社会上习惯于把 科学和 技术连在一起,统称为“ 科技”。实际二者既有密切联系,又有重要区别。科学解决 理论问题,技术解决实际问题。科学要解决的问题,是发现 自然界中确凿的事实与 现象之间的关系,并建立理论把 事实与现象联系起来;技术的任务则是把科学的 成果应用到实际问题中去。科学主要是和 未知的领域打交道,其进展,尤其是重大的突破,是难以预料的;技术是在相对成熟的 领域内工作,可以做比较准确的 规划。
科技的本质
科技的本质: 发现或发明事物之间的联系,各种 物质通过这种联系组成特定的系统来实现特定的功能。
实现功能方式
尽量安全,尽量容易实现,尽量低消耗且高产出,尽量高效,尽量稳定,尽量可监测,尽量可调控。
事物的联系
科学技术
事物的联系分为 系统联系和事件联系,系统联系分为上下级别的联系(归属关系)和同级别的联系,事件联系分为原因与结果、前提条件与 触发条件、目的。
物质是事件的基础,事件是物质的 变化。物质是系统的结构,事件是 系统的变化。
1.系统的上下级别和同级别:
例如, 原子核包含 质子和 中子,原子核是上级别,质子和中子是
下级别,上级别包含下级别,而质子和中子之间是同级别。
例如:消化系统和胃之间是上下级事物的联系,而胃和小肠则是同级事物之间的联系。
2.同级别的联系:
(1)同级别的事物的联系按作用分为:累加、 互补、开启或增强、关闭或减弱。
累加:起相同作用的物质,产生的作用累加在一起。
例如:相同的小灯泡组成一个强光的手电筒。
互补:例如,起不同作用的物质,相互补充、相互依存,共同实现功能。
例如:一条 流水线上,不同加工步骤所需的工人。
累加和互补的区别:有些情况下,累加是同种物质的共同作用,只有一个也能产生作用,但是效果低,而互补是相互补充、相互依存的不同物质共同产生作用,只有一个可能无法产生作用。
调控:
开启或增强:例如,一种物质启动或增强另一种物质的功能。
关闭或减弱:例如,一种物质关闭或减弱另一种物质的功能。
例如:风扇的三个叶片之间的作用是累加,叶片和电机之间的作用是互补,风扇开关可以开启风扇、关闭风扇、增强转速、减弱转速。
(2)同级别的事物的联系按结构分为: 顺序(线状)、 并列(平行)、 循环(环状)、树状、星状、网状。
顺序:例如,先经过A,后经过B。
并列:例如,同时经过A和B。
循环:例如,由A到B,又由B到A,依次循环。
树状:例如,A到B和C,B到D和E。而C到F和G。
星状:例如,A为中心,A发出到B、C、D。(星状好比星射线,星状是特殊的树状)
网状:例如,A到B、C、D,B到A、C、D。
3.层次对应:
例如,X分为A、B、C,Y分为D、E、F,那么X和Y的关系具体就是A、B、C和D、E、F之间的关系。
4.系统的基本特征:
整体性特征:系统作为一个整体具有超越于系统内个体之上的整体性特征。
个体性特征:系统内的个体是构成系统的元素,没有个体就没有系统。
关联性特征:系统内的个体是相互关联的。
结构性特征:系统内相互关联的个体是按一定的结构框架存在的。
层次性特征:系统与系统内的个体之关联信息的传递路径是分层次的。
模块性特征:系统母体内部是可以分成若干子块的。
独立性特征:系统作为一个整体是相对独立的。
开放性特征:系统作为一个整体又会与其它系统相互关联相互影响。
发展性特征:系统是随时可能 演变的。
5.事件联系:
因果是发生变化的 本质原理,前提条件是发生变化需要具备的条件,但是具备前提条件不一定就会发生变化,还需要触发条件。
例如事件:火把纸烧成灰,原因结果关系:因为氧化燃烧反应,所以纸变成灰,前提条件:纸、火、空气,触发条件:火点燃纸。原因是变化的本质原理,如果把原因说成表面现象“因为火点燃纸,所以纸烧成灰。”那么原因就和触发条件一样了,为了区分原因和触发条件,把原因说成本质原理,而把触发条件说成表面现象。
例如事件:要合成特定的 生物分子,正负 基团之间的相互吸引是 化学反应发生的原因,适当的温度和 pH值以及所需的酶是化学反应发生的前提条件,把各种反应物放在一起是化学反应发生的触发条件,合成特定的生物分子是化学反应的目的。
6.因果关系
简单是说,因果关系的 逻辑就是:因为A,所以B,或者说如果出现现象A,必然就会出现现象B(充分关系)。这是一种引起和被引起的关系,而且是原因A在前,结果B在后。
(1)一切先后关系不一定就是因果关系,例如:起床先穿衣服,然后穿裤子,或者说先涮牙后洗脸,这都不是因果关系。
(2)并不是一切必然联系都是引起和被引起的关系,只有有了引起和被引起关系的必然联系,才是属于因果联系。
因果对应关系:
(1)一因一果:既一个原因产生一个结果。
(2)多因一果:既多个原因一起产生一个结果。
(3)一因多果:既一个原因产生多个结果。
(4)多因多果:既多个原因一起产生多个结果。
推理分为 正向推理和 逆向推理,正向推理是由原因推理结果,而逆向推理是由结果推理原因,在推理时,不仅要考虑原因和结果,还要考虑前提条件和触发条件,有时还要考虑目的。
正向推理:
例如:英国民谣:“失了一颗铁钉,丢了一只马蹄铁;丢了一只马蹄铁,折了一匹战马;折了一匹战马,损失一位将军;损失一位将军,输了一场战争;输了一场战争,亡了一个帝国。”
逆向推理:
例如:当时,德国古典哲学中的 辩证思想已传入英国,法拉第受其影响,认为 电和 磁之间必然存在联系并且能相互转化。他想既然电能产生磁场,那么磁场也能产生电。
科学技术
7.物质和信息的传输:
很多事物之间的联系体现为物质或信息的传输。
(1)发散传输:例如,事物甲向事物乙传输物质或信息X,激发乙产生物质或信息A、B、C。
(2) 整合传输:例如,乙收到A、B、C时,激发产生X,乙收到A、B、D时,激发产生Y。
(3)转化传输:例如,甲向乙传输X,激发乙产生Y。
转化分为:增加、减少、改变。
(4)筛选传输:符合特定的条件才可以通过,例如:甲向乙传输A,A可以通过乙,甲向乙传输B,B不能通过乙,例如:乙收到A,A不可以通过乙,乙收到A和B,A才可以通过乙。有“筛选”这个步骤,就意味着有“判定”这个步骤。
(5)反馈传输:例如,甲向乙传输X,激发乙向甲反馈Y,甲收到Y后,抑制或加强甲向乙传输的X,如果是抑制,就是负反馈,如果是加强,就是正反馈。
8.阶段结束后的判定与阶段过程中的触发:
有些事件可以用阶段的形式来描述。
(1)一个阶段完成后,下一个阶段可能是固定的,例如:阶段A完成后,进行阶段B。
(2)一个阶段完成后,下一个阶段也可能是不固定的,就是根据一个阶段完成后的状态来决定下一步的操作,例如:阶段A完成后的状态,如果符合条件1,接下来进行阶段B,如果符合条件2,接下来进行阶段C,如果都不符合,接下来进行阶段D,这就是阶段结束后的判定。
(3)在有些情况下,不等到阶段进行完就要进行判定,也就是在阶段过程中进行判定,这就是阶段过程中的触发,例如:有的温度 触发器,用于实时防止温度过高的突发异常,这就需要在阶段进行中进行判定,如果等到阶段结束才判定,机器可能就烧坏了。
由此可见阶段结束后的判定和阶段过程中的触发要结合起来。
判定方式:
(1)是否的判定:
根据是否符合条件来决定相应的下一步的操作。
例如:右图的数值x可以是等级、积分等。
(2)多选一判定:
多个选择中,根据符合其中的某一个条件来决定相应的下一步的操作。
(3)循环判定:
根据是否符合条件来决定相应的操作和是否循环。
(4)与、或、非的判定
逻辑与:所有限定的条件都具备才会产生指定结果。
逻辑或:只要具备限定的条件中的任何一个条件就会产生指定的结果。
逻辑非:不具备限定条件中的任何的条件才会产生指定的结果。
9.物质,属性,属性值,规则:
系统是由多个物质组成,每一个物质都有一个或多个属性,每个属性都有状态的值,有的是变量,有的则是 常量,有的属性分为多个子属性,每个子属性也有状态的值,通俗的说,属性就是物质的性质,属性值就是物质的状态。规则就是各种属性怎样相互作用,分为同种属性的相互作用和不同属性的相互作用,规则发生的过程就是事件,用原因与结果、前提条件、触发条件、目的来描述规则,规则规定了物质(系统)的变化方式。
例如:距离等于速度乘以时间。
距离、速度、时间都是属性,并且有属性值,规则(公式)将这三个属性联系在一起。
10.系统分解:
(1)按位置分解系统:
例如:把村子的人,分为A家庭的人、B家庭的人等。
(2)按性质分解系统:
例如:把村子的人,分为男人和女人。
(3)按系统成分对系统的作用来分解系统:
例如:把村子的人,分为村干部、警察、教师、医生、农民等。
(4)按系统成分之间的相互作用来分解系统:
例如:把村子的人,分为家庭关系、师生关系、老板与员工关系等。(但是这样会出现重复,例如,一个人既处于家庭关系中,又处于师生关系中。)
(5)按正负关系来分解系统:
例如:把村子的人,分为好人和坏人。
(6)按时间顺序来分解系统:
例如:把村子的人,分为老人、青年、儿童。
11.开放系统、封闭系统、孤立系统:
(1) 开放系统:系统之间有物质和能量的交换,系统之间物质或能量交换的地方就是系统接口,有的开放系统需要动态维持,一旦没有了维持,系统就无法存在。
(2) 封闭系统:系统之间没有物质的交换,但是有能量的交换。
(3) 孤立系统:系统之间既没有物质的交换,也没有能量的交换。
12.模块:
把系统中的多个物质看做一个整体(小系统),观察这个整体的输入、处理、输出。
联系的制约
1.一个联系的形成受到另一个或多个联系的制约,也就是说一个规则会受到另一个或多个规则的制约。
2.联系的形成受到矛盾的制约。联系中可能包含着正与负的矛盾,正与反的矛盾,有与无的矛盾,实与虚的矛盾,开与关的矛盾,增强与减弱的矛盾,动与静的矛盾,进与出的矛盾,吸引与排斥的矛盾,吸收与释放的矛盾,合与分的矛盾,热与冷的矛盾,亮与暗的矛盾,大与小的矛盾,长与短的矛盾,重与轻的矛盾,内与外的矛盾,上与下的矛盾,左与右的矛盾等。
人们有时候会忽视一些矛盾,例如:一个柜子就蕴含着很多的矛盾,静止的柜体与活动的柜门之间的矛盾,柜子的内与外之间的矛盾,柜子的上层与下层之间的矛盾,柜子开与关的矛盾,柜门的左门向左开与右门向右开的矛盾,柜子门的正面和反面的矛盾,柜子里已占用的空间和未占有的空间的矛盾,柜子由新变旧的矛盾,一个简单的柜子是在这么多矛盾的约束下形成的,可见矛盾对事物的约束确实很大。
有时要思考:
(1)一个事物包含了什么样的矛盾。
(2)矛盾之间怎样的对立、怎样的统一。
(3)矛盾双方是一起产生的还是先后产生的。
(4)不同的矛盾之间是什么样的联系。
(5)知道一个物质,有没有与之矛盾的物质。
(6)矛盾双方是混合还是中和(例如:等量的白油漆和黑油漆中和成灰油漆,原来的白油漆和黑油漆都不存在了,而等量的白沙子和黑沙子混合成黑白交织的沙子,原来的白沙子和黑沙子都存在。)
相关的逻辑
1.归纳与演绎
归纳:从多个个别的事物中获得普遍的规则。
例如:黑马、白马,可以归纳为马。
演绎:与归纳相反,演绎是从普遍性规则推导出个别性规则。
例如:马可以演绎为黑马、白马等。
2.分析与综合
分析:分析是把事物分解为各个部分、侧面、属性,分别加以研究。是认识事物整体的必要阶段。
分析与综合是互相渗透和转化的,在分析基础上综合,在综合指导下分析。分析与综合,循环往复,推动认识的深化和发展。
事例:在光的研究中,人们分析了光的直线传播、 反射、 折射,认为光是微粒,人们又分析研究光的 干涉、衍射现象和其他一些微粒说不能解释的现象,认为光是 波。当人们测出了各种光的波长,提出了光的 电磁理论,似乎光就是一种波,一种 电磁波。但是,光电效应的发现又是波动说无法解释的,又提出了光子说。当人们把这些方面综合起来以后,一个新的认识产生了:光具有波粒二象性。
3.抽象与概括
抽象:抽象是从众多的事物中抽取出共同的、本质性的特征,而舍弃其非本质的特征。
具体地说,科学抽象就是人们在实践的基础上,对于丰富的感性材料通过“去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的加工制作,形成概念、判断、推理等思维形式,以反映事物的本质和规律。
概括:概括是形成概念的一种思维过程和方法。即从思想中把某些具有一些相同属性的事物中抽取出来的本质属性,推广到具有这些属性的一切事物,从而形成关于这类事物的普遍概念。
概括是科学发现的重要方法。因为概括是由较小范围的认识上升到较大范围的认识;是由某一领域的认识推广到另一领域的认识。
相关的哲学
1.内因与外因
内因:是事物变化发展的内在根据。内因是事物存在的基础,是一事物区别于他事物的内在本质,是事物运动的源泉和动力,它规定着事物运动和发展的基本趋势。
外因:事物变化、发展的外在原因,即一事物和他事物的互相联系和互相影响。唯物辩证法认为外因只是事物发展、变化的条件,外因只有通过内因才能起作用。
事例:鸡蛋可以孵化出小鸡,而石头不能孵化出小鸡,因为石头缺少内因(生长发育的功能),开水锅里的鸡蛋也不能孵化出小鸡,因为开水锅里的鸡蛋缺少外因(合适的孵化温度)。
2.现象与本质
从观察表面现象到发现本质规律。
表面现象是事物的外在体现,而本质规律是事物的内在体现。
3.相对与绝对
相对与绝对是反映事物性质的两个不同方面的哲学范畴。
相对是指有条件的、暂时的、有限的。
绝对是指无条件的、永恒的、无限的。
航空航天科学技术
4.静止与运动
运动是物质的固有性质和存在方式,是绝对的、无条件的,静止是从一定的关系上考察运动时,运动表现出来的特殊情况,是相对的、有条件的。
静止的两种情况:
(1)一切事物虽然每时每刻都在运动,但是某一具体事物在某种场合下可以不具有某种特定的运动形式。就其不具有这种特定的运动形式这一点而言,它是静止的。
例如:地面上的建筑物就其对地面没有作机械运动这一点而言是静止的,但是这种静止仅仅是从一定的“参考系”看来才是如此,从别的“ 参考系”看来又是运动的,如建筑物随地面一起围绕着太阳运转,又随太阳系一起在银河系中运转。
(2)一切事物虽然每时每刻都在运动,但是并非在任何时候都发生质变。当事物还没有发生质变时,这个事物还是它自己,在这个意义上它是静止的。
5.量变与质变
量变:量变常常为“渐变”。与质变相对。指事物在数量上的增加或减少以及场所的变更,是一种连续的、逐渐的、不显著的变化。唯物辩证法认为,量变是事物运动的基本状态之一,它由事物内部矛盾着的各个方面又统一又斗争而引起,是事物每时每刻都在进行的连续不断的变化,因此,它具有客观普遍性。
质变:事物从一种质态向另一种质态的转变。事物运动的基本状态之一。同量变相对。质变常常为“突变”。质变是在量变的基础上发生的,标志着量的渐进过程的中断。
6.普通与特殊
对于一些事物的考察,要从普通状况和特殊状况两个角度来考虑,因为有些事物的某些性质只有在特殊状况下才会显现出来。
7.实与虚
实与虚是相结合的。
(1)虚中含实:
没有完全的、纯粹的“虚”,因为任何“虚”都要建立在一定的“实”的基础上。
例如:游戏的虚拟世界是“虚”的,但是这个虚拟世界需要建立在电子设备的基础上,而电子设备是“实”的,此外,虚拟世界里的很多规律也是现实世界里的。
例如:电影《黑客帝国》描述了一个虚拟的世界,一切都是信息,但是这个世界的大部分规则还是根据现实世界的规则而建立的。
(2)实中含虚:
例如:电脑的视频聊天,是和一个真实的人聊天,但是看到的是他的图像,而图像是虚的事物。
例如:看到一个红色的苹果,我们从物理学的知识可知:苹果的红色是苹果反射的特定频率的光波到达人眼形成的图像,红色和绿色的差别不过是光波的频率不同而已,所以苹果本身是不带颜色的,看到的红色只是特定的光波频率对人的大脑形成的效果,所以是“虚”的。
8.偶然与必然
必然性与 偶然性的辩证关系:
(1)必然性是指事物联系和发展中一定要发生的、不可避免的趋势。偶然性是指事物联系和发展中不确定的趋向。必然性和偶然性是对立统一的关系。
(2)二者是对立的,它们是事物发展的两种不同趋向,产生的原因以及在事物发展中的地位和作用不同。
(3)二者是统一的,其表现是:
第一,必然性总是通过大量的偶然性表现出来,由此为自己开辟道路,没有脱离偶然性的纯粹必然性。
第二,偶然性是必然性的表现形式和必要补充,偶然性的背后暗藏着必然性并受其制约,没有脱离必然性的纯粹偶然性。
第三,必然性和偶然性可以在一定条件下互相转化。
(4)必然性和偶然性辩证关系的原理,对指导科学研究和社会实践有重大意义
科技成果本质上是工具。如果说使用工具和劳动是人类和动物的根本区别的话,工具越先进,人和动物就区别越大。
工具的目的是提高生产效率,比如用手刨土,到用锄头,再到用机械,效率依次提高。
工具的提升靠什么?那就是科技咯。
科学是更好认识,不断求证自然界的过程。技术是更好应用科学让人类受益的过程。
对自然界认识越深刻,越有可能造出更好的工具。制作的新东西越多,也加深了对自然界的理解。
只谈科学太过空洞,科学和技术本来就应该互相促进。科学求证过程本身就需要不断动手实验求证。实验求证又是需要各类技术来制造工具和统计。
科技是人类文明标志之一,科技等级越高,总是能获得更多优势,有时候这个优势足以弥补团结,士气,文雅等人文特点。
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