《科学观察法》《科学实验法》科学技术研究的常规方法1953年，一次40多人与会的国际心理学会议在德国哥廷根召开。当会议主席刚宣布大会开幕，突然从会场外闯进两个人，一个在前面逃跑，另一个在后面追赶，并且开了一枪，会场上顿时一片紧张。整个事件约持续了20秒钟。事后会议主席要求全部与会代表马上写出事件的观察报告。结果在40篇报告中，只有1篇错误小于20%；14篇错误在20-40%之间；25篇错误大于40%。按一般理解，如此多的错误是不可思议的。因为：1）与会者都有是训练有素的科学家，熟知观察的要领和撰写报告的要求；2）事情发生后立即要求撰写观察报告，丝毫没有遗忘之嫌；3）当事人与观察者没有任何特殊社会关系，故如实记录不会受其他因素干扰。★这一试验表明，获取“事实”绝非易事。可将“事实”作如下划界：1）客观事实，是指物质对象的真实现象和过程，这是对“事实”的本体论定义。2）经验事实，是通过一定的手段，对客观物质对象的现象和过程所作的一种反映和描述。这就是“事实”的认识论定义。3）科学处理的事实都是这种经验事实，一般是通过观察和实验手段对客观事实进行反映、描述的结果。4）科学事实一般分为两类：事实I，指客体与仪器之间相互作用结果的描述。例如，观测仪器上所记录和显示的数字、图像等。事实II，是对观察实验所得到的结果的陈述和判断。被观察与实验证明了的理论结论，被称为理论事实，有时也被人们称为事实Ⅲ。客观事实（本体论）事实事实Ⅰ（客体仪器）经验事实（认识论）事实Ⅱ（主体仪器）事实Ⅲ（理论事实）图1关于“事实”的概念分析图示2、科学观察B）全面性原则。客观世界的事物都是处在普遍联系之中的，只有全面观察，才能尽可能完整反映客观实际。竺可桢先生所以能在物候学研究中取得重大成果，也是和他数十年如一日坚持系统观察分不开的。他每天清晨起来第一件事就是测量气温、气压、风向、湿度等气象要素，从青年起一直坚持到逝世前一天，终于在晚年出版了《物候学》一书。C）典型性原则。为了把错综复杂的自然现象简化，选择典型事物进行观察是必要的。美国遗传学家Morgan在做遗传基因研究时，就选择了具有典型性的果蝇作为研究对象。果蝇染色体很简单，只有4对，易于观察；果蝇生活史只有两周，观察周期短；果蝇生殖力强，每对亲本可以产生成百上千个子代，可以观察很多种亲代与子代间的遗传变异现象。这使研究工作大大简明化，创立了遗传学的“基因学说”。3、科学实验科学实验在科学研究中的作用A）具有简化、纯化研究对象的作用。1799年，英国科学家H.Davy为了否定“热素说”，肯定“热动说”，就在真空中用一根钟表发条使两块冰互相摩擦，并把整个实验装置都保持在水的冰点，这样就排除了实验物与周围环境的热交换，使实验在比较纯粹的条件下进行。结果两块互相摩擦的冰融化了。实验有力地证明冰融化所需的热，只能来源于摩擦，以铁的事实驳斥了“热素说”。B）可以强化或激化实验对象。自然界的事物在常态下一般不易暴露其特殊的性质及规律，实验方法可用人为的手段使实验对象处于某种极端状态，以便发现新现象，寻找新规律。1905年Bridgeman发明了超高压技术，当时可达20,000个大气压，目前静压可达200-300万个大气压，动压可达1,000万个大气压，可使在正常自然条件下不能发生的过程在高压下发生。还有H.K.Onnes用液氦方法发明的超低温技术，可以接近绝对0度，由此又产生超导研究。C）可以延缓和加速自然过程。对电闪雷鸣、地震山崩、岩体滑坡这类转瞬即逝的过程，在自然条件下难以弄清其运动变化，可以使其在实验室中缓慢进行，以便详细研究、分析。有些自然过程十分缓慢，不便于人们尽快窥其全貌，又可以在实验室中加快其过程，尽量节省研究时间。D）可以模拟研究对象。有些自然过程已时过境迁，通过模拟实验方法，可以在实验室再现这些过程。Miller实验就是在实验室模拟原始生命在地球上的形成过程，为科学的生命起源学说奠定了可靠的、有说服力的实验基础。★可观察性原则，是指科学研究的范围应该是原则上可观察的物质客体。也就是说，自然科学的研究对象可以被人们的视觉器官直接感知到；或者借助于观察仪器被视觉器官间接感知到。坚持这一原则的意义：（1）它表明科学技术研究必须将不具有客观实在性的臆想客体（如神灵、上帝、鬼怪）排除在外。（2）它要求观察者明确客体、仪器与主体之间相互作用的客观性，保证观察客观性。★观察渗透理论★仪器的使用例如，从Galileo、Torricelli，到Newton、Boyle……最后到Fahrenheit、Celsius，对温度计构造的改进、测温质的选定、以及温度计的合适原点和刻度法的探索。从Galileo1593年到1756年英国科学家J.Black把温度和热量这