子组成的!对所有物质都是如此’绝对空间和绝对时间都是 观

!世界所有事物都统一在这个时空舞台上活动’万有引力和动力学三定律把天上的和地上的物体 唯一的

!质量和力的概念对所有物体的运动都是普适的"实际上统一性原理就是承认世界的物 的运动统一起来

" 如果说因果性原理意味着机械论!那么统一性原理就是唯物论!两者结合就是机械唯物论!他对 质性

"#&!’ 世纪科学和哲学发展影响十分巨大"

真理性原理就是绝对真理和相对真理相结合的观点即承认自然界是可以认识的但这种认识是逐 !!

"牛顿在哲学推理法则 () 中强调指出!从实验现象通过归纳分析得出的结论!应该承认其是真 步迫近的

!这就是承认客观真理的存在!同时又指出!以后可能会出现新的现象!使结论变得更 实的或接近真实的

!而且也不排除出现例外情况而需要对原来的结论作出修正"牛顿在近四百年之前能将绝对真理和 准确

令人折服" !相对真理的关系阐述的如此深刻而完整

& 二归纳法和演绎法的完美结合归纳演绎(((

科学研究方法中的归纳法和演绎法分别是培根和迪卡尔所提倡!在牛顿之前!一般认为归纳法和演

%采用了实验归纳法!就不能再用逻辑演绎法’反之亦然%牛顿的贡献除了为 绎法是两种互相排斥的方法

!更重要的是以自己的伟大工作表明这两种方法可以结合使用! 这两种方法的应用提供了生动的范例外

不仅不是互相排斥!而且就科学研究的全过程而言!彼此是相辅相成!不可或缺的% 他的具体做法是)局

!全局问题用演绎法’用归纳法得出的结论!作为演绎法的前提假设%牛顿的*光学+是运 部问题用归纳法

% 例如书中第二篇讨论光的颜色问题!分成四部分)第一部分叙述了关于薄的 用归纳法研究问题的典范

&折射以及颜色的观察共 !* 个实验的情况’第二部分评论前述观察!对实验结果作归纳 透明物体的反射

’第三部分得出关于自然界物体永久颜色与透明薄片颜色之间的类似性的 !’ 个命题!即从实验结 分析

第四部分叙述关于厚的透明抛光片的反射和颜色的 "+ 个实验观察% 牛顿 ’果经过归纳分析得出的结论

&总结动力学三定律的过程也是类似的%但是*原理+和*光学+这两部巨著的整体结构 发现万有引力定律

+原本写作的!所用的是典型的逻辑演绎法% *原理+共分三篇!在第一篇之前 却是仿照欧几里德的*几何

%第一节为#定义$共 条给出关于质量&动量&惯性&力&向心力等定义然 !!!’有两节统领全书的重要内容

" 个注释阐述了牛顿关于时间和空间的基本观点以及区分相对运动和绝对运动的思想%第二节 !后作了

#公理!或运动定律$!共 # 条!即著名的运动三定律% 在三定律之后是 $ 个推论!包括现今称为力的合 为

&动量守恒定律&质心运动定理&相对性原理等内容%接着牛顿用了一个很长的注释说明以上各定 成分解

&定律和推论的实验基础%以后牛顿就以这两节内容为前提用数学方法讨论各种力学命题%*光学+也 !义

写在全书最前面的是 个定义和 个公理然后再讨论一系列光学的具体命题% !!!!是类似的

牛顿有一句名言#我不作假设$!有些读者很不理解%明明这两部著作是从定义&公理&推论出发来展

!定义&定理不就是假设吗, 对此许多研究牛顿的学者认同这样一种看 开对具体力学和光学问题的讨论

)%培根和 迪卡尔所提倡的方法! 是在批判经院哲学的大前提下产生的% 经院哲学是从主观设定的 -法

.理念$出发!经过繁琐的逻辑论证而得结论% 牛顿所说的#我不作假设$!指的就是这种人们主观设定的 #理念$!它包括无根据的猜想!名人伟人的言论!公认的经典著作/例如圣经0等等%而我们当代人所说

!而是某些有充分实验根据!但又无法直接用实验检验的原理&思想&观点%#只的 假设并不是这个意思

有当

第 ! 期 韩小卫!牛顿的科学研究思想探索 #

他坚持严格区分已被证明的结论和用于解释这些结论的假说"并拒绝在证明中掺进任何假说的情况下" 这一说法才能站得住脚#因此"对牛顿而言"力是用力学术语来描述现象所必需的概念#它的有效性在与

"#$"而不于用来解释其来源的假说$% 所以他说&我不作假设’"这是代表牛顿真实思想 它在证明方面有用

"并不是故弄玄虚% 的

三( 模型和数学相结合的思想*)*数模结合

物理学作为一门定量的精密科学是从伽利略牛顿开始的"这是成功地运用了数学的结果%每一 ***

"不论是自然科学还是社会科学"或其他学科"要运用数学作定量讨论"中间有一个不可缺少的环 门学科

"那就是建立数学模型%这是因为数学的逻辑前提总是很简单的"而实际问题都是比较复杂的%模型就 节

" 而把一些次要的其他因素都抛弃后与原来事物由相似性的一种抽 是把复杂事物的主要因素保留下来

"它比原来的事物要简单得多"可直接应用数学% 物理学能率先运用数学而成为一门定量 象的替代失误

"正是由于从牛顿创建了物体运动的力学模型开始的% 这首先就是物体的质点模型% 质点被定义 的科学

%自然界的任何物体都不是质点%牛顿三定律(万有引力定律对于质点可直接应用% 为具有质量的几何点

但任何一个实用物体"由于它内部各部分之间有相对运动"外表几何形状会改变"无法直接应用牛顿定 "所以牛顿的运动观是建立在&质点’模型的基础上的%可以这样说"没有质点模型"牛顿的三定律和万 律

%模型总是由简单到复杂"在质点模型的基础上"牛顿在讨论行星运动时"又 有引力定律是产生不出来的

+讨论动量定理时"建立了质点组模型% 牛顿的,原理-的第一篇和 建立了两体问题模型和三体摄动模型

"第一篇不考虑物体运动时空气的阻力"第二篇则讨论物体在阻尼介质中的运动% 第二篇内容是平行的

不考虑介质阻尼即理想流体也是一种建立模型的方法%在牛顿以后"欧勒建立了力学运动的刚体模型和

% 至此"物体机械运动的力学模型形成了一个系列!单质点(两体(限制性三体(质点组(刚 连续介质模型

(连续介质"并在牛顿三定律的基础上建立起相应动力学方程"任何一个复杂的力学体系"根据所要求 体

"留下的只是数学运算%牛顿所首倡的建立 的精密程度都可纳入其中的某一种模型按标准方法进行处理

"以后即为物理学其他分支学所使用"使整个物理学得到迅速发展"进而其他学科也纷 力学模型的方法

"至今建立模型的方法已成为科学研究的基本方法之一% 纷借鉴

从上面的论述我们可以看出牛顿的科学研究思想是这样的!承认物质(运动(空间和时间的客观存 "坚持用观察和实验方法发现自然定律"力求用数学定量方法表述定律并说明自然现象"主张严格区 在

"反对从形而上学原理中推演出科学定律"形成了具有自身特色的归纳 分对事实的概括和对假说的解释

% 演绎和数模结合法

参考文献!

"%$ "英$牛顿&"美$’()*塞耶*牛顿自然哲学著作选"+$*王福三, 等译*上海-上海译文出版社"!..%*

"!$ "英$詹姆斯麦卡里斯特*美与科学革命"+$*李为,译*吉林-吉林人民出版社"!...* /..

"0$ "美$理查德)韦斯特福尔*近代科学的建构"+$*彭万华,译*上海复旦大学出版社 "1...* !..

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/责任编辑 刘 红0

范文二：牛顿的科学研究思想探索

牛顿的科学研究思想探索 第6卷第2期

2006年4月

泰州职业技术学院

JournalofTaizhouPolyte~AmicalInstitute 牛顿的科学研究思想探索

韩小卫

(泰卅l职业技术学院社会科学系.江苏泰州225300)

Vo1.6No.2

Apt.2006

摘要:牛顿的科学研究思想对近现代的科学发展起着十分重要的作用,他的科学研究思想主

要是推理法则,归纳法与演绎法结合以及模型与数学相结合的思想,了解这些思想对

现在的科学研究仍然有着极其重要的意义.

关键词:推理法则;归纳演绎;数模结合

中图分类号:B561文献标识码:A文章编号:167l一0142(2006)02—0001—03 牛顿(IsaacNwton,l643—1727)是英国着名的物理学家,数学家与天文学家,他在科学上取得过多

方而的成就,近代科学正是以牛顿的科学理论为基础迅速发展起来的,而他的科学理论是与他的科学研

究思想相互交融,密不可分的.牛顿倡导的科学研究思想,按其性质可分为i类:第一类是一些"原则"或

"原理",带有世界观或方法论性质,它们是统率全局的指导思想;第二类是一些带有普遍意义的技术性

的思想,主婴是归纳演绎法,对任何学科都适用;第j类是与学科特征密切相关的科学研究思想,它们对

某些学科特别适用,对另外一些学科就不一定适用,这就是模型和数学相结合的思想.

一

,牛顿科学研究方法的指导思想——推理法则

在《自然哲学的数学原理》(以下简称为"原理")的第二版的第i卷中,一开始牛顿就提出了四条推

理法则,具体条文如下lJI:

法则I除去那些真实的而又足以说明自然界事物的表象的原因之外,不必再去寻求自然界事物

的其他原囚.

法则1I所以,对于同样的自然界的结果,必须尽可能归之于同一种的原因. 法则lIl物体的属性,凡是既不能增强也不能减弱者,义为我们实验所能及的范内的一切物体

所具有者,就应视为所有物体的普遍属性.

法则IV在实验哲学卜,我们必须把那些从各种现象中运用一般归纳而导出的命题看作是完全正

确的,或非常接近于jE确的;虽然町以想象出任何相反的假说,但是没有}}1现其它现象足以使之更为正

确或者出现例外之前,仍然应当给予如此的对待.

这四条法则文字比较涩奥,但仔细推敲,不难领会其意思.用现在的惯常文字来表示,这4条规则可

理解为:简单性原理,因果性原理,统一性原理和真理性原理.

简单性原理实际上源于毕达哥托斯学派.它包括两方面的意思,一是说自然本身是简单的,和谐的,

因此研究力法和规律的表述方法也应该足简单的.其二是说,如果同一个问题可用两种不同的方法得到

相同的结论,一个繁琐复杂,一个简单,那么我们应该选择简单的那个方法.简而言之+简单性原理就是:

科学上正确的东西都是简单的;如果我们对面临的问题感到很复杂,那很可能已经

迷失了力'向牛顿曾

说过这样一句话"简单性是真理的象征"121许多科学泰斗确信自然界是简单和谐的."在科学思考中,我

们采用那种能够解释所有考虑到的事实并能使我们预言同类新事实的最简单的理论",物理学家常常

选择采用简单的陈述而不足复杂的陈述作为自然定律.

因果性原理最早源自于亚里士多德的"四因说"和他的形式逻辑,在科学卜果律被普遍承认始于

作者简介:韩小卫(1968一),男,江苏泰卅1人.讲师,科学技术哲学硕上,研究向:科学,技术}I:会.

2泰州职业技术学院第2期

牛顿的力学定律,因果律的实质是决定沦.根据牛顿第二定律,如果一个力学体系在某一个N,~JJ的运动

状态是已知的,那么以后任意时刻的运动状态都可以从数学上用求解微分方程的方式来严格决定.1796

年拉普拉斯在提他的宇宙演化论时,对因果律和决定论更是高度赞誉,认为整个宇宙就是一架大机

器,它的运转由力学定律决定,一旦开始运转,宇宙中每一物体以后的位置和速度是严格决定了的.拉普

托斯也因此被称为"决定论之父".爱因斯坦也是坚定的因果决定论者,他的相对论是严格的因果决定论

的.在本世纪二十年代量子力学建立之前,因果律是物理学最牢固的信条之,.量子力学对因果决定论

提了挑战,这里就不做讨论了.

统一性原理是四条规则中最重要的一条,也是自然哲学的根本所在.没有统一性原理,牛顿的物质

观,时空观,运动观就无从立身.物质是由原子组成的,对所有物质都是如此;绝对空间和绝对时间都是

唯一的,世界所有事物都统一在这个时空舞台上活动;万有引力和动力学三定律把天上的和地上的物体

的运动统一起来,质量和力的概念对所有物体的运动都是普适的.实际上统一性原理就是承认世界的物

质性.如果说因果性原理意味着机械论,那么统一l生原理就是唯物论,两者结合就是机械唯物论,他对

l7,2O[[}纪科学和哲学发展影响十分巨大.

真理性原理就是绝对真理和相对真理相结合的观点,即承认自然界是可以认识的,但这种认识是逐

步迫近的.牛顿在哲学推理法则Iv中强调指出,从实验现象通过归纳分析得出的结论,应该承认其是真

实的或接近真实的,这就是承认客观真理的存在,同时又指出,以后可能会出现新的现象,使结论变得更

准确,而且也不排除出现例外情况而需要对原来的结论作出修正.牛顿在近四百年之前能将绝对真理和

相对真理的关系阐述的如此深刻而完整,令人折服.

二,归纳法和演绎法的完美结合——归纳演绎

科学研究方法中的归纳法和演绎法分别是培根和迪卡尔所提倡,在牛顿之前,一一般认为归纳法和演

绎法是两种互相排斥的方法.采用了实验归纳法,就不能再用逻辑演绎法;反之亦然.牛顿的贡献除了为

这两种方法的应用提供r生动的范例外,更重要的是以自己的伟大作表明这两种方法可以结合使用,

不仪不是互相排斥,而且就科学研究的全过程而言,彼此是相辅相成,不可或缺的.他的具体做法是:局

部问题用归纳法,全局问题用演绎法;用纳法得m的结论,作为演绎法的前提假设.牛顿的《光学》是运

用归纳法研究问题的典范.例如书中第二篇讨论光的颜色问题,分成四部分:第一部分叙述丁关于薄的

透明物体的反射,折射以及颜色的观察共24个实验的情况;第二部分评论前述观察,对实验结果作归纳

分析;第?部分得出关于自然界物体永久颜色与透明薄片颜色之间的类似性的20个命题,即从实验结

果经过归纳分析得出的结论;第四部分叙述关于厚的透明抛光片的反射和颜色的l3个实验观察.牛顿

发现万有引力定律,总结动力学i定律的过程也是类似的.但是《原理》和《光学》这两部巨着的整体结构

却是仿照欧几里德的《几何》原本写作的,所用的是典型的逻辑演绎法.《原理》共分蔓篇,在第一篇之前

有两节统领全书的重要内容.第一节为"定义",共8条,给关于质量,动量,惯性,力,向心力等定义;然

后作_『4个注释,阐述了牛顿关于时间和空间的基本观点以及区分相对运动和绝对运动的思想.第二节

为"公理,或运动定律",共3条,即着名的运动i定律.在II定律之后是6个推论,包括现今称为力的合

成分解,动量守恒定律,质心运动定理,相对性原理等内容.接着牛顿用了一个很长的注释说明以上各定

义,定律和推论的实验基础.以后牛顿就以这两节内容为前提,用数学方法讨论各种力学命题.《光学》也

是类似的,写在全书最前面的是8个定义和8个公理,然后再讨论一系列光学的具体命题.

牛顿有一句名言"我不作假设",有些读者很不理解.明明这两部着作是从定义,公理,推论出发来展

开对具体力学和光学问题的讨论,定义,定理不就是假设吗?对此许多研究牛顿的学者认同这样一种看

法:F.培根和迪卡尔所提倡的方法,是在批判经院哲学的大前提下产生的.经院哲学是从主观设定的

"理念"发,经过繁琐的逻辑论证而得结论.牛顿所说的"我不作假设",指的就是这种

人们主观设定的

"理念",它包括无根据的猜想,名人伟人的占论,公认的经典着作(例如圣经)等等.而我们当代人所说的

假设并不是这个意思,而是某些有充分实验根据,但又无法直接用实验检验的原理,思想,观点."只有当

第2期???韩小卫:牛顿的科学研究思想探索

他坚持严格区分已被证明的结论和用于解释这些结论的假说,并拒绝在证明中掺进任何假说的情况下,

这一说法才能站得住脚.因此,对牛顿而言,力是用力学术语来描述现象所必需的概念.它的有效性在与

它在证明方面有用,而不于用来解释其来源的假说".所以他说"我不作假设",这是代表牛顿真实思想

的,并不是故弄玄虚.

三,模型和数学相结合的思想——数模结合

物理学作为一门定量的精密科学是从伽利略——牛顿开始的,这是成功地运用了数学的结果.每一

门学科,不论是自然科学还是社会科学,或其他学科,要运用数学作定量讨论,中间有一个不可缺少的环

节,那就是建立数学模型.这是因为数学的逻辑前提总是很简单的,而实际问题都是比较复杂的.模型就

是把复杂事物的主要因素保留下来,而把一些次要的其他因素都抛弃后与原来事物由相似性的一种抽

象的替代失误,它比原来的事物要简单得多,可直接应用数学.物理学能率先运用数学而成为一门定量

的科学,正是由于从牛顿创建了物体运动的力学模型开始的.这首先就是物体的质点模型.质点被定义

为具有质量的几何点.自然界的任何物体都不是质点.牛顿三定律,万有引力定律对于质点可直接应用.

但任何一个实用物体,由于它内部各部分之间有相对运动,外表几何形状会改变,无法直接应用牛顿定

律,所以牛顿的运动观是建立在"质点"模型的基础上的.可以这样说,没有质点模型,牛顿的三定律和万

有引力定律是产生不出来的.模型总是由简单到复杂,在质点模型的基础上,牛顿在讨论行星运动时,又

建立了两体问题模型和三体摄动模型;讨论动量定理时,建立了质点组模型.牛顿的《原理》的第一篇和

第二篇内容是平行的,第一篇不考虑物体运动时空气的阻力,第二篇则讨论物体在阻尼介质中的运动.

不考虑介质阻尼即理想流体也是一种建立模型的方法.在牛顿以后,欧勒建立了力学运动的刚体模型和

连续介质模型.至此,物体机械运动的力学模型形成了一个系列:单质点,两体,限制性三体,质点组,刚

体,连续介质,并在牛顿三定律的基础上建立起相应动力学方程,任何一个复杂的力学体系,根据所要求

的精密程度都可纳入其中的某一种模型按标准方法进行处理,留下的只是数学运算.牛顿所首倡的建立

力学模型的力'法,以后即为物理学其他分支学所使用,使整个物理学得到迅速发展,进而其他学科也纷

纷借鉴,至今建立模型的力'法已成为科学研究的基本方法之一. 从上面的论述我们可以看出牛顿的科学研究思想是这样的:承认物质,运动,空间和时间的客观存

在,坚持用观察和实验方法发现自然定律,力求用数学定量方法表述定律并说明自然现象,主张严格区

分对事实的概括和对假说的解释,反对从形而上学原理中推演出科学定律,形成了具有自身特色的归纳

演绎和数模结合法.

参考文献:

【11I英1牛顿,I美lH.S.塞耶.牛顿自然哲学着作选【M].1f福i,等译.上海:上海译

文出版礼,2001

【2?英】詹姆斯?W?麦卡里斯特.美与科学革命[M1.李为,译.吉林:吉林人民出版

社,2000.

[3?美】理杏德?S?韦斯特褊尔.近代科学的建构【M1,彭万华,译.f:海:复旦大学m

版社,2000.

NewtonSThoughtsforScientificResearch

HANXiao—wei

(SociologyDepartment,TaizhouPolytechnicInstitute,TaizhouJiangsu225300,China) Abstract:Newtonsthoughtsforscientificresearchareimportanttothedevelopmentofmodemsciencetheprincipalf1fNew,

tonsthoughtstbrscientificresearehisthelaws)rjudgment,inductive-deductivemethod,andthecombinationofmathematics

andmodel,Toknowthesethoughtsissignificanttonlodernscientificresearch. Keywords:Theprincipalforjudgment;induc,tive-deductivemethod;thecombinationofmathematicsandmodel一

(责任编辑刘红)

范文三：关于牛顿的科学研究方法

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牛顿在科学上的巨大成就连同他的朴素的唯物主义哲学观点和一套初具规模的物理学方法论体系，给物理学及整个自然科学的发展，给18世纪的工业革命、社会经济变革及机械唯物论思潮的发展以巨大影响。这里只简略勾画一些轮廓。 牛顿的哲学观点与他在力学上的奠基性成就是分不开的，一切自然现象他都力图力学观点加以解释，这就形成了牛顿哲学上的自发的唯物主义，同时也导致了机械论的盛行。事实上，牛顿把一切化学、热、电等现象都看作“与吸引或排斥力有关的事物”。例如他最早阐述了化学亲和力，把化学置换反应描述为两种吸引作用的相互竞争;认为“通过运动或发酵而发热”;火药爆炸也是硫磺、炭等粒子相互猛烈撞击、分解、放热、膨胀的过程，等等。 这种机械观，即把一切的物质运动形式都归为机械运动的观点，把解释机械运动问题所必需的绝对时空观、原子论、由初始条件可以决定以后任何时刻运动状态的机械决定论、事物发展的因果律等等，作为整个物理学的通用思考模式。可以认为，牛顿是开始比较完整地建立物理因果关系体系的第一人，而因果关系正是经典物理学的基石。 牛顿在科学方法论上的贡献正如他在物理学特别是力学中的贡献一样，不只是创立了某一种或两种新方法，而是形成了一套研究事物的方法论体系，提出了几条方法论原理。在牛顿《原理》一书中集中体现了以下几种科学方法: ?实验——理论——应用的方法。牛顿在《原理》序言中说:“哲学的全部任务看来就在于从各种运动现象来研究各种自然之力，而后用这些方去论证其他的现象。”科学史家I.B.Cohen正确地指出，牛顿“主要是将实际世界与其简化数学表示反复加以比较”。牛顿是从事实验和归纳实际材料的巨匠，也是将其理论应用于天体、流体、引力等实际问题的能手。 ?分析——综合方法。分析是从整体到部分(如微分、原子观点)，综合是从部分到整体(如积分，也包括天与地的综合、三条运动定律的建立等)。牛顿在《原理》中说过:“在自然科学里，应该像在数学里一样，在研究困难的事物时，总是应当先用分析的方法，然后才用综合的方法……。一般地说，从结果到原因，从特殊原因到普遍原因，一直论证到最普遍的原因为止，这就是分析的方法;而综合的方法则假定原因已找到，并且已经把它们定为原理，再用这些原理去解释由它们发生的现象，并证明这些解释的正确性”。 ?归纳——演绎方法。上述分析一综合法与归纳一演绎法是相互结合的。牛顿从观察和实验出发。“用归纳法去从中作出普通的结论”，即得到概念和规律，然后用演绎法推演出种种结论，再通过实验加以检验、解释和预测，这些预言的大部分都在后来得到证实。当时牛顿表述的定律他称为公理，即表明由归纳法得出的普遍结论，又可用演绎法去推演出其他结论。 ?物理——数学方法。牛顿将物理学范围中的概念和定律都“尽量用数学演出”。爱因斯坦说:“牛顿才第一个成功地找到了一个用公式清楚表述的基础，从这个基础出发他用数学的思维，逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象并且同经验相符合”，“只有微分定律的形式才能完全满足近代物理学家对因果性的要求，微分定律的明晰概念是牛顿最伟大的理智成就之一”。牛顿把他的书称为《自然哲学的数学原理》正好说明这一点。 牛顿的方法论原理集中表述在《原理》第三篇“哲学中的推理法则”中的四条法则中，此处不再转引。概括起来，可以称之为简单性原理(法则1)，因果性原理(法则2)，普遍性原理(法则3)，否证法原理(法则4，无反例证明者即成立)。有人还主张把牛顿在下一段话的思想称之为结构性原理:“自然哲学的目的在于发现自然界的结构的作用，并且尽可能把它们归结为一些普遍的法规和一般的定律——用观察和实验来建立这些法则，从而导出事物的原因和结果”。 牛顿的哲学思想和方法论体系被爱因斯坦赞为“理论物理学领域中每一工作者的纲领”。这是一个指引着一代一代科学工作者前进的开放的纲领。但牛顿的哲学思想和方法论不可避免地有着明显的时代局限性和不彻底性，这是科学处于幼年时代的最高成就。牛顿当时只对物质最简单的机械运动

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作了初步系统研究，并且把时空、物质绝对化，企图把粒子说外推到一切领域(如连他自己也不能解释他所发现的“牛顿环”)，这些都是他的致命伤。牛顿在看到事物的“第一原因”“不一定是机械的”时，提出了“这些事情都是这样地井井有条……是否好像有一位……无所不在的上帝”的问题，(《光学》，疑问29)，并长期转到神学的“科学”研究中，费了大量精力。但是，牛顿的历史局限性和他的历史成就一样，都是启迪后人不断前进的教材。牛顿的科学思想方法牛顿定律及其世界体系的建立，是人类认识客观世界过程中的一次飞跃。美国科学史家Kuhn把它称为科学革命。如果日心说是第一次科学革命，牛顿力学就是第二次科学革命。科学革命是技术革命的先导，在牛顿的科学革命之后大约一百年，出现了18世纪末19世纪初的工业革命或产业革命。牛顿在《原理》中提出了力学的三大定律和万有引力定律，把地面上物体的运动和太阳系内的行星的运动统一在相同的物理定律之中，从而完成了人类文明史上第一次自然科学的大综合。它不仅标志了16，17世纪科学革命的顶点，也是人类文明、进步的划时代标志。它不仅总结和发展了牛顿之前物理学的几乎全部重要成果，而且也是后来所有科学著作和科学方法的楷模。牛顿的科学思想和科学方法对他以后三百年来自然科学的发展产生了极其深远的影响。牛顿的科学观是因果决定论的科学观。他认为天体运动的原因就是万有引力，行星运动的规律是由万有引力定律决定的。他根据万有引力定律成功地解释了行星、卫星和彗星的运动，直至最微小的细节，同样也解释了潮汐和地球的进动。在牛顿力学中只要知道质点在初始时刻的位移和速度，根据牛顿定律就可以预言其后时刻的运动情况，这是典型的因果描写。但是，在牛顿以前往往并不用因果论来解释自然现象，而用目的论来解释自然现象，即按照某种目的或结果来解释运动现象，而不是用力的原因作解释。牛顿采用因果性的解释在物理学的发展中是重要的一步。爱因斯坦指出:“在牛顿以前还没有实际的科学成果来支持那种认为物理因果关系有完整链条的信念。”牛顿建立了物理因果性的完整体系，从而揭示了物理世界的深刻特征。在决定论科学观的基础上，牛顿确立了他的物理框架，所谓物理框架就是对物理现象解释的一种标准。牛顿框架的核心是力和力所决定的因果性，认为找到了力的规律就是找到了对运动现象的解释。然而，在牛顿以前并不使用力的框架，而是“和谐性”的框架。在哥白尼—开普勒时期，他们追求的是和谐性，即寻找运动的和谐，认为找到了和谐就找到了解释，这种思想在这一时期发展到了顶峰。哥白尼之所以怀疑托勒密体系，主要是他认为托勒密体系很不和谐，在托勒密体系中行星有时逆行。如果将中心从地球移到太阳，则行星的运动更加和谐。正如哥白尼说的显示了“令人欣赏的对称性”和“清晰的和谐性”。到了牛顿一代，不再采用和谐性框架，不再认为寻找“和谐”就是寻找对运动现象原因的解释，牛顿认为找到了力才是找到了对运动现象的解释。以后的物理学家主要依据力的框架进行工作。爱因斯坦指出:“直到19世纪末，它一直是理论物理学领域中每个工作者的纲领。”“这个物理学框架在将近二百年中给予科学以稳定性和思想指导。”沿用牛顿的框架发展到顶峰的是麦克斯韦，麦克斯韦坚持牛顿的力的框架，他建立了电磁学的力学模型，企图用以太中的力来解释电磁现象，发展电磁理论，后来，他不再采用力学模型，而是用电磁场的概念来分析问题，这反映出框架的变化。牛顿在科学研究中坚持以经验为基础，他认为在没有从观察和实验中发现引力之原因时，决不杜撰假设。牛顿的“不杜撰假设”具有方法论的意义，这种方法论与他同时代的大多数人所遵循的方法迥然不同。牛顿的同时代人都追随笛卡儿探索自然现象的原因，构筑引力的机制。而牛顿则不然，他所关心的不是引力“为什么”会起作用，而是“如何”在起作用。他的目的是寻求引力所遵从的规律，提出准确的数学描述，证明行星系统如何依赖于引力定律。但是，牛顿的认识路线也不同于受经验主义影响很深的胡克的认识路线。胡克强调从实验上去探求引力定律，忽视数学推理的必要性。他的表述停留在定性认识上，缺乏定量的成分。他没有认识到当时更需要的

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是数学推理，而不是实验，因为所有行星运动的实验资料都已总结在开普勒定律之中，而胡克面对实验事实，迟迟不能提出物理模型，进行数学推导，从而确立力的定律。这是他在方法论上不如牛顿的地方。牛顿所遵循的认识途径是从实验观察到的运动现象去探讨力的规律，然后用这些规律去解释自然现象。正如他在《原理》一书的前言中写道:“我奉献这一作品，作为哲学的数学原理，因为哲学的全部责任似乎在于——从运动的现象去研究自然界中的力，然后从这些力去说明其它自然现象。”爱因斯坦对牛顿的科学认识道路给予了高度的评价。他在《自述》一文中写道:“你(指牛顿)所发现的道路，在你那个时代，是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一的道路。”牛顿的科学认识道路对以后物理学的发展产生了深刻的影响，许多物理学家都沿着牛顿的道路进行工作。1827年，安培在《电动力学理论》一书中，阐述了他处理电磁现象的方法:从观察事实出发，撇开力的性质的假说，推导出这些力的表达式，确立一般规律。最后他明确指出:“这就是牛顿所走过的道路，也是对物理学做出重大贡献的法兰西知识界近来普遍遵循的途径。”牛顿研究方法的一大特点是对错综复杂的自然现象敢于简化，善于简化，从而建立起理想的物理模型。宇宙间星体的相互影响是无限复杂的，每个星体都是一个引力中心，所以它是一个相互作用的多元的复杂系统;而且每个星体都有一定的形状和大小;每个“行星既不完全在椭圆上运动，也不在同一轨道上旋转两次。”面对这一情况，不采用简化模型予以分别处理是极为困难的。1684年，牛顿在《论微粒》一书中指出:“同时考虑所有这些运动之起因，是整个人类智力所不能胜任的。”牛顿是怎样对这一复杂系统进行简化的呢,他采用的简化模型的步骤是:从圆运动到椭圆运动，从质点到球体，从单体问题到两体问题。他一次又一次地将他的理想模型与实际比较，再适当加以修正，最后使物理模型与物理世界基本符合。所以牛顿的万有引力定律既解释了为什么行星的运动近似地遵守开普勒定律，又说明了为什么它们又是那样或多或少偏离开普勒定律。牛顿把一切物体间的引力归结为粒子间引力的思想，对以后的物理学家影响很大，19世纪20年代，毕奥、萨伐尔和安培在研究电流之间的作用时，总是把它们归结为电流元之间的作用力。牛顿研究方法的另一特色是运用形象思维的方法，进行创造性的思维活动，他构思了一些神奇理想实验，创造了新的物理图象，来揭示天体运动与地面上物体运动的统一性。牛顿在他的《原理》第三篇一开始处，就写出了4条“哲学中的推理法则”，高度地概括了他的研究方法。法则1寻求事物的原因，不得超出真实和足以解释其现象者。法则2因此对于相同的自然现象，必须尽可能地寻求相同的原因。法则3物体的特性，若其程度既不能增加也不能减少，且在实验所及范围内为所有物体所共有，则应视为一切物体的普遍属性。法则4在实验哲学中，我们必须将由现象所归纳出的命题视为完全正确的或基本正确的，而不管想象所可能得到的与之相反的种种假说，直到出现了其它的或可排除这些命题，或可使之变得更加精确的现象之时。以上的法则1可称为简单性法则，用牛顿的话说就是“自然界喜欢简单性。”他创建的牛顿运动定律和万有引力定律在内容和数学形式上都体现了简洁性。不作“多余原因的侈谈”，“言简意赅才见真谛”。法则2和法则3可称为统一性法则。牛顿正是按照这两条法则把天上运动和地上运动统一起来，并确立了引力普适性的概念。法则4是关于认识的真理性法则，牛顿认为从现象归纳出的命题，从它们源于实验又为实验所证明来看，是“精确真实的”，“完全正确的”，从实验证明的局限性来看，从在每一认识阶段上人们都是在根据部分的或有限的资料从事工作上来看，又是不完备的，有待于发展的。关于法则4里所讲的归纳方法，牛顿还在《光学》书末最后一条疑问里，做出如下较详细的说明:“在自然哲学里，应当像数学里一样，在研究困难的事物时，总是先用分析的方法，再用综合的方法。这种分析方法包括进行实验和观察，并且用归纳法从中推出普遍结论……用这样的分析方法，我们可以从复合物推知其中的成分，从运动推知产生运动的力;

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并且一般地说，从结果推知原因，从特殊原因推知更普遍的原因，一直到最普遍的原因为止。这就是分析的方法;而综合的方法则包括设定已经发现的原因，并且把它们确立为原理，再用这些原理去解释由它们而发生的现象，并且证明这些解释的正确性。”这里牛顿所讲的分析和综合的方法，就是归纳和演绎的方法。凭着这一方法，就可以完成从特殊到一般，再从一般到特殊的认识过程。人们在探索物质运动规律的过程中，归纳的过程就是通过对运动的研究，探索自然界力的规律的过程，演绎的过程就是运用已知力的规律，去计算物体的运动，做出明确预见的过程。万有引力定律的建立和海王星的发现就是运用归纳-演绎法的一个光辉的范例。牛顿的科学思想和科学方法不仅使他少走弯路，发现了万有引力定律，而且深刻地影响着以后物理学家的思想、研究和实践的方向。这说明科学思维方法的极端重要性。从物理学的重大发现中吸取科学思想、科学方法的营养，对提高我们提出问题、分析问题和解决问题的能力都是大有裨益的。牛顿对人类的贡献是巨大的。然而牛顿却能清醒地评价自己的一生。他对自己所以能在科学上有突出的成就以及这些成就的历史地位有清醒的认识。他曾说过:“如果说我比多数人看得远一些的话，那是因为我站在巨人们的肩上。”在临终时，他还留下了这样的遗言:“我不知道世人将如何看我，但是，就我自己看来，我好像不过是一个在海滨玩耍的小孩，不时地为找到一个比通常更光滑的卵石或更好看的贝壳而感到高兴，但是，有待探索的真理的海洋正展现在我的面前。”

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范文四：教育科学研究成果的表述

教育科学研究成果的表述

李 龙

内蒙古师范大学现代教育技术研究所 呼和浩特 010022

教育科学研究成果是在进行教育类科学研究的基础上, 采用科学的方法, 经过智力加工 而产生的具有一定学术价值、 社会价值或经济价值, 并被同行专家认可的知识体系、 方案或 产品。

教育科学研究成果水平的高低, 不仅取决于研究项目的理论或实践价值、 研究工作本身 的广度和深度、研究过程的科学性和规范性,而且还取决于研究者的专业基础、理论功底、 分析综合能力,以及语言表达能力。成果的表述对于教育科学研究最终成果的形成和升华, 起着重要的作用。

一、教育科学研究成果的分类

1.教育科学研究项目的级别

教育科学研究项目一般分为国家级、部(省)级、司(厅局、市)级,以及地 (市)级、 县(区)级、校(中小学)级等级别。

全国教育科学规划领导小组负责审批国家级和部级教育科学研究项目, 各省教育科学规 划领导小组负责审批省级和厅局级教育科学研究项目。

教育科学研究成果通过相应级别专家组的鉴定验收后, 可以取得与项目同级别的成果证 书。

2.教育科学研究项目的性质

教育科学研究项目按其研究领域性质的不同, 可以分为基础理论研究、 应用研究和发展 研究三种类型。

(1)基础理论研究

基础理论研究是针对教育领域中的现象、 问题所进行的理论探索, 其任务是总结、 发现、 提出相关的特征、 规律和理论依据。 基础理论研究的成果是在总结前人或他人研究成果的基 础上,提出的新思想、新理论、新发现、新方法,主要解决 “是什么”和 “为什么”的问题。 基础理论研究成果主要表现在创新性,强调对教育实践的指导意义。

(2)应用研究

应用研究是以相关的理论为指导, 针对教育领域中的实际问题进行深入探讨, 取得具有 实际价值的成果。应用研究的成果主要解决“怎么做”的问题,密切联系教育教学实际,能 够解决当前教育改革和发展中迫切需要解决的问题。

(3)发展研究

发展研究主要运用基础理论研究和应用研究的成果, 为促进教育改革和发展, 创造性地 提出和制定方案、 计划、 对策和建议等。 发展研究的成果不在于添加新知识, 而在于解决实 际问题的可操作性。

3.教育科学研究成果的表现形式

教育科学研究成果的表现形式有知识、方案和产品等几种类型。

(1)知识类研究成果

知识类的研究成果主要有报告、论文、著作等几种形式:

(2)方案类研究成果

方案类研究成果包括改革方案、政策法规、咨询报告,以及发展规划和实施建议等。 (3)产品类研究成果

产品类研究成果包括改善教育教学环境的硬件类产品、 软件类产品, 以及教学资源产品。 如教学网络环境,学习平台,网络课程,多媒体课件、素材,仿真教学系统,教学管理软件 等。

在本文中主要论述知识类研究成果的结构和写作要求,供课题研究人员参考。

二、教育科学研究成果的表述

教育科学研究成果的表述一般包含下述几个方面的内容:

(一)信息项

信息项包括标题、摘要和关键词三部分,要求以精练的语言概括研究成果的主要内容, 给人以提纲挈领的感受, 从而可以获得对研究成果的基本了解, 并为文献检索提供基本的信 息。

1.标题

标题包括题目、作者署名和所属单位等内容。 题目是研究成果内容的高度概括和集中, 是文章的核心和灵魂, 同时也反映了科学研究 的深度和广度。题目的表达要做到严谨、准确、规范、醒目、得体,最好能够反映文章所属 学科领域及研究方向,恰如其分地反映研究的范围和达到的深度。字数一般不超过 20个汉 字,必要时可以加副标题做进一步注解。

在科学研究成果中, 作者要署真实姓名和隶属机构的名称。 这样做的目的一方面是对科 学研究成果负责, 另一方面也是对知识产权的维护。 有的成果篇幅较大, 在这里应该列出文 章的目录或文中各级标题的层次。 在科学研究中, 如果得到别人的指导和帮助, 应在这里表 示感谢。

附录

成果的表述

信息项

基本项

附属项

标题(含题目、作者、单位)

摘要(提要) 关键词

引言(前言、导言) 正文(本论) 结论 注释

参考文献(参考材料) 知识类研究成果 报告类

论文类

著作类

研究报告 调查报告 实验报告 论 述 综 述 评 述 专 著 编 著 译 著

译 述

2.摘要

摘要又称为提要, 是对成果内容准确的概括。 摘要写作的要求是精练、 明确, 用简明扼 要的文字对成果的主要观点、 内容加以介绍。 其作用是帮助读者在没有阅读全文之前, 看了 摘要就可以掌握研究成果的要点,也可以为文摘、索引、出版物转载提供便利。

摘要一般不超过二三百字,用第三人称表达,不要加评价性的语句。

3.关键词

关键词属于主题词,由反映研究成果主要内容的名词术语组成,一般列出 3~5个,必 要时可以增加,但最多不要超过 8个。

关键词的作用是方便读者检索有关资料, 尤其是方便从电子计算机系统中进行检索工作。 关键词的排列顺序应该是先大后小, 即内涵较大的词的放在前面, 内涵较小的词放在后 面。这样在检索时,可逐渐缩小范围,逼近目标。

(二)基本项

基本项是研究成果的主体,包括引言、正文和结论三部分。

1.引言

引言又称为前言、 导言、 绪论等, 要求用简明扼要的文字叙述研究的背景, 问题的提出, 本项研究的目的、 意义、 理论假设, 研究成果的价值等内容。 有的研究成果还要求在引言中 做出文献综述、现状分析的具体阐述。

在一般论文中, 引言部分不使用任何标题, 只放在文章的开始部位; 而在报告类的成果 中则单独成章,分段阐述。

2.正文

正文又称为本论, 是研究成果的核心内容, 需要精心组织材料, 安排文章结构, 通过对 材料的分析、综合、判断、推理的逻辑组织,最后得出正确的结论。在写作时,观点要贯穿 全文,并以观点为轴心,用材料说明观点,做到材料与观点的统一。用材料说明观点,即用 论据证明论点时,采用的形式一般有:

(1)并列式

各论据之间的关系是并列的, 可以围绕一个中心论点, 把若干论据分类排列, 逐一论述。 (2)顺序式

各论据之间的关系是递进的,论证时步步逼近,直到得出结论。

(3)综合式

各论据综合运用, 其中既有并列式, 又有顺序式, 依据证论的需要, 灵活组织各论据之 间的先后关系。

在论证过程中, 要密切注意各层次之间的过渡衔接, 以达到融会贯通、 承上启下的效果。 如果在论证过程中有难于理解之处,需要加以进一步解释说明。

当正文内容较多时, 为了层次分明, 一般使用不同的序码, 有时还需要加上小标题。 正 文部分通常还采用多种图、 表来集中反映数据处理的结果, 在成文时需要仔细安排, 与文章 融为一体。正文的层次可依据繁简不同做如下安排:

一、××××××一、××××××1.××××

(一)××××1.××××××1.1 ××××

1.××××××(1)××××1.1.1 ××××

(1) ××××①×××××1.1.1.1 ××××

①×××××

3.结论

结论是整个研究过程的结晶,是全篇研究成果的精髓,也是作者独到见解之所在。 结论部分的作用是总结全文、 深化主题、 揭示规律、 阐明观点。 它不是正文内容的简单

重复,更不是谈体会和感受。结论的写作要求用词严谨、逻辑严密,文字简练、直扣主题。 除了总结性的论述以外, 在结论部分还往往提出需要进一步探讨的问题和今后展望等内 容。

(三)附属项

附属项包括注释、参考文献和附录等三部分。

1.注释

在研究成果中, 引用相关文献或他人的研究成果、 观点, 都需要采用注释的方法加以说 明,以示对别人劳动成果的尊重。引用原文,要用引号“ ”注明;引用原意,则在引文前 面加冒号注明。 注意要把自己的话和引用别人的原意明确分开, 不要混为一谈。 引文注释一 般有三种方式:

(1)夹注 又称为文中注、段中注,即在引文后面用括号将其出处和转引处注明。

(2)脚注 又称为页下注,将引文出处置于当页正文下方,用序号排列,并用细线与 正文隔开。

(3)尾注 又称为文尾注,将引文出处按序号统一编排于基本项后面。

引文注释按国家标准执行。各种参考文献的类型以字母标识:M 代表专著, C 代表论 文集, N 代表报纸文章, J 代表期刊文章, D 代表学位论文, R 代表研究报告, S 代表标准, A 代表从专著、论文集中析出的文献, Z 代表未定型文献, EB/OL代表网上电子公告等等。 中文引文注释的格式如下:

·参考专著、论文集、学位论文、报告类的格式—— [序号 ]主要责任者.文献题名 [文献 类型标识 ].出版地:出版者,出版年.起止页码。示例:

[1]谢新观.远程教育概论 [M].北京:中央广播电视大学出版社, 2001. 49— 53 ·参考期刊文章的格式—— [序号 ]主要责任者.文献题名 [J].刊名,年,卷(期) :起 止页码。示例:

[2]吴中福等.基于 Web 的远程教育管理及其实现 [J].计算机应用, 1998, 18(8) :6— 8 ·参考论文集的析出文献的格式—— [序号 ]析出文献主要责任者. 析出文献题名 [A]. 原 文献主要责任者.原文献题名 [C].出版地:出版者,出版年.析出文献起止页码。示例: [3]瞿秋白.现代文明的问题与社会主义 [A].见罗荣渠.从西化到现代化 [C].北京:北京大学出版社, 1990. 121— 133

·参考报纸文章的格式—— [序号 ]主要责任者.文献题名 [N].报纸名,出版日期(版 次) ,示例:

[4]谢希德.创造学习的新思路 [N].人民日报, 1998— 12— 25(10)

·参考国际标准,国家标准的格式—— [序号 ]标准编号,标准名称 [S],示例:

[5] GB/T16159— 1996,汉语拼音正词法基本规则 [S]

·参考电子文献的格式—— [序号 ]主要责任者.电子文献题名 [电子文献及载体类型标 识 ].电子文献的出处或可获得地址,发表或更新日期 /引用日期,示例:

[6]王 明 亮 . 关 于 中 国 学 术 期 刊 标 准 化 数 据 库 系 统 工 程 的 进 展 [EB/OL]. http://www.cajcd.cn/pub/wm1.txt/9808/10— 2.html , 1998— 10— 04

·参考各种未定型的文献的格式—— [序号 ]主要责任者. 文献题名 [Z]. 出版地:出版者, 出版年,示例:

[7]张永禄.唐代长安词典 [Z].西安:陕西人民出版社, 1980

外文引文注释的格式如下(其中书名、杂志名用斜体) :

·专著

[8] Butler,C. Computers in Linguistics [M].Oxford & New York: Basil Blackwell, 1985.80— 84

·论文集文章

[9] Joshi,A. Mutual beliefs in question-answer systems[A].In N.Smith (ed.), Mutual Beliefs[C].New York:Academic Press,1982.181— 197

·期刊文章

[10] Kass, R.& T. Finin. Modeling the user in natural language systems [J]. Computational Linguistics,1988(3):5— 22

2.参考文献

在基本项或注释的后面, 一般应列出研究过程中和形成研究成果的过程中主要参考过的 著作和文献。 从这些列表中可以反映出该项目研究起点的高低和水平, 也是对别人知识产权 的尊重。 参考文献的格式与注释的格式相同, 只是一般不再注明起止页码。 文献的排列顺序 以对项目研究所起到作用的大小和主次而定。

3.附录

对阅读、了解研究成果有重要意义的原始资料、数据、方案、评价材料,以及相关的材 料等。此项只在有必要时才列出,一般可省略。

三、各类研究成果的基本结构

1.研究成果的模板

研究成果的题目 *(不超过 20个汉字)

作者署名

(单位名称 地址 邮编)

[摘要 ]

[关键词 ]××××;××;×××

引言

正文

结论

[注释 ]

[参考文献 ]

[1] .

[2] [附录 ] *[基金项目 ] 项目级别《项目名称》 ,批准号:,批准单位:。

2.研究报告的基本结构

(1)题目 研究报告的题目一般都采用研究项目(课题)的名称,如:《信息化进程中 的教育技术发展研究》报告。

(2)摘要 同前

(3)关键词 同前

(4)引言 内容包括课题的提出、研究的意义、目前国内外研究的现状、成果、问题 及发展趋势、该研究所要解决的问题。

(5)正文 正文部分主要论述研究的对象、方法、过程,研究的结果和分析。

研究的对象主要介绍课题要解决什么问题, 以及为什么要解决这个问题, 特别要阐明课 题中的主要概念和术语。 研究的方法和过程主要介绍课题研究的设计、 研究对象的取样、 研 究因素的实施与控制、 研究资料的收集与处理方法, 目的是让读者了解研究的全过程, 以便 评价整个研究的科学性、正确性,并就此决定是否认可该项研究课题所得到的结论。

研究的结果与分析是研究报告的核心部分, 一般用文字、 表格、 图形来描述研究的结果, 将定量与定性分析结合起来, 对假设的结果进行描述和检验, 并进一步对当前教育理论或实 践的发展提出新的认识、建议和设想。

(6)结论 结论部分是研究成果的总论点,是全篇文章的核心。在结论中要明确指出 解决了哪些问题,还有哪些问题尚待研究。

(7)注释 同前

(8)参考文献 同前

3.实验报告的基本结构

(1)题目 实验报告的题目一般都采用研究项目(课题)的名称,如:《信息技术与小 学数学课程整合研究》的实验报告。

(2)摘要 同前

(3)关键词 同前

(4)引言 内容包括课题实验的目的、内容、范围(实验对象和时间) ,课题提出的背 景,课题实验要解决的问题。

(5)正文 正文部分由实验的方法、过程和结果组成。

实验方法和过程包括实验对象的选取(样本量、特征、条件、取样方式等) ;实验研究 变量的实施与控制(实验的时间、观测指标、条件控制等) ;实验资料的收集、整理所采用 的方法; 实验研究中出现的主要概念、 专有名词的内涵与外延; 实验过程中所采用的特殊工 具、方法和手段等。

实验结果包括两方面的内容:一是实验中所收集的原始资料和观测资料经过初步分析后 的结果; 二是对资料整理后, 采用逻辑分析、 系统科学分析、 模糊数学分析和教育统计分析 后,所得到的实验的结果。在表述实验结果时,应注意以下几点:

①实验结果的呈现应以事实、 数字、 图表为主, 注意运用大量的经过科学方法处理、 分 析后的数据来证明实验结果,以增强说服力。

② 实验结果中所列举的数据,必须从实验中所获取的资料中得来,要有据可查、实事 求是,经得起复核。

③ 要采取科学分析的方法对数据资料进行量化处理和客观分析,从变量之间的关系揭 示教学的规律。

④ 实验结果要经得起验证。

(6)结论 在结论部分,要对实验结果进行分析、讨论,使实验结果上升到理性认识 的高度。

(7)注释 同前

(8)参考文献 同前

(9) 附录 包括实验研究中取得的重要原始数据资料和实验中不可缺少的仪器、 设备、 教材、测验量表、试卷等。

4.调查报告的基本结构

(1)题目 调查报告的题目一般都采用研究项目(课题)的名称,如:《关于中小学生 参加网上活动的调查》报告。

(2)摘要 同前

(3)关键词 同前

(4)引言 阐述调查问题的原因、背景,调查研究的目的、意义,以及国内外研究的 动态及现状等。

(5)正文 包括调查研究工作的组织、时间地点,范围以及抽样方法,调查的内容、 方式和结果。

在此基础上, 把调查所获得的大量材料、 数据, 用科学方法和手段进行处理后, 分别用 文字、图表进行明确的描述,要求做到数据确凿、事件典型、材料可靠。

(6)结论 在对整个调查内容进行科学的定量和定性分析的基础上,概括出事物的本 质、 内在联系和规律, 找出问题的症结和关键原因, 提出解决问题的新思路、 新方法和建议。

(7)注释 同前

(8)参考文献 同前

(9)附录 调查报告应将原始资料,如调查问卷、原始数据、访谈记录等附在文后, 便于读者和专家鉴定调查材料的真实性、科学性,也可供研究人员参考。

5.研究论文的基本结构

(1)题目 研究论文题目的格式主要有以下几种:

① 命题式 以准确的判断或假设反映文章研究的问题,如:运用信息技术促进中学生 创造性思维的发展。

② 对称式 用两个词性和结构相对称的短句组成题目,如:发展教育技术,促进教育 改革。

③ 主辅式 由一个主句和一个辅句(从句)组成题目,如:寓教于乐,全面提高教育 质量。

④ 正副式 由一个正标题和一个副标题构成题目,如:网上适应性学习资源的重复利 用——介绍一个可以描述适应性学习对象的扩展元数据规范。

⑤ 连接式 用破折号或冒号将题目前后两部分连接起来,如:信息化教育——教育技 术发展的新阶段。

(2)摘要 同前

(3)关键词 同前

(4)引言 阐明论文的目的、意义、背景、原因、方法等内容,其中提出问题是引言 部分的核心,是论文的价值所在。

由于论文篇幅不大, 引言要直奔主题, 直截了当地阐明自己的观点, 点出本文的主题思 想。具体写作时可以用以下几种方法:

① 用提问质疑的方法,揭示课题研究的理论和实践背景,提出要探讨解决的问题和存 在的疑问。

② 用陈述交代的方法,说明该课题研究的重要性、必要性及其价值,以及目前国内外

研究进展状况和存在的问题,作者研究本课题的宗旨、方法和手段。

③ 用商榷立论的方法,指出别人论点或论据中存在的错误和值得商榷的问题,以批驳 的方式引出作者的观点。

(5)正文 正文是论文的主体部分,旨在展开课题、提出论点、表达研究成果,进行 系统论述。在写作中应把握好以下几点:

① 理论观点的确立在篇幅上应占全文的大部分。 可采用总论、 再分论、 后总结的方式, 也可采用先总论、 后分论的方式构建论文体系框架, 形成一个由中心论点、 分论点、 小论点 组成的相互贯通的理论观点体系。

② 每一级论述都应包括论点、论据、论证。中心论点的论证与陈述过程应涉及到分论 点的呈现方式和整个正文部分的逻辑结构, 从而使正文成为一个由中心论点统帅和涵盖的有 机整体。在论述中,各论点都要有充分的论证和严密的论据。

③ 正文的写作要注意层次、段落的划分,叙述中要分清主次,结构合理。

(6)结论 结论是对全文的综合,是从论证得出的基本结果或课题要解决的答案,是 对研究成果进行更高层次的精确概括与提炼, 因此应写得简明扼要, 精炼得当。 撰写结论的 基本方法有:

①总结式 综合、归纳全文后得出的结论,而这个结论往往就是全文的中心论点。 ②评论式 在全文论证的基础上,写出作者对成果的评价。特别是一些鉴定性的论文、 填补某学科空白的论文或纠正了某项错误的论文, 都要在结尾前对前人的成果作重要的补充。 ③问题式 有的研究课题的最终目的就是要提出问题, 在结尾时要用概括性的语言把问 题集中提出来。

④建议式 论证式、 调查式的课题成果是为了向有关机构提供决策咨询, 因此在结尾时 要提出一个切实可行的建议与对策。

(7)注释 同前

(8)参考文献 同前

研究论文从结构上可以分为论述、 综述、 评述和译述, 在具体写作时可根据任务的不同, 把握不同的重点。

附:研究成果的编写格式

封面、封二(一般论文不必要) 题名页

序或前言(必要时)

摘要 关键词

目次页(必要时)

插图和附表清单(必要时)

符号、标志、缩略词、首字母缩写、单位、 术语、名词等注释表(必要时)

前置部分 (信息项)

引言-1 正文-2 ∶ ∶

结论 致谢 参考文献表

2.1 2.2 ∶ ∶

2.3.1 ∶ ∶

2.3.2.1 2.3.2.2 ∶ ∶

图 1(或图 2.1) 图 2 ∶

表 1(或表 2.1) 表 2 ∶

主体部分 (基本项)

索引

封三、封底

结尾部分

(必要时)

附录 A

附录 B

B1.2.1

图 B1 表 B1

附录部分 (必要时) ∶ ∶

B1.1 ∶

∶

(附属项)

范文五：牛顿科学研究方法的修辞学意义

第２６卷．第２期２００９年４月

科学技术与辩证法

Ｓｃｉｅｎｃｅ，ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＤｉａＩｅｃｔｉｃｓ

ｖ０１．２６Ｎｏ．２

Ａｐｒ．，２００９

牛顿科学研究方法的修辞学意义

朱丽君

（山西大学政治与公共管理学院，山西太原０３０００６）

摘要：牛顿的科学研究方法在许多方面都具有修辞学的意义：他所运用的实验方法是一种给出可信结论的劝导工具，他所运用的数学方法是一种促使受众信服的论证方式，他对其科学论著的修辞学改造是一种推进科学交流与传播的有效途径。所以，牛顿的科学研究方法体现了修辞学的特征，也发挥了修辞学的作用。

关键词：科学修辞学；实验；数学；科学理论中图分类号：Ｎ０２

文献标识码：Ａ

文章编号：１００３—５６８０（２００９）０２—００４３—０６

牛顿是人类历史长河中一颗光彩照人的科学巨星，留给人类丰富的科学遗产。牛顿科学成就的取得，是他继承和发展前人已有的研究成果，自觉遵循和有效运用科学研究方法的结果。人们在赞颂牛顿一贯笃行的实验一归纳、数学一演绎等科学方法时，却往往忽略了其中所具有的修辞学因素，这对理解牛顿科学理论的成功原因来说是不全面的。通过对他科学著作的考察，我们注意到，虽然牛顿头上没有科学修辞学家的桂冠，他在科学研究过程中也不是时刻都有意识地借鉴修辞学的方法，但在他的思想构造中、理论表述中和论证布局中，处处都闪耀着修辞学的火花，他所运用的科学研究方法，也具有修辞学层面的意义。

验的系统运用当作主要的研究手段。他认为：“如果实验是有缺陷的，说明这些缺陷不是困难的；但是如果实验是有效的，通过证明理论，实验能够使所有的异议无效。”¨脚牛顿的成功建立在他对实验的绝对信任之上，他认为实验与假说不同，它拥有非常高的清楚程度而可以避免不确定性。一方面，实验从现象中找出规律，从个别中导出一般，对科学研究对象作出统一的描述和解释，从而具有科学性和可靠性。另一方面，实验具有可重复性，不同的观察者通过操作同样的实验可以得出一致的实验结果，从而证明已被提出的科学理论。所以，在具体的科学实践中，牛顿高度重视和频繁使用实验方法，他不仅制作过日晷、水钟、透镜、棱镜和望远镜等多种力学和光学仪器，而且利用它们进行了大量的科学实验观测，由此取得了一些重大科学发现，通过实验帮助自己的理论获得了说服力，成功地抵御了来自他人的否定。

牛顿对光的色散的研究是他通过实验来建构科学理论的一个典型案例。自从１６６３年起，牛顿就开始从事光学研究，并把他的研究成果写成题为《关于光和色的新理论》一文发表在１６７２年英国皇家学会出版的《哲学学报》上，他写道：“１６６６年初（当时我正在磨制一些非球形的光学玻璃镜），我磨得一个三角形玻璃棱镜，用来试验大家熟悉的颜色现

牛顿实验方法的修辞学意义

在牛顿看来，科学在本质上是通过对自然进行实验得来的认识，科学理论要从实验中归纳而来，也必须在实验中得到证实才能确立。他同意培根的意见，试图把他的“实验哲学”的内容限制在关于“明显的质”的陈述上，从实验材料中概括出一般结论。在理论实践上，牛顿推翻了传统科学中理性思辨和经验实验的地位，赋予实验而不是理性直觉在认识论上的优先地位；在科学研究中，牛顿追随波义耳（ＲｏｂｅｒｔＢｏｙｌｅ）和胡克（ＲｏｂｅｒｔＨ００ｋｅ）的足迹，把实

【收稿日期】２００８—０２—２３

“乍者简介】朱丽君（１９７７一），女，山西寿阳人，山西大学政治与公共管理学院副教授，哲学博士。

４３

万方数据

象。我遮暗了我的房门，在关闭的窗户上凿了一个小孔，以便让适当的阳光透进来。我把一块三棱镜放在光的入口处，使光折射到对面的墙上。开始时非常有意思，可以看到那里产生各种光彩夺目的鲜艳颜色；当后来我更加仔细地观察时，我惊奇地看到，在这些颜色中有一个条形的彩带，而根据已被接受的折射法则，它应当是圆形的。”ＬｌＪ４７。鹌对于这一结果的出现，牛顿曾怀疑是由于棱镜厚度不均，棱镜位置或入射光方向导致的，他多次调换棱镜，旋转棱镜位置，改变入射光方向，但得到的光谱的形状并无明显变化。于是，牛顿进一步深入研究，他又拿了一个棱镜，让已经发生色散的光再度穿过第二棱镜，发现色光又复合为白光，其方向与入射前白光的方向完全一直，就好像没有经过偏折一样。这样，在多次实验的基础上，牛顿作出了与传统观点不同的论断：条形彩带的出现不是由棱镜所决定的，颜色不是光在自然物体中折射或反射产生的，而是光本来的和固有的性质，不同的光拥有不同的性质。这里需要指出，牛顿在光学研究中的关键一步是他的“判决性实验（ｅｘｐｅ＾ｍｅｎｔｕｍｃｒｕｃｉｓ），也就是他把通过第一个棱镜分解开来的光线，再逐一射人第二个棱镜，结果发现它们都不能再被分解。这一判决性实验清楚地表明，白色的太阳光是折射率不同的光线组成的复杂混合光，这些光线具有各自不同的折射率，同一种光线的折射率是不变的，物体的颜色是由物体本身的特性决定的，并不会因为折射或反射得到改变。牛顿还着手对薄膜光环进行了一系列实验观察，发现ｒ“牛顿环”现象，通过精确的测量和计算，开始尝试用光和光激起的以太波的相互作用来说明反射、折射等现象。在１７世纪，光的颜色理论是复杂繁琐和极端混乱的。其中代表性的人物笛卡儿认为白色光是基础的，而其他颜色光是派生的，是白色光的改变。波义耳认为，物体的颜色并不是物体本身的内在属性，而是由光线在被照射面上发生的变异引起的。牛顿的色散实验之所以成为科学史上一次当时的一些不同看法，为科学的光学的建立奠定了２１可以由科学共同体中任何能胜任的成员来重复进行。牛顿的色散实验并不复杂，所需要的实都可以重复进行这样的实验并得到相同的结果。牛４４

万方数据

“产生了一种近乎催眠的效果。”【３

Ｊｌ储

实验能够简化、纯化乃至强化科学研究过程，可以通过建立对象系统的简化模型来研究真实的研究系统，从而有益于较为容易和便利地发现本质规律，建构科学理论。所以，牛顿把观察实验列为科学研究的第一步，把实验一归纳作为自己主要的论证方法。他曾经指出：“虽然用归纳法来从实验和观测中进行的论证并非普遍结论的证明，但它是事物的本性所许可的最好的论证方法，并且随着归纳的愈为普遍，这种论证就愈有力。”Ｈ１他也认为，观察实验不仅是科学研究的起点，也是检验认识成果是否具有真理性的标准，即便是通过数学一演绎方法发现的科学定律也必须经过实验的鉴定证实之后才能列入其理论体系之中。牛顿明确宣称，他之所以相信他“所提出的理论是对的，不是由于它来自于这样一种推论，因为它不能别样而只能这样……而是因为它是从得出肯定而直接的结论的一些实验中推导出来的。”¨１根据牛顿的看法，考察理论是否正确和确立的关键就在于考虑理论背后的实验，在实验的确证面前，一切异议都将变得软弱无力。可以看出，在某种程度上，牛顿把实验当作一种修辞论辩的手段来使用，特别是在出现科学争论时。实验在牛顿这里发挥了传统上被赋予修辞学的职能：在传统的修辞学中，修辞者通过省略的三段论来证明反对者观点的不充足性，或者提出驳斥其逻辑前提的意见；在牛顿这里，他提出了实验的科学研究纲领，要求通过实验来完成对科学理论的建构和探讨，通过实验来防止任何对其理论的反驳意见。对于牛顿而言，实验是理论背后的驱动力，是确证性的首要源泉，判决性实验的结果是证明理论的有力证据，通过实验这一论证手段来捍卫自己的科学理论和解释是非常合理的。因而，牛顿在自己的光学著作中区分了通过实验而确证的理论和那些依然没有确证的假说，一方面坚决主张要用观察和实验来建立自然界的普遍法则定律，从中导出事物的原因和结果。一方面坚定地要把不能被实验检验的假说从科学理论体系中排除出去，避免知识的不确定性。

现代关于科学的建构主义认为，科学合理性是由可重复性来保证的，理由是科学共识建立在经验事实的基础上，经验事实来自实验，而实验又是可重复进行的。所以，必须通过实验来保证科学的合理性。奇曼（ＪｏｈｎＺｉｍａｎ）也指出：“观察的意见一致可能性和意见一致性，在科学中不能认为是理所当然的。必须有意地通过巧妙的实验、高明的技巧和所

著名而重要的实验，就在于它雄辩地证明了自己的推论和解释，驳斥了笛卡儿等人的错误观点，排除了基础。“判决性实验的劝导力在于其可重复性”，一Ｊｌ验设备也只是两块三棱镜，任何拥有这样棱镜的人，顿就这样通过实验为其理论增加了强大的说服力，

有批评论争的资源去寻求。”【６】一般来讲，所有人都将对实验证据给以充分的赞同，在实验面前，臆想的猜测和假说没有任何地位，与实验不一致的异议也不能被人接受，“实验室的主要任务就是要消除可能性，控制选择的平衡致使一种选择比其他的选择更具有吸引力，并且增加或降低有关其他选择变量的重要性”。【７１所以严格地讲，尽管牛顿对实验的倚重和运用并不能归约为修辞学的方法，但由于实际上，实验也是一种能够给出共同体赖以立足的可信结论的劝导工具、一种能够使科学家和一般受众信服的论证方式，从而也具有修辞学的意义，牛顿的实验方法也就具有修辞劝导的特征：“牛顿把实验证据作为判定科学理论的标准以及科学解释的规范和充足原因，也是修辞性的。这些都是说服劝导的手段，都是改变思想观念的工作。”【８Ｊ２１

二牛顿数学方法的修辞学意义

重视数学和数学方法，一直是欧洲科学和哲学的优良传统。伽利略相信，自然界是用数学设计和书写的，探求自然的方法和语言也应当是数学。笛卡儿也“将几何学的方法视为从事研究的恰当方法，并且视为最有效的劝导模式”１９Ｊ。具有非凡数学才能的牛顿继承了前人的数学方法传统，在对科学研究的基本概念做出质的规定性的同时，运用数学方法对其进行量的描述、计算和推导，然后用简洁而精确的数学语言把事物之间的本质联系概括为可进一步测量、应用和检验的公式或定律。所以，牛顿的成功在很大程度上也应当归功于他对数学方法的广泛应用。凡是读过牛顿《自然哲学的数学原理》的人，无不为他严密而精巧的数学论证和他给出的简洁优美的数学方程所倾倒。在牛顿的心目中，宇宙这本书是用数学语言写成的，数学方法以元与伦比的方式提供了理解和安排自然的手段，因而要像《自然哲学的数学原理》的名称所要表明的那样，从自然现象中寻找宇宙结构的“数学的和谐”，创造出反映自然规律的一个完美的表达形式和严密的数学结构，建立起“自然哲学”的数学原理。在牛顿对力学的研究中，“力”既是实验操作的对象，也是数学分析的对象，牛顿通过对质量、动量、惯性的数学论证而归纳出万有引力定律，物理理论的外部证实和内部完备得到了统一，成为自然科学中既完美又有说服力的理论典范。数学方法之所以受到牛顿的极大重视，原因在于，相对于其他方法而言，数学是～种非常简洁而有效的思维和表达方式。形式化的数

万方数据

学通过对事物的“量和形”的突出打破了直观经验对事物质和量的一般描述，为深入到事物内部、抽象出具有普遍意义的规定性提供了条件。数学的抽象确实远离了现实，但却比现实中把所有因素都考虑进去更为简易而有力。“作为启发式讨论的强大语法，数学对科学是无价的；它也是精确的两种意识间交流的理想媒介。数学语言的清楚和普遍性具有极端的实践重要性。”¨叫逻辑和数学方程与其他方法相比拥有更大的简单和臻美特性，也具有更大的论证和说服力量，通过数学这一可被公共认同的形式化和标准化的符号语言，可以修饰和完善科学推论和表述，实现科学共同体成员之间的顺畅交流，便于科学发现的传播与发展。因而，数学事实上也发挥了修辞学的作用。

在数学方法中，牛顿非常重视对欧几里德几何方法的运用，欧几里德几何体系深深影响了包括牛顿在内的许多科学家。牛顿认为，几何学是纯理的、精确的，力学则是实用的、不精确的，但几何学建立在力学的实践之上，能精确地提出并论证测量的方法。正是基于这种认识，牛顿运用欧几里德的公理化方法，先建立若干最一般、最明白的定义、公理，然后用严谨的推理建立起一个完整的演绎结构，从而创造性地将具体内容与形式化相统一而建立了科学的力学理论。海森堡（ＷｅｍｅｒＨｅｉｓｅｎｂｅｒｇ）这样评价牛顿的力学几何公理系统：“牛顿的《自然哲学的数学原理》一书从一组定义和公理开始，这些定义和公理是这样内在地联系在一起，以致它们构成了人们可称为闭合系统的一组东西。每一个概念能用一个数学符号标识，而不同概念之间的联系可用数学符号的数学方程表示。系统的数学映象能够保证系统中不出现矛盾。”¨¨牛顿力学之所以成为近代科学时期里发展出包括众多分支的古典物理学庞大体系的基础，部分原因可以归功于他所采用的叙述方

式是欧几里德的几何规范：定理（或问题）——证明（或解答）——推论（或应用），他总是首先要把要说

明的定理或要解决的问题列在前面，然后用数学推导和已经证明的定理对其进行证明或解答，然后再给出推论和进一步的讨论，这样做的直接结果就是使科学思维具有无可估量的逻辑与论证力量。在牛顿《光学》中，主导性的表述方式也是欧几里德式的演绎推理，利用这种方法牛顿想要展示他现在的理论是对以前光学研究的演绎结果。可以说，除了对实验的求助，几何证明是牛顿科学中的第二个修辞工具。在亚里士多德的《修辞学》那里，论证就已经

４５

被认为是一个高度劝导的问题，人们总是给予已经得到证明的东西以充分信任。所以，几何学的论证也具有修辞学的劝导功能，很显然，牛顿重视和运用几何论证，就是“运用几何学方法的修辞功能来为读者的判断做准备，以使他们知晓什么时候一个解释是真实的，两个解释中的哪一个是更好的”，“牛顿并没有把自己限定在对各种修辞手段的运用上来捍卫自己的发现。通过从事实出发而进行的几何证明，他建构起一个如此有效的修辞工具，乃至于不再需要其他的劝导论证。”［３］１６８’１６７

牛顿的伟大之处在于，他没有满足于对已有的数学知识的运用，而是努力在前人的基础上创造出新的数学工具。在牛顿之前，数学语言在运动问题上只能用于静态地描述关系，远不能适应于刻画运动的动态过程。他在这一方面实现了重大突破，建

立了表达因果定律的数学方法——流数学（即微积

分），把反映物理量瞬时变化的运动规律赋予微分方程的形式并找出了求解方法。牛顿在《自然哲学的数学原理》中大量应用了几何方法，但是在最重要、最关键的地方，他却主要应用了微积分方法。在这部著作的第一篇第一章，牛顿就首先用几何与代

数相结合的方法，论述了“首末比之方法”——微

分，积分的思想已贯穿其中，在第二篇第二章中他又深入浅出地论述了微积分方法。牛顿凭借ｄｙ／ｄｘ和无限短的时间内如何演变，并据此由物体在某一特定瞬间的状态演绎出它过去和未来的运动状态。因此，ｄｙ／ｄ）【和』ｙｄｘ这两个数学符号，既能说明运动的过程，又能说明运动的起始动因和终极结果，既是运规则浑然一体，这不但赋予牛顿的物理理论以圆满的解释功能，而且兼有极强的预见功能。总之，牛顿曾经谈到：“对牛顿来说，把这种方法搞得更完善，４６

万方数据

和实验方法还是作为新科学的通行语言被建立起来，科学共同体的成员接受了牛顿，认为牛顿不是攻击他们原有规范的敌人，而是将这些规范提高到更高层次的成员。这些规范随之成为他们争相效仿的模式。”【３】¨９

三牛顿理论表述的修辞性改造

有一种观点认为，科学理论是一种抽象实体，是一种不能直接看到、听到或者感知的实体。正因为如此，尽管我们可以拥有关于这些实体的知识，但要传达关于某个理论的知识，还必须通过某种语言或者代码去表达这一理论。以言辞形式存在的理论表达具有显著的审美性质，现代科学史学家和科学社会学家越来越明确地意识到科学文本具有修辞和审美的维度：“近几十年来，有两类史实凸现出来。第一类史实证明，科学发展经常被革命所中断，而在革命中，科学共同体论述和评价理论的标准在剧烈地发生变化。第二类史实证明，科学家在对理论进行评价和选择时，总是在实际上求助于审美偏好。”【ｌ

３】

按照他们的看法，科学语言的精确性、科学表述的简单性、科学理论的和谐性、科学论证的逻辑性，既是科学评价和理论选择的重要标准，也是科学家赖以获得研究成功和他人信服的重要源泉。随着科学的发展，科学的完美性越来越体现于理论的数学性，数学以最精确、最简明地表达了客观世界的本质联系，成为表达科学理论最有效、最优美的方式。在上述这些方面，牛顿可以说是科学史上的典范，牛顿虔诚坚持的自然哲学观、他所创立的力学理论体系和信守笃行的科学方法论，无一不显现出科学美的思想光辉，他不仅通过对数学所具有的系统化功能的充分运用，使科学理论的完美性表现得更加鲜明和强烈，而且通过对其著作论述的修辞学改造，使科学理理论表述的简单性历来是科学家们反对还是接以偏爱简单性理论，是基于以下原因：“第一，简单容最多，潜在的经验解释力最强。‘一种理论的前论具有了更为突出的有效性和说服力。

受、抛弃还是发展一种理论的判定标准。他们之所性理论因其逻辑公设最少，因而它所包含的信息内提的简单性越大，它所涉及的事物的种类越多，它的应用范围越广，它给人们的印象也就越深。’第二，简单性越大的理论，越具有可检验性，因而证伪的可能性越大，该理论更富有冒险性和挑战性。第三，在科学家看来，简单性理论体现了自然的真正和谐、统一特征以及自然美，因而容易被科学家所接受。第

』ｙｄｘ，分析在外力的作用下，物体的运动状态在一个算符号又是运算结果，是静与动的统一，求导的链状科学研究中的每一个环节、每一个方法要素及其功能的发挥、每一项科学定律的逻辑推导，都与数学方法融为一体，不可分割。没有数学方法的成功运用，就没有牛顿科学成就的取得。对这一点，爱因斯坦是绝对必要的，因为只有这种方法才能为他提供表达他的思想的工具。”【ｌ引数学方法不仅帮助牛顿以～种简洁而精确的形式表述和推导了自己的科学理论，而且也作为一种有效的劝导方式和研究范式影响了后来的科学史。“１７世纪末的许多科学家都发现《自然哲学的数学原理》中的数学是非常高深的，牛顿的光学实验也是非常精妙的。虽然如此，数学

四，理论的逻辑简单性能够弥补实验检验的局限性。因而简单性的逻辑力量能够吸引科学家。”¨４１简单性的科学原则，不但指导着牛顿对自然界的探索，也指引着他对科学理论的修辞性建构。牛顿努力用最直接、最简易的方式来表述自然界的普遍规律，《自然哲学的数学原理》这部洋洋数十万言的鸿篇巨著无论在逻辑结构还是在表述方式上，都表现出简单性的特点。首先，牛顿的力学体系的立论基础和基本概念简洁明了，其内部所包含的彼此独立的假设或公理也数量很少。在这本书的三个篇章中，牛顿只用了８个定义、３条运动定律和４条科学方法原则，就构建了一个完整而且完美的经典力学体系，对自然界的各种机械运动作出了统一解释。其次，牛顿在１６８５年创作《自然哲学的数学原理》的过程中，对１６６４年至１６８４年间写成的原手稿的部分内容进行了大刀阔斧的删减，略去了运动六定律中的相对性原理、物体重心不变原理和介质阻力定律等，对经验材料和理论假说进行了“奥卡姆剃刀”式的逻辑概括。再次，牛顿在这部著作中三个篇章的表述方法上是一致的，即采用了欧几里德几何的公理系统，这一严密的公理系统也为牛顿力学理论增添了简单而又美丽的色彩。牛顿《自然哲学的数学原理》行文凝练，简洁浓缩，往往仅用寥寥术语，就揭示出某一力学问题的物理本质。例如，牛顿把太阳、行星、地球、月亮都当作一个没有几何大小只有质量的质点来看待，把质点设想为一种类似于可动物体的东西，但剥夺了这些物体的广延性、形状、空间方位等特性，而只留下惯性和可移动性等一些基本属性，这种简化的表述方式使得物体之间的空间关系清晰可辨而且易于把握。牛顿还把天体的力和地球吸引物体坠落的力联系起来，根据已有的天文观测数据证明出，每一质点对于另一质点的引力，与两点的质量的乘积成正比，与其间的距离成反比，这样一来，他仅用五个字母就将万有引力定律概括为：Ｆ＝Ｇ（ｍ．ｍ：／ｒ：）。在对科学实验描述的安排上，牛顿也主张尽量采用判决性实验来验证科学理论而不要堆砌过多无关紧要的实验：“应当重视的不是实验的数量，而是实验的分量，在一个实验就能解决问题时，为什么要那么多？”…¨４但是，牛顿对他科学论述的安排并不一味地坚持简单性原则，而是根据表述理论和劝导他人的需要而采取不同的方案，当简则简，当繁则繁。例如，在牛顿早期光学的论文中，仅仅勾勒了一些关键的实验，而没有通过图表等对实验进行详细的描述。而在他后来的《光学》一书中，

万方数据

牛顿不仅运用欧几里德式的安排来提供逻辑的必然性，而且提出了一个又一个的实验，而在每一个实验中，又总是充满了一个接一个详细的图表和描述，通过这种累积而又详尽的文本安排方式，牛顿创造了实验势不可挡的在场，为其理论提供了强有力的保障。例如，当牛顿在回应ＦｒａｎｃｉｓＵｎｅ对自己的质疑时，不仅详细描述了自己的实验方法和条件，而且花费了很长的篇幅来描绘棱镜所投射的三种不同影像，并对这三种影像的特征进行区分，以便任何重复这一实验的人都能发现牛顿特别关注而Ｌｉｎｅ却质疑的实验结果。事实上，牛顿对科学实验的详细描述，也是遵从当时的科学研究传统的表现。当时的许多科学家都求助于对他们观察实验的高度详细的叙述来提高自己论断的权威性。这是因为，用对实验的详细叙述来代替对实验的实际说明，将会比较理想地向科学共同体保证科学实验已经按照所宣称的那样而进行操作了，只有对实验进行可操作性的描述，才能增加别的科学家重复实验的可行性，并且传递这样一种印象，这些描述的事情都是真实的，科学实验的报告者是可信的，这样能为实验所要说明的理论增加说服力。“既然除了作者自己，任何读者和代言人都没有亲自经历实验，那些意图理解实验观点的读者就必须通过实验说明来间接地经历实验。为了获得读者的信任，实验报告被写得不是有说服力的，也是似乎有理的，被报告的实验必须提供充足的好理由来支持研究者的结论。”旧¨８１

牛顿对自己科学论述的修辞性改造还表现在他对一些概念和理论的巧妙处理上。例如，在《光学》中，牛顿曾两次对光线进行定义。一开始，他是从可以观测的实验角度提出定义：光表现得好像（鼬ｉｆ）是由微粒组成的。后来，牛顿是从物质构成的假说角度来进行定义：光可能真正（ａｃｔｕａｌｌｙ）是由微粒组成的。这两个定义的差异是与牛顿在劝导目的上变化相关的。通过第一个定义，牛顿的本意是希望劝导那些持有怀疑态度的科学家相信他自己关于光的分析所具有的真理性，以此获得自己在光学研究领域的合法地位。而经过一系列的论述，牛顿认为自己的一些基本想法已经阐明，进而意图提出一个深层次的物质结构的“微粒说”，这在很多方面都像今天我们所说的“原子论”。所以，牛顿希望科学家同意第一个定义并不指望他们也赞同自己思辨的“原子论”。而通过第二个定义，牛顿则希望科学家能严肃地把光的微粒学说当作一个“原子论”的科学假说接受。这种科学论述的修辞性变更是与特定的

４７

劝导意图相适应的。应当说，牛顿早期光学论文中的修辞是不成熟的。他所要表明的思想固然是正确的，但在表述上却有点轻率，他强调自己的光学理论和过去光学理论之间的非连续性，试图把自己的理论锻造成此领域的一种革命性的模式，这给人的感觉是他的理论和前人进行的研究是水火不相容的，因而容易遭到别人的反感和排斥。与其早期光学论文不同，《光学》在言语措辞上的修辞就表现得相对完美一些。牛顿在这本书中一直强调，自己提出的一些论点是对前人理论的继承和推进，自己的结论是已有研究成果的渐进式的发展。通过这种途径，牛顿将自己纳人光学的科学研究传统，减缓了原有的冲突和对抗，从而更加容易获得科学共同体的认可。正是由于这一点，人们最终接受和承认光学是一种现代的经验科学，研究光学就要接受牛顿的微粒学说成为一种公认的学术传统。

牛顿的伟大成就，不仅在于他的科学理论为人类增添了划时代的贡献，而且在于他所运用的各种研究方法的价值。我们注意到，在牛顿的科学研究方法中，实验和数学等传统上认为是与修辞学毫不相干的方法，在建构、表述和论证牛顿科学理论的过程中，事实上发挥了修辞学所具有的“找到最好的劝导方式”的功能。正如格罗斯所讲的那样：“完全

是通过修辞——通过他严格的欧几里德形式，通过他对实验的显著运用，通过他那诱发性的思考——

牛顿的杰作才成为了后来整整一个世纪内光学和经验科学的样板。”【２Ｊ１２６所以，到目前为止，我们只是初步探讨了牛顿的修辞学思想，而对牛顿科学著作中蕴藏的更多的修辞学财富，我们应当予以珍视并进行深刻的挖掘研究，这对继承科学伟人的优秀成果、推进当代科学的发展都是十分有益的。

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（责任编辑邢润川）

牛顿科学研究方法的修辞学意义

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：

朱丽君， ZHU Li-jun

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SCIENCE TECHNOLOGY AND DIALECTICS2009，26(2)0次

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1.学位论文 李小博 科学修辞学研究 2004

该论文由导言、四章系统性论述和结束语组成.在导言部分,论文首先简要考察了国内外科学修辞学的基本研究状况和视角,提出了进行科学修辞学研究必须注意的几个关键概念和必须思考的一些重要问题,在此基础上叙述了该篇博士论文写作的基本思路和主要观点,说明了进行科学修辞学研究的理论意义和价值.在第一章,论文立足于20世纪人类哲学理智发展的背景和趋势,探讨了科学修辞学形成的理论基础.西方的修辞学先后经历了传统修辞学、近代修辞学和现代修辞学的发展阶段,西方的科学哲学也呈现出"语言学转向"、"解释学转向"和"修辞学转向"的演进轨迹,正是现代修辞学朝向科学的转向和科学哲学朝向修辞学的转向共同促成了科学修辞学的诞生.在第二章,从科学修辞学的操作域面入手,具体分析了修辞学理论和方法在科学事业中的独特作用.科学概念、科学理论、科学事实的发现离不开隐喻、类比、模型等修辞方法,科学实验、科学论文、科学社会必然需要修辞学的建构,而对科学事实、科学理论、科学信念、科学利益等方面争论的解决也要依靠修辞学的参与.在第三章,论文主要探讨了科学修辞学与"解释学转向"、后现代主义、科学社会学之间的思想交流和理论关联.科学修辞学不仅具有鲜明的解释学特征,也是对解释学难题的解答、对解释循环的超越和解释实践的修正.科学修辞学是对传统"等级"、"中心"和"意义"的否定,也是对后现代主义解构论、整体论和多元论某些趋向性特征的体现.科学修辞学是对规范主义、历史主义和建构主义科学社会学的修正,也是对一种"科学的社会修辞学"的倡导.在第四章,从认识论、方法论的层面以及更为综合广阔的哲学层面,展示了科学修辞学的理论意义.在对传统认识论进行批判和重建、产生逻辑性、社会性和推理性知识的过程中,科学修辞学确立了自身的认识论地位.在建构科学语言、解答科学难题、形成科学共同体的过程中,科学修辞学体现了自身的方法论特征.在借鉴哲学转向成果、改造哲学传统理性、优化哲学理论文本的过程中,科学修辞学拥有了哲学上的合法性.在结束语部分,论文在对科学修辞学的研究意义和发展前景给予积极评价的基础上,提出科学修辞学研究需要进一步思考和解决的一些理论问题,以及科学修辞学的一些缺陷和不足之处,进而描绘出科学修辞学在未来的调整策略和发展趋向.

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