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您会如何消除中学生对科学的疑惑?

已有 3900 次阅读 2011-2-18 16:19 |个人分类:杂谈|系统分类:科研笔记| 世界观, 人生观, 自然科学, 中学生, 迈克尔

     前段时间,一位中学生看过我的博文迈克尔逊—莫雷实验再认识(终)反思?”后写了留言,表达了他个人对人类的科学认识的疑惑。我认为中学阶段是一个人通过书本和成人学习形成世界观和人生观的关键时刻,如果对科学表现出不信任的态度,对于其今后科学兴趣的培养,正确世界观的形成将造成不利影响。因此,对于他提出的相关问题,从个人对自然科学的理解进行了答复。
    由于近代物理学的一些观念,已经对科学是什么等重大问题提出了新的诠释。我深感个人的回答有些片面,因此希望各位网友提供您对科学的真实理解,为科学的后来人提供有价值的正面参考。
 
 
以下是我与中学生的对话:
 
[1] 匿名   2011-1-26 22:14 罗教授,您好.我是一名普通的中学生.看了您这篇文章,很有感触.我也经常思考这方面的问题,当然由于年龄,能力和学历有限,所以不可能思考的像您那样细致.在这里我向您提一个问题:正如您所说,科学理论应该满足“逻辑和因果关系”,自然事物是按其时序逻辑因果地存在和发展.那么可以说人类对世界的认知过程,也就是人类对自然的逻辑和因果关系的认识过程.那么,假如在这一认知过程中,人类的逻辑本身就有错误,或者说是缺陷,那么,对于人类对自然逻辑和因果关系的最终的认识会是怎样?打个比方,做实验时,测量的数据常常和真实值总是有差别,即使很小,但是却不能否认.这是因为实验本身的缺陷造成的系统误差.我想问,人类对自然的认知会不会也像这样呢?您能发表一下您的看法吗?
博主回复(2011-1-26 23:31)你的问题很好!“实践是检验真理的唯一标准”,人对自然的认知是有局限性,其正确性需通过科学的观察和实验来验证。
自然科学理论应该对自然事物的运动、变化和发展作出正确(和精确)的描述。科学理论一般应包括基本的概念(包括单位的定义),定理(原理、公理或定理等),甚至相关的数学表述。
科学理论有普遍性的理论和适用面不宽的专业性理论,也有定性的与定量的区分。例如,能量守恒原理是一个普遍性理论;光学或电磁学中的一些特殊理论可能就只适合这些特定的领域。
关于你的问题,我想强调的是,我们不能将自然事物运动规律的客观性与实验和观察误差相混淆,例如,经典力学中的惯性定理,一个物体不受外力的作用,其运动状态不会改变。要验证这个定理,就涉及到物体的速度测量问题,在相同的条件进行多次测量,每次结果都会不同,并与真值有差别,这种不同是实验差误,不能成为否定定理的证据。正确的结论就为,在某种实验的条件下,在实验误差范围内定理得到了验证。因此作为一个科学家,在对某个实验或理论作出判断时,应该具有区分实验误差与理论错误的能力,不要让差误“欺骗”了你。
我个人的自然哲学观与牛顿是一致的,“逻辑与因果关系”决定事物的发展,我个人认为目前还未观察到与此相悖的事实。如果如此,就要求所有的理论都应遵从这两条关系,这也是科学的基本原则。

[2] 匿名   2011-1-27 20:56

    对于您以上的说法,我是十分赞同的.不过或许是我举例不是很恰当,其实我的意思是,会不会在人的逻辑中存在某种无法避免的而且我们也无法察觉的缺陷,使得人类无法全面认识自然,始终存在局限性.就像电脑程序一样,再好的电脑程序也会有逻辑漏洞.我也不知道这算不算一个正经的问题.顺便说一下,我也是十分爱好科学,我希望以后能从事研究工作.而我今年高三了,就要考大学了,但我顶多能考上二本.如果这样,我的理想还能不能实现呢?

博主回复(2011-1-27 22:25)“人的逻辑中存在某种无法避免的而且我们也无法察觉的缺陷,使得人类无法全面认识自然,始终存在局限性”,如果你的局限性是指“不全面”这是肯定的,因为宇宙是无穷的。如果是指“不正确”,我是不能赞同的,因为其正确性是可以通过“实践”(实验或观察)来检验的,计算机技术就是人对自然的科学而发明的机器,是对人脑计算功能的延伸。
从你的提问可以看出你是比较爱思考的人,如果能对某件事产生特别的兴趣,而又以能坚持不懈,一定能取得成绩的,但不一定非要做科学研究。

[3]jmluo0922  2011-1-30 00:51

不小心删掉了你的留言。以下是回复
人对自然的认识是一个无限的过程,不要由于目前的一些错误认识或宇宙的无限就以为科学真知是无法达到的。实际上在你的身边有很多已成为常识性的科学,并推进了人类的文明的技术进步,改善了我们的生活。我想随着你的知识和认识的增长,你会漫漫发现的。对于科学不要产生不必要的悲观情绪,期望你能不断地了解、学习和掌握科学,实现人生的理想和价值。

[4] 匿名   2011-1-30 13:35

我知道,在我思考这些问题的过程中,产生各种各样的想法或情绪,其实就是一个过程,在这个过程中我慢慢的对事物会有更全面更深刻的了解,而我需要做的,是不断的学习更多的知识,这对于我更好的了解事物有很大的作用。罗教授,我想问您,在您个人看来,科学的本质是什么。哲学和科学是怎样的关系?

博主回复(2011-1-30 14:14)关于科学在科学网上有很多讨论,你可以看看相关内容。应该注意的是什么是科学?科学是否可以真正认知?等问题的的讨论变得十分复杂,观点众多,立场对立。
我是学习自然科学的,研究自然事物的运动、发展和变化规律。更具体一点是学习了22年物理学,现在从事生物医学工程教学和研究工作。我信奉的是牛顿的自然哲学思想,并通过逻辑和因果关系来理解自然界的规律,这些规律就构成了自然科学理论。科学理论是工程技术的基础,人们应用工程技术创造人类的物质文明,包括高铁、超级计算机、宇宙飞行器等等。科学的理论不仅可以解释自然现象,并且可预测一些未知的事物。
哲学是关于自然、社会和人类思维具有普遍性问题的理论,是比自然科学更高层次的学问或思想。
这些问题已超过了你目前知识和理解范围,上大学后你会学习到的,现在你要学习了好现有的知识,为进一步学习打好基础,不要过多的在网上浏览,这样很花时间,可能会影响学习。你要考上理想的大学才是你的当务之急,这样才有可能实现你的理想。

[6] 匿名   2011-1-31 13:20

我知道学习的重要性,并且现在我也在努力这么做,以后我也会一直努力,为了我追求的理想。很高兴认识罗教授,跟您谈话很有收获,谢谢您。我想等我上大学后学习了更多的知识再跟您探讨这些问题吧。祝您身体健康,在研究领域能不断出新成果。

博主回复(2011-2-2 11:52)祝学习进步,取得好成绩。

    中学生是祖国的未来、科学事业的新希望,我们每位网友都有责任向他们宣传全面的、正确的世界观、科学观和人生观。



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