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技術科學 | |
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技術科學,社會上習慣於把科學和技術連在一起,統稱為科學技術,簡稱科技。實際二者既有密切聯繫,又有重要區別。科學解決理論問題,技術解決實際問題。科學要解決的問題,是發現自然界中確鑿的事實與現象之間的關係,並建立理論把事實與現象聯繫起來;技術的任務則是把科學的成果應用到實際問題中去。
科學主要是和未知的領域打交道,其進展,尤其是重大的突破,是難以預料的;技術是在相對成熟的領域內工作,可以做比較準確的預測。
思想
本質
科技的本質:發現或發明事物之間的聯繫,各種物質通過這種聯繫組成特定的系統來實現特定的功能。
實現功能的方式
儘量安全,儘量容易實現,儘量低消耗且高產出,儘量高效,儘量穩定,儘量可監測,儘量可調控。
事物的聯繫
事物的聯繫分為系統聯繫和事件聯繫,系統聯繫分為上下級別的聯繫(歸屬關係)和同級別的聯繫,事件聯繫分為原因與結果、前提條件與觸發條件、目的。
物質是事件的基礎,事件是物質的變化。物質是系統的結構,事件是系統的變化。
1.系統的上下級別和同級別: [1] 例如,原子核包含質子和中子,原子核是上級別,質子和中子是
下級別,上級別包含下級別,而質子和中子之間是同級別。 [2]
例如:消化系統和胃之間是上下級事物的聯繫,而胃和小腸則是同級事物之間的聯繫。
2.同級別的聯繫:
(1)同級別的事物的聯繫按作用分為:累加、互補、開啟或增強、關閉或減弱。
累加:起相同作用的物質,產生的作用累加在一起。
例如:相同的小燈泡組成一個強光的手電筒。
互補:例如,起不同作用的物質,相互補充、相互依存,共同實現功能。
例如:一條流水線上,不同加工步驟所需的工人。
累加和互補的區別:有些情況下,累加是同種物質的共同作用,只有一個也能產生作用,但是效果低,而互補是相互補充、相互依存的不同物質共同產生作用,只有一個可能無法產生作用。
調控:
開啟或增強:例如,一種物質啟動或增強另一種物質的功能。
關閉或減弱:例如,一種物質關閉或減弱另一種物質的功能。
例如:風扇的三個葉片之間的作用是累加,葉片和電機之間的作用是互補,風扇開關可以開啟風扇、關閉風扇、增強轉速、減弱轉速。
(2)同級別的事物的聯繫按結構分為:順序(線狀)、並列(平行)、循環(環狀)、樹狀、星狀、網狀。
順序:例如,先經過A,後經過B。
並列:例如,同時經過A和B。
循環:例如,由A到B,又由B到A,依次循環。
樹狀:例如,A到B和C,B到D和E。而C到F和G。
星狀:例如,A為中心,A發出到B、C、D。(星狀好比星射線,星狀是特殊的樹狀)
網狀:例如,A到B、C、D,B到A、C、D。
3.層次對應:
例如,X分為A、B、C,Y分為D、E、F,那麼X和Y的關係具體就是A、B、C和D、E、F之間的關係。
4.系統的基本特徵:
整體性特徵:系統作為一個整體具有超越於系統內個體之上的整體性特徵。
個體性特徵:系統內的個體是構成系統的元素,沒有個體就沒有系統。
關聯性特徵:系統內的個體是相互關聯的。
結構性特徵:系統內相互關聯的個體是按一定的結構框架存在的。
層次性特徵:系統與系統內的個體之關聯信息的傳遞路徑是分層次的。
模塊性特徵:系統母體內部是可以分成若干子塊的。
獨立性特徵:系統作為一個整體是相對獨立的。
開放性特徵:系統作為一個整體又會與其它系統相互關聯相互影響。
發展性特徵:系統是隨時可能演變的。
5.事件聯繫:
因果是發生變化的本質原理,前提條件是發生變化需要具備的條件,但是具備前提條件不一定就會發生變化,還需要觸發條件。
例如事件:火把紙燒成灰,原因結果關係:因為氧化燃燒反應,所以紙變成灰,前提條件:紙、火、空氣,觸發條件:火點燃紙。原因是變化的本質原理,如果把原因說成表面現象"因為火點燃紙,所以紙燒成灰。"那麼原因就和觸發條件一樣了,為了區分原因和觸發條件,把原因說成本質原理,而把觸發條件說成表面現象。
例如事件:要合成特定的生物分子,正負基團之間的相互吸引是化學反應發生的原因,適當的溫度和pH值以及所需的酶是化學反應發生的前提條件,把各種反應物放在一起是化學反應發生的觸發條件,合成特定的生物分子是化學反應的目的。
6.因果關係
簡單是說,因果關係的邏輯就是:因為A,所以B,或者說如果出現現象A,必然就會出現現象B(充分關係)。這是一種引起和被引起的關係,而且是原因A在前,結果B在後。
(1)一切先後關係不一定就是因果關係,例如:起床先穿衣服,然後穿褲子,或者說先涮牙後洗臉,這都不是因果關係。
(2)並不是一切必然聯繫都是引起和被引起的關係,只有有了引起和被引起關係的必然聯繫,才是屬於因果聯繫。
因果對應關係:
(1)一因一果:既一個原因產生一個結果。
(2)多因一果:既多個原因一起產生一個結果。
(3)一因多果:既一個原因產生多個結果。
(4)多因多果:既多個原因一起產生多個結果。
推理分為正向推理和逆向推理,正向推理是由原因推理結果,而逆向推理是由結果推理原因,在推理時,不僅要考慮原因和結果,還要考慮前提條件和觸發條件,有時還要考慮目的。
正向推理:
例如:英國民謠:"失了一顆鐵釘,丟了一隻馬蹄鐵;丟了一隻馬蹄鐵,折了一匹戰馬;折了一匹戰馬,損失一位將軍;損失一位將軍,輸了一場戰爭;輸了一場戰爭,亡了一個帝國。"
逆向推理:
例如:當時,德國古典哲學中的辯證思想已傳入英國,法拉第受其影響,認為電和磁之間必然存在聯繫並且能相互轉化。他想既然電能產生磁場,那麼磁場也能產生電。
7.物質和信息的傳輸:
很多事物之間的聯繫體現為物質或信息的傳輸。
(1)發散傳輸:例如,事物甲向事物乙傳輸物質或信息X,激發乙產生物質或信息A、B、C。
(2)整合傳輸:例如,乙收到A、B、C時,激發產生X,乙收到A、B、D時,激發產生Y。
(3)轉化傳輸:例如,甲向乙傳輸X,激發乙產生Y。
轉化分為:增加、減少、改變。
(4)篩選傳輸:符合特定的條件才可以通過,例如:甲向乙傳輸A,A可以通過乙,甲向乙傳輸B,B不能通過乙,例如:乙收到A,A不可以通過乙,乙收到A和B,A才可以通過乙。有"篩選"這個步驟,就意味着有"判定"這個步驟。
(5)反饋傳輸:例如,甲向乙傳輸X,激發乙向甲反饋Y,甲收到Y後,抑制或加強甲向乙傳輸的X,如果是抑制,就是負反饋,如果是加強,就是正反饋。
8.階段結束後的判定與階段過程中的觸發:
有些事件可以用階段的形式來描述。
(1)一個階段完成後,下一個階段可能是固定的,例如:階段A完成後,進行階段B。
(2)一個階段完成後,下一個階段也可能是不固定的,就是根據一個階段完成後的狀態來決定下一步的操作,例如:階段A完成後的狀態,如果符合條件1,接下來進行階段B,如果符合條件2,接下來進行階段C,如果都不符合,接下來進行階段D,這就是階段結束後的判定。
(3)在有些情況下,不等到階段進行完就要進行判定,也就是在階段過程中進行判定,這就是階段過程中的觸發,例如:有的溫度觸發器,用於實時防止溫度過高的突發異常,這就需要在階段進行中進行判定,如果等到階段結束才判定,機器可能就燒壞了。
由此可見階段結束後的判定和階段過程中的觸發要結合起來。
判定方式:
(1)是否的判定:
根據是否符合條件來決定相應的下一步的操作。
例如:右圖的數值x可以是等級、積分等。
(2)多選一判定:
多個選擇中,根據符合其中的某一個條件來決定相應的下一步的操作。
(3)循環判定:
根據是否符合條件來決定相應的操作和是否循環。
(4)與、或、非的判定
邏輯與:所有限定的條件都具備才會產生指定結果。
邏輯或:只要具備限定的條件中的任何一個條件就會產生指定的結果。
邏輯非:不具備限定條件中的任何的條件才會產生指定的結果。
9.物質,屬性,屬性值,規則:
系統是由多個物質組成,每一個物質都有一個或多個屬性,每個屬性都有狀態的值,有的是變量,有的則是常量,有的屬性分為多個子屬性,每個子屬性也有狀態的值,通俗的說,屬性就是物質的性質,屬性值就是物質的狀態。規則就是各種屬性怎樣相互作用,分為同種屬性的相互作用和不同屬性的相互作用,規則發生的過程就是事件,用原因與結果、前提條件、觸發條件、目的來描述規則,規則規定了物質(系統)的變化方式。
例如:距離等於速度乘以時間。
距離、速度、時間都是屬性,並且有屬性值,規則(公式)將這三個屬性聯繫在一起。
10.系統分解:
(1)按位置分解系統:
例如:把村子的人,分為A家庭的人、B家庭的人等。
(2)按性質分解系統:
例如:把村子的人,分為男人和女人。
(3)按系統成分對系統的作用來分解系統:
例如:把村子的人,分為村幹部、警察、教師、醫生、農民等。
(4)按系統成分之間的相互作用來分解系統:
例如:把村子的人,分為家庭關係、師生關係、老闆與員工關係等。(但是這樣會出現重複,例如,一個人既處於家庭關係中,又處於師生關係中。)
(5)按正負關係來分解系統:
例如:把村子的人,分為好人和壞人。
(6)按時間順序來分解系統:
例如:把村子的人,分為老人、青年、兒童。
11.開放系統、封閉系統、孤立系統:
(1)開放系統:系統之間有物質和能量的交換,系統之間物質或能量交換的地方就是系統接口,有的開放系統需要動態維持,一旦沒有了維持,系統就無法存在。
(2)封閉系統:系統之間沒有物質的交換,但是有能量的交換。
(3)孤立系統:系統之間既沒有物質的交換,也沒有能量的交換。
12.模塊:
把系統中的多個物質看做一個整體(小系統),觀察這個整體的輸入、處理、輸出。
聯繫的制約
1.一個聯繫的形成受到另一個或多個聯繫的制約,也就是說一個規則會受到另一個或多個規則的制約。
2.聯繫的形成受到矛盾的制約。聯繫中可能包含着正與負的矛盾,正與反的矛盾,有與無的矛盾,實與虛的矛盾,開與關的矛盾,增強與減弱的矛盾,動與靜的矛盾,進與出的矛盾,吸引與排斥的矛盾,吸收與釋放的矛盾,合與分的矛盾,熱與冷的矛盾,亮與暗的矛盾,大與小的矛盾,長與短的矛盾,重與輕的矛盾,內與外的矛盾,上與下的矛盾,左與右的矛盾等。
人們有時候會忽視一些矛盾,例如:一個柜子就蘊含着很多的矛盾,靜止的櫃體與活動的櫃門之間的矛盾,柜子的內與外之間的矛盾,柜子的上層與下層之間的矛盾,柜子開與關的矛盾,櫃門的左門向左開與右門向右開的矛盾,柜子門的正面和反面的矛盾,柜子里已占用的空間和未占有的空間的矛盾,柜子由新變舊的矛盾,一個簡單的柜子是在這麼多矛盾的約束下形成的,可見矛盾對事物的約束確實很大。
有時要思考:
(1)一個事物包含了什麼樣的矛盾。
(2)矛盾之間怎樣的對立、怎樣的統一。
(3)矛盾雙方是一起產生的還是先後產生的。
(4)不同的矛盾之間是什麼樣的聯繫。
(5)知道一個物質,有沒有與之矛盾的物質。
(6)矛盾雙方是混合還是中和(例如:等量的白油漆和黑油漆中和成灰油漆,原來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織的沙子,原來的白沙子和黑沙子都存在。)
相關的邏輯
1.歸納與演繹
歸納:從多個個別的事物中獲得普遍的規則。
例如:黑馬、白馬,可以歸納為馬。
演繹:與歸納相反,演繹是從普遍性規則推導出個別性規則。
例如:馬可以演繹為黑馬、白馬等。
2.分析與綜合
分析:分析是把事物分解為各個部分、側面、屬性,分別加以研究。是認識事物整體的必要階段。
綜合:綜合是把事物各個部分、側面、屬性按內在聯繫有機地統一為整體,以掌握事物的本質和規律。
分析與綜合是互相滲透和轉化的,在分析基礎上綜合,在綜合指導下分析。分析與綜合,循環往復,推動認識的深化和發展。
事例:在光的研究中,人們分析了光的直線傳播、反射、折射,認為光是微粒,人們又分析研究光的干涉、衍射現象和其他一些微粒說不能解釋的現象,認為光是波。當人們測出了各種光的波長,提出了光的電磁理論,似乎光就是一種波,一種電磁波。但是,光電效應的發現又是波動說無法解釋的,又提出了光子說。當人們把這些方面綜合起來以後,一個新的認識產生了:光具有波粒二象性。
3.抽象與概括
抽象:抽象是從眾多的事物中抽取出共同的、本質性的特徵,而捨棄其非本質的特徵。
具體地說,科學抽象就是人們在實踐的基礎上,對於豐富的感性材料通過"去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里"的加工製作,形成概念、判斷、推理等思維形式,以反映事物的本質和規律。
概括:概括是形成概念的一種思維過程和方法。即從思想中把某些具有一些相同屬性的事物中抽取出來的本質屬性,推廣到具有這些屬性的一切事物,從而形成關於這類事物的普遍概念。
概括是科學發現的重要方法。因為概括是由較小範圍的認識上升到較大範圍的認識;是由某一領域的認識推廣到另一領域的認識。