一位科研工作者，将其科研工作中的心得体会以及所思所想综合成了二十四节课。在这二十四节思辨课中，作者较为系统地论述了科研工作一般科学思维范式、科学精神以及科学与其它诸多学科（哲学、艺术、文学、心理学、科幻等）相互渗透问题，是文理交叉的哲理性书籍。在写作上，作者用一个接一个科学人文事例讲述道理，力图淡化人文社科与自然科学之间的边界痕迹，试图将科学法则、思辨方式、探索规律、科学与人文融合等作为一种文化进行理性阐述，达到让学生在今后的科学学习和生活中，有效引领思维、领悟规律、感受科学美妙之目的。
因之，本书适合人文、理工科以及社会科学工作者阅读，也适合作为大专院校大学生的文理交叉类通识课程教材。
作者简介：
叶高翔教授，博士、博士生导师。1982年7月毕业于杭州大学物理系，获学士学位后留系任教；1988年7月，在杭州大学物理系获硕士学位；1994年11月在浙江大学物理系获理学博士学位；1998年浙江“四校合并”后，在浙江大学理学院物理系任教至今。2005年至2008年，任浙江大学党委副书记；2008年至2013年，任杭州师范大学校长；2013年至今，任浙江科技学院校长。研究领域涉及薄膜物理、纳米科学、科学哲学等，先后在PhysicalReviewLetters，PhysicalReviewB，SurfaceScience等国际性杂志上发表SCI论文60余篇。曾在美国印第安纳大学、意大利国际理论物理中心、德国于利希研究中心和德国亚琛工大物理系等学习及合作研究。
目录：
引言
第一章从经验科学到精确科学
第一则定性描述经验言传
第二则精确定量数学推演
第二章科学探索的严密逻辑
第三则孤立、片面、静止看问题
第四则“守株待兔”与归纳推理
第五则演绎推理：演绎未经证明的假说
第六则客观、精确定量、任意可重复
第七则科学理论为何与真理齐名？
第三章科学否定与创新
第八则检验客观真理的唯一标准
第九则科学否定与创新同步
第十则宇宙奥秘是不可穷尽的？
第十一则科学创新难度的变迁引言第一章从经验科学到精确科学第一则 定性描述经验言传第二则 精确定量数学推演第二章科学探索的严密逻辑第三则 孤立、片面、静止看问题第四则 “守株待兔”与归纳推理第五则 演绎推理：演绎未经证明的假说第六则 客观、精确定量、任意可重复第七则 科学理论为何与真理齐名？第三章科学否定与创新第八则 检验客观真理的唯一标准 第九则 科学否定与创新同步 第十则 宇宙奥秘是不可穷尽的？第十一则 科学创新难度的变迁第十二则 思想是第一位的！第十三则 今天学习明天创新第四章科学与科学哲学第十四则 宇宙客观真理的化身第十五则 科学假说：智慧灵感闪烁之光第十六则 有限与无限的相对性 第十七则 从定性到定量的飞跃第十八则 两种机理---决定论与概率论 第十九则线性与非线性思维第二十则 时空对称与守恒律 第五章客观真理与主观心理第二十一则 心诚则灵 第二十二则 主观认知客观的相对性第六章科学与艺术第二十三则 最高境界：多学科相互贯通第二十四则 真理与美的关联结束语人类文明奔向何方？附录讨论题参考文献
第一章从经验科学到精确科学
人类的科学事业大致可以分成两个阶段：第一个阶段是公元前3000年到公元十五世纪，我们把它称为经验科学阶段。第二个阶段是从十五世纪到现在，科学发展进入了一个突飞猛进的阶段，称之为精确科学阶段。
第一则 定性描述经验言传
在经验科学阶段，人类的科学事业处于初级发展时期，科学发展主要依靠人的“经验”。经验从实践中来，一般以定性为特征，即很少采用精确数字描述，基本不用数学，至多也只用初等数学。对于实践经验，意会容易，精确数学表述较难，即定量推演一般不易采纳。在古代，经验传授主要通过人与人之间（如长辈与晚辈，先生与弟子，师傅与徒弟等）的共同劳动来实现，具有归纳推理特征。
经验科学范式:因为前人通过A过程得到B结果，所以后人也可操作A过程得到B结果。且A过程和B结果均为定性或半定量描述，带有主观痕迹。
在经验科学阶段，人们采用初等算术和直观几何学，在陶瓷、冶炼、火药、造纸，古代医术，几何光学，静磁学，静电学、天文学、声学、原子分子学等方面取得了较大突破。人类材料科学的发展是从陶瓷的烧制开始的。约八千至九千年前，中国人就已知道用高温烧制某些泥土可获得具有一定机械强度的固体器皿，即陶器，其原理即为现代科学中的所谓“固相反应”。约两千年前，中国人开始烧制真正意义上的瓷器。汉代以后中国的景德镇地区，已有各种各样的瓷器生产。在十七和十八世纪，中国成为世界瓷都，通过海路和陆路，中国瓷器畅销全世界，成为世界性的商品，对人类文明发展起到了积极的推动作用。制备陶瓷的工艺不断进步，代代相传。尽管如此，那时的中国人并不知道陶瓷中各种矿物质的精确含量，也不清楚精确改变矿物质相对含量对产品的颜色、机械强度、耐高温、热胀冷缩等物理特性的影响。所以，陶器和瓷器的发明和发展是经验科学的典型成果。在古代中国，中医学的发展也带有鲜明的经验科学特征。几千年来，一代又一代中医学家用各类草药和各种方法为中国及周边国家人民医治了大量疾病，积累了丰富经验。像战国时期成编的《黄帝内经》，明朝时期成书的《本草纲目》等均为典型的经验科学论著。中医的明显疗效使人们确信此类经验方法的有效性，并在过去几千年的历史长河中不断发展和传承。某一药方告知患者在煎药时需要“温度适中”、“文火煎药”、“加水一升”（其实在古代中国，不同地方，对“升”的量化定义可相差一倍以上！）；到药行抓药时，只见药剂师凭借手感，将几两或几钱的某种草药分成数堆；中医学家可用草药治病，但不必知道草药中的具体化学成分，也不知道同种名称但产地不同的草药中化学成分的变化；当老中医将手中的狗皮膏药放在明火上烘烤后贴在病人患处时，老中医并不精确知道此时那张狗皮膏药的实际温度，因此他也不知道药分子从皮肤向内扩散的速度和浓度衰减曲线等。诸如此类的治病方法均带有鲜明的经验特征。 又如明代李时珍发明疟疾寒热治疗方法：“用青蒿一把，加水二升，捣汁服”。此处的“一把”究竟是多少重量呢？其误差显而易见。现在，青蒿素已走向全世界，其独特明显疗效已被现代科学反复证明。在《三国志》中记载的“刮骨疗毒”以及在《三国演义》中记载的华佗要为曹操开颅医治头痛顽疾的故事，是作为经验科学范畴的中医学对人类外科医学的最早贡献。 应该指出：作为经验科学典范之一的早期中医学不但是成功的，而且有些先进的理念是现代医学均需要学习和借鉴的。中医学的最大特点是强调整体，强调联系，强调平衡；采用“医者意也”、“整体调理”、“阴阳平衡”、“以柔克刚”、“以毒攻毒”等有效治疗方法。例如中医学非常注重人体的整体调理，提高整体免疫力；中医学强调以整体治疗效果为主，只要能改善病人的生活质量、延长寿命，哪怕“人瘤共存”也是成效。类似高超的诸多中医治疗理念现在已被整个世界所证实和接受，与现代医学中的影像拍摄、精确物理和化学检测、化学和生物制药、化疗、放疗、手术等治疗方法形成了良好的互补。古代中医学强调人的患病与周围环境等相关联，具有时间延续性或周期性，如“天人合一”、“冬病夏治”、“治未病”等观点便是典型例子。早在《黄帝内经》中就提出了“不治已病治未病”的防病养生谋略，春秋战国时期名医扁鹊、唐代大医学家孙思邈等均对此有精辟概述。事实上，绝大多数慢性病均有一个逐步发展过程，古代中医学“治未病”的理念如图1-1所示：正常人出生以后没有慢性病，到达一定年龄T1岁时，某些慢性病的病情参数开始上升和波动，并逐渐量变与积累，但此时属于临界期，生活、工作等尚能依旧与自理；到达年龄T2岁时，质变开始，代表慢性病严重程度的病情参数急剧上升，此时已重病缠身，需要即刻治疗。“治未病”理念告诫人们：我们的上策应该是治未病，即在T1岁前积极预防患病，在T1岁与T2岁之间应密切关注病兆变化，小病慎防早治，延缓和控制病情量变；T2岁以后治病不仅痛苦且为时已晚，当然还是要积极医治的；要培养良好的生活和工作习惯（包括饮食习惯、营养平衡、劳逸结合、修身养心、心理调节等），适当进行预防性治疗，从而增加T1和T2的值，延长人的健康周期，改善生活质量。现代医学证明：良好的生活态度及方式，辅加先进预防措施，完全可使绝大多数人的T1和T2值显著增加！在中国古代有一种腌制食品的传统工艺，如咸鸭蛋的腌制方法：将新鲜鸭蛋放在掺有干净泥土的盐水里，盐分子便会通过蛋壳扩散到蛋内。我们的先辈代代相传咸鸭蛋的腌制方法，知道夏天腌制咸鸭蛋较快，而冬天则较慢，但他们不必知道夏天和冬天的精确温度差是多少，也不必知道水中食盐浓度的精确值，更不会去研究温度、食盐浓度与腌制时间的函数关系，因为这样的经验工艺对腌制咸鸭蛋来说已经够用了。现在人们知道，中国古代的食品腌制工艺、狗皮膏药对关节炎的治疗原理等均是后来半导体物理中“原子分子扩散原理”的最早应用，而扩散原理偏微分方程的建立和精确求解则是在牛顿和莱布尼茨发明微积分理论之后完成的。其它方面，如古代的造纸术、航海、青铜冶炼、蚕丝养殖等均带有鲜明的经验科学色彩。经验科学一般只注重结果，而不太关注深层原因，即只注重“怎么样”而不关注“为何如此”。因此，经验科学有其很大的局限性。此外，由于经验科学以定性的“经验”为基础，对整个研究过程的推理、判断、相互交流、成果记录及传承等主要依靠文字或粗略的数字，直接导致以下三个问题：（1）由于“经验”往往带有一定的主观性，故以经验为基础的推理或判断失误概率较大，容易导致错误的结果。例如在陶瓷的烧制过程中，如果仅仅凭肉眼观察炉火颜色判断炉温，整个烧制过程的升温、保温和降温过程的控制仅仅凭经验进行，那么，由于温度变化曲线无法重复，所获产品的成品率不会很高，其质量重复性和一致性也一定很低。再如，夏日炎炎，当我们经太阳暴晒后，来到树荫底下，感到凉快；但当我们从空调房间出来，来到同样的树荫底下，我们会感到很热。因为人对温度的感觉不仅仅取决于其绝对值的大小，还要受温度正负变化量的影响。（2）定性描述导致精确重复实验难度增大，传承成为难题，导致大量优秀经验和技术失传。如果要完美复制马王堆出土的两千多年前的编钟，使我们人耳听不出原件和复制品的发音区别，那是十分困难的。类似像越王勾践的青铜剑、精美的宋瓷、北京故宫太和殿中的金砖等同样很难被完美复制。（3）在经验科学阶段，定性的归纳推理成为主要推理范式。由于没有采用精确的高等数学工具，若要通过精确数学演绎获得本质性推论几乎没有可能。
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