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第21章 体验科学逻辑思维方法(2)

比较和分类是两种基本的逻辑方法。科学和技术是研究自然利用自然的事业,而自然界的事物是无穷无尽的,各种事物之间不仅存在着现象上的相同和差异,而且存在着本质上的同一和差异。黑格尔说:“假如一个人能看出当前即显而易见的差别,譬如,能区别一支笔与一头骆驼,我们不会说这人有了不起的聪明。同样,另一方面,一个人能比较两个近似的东西,如橡树和槐树,或寺院与教堂,而知其相似,我们也不能说他有很高的比较能力。我们所要求的,是要能看出异中之同和同中之异。”科学研究中的比较,就是要在表面上差异极大的事物之间找到其本质上的相同之处,也从表面上极为相似的事物之间看出其本质上的差异。

通过科学的比较,可以对事物进行定性的鉴别和定量的分析,可以揭示许多无法通过直接观察的事物的运动和变化。比如随着现代生物学的发展,现在已经对上百种生物体的分子结构进行了测定,经过对于氨基酸排列顺序差异的比较,发现人与酵母的差异有44处,与鸡有14处差异,与猴有一处,而与猩猩则没有差异,这种在分子水平所进行的比较,为生物进化论提供了新的科学依据。

还可以进行纵向历史的比较来研究事物的发展顺序,这种方法在生物进化、地质渐变、天体演化等领域广为使用。分类是在比较的基础上,将研究对象有序地分为不同的类的一种方法,分类可以按照表面现象分类,也可以按照事物的本质分类,例如当年林奈就根据植物的雄蕊的数目对植物进行分类,而后来的达尔文按照物种的亲缘关系来进行的分类就属于自然分类。

科技史上有许多分类的成功之例,通过分类,人类已经发现300多种基本粒子,100多种化学元素,600多万种化学物质,30余万种尚存植物和百余万种动物;门捷列夫元素周期律的发现是其中一个典型的例子,因为它不但将当时(1869年)被发现的元素进行了很完美的分类,还成功地预测和描述了有待发现的新的元素的性质。类比是提出科学假说的一条重要途经,许多科学由此而来。1678年荷兰人惠更斯将光和声两类现象进行类比,证明它们都有直线传播、反射折射等共同属性,并且进而由声的波动创立了光的波动说。1909年,卢瑟福及其学生大胆地将原子内部的情况和太阳系的结构相类比,成功地提出了原子结构的行星模型假说。正如康德所说:“每当理智缺乏可靠论证的思路时,类比这个方法往往能指引我们前进。”

人类对于自然界的规律的认识总是经历从具体到抽象,从个别到一般,从而获得带规律性的本质认识,再以此为指导去研究个别,从个别中加深、丰富对于一般的认识。前一认识过程主要依靠归纳,后一认识过程主要依靠演绎。两种思维方法交替进行,互相补充,在科技史上硕果累累。1742年德国的哥德巴赫根据奇数77=53+17+7,461=449+7+5=257+199+5等例提出:大于5的奇数都可以分解为三个素数之和,并进而提出著名猜想,使用的思维方法属于归纳,归纳法是在19世纪以后才逐渐受到重视,过去主要是演绎法,比如欧几里德所建立的体系:一、发现公理;二、由公理推出结论。欧氏几何给予后人的与其说是一些几何知识,还不如说更重要的是它的方法,这种思维方法对于后人的作用远远超出了几何领域。爱因斯坦科学体系的建立,要归功于演绎方法和欧氏几何对于他的影响。值得一提的是,牛顿是把归纳法作为基本推理方法使用的。

一般而言的思维方法还可以举出一些,例如历史的方法,逻辑的方法,证明的方法,反驳的方法,等等,我们就不再一一例举了。需要提到的是,思维方法也是有时代特征的,人类在了解自然的进程中也同时发展着自己的哲学思辩和思维方法,而且,不同背景下的科学家,也都有其自己独到的思维方法,也都不是先普遍地学好了思维方法再去从事科学研究的,老实说,真是那样的话,科学的魅力也就荡然无存了。所以,我们在上面所提到的这些思维方式,只是一种教科书式的归纳和总结,不能代表科学家们当时完整的真实的思维轨迹。

奇妙的问题常常发生在提出问题和解决问题的最早时期,这个现在有人称之为“第六感觉”的命题,它像一个小精灵一样,时隐时现,扑朔迷离,许多科学家与它遭遇,受它恩惠,却甚至于难以描述那种思维的感觉。在一些革命性、突破性理论变革的时候(例如牛顿力学创立的时期,量子力学思维方式的突变,相对论对于世界的冲击,等等),这种来自难以理性表达的思维方式常常表现的比较强烈,关于这一点,既是科技史上几千年来的谜,也是科学探索的魅力所在。爱因斯坦曾经回忆自己1905年6月写作狭义相对论时的情况,虽然他研究这个问题已经有好几年了,然而决定一切的观念却是突然在脑海里出现的。一天晚上,他躺在床上,那个未知的谜继续在折磨着他,突然,黑夜里光明一闪,他立刻意识到答案的关键所在,马上全身心地投入了工作,五个星期后,论文诞生了。爱因斯坦回忆说:“这几个星期里,我在自己身上观察到各种精神失常的现象,好像处在狂态里一样。”我们知道在某一特定状态下的超水平的大跨度的理论飞跃必定伴随着台阶式的思维的突破。这种思维的“阀门”使我们想到我国古老的鲤鱼跳龙门的传说。

于是,问题似乎还得回到“什么是思维”上来。什么是思维呢?思维是人的大脑的活动,思维是人类有别于动物的最大特点。人的大脑是一个特大的控制中心,大脑皮层140~150亿个神经元相当于100亿台以上微型计算机组成的网络,而且还具有至今不能打开的“黑箱”特色,目前人类对于自己大脑的了解是很差的,对于大脑本身是怎样进行思维的工作机制了解得就更少。因此我们往往只能用人的思维能力来替代思维本身。人的思维能力是先天和后天共同形成的,彼此之间差异较大,但是有人也把它归结为记忆力、理解力和创造力三个方面,记忆力是搜集和储存信息的能力,理解力是对于事物的认识和分析能力,它们共同属于认识世界的能力;创造力是改造世界的能力,是思维的能动作用在科技研究中取得突破的能力,是辩证思维能力的突出表现,包括抽象概括力,想象力,分析综合能力,逻辑能力等等。人的创造能力要以记忆力和理解力为前提,而且由于每个人先天情况的不同,我们没有必要要求每一个孩子或者学生都要成为完成世界顶尖任务的人物,人的能力是有大有小的,在自己能力所可能的范围里尽情地发挥自己的才能,是最大的发挥。科技史上几乎所有的历史都说明了这一点。

(第三节 )15道批判性思维题目测试

1.以下为事实。

第一个事实:

电视广告的效果越来越差。一项跟踪调查显示,在电视广告所推出的各种商品中,观众能够记住其品牌名称的商品的百分比逐年降低。

第二个事实:

在一段连续插播的电视广告中,观众印象较深的是第一个和最后一个,而中间播出的广告留给观众的印象,一般地说要浅得多。以下哪项,如果为真,最能使得第二个事实成为对第一个事实的一个合理解释?

A.在从电视广告里见过的商品中,一般电视观众能记住其品牌名称的大约还不到一半。

B.近年来,被允许在电视节目中连续插播广告的平均时间逐渐缩短。

C.近年来,人们花在看电视上的平均时间逐渐缩短。

D.近年来,一段连续播出的电视广告所占用的平均时间逐渐增加。

E.近年来,一段连续播出的电视广告中所出现的广告的平均数量逐渐增加。

2一个美国议员提出,必须对本州不断上升的监狱费用采取措施。他的理由是,现在,一个关在单人牢房里的犯人所需的费用,平均每天高达132美元。即使在世界上开销最昂贵的城市里,也不难在最好的饭店里找到每晚的租金低于125美元的房间。

以下哪项能构成对上述美国议员的观点及其论证的恰当驳斥?

Ⅰ据州司法部公布的数字,一个关在单人牢房里的犯人所需的费用,平均每天125美元。

Ⅱ在世界上开销最昂贵的城市里,很难在最好的饭店里找到每晚的租金低于125美元的房间。

Ⅲ监狱用于犯人的费用,和饭店用于客人的费用,几乎用于完全不同的开支项目。

A.只有Ⅰ。B.只有Ⅱ。

C.只有Ⅲ。D.只有Ⅰ和Ⅱ。

E.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。

3过去的20年里,科幻类小说占全部小说的销售比例从1%提高到了10%。其间,对这种小说的评论也有明显的增加。一些书商认为,科幻小说销售量的上升主要得益于有促销作用的评论。

以下哪项如果为真,最能削弱题干中书商的看法?

A.科幻小说的评论,几乎没有读者。

B.科幻小说的读者中,几乎没有人读科幻小说的评论。

C.科幻小说评论文章的读者,几乎都不购买科幻小说。

D.科幻小说评论文章的作者中,包括著名的科学家。

E.科幻小说的评论文章的作者中,包括因鼓吹伪科学而臭了名声的作家。

4在司法审判中,所谓肯定性误判是指把无罪者判为有罪,否定性误判是指把有罪者判为无罪。肯定性误判就是所谓的错判,否定性误判就是所谓的错放。而司法公正的根本原则是“不放过一个坏人,不冤枉一个好人”。

某法学家认为,目前,衡量一个法院在办案中是否对司法公正的原则贯彻得足够的好,就看它的肯定性误判率是否足够低。

以下哪项,如果为真,能最有力地支持上述法学家的观点?

A.错放,只是放过了坏人;错判,则是既放过了坏人,又冤枉了好人。

B.宁可错判,不可错放,是“左”的思想在司法界的反映。

C.错放造成的损失,大多是可弥补的;错判对被害人造成的伤害,是不可弥补的。

D.各个法院的办案正确率普遍有明显的提高。

E.各个法院的否定性误判率基本相同。

5.一位海关检查员认为,他在特殊工作经历中培养了一种特殊的技能,即能够准确地判定一个人是否在欺骗他。他的根据是,在海关通道执行公务时,短短的几句对话就能使他确定对方是否可疑;而在他认为可疑的人身上,无一例外地都查出了违禁物品。

以下哪项如果为真,能削弱上述海关检查员的论证

Ⅰ在他认为不可疑而未经检查的入关人员中,有人无意地携带了违禁物品。

Ⅱ在他认为不可疑而未经检查的入关人员中,有人有意地携带了违禁物品。

Ⅲ在他认为可疑并查出违禁物品的入关人员中,有人是无意地携带的违禁物品。

A.只有Ⅰ。B.只有Ⅱ。C.只有Ⅲ。

D.只有Ⅱ和Ⅲ。E.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。

6美国法律规定,不论是驾驶员还是乘客,坐在行驶的小汽车中必须系好安全带。有人对此持反对意见。其理由是,每个人都有权冒自己愿意承担的风险,只要这种风险不会给别人带来损害。因此,坐在汽车里系不系安全带,纯粹是个人的私事,正如有人愿意承担风险去炒股,有人愿意承担风险去攀岩纯属他个人的私事一样。以下哪项,如果为真,最能对上述反对意见提出质疑?

A.尽管确实为了保护每个乘客自己,而并非为了防备伤害他人,但所有航空公司仍然要求每个乘客在飞机起飞和降落时系好安全带。

B.汽车保险费近年来连续上涨,原因之一,是由于不系安全带造成的伤亡使得汽车保险赔偿费连年上涨。

C.在实施了强制要求系安全带的法律以后,美国的汽车交通事故死亡率明显下降。

D.法律的实施带有强制性,不管它的反对意见看来多么有理。

E.炒股或攀岩之类的风险是有价值的风险,不系安全带的风险是无谓的风险。

7据世界卫生组织1995年调查报告显示,70%的肺癌患者都有吸烟史。这说明,吸烟将极大增加患肺癌的危险。以下哪项,如果是真的,将严重削弱上述结论?

A有吸烟史的人在1995年超过世界总人口的65%。

B95年世界吸烟的人数比1994年增加了70%。

C被动吸烟被发现同样有致肺癌的危险

D没有吸烟史的人数在1995年超过世界总人口的40%。

E1995年未成年吸烟者的人数有惊人的增长。

8广告:

本厨师培训班有着其他同类培训班所没有的特点,就是除了传授高超的烹饪技艺外,还负责向毕业生提供确实有效的就业咨询。去年进行咨询的本培训班毕业生中,100%都找到了工作。为了在烹饪业找到一份理想的工作,欢迎您加入我们的行列。

为了确定该广告的可信性,以下哪个相关问题是必须询问清楚的?

Ⅰ去年有多少毕业生?

Ⅱ去年有多少毕业生进行就业咨询?

Ⅲ上述就业咨询在咨询者找到工作的过程中,究竟起到了多少作用?

Ⅳ咨询者找到的工作,是否都属于烹饪行业?

A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。B.只有Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。

C.只有Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ。D.只有Ⅲ和Ⅳ。E.只有Ⅰ和Ⅱ。

9.清朝雍正年间,市面流通的铸币,其金属构成是铜六铅四,即六成为铜,四成为铅。不少商人出以利计,纷纷融币取铜,使得市面的铸币严重匮乏,不少地方出现以物易物。但朝廷征于市民的赋税,须以铸币缴纳,不得代以实物或银子。市民只得以银子向官吏购兑铸币用以纳税,不少官吏因此大发了一笔。这种情况,明清两朝以来从未出现过。从以上陈述,可推出以下哪项结论?

Ⅰ上述铸币中所含铜的价值要高于该铸币的面值。

Ⅱ上述用银子购兑铸币的交易中,不少并不按朝廷规定的比价成交。

Ⅲ雍正以前明清诸朝,铸币的铜含量,均在六成以下。

A.只有Ⅰ。B.只有Ⅱ。

C.只有Ⅲ。D.只有Ⅰ和Ⅱ。

E.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。

10.有一种观点认为,到21纪初,和发达国家相比,发展中国家将有更多的人死于艾滋病。其根据是:据统计,艾滋病毒感染者人数在发达国家趋于稳定或略有下降,在发展中国家却持续快速上升,目前,艾滋病病毒感染者有60%集中在发展中国家。这一观点缺乏充分的说服力。因为,同样权威的统计数据表明,发达国家的艾滋病感染者从感染到发病的平均时间要大大短于发展中国家,而从发病到死亡的平均时间只有发展中国家的二分之一。

以下哪项最为恰当地概括了上述反驳所使用的方法?

A.对“论敌”的立论动机提出质疑。

B.指出“论敌”把两个相近的概念当作同一概念来使用。

C.对“论敌”的论据的真实性和准确性提出质疑。

D.提出一个反例来否定“论敌”的一般性结论。

E.指出“论敌”在论证中没有明确具体的时间范围。

11.许多孕妇都出现了维生素缺乏的症状,但这通常不是由于孕妇的饮食中缺乏维生素,而是由于腹内婴儿的生长使她们比其他人对维生素有更高的需求。

为了评价上述结论的确切程度,以下哪项操作最为重要?

A.对某个缺乏维生素的孕妇的日常饮食进行检测,确定其中维生素的含量。

B.对某个不缺乏维生素的孕妇的日常饮食进行检测,确定其中维生素的含量。

C.对孕妇的科学食谱进行研究,以确定有利于孕妇摄入足量维生素的最佳食谱。

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