科学观察和科学实验
观察实验中的认识论问题
察实验论负荷
z观察和实验的理论负荷
z观察的客观性
z观察实验中的机遇问题
z耳听为虚
z眼见为实？z海市蜃楼
z筷子放入水中
察论系
z1、观察与理论的关系
z两种对立的观点：培根以来的归纳主义者——独立于理论之外的纯粹的观察，只有经过这种纯粹的观察才能形成理论
有经过这种纯粹的观察才能形成理论；
z波普尔、汉森（N.R.Hanson)、库恩
(T.Kuhn)等人——否认有纯粹的中性的观察
存在，明确地提出观察渗透理论。
存在，明确地提出“观察渗透理论”。
观察渗透理论
z观察渗透着理论
观察不是纯粹的生理反映观察受理论的z观察不是纯粹的生理反映，观察受理论的影响和支配，不同理论观点的人对同一对象会形成不同的观察结果
观察过程是一个物理过程和心理过程的结z观察过程是个物理过程和心理过程的结
合过程。
观察者用已有的概念框架去观察感觉材料
z观察者用已有的概念框架去观察感觉材料。
观察渗透理论
z观察渗透到理论
因为观察不仅是接收信息的过程同时也是加工z因为观察不仅是接收信息的过程，同时也是加工信息的过程。
其次是因为观察陈述是用科学语言表述出来的z其次是因为观察陈述是用科学语言表述出来的，而科学语言总是与特定的科学理论联系着。
z理论在观察中既起着“定向”作用，引导观察者
有选择地接收外界信息；又起着“加工改造”作用，帮助观察者理解观察到的究竟是什么。
用帮助观察者解观察到的究竟是什么
z一儿曰：“日初出大如车盖，及日中则如
为者小者大乎
盘盂。
此不为远者小而近者大乎？”
z
一儿曰：“日初出沧沧凉凉，及其日中如儿曰“日初出沧沧凉凉及其日中如探汤。
此不为近者热而远者凉乎？”
z 爱因斯坦：“是理论决定我们能够观察到爱因斯是论决定我们能够观察到的东西”，“只有理论，即只有关于自然规律的知识，才能使我们从感觉印象推论出基本现象。
”
中性的观察不存在完全依赖于理论的观z 中性的观察不存在，完全依赖于理论的观
察也是没有的。
肯定观察渗透理论但不能随意夸大理论z 肯定观察渗透理论，但不能随意夸大理论对观察的影响。
观察对象是客观的。
仪器的干扰和心理错觉
z问题：实验者从测量系统中获得的信息是否表征着客体的“真实”状况？对测量结果的意义的解释？
释？
z无论在宏观还是在微观领域，都存在仪器干扰研究对象的现象（例如电路中测量电压或电流），那么，所谓“原有”、“自在”或“本来”状态究竟如何？只能是不断逼近客观本来面貌的过程。
或者说，我们测量的其实是研究对象与特定测量系统相互作用的特性表现。
心理压力测试图
心理错觉——两可图
观察的客观性
通过观察实验所获得的科学事实是否具有客观z通过观察实验所获得的科学事实，是否具有客观性？
如何保证观察的客观性？（问题的转换人对对z如何保证观察的客观性？（问题的转换：人对对象——人与人，形成科学规范）
）实验结果可以用某种标准的方法进行重演
z（1）实验结果可以用某种标准的方法进行重演；（诺贝尔奖的要求）
z（2）科学观察要求以正确反映客观事物本质的理
论为指导；
）使用先进的观测技术和观测仪器（精度）z（3）使用先进的观测技术和观测仪器；（精度）z（4）科学工作者要有严谨求实的作风。
观察中的机遇问题
年家凯库
z1864年冬的某一天，德国化学家凯库勒坐在壁炉前打了个瞌睡原子和分子们开始在壁炉前打了个瞌睡，原子和分子们开始
在幻觉中跳舞，一条碳原子链像蛇一样咬住自己的尾巴，在他眼前旋转。
猛然惊醒之后，凯库勒明白了苯分子是一个环。
所有的证据都表明苯分子非常对称
有的证据都表明苯分子非常对称，6个碳原
子和6个氢原子完全对称地排列、形成稳定的分子。
此前几十年间，人们一直不知道它的结构。
2月化学王国的宪法元素周期律当
z1869年2 月，化学王国的宪法--元素周期律。
当
时已经发现了63种元素，科学家无可避免地要想到，自然界是否存在某种规律，使元素能够有序
到自然界是否存在某种规律使元素能够有序
地分门别类、各得其所？35 岁的化学教授门捷
列夫苦苦思索着这个问题，在疲倦中进入了梦乡。
在梦里他看到一张表，元素们纷纷落在合适的格
子醒来后他刻下了个表的设计
子里。
醒来后他立刻记下了这个表的设计理念：
元素的性质随原子序数的递增，呈现有规律的变
化。
门捷列夫在他的表里爲未知元素留下了空位，后来，很快就有新元素来填充，各种性质与他的来很快就有新素来填充各种性质与他的
预言惊人地吻合。
复活节星期天之前的夜晚奥地利生物学z1921年复活节星期天之前的夜晚，奥地利生物学家洛伊从梦中醒来，抓过一张纸迷迷糊糊地写了些东西，倒下去又睡着了。
早上6点钟，他突然想些东西倒下去又睡着了早上点钟他突然想
到自己昨夜记下了一些极其重要的东西，却怎麽也看不明白自己写的是些什麽鬼画符。
z幸运的是，第二天凌晨3点，逃走的新思想又回来了，它是个实验的设计方法，可以用来验证洛了，它是一个实验的设计方法，可以用来验证洛
伊17年前提出的某个假说是否正确。
z洛伊赶紧起床，跑到实验室，得出神经并不直接作用于肌肉，而是通过释放化学物质来起作用，并使洛伊获得1936年诺贝尔生理学和医学奖。
并使伊获得年贝
科学观察中的机遇
溴年法家
z溴元素的发现：1826年法国化学家巴拉尔在从海藻提取碘时意外发现母液底部总是沉着一层深褐色且带有刺鼻气味的液体
射线
z1895年德国伦琴发现X射线；
z1928年美国弗莱明发现青霉素；
z巴斯德：“在观察的领域里，机遇只偏爱那种有准备的头脑。
那种有准备的头脑”
z阿基米德吃饭时，还在火盆的灰烬里面各种几何图形洗澡时则用擦身用的油在身种几何图形，洗澡时则用擦身用的油在身
上画图，满脸乐陶陶的神情，真像诗神附
体样。
古罗马历史学家曾这样描述阿基体一样古罗马历史学家曾这样描述阿基米德：他整天都像被他所钟情的妖魔迷住了一样，对饮食和自己的身体全不关心。
了样对饮食和自己的身体全不关心
z现代生态学之父动物行为学家罗伦兹对动物形为产生了极大兴趣。
他整日忘情地与蛙、鸭、猴、产生了极大兴趣他整日忘情地与蛙鸭猴
狗及其它动扬厮混在一起，甚至还学会了一些动物的“语言”。
他对动物行为的观察研究如痴如醉。
醉。
z16世纪一个生活贫困的科学家-帕利栖迷恋瓷漆烧法的实验，因买不起木炭，他把家中的椅子、桌法的实验因买不起木炭他把家中的椅子桌
子、木床全都劈掉放进炉子里烧，急得他的妻子
直喊救命。
z牛顿由于迷恋自己的实验，有一次竟然把怀表当鸡蛋煮了
法国昆虫学家法布尔对昆虫十分迷恋经常z法国昆虫学家法布尔，对昆虫十分迷恋，经常，一动不动地躺在野处，任凭蚊虫咬，为的是观察
昆虫的习性。
他为了捉一只小虫子常常跟着虫子昆虫的习性他为了捉一只小虫子常常跟着虫子到外奔跑。
当地老百姓称他是“中了邪的人”。
他常常用观察昆虫的眼光打量人，甚至见了法国国王也不例外。
z丁肇中博士留美学习期间，清灯寒窗苦中乐。
由
于他对核物理事业的热爱，在搞实验时，他月以
两天两夜甚至天夜守在仪器旁急切地希两天两夜，甚至三天三夜守在仪器旁，急切地希望发现他所需要探索的东西。