逻辑方法与非逻辑方法，科学方法与科学理论

 

► 背景：系统论及系统科学，将我带入了一个新的思想世界，但当了解到一定程度，会出现另一种思绪，即系统论或系统科学是如何形成的？分析和综合，比较和分类，归纳或演绎，这些逻辑思维方法与系统科学方法的关系是什么？

模型，模拟，实验，预测等，这些概念或范畴，在理论界对它们的定义是什么？它们与系统科学的关系是什么？1983年周昌忠的《科学研究方法》给了我对以上问题的启发。

《科学研究的方法》的重新构建

这个构建方式不一定正确，例如：1. 逻辑和非逻辑方法 与 理性和感性认识的关系逻辑方法和非逻辑方法是认识过程中两种思维活动和方法，那么，它们是否分别对应认识过程中的感性和理性认识，即逻辑方法对应理性认识，非逻辑方法对应感性认识。

看似是对应的，但是，在认识发展的过程中，先有感性认识，经过一系列逻辑方法，才有理性认识，两者是先后顺序关系在实际的认识过程中，逻辑方法和非逻辑方法是同时共存的，并没有先后顺序2. 逻辑方法 与 科学方法的关系。

对客观世界的观察和实验后得出事实，资料和数据，明确定义后的概念或范畴，成为逻辑方法的内容和基础但是，这些定义后的概念，也是模型，模拟，预测，假说等科学方法的内容和基础在图中，将逻辑方法和科学方法排列为先后顺序，很显然是不正确的，两者应该是同时共存的。

只不过，前一种是抽象的逻辑思维，后一种是具体的科学方法3. 理论化阶段 与 科学知识的关系图中理论化阶段与科学知识是先后顺序，但在现实的认识过程和科学知识的发展过程中，两者是同时发生的，即知识理论化的过程也是科学知识形成的过程。

虽然，以上的构建并不完全符合现实中的认识过程和科学知识的形成过程，但构建后的图形，直观的解答了在背景中提到的两个问题：即逻辑方法与系统科学的关系，模型，模型，预测等科学方法与系统科学的关系虽然有矛盾，但不妨碍构建后元素和结构关系的意义：。

第一部分：观察和实验观察和实验是人类了解客观世界的两项基本活动，前者是自然状态，后者是人为环境观察往往是科学的起点和启发，科学又是实验的提炼，反之，科学也指导实验观察和实验的目的是得到事实，资料和数据，并且这些内容要可解释，可描述。

解释是用已知的内容描述未知，即已知和未知发生关系的过程第二部分：比较，分类，类比，分析，综合，归纳，这部分是逻辑思维或方法，人类思维的过程是一个复杂的，模糊的，没有明确界定边界的过程，即分不清哪些是比较，哪些是分类，一点也不包含其他思维。

很多逻辑思维是辩证统一的关系，比如，分析和综合，归纳和演绎等且逻辑思维与非逻辑思维之间也相互关联，比如，类比和想象等最后，概念是客观物理世界和主观思维世界的纽带，这些逻辑思维方法的基础是经过观察和实验后得出的事实，材料和数据，定明确定义出的概念。

或者说，概念定义的过程也包括以上的逻辑思维第三部分：想象，直觉，灵感，美感与逻辑思维相对的是非逻辑思维，它在认识的过程和科学知识发展的过程中也是很重要的，科学家的奇思妙想，灵光一现，都是非逻辑思维的贡献。

没有纯粹的非逻辑思维，它发生作用的基础或前提还是逻辑思维，没有大量的对客观世界的观察或实验，没有大量的逻辑思维的思考，永远不会出现从天而掉的馅饼越努力越幸运，也是这个道理第四部分：假说，模型，模拟，预测，计算机，思维实验。

第一部分有实验，这部分有思维实验，两者是密切相关的，实验的重要性不做重复，但其缺点是对资源的消耗或浪费我曾经听过的一个两弹之父的故事，试爆出错，邓稼先为了大家的安全，亲自接触了辐射，临终前对后辈的嘱托是以后用计算机替代真实核爆测试，可见思维实验的重要性是生死相关的。

假说和预测，模型和模拟，模型和预测，它们的关系傻傻分不清楚：预测依靠统计科学，假说依靠经验，预测可以检验假说模拟是模型的延长，模型是形式，模拟是行为，数学模型，功能模拟模型还可以检验预测用计算机做思维实验，就可以将模型，模拟，预测等科学方法同时实现。

这种实验过程对科学理论知识的形成是重要的，是检验理论是否科学的过程这些科学方法对比分析，比较等逻辑方法，是具体的，实际的，可操作的且这些科学方法也包含了知识理论化的过程，即形式化，数学化第五部分：形式化，数学化，公理化。

以往我的内容总会出现大量的图形，因为形式化，数学化和公理化，三者是我个人一直很喜欢的内容，因为它们的特点是明确性，直观性，可预测性这三化也是科学知识理论化的三个阶段，从形式化到数学化再到公理化，从形式逻辑到数理逻辑，形成一个严肃，完整的，系统的的科学体系。

所以，系统论，信息论，控制论等理论体系，都包含了以上的三化-形式化，数学化和公理化第六部分：信息方法，控制方法，系统方法一般系统论，控制论和信息论被称为老三论，以后还发展了耗散结构论，协同论，突变论等新三论，老三论和新三论统称为系统论，关于系统论的内容已经写了不少，这里不做重述。

系统论及系统科学，作为一种重要的理论和科学知识，它们的发现和发明的过程经历了半个世纪，是大量的不同学科，不同领域的生物学家，物理学家，哲学家等共同努力的结晶。

《科学研究的方法》

第一部分：观察和实验

1. 观察观察是通过感官和辅助仪器来认识处于自然状态下的事实观察也在不断发展，观察到洞察，观察到监测，从依赖感官到依赖传感器等设备，人工智能发展的基础即对传感器设备的监测观察的五要素：观察的对象即事实（事件，过程，现象，实物）观察的主体即观察者，观察的环境条件，观察的工具即感官和仪器，知识。

观察是一个过程，主体和客体发生关系的过程，主体用知识和设备，在环境中，对客体的关系观察的三个步骤：观察，初步解释，描述2. 实验实验是给实验对象即前述的观察事实造成一个人为环境，引入可控制的变化，根据认识目的的通过观察把结果记录下来加以解释。

实验三个特点：其一，对比复杂的事实，排除无关的因素，其二，创造自然状态下不易或得不到的环境和条件，其三，可以多次重复的实验实验的三大步骤：设计，实行，解释3. 解释解释是根据已有的知识，包括假说，定律和理论来对有关的对象领域中的事实作出说明。

解释思维的三个要素：逻辑，形象和操作。定义：纽带

4. 定义定义概念，逻辑思维的三种形式：概念，判断和推理，概念是以抽象，概括的形式反映客观事物，没有概念何来推理引入新的概念，会使概念变得清晰而又明确，定义是通过揭示概念内涵来达到明确概念的逻辑方法解决问题的第一步是定义问题，创造理论的第一步是定义概念。

第二部分：逻辑思维

5. 比较比较是一种广泛应用的思维和认识的逻辑方法，用思维把握事物之间的同异关系，来证认和鉴别事物运用比较方法遵守三条规则：其一，在同一关系下进行，其二，按照全面的标准，其三，要就对象的实质方面进行6. 分类

分类是通过比较事物的异同，根据一定的而标准把相同者归于同一类分类是比较的延续分类的作用：其一，对事物的分类是对概念的分类，其二，分类可以解释事物之间的内在关系和联系，其三，正确的科学分类带来突破性的进步。

其四，分类是知识理论化的最初步骤，知识得到整理，达到一定的系统性，这样的知识在经过形式化，数学化和公理化变成理论其五，分类是揭示事物历史发展规律的必要条件分类的三种形式：划分，整理次序，系统分类7. 类比

类比是对两个对象在一系列属性上相同，应用类比推理，推出它们在其他属性上的相同类比的作用：其一，类比可以启发思想，其二，类比是形成假说的重要因素，其三，研究困难时，类比可以获得关于研究对象的知识，其四，类比是促进科学知识整合的重要手段。

8. 分析分析是把客观对象的整体对象，划分为部分，方面和因素的认识活动分析的作用：其一，把我们对自然界的认识引向深入其二，从结果中寻找原因，其三，能够分别考察对象的各部分和因素其四，分析是认识和把握整体的前提。

9. 综合综合与分析的进程相反，是把对象的各个部分，方面和因素结合起来加以考察客观对象是统一的整体，从分析着手，还必须从综合的总体把握综合的作用：其一，假设原因已经找到，并立为原理，再用这些原理去解释发生的现象，证明解释的正确性。

综合方法能达到对现象本质的理解其二，把握研究对象的规律性，要认识事物的内在的本质联系，必须用综合方法分析和综合的关系：其一，分析和综合同时并用，相互渗透其二，分析和综合相互依存，综合以分析为前提，分析是综合的基础。

其三，分子和综合相互转化，分析进行到一定阶段转化为综合，一定发展后，综合又向新的分析转化其四，分析和综合两者相互检验彼此的取得的结果10. 归纳归纳是从个别，特殊到一般的思维进程，归纳逻辑是从事实资料引出公理即事物规律这种需要的思维工具。

归纳的三个步骤：第一，观察和实验方法收集事实材料，其次，整理资料，排成归纳推理表，最后，归纳整理归纳的三个作用：其一，发现的逻辑，其二，论证的逻辑，即对科学假说进行归纳论证其三，作为形成假说一个方法要素。

第三部分：非逻辑思维

26. 想象想象，直觉，灵感和美感，都是非逻辑思维，心理活动，创造性思维想象是作为认识主体的人的一种心理活动想象的作用：其一，想象是进行逻辑思维的必要条件，其二，想象是形成新的科学概念的重要手段，27. 直觉

直觉思维的特点：借助感觉外部的世界现象，不包括逻辑推理活动，直觉是非理性的，非逻辑的，快速的直觉的作用：其一，在科学研究的创造性阶段，直觉和逻辑同样是重要的思维工具其二，研究活动中依靠直觉进行选择28. 灵感

灵感是经过长时间孜孜不断的创造性劳动而形成的一种最富创造性的心理状态灵感的作用：其一，灵感是对科学家长期艰苦劳动的一种报偿和奖励，其二，灵感是科学家调用自己的全部智力，心灵过度紧张，高度兴奋的结果其三，灵感是最富有创造性的心理，思维形象运动灵活，鲜明而丰富。

其四，灵感是必然与偶然，偶然性倾向于在因人异的特定条件下产生灵感29. 美感美感是科学方法的一个极为重要的因素，科学美美感的作用：其一，美感是促使科学家创造进行探索活动的重要理智动机，其二，美感和直觉在科学创造的关键阶段起重要作用，。

其三，想象，灵感和直觉作为科学家的认识能力，都与美感有很大关系。第四部分：科学方法

12. 预测（统计预测）预测的三个作用：其一，预见未来发生的事物，其二，检验假说和理论，其三，指导行动统计预测是根据现实的大量现象进行统计概率研究而作出的关于未来事件的科学推测统计预测的是三个要素：其一，记载偶然事件，

其二，探索它们呈现为某种规律性的一般原因，其三，推测由于这个原因，未来可能发生的后果15. 假说假说是把科学的经验知识发展为理论知识的主要方法假说的种类：（假说与几个逻辑和非逻辑思维的关系）其一，通过类比得到的假说，。

其二，归纳得到的假说，其三，演绎得到的假说，其四，直觉得来的假说假说的内容：其一，事物现象的假说，经验假说，认识的初级阶段其二，事物本质的假说，理论假说假说的三个等级：猜测，经验假说，两方面根据的假说假说的作用：

其一，假说是使科学研究从收集材料进步到整理材料阶段的桥梁，科学的理论研究总是以假说为出发点其二，假说-演绎体系就是以假说为出发点其三，提示科学研究的探索方向，研究进程中，不断需要提出假说来指示研究方向16. 模型（数学模型）

模型是理论知识的一种初级形式，科学的基本活动就是探索和制定模型模型是对研究对象进行了一定的观察实验和理论研究的基础上，利用抽象，理想化，简化和类比方法，把反映对象本质的各方面抽象出来，构成一个概念或实物的体系。

模型的四种类型：表示模型，理论模型，想象模型，数学模型模型的作用：解释，预测，示教，启发，检验20. 模拟模拟方法从逻辑上说是模型方法的延长在模拟时，在建立模型后，对模型施加刺激进行实验研究，或把具有原型功能的模型或发展为独立的实体加以运用。

前一种是模拟实验，后者是功能模拟模拟实验的作用：其一，由于技术条件，经济和安全考虑，用模拟实验方法进行实验研究其二，模拟实验能使复杂的问题变得简单易解其三，由于空间和时间的限制，有些研究对象无法直接加以研究。

其四，模拟实验广泛应用于工程技术中，作为工程设计制造和试验的辅助手段功能模拟方法 - 仿生学和人工智能21. 思维实验思维实践，思想实验或理想实验，是一种应用广泛的重要科学方法思维实验的特征：其一，具有实际实验的各个基本特征，实验对象和实验条件。

其二，实验者以大脑为实验室用思维操作进行的实验，发挥了思维的抽象作用其三，发挥了理性思维的逻辑力量其四，发挥了想象的作用思维实验的作用：其一，思维实验是一种特殊的认识手段，是理论上可能，实际上不可能实现的一种手段。

其二，思维实验具有启发功能，帮助人提出和构想假说其三，思维实验用来反驳和否定站不住脚的假说其四，思维实验也应用在工程技术中，尤其是物理学中的应用22. 计算机方法计算机方法是计算机同通信技术相结合，所谓联机化，计算机网络的建立。

计算机方法的作用：其一，计算机的应用科学研究更趋精密，其二，计算机的应用使科学获得有力的工具，成为新科学的生长点其三，用计算机进行模拟，对数学模型进行机器思维实验，使模拟实验变得更加有效其四，计算机还用于。

提出假说和思想，也能作为发现。其五，计算机是研究人工智能的重要手段。其六，计算机是现代科学技术预测应用的重要手段。第五部分：理论化阶段

17. 形式化形式化是采用符号语言来表述科学知识作为思维工具的数理逻辑把形式化方法发展为一门专门的学问，使之成为科学知识理论化的重要工具形式化的作用：其一，形式化能够把科学概念和定律，理论表成简洁的符号形式。

其二，形式化能够满足科学概念对表达语词的单义性的要求其三，形式化能够清楚地观察科学理论科学理论在形式方面的三个阶段：形式阶段，演绎统一化阶段和公理化重述阶段18. 数学化数学是科学认识的一切手段及其结果，即获得的知识都带上必要的严格性和精准性。

数学化的表现：其一，数学在科学应用中的创造性作用大大增强，数学不仅整理观察和实验材料，也建立科学定律和理论其二，数学成为科学的通用语言，其三，数学分化和整合都大大加剧，科学数学化程度越高，分化越厉害其四，电子计算机的应用渗透进各门科学，算法语言提供了必要条件。

数学模型建立：其一，先建立数学形式系统，再作科学解释其二，从一个物理思想出发，力图通过把它表成数学形式来使之精确化数学化的作用：其一，知识理论化的手段，其二，使科学知识精确化和严密化，其三，充分发挥逻辑演绎的力量，。

其四，使科学理论具有可检验性，其五，使各种相竞争的理论能有效进行对比19. 公理化公理化是运用数论，几何，分析和集合论等数学分支达致严密化形式逻辑即数理逻辑把公理化发展为一个主要分支 - 演绎科学方法论。

公理化的作用：其一，使科学知识的理论化在形式方面趋于完善，获得一个严整的科学理论体系其二，运用公理化方法构成理论，用以解释观察和实验事实，并能导致作出新的发现其三，一个科学理论的真理性要经受实践检验和逻辑证明。

其四，公理化是科学理论的逻辑证明的基石。第六部分：科学知识理论

23. 信息方法信息论是从通信技术而出，研究有机界和无机界，人类思维，社会或技术系统等各领域中信息的获取，处理，储存，传送和控制的一般规律信息方法的作用：其一，信息概念丰富了科学认识的范畴，为认识客观事物的本质联系提供了新的思维工具。

其二，信息概念，加深了对一些重要科学概念的认识，如，熵，组织，概率等其三，信息观点是考察自然过程，生物系统，人类思维和技术系统的整体性，结构性，组织性，控制性和复杂性的重要途径其四，信息方法促进形成新的学科和技术领域，使得不同学科的信息相互渗透和丰富，通过杂交形成边缘科学。

其五，信息概念和信息观点，促使科学发生深刻的变革，向新的方向和水平发展24. 控制方法控制论的目的在于创造一种语言和技术，能够有效研究一般的控制和通信问题，也是一套恰当的思想和技术，使通信和控制的各种特殊表现都能借用一定的概念加以分类。

控制方法的作用：其一，控制论提供了很多概念，丰富了一般科学概念体系如，元素，结构，功能等其二，控制论使信息方法，功能方法和统计方法等控制自身赖以建立的方法成为科学思维的一般方法其三，控制论对具体科学发展的贡献是从根本上改善了传统的功能模拟法。

其四，控制论把电子计算机应用的算法理论推广成一个算法观念，适用于各门科学和技术其五，控制论促进了一些学科的发展，如博弈论，运筹学和人工智能等25. 系统方法系统论是强调事物整体性和组织性的系统研究方法的理论。

系统论的几个特征：整体性，关系性，结构性，多质性，层次性，有序性，动态性，历史性系统方法的分类：其一，系统分析，对比分析-相加的模式，系统分析突出特征是整体大于部分之和手段有微积分，区隔论，集合论，图论等。

其二，系统模式，动态模式，功能模式，发展模式等，用系统方式从系统本质规定性上把握复杂具体其三，系统理论，为各种系统模式制定相应理论，把认识提高到理论知识水平，揭示各种模式系统的共同规律系统方法的作用：其一，运用系统分析实现科学知识的整合。

其二，系统分析方法是研究复杂系统的有效工具。其三，系统理论方法的运用，促进形成新的科学，如控制论，耗散结构理论，协同学等。读书是与读者的对话思考是与自己的对话(我的wx：bxc625)

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