自然辩证法原理

绪论

1、

自然辩证法的学科性质

a、 自然辩证法是马克思主义哲学的一个组成部分 b、 自然辩证法研究自然科学和技术的一般规律

c、 自然辩证法是哲学和自然科学交叉的边缘科学，它源于自然科学但高于自然科学 d、 自然辩证法是一门新兴的迅速发展的科学，它是精致科学知识和历史科学知识研究

的统一

e、 自然辩证法与西方多学科研究相联系——科技史、科学哲学、技术哲学、科学社会

学、技术社会学等

2、 自然辩证法研究的学科功能

a、 弘扬科学精神——理性精神、实证精神、分析精神、开放精神、民主精神、批判精

神。

b、 认识科学力量——科学推动了文明转型，科学是最高意义上的力量，科学

技术是第一生产力，科学技术是先进文化的基本内容。 c、 注入新的人文关怀，建构新的人类精神

1） 人类精神危机

引起人类精神危机的几大原因

①新的消费文化对人类传统精神的改变，如大众消费、个性消费、象征性消费 ②传媒技术与大众文化对人类传统精神的冲击

③快速交通技术与通信技术对人类传统精神理念的冲击

④科技的高风险后果与生活的不确定性对人类传统文化的冲击 ⑤世界的高度物质化与消费之上对人类传统理念的冲击 ⑥终极追求的迷茫动摇了人类的传统文化信仰 2） 建构新的人文精神

①后现代思潮对科学技术的反思与批判：对大理论、大哲学、大思想进行怀疑，对知识背后的权力结构进行批判，对人类精神进行反思，形成现代科学技术与人文精神的对立文化，引起人文精神再建。

②中国的反科学主义思潮的表现形式：追随西方后现代思潮，向形而上学回归，反权威主义的自由追求，强调民族文化传统，启发对中国文化的反思，正在形成中国新的时代文化，引发文化建构方向的争论。 ③科学（具体性、经验性、精确性、可检验性）、非科学、伪科学、反科学的争论，以科学为中心的新文化形态。 ④文化建构新方向，正在形成的新文化支撑点。消除科学主义与人文主义的虚假对立，寻找西方文化和传统文化的平衡，寻找功利主义和终极价值的平衡，寻找科学文化和传统文化的平衡。

3、 自然辩证法研究的内容

a、 自然观——古代朴素的自然观、机械自然观、辩证自然观、大爆炸自然观，非线性

自然观、科学发展观。

1

b、 科学技术方——哲学层次上的方、科学技术的一般方、具体科学中的

方

c、 科学技术与社会——科学的社会功能、技术的社会功能

4、 自然辩证法研究的热点问题

a、 科学与非科学的划界 b、 科学与技术的区别 c、 工具理性与价值理性 d、 科学乌托邦与科学敌托帮 e、 科学精神与人文精神

f、 中国传统科学与近代中国科技的落后 g、 天然自然和人工自然

h、 人类中心主义与人类非中心主义 i、 复杂性与非决定论

j、 实在论、实证论和约定论 k、 技术社会建构与技术的中立性 l、 技术创新

m、 科学技术的异化与解构 n、 科学技术与文化和伦理

第一篇 科学的自然观——宇宙的图景

一、 自然观——人们对自然和宇宙的一般看法和观点的综合 二、 古希腊自然观

（1） 追求本原 （2） 不变推动万变 （3） 建立宇宙统一模式

三、 近代科学与机械自然观

（1）哥白尼：1543年 《天体运行论》

宇宙图式 太阳—水—金—地月系统—火—木—土—恒星球—神 此图式是依据毕达哥拉斯的和谐说提出的

解决的问题 行星的逆流差（即行星以年为周期的反方向运动） 解决不了的问题 落体运动 恒星视差 圆形运动 匀速运动

（2） 伽利略 1632年《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》

a．支持哥白尼理论的科学事实——望远镜的发明 月亮上有山有谷

2

木星有四颗卫星

太阳上有黑子——说明太阳在转动

银河的本质——由恒星团构成，当时可观察到40颗 观察到星云——类似于银河系的星团 b．伽利略的发现

落体运动——落体与重量无关

摆的震动——摆的振动的等时性，说明空气的阻力 惯性定律——利用斜面运动 抛射体运动——力的合成法则

（3） 第谷与开普勒

a． 第谷 丹麦人 宇宙图式 地不动太阳中心说：地月系统不动—太阳绕地转—

水、金、火、土绕太阳转—恒星球

b．开普勒 德国人 1596《宇宙的奥秘》1619《宇宙的和谐》

行星运动三定律：行星画出一个以太阳为焦点的椭圆——打破圆的和谐 从太阳到行星的连线在相等的时间内画过相同的面积

——打破运动的和谐

各行星周期的平方与各自离开太阳的平均距离的立方

成正比——数学化描述、星空音乐

（4） 牛顿的综合

a．万有引力定律的发现

抛射体运动 向心力 f=v2/r v=2 r/T 开普勒第三定律 T2/R3=常数 平方反比定律 质点的提出 b．牛顿三定律 惯性定律：每个物体都保持其静止或匀速直线运动的状态，除非受到

外力的作用而被迫改变这一状态

运动定律：运动变化（即动量的变化）与外加的力成正比，发生变化

的方向就是外力的方向 F=ma

作用力与反作用力定律：对于一个作用，总有一个相等的反作用，即

两个物体之间相互作用总是大小相等、方向相反。

（5）牛顿的综合与第一个科学范式

静态宇宙结构模式的形成：由哥白尼、伽利略、第谷、开普勒、牛顿来自

五个不同国度思想家的工作，导致了牛顿物理学的伟大综合，形成了人类历史上的第一个科学范式，这个范式的核心思想是静态宇宙结构模式。

静态宇宙结构模式的内容：

对宇宙存在的描述可用数字关系来描述。 对客观事物的研究应采用实验的方法。

宇宙具有物理统一性，宇宙中的一切服从于相同的规律。 宇宙的规律具有时间反演性。 公理化体系。

静态宇宙结构模式与牛顿向神学的回归 当考虑到时间的演化性时，牛顿又走向了神学。哥白尼的日心

3

说向神学下了挑战书，牛顿的第一推动又以回归神学而告终。

四、 十九世纪自然科学与辩证自然观

（1） 康德的星云假说：星际空间并不空，它充满着原始分散状态的物质微粒，

这些微粒由于引力的作用不断凝聚，由斥力作用而发生旋转运动，逐渐

向一个平面集中，最后，形成行星绕太阳运转的有规则的天体系统。整个宇宙也是从原始分散状态而凝聚成一个中心的过程，并无限向外扩大，宇宙是无限的。

（2） 拉瓦锡的燃烧理论

a、 燃素说：德国化学家斯塔尔（）660—1743）对其作了原子性解释后很快

流行起来了。燃烧过程是易燃物释放出燃素，被空气带走。这一范式解释

了当时的所有化学事实，是将化学现象和化学原理结合起来的第一个范式。然素说的困难：然素有没有重量？

b、氧气的发现：英国化学家普里斯特列1774年通过氧化汞加热，发现氧气，

但他因受燃素说范式的影响，认为氧气是脱燃素空气，不助燃的氮气是燃素化空气，错过了发现燃烧理论的机会。

c、 燃烧理论：法国著名化学家拉瓦锡作为近代化学之父，他在化学方面的贡

献主要还是冲破了燃素说的范式。 磷、硫燃烧后重量增加。

密封的容器中加热锡和铅，打开容器有空气进入，说明容器中的空气与金属有结合。

燃素说的范式被打破，燃烧的氧化范式被建立。

（3） 能量守恒定律与热力学第二定律

a、 能量转化与守恒定律

德国医生迈尔，发现热带人的静脉血比寒带人的红得多，由此提出能

量守恒的思想。

英国物理学家焦尔，电流通过电阻发热，他精确测出了它们之间的关

系，机械能和热的转化它测出了热功当量。由此提出了能量守恒定律。

能量转化与守恒定律是自然界最基本的定律之一，说明了世界的普遍

联系性。

b、热力学第二定律——能量耗散定律

英国科学家开尔文在研究热机时提出热力学第二定律：从单一热源吸

取热量使之完全变为有用的功而不产生其他影响是不可能的。

德国物理学家克劳修斯在研究热机时也提出热力学第二定律：热量不

可能自动地从较冷的物体转移到较热的物体为实现这一过程就必须消耗功。另一种表述：一个孤立系统的热量与其绝对温度之比，总是会增大的。克劳修斯将其定义为熵，热力学第二定律也就成为了熵增加定律，由此导致了宇宙热寂说。现在我们将其称为能量耗散定律。

（4） 道尔顿的原子论

英国科学家道尔顿，1803年将古希腊思辨的原子论改造为定量化学的

原子论

4

（5） 赖尔的地质理论

a、 法国生物学家居维叶，根据古生物在地球表层的分布提出了地球变化的灾变

说。

b、 英国地质学家赖尔提出地质形态的变化是在多种自然力的作用下缓慢变化的

结果。

c、 地质学的现代理论

漂移说：德国地质学家魏格纳根据大西洋两岸相似的海岸线提出漂

移说。

海底扩张说：美国地质学家赫斯根据海底非常年轻的经验事实，提出海底是

不平坦的，它有一道山脊，地热流从这儿流出，向两边扩张，带动整个地壳的运动。

板块构造说：加拿大地质学家爱德华·威尔逊在海底扩张说的基础上，提出

整个地球表面是由几个坚硬的板块构成的，由于地幔热流的带动下发生相对运动，形成裂谷和山幔。

法国地质学家勒比雄提出地球表面由六个板块构成，欧亚、非

洲、美洲、印度、南极、太平洋

（6） 进化理论

a．进化论思想的来源

达尔文：英国生物学家，1831年12月27日—1836年10月乘英国海军“贝格尔号”舰做环球考察。获大量的生物地域分布材料。

达尔文受马尔萨斯人口论的影响感觉生物中存在一种进化的规律。 法国进化论思想的创始人布丰、拉马克的进化论思想。

英国青年生物学家华莱士的论文《论变种无限地离开其原始模式的倾向》

b．达尔文的进化论观点 自然选择 生存斗争

（7） 细胞学说

1938年德国人施莱登发现植物细胞

1939年的国人施旺发现动物细胞。

（8） 十八世纪至十九世纪科学提供的科学思维范式

a、 b、

继续发展和丰富了宇宙的静态结构模式。 提出了宇宙动态演化的发展模式。

五、 二十世纪自然科学与大爆炸宇宙观

（1） 经典物理学危机

a． 以太漂移——走向高速：麦氏方程组——波动方程——以光速传播的电磁

波——横波——刚性媒介——以太——阻力——观察不到——以太飘移——迈克尔逊莫雷实验——零漂移结果

b． 紫外灾难——走进原子：黑体辐射——维恩公式（红外问题）——瑞利金

斯公式（紫外灾难）

c． 英国物理学家开尔文称以太漂移和紫外灾难是经典物理学上空的两朵乌

云。

（2） 相对论

5

a． 狭义相对论

1） 哲学理念：马赫、彭加勒的相对论思想

2） 光速不变原理：在彼此相对作匀速运动的所有惯性系中，所测的光速

相同。

3） 相对性原理：在一切彼此做匀速直线运动的惯性坐标系中，物理规律

是完全等价的。

4） 狭义相对论的主要结论：

同时性的相对性。 洛仑兹变换

物体在运动方向上收缩 运动时钟延缓 运动质量 质能公式

b． 广义相对论

1） 广义相对论的三条基本原理

广义相对性原理：一切坐标系对物理现象的描述是等价的。 等效原理：惯性质量等于引力质量。

马赫原理：在引力场中，空间的性质是由物质的质量所决定的。

2）广义相对论的推论

水星近日点进动，每世纪进动43秒。

光线通过引力场偏离直线方向。预测1.74秒，实际观察1.72秒 光线进入引力场发生红移。

（3） 量子力学

a． 旧量子论

1）1900年德国物理学家普朗克提出能量子假说，黑体表面可看作由谐振子构成，其吸收和辐射的能量只能是：E=nh 2）原子结构模型

阴极射线管——内、英国物理学家汤姆逊发现电子——外、德国伦琴发现X射线——壁、法国柏克勒尔在荧光粉（铀盐）中发现放射线。 3） 模型

1809年英国卢瑟福散射实验 1/8400 英、汤姆逊——葡萄干蛋糕模型 日、长冈半太郎——土星环模型 英、卢瑟福——行星模型

4） 波尔的量子化原子结构模型

定态——跃迁

b． 量子力学

1）1886年德国赫兹发现光电效应 每种金属都存在一个临界频率——入射光频率大于临界频率有电子出——入射光频率小于临界频率没有电子出——与光的强度无关

2）1905年爱因斯坦提出光量子说解释光电效应 h=w。+1/2mv2

E=h P=h/

3）1923年法国人德布罗意提出物质波 =h/mv=h/p =h/E

4）1925年德国物理学家海森堡建立了矩阵力学——否定轨道概念，用可观

6

察的频率和谱线强度借助数学中的矩阵方法建立了矩阵力学。

5）1926年奥地利物理学家薛定谔根据物质波假设，参照光的波动方程提出了物质波动方程：

6）1926年德国物理学家波恩，提出波函数的几率解释 7）量子力学和经典力学的关系

互补原理：一些经典概念在量子力学中的确切应用将排斥另一些经典概念的同时应用，而这些概念在另一些条件下是阐明物理现象所必需的。 海森堡的测不准关系：x.ph

Eth

量子力学说明了什么：经典的因果决定论失效，进入微观领域因果决定

关系变为一种统计性因果决定关系。

（4） 宇宙大爆炸理论

a． 宇宙大爆炸理论的宇宙图式提出

1）1917年爱因斯坦根据自己的广义相对论原理考察宇宙结构时，提出了宇宙有限无边的模型，宇宙在大尺度上应是静态的。

2）后来的科学家在用爱因斯坦引力方程重新讨论宇宙结构时，认为宇宙是不断膨胀的。

3）1930年美国哈勃发现星系红移与距离之间的关系，直接说明了宇宙可能是膨胀的。

4）1948年美籍苏联人伽莫夫在前人假设的基础上，把核物理学同宇宙膨胀理论结合起来，提出宇宙是从原始高温和高密度状态演化、膨胀而来的。 b． 宇宙大爆炸理论的观测事实

1）3K微波背景辐射。19年美贝尔公司的彭齐亚斯和威尔逊在研究卫星通信角状天线，发现相当于绝对温度为3.5K的背景辐射。 2）哥白尼原理：宇宙各向均匀和同性 3）宇宙年龄，100——200亿年 4）轻元素丰度

5）宇宙中的暗物质 宇宙40%是物质，60%是隐藏的能量，其中40%中只有5%是可见的。

6）宇宙大尺度结构 行星、恒星、星系、星系团、超团、空洞。 c． 宇宙大爆炸理论的爆炸前和未来预测的哲学思考

1） 爆炸前 2） 未来预测

（5） 二十世纪初的科学提供的科学思维范式

a． 宇宙统一的物质模型，

b． 对本质东西和进化理论追求的最高理性模式 c． 时间空间的在思考 d． 有限无限的在思考

六、 系统科学与非线性自然观

（6） 系统论、控制论、信息论

a． 系统论：美籍奥地利生物学家贝塔朗菲提出：存在着适用于综合系统或子

系统的模式、原则和规律。总体性、整体性、有序性、层次性、动态开放性、目的性是它们的主要特征。——40年代贝尔公司提出系统工程——60

7

年代美国的霍尔提出系统的三维结构思想，系统应从时间、逻辑、知识去分析。——60年代美福瑞斯特提出系统动力学。 b． 控制论和信息论

1） 控制论和信息论是在自动控制技术、通信工程电子技术、数理逻辑、

生物学、医学、神经生理学、心理学、计算机科学等多学科相互渗透、相互交叉而产生的横断学科，主要研究系统中的信息传递以及控制的规律，以实现系统的整体功能优化。

2） 控制论 创始人美国数学家维纳，他在研究统计力学、电话理论、防空

火力自动控制等问题时提出控制论思想，他认为，控制就是通信，是对象状态和被控制对象之间的通信关系，因此，他重点对负反馈控制进行了研究。

3） 信息论 创始人美国数学家申农，信息论主要解决通信的可靠性和效率

问题，他在维纳等人的工作基础上，研究了通信的基本过程，他认为，通信的基本问题是精确或近似的在接收端重显发送端的消息，为此他重点研究了通信方面的语义问题，建立了一般通信过程的系统模型，提出了度量信息的数学公式和信源编码定理、信道定理。

c． 三论的哲学意义

对传统的机械决定论给予一次沉重的打击 对普遍联系的命题从科学角度加以了证明。 提出了一种更为普遍的研究范式。

（7） 以系统为基础的进化和退化观点

大自然的演化沿着两条线在发展，一条是退化，一条是进化

a． 退化，有序到无序，根据热力学第二定律，孤立系统的演化方向是走向熵

最大化，整个宇宙最终将达到热平衡，——热寂说。

b． 进化，无序到有序，在极端无序化状态，系统会出现有序化结构。 c． 退化中有进化的规律。

（8） 耗散结构理论

a． 比利时科学家普里高津提出耗散结构理论，揭示从无序到有序的规律。 b． 普里高津的观点

1）热寂说只是对处于平衡态的热力学系统的一种描述。 2）线性非平衡态将会产生最小熵。

3）远离平衡态的非线性区将产生一种耗散结构。

c． 耗散结构理论——远离平衡态的开放系统，能通过与环境进行物质和能量

交换，给系统带来负熵流，使系统从无序走向有序。任何存在的系统总要产生熵，当其能够将产生的熵排入环境，就相当于从外界引入了负熵，当系统引入足够的负熵，使系统中的熵小于零时，系统就可以从原有无序的混沌状态转变为一种在时间上、空间上、功能上有序的状态，即出现一种组织化、有序化的结构，处于这种转化状态的系统就称为耗散结构。 d． 耗散结构产生的条件

1）系统必须是开放的

2）系统远离平衡态，非平衡是有序之源

3）系统内存在非线性相互作用，只有非线性才会产生相干和耦合效应，这

些效应使系统产生新的整体性和新的功能 4）系统要有发生涨落的可能性，

8

e． 耗散理论的意义

1）解决了热力学和进化论之间的矛盾

2）把物理学的演化规律和生物领域的发展规律统一起来了

3）为生物学和社会学的研究提供了一套物理学和化学的研究方法，打通了

社会和自然研究方法上的通道。

（9） 协同学理论

a． 协同学是德国物理学家哈肯于20世纪60年代创立的关于系统自组织理论

的新兴学科理论。 b． 主要观点：

1） 由许多子系统构成的复杂系统具有自己的演化规律

2） 复杂系统中的子系统可以通过协作和自组织，形成宏观尺度上的空间

结构、时间结构、功能结构

c．模型——处于非线性状态的系统有一个临界点，在临界点状态有许多变量在

变化，这些变量可分为快变量和慢变量，慢变量的变化决定着系统秩序的出现，决定着系统宏观有序参量的出现，决定着自组织过程的出现与发展。

（10） 超循环理论

a． 超循环理论是德国人艾根在1971年建立的关于物质的自组织和生物大分子

进化规律的理论，旨在说明生命的产生和进化的原因。

b． 主要观点——在生物大分子系统中，潜伏着大量的随机事件发生，在这种

系统中，通过自组织和超循环可以从巨大的潜在可能性中做出特殊的选择，导致生命的产生。 c． 模型:：

1） 循环——自然界普遍存在的周期性事件或现象

2） 超循环——自然界中的特殊循环形式，它可分为三种循环：反应循环、

催化循环、超循环。

3） 反应循环——具有催化剂自我再生不断进行的周期性化学反应过程。 4） 催化反应——以反应循环为基本单位循环而联系起来的一种循环，其

产物是指数曲线生长的，整体上不断自我催化、自我复制新的单元。 5） 超循环——以催化循环为基本单位循环，而构成的超循环联结，其产

物呈双曲线生长。

d． 意义 用化学和物理方法研究生物学

从生物大分子的自组织过程产生的生物信息源来说明生命的起源。

（11） 混沌理论

a． 混沌学是对系统演化过程的一种研究，在远离平衡态的系统会沿着从有序

结构状态向混沌结构状态转变的方向发展。

b． 混沌学研究的对象是一种非线性的、不可积的、具有离散性质的动力学系

统，这种系统的重要功能是产生不规则的宏观时空行为。 c． 处于混沌状态的系统具有三个基本特征

1） 内在随机性

2） 初值敏感性（蝴蝶效应） 3） 非规则的有序性 e． 进入混沌状态的途径 f． 现实中的混沌现象

9

1） 海洋湍流

2） 野生动物群落的涨落 3） 心脏的跳动 g． 混沌学的意义

1） 从根本上改变了科学的世界图景

2） 改变了自牛顿到爱因斯坦以来的经典科学观念。经典科学是在无序中

寻找有序，世界的本质是有序。混沌学认为世界是有序和无序的统一。 3） 改变了对自然研究采用精确和确定方法的思维定势，自然本身是必然

性和偶然性的统一，是随机性和确定性的统一

4） 改变了人们长期认为世界是完备体系的观点。世界本质是混沌的，混

沌的复杂性使我们无法全部了解世界的秘密，用混沌的观点看世界是不可预测的，因而世界是不完备的。

（12） 系统科学提供的科学思维范式

a． 世界是完全有序化结构的图景被否定

b． 寻找有序本质的科学思维被改变，世界需要复杂性解释。 c． 揭示世界的方法是复杂的非线性方法

d． 世界是在潜在可能性非常多的选择中发展的。

七、 人与自然

（1） 人与自然的关系演化

a、 远古时期人与自然的关系——人类顺应自然而生存。

b、农业文明时期人与自然的关系——人与自然的关系总体是和谐的，但已出

现不和谐之音，青铜器、铁器、文字、印刷、农业耕作技术、冶炼技术和城市建筑技术在不断扩大着对自然的改造和破环。

c、 工业文明时期人与自然的关系——人类中心主义膨胀，人把自己作为万物

之中心，开始利用理性、科学技术成果，幻想统治、征服、控制、支配自

然。使人和自然的关系不断异化。

（2） 人类中心主义

a、 古代人类中心主义——自然目的论、神学目的论、灵魂与肉体二元论、理

性优越论

b、近代人类中心主义——理性是道德权利的基础，非人类存在不具有理性能

力，也就没有道德权利。由此推出：人类有权绝对支配、统治、处置自然，

只要不损害他人的利益，而不是不损害自然。

c、 现代人类中心主义——自然没有内在价值，人类的利益和价值是评价和安

排整个世界的标准。它和近代人类中心主义的主要区别，坚持个人主义，

坚持人类共同利益，但其局限还是将人类和自然对立起来了。

（3） 非人类中心主义

a、 动物权力论——动物：以平等和非功利的原则对待动物

b、生物中心主义——以尊重生命为基点，所有的生命和人类享有平等的权

利，一切生命都是神圣的，它们之间没有等级之分。尊重生命需坚持以下原则：不伤害原则、不干涉原则、忠诚原则、补偿正义原则、对称原则、分配正义原则等

c、 生态中心主义——将伦理和道德进一步扩展到无生命的生态系统、自然过

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程以及其他自然存在物。从整体上关注生态共同体，而不是关注有机个体。

（4） 与自然的协调发展

a、 人的主体性消长与环境保护 b、主体性与自然的内在价值

c、 重构主体与协调人和自然的关系

（5） 可持续发展理念的形成

a、 全球危机与增长的极限 b、转变经济增长模式

c、 从工业文明进入生态文明

八、 科学发展观

1、科学发展观的内涵 要义—发展 核心—以人为本

要求—全面、协调、可持续 方法—统筹

内涵—坚持以人为本，实现全面、协调和可持续发展 战略结构—总战略→分战略→分目标→总目标

2、科学发展观的来源 理论来源：（4个）：

马克思、、、——一脉相承 实践来源：（8个）：

①经济实力提高与自主创新不强，增长方式粗放等问题 ②市场建立障碍 ③收入差距拉大 ④农村、区域差距

⑤民主政治与政治改革 ⑥文化多元性需求

⑦社会结构、组织形式、利益格局变化

⑧对外开放中的发达国家科技优势压力及风险

3、科学发展观的分战略 五个统筹与新增统筹：

⑴五个统筹—— 统筹城乡发展、统筹区域发展、统筹经济社会发展、统筹人

与自然和谐发展、统筹国内发展和对外开放

⑵新增统筹——统筹与地方、统筹个人与集体、局部与整体、当前与长远、

统筹国内与国际

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4、科学发展观的目标结构

分目标：小康社会——协调发展 民主政治 文化建设 社会事业 生态文明 总目标: 和谐社会——对外开放 党的建设 5、科学发展观的基础

一个中心： 以经济建设为中心 两个基本点：四项基本原则 改革开放

6、 实现科学发展观目前重点工作：自主创新。

自主创新，是从增强国家创新能力出发，加强原始创新、集成创新和引进消化吸

收再创新。

自主创新六大战略：发挥企业、、高校、科研院所和社会中介组织等创新体

系相关机构的作用，实施六大战略，推进创新型国家建设。

第一， 提升企业创新能力，壮大创新主体。 第二， 发挥制度保障作用，营造创新环境。

第三， 强化中介组织的联动集成，完善创新服务体系。 第四， 推进教育创新，培育创新人才。

第五， 提升高新区发展水平，优化创新载体。 第六，培养创业创新精神，重塑区域经济文化。

7、自主创新与科学技术的关系：

1、 科学技术的功能：认识功能；生产功能；经济功能；文化教育功能；

社会政治功能。

2、 科学技术是创新的源泉，也是自主创新的动力和源泉 3、 自主创新就是要充分实现科学技术的社会功能。 4、 科技竞争已成为国际综合国力竞争的焦点，科技竞争的核心是自主创

新

5、 科学技术与自主创新是建设创新型国家的动力，创新型国家是科学技

术的制度化

6、 只有坚持自主创新，才能进一步深化科技改革，大力推进科技进步和

创新，带动生产力质的飞跃，推动我国经济增长从资源依赖型转向创

新驱动型，推动经济社会发展切实转入科学发展的轨道

第二篇 科学技术方

（一）引言

一、科学技术方研究的对象 科学技术方：

①定义：关于获得和发展科学技术知识的一般方法学说 ②方法的层次：哲学方法

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科学技术方法

各门具体科学的方法 ③边缘科学：科学技术方是一门边缘学科，是自然科学和社会科学交叉的学科，自然科学注重抽象思维，可以用定量严格模型来描述，社会科学一般用统计方法来研究，现代自然科学方法与社会科学方法走向趋同，社会科学也广泛使用数学和实验方法。

二、科学认识论和方

科学认识论和方是相互渗透和密切联系在一起的，认识论和方都以科学技术的发展为背景，离开科学技术谈认识论就变成了一种思辩。科学认识上出现难题，也就是方上出现了难题，方的争论和认识论的争论是密切联系在一起的。

1、科学认识系统：认识主体 认识中介 认识对象 2、对认识主体人脑的研究

对人脑的研究与人类的文化背景有关。发展到今天，已取得了相当的成果，形成了较为完善的脑科学，包括神经生理学和神经物理学等。

脑的概况：有10亿个神经细胞 有1015个突触 有102783000种神经细胞联接方式 脑的重量150克 脑的能耗相当于25瓦灯炮 人脑与计算机比较：

①传输方法一样，都采用二进制电信号输入，通过频率变化来传输，不同的是人脑多一个化学传输。

②传输的方式不同，计算机是单输入单输出，人脑是多输入多输出，人脑对信息、有高选择和高识别能力，计算机没有。

③人脑进化和计算机进化不同

人脑的功能；左右脑整合的功能——就是思维。

人脑的功能与符号：符号是人和动物区别的基础，人脑的许多功能是通过符

号形成的。

3、科学认识的中介

指科学研究中所使用的仪器、工具、符号、语言等。科学认识的中介是科学技术方研究的主要对象。

4、科学认识的客体

指客观事物中特殊的部分，是进入主体认识和实践范围的客观事物。 三、科学技术方研究的主要内容 1、科学技术研究的一般方法：

如何获得感性材料

如何进行科学抽象 如何抽象出一种理论 如何检验抽象的理论

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2、科学技术普遍使用的方法： 数学方法 模拟方法 系统方法 自组织理论方法 3、有关科学认识论一般问题研究——科学哲学

5、科学技术方史：

亚里士多德 培根、笛卡尔 牛顿、伽利略 康德、黑格尔 逻辑实证主义 证伪主义 历史主义

四、科学研究的一般程序——自然到知识的途径

1、选题：科学问题与背景材料 2、获取事实：收集整理事实材料

3、思维加工：运用逻辑、形象、直觉思维形成科学假说 4、验证：对假说进行检验和评价

5、理论：综合假说和已有理论，形成完备的理论体系。

（二） 科学问题与科学事实

科学研究过程：提出问题和解决问题，科学研究从问题开始。

问题是起点，事实是基础，观察实验是手段，理论是目的。

一、科学问题

1、定义：指一定时代的科学认识主体，在当时的知识背景下，提出的关于科学

认识和科学实践中需要解决而又未解决的矛盾。

2、科学问题的结构——所有的科学问题都是有结构的

①问题指向

②问题的求解目标 ③应答域：问题论述中所确定的域限，并假定问题的解必定在此域限中。

3、科学问题的特征

①科学问题是一定历史时代的产物，具有时代特征

②时代的背景知识决定着科学问题的内涵深度和解答途径，所以科学问题具有背景知识特征。

4、科学问题的分类：科学问题分类有多种方式

①根据学科的性质： 基础理论问题

应用研究问题

②根据问题在达到目标中的地位：关键问题

一般问题

③劳丹分类

经验问题 未解决问题

14

已解决问题 反常问题

概念问题 内部概念

外部概念

④根据问题求解类型： 研究对象的识别和判断问题

事物内部的机理和规律性问题。 研究对象的状态及运动转化过程问题

4、科学问题的来源

①从科学实践与科学理论的矛盾中产生问题 ②从科学理论内部的矛盾中产生问题：科学悖论和科学佯谬（薛定谔猫、光度悖论、引力悖论）

③从不同学派理论之间的矛盾中产生问题，（爱因斯坦与哥本哈根派、弗里德曼与萨缪尔森、牛顿与惠更斯）

④从社会需要同现有的生产技术手段不能满足中产生问题

5、关于“科学从问题开始”的命题说明

二、科研选题

1、定义：科研选题是形成，选择和确定所要研究和解决的课题。课题是为了实现某一特定目标所需要研究的一个或一组科学问题。 2、重要性： ①科研选题是科学研究的起始步骤

②科研选题关系到科学研究的方向、目标和内容。 ③科研选题直接影响科学研究的途径和方法

④科研选题决定着科研成果的水平、价值和发展前途。

3、步骤： 文献调研和实际考察

提出选题 初步论证 评议和确定课题

（以上四步，整体上是负反馈过程，需反复调研和多次论证） 4、基本原则：

需求性原则 创新性原则 科学性原则 可行性原则

三、科学事实与获取方法

A、科学事实

1、定义： 指通过观察和实验所获得的经验事实，是经过科学整理和鉴定的

确定事实。

2、分类：

事实I：指客体与仪器相互作用结果的表征。 事实II：指对观察实验所得结果的陈述和判断

3、特征：①属认识论范畴 内容是客观的，形式是主观的； ②可错性：客观事件不存在正确与错误之分

15

科学事实是可错的 4、满足条件：

①科学事实是个别存在陈述

②科学事实必须可复核、可重现 ③科学事实应该比较精确和系统

5、作用：

①科学事实是形成新概念，新理论的基础；

②科学事实是对科学假说和科学理论进行评价的基本手段

B、获取科学事实的方法 1、观察：

定义：观察是人们有目的、有计划地感知和描述客观事物，获取感

性材料的基本手段。

特点：观察在自然状态条件下进行，观察时不人为干预和控制客观

对象。

分类：分类前提：不人为干涉客观对象

直接观察：通过感官考察客体

间接观察：借助一定仪器进行的观察

作用：观察是直接获取科学事实的一种重要手段，观察可以导致新

的科学发现和技术发明

2、实验：

定义：指人们根据一定的科学研究目的、运用一定的物质手段（科

学仪器和设备）、在人为控制或变革客观事物的条件下获得科学事实的方法。 特点：

简化和纯化研究对象 强化研究对象

可以使对象的属性及其变化过程重复出现 模拟研究对象的运动过程

是一种经济可靠的认识自然的方法 作用：对科学技术的研究与发展有重大作用 是形成科学知识的重要手段

是形成重大技术发明和创新的基础 分类： 依据测量手段：定性 定量 依据实验手段和研究对象的关系：直接： 模拟：物理 数学 功能 原则：根据对象属性确定对象的控制变量

确定参量的测定方法 选择适当的样品 尽可能进行对比实验

（三）科学抽象与科学思维

16

科学抽象

科学事实 概念、符号、思想模型 逻辑思维 形式和辩证 非逻辑思维 形象和直觉

一、科学抽象

1、定义：指从现象到本质的认知过程和思维方法，是在思维中对同类事物

去除其现象的次要方面，抽取其共同的主要方面，从而做到从个别中把握一般的思维过程。

2、抽象过程： 感性具体 抽象规定 思维具体

（科学事实 ） （概念、模型） （辩证综合后的概念及

理论体系）

3、抽象过程中思维方法：抽象过程是充满飞跃的过程，所以这一过程要使

用许多思维方法。

逻辑思维：形式逻辑 辩证逻辑

（思维自由创造） 非逻辑思维：形象思维 直觉思维

（直觉与经验总体的共鸣）

科学研究不仅仅是规范，也是逻辑，是一门艺术，一种创造。

4、科学抽象的成果：科学概念 科学判断 科学符号 广义上：科学假说 思想模型 科学理论

（以上成果是科学思维的基础）

5、科学概念：

定义：是反映事物本质属性的思维产物，是在科学认识中反映

事物本质属性的思维形式，是科学思维的细胞，是思维结构的基本单位。

列宁指出：自然科学的成果是概念

结构：科学概念：内涵：概念中思考的属性、关系、本质的总和

外延：概念涉及的类的总和

形式：思维构造，符号、音响形象 内容：客观属性，概念、意义

特征： 确定性：逻辑上的可确定性 可检验性：实践上的可检验性

可变动性：思维上的可变动性

形成——→抽象法： 抽取共同点（本质总总是通过共同点表现）

思路抽取本质（本质是共同点，但共同点不等于本质）

理想地重复显现对象（概念理想化才能进入逻辑和数学操作过程）

17

6、科学符号：

定义：概念是无定形的精神性东西，它必须通过物质性的和可感

知的符号来显示，符号是人类实践的最伟大创造之一。 符号是一定的可感知的物质对象，它在贮存、传递另一对象的信息方面充当另一对象的代替物。 特征：

物质性 可感知性

意义性：意义是人类历史和社会实践赋予的。

分类： 自然语言符号系统：定义：自然语言是一定社会中所

形成的民族语言

特征：多义性、歧义性

人工语言符号系统： 定义：人在自然语言基础上创造的

科学学科专门用的科学术语

特征：单义性、无歧义性和明确性

人工语言发展性分类：人工语言符号系统第一阶段：

科学行话

人工语言符号系统第二阶段：

形式化语言：

数学、数理逻辑符号、计算机语言、物理语言系统。

7、思想模型：

定义：人们为了从事科学研究而建立的对原型高度抽象化的思想

客体或思想事物——质点、刚性、原子、层子、DNA双螺旋结构、板块构造等等。 分类：数学模型

理想模型：是思想模型的特殊类型，具有高度抽象性和特

定极限性。

特征：

流动性：不断实现原型和本质接近

互补性：与原型相似模型和互补模型同建。

条件性：高度抽象性和限定条件是密切联系在一起的。 功能：解释功能 判据功能 预见功能

理想实验方法：运用理想模型在思想中塑造理想过程，并进行严

密逻辑推理的一种思维方法，它是一种思维活动和逻辑推 演过程。（爱因斯坦光子箱试验，否定ΔTΔE>h）

二、逻辑思维方法

1、定义： 逻辑思维是在感性认识的基础上，运用概念、判断、推理等形式

18

对客观世界间接的，概括的反映过程，是科学思维中最普遍，最基本的类型。

2、形态： a、形式逻辑：

①定义：是逻辑思维的初级阶段，以抽象同一性为方向，从

相对静止和质的稳定性方面反映事物。 ②基本规律：同一律、不矛盾律和排中律。 ③现代形式逻辑：（又称符号逻辑）它用一套表意符号（人

工符号语言）表达思维的逻辑结构与规律，从而把思维的研究转变为对符号的研究，是以研究推理规律为核心内容，具有数学性质的工具性学科。

b、辩证逻辑：

①定义：是思维发展的高级阶段，运用流动范畴，以整体

和统一的观点来反映事物

②基本规律：

对立统一律，用矛盾、联系、发展的原则来研究

思维方式

③特征：用思维的确定性和灵活性的统一方法，去提高思

维的创新活力。

3、逻辑思维中常用方法：

①分析与综合 对自然中部分与整体矛盾的一种研究方法 ②归纳与演绎 科学认识中最广泛使用的一种逻辑思维方法。 ③类比方法 是根据两类对象之间某些方面的类似或同一，推出

它们在其它方面也可能类似或统一的一种逻辑思维方法。

A有abcd——B有abc——推出B有d的特征

从特殊推出特殊的推理过程，类比是归纳和演绎的辩证统一。

三、非逻辑思维方法

1、形象思维：

①定义：在形象地反映客体的具体形态或姿态的感性认识基础上，通

过意象、联想和想象来提示对象的本质及其规律的一种思维方式。

②要素：①意象：是形象思维的细胞，是对同类事物形象的一般特征

的反映，它以形象形式而表现。

②联想：由一事物想到它事物的思维活动。是意象之间的联系。 ③想象：在联想基础上加工原有意象而创造新的意象的思维

活动。

③作用：①可以直观形象地提示对象的本质和规律

②可对研究对象纯化和简化、以利于把握对象的本质和规律，

意象具有“随意地”组合和再生性。 ③形象思维对技术研究有突出作用。

2、直觉思维：

19

①定义：指不受某种固定的逻辑规则约束而直接领悟事物本质的一种

思维方式。

②特征：直觉思维的主要特征就是无规则性，它伴随着“灵感”的特

殊心理体验和心理过程。直觉思维的主要特征决定了它有下列一般特征。

a、认识发生的突然性 b、认识过程的突变性 c、认识成果的突破性

3、创造性思维方法：

①定义：广义：在创造过程中发挥作用的一切形式的思维活动的

总和

狭义：专指创新思想的思维活动，创造性思维是人类创

造的灵魂和核心。

②过程：准备期

酝酿期 明朗期 验证期

③分类：

①非逻辑形式为主的创造性思维 ②以逻辑形式为主的创造性思维

④特征：随机性、灵活性、多样性、不规则性。 ⑤原则：

①逻辑方法与非逻辑方法辩证统一 ②发散性思维与收敛性思维优化组合 发散性思维——信息扩展

收敛性思维——信息条理化和逻辑化

（四） 科学假说与科学理论

科学事实——概念、符号、思想模型——理论（假说——理论相互不断转化）

一、科学假说

1、定义： 假说是根据已知的科学事实和科学原理，对所研究的自然现象及其规

律性的一种假定性的推测和说明，是自然科学理论思维的一种重要形式，假说经过实践检验可以上升为理论。理论需要新的假说来发展。

2、来源：①当已有科学理论无法解释新的事实时，会产生猜测性假说来说明新

的事实。

②当某一理论适用于自己原有范围之外时，会对其它事物的属性和规律进行猜测，形成新的假设

③当新旧科学事实之间产生矛盾时，会产生新的假说

3、结构：假说通常由以下几个基本要素构成 从宇宙大爆炸说明

①事实基础 ①引力结构

②背景理论 ② 广义相对论等 ③对现象本质的猜测 ③高密高温物质彭胀 ④推演出预言和预见 ④3K微波背景辐射

20

4、特征： ①科学性：以科学事实为基础，以科学理论为前提

②假定性：对事物本质和规律的猜测

③易变性：对同一自然现象可提出多种不同假说，同一假说也会随实

践变化而变化

5、作用：①假说是通向科学理论的桥梁

自然科学是沿着假说——理论——新假说——新理论的途径发展的。 ②假说是激发思维创造性的媒介 ③不同假说有利于学术争鸣和繁荣

6、方原则 ①解释性原则

②对应性原则 指假说和已知理论的关系 ③可检验性原则

7、假说的检验 ①逻辑分析 假说中概念是否是具有精确性、明晰性、简单性。

逻辑结构上是否具有一致性。

②实践检验：对假说的预言和预见的检验。 对假说解释经验范围之判断。 ③证实与证伪 ④判决性实验

研究对象（单一对象）（H1—C1,H2—C2）——实验判决

H假说 C结论 C1与C2矛盾

二、科学理论

1、定义：科学理论是经过实践检验的系统化了的科学知识体系。 2、结构：基本概念——科学理论的基础 基本原理——联系概念的判断 逻辑结论——具体规律和预见

3、特征：①客观真理性：科学理论正确地反映了客观事物的本质及其规律性

②普遍性：科学理论是对某一领域的事物的共同本质的揭示，因而要

普遍使用于这一领域，并解释其复杂性

③系统性：科学理论不是堆积，而是按系统性原则构成的具有内在联

系的知识体系。

④逻辑性：科学理论一般是具有演绎的逻辑体系，应具有无矛盾性和

逻辑完备性

4、方原则

① 公理化方法原则

a、定义：公理化方法是从尽可能少的基本概念、公理、公设出发

运用演绎推理规则，推导出一系列的命题和定理，从而建立整个理论体系的方法。

b、公理化方法建立的公理化体系满足的条件

无矛盾性（逻辑上首尾一致）、完备性（公理是足够的取一个定律就会不完全）、性（公理彼此）

② 逻辑与历史相统一原则

a、历史：客观事物发展的过程

b、逻辑：人的思维对客观事物发展规律的概括反映

c、统一 逻辑发展程序和自然事物的历史发展过程相一致

21

逻辑和人类认识自然历史的发展过程相一致

③ 从抽象上升到具体的方法原则

具体是指思维中的具体，从抽象上升到具体的过程也就是科学理论体系的构造过程。

5、理论评价——是研究假说，观察事实和科学家三者关系的一些原则

①理论评价中的经验论和整体论 ②理论评价标准问题

理论同经验事实一致 理论内在逻辑的完备性 理论的预见性

（五） 数学方法与系统方法

一、数学方法

1、定义：数学方法是指以数学为工具进行科学研究的方法，是用数学语言表达

事物的状态，关系和过程，经推导，演算和分折，形成解释，判断和预言的方法。

2、对象：空间形式和数量关系 3、特征：

a、高度的抽象性：数学使客观事物完全脱离了自己的内容，而成为

符号形式的系统

b、精确性：数学使科学研究的表述获得单义性，精确性，直观性，

使结论具有逻辑的必然性和量的确定性。

c、应用的普遍性：

4、作用：①为科学研究提供了简洁精确的形式化语言

②为科学研究提供了数量分析和计算的方法 ③为科学技术研究提供了逻辑推理的工具

5、数学模型方法

①定义：通过建立和研究客观对象的数学模型来揭示对象本质特征和变化规

律的方法。建立数学模型是在科学研究中成功运用数学方法的关键。

②分类：在科学研究中通常使用的数学模型有四种

a、确定性数学模型——描述确定性的因果联系 b、随机性数学模型——描述概率性规律的联系 c、突变性数学模型——描述事物质变中的突变关系 d、模糊性数学模型——描述客观事物的不精确现象

③运用的步骤：

a、抽取数量关系，建立数学模型 b、对数学模型求解

c、对模型解作出解释和评价，形成对实际问题的判断和预见

6、数学实验方法

①定义：数学实验是在电子计算机上对系统的数学模型进行实验，以求得对

原型的规律性的认识的一种数学方法，也称为计算机仿真。

②步骤：

a、建立描述系统行为的数学模型，将它简化成电子计算机能作数值运

22

算的形式

b、设置初始条件，使模型在计算机上运转。 c、对数学实验结果进行分析 ③作用：

a、数学实验是对客观世界的仿真，它提供了客观世界的数学模型，可以有力地检验理论和思想。

b、可以在更理想条件下对客观世界进行模拟实验。

二、系统方法

1、概念定义： ①系统：由相互联系，相互作用的若干要素构成的具有特定功能

的统一整体结构。

②系统科学：探索系统的存在方式和运动变化规律的学问

③系统方法：按照系统科学的观点和理论，把研究对象视为系

统来解决认识和实践中的各种问题的方法的总和。

2、分类：信息方法 控制方法

反馈方法 系统分析方法 系统决策方法 功能模拟方法 黑箱方法

自组织理论方法

3、使用系统方法的原则

①整体性原则：非加和性、相干性、协同性引起的整体大于部分功能之和 ②动态原则：时间性原则 ③最优化原则：目标原则 ④模型化原则：手段原则 4、作用：

①是认识，，改造，创造复杂系统的有效手段。

②为人们提供了制定系统最佳方案以实行优化组合和优化管理的手段。 ③为人提供了新的思维模式。 5、常用的两种系统方法介绍 a、黑箱方法

① 黑箱——指内部要素和结构尚不清楚和无法清楚的系统，只有了解其输

入和输出，目前还无法直接了解其内部的系统。

② 黑箱方法——根据系统结构与功能的内在联系，通过对功能的研究来推

测和模拟系统结构而进一步研究系统的方法。

③ 黑箱方法的逻辑基础：结构深藏于系统之内，功能表现在系统之外，

结构是功能的基础，功能是结构的表现，功能对结构有反作用。

④ 运用黑箱方法的步骤

1）通过输入输出研究黑箱

23

2）运用系统方法分析功能，确定可供选择的黑箱模型系列。 3）对黑箱模型进行检验和解释。

4）说明黑箱的结构和运动规律并加于利用 ⑤ 黑箱方法的作用

1）提供了对复杂系统及无法打开的系统进行研究的方法。 2）为科学面对的原初系统研究提供了方法。 b、自组织理论方法

① 组织——一个系统按照特定的指令、形成特定的结构或功能的过程叫组

织组织一旦形成就会具有特定的功能，组织的形成就标志着空间、时间、时空统一的三种结构形成。

②自组织——一个系统的要素或子系统按彼此的相干性、协同性或某种特

殊相干性形成特定结构与功能的过程。

③组织与自组织的区别：1）组织按某种内部和外部指令完成其过程。 2）自组织不以指令完成其过程，而是依据事物运

动变化规律和特定条件完成其形成过程

④自组织理论——自组织理论是一个学科群，它包括耗散结构理论、协同学

理论、超循环理论、生命系统理论、灾变理论等学科体系，主要研究复杂的开放系统在远离平衡的非线性区，通过引入负熵和正反馈循环，经涨落或起伏，从无序状态产生有序结构的现象和规律。近年来，自组织理论还研究有序过程中的无序状态形成。

⑤ 自组织方法——运用自组织理论形成的研究复杂系统问题的一系列方法

体系。

⑥ 自组织方法的作用

1）自组织方法是描述系统质变的方法，在系统非平衡相变过程中，会形成一系列分支的树状结构，当改变系统的控制参量时，系统就会发生一系列质变，自组织方法解决了这一系列质变过程的理论和数学问题。

2）自组织方法在很大程度上统一了决定论和非决定论研究方法上的统一。

决定论： 从时间可逆性和简单性原则出发，认为系统只要知道初

始条件，根据动力学规律可知未来的一系列状态。

非决定论：概率统计观点引入系统理论后，认为未来状态不可能

从初始状态通过推理而获知。初始状态不能决定未来状态。

3）自组织方法揭示了力学过程和随机过程转化的辩证关系

自组织方法揭示了宏观、宇观和微观过程的统一性，勾画了宇宙统一的模型。

第三篇 科学技术与社会

（一） 科学技术的社会功能 二、 科学技术的功能

24

1、科学技术系统与社会系统的关系

a社会是一个大系统

b科学技术是社会的一个子系统 c科学技术子系统的结构

d科学技术子系统的功能——服务于社会

2、历史上关于科学技术功能的分析

a科学是一种纯粹的认识 b科学是为宗教辩护的

c科学是一种认识自然的理性活动

d科学是一种生产知识，产生力量的过程 e科学技术的社会功能——造福人类

3、相对于一国来讲的科学技术功能

a生产安全 b国土安全 c资源安全

4、科学技术的运行机制 1) 2)资源 3)效率

4)模式：——资源（资金）——效率（功能）

二、 技术的思维范式

1、技术——技术是人类在生产实践活动中，根据实践经验和科学原理创造和发明

的各种物质手段以及方式方法的总和。包括经验性技术和科学性技术。

生产实践活动——生产、生活，人与人的互动，、人与物的互动、物—人—物的互动。 物质手段——工具、机器、仪器、仪表、设备等

方式方法——实践性知识、经验、技能、技巧、秩序、组织、制度等。 经验性技术——依据长期的实践经验（没有上升到科学理论的高度）创造或发明的实用

性非常强的物质手段、方法、技能和技巧等。经验技术是一种“后生技术”

科学性技术——依据一定的科学理论而不是一般性经验所创造和发明的物质手段、方

法、秩序、组织、制度等。它是一种“前生性技术”。

2、 技术的特征

a． 技术具有价值取向

b． 技术具有功利性 c． 技术使用具有专利性

3、 技术的本质

a、 技术是互动的对象——技术是互动的客体 b、 技术是符号性结构——意义、释义、理解。 c、 技术是一种秩序、组织、制度和社会系统

4、技术的发展模式

25

技术建制——技术创新——技术建制化——新的技术建制┄┄

5、 技术

技术——指正在成长中的新技术建制取代旧技术建制的活动和过程。它是一

种比较大的技术建制范式转换。这种范式变换一般会引起产业。

技术建制——技术的理论基础、技术的结构、技术的规范及标准、技术的应用形

势和规模、技术的组织形式和方法、技术的制度结构和制度系统。

产业——指正在形成的新产业传统取代旧产业传统的活动和过程。产业传统

指产业的技术基础、产业的结构、产业的运行方式、产业的规模。 技术和产业的关系

a． 技术是产业的基础 b． 技术是产业的先导 c． 技术是产业的推动力 d． 产业是技术的目标 e． 产业是技术的结果 f． 产业是技术的源泉

g． 产业反过来促进技术的发展

（二）历史上的技术与产业范式

1、

英国的产业与第一个技术范式

a． 第一次技术 十八世纪 毛纺技术 动力技术 蒸汽机

b． 英国产业 毛纺工业 机械制造工业 钢铁工业 运输工业 商业贸易

c． 技术与产业范式

生产技术与制度——工厂制 d． 蒸汽动力技术形成的技术群

主干技术：蒸汽动力技术

机械制造技术 采矿冶炼技术

技术群： 造纸技术 交通运输技术 金属加工技术 纺织技术 煤炭技术

农副产品加工技术 农田排灌技术

26

食品技术

2、 电力与第二个技术范式

a． 第二次技术

（1） 科学背景：

1786意大利医生加伐尼街跑青蛙是发现电流 1800意大利物理学家伏特发明了电池 1802年丹麦物理学家发现电流的磁效应 1821年法拉第和亨利建立了电动机模

1831年法拉第意外发现电磁感应定律为发电机的制造奠定了基础 18年英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波 1888年德国物理学家赫兹发现电磁波 （2） 电力技术

1832年法国人皮克西制造了第一台手摇磁石发电机 1866年英国工程师怀特发明了电磁铁发电机

1867年德国工程师西门子发明了自激式电磁发电机，是发电机很快得到应用。 1879年美国发明家爱迪生发明了耐用白炽灯 1844年美国人莫尔斯夹起了第一个电报线路 1872年美国发明家贝尔发明了电话

15年意大利工程师马可尼实现了无线电通讯

15年物理学家波波夫也发明了无线电通讯，但没有得到重视 1901年波波夫还研制出了无线电话接收机 b． 产业

电力工业 通讯工业 化学工业

汽车、飞机、无线电制造工业 c． 技术与产业范式

（1）德国最早的工厂实验室

（2）美国大规模的创建了工业试验室，1876年爱迪生建立了美国第一所从事应用于开发的工作实验室，18年贝尔建立了专业实验室，1925年改组为“贝尔实验室”被誉为世界上最优秀的发明工厂，2.7万雇员，4000名博士，14名科学院士，29名工程院院士，7位获诺贝尔奖。随后，美国许多大公司纷纷建立了自己的工业专业实验室。

（3）劳动过程分析，流水生产线，大型股份制制造公司 d． 电力技术形成的技术群

（1）主干技术：电力技术 通讯技术 能源技术 （2）技术群： 冶炼技术

原材料加工技术 农田水利技术 机械加工技术 照明技术 电加工技术

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电化学技术 电器技术 采矿技术

机械制造和组装技术

3、 原子能与计算机与第三个技术范式

a． 第三次技术

（1） 原子能技术：1939年，科学家经过不懈的努力和试验，终于发现用中子轰

击铀原子，可使重核发生裂变和链式反应。

根据爱因斯坦的质能公式和裂变产生的能量是化学反应产生的能量的几百倍，这就是原子能。

原子能的发现首先用于战争，1941年12月，美国总统罗斯福批准了“曼哈顿工程计划”投入22亿美元，调集15万科技人员，用时三年于1942年成功研制了第一颗原子弹。苏联1949年。中国19年，前后动员全国26个部、20个省市的900个工厂、科研机构和院校参加，历时5年。 1955年，苏联建起了世界上第一个核电站，原子能进入和平运用时期。目前，核发电占世界总发电量的18%。

（2） 计算机技术：1671年莱布尼兹创造了能进行四则运算的计算机。 十九世纪有人发明了差分机和分析机

20世纪，电气技术被用于计算机，计算机经历了继电器、真

空电子管、晶体管、集成电路的发展历程，不断成熟。

（3） 空间技术：空间技术应归功于火箭技术，20世纪30年代德国成立了火箭

研究所，先后研制出A1 A2 A3 A4火箭，成功研制出了远程液体推进火箭，二战后，美苏运用德国技术发展了自己的洲际弹道导弹。

1957年苏联利用三级火箭发射了第一颗人造卫星

1961年苏联载人宇宙飞船发射成功，加加林绕地球一周用时108分返回。

1960年美国制定了宏大的“阿波罗计划”，参加者400万人，参加研制的公司200家、大学120所、耗资300亿美元，在1969年7月20日将宇航员阿姆斯特朗送上月球。

b．产业

（1） （2） （3） （4）

电子产业 通信产业 自动化产业

改造了旧的相关产业

c． 技术与产业范式

（1） 科学技术组织的新形式——大科学：大科学改变了科学技术创新的实

验室模型，科学技术创新不是靠市场的需求推动的，而是靠国家的政治和军事需要推动的，技术已不是单一的技术发明所引起，而是通过许多技术的发明综合运用而引起的。

（2） 科学技术研究和产业化已国家化、规模化。 （3） 科学技术研究与产业化成为了一种计划化事业。

d．技术形成的产业群

（1） 主干技术：电子技术

28

自动化技术 通讯技术 （2） 技术群： 仪器仪表技术 电子材料技术 医疗电子技术 精密机械加工技术 电真空技术 机电一体化技术 计量技术 家用电器技术 电子器件技术 遥控遥测技术

4、 新技术与第四个技术范式

a． 第四次技术 （1） 科学背景 微观科学——

系统科学——从统一性研究转向复杂性研究

（2） 这次技术的标志——1971年以大规模集成电路做芯片的微型计算机

出现

（3） 基本特征——从机械化、电气化、自动化走向信息化 （4） 第四次技术所涉及的技术

① 信息技术：能源、材料、信息是物质世界的三个基本要素，科学技术发展已 将信息推到了最重要地位。信息—数据、图像、符号、语言、文

字等。

信息技术的趋势：声、图、文一体化

全球化、网络化、个体化走向统一 计算机智能化

计算机技术——硬件和软件系统。硬件系统：处理器、主存储器、输入

输出设备、控制设备。软件系统：程序和数据，即系统软件和应用软件

通信技术——常规通信技术：电话、电报、无线电、电视、广播、电传、传

真等不断改进和普及

新的通信技术：微波通信、光纤通信、激光通信、卫星通信、

远程电话、电子邮件、分组交换、综合业务等。

现代通信的特点：由模拟通信向数字通信转化。 信息存储技术——磁存、缩微、光盘技术 ② 新材料技术

半导体材料——用于电子技术和计算机技术 高温结构陶瓷材料——用于研制新的发动机 高温超导材料——用于电力工业 ③ 新能源技术

非化石能源——太阳能、生物能、风能、海洋能、地热能等 核裂变能源—— 可控核聚变——

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④ 激光技术：激光测量、激光全息、激光医学、激光通讯、激光信息处理、激

光光谱分析、激光热处理、激光武器等。 ⑤ 新制造技术

自动加工技术——计算机集成系统加工技术 激光加工技术——激光刀具

微加工技术——纳米技术发展起来的加工技术 ⑥ 生物技术

基因重组技术—— 超级植物—— 超级动物—— 超级药物—— ⑦ 空间开发技术

人造卫星的发射和利用—— 空间工业化—— 行星际探测—— ⑧ 海洋开发技术

海洋资源开发技术——石油、天然气、各种金属 海洋养殖与捕捞技术——

海洋能利用技术——潮汐、波浪、水温差发电 b． 产业 （1） 信息产业 （2） 生物技术产业 （3） 宇宙开发产业 （4） 海洋开发产业 （5） 绿色产业 （6） 知识产业

（7） 传统产业的 c． 技术与产业范式 （1） 科技园区

科技工业园——硅谷：20世纪40年代，斯坦福大学副校长特尔曼决定实

施大学与企业结合的计划，将学校的一块果园谷地开辟出来建立科技工业园区，现有8000多家公司，6000余名博士，22万科技工程师，76万科技劳动力，占世界电子工业的总产值的40%。

北卡三角研究园（美） 128公路科技走廊（美） 剑桥科技园（英）

新西伯利亚科学城（前苏联） 安蒂波斯科学城（法） 筑波科学城（日） 大德研究园（韩） 中关村科技园（中） 科学园—— 高技术地带——

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科学城—— 技术城——

（2） 科技园的特点

目标：发展高科技

产学研联合，科工贸一体

统一布局和规划，建构优异的工作和生活环境 实施优惠，吸引各类资源加盟

（3） 科技园的功能

技术创新中心 技术辐射中心 技术孵化器

加速科技成果转化 凝聚科技开发力量

（4） 各国的科技战略与

美国——13年3月23日，里根提出战略防御计划（即星球大战）

1985——1990：完成5大技术

空间监视、捕获、跟踪、拦截技术 定向能武器技术 动能武器技术

系统分析与作战管理技术

生存能力、杀伤能力与保障技术

耗资预计1000亿美元，曼哈顿计划（130亿美元）阿波罗计划

（570亿美元）

西欧——1985年4月在法国的倡议下，共同制定了尤里卡计划 开发的技术范围

民用高技术：信息技术、机器人技术、通信技术、生物

技术、新材料技术。

耗资预计325亿美元 日本——人类新领域研究计划 人与地球科学计划

揭开人脑机制的十年计划 新东方快车计划

韩国——1984年走向2000年的科技发展战略 19年发展高科技五年计划

中国——1987年1月1日高技术研究发展计划（即863计划）立项560

多个

1988年8月火炬计划出台，与863计划配套，实施高新技术的

产业化

d． 技术形成的产业群

（1） 主干技术：信息技术 新材料技术 新能源技术 激光技术 新制造技术

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生物工程技术 海洋开发技术 空间开发技术 （2） 产业群：信息技术产业群 生物技术产业群 宇宙开发产业群 海洋开发产业群 绿色产业群 知识产业群

5、 人工智能技术与第五个技术范式

第五次技术：物理语言符号系统智能化 制造系统智能化 社会网络智能化

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