09学年第1学期自然辩证法试题D卷理工科类Word格式.docx
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2．何为分析判断，何为综合判断？
（8分）
3.简述学术自治与个人创新的关系。
4.请述评工具主义的技术观。
二、名著阅读理解（每小题10分，共20分）
1.波普尔：
知识增长的三个要求
但是，让我们还是回到愈来愈接近真理这个观念——也即探求同事实更加一致的理论。
科学家所处的一般问题状况是什么呢?
在他面前有一个科学问题：
他要求找到能解释某些实验事实的新理论；
事实之中，有些是以前的理论已成功地解释过的，有些是以前的理论所不能解释的，还有一些则在实际上证伪了以前的理论。
新理论如有可能，也应解决某些理论困难（诸如如何避免某些特设性假说，或如何统一两种理论）。
如果他设法提出了一种能够解决所有这些问题的理论，他的成就就是非常伟大的。
但是这还不够。
曾有人间过我：
“你还有什么更多的要求呢?
”我的回答是：
我还要求有更多的东西，或者说我所要求的是科学家所处一般问题状况的逻辑所要求的，也即愈来愈接近真理这个任务所要求的。
我将局限于讨论三个这样的要求。
第一个要求是这样。
一种新的理论应当从某种简单的、新的、有力的统一观念出发，这种观念是迄今尚无联系的东西之间（如行星和苹果）或事实之间（如惯性质量和引力质量）或新的“理论实体”之间（如场和粒子）的某种联系或关系（如万有引力）。
这一简单性要求有点含糊，并且看起来难以表述得很清楚。
看来它同这一观念密切联系：
我们的理论应描述世界的结构特性——这个观念要彻底想清楚很难不陷入无穷的倒退。
（这是因为，任何一种关于世界的特殊结构观念——除非我们实际上想的是纯粹数学的结构——都已预先假定了一种普遍理论。
例如把分子说成是原子或亚原子粒子的结构以解释化学定律，就预先假定了这一看法，普遍定律控制着原子或粒子的特性和变化情况。
）但简单性观念中还有一个重要成分可以从逻辑上加以分析。
这就是可检验性观念。
①这就直接把我们引导到我的第二个要求。
第二，我们要求新理论应当可以独立地受到检验。
②这就是说，除去对所有那些新理论事先计划要解释的待阐释者的解释，新理论必须具有可加以检验的新结论（最好是一种新类型的结论），必须引出一种对迄今还不曾观察到的现象的预测。
这一要求在我看来是不可缺少的，没有这一要求我们的新理论就成为特设性的；
因为总是可以提出一种理论来适应任何一组给定的待阐释者。
这样，为了在现有问题的可能解答（有许多是索然无味的）中限制我们选择的范围，前两个要求是必需的。
如果我们这第二个要求得到了满足，我们的新理论就象征着一步潜在的跃进，而不管新的检验结果如何。
它将比以前的理论更好地经受检验，事实上它解释了以前理论的所有待阐释者，而且也提出了足以保证这一点的新检验。
而且，第二个要求还保证了我们的新理论在一定程度上将是富有成效的探索工具。
这就是说，它将向我们提示新的实验，尽管它们可能立即使这一理论被驳倒，我们的事实知识却通过验的意外结果而增长了。
而且，它将使我们面对有待于—新的解释性理论来解决的新的问题。
但我认为对一个好的理论还应有第三个要求。
这就是：
我们要求这种理论应通过某些新的、严峻的检验。
请回答下列问题：
请你对波普尔关于知识增长的三个要求做出评价。
（10分）
2.胡塞尔：
关于“充实”的数学化的可能性问题
现在的问题是间接的数学化意味着什么呢？
让我们首先更深入地考虑一下，为什么在物体的特殊的感性性质方面进行直接的数学化（或一种不断趋近的模拟）在原则上是不可能的。
这些性质也在度量上表现自己，我们也可以在某种程度上测量它们的量值，——我们“估计”冷和热、粗糙和光滑、明亮和黑暗等等的程度。
但是在此没有精确的测量，没有精确性和测量方法的提高。
今天，当我们谈论测量、测量的单位、测量的方法，或简单地，谈论量值的时候，我们通常是指这些已经跟观念的存有相关联，因而是精确的。
我们很难对“充实”进行在此十分必要的抽象的隔离：
即通过一种与产生普遍的形状的世界相对峙的普遍的抽象，可以说尝试性地，完全按照“特殊的感性性质”这一“方面”来考虑物体的世界。
“精确性”是由什么构成的呢？
显然，无非是由我们以上所揭示的东西构成的：
不断精确化的经验的测量，但必须在一个观念的存有的世界的指导下，或更确切地说，必须在一个与有关的测量相对应的某些特殊的观念结构的世界的指导下，——这个世界是通过观念化和构成被预先地客观化的。
现在我们能用一句话来清楚地作出对照。
我们没有两种而只有一种普遍的世界形式，没有两种而只有一种几何学，即只有一种而没有第二种可以对它进行充实的普遍的形状。
经验地可直觉的世界的物体也是按照先天地属于这个世界结构形成的，以致抽象地说，每一个物体都有它自己的广度，而所有这些广度都是整体的无限的世界广度的形状。
作为世界，作为一切物体的普遍的构型，它有包罗一切形式的总的形式，并且这种形式是可用分析的方式加以观念化的，是可以通过构成而被掌握的。
诚然，一切物体都有它们的特殊的感性性质，这也属于世界结构的一部分。
但是纯粹建筑在这些东西之上的质的构型是不能跟时空的形状相类比的，是不能合并到专属于它们的世界形式中去的。
这些性质的极限形状是不能在相类似的意义上被观念化的；
对它们的测量（“估量”）不能跟构成的已经客观化为观念的存有的世界中相应的存有相联系。
因而，在这里“趋近”的概念的意义并不类似于形状的数学化的领域中的概念的意义，即它不是客观化的成果。
现在让我们来讨论对本身没有可数化的世界形式的世界中那一部分东西的“间接”数学化的问题。
这样的数学化是可设想的，仅当能在可直观的物体中被经验到的特殊的感性性质（“充实”）以特殊的和有规律的方式跟本质属于它们的形状相密切联系时才有意义。
如果我们问什么是被具有普遍因果性的普遍世界形式先天预定的东西，以及随之而来的当我们考虑可直觉的世界在其无限变化中所拥有不变的一般存有样式时，我们发现：
一方面，时空的形式以及在形状方面（在被观念化之前）先天地属于它的一切物体，是被预先规定的。
另一方面，就每一个实在的物体而言，事实的形状要求事实的充实，以及反过来，事实的充实要求事实的形状。
这也是被预先规定的。
被预先规定的还有，存在这种仅仅是把抽象地可分的、而不是实在地可分的具体的东西的各个环节结合在一起的一般因果关系性。
总的来说，存在普遍、具体的因果性。
这种因果性势必包括这样的一种预言：
我们所能直接看到的世界是一个在无限开放的地平圈中的世界，无限多样的特殊的因果性本身并不是被给予的，而只能是以一种开放的地平圈式的方式被预言的。
我们总是先天地确信，不仅整个世界的形状方面要求一个遍及一切形状的充实的方面，而且每一种变化，不论涉及形状方面还是充实方面，都是必然地按照直接的或间接的因果性发生的。
以上就是我们所说的关于非决定的，先天的一般预言的内容。
然而这并不是说，充实性质都是遵循这样的一种因果规则发生变化或不发生变化的，以致世界的整个抽象的方面都一致地依赖于在世界的形状方面因果地发生演变的东西。
换句话说，我们并非先天地知道：
在现实的或可能的经验中被经验到的或可被设想的可直观的物体的一切层次上所发生的变化相关；
这也就是说，仿佛每一种这样的变化都在形状的领域内有一个对应物，以致在整个充实领域内的每一变化都有在形状领域内有一个对应物，以致在整个充实领域内的每一变化都有在形状领域内的一个相对应的变化。
以上所描述的这一思想仿佛有点稀奇古怪。
为此，让我们来考虑我们长期以来所熟悉的对形状的时空形式的观念化。
千百年来这种观念化（在很大的范围内，尽管不是完全地）是跟那些与这种形式相关联的变化和变化构型一起被执行的。
正如我们所知的，对测量技艺的观念化是包括在这种对时空形式的观念化之中的，它不仅作为测量事物的技艺，而且作为经验的因果构成的技艺（在此演绎的推理也起协助作用，正如它们在一切其他技艺中一样）。
这种理论的态度和这种对观念的存有的命题化和构成，导致纯几何学（我们在此把一切关于形状的纯数学包括在它之中）。
后来，在一种我们现在可理解的倒转中应用的几何学产生出来了（关于这一点我们上文已谈到）。
它作为测量的实践的技艺，是受观念的存有及其有关的构成指导的，即它是在相应的有限的领域之内的一种对具体的因果的物体世界的客观化。
只要我们记住这一点，以上所提到的那个初看起来古怪的思想就失去了它的奇异性，而表现出（由于我们早先的科学训导）一种理所当然的特征。
我们在前科学的生活活动中在事物本身一面所经验到的那些东西，如颜色、声调、冷热、轻重，因果地使邻近的物体变热的一个物体的热辐射，以及诸如此类的东西，按照物理学，它们当然标志着声振动、热振动等等，即它们是形状无疑的东西。
可是如果我们追溯到伽利略，追溯到使物理学成为可能的这一思想的创造者，我们发现伽利略本人却没有能把它们视为当然的，尽管由于他的业绩才产生这种情况。
他只是把纯粹数学和它的通常的应用技艺视为理所当然的。
如果我们严格遵循伽利略的动机，考虑那种在事实上奠定物理学新观念的方式，我们必须明白伽利略的基本思想在他那个时代是奇异的，我们必须追问他是如何突然产生出那个思想：
一切通过特殊的感性性质把自己展示为实在的东西在属于形状的领域（在此它当然已被设想为观念化了的）内的事件中都有它们的数学指数（mathematischenIndex）；
以及从这里出发必须产生出完全意义上的间接的数学化的可能性，即必须有可能（尽管是间接的和通过特殊的归纳方法的）从给予出发（exdatis）构成、并因而客观地规定一切充实领域内的事件。
整个无限的自然被当作一个具体的因果世界（这是这一奇异思想所固有的），并成为一种特殊的应用数学的对象。
现在让我们先来回答，在一个对伽利略来说现存的、已经有限地数学化的世界中的那些激发他的这一基本思想的东西。
请回答：
胡塞尔为何把科学认识自然物象的可能性表述为“充实的”数学化？
三.辨析题（先判断正确与错误，后说明理由，共计20分）
1.什么是科学？
保罗·
费耶阿本德的回答是：
“怎么都行！
”。
2.有人说，科学也要讲民主，那是不是意味着在决定什么是科学真理的时候，我们通过投票的方式来决定一个理论的正确性呢？
四、材料题（先阅读材料，后回答问题并说明理由，30分）。
材料题1.塞曼效应
1862年，法拉第最后的实验工作是研究电磁和光之间的关系，他试图测出火焰在强磁场作用下光谱线的任何变化；
他努力做了一些实验，但他没有取得成功。
1875年，泰特（P.G.Tait）说，他曾经紧紧追随法拉第最后的那次探索，“至少20年，……我一遍又一遍地做着实验……但是却没有任何结果。
”
1896年初，莱顿大学的一个年轻的荷兰学者塞曼也试图研究这个难题，他曾跟随洛伦兹和昂内斯（H.K.Onnes）学习，后来成为洛伦兹的助手。
起初塞曼也很不顺利。
失望之余，他去斯特拉斯堡作了短暂的停留，并在那里从事了一段时间的光在液体中的传播的研究工作。
当他回来的时候，他得知莱顿大学实验室有了一个分辨率更高的罗兰光栅。
于是在8月下旬的某天，他决定再进行一次实验，以确定磁场对光的可能影响。
月末他已经得到了第一批有价值的结果。
停，停，先说说罗兰光栅是怎么回事吧。
罗兰是美国约翰·
霍普金斯大学的第一位物理学教授，美国物理学会第一任主席，与麦克斯韦、赫姆霍兹和爱迪生等人有很好的个人交情，以其命名的凹面光栅而著称于世。
1882年，他开始制造一种机器——他称之为“刻线机”（dividingengine），它能产生细小的等间距离的光栅。
他在有关这一课题的第一篇论文里陈述了这一课题的主要技术障碍：
“要解决的难题之一是要制造一个非常完美的螺丝杆，所有研究这种机械的国家尽管作了一百年的努力，可正是这一难题使他们都失败了。
”罗兰将他的“刻线机”安装在霍普金斯大学的物理实验室的地下室中，以最大限度减少温度的涨落和大街上行人振动的干扰。
用这种技术他可以直接在凹面光栅上刻出大量衍射纹，最终能够在1毫米上均匀地刻上400～800条栅纹，其等距精度超过1/4000毫米。
他的“刻线机”以成本价卖给了许多研究机构，其中包括莱顿实验室。
这个仪器对物理学和天文学的发展起了重要的促进作用。
1896年10月31日，塞曼在发表有关新效应的第一篇论文中说，“如果法拉第考虑到了这种可能性，……也许就值得用现代精密的分谱学的辅助仪器重做这个实验。
”这里的辅助仪器就是罗兰光栅，其半径为10英尺，每英寸上刻有14938条刻度线。
他的另一个主要设备是鲁姆科夫式的电磁铁，它可以产生大约104高斯的磁场强度。
他的第一个实验是最重要的。
他把一个本生灯放在电磁铁的两极中，再将一块在食盐水中浸泡过的石棉放在火焰上燃烧就可以得到钠光谱。
切断电流，两条钠D谱线就会变窄，成为非常确定的两条谱线；
而当电磁铁通电时，谱线又会变宽，宽度大约为谱线间距的1/40。
然而，塞曼并没有就此相信这个效应是由磁场引起的，难道变宽不可能由于温度或者火焰密度涨落引起的吗？
因此，他又进行了一次更为复杂的试验。
他将一个能产生钠弧光谱的瓷管（瓷管本身要靠水来冷却）放在电磁铁两极之间，和以前一要，钠的D谱线之间的间距被磁场加宽了。
塞曼现在相信了这个效应并发表了他的实验结果。
但这仅仅是“塞曼增宽现象”，还不是塞曼分裂效应。
塞曼将他的实验告诉了洛伦兹并向他请教：
是否能够用洛伦兹的电磁理论来解释这一现象。
洛伦兹对他做了友好而明确的回答：
能。
说到塞曼后来的工作，1897年他第一次宣布发现了谱线的分裂：
利用镉的蓝色谱线（λ=480μm），他发现——正如洛伦兹预期的那样，它能分裂成2条或者3条谱线，而分裂的条数则由光的发射方向是平行或垂直于磁力线而定。
更重要的是他还发现了极化效应，从而可以使他确定e是负值。
现在他至少能够说，他所说的“离子”很有可能与电解中的离子是不同的。
1902年，由于在认识磁场对辐射现象的影响方面所做的卓越工作，塞曼和洛伦兹分享了当年的诺贝尔物理学奖。
（1）如何看待技术对科学研究的支持作用？
（7分）
（2）实验物理学家与理论物理学家开展和建立怎样的合作机制对科学研究的促进作用最大？
材料题2.一个自己也不敢相信的假说
事情还得从能量“失窃案”和氮危机说起。
1914年，查德威克在做放射性实验时，发现放射性物质放射出的β粒子（即高速运动的电子），具有一种宽阔和连续的能谱分布。
这一实验结果使物理学家大惑不解。
为何大惑不解呢？
因为按照能量守恒定律，β粒子应该有确定的能量。
例如，核A在放射出β粒子后，变成另一种核B，β粒子的能量Eβ根据能量守恒定律应为：
Eβ=EA-EB
上式中EA和EB分别是核A和核B的全部内能，可以由公式E=mc²
算出，因此它们是确定的。
EA和EB是确定的，Eβ当然也是确定的。
但查德威克的实验结果却显示出，β粒子的能量可以在零到某一个最大值之间连续地分布，而且衰变后的总能量比衰变前的总能量少一点点。
这就是当时轰动的“能量失窃案”。
玻尔提出一个惊人的观点：
在β衰变中，能量仅在统计上守恒，而在单个粒子反应中并不守恒。
氮危机是这样的：
氮核自旋，按能量守恒定律，其自旋应该遵循角动量守恒定律，但实际情况却是不守恒。
为了解决上述两个困难，许多物理学家提出了各种各样的方案。
除了玻尔的上述解释外，泡利提出的方案最为大胆。
泡利认为，这两个困难可以用一种办法解决。
什么办法呢？
他说，原子核里除了质子和电子外，还存在一种新的、暂时不为人知晓的粒子：
这种粒子是电中性的，自旋为1/2。
有了这种粒子，上述困难可以同时解决。
这如何可能呢？
一是短缺的能量很可能是被这个新粒子带走了；
二是由于核里有了这种自旋为1/2的新粒子，147N中就有可能成为总自旋为整数的结果。
泡利提出上述想来法是1930年12月，他被邀请参加在德国图宾根召开的一次物理学会议，讨论有关放射性问题。
泡利托人带去一封公开信，代表他在会上宣读。
在信中他提出了上述想法：
可能存在着中性的粒子，因查德威克发现的粒子称为中子，泡利所设想的粒子就由费米建议改称“中微子”。
泡利在公开中微子的想法后，十分后悔，以致在请人把信带走的那天深夜，冒雨去找天文学家巴阿杰（W.Baade，1893-1960），诉说自己莽撞：
“我今天做了一件很糟糕的事。
一个理论物理学家无论在什么时候也是不应该这样做的。
我提出了一个在实验上永远也检验不了的东西。
到1952年，罗德拜克（G.W.Rodeback）和阿伦首次利用37Ar的K俘获做实验时，准确地测出了反冲核37C1的单值能量，从而测定了中微子的能量和质量；
过了一个月后，戴维斯（R.Davis）用7Be的K俘获做实验，由测出的反冲核7Li的单能值，也测出了中微子的能量和动量。
泡利原来悲观地认为在实验室中永远不能证实的中微子的存在，在他提出之后的22年，终于得到了实验的验证。
本材料选自杨建邺著的《光怪陆离的物质世界——诺贝尔奖和基本粒子》一书，北京：
商务印书馆出版，2008年3月第1版第121～129页，有删节。
理论物理学家需要什么样的精神，实验物理学家又需要什么样的品质？
他们应当是一种什么样的关系呢？
（15分）
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