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悦读会第七届阅读马拉松，今天开始阅读周昌忠著《西方科学方法论史》，将近两个小时，读读停停想想，阅读了30页内容。
本来我以为读过《继承与叛逆》对科学发展史有所了解后，再读这本书可能没有那么有趣。
但是事情却是，我感受到，作为一名物理老师，这本书真是越早读越好。这本书让我开始思考和领悟科学方法在科学发展上的重要力量。
我甚至怀疑当你我们物理师范的课程设计了。感谢本书的推荐人丁柏恩老师。
我以科学方法论史上的人物出场顺序书里一下，今晚遇到的这些早期科学家：
1.泰勒斯。米利都学派创始人。泰勒斯是西方哲学史上第一个探究世界的本原的人。“泰勒斯通过抽象的科学方法，对自然界做出合理解释的哲学，标志着科学精神的开始，使人们对自然的认识脱离神话阶段，开始了科学知识理论化的进程。”
2.毕达哥拉斯。毕达哥拉斯学派创始人。毕达哥拉斯响亮的名言是“万物皆数”，这是一个有无数故事的人，不知道有没有出版他个人的传记？如果有我一定要买来再读一读。他的名字能够穿透2600年的历史，到现在仍然被无数人反复提起。可惜他生前并没有著述留下来。我们现在所了解的他和他所做的事情都是别人所传颂的。一个知识领域只有发展到了用上了数学工具的时候，才真正成为一门科学。可见第一个喊出“万物皆数”的毕达哥拉斯对科学的发展有多么重要的意义。
3.柏拉图。柏拉图不仅是苏格拉底的学生，也是毕达哥拉斯的学生。他受到毕达哥拉斯的影响也非常深。所以他的学园门口写着不懂几何学者不准入内，正是体现了他对数学的极端重视。对于初学物理的学生，我会向他们强调学习物理的两个关键“观察”和“思考”。人对自然的认识必须开始于感官对物理世界形成的经验，这是热的感性认识。柏拉图非常不信任感性认识。要对普遍现象进行解释，发现物质世界的本质，必须进入到理念的世界，这是冷的理性认识。在柏拉图看来，知识有两类，物理世界是可见世界，理念世界是可知世界。柏拉图提出，概念是由理智直觉形成的思想，柏拉图认为一个人可以通过纯粹的思想只用推理而不用感觉达到可知世界的极限。
4.亚里士多德。亚里士多德是柏拉图的学生，亚历山大大帝的老师，古希腊最博学的人，创办吕克昂学园。他与柏拉图不同的是，他并不否感性知识。亚里士多德的观点是，认识是从感性到理性，感性经验是获得理性认识的一个必要环节。科学的任务，在于从个别认识一般。由此，我认为，在物理课堂的设计中，忽视学生感性经验的获得，而过分强调理性认识，是对知识形成过程的认识不足造成的，会导致学生对物理概念没有深刻理解，无法形成稳固的认知，也无法应对进一步的变化，知识形成的链条断裂没有及时弥补上，长期积累，形成习得性无助，就可能会成为学困生。虽然感觉给我们以个别事物的重要认识，但是知其然却并不一定知其所以然。
阅读这本书的体验很好，让我重新构建科学的兴起和发展过程，知道了科学是怎样发展起来的，才能够清楚科学怎样在学生的脑中一点点生长起来。
丁柏恩老师：周昌忠老师提炼的非常好。讲这个主题的时候，要跟科学史上具体的例子结合起来，天文（宇宙学）和地理（测地学）观测，数学工具的运用，这样，数理模型就自然地呈现出来了。
这是测地。可以跟《周髀算经》（盖天说宇宙模型）中的测地做比较。宇宙模型，以本轮说、均轮说为例。这方面，中国的浑天说一提而过，没有可比性。
丁老师关于测地的介绍https://mp.weixin.qq.com/s/7F-G9f3h2NvCKWV_w8j4aA
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5.大阿尔伯特。他最重要的观点是：逻辑是科学方法。我们发展逻辑不是为了发展逻辑学本身，而是为了通过逻辑学，帮助我们从事其他的科学。逻辑这门艺术对自身有自反的作用，就像铁工用锤子制造锤子一样。这个自反的作用，在我理解，有点像我们现在心理学所说的元认知。
6.罗·培根。他认为，我们通过三种途径获得知识：权威、理性和经验。而其中权威和理性没有经过证实都是不可靠的。同时，他还指出，错误有三种根源：崇拜权威、自负和积习。跟前面所说获得知识的三种途径相对应。我们现在常说“实践是检验真理的唯一标准。”可以找到马克思和胡适都曾经说过真理标准问题。而这个思想的源头在这位罗·培根，他认为只有实验才能给科学以确定性。他甚至说如果他有权他要把亚里士多德的著作全部烧掉，声嘶力竭地呼喊，打倒亚里士多德这个权威，还真是很有亚里士多德当年“吾爱吾师，吾更爱真理”的风范。这正是西方科学史血脉中珍贵的“继承与叛逆”精神。
7.伽利略。“经验科学之父”。月亮的表面是光滑的还是粗糙的呢？关于这个问题，伽利略用墙和镜子做了一个实验，说明粗糙的表面能够反射的光照射范围更广，从而证明月球表面是粗糙的。如果月亮的表面像镜子一样光滑的话，地球上的人就会几乎没有机会看到月亮了。这个例子很棒，像《茶杯里的风暴》那本书所描写的很多例子，地面上的微小事物的例子，和天空中看似很宏伟庞大的例子背后的物理原理是一样的。
伽利略认为，1.感觉经验高于理性和证明，是认识的最高出发点。2.理性运用推理时，应同感觉经验相符，才能达到真理。3.要批评地对待感觉，学会透过现象看本质。
伽利略重视定量测量的方法。因他对天文观测仪器的研制做出的贡献，以致于人们把荷兰人发明的望远镜成为伽利略望远镜。他主张实验和推理相结合。在伽利略的科学方法论中，实验方法论是最突出的，有与数学方法和演绎方法相辅相成。
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悦读会第8届阅读马拉松
今天阅读，83页到148页，第四五章，归纳方法论和数学演绎方法论。
归纳方法论：
8.弗·培根。他的《新工具》包括破坏和建设两部分内容。他认为不破不立。要获得知识，必须从怀疑出发。必须破除偶像崇拜，破除迷信，破除积习，才能够不断进取，作出发现和创造。“我们从确实始，便将于怀疑终，但如果我们从怀疑始，并耐久地怀疑，则我们将于确实终。”建设部分就是归纳法。培根的归纳法就是用排除法即排除偶然相关的方法，来确定本质相关，再去发现形式。
9.惠威尔。他认为科学发现就是用概念综合事实，使之上升为定律和理论的过程。他否认存在一种发现的逻辑，他认为发现根本无规则可循。在他看来，科学发现起中心作用的是假说方法，而这依赖于理智洞察力。
10.穆勒。穆勒归纳五法。其中之一的差异法，应该就是发展为现在我们所说的控制变量法。
数学演绎方法论：
11.这里又要提到伽利略，因为伽利略是最早提出数学和实验将结合的科学方法论，并亲自将它应用于开创的经验科学实践中，取得了极大的成功。他提出用数学公式描述自然规律的方法论原理，是历来关于科学方法论最深刻，最有成效的思想。
12.笛卡尔。他提出确定知识基础的4条基本原则，斯宾诺莎将这4条概括为：排除一切成见，找出能够用来建立一切知识的基础，发现错误的原因，清楚并且明晰的理解一切事物。笛卡尔提出的数学演绎方法论思想，关键在于：“凡是人所能够认识的事物全都相互联系，没有什么由于遥远而我们达不到的，或者由于隐蔽而发现不了的，只要我们力戒以假作真，始终在思想中保持为从一个真理演绎出另一个真理所必须的秩序。”为了证明他倡导的代数推理法的威力，笛卡尔将它应用于几何，因此开创了解析集合，显示出代数方法的巨大力量。
13.莱布尼茨：他使数学演绎方法论更趋完善：一切科学知识的开端在于通过分析使概念变得清晰，同时作为演绎出发点的概念，应当简单而又为数很少，可据之定义其他概念。数理逻辑的全部形成始于莱布尼兹而终于罗素。
笛卡尔同意培根的意见，科学的最高成就是一种命题，金字塔顶端是最一般的原理，但是培根试图根据从不那么一般的关系逐渐归纳上升来发现一般规律，而笛卡尔却试图一开始就在顶部通过演绎程序尽可能往下研究。
科学方法论，包括概念方法论，逻辑方法论和实验方法论，其中逻辑方法论的两大支柱就是归纳法和演绎法。
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悦读会第9届阅读马拉松
今天阅读《西方科学方法论史》149-163页，第六章假说—演绎方法论。
14.这里又要提到笛卡尔。笛卡尔著名的钟的比喻：把世界比做钟，我们只看到它的外表，只能用假设的原因（关于它的内部）来解释它的行为。
15.洛克。他认为假说是从观察事实做类比中得出的。他和笛卡尔一样，用钟来比喻自然，说明它的内部机构不能直接感知。从假说推演出一些现象，将之与已有真理和其它现象进行比较，由此来评价这个假说。
16.莱布尼兹。因为这本书是以方法论为主要线索，所以如果一个科学家研究范围广就会多次被提到。莱布尼兹提出了假说简单性原则：一个假说，理解起来尽可能简单，解释的范围尽可能广，它就越可能是真的 。
17.达尔文。他努力保持自己思想的自由，使自己在看到明显相反于他深爱的假说时能够立刻放弃这个假说。
18.孔德。坚持实证原则。他认为只有证实的陈述才有意义，而只有具有预言能力的有意义陈述才是科学陈述。没有预言能力的有意义陈述仅仅是孤立的事实。他说，无论定律所由发现的过程是推理的还是实验的，它们的价值完全取决于它们同现象的一致。
19.克拉耶夫斯基。一切重大的科学发现都在于证实深刻假说。这样的说法太绝对，总觉得不太对。
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2020年3月29日 《西方科学方法论史》164-186页 第七章 牛顿的科学方法论
终于读到牛顿了，心情很激动。
20.牛顿。牛顿认为，自然哲学的目的在于发现自然界的结构和作用，并且尽可能把它们归结为一些普遍的法则和一般的定律——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。
牛顿建立起自己一套行之有效的科学方法论体系，使后人能够沿着他建立起来的体系继续深入做出更多科学发现。阅读这个部分的内容时，我仿佛看到平静如水理性冷静的文字下一颗热血沸腾的心。
牛顿把数学作为自然哲学的方法，用数学推导代替逻辑演绎，用数学公式表达运动，用数学刻画运动的动态过程。数学从科学用以进行整理的工具发展成为用以作预言的工具。科学终于开始拥有了作定量预言的能力。牛顿运用他的科学方法论构造了牛顿力学，实现经验自然科学知识理论化的理想。
“牛顿科学的伟大成就就是提示了自然界存在确定的因果律，从而使科学具有惊人的预言和解释力量。”
“因果关系是理性把握的对象，它是客观规律性的逻辑形式，理想思维凭借它发挥逻辑力量。”
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2020年4月3日 《西方科学方法论史》187-195页 休谟
今天读的是休谟。这个人以其《人性论》闻名于世。听起来很厉害，人们也许希望自己可以通过阅读这样一本书，而对人性有所洞悉从而立于不败之地，或是看到人更本质的不为人知的一面，保护自己不受伤害。休谟研究人性，也是基于类似的希望，他说“一旦掌握了人性后，我们在其他各方面就有希望轻而易举地取得胜利了。”但我认为很难做到这一点，真实的人性一定比人所能观察并描述的更丰富。
休谟批评归纳法。我认为归纳法是可以成立的，在我们找到反例之前都可以认为结论是成立的，否则无法无尽某种观察便无法得出结论，便陷入了不可知论。这里也说明休谟还不懂概率的思维。一切事情的发生与否都可以用概率的高低来判断。从这一点来说，虽然休谟不懂的概率，但他指出了这个逻辑漏洞，他对牛顿的批判也是很有价值的，世界并不是机械遵循着绝对的因果律。只不过在人所能直接经验的范围里，牛顿的科学观确实取得了巨大的成就。
万物皆有裂痕，那是光进来的地方休谟就是牛顿科学方法论的裂痕，我有点领悟到逻辑的力量了。
2020年4月9日 198-208页 康德
康德十二范畴表。
逻辑范畴表达了事物最一般的存在方式和联系，所以它们是思维用以认识事物的逻辑工具。
康德以其先验逻辑的范畴理论（不太懂，相当于一般所谓的研究认识的科学——认识论），揭示了思维的逻辑推理的巨大力量来源于逻辑范畴和对逻辑范畴的运用。
知性用范畴综合经验，用范畴从经验通过归纳得到的判断加以逻辑的规定，从而使之具有普遍必然性。
例如：知性正是运用因果范畴使物理学根据实验做出的归纳结论具有必然性，而成为科学定律。
2020年4月10日 208-219页 黑格尔
黑格尔从唯心主义出发，继续了发端于康德先验逻辑的逻辑发展路线，终于创立了辩证逻辑和概念方法论，其中一个重要任务就是指出形式逻辑——知性逻辑的局限性。
辩证逻辑从思维内容上研究思维，它表明，判断是把对象和其固有属性间的必然关系逻辑地展现出来。概念是把握事物真理的逻辑形式，概念经过判断-推理的辩证推移而愈趋具体——知识愈增长。
科学思维局限于运用知性逻辑之所以阻碍科学进步，原因就在于这种思维掩盖了概念。本来是反思的结果，却被表述为最初的根据。
科学只有通过概念自己的生命才可以成为有机体系。概念思维的运动是从思维的抽象“上升”到思维的具体，在这个过程中，概念不断地用规定丰富自己而趋于具体。概念达到新的具体水平，标志着科学认识发展到新的 水平。
在一门科学形成时，科学思维用理性构成对象领域的基本概念，这些具体概念以其多样规定把握了对象领域的深刻本质和规律性。然而，仅仅有这些概念，还不能构成科学。
必须再运用知识，把这些概念包含的规定展开为公理，并用演绎法精确地确定地由之把对象领域内食物间全部逻辑关系都揭示出来，这样才终于形成一门科学。
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2020年4月17日 222-257页 爱因斯坦
开始读爱因斯坦的时候，就联想到许良英教授白天在地里干完活，晚上在煤油灯下编写三卷本《爱因斯坦文集》的故事，知道了这个故事再去读这本书，感受又不一样。
爱因斯坦13岁时就读了康德的《纯粹理性批判》，通过阅读自然科学的普及读物，建立起了抛弃宗教信仰的朴素的唯物主义世界观。他的哲学观念有4个重要特征：
爱因斯坦在认识论上，抓住了康德认识论的致命缺陷：康德认为概念是先天的和不变的。1.爱因斯坦揭示了概念依附于经验而存在。概念只有同感觉经验联系起来时才能得到内容，哪怕这种联系是间接的。2.概念不是部编的，而是可变的。
爱因斯坦认为，科学发现是概念的运动。科学革命，是科学基本概念的革命。物理学是从概念上掌握实在的一种努力。为了科学发展，必须反复批判基本概念。
爱因斯坦的方法论做出的最大贡献是在现代科学革命的条件下，实现了科学发现从以推理为工具到以概念为工具的方法论转变。把在牛顿那里的推理的发现逻辑，改变为在他那里的概念的发现逻辑。
概念的形成和发展总的来说是思维的自由创造。
个别经验对科学发现是没有用的，只有考虑到理论思维同感觉经验材料的全部总和的关系，才能达到理论思维的真理性。
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4月22日 258-311页
现代逻辑方法论之逻辑实证主义
这一章特别难懂。我就记录一些我比较懂的部分：
一切理论哲学的唯一富有成果的方法是，批判的探索各门具体科学的基本原则。
石里克在《逻辑哲学论》中宣称：
哲学的目标是对思想做逻辑澄清。哲学不是一种理论，而是一种活动。哲学的结果，不是许多哲学命题，而是使命题变得清晰。
理论的逻辑结构
形式系统是科学理论所包含的“骨架结构”，用公理法展开理论中的各个基本概念，展现理论对象领域中的全部逻辑关系。
形式结构揭示出来后，就可以用现代逻辑关于形式系统的形成结论来精密的判定理论的形式系统的一致性及完全性。
借助形式系统的演绎力量，科学理论成为“定理的源泉”，而由于概念模型，科学理论又成为“见识的源泉”。
（以上关于形式系统不是太懂，只是觉得蛮重要的，需要反复思考。）
理论的意义性问题
参照一些特征来鉴定和比较不同的理论系统。
1.清晰性和准确性——在理论的表述上，在理论的各个要素相互之间，及其与用观察词项说出来的表达式之间的逻辑关系的揭示上。
2.系统在可观察现象方面的系统力，即解释力和预测力。
3.理论系统借以达到系统力的形式上的简单性。
4.理论被经验证据证实的程度。
理论的变化
在传统经验主义看来，知识的增长在于增加新的定律和观察。在现代科学条件下，科学发展表现为理论的变化。
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4月26日 第十一章 波普尔的批判理性主义
波普尔：我感到这是真正的科学态度，它与独断的态度断然不同，科学的态度就是批判的态度。
批判态度在波普尔那里不仅是一种方法，而且构成他整个科学哲学和科学方法论的。
爱因斯坦给他留下最深刻印象的那句话：准备自己的理论将遭到反驳。
波普尔揭示了科学进步的方法论机制的一个新的方面：科学在于追求反驳在反驳中进步。它暴露了逻辑实证主义的方法论的局限，证实原则不能成为科学的本质规定，如果按照证实原则的规定，科学一味的追求证实，那科学便无以进步。波普尔的方法论在本质上比逻辑实证主义更符合于现代科学的精神。
爱因斯坦：如果一个实验证实了理论，那么就意味着后者的可能，如果没有证实，那么就意味着不对。可能每一种理论某一天都要被证实不对，大多数理论在概念提出后不久就被证实不对了。
我们都关心获得知识的动态过程，更胜于关心科学成品的逻辑结构。
科学应形象化地表示为从问题到问题的进步——朝向愈趋深刻的问题。我们可以说：知识的增长是从旧问题到新问题。
发现开始于对始终有问题的基本概念进行怀疑。
知识的进步主要始于对以往知识的修改。
可错主义：科学中错误是不可避免的，但科学家正是从错误中学习。
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5月3日 342-368页 第12章 库恩
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5月4日 第十三章拉卡托斯
第十四章 费耶阿本德
今天最开心的是知道了我们常常说的“一切方法和规则都有一定的适用范围，都不是普遍标准”是费耶阿本德说的。
费耶阿本德是一个很有魅力的人。科学是在不断的批判中前进的。他说的不都是对的，但是他敢于批判。批判地继承就是科学发展和科学在短短数百年时间内获得巨大成功的秘密。
再读一次我就要读完这本书了。从第七期线上阅读马拉松开始我就一直在读这本《西方科学方法论史》，终于要读完了，既开心又不舍，自从开始做线上阅读马拉松，我写的读书笔记已经都一本半了（主要是我字大）。这本书很有价值，应该列为物理学必读。
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5月6日 第十五章 科学发现的逻辑
劳丹
说一个冷笑话：波普尔写过一本名叫《科学发现的逻辑》的书，他否认有任何其书名所指的东西存在。
西蒙
西蒙研究工作的特点是不仅从事各领域中的专门的技术性的工作，而且还十分重视其中的哲学问题的探讨，尤其是方法论的批判和分析。他认为实质性问题和方法论问题构成一切科学织物的经线和纬线。方法论的进步，像实质性概念的进步一样也可能导致重要的科学发现。
西蒙认为人的行为可以科学地加以研究，他反对波普尔所认为的科学发现全凭创造性的直觉，他认为这是一种神秘的发现观。
作为人工智能的主要创始人，西蒙认为人的最重要行为是思维。西蒙有一种优雅的偏爱：重启发法而轻证明。它的科学方法论研究集中于科学理论的发现，而不是理论的检验。
西蒙给发现过程下了这样的定义：定律发现的过程是以简短的方式对经验资料重组编码的过程。西蒙用发现检验的两分法来克服归纳的困难，集中力量探讨发现的逻辑。
第十六章 信息论、控制论和系统论的科学方法
申农、维纳
朗哥指出，信息理论的开端是：信息包含在物体间差异之中，而不是物体本身之中。通信及传送信息所用的实际物体无关紧要，问题在于差异。
信息论提供了一种语言，用一根线把许多本来隔得很开的学科串联了起来。
像信息论为一切通信系统提供方法论一样，控制论是关于一切控制系统的方法论。
控制系统借助负反馈在变化着的环境中维持稳态的通信系统。
维纳认为，建立信息论和控制论的基础是：按照吉布斯提出的偶然性宇宙观，宇宙整体沿着偶然性（用熵度量）增加的方向发展，即宇宙愈趋混乱，但在宇宙整体之中存在局部区域，他们反抗这总趋势，在自己之中走向暂时的秩序和组织性。维纳利用熵增原理揭示了信息的本质在于抵抗趋于无序即熵增加的倾向，由此建立了信息论。
维纳认为如果世界只有必然性，那就不存在信息和通信了，同样也不存在控制了，因为在这个世界里一切井然有序而又必然，熵到处为零。就无所谓熵或不确定性的增减，也就没有信息通信和控制了。
所以维纳认为，正是统计方法和它揭示的宇宙偶然性，才使人看到通信和控制的存在，认识到他们的本质：通信和控制乃是作为控制系统的宇宙局部区域对整个宇宙总趋势的反抗，进而洞明了控制系统的本质：生命或自动机是宇宙中成功的抵抗住混乱趋势暂时维持住有序和组织化状况的局部区域，他把这种系统称为小岛，在这些小岛上存在着组织性增加的有限度的暂时趋势，正是在这类小岛上，生命找到了安身之所。
系统科学方法论
现代自然科学的一个发展趋势是从分化走向整合和在分化中同时发现整合。古代科学只是静态的把握自然界。概念方法论从纵向突破了这种静态思维方式，而系统思维方式则从横向突破了这种静态思维方式。
单向的因果关系就是静态逻辑关系的实质。而系统思维方式中，用复杂的动态相互作用来取代这种单向因果关系。
静态的逻辑关系、单向的因果关系和必然性都反映了事物中普遍存在的形式结构和关系，但这不是全部，只是一方面，系统论揭示了他们的另一个方面，也就是动态、相互作用和随机性等。
