A. 请教心理学论述题1.心理学有哪些主要的研究方法学过之后,你对“心理学是一门实验科学”有什么新的认识
心理学研究方法有很多种,但其基本的方法主要有四种,即观察法、实验法、调查法和测验法。 一、观察法observational method 观察法是在自然情境中或预先设置的情境中,有系统地观察记录并分析人的行为,以期获得其心理活动产生和发展规律的方法。 运用观察法时,观察者和被观察者之间的关系有两种方式: 1、参与观察者:观察者是被观察者活动中的一个成员。 2、非参与观察者:观察者不参与被观察者的活动。 无论采取哪种方式,原则上是不使被观察者发现自己的活动被他人观察,否则就会影响他们的行为表现。 观察法是对被观察者行为的直接了解,因而能收集到第一手资料。 这些收集到的资料必须具有准确性和代表性,因此如何避免观察者的主观臆测与偏颇是观察法使用的关键。 观察应该是有目的、有计划地观察和记录人在活动中表现的心理特点,以利科学地解释行为产生的原因。 观察法的优点是保持被观察对象的自然流露和客观性,获得的资料比较真实。 观察法的缺点是观察者处于被动地位,只能消极等待被观察者的某些行为表现,是一种较缓慢的进程。 二、实验法experimental method 实验法在科学研究中的应用最广泛,也是心理学研究的主要方法。 实验法是指人为地、有目的地控制和改变某些条件,使被试产生所要研究的某种心理现象,然后进行分析研究,以得出心理现象发生的原因或起作用的规律性的结果。 在进行实验研究时,必须考虑三项变量: 1、自变量:实验者安排的刺激情境或实验情境。 2、因变量:实验者预定要观察、记录的变量,是实验者要研究的真正对象。 3、控制变量:实验变量之外的其他可能影响实验结果的变量。 实验法的主要目的是,在控制的情境下探究自变量和因变量之间的内在关系。 实验法有两种,即自然实验法和实验室实验法。 三、调查法survey method 就某一问题要求被调查者回答其想法或做法,以此来分析、推测群体心理倾向的研究方法。 实施时虽然是以个人为对象,但其目的是借助许多个人的反映来分析和推测社会群体的整体心理趋向。 调查法又分为问卷法和访谈法。 四、测验法metric method 用标准化量表对个体心理特征进行量化研究的方法。 通常用来确定被试的某些心理品质的存在水平。 测验法是个体心理特征和行为表现的量化研究的主要工具,应用范围很广。 上述四种心理学的研究方法各有其独自的优点,但同时也都存有一定的局限性。由于人的心理千变万化,心理活动非常复杂,因此,研究人的心理现象不能仅凭某一种方法,应根据研究的实际需要,选用多种方法,使之互相补充。
B. 系统从有序向无序演化要什么条件
耗散结构理论是比利时物理学家普利高津于1969年提出来的.一般说来,开放系统有三种可能的存在方式:(l)热力学平衡态;(2)近平衡态;(3)远离平衡态.耗散结构论者认为,系统只有在远离平衡的条件下.才有可能向着有秩序、有组织、多功能的方向进化,这就是普利高津提出的“非平衡是有序之源”的著名论断.我想用耗散结构理论探讨下物理的“教”与“学”.1 全方位开放学生的思维系统耗散结构理论认为,提高系统有序度的关键是系统的开放.只有通过与外界不断进行物质、能量和信息的交流,系统才具有勃勃生机,才能不断向前发展.因此,必须促进学生思维系统的全方位开放,使学生的大脑处于积极主动的思维状态,从而更加广泛而有效地获得更多的信息.要有效地开放学生的思维系统,必须拓展教学的时间和空间,拓宽教学的视野.把课堂教学和课外学习结合起来,把理论学习和观察实验联系起来;把物理教学从课堂延伸到课外,从校内扩展到校外.平时,让学生关注我们的日常生活、衣食住行,分析有哪些学过的物理知识和原理;通过各种媒介,了解物理教学领域的最新进展;利用一些难得的机会,做一些有益的观察和思考.例如:让学生搜集报刊杂志或网上的与物理有关的科技新闻,在教室的学习园地上登载;利用外出游览或参观等机会,做一些有益的调查和思考.2 多渠道增加信息的输入量首先要注意输入信息渠道的多样化,通过阅读、讨论、实验和练习等多种教学方法,运用录音、录像和电脑等多种教学媒体,尽可能让有关信息多渠道地输入学生的大脑.例如:在讲授“平抛运动”时,可以先做有关平抛运动的实验演示,让学生通过观察得到有关“平抛运动”的感性认识,接着让学生分析课本上关于“平抛运动”的频闪照片,研究其运动特点——知其然;然后再让学生进行思考和讨论,研究“平抛运动”为什么有这些运动特点——知其所以然;在此基础上,还可以让学生观看有关的电脑多媒体课件.有声有色模拟一些诸如“丢手榴弹”等有趣问题;最后再配合教学内容做一些练习.这样教授,多渠道地输入信息,使学生信息输入量.其次要注意教学方法的灵活性和多样化.机械简单的教学方法,学生会感到枯燥无味,当然教学效果就可想而知了.因此,必须讲究教学的艺术性,针对不同的内容、不同的学生、不同的时间,采取灵活多变的、切合实际的教学方法,从不同角度、用不同方式力求给学生提供生动形象、丰富有趣的信息,从而最大限度地激发学生的注意力,增强了输入信息的效率.例如:对一些物理规律的教学,可以采用“问题探究教学法”,以“提出问题——假设推测——活动验证——得出结论”为教学的一般模式.像进行“动能定理” 、“欧姆定律” 、“愣次定律”等的教学时都可以用这种方法.而对于一些以练习为主的习题教学课,则可采用“创设情景教学法”,以“设疑生趣——初步分析——反馈矫正——强化训练——总结规律”为一般模式;对一些容易出错、容易混淆的问题,也可以用“导致悖论教学法”,以“读——议——练——讲”为模式的“茶馆教学法”等.3 设法构建思维的非稳态普利高津认为:“非平衡是有序之源”.当系统处于远离平衡的非稳态时,更加有利于信息量的输入,从而达到更为有序的状态.在物理教学中,如果学生的思维处于高度的非平衡状态,怀着极大的兴趣参与学习活动的话,那么,学生和教师之间、学生与教材之间等都很容易发生共鸣,学生的认识结构就会随着认识矛盾的解决进入更高的有序状态.因而在物理教学中应根据学科的特点、教学内容和学生的具体情况,想方设法构建思维的非平衡态.首先,在新课的引入时,应努力做到新颖别致、扣人心弦,使之富有趣味性和启发性.例如:在讲授“动量定理”时,教师带着一只高高悬挂的鸡蛋进入课堂,学生的心也被高高悬挂了起来——教师想干什么呢?当演示鸡蛋从很高的地方落到海绵上却没打破时,学生心中的石头总算落了地;但随之又产生了更大的疑问——鸡蛋为什么不会打破呢?这时再来学习“动量定理”,效果就好多了.其次,在课堂的讲授中,要力求生动形象、跌宕起伏,用多种方式以激发学生的情感.例如:在介绍有关的摩擦种类时,可设计这样一组提问:“我们用铅笔写字时笔与纸间发生的是什么摩擦?”;“用钢笔写字时呢?”;再接着问:“用圆珠笔写字时呢?”学生也会不假思索地回答:“当然也是滑动摩擦.”但他们稍作思考后便发现有所不同了.通过这样的问答,学生很轻易地掌握了滑动摩擦和滚动摩擦的区别了.最后,在结课时也要注意不落俗套、简洁明快、承上启下,努力做到即能总结本节内容,又能为学习后面内容埋下伏笔,让学生产生继续学习的欲望.例如:在学完“光的波动性”这一单元知识时,可以模仿章回小说结尾方法:”理论和实践都已证明光是一种波,可是正当人们为‘光的波动说’的胜利庆贺时,半路上又杀出一个‘程咬金’,与‘光的波动说’发起了挑战.欲知详情如何,请大家课后预习‘光电效应’这一节.”4 科学地减少遗忘量根据耗散结构理论,要提高大脑的有序程度,还必须尽量减少遗忘量,有利于提高学习的有序性.为有效地减少遗忘,一方面要注意信息输入的正确性和牢固性,即要求学生在学习时力求做到正确理解、深刻领会、融会贯通,决不能满足于一知半解,囫囵吞枣.特别是对于那些容易混淆的内容更是要理清思路,辨别异同,掌握关键,在平时的物理教学中,必须注意方法的指导和能力的培养.在习题课上如果多介绍一些解题的思路和分析的方法,重视多解与多变的训练,也将有利于培养学生分析问题、解决问题的能力.令一方面还必须科学合理地组织复习,古人云“学而时习之”,复习主要讲究“时”和“习”——首先要把握复习的时机,根据遗忘规律,针对不同的内容确定复习的时间,一般在还没有完全遗忘时复习较好;其次要注意复习的方法,力求形式多样、多侧面、多角度地分析和总结,努力做到在复习的同时又有新的认识、新的提高.5 努力促进学生的“自组织”过程学生的思维是一个复杂的开放系统,存在着“自组织”,可以把从外界吸引来的信息经过处理加工,使各个信息单元有机地联系起来,形成知识链,纳入大脑的知识结构中.发挥学生的主体作用是完成教学的关键.针对某些章节可以采取以学生为主的方法,把提纲给学生,让学生自己阅读,自己组织内容,自己完成教学内容,然后通过讨论,综合归纳内容.这样,增强了学生学习的主动性,调动他们的积极性,对于他们的自学能力大有益处.教师必须创造条件使学生的思维不平衡,发挥教师的主导作用,使学生的知识逐渐加强,得到良性循环的效果.例如:学生在学习感应电动势之前,已经有了电场、磁场、磁通量等概念.然后在教学中,首先让学生观察实验.问:“实验有什么规律性?”学生:“只要闭合电路中的磁通量发生改变,则此回路中就会产生感应电动势.”接着老师问:“感应电动势等于多少?”进而提出法拉第电磁感应定律.于是学生搞清了感应电动势的概念,建立了关于感应电动势的有序结构.6 以学生为主体,以教师为主导学生是学习活动的主体,只有学生主动,积极地发挥主观能动性,热情地接收,消化各种教学信息,才能逐步在大脑中构建耗散结构,即可获得良好的教学效果.在教学过程中,存在着许多不容忽视的问题:其一,教师把学生当成接受知识的“容器”和“储存信息”的仓库.在教学形式上表现为“满堂灌”、“注入式”、“填鸭式”等以教为主的课堂教学模式.这样的课堂缺乏生机,课后对学生的问卷调查中表明,有近80%的学生不喜欢这种教学方式.其二,学生的思维处于非平衡状态较差.学生的思维始终在某个平衡状态附近徘徊,教师、学生、教材和教法之间没有产生共鸣.其三,对个性不同的学生,采用基本相同的教学方法.没有个性也就没有学习上的创新,创新的过程需要一种非平衡机制.在教学中,有些教师忽略了因势利导、因材施教的原则,未能分层次教学,这样只能压抑学生的思维,泯灭他们的个性和创造性,使他们成为知识的奴隶.7 对学生的“灵感”、“顿悟”应及时点拨在学生学习知识的过程中,与涨落有密切关系的是“灵感”、“直觉”、“顿悟”等.按照耗散结构理论,系统以无序向有序的演化,因此,教师必须对学生的灵感进行点化,鼓励学生积极思考,及时总结.激发学生在日常生活中捕捉灵感的能力,并执着地寻找答案,使学生增强对物理的好奇心,善于把握稍纵即逝的灵感.
C. 为什么远离平衡是大众传播这种耗散结构之源
耗散结构理论是比利时物理学家普利高津于1969年提出来的。一般说来,开放系统有三种可能的存在方式:(l)热力学平衡态;(2)近平衡态;(3)远离平衡态。耗散结构论者认为,系统只有在远离平衡的条件下。才有可能向着有秩序、有组织、多功能的方向进化,这就是普利高津提出的“非平衡是有序之源”的著名论断。
我想用耗散结构理论探讨下物理的“教”与“学”。
1 全方位开放学生的思维系统
耗散结构理论认为,提高系统有序度的关键是系统的开放。只有通过与外界不断进行物质、能量和信息的交流,系统才具有勃勃生机,才能不断向前发展。因此,必须促进学生思维系统的全方位开放,使学生的大脑处于积极主动的思维状态,从而更加广泛而有效地获得更多的信息。
要有效地开放学生的思维系统,必须拓展教学的时间和空间,拓宽教学的视野。把课堂教学和课外学习结合起来,把理论学习和观察实验联系起来;把物理教学从课堂延伸到课外,从校内扩展到校外。平时,让学生关注我们的日常生活、衣食住行,分析有哪些学过的物理知识和原理;通过各种媒介,了解物理教学领域的最新进展;利用一些难得的机会,做一些有益的观察和思考。例如:让学生搜集报刊杂志或网上的与物理有关的科技新闻,在教室的学习园地上登载;利用外出游览或参观等机会,做一些有益的调查和思考。
2 多渠道增加信息的输入量
首先要注意输入信息渠道的多样化,通过阅读、讨论、实验和练习等多种教学方法,运用录音、录像和电脑等多种教学媒体,尽可能让有关信息多渠道地输入学生的大脑。例如:在讲授“平抛运动”时,可以先做有关平抛运动的实验演示,让学生通过观察得到有关“平抛运动”的感性认识,接着让学生分析课本上关于“平抛运动”的频闪照片,研究其运动特点——知其然;然后再让学生进行思考和讨论,研究“平抛运动”为什么有这些运动特点——知其所以然;在此基础上,还可以让学生观看有关的电脑多媒体课件。有声有色模拟一些诸如“丢手榴弹”等有趣问题;最后再配合教学内容做一些练习。这样教授,多渠道地输入信息,使学生信息输入量。
其次要注意教学方法的灵活性和多样化。机械简单的教学方法,学生会感到枯燥无味,当然教学效果就可想而知了。因此,必须讲究教学的艺术性,针对不同的内容、不同的学生、不同的时间,采取灵活多变的、切合实际的教学方法,从不同角度、用不同方式力求给学生提供生动形象、丰富有趣的信息,从而最大限度地激发学生的注意力,增强了输入信息的效率。例如:对一些物理规律的教学,可以采用“问题探究教学法”,以“提出问题——假设推测——活动验证——得出结论”为教学的一般模式。像进行“动能定理” 、“欧姆定律” 、“愣次定律”等的教学时都可以用这种方法。而对于一些以练习为主的习题教学课,则可采用“创设情景教学法”,以“设疑生趣——初步分析——反馈矫正——强化训练——总结规律”为一般模式;对一些容易出错、容易混淆的问题,也可以用“导致悖论教学法”,以“读——议——练——讲”为模式的“茶馆教学法”等。
3 设法构建思维的非稳态
普利高津认为:“非平衡是有序之源”。当系统处于远离平衡的非稳态时,更加有利于信息量的输入,从而达到更为有序的状态。在物理教学中,如果学生的思维处于高度的非平衡状态,怀着极大的兴趣参与学习活动的话,那么,学生和教师之间、学生与教材之间等都很容易发生共鸣,学生的认识结构就会随着认识矛盾的解决进入更高的有序状态。因而在物理教学中应根据学科的特点、教学内容和学生的具体情况,想方设法构建思维的非平衡态。
首先,在新课的引入时,应努力做到新颖别致、扣人心弦,使之富有趣味性和启发性。例如:在讲授“动量定理”时,教师带着一只高高悬挂的鸡蛋进入课堂,学生的心也被高高悬挂了起来——教师想干什么呢?当演示鸡蛋从很高的地方落到海绵上却没打破时,学生心中的石头总算落了地;但随之又产生了更大的疑问——鸡蛋为什么不会打破呢?这时再来学习“动量定理”,效果就好多了。
其次,在课堂的讲授中,要力求生动形象、跌宕起伏,用多种方式以激发学生的情感。例如:在介绍有关的摩擦种类时,可设计这样一组提问:“我们用铅笔写字时笔与纸间发生的是什么摩擦?”;“用钢笔写字时呢?”;再接着问:“用圆珠笔写字时呢?”学生也会不假思索地回“当然也是滑动摩擦。”但他们稍作思考后便发现有所不同了。通过这样的问答,学生很轻易地掌握了滑动摩擦和滚动摩擦的区别了。
最后,在结课时也要注意不落俗套、简洁明快、承上启下,努力做到即能总结本节内容,又能为学习后面内容埋下伏笔,让学生产生继续学习的欲望。例如:在学完“光的波动性”这一单元知识时,可以模仿章回小说结尾方法:”理论和实践都已证明光是一种波,可是正当人们为‘光的波动说’的胜利庆贺时,半路上又杀出一个‘程咬金’,与‘光的波动说’发起了挑战。欲知详情如何,请大家课后预习‘光电效应’这一节。”
4 科学地减少遗忘量
根据耗散结构理论,要提高大脑的有序程度,还必须尽量减少遗忘量,有利于提高学习的有序性。
为有效地减少遗忘,一方面要注意信息输入的正确性和牢固性,即要求学生在学习时力求做到正确理解、深刻领会、融会贯通,决不能满足于一知半解,囫囵吞枣。特别是对于那些容易混淆的内容更是要理清思路,辨别异同,掌握关键,在平时的物理教学中,必须注意方法的指导和能力的培养。在习题课上如果多介绍一些解题的思路和分析的方法,重视多解与多变的训练,也将有利于培养学生分析问题、解决问题的能力。
令一方面还必须科学合理地组织复习,古人云“学而时习之”,复习主要讲究“时”和“习”——首先要把握复习的时机,根据遗忘规律,针对不同的内容确定复习的时间,一般在还没有完全遗忘时复习较好;其次要注意复习的方法,力求形式多样、多侧面、多角度地分析和总结,努力做到在复习的同时又有新的认识、新的提高。
5 努力促进学生的“自组织”过程
学生的思维是一个复杂的开放系统,存在着“自组织”,可以把从外界吸引来的信息经过处理加工,使各个信息单元有机地联系起来,形成知识链,纳入大脑的知识结构中。
发挥学生的主体作用是完成教学的关键。针对某些章节可以采取以学生为主的方法,把提纲给学生,让学生自己阅读,自己组织内容,自己完成教学内容,然后通过讨论,综合归纳内容。这样,增强了学生学习的主动性,调动他们的积极性,对于他们的自学能力大有益处。
教师必须创造条件使学生的思维不平衡,发挥教师的主导作用,使学生的知识逐渐加强,得到良性循环的效果。例如:学生在学习感应电动势之前,已经有了电场、磁场、磁通量等概念。然后在教学中,首先让学生观察实验。问:“实验有什么规律性?”学生:“只要闭合电路中的磁通量发生改变,则此回路中就会产生感应电动势。”接着老师问:“感应电动势等于多少?”进而提出法拉第电磁感应定律。于是学生搞清了感应电动势的概念,建立了关于感应电动势的有序结构。
6 以学生为主体,以教师为主导
学生是学习活动的主体,只有学生主动,积极地发挥主观能动性,热情地接收,消化各种教学信息,才能逐步在大脑中构建耗散结构,即可获得良好的教学效果。在教学过程中,存在着许多不容忽视的问题:其一,教师把学生当成接受知识的“容器”和“储存信息”的仓库。在教学形式上表现为“满堂灌”、“注入式”、“填鸭式”等以教为主的课堂教学模式。这样的课堂缺乏生机,课后对学生的问卷调查中表明,有近80%的学生不喜欢这种教学方式。其二,学生的思维处于非平衡状态较差。学生的思维始终在某个平衡状态附近徘徊,教师、学生、教材和教法之间没有产生共鸣。其三,对个性不同的学生,采用基本相同的教学方法。没有个性也就没有学习上的创新,创新的过程需要一种非平衡机制。在教学中,有些教师忽略了因势利导、因材施教的原则,未能分层次教学,这样只能压抑学生的思维,泯灭他们的个性和创造性,使他们成为知识的奴隶。
7 对学生的“灵感”、“顿悟”应及时点拨
在学生学习知识的过程中,与涨落有密切关系的是“灵感”、“直觉”、“顿悟”等。按照耗散结构理论,系统以无序向有序的演化,因此,教师必须对学生的灵感进行点化,鼓励学生积极思考,及时总结。激发学生在日常生活中捕捉灵感的能力,并执着地寻找答案,使学生增强对物理的好奇心,善于把握稍纵即逝的灵感。
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中医药学是中华民族几千年来与疾病不懈斗争的经验总结,热力学是源于西
方的物理化学学科,这两者一古一今、一洋一中,分属两大学科门类。乍看起来,
两者毫无关联,但是仔细分析不难发现,中医药学与热力学“貌离神合”、“灵
犀相通”,两者无论在思维方式方面,还是解决问题的着眼
医院药物研究中心肖小河教授提出了中医药热力学观,为重新审视和研究中医药
特别是中药药性理论提供了新的视角,也将为进一步阐明中医治法治则、复方配
伍规律、中药药效物质基础和品质药效评价等提供一种新的方法体系。
与中医药学灵犀相通的现代学科——热力学
肖小河介绍,热力学是研究能量转换的一门学科,归属于物理化学学科。其
中的化学热力学、生物热力学一直是物理化学的核心内容,也是当今物理化学中
发展最活跃的领域。
热力学又称热动力学,起源于1824年卡诺(Carnot)对热机效率的研究,当
时的热力学研究仅研究热与机械功之间的相互转换。随着电能、化学能、生物能
以及其他形式能量的发现和应用,热力学发展成为研究热与其他形式能量相互转
换所遵循规律的一门学科。热力学的基本原理在化学现象以及和化学现象有关的
物理现象中的应用,称为化学热力学;相应地,热力学的基本原理在生命现象以
及和生命现象有关的物理现象中的应用,则称为生物热力学,或生物热力学。
热力学的理论基础主要是两个基本定律:热力学第一定律亦称能量守恒与转
化定律,主要研究热与其他形式能量之间相互转化的守恒关系。热力学第二定律
主要是研究热与其他形式能量之间相互转化的方向和限度的规律。
上世纪七十年代,比利时物理学家普利高津(Prigogine)通过对复杂系统演
化过程的深入研究,创造性地提出了耗散结构理论并获得了诺贝尔化学奖。他指
出,远离平衡的开放系统,在一定的控制条件下,由于系统内部非线性的相互作
用,通过涨落可以形成稳定的有序结构,即耗散结构。耗散结构理论丰富和发展
了热力学基本理论,为人们研究包括化学现象和生命现象在内的各种生物、自然
和社会的复杂体系,提供了具有普遍指导意义的新思维和新方法。
肖小河认为,简单来说,热力学就是采用宏观的研究方法,即主要依据系统
的初态、终态及过程进行的外部条件(均是可以测量的宏观物理量)对系统的变
化规律进行研究,而不涉及物质的微观结构和过程进行的机理。
热力学可根据人类实践经验并借助数学知识,用逻辑推理方法得出的具有普
遍意义的热力学规律,其结论绝对可靠;但正因不涉及物质的微观结构,所以不
能对热力学规律做出微观说明。换句话说,热力学只能告诉人们,系统在一定条
件下的变化具有什么样的规律,而不能回答为什么具有这样的规律;热力学只能
告诉人们,在某种条件下,变化是否能够发生,若能发生,会进行到什么程度,
但不能告诉人们变化的速率及变化所经过的历程。
肖小河指出,热力学的上述特点和中医药学特别关注机体的状态表现及其系
统的平衡或有序性,以机体变化的状态表现作为参照系来研究疾病发生、发展和
变化的规律,从而进行辨证论治的思维模式有相通之处。
热力学阐述中药复方配伍关系
中药复方配伍研究也一直是中医药研究的难点和热点。长期以来,国内学者
主要从药效药理学角度,同时结合药物化学手段,研究中药复方配伍关系和药效
物质基础,但至今尚未取得突破性进展。肖小河采用生物热力学方法,证实了中
药配伍关系的客观存在。
肖小河认为,中药复方的配伍关系实际上包括两个层面:一是处方中各单味
药的药效物质之间的相互作用;二是全方的药效物质与机体之间的药理毒理作用。
从本质上说,无论是药物之间相互作用,还是药物与机体之间相互作用,都属于
化学反应范畴。而任何化学反应发生时,均伴随有能量的转移和热变化。这些能
量的转移和热变化均可用热力学的理论和方法加以检测与描述。
为此,肖小河以处方组成基本相同或相似但配伍比例不同的两对经典名方
——左金丸/反左金、麻黄汤/麻杏石甘汤为例,先采用生物热力学方法,定性定
量测定复方配伍过程中的能量转移和热变化,建立中药复方配伍关系的生物热力
学模型和热谱图;再对发生显著能热变化的配伍关系,结合生物分子标记技术和
化学指纹图谱技术诊断和示踪,辅以药理学和天然药物化学实验,阐明其主要药
效学及物质基础的差异;然后,以传统给药方式,在临床上进行小样本的辨证施
治验证;最后,结合人工智能分析技术,建立基于生物热谱图、生物分子标记和
化学指纹图谱等的中药配伍关系数字化高通量检测方法和系统,从而实现了中药
复方配伍变化的实时、连续、在线、无损、快速、灵敏。
通过以上研究发现,中药配伍关系是客观存在的,中医经典名方配伍精当,
但不一定都是惟一最佳的组合;生物热力学可以作为刻画中药复方配伍关系的基
础方法之一,焓变(△H,指热量输出变化)可作为衡量中药复方配伍变化的客观
指标之一。研究还发现,作用于生命体系的复方中药,如组成配比不同,其生物
热谱图及主要热力学参数值有不同程度的改变,△H呈现明显而有规律的变化,
并与复方中寒热药性中药的比例之间存在映照关系。
由此,肖小河指出,中药复方通过不同药性药物的配伍作用,调控生命体系
能量的代谢、转移和热变化(特别是△H),使机体维系新的稳定有序状态。这
可能是中药复方配伍的机制之一。
中医药学与热力学“神交”已久
肖小河指出,中医药学与热力学其实“神交”已久,这体现在以下几个方面:
两者都重在研究系统的存在状态(初态和终态)和变化方向,而不关注系统的内
部构成和变化过程;两者都工于宏观描述而疏于微观分析;两者都讲求系统平衡
与调节,远离平衡和开放条件下的生命体系和化学体系,都属于耗散结构。众多
的生理病理现象和物理化学现象都可以用耗散结构理论加以阐释。可以预见,借
鉴或融会热力学的研究思路和方法,可能会为中医药学研究打开一个新的局面。
肖小河认为,生命体系是一个开放的巨系统,或自组织系统,或耗散结构。
一切生命活动都包含能量流、物质流和信息流的转换(代谢)。能量流是生命活
动的主导,正常生命体系的能量代谢和转化符合热力学的基本定律,特别是开放
系统的热力学第二定律。阴阳五行论、天人合一整体观、平衡观、辨证施治等中
医药基本理论,寒者热之、热者寒之、实者虚之、虚者补之等中医治则治法,均
遵循了热力学的基本定律,特别是开放系统的热力学第二定律。机体出现异常或
生病,就是生命系统内部出现“混乱”、“无序”,患者在接受中医药治疗时,
无论是进行药物,还是针灸、按摩等方法治疗,其实质上是生命系统从外界吸取
“负熵流”(在热力学上,与无序相对抗的自由能和信息都称为负熵),使系统
熵增(熵是体系混乱程度的度量,熵增是体系趋于无序状或混乱的增加)减少,
降低混乱度,使其达到新的有序状态或形成新的稳态,从而恢复正常和健康。这
也符合热力学的基本理论,特别是开放系统的热力学第二定律。
从中药作用的角度来看,任何中药的药性功能都是通过干预生命活动的能量
流、物质流、信息流的转换而实现的。如辛温解表、辛凉解表、温中散寒、益气
升阳等就是中药通过干预机体的能量转换而发挥的药性功能;清热解毒、滋阴壮
阳、益气补血、益气活血、益气生津、滋阴清热、温阳利水、清热生津等是中药
通过干预机体能量-物质转换而实现的;而中药对物质-信息转换的影响,可以产
生养血安神、活血通络、消肿止痛、平肝潜阳等药性功能;中药对能量-信息转
换的干预,能产生行气止痛、散寒止痛、温经散寒、清热安神等药性功能。
因此,肖小河认为,作为能量转移和热变化的重要刻画工具,热力学是以体
系的状态参数为研究对象,可以定性定量测定机体生长代谢过程中以及中药与机
体相互作用过程中的能量转移和热变化,能实时、在线、无损、高效、快速地刻
画机体的表观状态及其变化情况,符合中医药学整体观、系统观、动态观和平衡
观的思维方式和研究手法,有望发展成为中医药基础研究的新手段、新领域。
中药四性的生物热力学研究
吃中国红参上火,吃西洋参不上火,这是为什么◇按中医来讲,这是中药四
性(寒、热、温、凉)使然。那么,中药四性是否客观存在?如客观存在,能否
客观测度?如何测度?其客观本质、作用机制和实际意义如何?长期以来,中药
四性一直是中医药基础研究的热点和难点。虽然我国和日本的学者先后从不同角
度研究了中药四性对机体生理病理状态及其功能的影响,初步发现四性与中枢神
经递质、交感神经-肾上腺髓质系统、前列腺素和环核苷酸、能量代谢、内分泌
系统、微量元素等之间存在某些相关性。但从整体上讲,中药四性研究至今尚未
取得突破性进展。近年来,中药四性研究几乎处于停滞状态。肖小河认为,完全
可以将生物热力学理论引入到中药四性的研究当中。
■热力学可探讨中药四性
肖小河指出,“寒、热、温、凉”是中药药性功能的高度概括,在某种程度
上也是机体对物理热学变化的一种生理或病理感受。如温热药作用于机体一般表
现为功能的亢奋,机体功能亢奋则需要消耗较多的能量,就会产生较多的热量;
反之,寒凉药作用于机体一般表现为功能的抑制,机体功能抑制,则消耗能量较
少或抑制产热。
另外,中药四性功能实质上就是中药与生物机体之间的相互作用。这种相互
作用,可能是物理反应,也可能是化学反应。而任何反应发生时,均伴随有能量
的转移和变化(表现为吸热或放热),这些能量的转移和热变化,均可用热力学
方法加以检测,用热力学理论加以刻画。微量量热学是一种能够在线跟踪检测且
非常灵敏、无损、客观有效的热能检测方法,近年来在化学热力学和生物热力学
研究中应用较广泛,有望开发成为刻画中药四性的新方法。
■中药四性热力学研究模式
根据以上观点,肖小河初步建立了在中医药学理论和热力学理论的双重指导
下,以能量(热量)为基点,以能量-物质-信息转换(代谢)为链条的中药四性
热力学研究模式和方法。
首先,采用生物热力学方法,定性和定量地研究不同药性药物的水煎剂和血
清药物成分与生物体相互作用的能量转移和热变化,建立中药四性的生物热谱图
和热力学模型。
其次,对生物热力学表达差异显著的不同药性的药物,采用DNA分子标记和
化学指纹图谱技术进行识别和示踪,以获取寒热药性差异表达稳定的基因片段和
与代谢产热有关的化学信号因子,寻找和克隆与寒热药性相关的基因。
第三,辅以血清药物化学分析和血清药理学试验,阐明中药四性可能的物质
基础和药性作用。
第四,以传统给药方式,进行小样本的寒热辨证施治的临床验证。
最后,结合计算机技术和人工智能分析方法,阐明中药四性的客观真实性和
现代科学基础及其在中医治则、中药鉴定、质量控制、药效评价、复方配伍、中
药炮制和新药开发等方面的应用价值。
■热力学方法验证中药四性理论
为了凸显中药“四性”的差异,克服研究对象的背景不同,肖小河重点选取
中药种类、植物来源、处方组成、化学成分、药理作用和临床应用基本相同或相
似的方药,如人参类中药、黄连不同炮制品、左金丸(黄连誜吴茱萸=6誜1)与
反左金(黄连誜吴茱萸=1誜6)进行了研究。
通过实验研究,肖小河发现,中药四性是客观存在的,同时也是相对的;生
物热力学可以作为刻画中药四性的有效方法之一,特别是焓变(△H)等参数可作
为重要的评价客观指标;作用于生命体系的方药,如药材品种不同,或产地不同、
或炮制规格不同,或处方配比不同,寒热温凉药性不同,其生物热谱图及主要热
力学参数值有不同程度的改变,特别是△H呈现较明显而有规律的变化,并与传
统中医对方药的赋性有映照关系。在研究中可以看出,温热药性药物能使供试生
物体指数生长期的生长速率常数相对减小,传代时间延长,△H增加较显著;反
之,寒凉药性药物能使供试生物体指数生长期的生长速率常数相对增加,传代时
间缩短,△H增加较少。
由此,肖小河认为,不同药性的药物作用于生命体系,能调控生命体系能量
的代谢、转移和热变化(特别是△H),使机体本身呈现寒热温凉差异,从而形
成新的稳定有序状态,这可能是中药四性重要的作用机制之一,也可能是“寒者
热之,热者寒之”、“实者泻之,损者益之”等中医治法治则的作用机制之一。
E. 掌握系统科学和复杂性科学的方法对于科学研究有何积极意义
1、系统方法是指20世纪40-90年代出现的系统科学所采用的一系列方法的总和,这些方法对于从横断方面抽象认识对象的物质结构、能量流动和信息传递有重要的作用。把研究、创造和发明对象看作是系统综合整体,并对这一系统综合整体及其要素、层次、结构、功能、联系方式、发展趋势等等进行辩证综合地考察,以取得创造性成果的一种思维方法。
2、复杂性方法是一种综合的方法,侧重把定性判断与定量计算、微观分析与宏观分析、还原论与整体论、科学推理与哲学思考结合起来。复杂性思维把事物本身的复杂性特征凸显出来,让人们更加认识到事物发展的复杂性状态和性质,考虑问题的多样性。复杂性思维在更高的层次上体现了当代马克思主义的辩证思维,在科学上以多样性、相关性和整体性为主要特征。
F. 进化论的诞生及其意义
进化论史话
话说那是一百四五十年前,生物学界出了一位震惊整个学术界的人物,他发表了他的巨著《物种起源》。其主要思想为地球上物种的起源机理可以概括为:物种竞争,自然选择,适者生存,渐进变化。他就是现在家喻户晓的达尔文。 达尔文的原始论述随提及“进化”一词,为“带有饰变的由来”(参考古尔德的自然史沉思录一书),或许并非后来其继承人描述的“进化”即含有“进步发展” 的概念。然而,从达尔文理论用来解释生物的变化发展来看,将进化论理解为 “进步发展”也没有不对,因为在他们看来,物种就是从低级到高级发展变化,其本身就是一个进步的过程。 不管进化一词的涵义到底如何,进化论的诞生,从本质上是对抗上帝创造万物的思想。达尔文说过这样的话:我认为(正确或错误地)直接反对基督教和有神论,对公众不会有什么影响;而伴随科学的进步逐渐启迪人类的理解力,会更好地促进思想的自由。因此我一直不写有关宗教的文章,而且我本人的工作仅局限于科学之内。 当代著名的进化论倡导者古尔德教授对达尔文的这个思想做了进一步的解析。古尔德说:达尔文确实进行了一场温和的革命。不仅在于他这么久地拖延了自己的工作(指达尔文久久不发表自己的书 - 天山客注),还在于他故意避开公众对他理论中哲学涵义的注意。 以上讨论说明,达尔文的进化论从诞生的那天起,就是为了反对上帝的创造这一思想,而他的工作的哲学基础是彻底的哲学唯物论。他要做的是尽量不暴露他的哲学唯物论思想,而以客观的科学面貌出现在世人面前。 然而,当时正当学术界对达尔文进化论广泛质疑的时候,社会思想界就迫不急待地广泛接受了达尔文的理论。19世纪最热心的唯物论者马克思和恩格斯很快就认识到达尔文理论对自己哲学思想的重要性。马克思对达尔文表达过“真诚的钦慕” 之意。 在这种气氛下,普通大众接受的信息只能是进化论是科学事实,而学术界对进化论的争论就显为人知,难以为大众了解。直到现在,一般大众对进化论的争论又了解了多少呢? 学术界对进化论的争论大概可以分几个阶段: 1。从《物种起源》发表到达尔文主义的兴起(1859年后的二三十年) 2。达尔文主义的日食(1900年左右)到新达尔文主义的综合进化论的出现(1940 年左右开始) 3。现代学术界对新达尔文主义的挑战(1970年以后) 要仔细论述这方方面面,不是本天山客所能力及。故而这里只给出一个大概的轮廓,各位看官如有兴起可以去查询进化史研究方面的论著。 话说当《物种起源》于1859年11月24日由约翰·默雷出版社出版后的第一天,第一版的1250册就被图书分销商抢购一空。据说达尔文本人来到了伊尔克利去洗温泉,准备等待即将来临的风暴。他深知学术界的批评会接踵而来。 事实上确实是这样。 英国作家皮特·J·鲍勒在他的《进化思想史》一书中论及当时的科学争论时他这样写到: 大量的科学依据被用来反对达尔 文的理论,。。。尽管存在着激烈的反对,但是进化论 已经开始启航,如果许多博物学家都有很强的宗教信仰,那么就很容易将他们的科学反对意见视为不 过是为了维护旧的神学自然观时所临时拼凑的论据。似乎没有什么人怀疑许多攻击背后的动 机是对达尔文主义中的唯物主义世界观的普遍不满。然而这并不意味着那些论据本身缺乏科 学合理性。达尔文的理论建立在当时对自然理解的基础上,在一些领域,特别是对变异和遗 传的研究领域,这些基础是不牢靠的。因此有可能建立科学的论据来反对达尔文的理论,这 些论据也会在某一时期显得合理,虽然我们可以在今天客观地看待这些论据,因为遗传学等 领域都进步多了。有些问题并没有解决:现代的特创论者仍然利用化石记录的不连续性作为 反对任何形式进化的论据。 从鲍勒的描述中我们足可以看到当时科学争论的激烈,尽管他是站在维护进化论 的立场上来看待当时的历史。 面对学术界的严厉指责,当时的达尔文及其追随者采取了两个措施:一个是在进化思想的大前提下结成广泛的统一战线,开启个人想象的机器对任何指责给予解释,而不管其基础是否坚实;第二个策略是尽量减少公开的学术辩论,而通过广泛社会关系幕后活动对科学界产生影响,渗透达尔文的进化思想。 在这些方面“达尔文的斗犬”托 马斯·亨利·赫胥黎作为达尔文的副司令起了极大的作用。 赫胥黎原来是个博物学家,后来对解剖学和古生物学很有兴趣。由于他对创造论的不满,使他坚定地充当达尔文的斗犬。实际上,赫胥黎自己是个突变论者,对达尔文的渐变论极其不满。他认为,有时大的突变可 能会直接产生出新的形态, 除非人工驯养的试验检验可以证明能够产生出新的物种,否则就无法证明自然选择是一种合理的进化机制。赫胥黎确实很敏感,他深深地意识到了达尔文主义者故意混消种内的微进化和种之间广进化的区别。 前不久有人讲过一句话极有意思:达尔文当时发表了物种起源的书,书中遗留下了物种起源的问题。 不管怎样,赫胥黎在进化思想上大力支持达尔文。我们可以认为这种支持是基于他对创造思想的反感,而不是达尔文的进化机制征服了他。 赫胥黎不但是个科学家,还是个出色的活动家。他很快就成了著名的公众人物,变成了政府处理在科学方面处理各种事务的专家。他在一个非正式但很有影响力的组织中以该组织对科学进行幕后操纵。英国作家皮特·J·鲍勒在他的《进化思想史》一书中论及这些时是这样说的: 正因为赫胥黎及其追随者在这个关系网中确立了一定的地位,所以他们的皈依对于达尔文主义是重要的支 持(Ruse, 1979a)。他们避免在科学杂志上公开争论,但是利用他们对于期刊的影响保证 达尔文主义者的价值观逐渐地融入到文献中。《自然》杂志的创立至少部分原因是为了促进达尔文主义的发展。学术会议也受到一定的控制,从而有利于赞同达尔文主义的年轻科学家 ,他们的存在确保了可以教育下一代人也支持进化论。到了19世纪80年代,英国的科学共同体已经成功地完成了这种交替,那些残留的反对者宣称达尔文主义已经被盲目地作为一种教义所接受,他们谨慎地避免卷入任何真正的争论。 从鲍勒的话中我们清楚地看到达尔文理论的胜利并不是建立在学术正确的压倒面上,而是借着一种非学术的手段达到目的。鲍勒清楚地意识到了这一点。他说: 到了19世纪80年代,科学界的一个重要特征就是形成了一个强大的达尔文学派。然而不能将这个学派的兴起简单地解释成是由于进化论在技术上具有优势。对于自然选择仍然有很大的争议,在这一章的后面,主要介绍的是对选择学说的反对意见。许多比较保守的博物学家显然更赞成建立在突然变化基础上的、并将进化过程与特定目标连续起来的理论。在19世纪的后几十年,达尔文的进化机制实际上遭到了普遍的冷遇(见第九章)。因此对于当初达尔文思想学派的兴起,应该根据更广的视野来解释,而不能仅仅解释成证明了这个理论具有科学的力量。 上面鲍勒所说的在19世纪的后几十年,达尔文的进化机制实际上遭到了普遍的冷遇,被朱利安·赫胥黎在他的一部论述进化论的书中称为“达尔文主义的日食”。 因为即使在达尔文主义的兴盛时期在学术上对自然选择理论承认的人也不是太多,有人讽刺自然选择论是“乱七八糟的规律”,这是指自然选择依靠偶然试错机制而言。越来越多的生物学家发表其它机制来解释物种的出现。偏偏达尔文主义者如奥古斯特·魏斯曼等将自然选择论视为唯一站得住脚的进化机制。这没有为达尔文主义者带来好运,反而使更多的生物学家远离达尔文主义。 当时的新拉马克主义和直生论的兴起,标志着明显的反达尔文主义倾向,他们包含了目的论的成分。实际上真正构成对达尔文主义威胁的是孟德尔的种豆得豆,种瓜得瓜的遗传理论。因为孟德尔遗传理论有坚实的实验支持,使得早期的孟德尔主义者能以此来反对达尔文主义的自然选择论。实际上孟德尔遗传理论被当时控制学术界的达尔文主义者轻视几十年,就充分说明了达尔文主义者的教条成见有多深。这种教条一直延续至今。 直到20世纪初,学术界已没有多少人支持达尔文主义的自然选择论。这样迫使达尔文主义者进行新的解释尝试,直到20世纪40年代他们才从“日食”中复苏过来,以新达尔文主义的“综合进化论”在学术界出现,使达尔文主义(新)又成为正统。 新达尔文主义的“综合进化论”虽然成为正统,但没有为新达尔文主义带来长治久安。更猛烈的现代的全面的反新达尔文主义的风暴正在酝酿之中。 话说新达尔文主义者在学术界受到早期的孟德尔主义者的猛烈攻击后,进行了新的尝试,要对遗传变异做出新的解释,从而在20世纪40年代提出了“综合的进化论”。 “综合进化论”仍然是解释的成分过多,遭受各方面的批评也就不会少。现代学术界对新达尔文主义的挑战的范围更广,力度更深。 首先在新老达尔文主义者都坚持进化的渐变立场方面出现了严重的挑战。这个挑战的团体主要是古生物学家,当然也包含其它方面的科学家。 进化的渐变立场是达尔文所钟爱的拳头观点。达尔文曾经说过: 如果我的自然选择论必须借重这种突然进化的过程才能说的通的话,我将弃之如粪土。。。如果在任何一个步骤中,需要加上神奇的进步,那自然选择论就不值分文了。。。如果有人能证明,任何现有的复杂器官,不可能是从无数连续的、微小的变化而来,我的学说就比然完全瓦解了。 达尔文又说: 自然选择的工作必须靠极度微小并对生物有利的遗传该变,长期不断的累积而成;。。。如果这个学说正确,我就可以否定神不断创造新生物种的信仰和生物界有突然大突变的的意念。 这里我们看到达尔文对自己的渐变论是何等的看重,并且这个渐变论在否定上帝创造万物的信仰方面是何等的重要。所以,客观地说,那些把达尔文进化论一相情愿地划归为纯科学研究的看法是何等的不切实际,达尔文进化论背后的哲学意义与神创信仰根本没有调和的余地。 也正是因为达尔文及其达尔文主义者如此看重渐变论,才有在20世纪中叶有生物学家宣称:达尔文进化论完全瓦解了。 一个著名的挑战是来自当时美国著名的遗传学家、执教加州大学柏克莱分校的高斯米特教授。他列出一连串的复杂结构,认为不可能由极小的突变渐渐积累而成。 当然,新达尔文主义者对高斯米特的反击是不言而喻的,这包括了对高斯米特从心理上的虐待。高斯米特说:他们现在不但人为我是疯子,还把我当作严重的罪犯看待。著名进化论学者古尔德用每天“用两分钟的时间去恨人民的敌人”来比喻达尔文主义者是如何对付高斯米特教授的。 达尔文主义者坚持渐变,认为时间足够长,渐变就能产生我们需要的一切。 然而,1967年,美国费城威斯特研究所的数学家乌蓝从数学上论证了在进化论时间框架中通过微小变化自然形成眼睛之不可能性。 进化论专家麦道华爵士和威定顿对数学家乌蓝的反驳是:事实上眼睛已经进化出来,数学家是本末倒置。好象眼睛进化的全部过程就在他们的兜里,数学应证明进化的可能性才对。 来自古生物学家的反对声浪真正够成了对达尔文主义的严重挑战。他们试图提出完全不同于达尔文主义的进化机制。 克鲁伊扎特在20世纪60年代提出了“泛古生物地理学”,毫不犹豫地批判了达尔文和正统的现代达尔文主义。克鲁伊扎特的“泛古生物地理学”所根据的观点是,达尔文主义对于扩散和趋异进化的解释不符合地理分布的事实。他的理论终其一生,未被重视。后来当学术界接受了大陆漂移学说之后,使得克鲁伊扎特的观点具有了极大的说服力。然而, 大多数生物学家仍然不认为克鲁伊扎特关于物种分布的解释已经合理的足以从整体上对达尔 文综合论构成威肋。 而20世纪70年代出现的“间断平衡理论”才对达尔文主义构成了真正的威胁。 论及此事,鲍勒在他的书中写到:20世纪70年代,由于许多渐变进化的例子都未能通过现代技术的验证,所以越来 越多的古生物学家开始对渐变论的观点感到不满。如果在化石记录中没有真正的渐变进化实 例,那么将所有突然变化归因于记录不完备的观念就会动摇。最好是根据新的思想,并将传 统的达尔文主义的渐变假设搁在一边,重新检验那些证据,同时选择另外一种进化模式,这 种进化模式要考虑到化石记录中显现出来的新物种突然产生的现象。 这个新模式就是我们现在讲到的由由哈佛大学的古生物学家和他的同事提出的 “间断平衡理论”。 在坚持“间断平衡理论”的生物学家眼里,达尔文主义者已经被看成成头脑简单的“适应主义者”,即,他们盲目地设想因为选择 的作用只产生出有用的性状,所以每一种性状都必然有一个目的。他们经常不得不为各种结构发明出假定的适应目的,并且通常在没 有任何好的理由的情况下认为这种假定是合理的。 有人认为“间断平衡理论”逐渐构成了对新达尔文主义“综合理论”的一种替代理论。 当然,达尔文主义者是不甘于轻易被替代的。当代著名的达尔文主义者英国的著名生物学家道金斯与美国的古尔德之间发生了长久的“血肉搏斗”。这场搏斗除了学术观点的争斗外,更有其它方面的大量互相攻击。有人通过他们的争斗,总结出了一条“进化新规律”: 不是“适者生存”,而是“贱者生存”。 确实有不小的讽刺意义。 如果说“间断平衡”理论只是对达尔文主义的“综合论”一个替代的话,那么来自其它有关方面的的质疑则是针对进化思想本身而来。 大家都知道,卡尔·波普是现代著名的科学哲学家,他在学术界的成名在于他找到了评判科学与伪科学的标准。 然而,当波普和他领导科学哲学家们将他们的标准用于进化论的时候,他们惊人的发现:进化论不是科学的! 波普认为:一个真正的科学应该让其所有的假说都去经受实验的检验,因此科学构成的方式应该是,一旦与自然相矛盾,便能够立刻显露出来。科学假设是可以“证伪的”,而伪科学故意将陈述弄得模糊不清,这样便不能发现反证。 波普认为按照这个标准,达尔文主义无法检验,因此是不科学的。 波普的观点引起了进化论者的强烈反对,他们进行了许多烦复的区分,并声言进化论在某些方面是可以检验的,同时进化论者对波普表达了“愤怒的抗议”。后来波普对进化论的看法有所软化(这是可以预料的)。然而,波普对进化论不是科学的观点却得到了不少人赞同。 如果说波普的观点只是站在科学哲学家的立场上来反对进化论,那么从20世纪60 年代发展起来的生物“分支系统学”则是从生物学角度反对生物进化的的思想。让我用鲍勒的描述来解释“分支系统学”对进化的指责: 最新的异议来自分类学当中一个叫做“分支系统学”的新学派。“分支”这个词是朱利安· 赫胥黎1957年提出来的,用以表示进化树中上的一个分支。这项分类中的新技术是由威利· 亨宁希发明的(Henning,英译本,1966),他坚持认为,要想尝试表示进化关系,就必须将 注意力放在分支过程上,忽略那些与分支无关的变化。“分支系统学”这个词是由反对这场 运动的一个人,恩斯特· 迈尔引入的,亨宁希的追随者不太愿意接受这个词。虽然亨宁希对 于传统的达尔文主义的分类与进化联系方式发出挑战,但是他并不认为他的技术是表示进化 关系的一种方式。最近的几年,一些比较激进的支持这项新技术的人认为,即使不考虑进化 ,也可以表示类型之间的关系。这些“修正分支系统学家们”宣称,祖-裔联系是进化上至 关重要的关系,但是从祖-裔所表现出来的关系中,无法得出它们之间的进化联系。这是对 达尔文主义的一种直白的批评,他们试图将指责再扩大一些,认为对生命过去历史的重建是 不科学的,而且他们非常热心地利用了已有的一些反自然选择论点。 当然鲍勒的书也介绍了进化论者的愤怒: 不过修正分支系统学家只占系统分类学家的少数。进化论者一直坚决地反对他们,进化论者 人为,虽然修正分支系统学家的技术很高超,但是其思路是对科学的威胁。。。。 1981年,在伦敦自然博物馆举行的一次关于人类起源的展览上,公开发生了一场有关分支系统学的激烈争论。这次展览所使用的文献遵循了分支系统学的观点,强调指出进化树是不确定的,甚至提到了类人猿化石的新发现。进化论者对这种争论作出了愤怒的反应,他们采用了很多方式,主要是给《自然》杂志的编辑写信。由于分支系统学强调分支化,所以有人将分支系统学与间断平衡理论联系在一起,指责二者都是到处蔓延的马克思主义的产物。还有人指出,由于分支系统学家正在动摇进化论,所以他们是在鼓励特创论,这样说也许并不过分。当然,修正分支系统学家们并没有声称物种的产生是奇迹的过程,但是他们声称进化不可能得到证实,这就意味着进化论和特创论都位于同样的科学水平。分支系统学家的唯一兴 趣就是在抽象的自然关系图景中分来分去;他们并不关心各种类型是如何形成的。大多数生 物学家依然感到科学有责任提出原因假说,来解释我们所观察到的物种是如何产生出来的。这些假说涉及到过去的事件,而且不像分支图解那样容易检验,但是可以通过许多间接的方法来检验它们。放弃探索便意味着使整个地球过去生命的历史这个问题永远都成为不解之谜 。 鲍勒的描述我们可以看出分支系统学对进化论的挑战,更可以看到当学术界有人质疑进化思想时,进化论者总力图将对方说成是鼓励创造论。 进化论者可能有一点说的有点道理,那就是:“放弃探索便意味着使整个地球过去生命的历史这个问题永远都成为不解之谜 。”基于这个思想,那我们就来看看现代科学的最新发展是如何冲击进化论的。 如果进化论作为研究生命、物种在地球上的起源发展的纯科学行为,大家可能都不会有太大的原则异议。因为虽然圣经信仰宣称上帝创造了这个世界,但没有讲上帝“怎样”创造了世界,也就是没有讲创造世界的详细机理。那么科学作为研究自然的工具,显然能够提供对自然一定深度的认识,尽管科学可能不能回答所有的问题。在现代科学的洪流中大量的基督徒科学家包括许多极有名望的基督徒大科学家,他们对现代科学的发展做出了巨大的贡献。这已经是一个不争的事实。 如果说圣经揭示了人类是从无生命的物质“土”而来,那么我们推论世界上的其它植物、动物也是由无生命的物质而来,显然与圣经教导没有太多冲突的地方,假如我们不是把上帝想象成手握“魔法棍”的老头的话。 作为一个处于现代科学中的科学家,我们在周围的世界处处看到是自然的规律性。如果我们不带偏见,去想象地球上生命的起源,物种的出现与发展,必然会想到自然规律的奇妙作用,而去探究这些规律(后面我们会讲到现代科学的最新发展)。 然而,达尔文主义进化论从一开始就走向了另一个方向。 第一,作为从无生命到有生命的化学进化,达尔文主义进化论强调物质分子偶然随机的碰撞,这势必将地球上从无生命到有生命的过程纳入了一个极其漫长的时间段。虽然在进化论者讲述这一过程时都象讲故事一样流畅(有兴趣的看官可以参考道金斯的有关书籍),但实际的巨大困难却不象讲故事那样容易。 我来讲一个非常有意思的故事。弗朗西斯·克里克在生物学界鼎鼎有名。他的成名在于他率先阐明了DNA 的结构,而后便开始了研究生命的起源。然而,作为偶然随机碰撞的进化思路是如此之难,使他开始怀疑达尔文主义化学进化思想的正确性。他认为:生命是如此复杂,在远古的地球上,即使是最简单的生命结构也不可能自然地出现。为了避开这个困难,他吸收了一些天文学家中流传的思想,即在银河系中存在着许多宜于生命存在的 星球,有一些星球比地球历史要长得多,并且有一些星球具有更适合生命起源的条件。因此,在遥远的过去,在银河系中,有可能会进化出具有技术文明的智能生命。如果科幻中提到的星际旅行不可能实现的话,那么一个文明可能会决定将易于保存原始生命的孢子送出去,以便在尽可能多的星球上开启进化的过程。 当然他的这个奇特思想不为大多数人接受。但却从一个侧面说明了达尔文主义化学进化思想的偏颇。 然而,达尔文主义化学进化思想在抵御上帝创造生命的信念方面却是极其有力的,因为如果地球上生命的产生是由于分子的无规则偶然随机碰撞而来,既无高效的规律,又要极其漫长的岁月,那么上帝就是这样一个不负责任的上帝吗? 所以,从一开始,达尔文主义者就将矛头对准了创造信仰,而后寻求解答。 第二,达尔文主义进化论极力强调物种的竞争斗争,认为那是进化的动力。而新种是替代旧物种的胜利者,旧物种在进化中被淘汰,被消灭。 这个思想也将矛头对准了创造信仰,因为如果这个思想是正确的,那么我们怎么能说上帝的每一段创造都是“好的”(如圣经所言)?新物种的出现不是建立在残酷的斗争之上吗?难道死亡和淘汰灭绝是“好的”? 第三,达尔文主义进化论极力强调进化过程的非方向性。他们认为进化是一个试错过程,只有试对了,才能进一步。在进化过程中没有引导方向的机制。 这个思想也与创造信仰完全对立,因为如果这个思想正确,那么,人们要问的是:上帝不知道自己要创造什么吗?至少可以用一个反馈机制来引导进化的方向啊! 然而,最新科学的发展渐渐地朝着击溃达尔文主义进化论诡计的方向走去。 当我们中的许多人对现代科学中的相对论和量子力学还不求甚解的时候,一个研究复杂系统的崭新方法论却悄悄地兴起了。它就是非线性复杂系统理论。 1996年耗散结构创始人普利高津讲过这样一句意味深长的话:在本世纪末,常常有人问科学的未来可能是什么样子。对于某些人,比如霍金(Stephen W.Hawking),他在所著的《时间简史》中指出,我们接近终结,即到了接近了解“上帝意志”的时刻(我们很多人可能都记得霍金在他书结束时的自负 - 天山客注)。相反,我们认为,我们确实处于一个新科学时代的开端。我们正在目睹一种科学的诞生,这种科学不再局限于理想化和简单化情形,而是反映现实世界的复杂性,它把我们和我们的创造性都视为在自然的所有层次上呈现出来的一个基本趋势。 非线性复杂系统理论最早大概出现在20世纪70年代,它是一大批新兴学科的总称,包括“耗散结构”、“协同学”、“突变论”、“超循环论”、“混沌理论”和“分形理论”等。它们的研究对象尽管不同,但有共同特征,即系统都是复杂非线性系统,或非线性复杂自组织过程。 概括地说,“耗散结构”提供了研究非线性复杂系统的条件方法论;“协同学” 提供了研究非线性复杂系统的动力学方法论;“突变论”提供了研究非线性复杂系统的发展途径方法论;“超循环论”提供了非线性复杂系统的结合途径方法论; “混沌理论”提供了非线性复杂系统的动力过程、图景和状态方法论;而“分形理论”提供了非线性复杂系统的结构方法论。 这种非线性复杂系统理论已被成功地运用到从激光物理、量子混沌、和气象学直到化学中的分子建模和生物学中细胞生长的计算机模拟。在社会科学方面,人们也认识到,人类面临的问题是全球性的、复杂的和非线性的。生态、经济或政治系统中的局部变化,都可能引起全球性的危机。 当科学家们把非线性复杂系统理论与进化论的看法比较的时候,发现了许多冲突的地方。 第一,超循环论专家、诺贝尔奖得主艾根从超循环论的角度把生命起源与信息起源的非线性关系联系了起来。他认为:生命的产生和进化(尽管我们还用“进化”一词,但却有不同的机制 - 天山客注)取决与循环反应系统的非线性关系。而循环反应系统的等级层次决定了生命信息复杂性的程度。 他强烈批评了达尔文主义进化论。他认为在达尔文主义进化论中,反应系统的等级极低(偶然碰撞、试错机制),能够积累起来的最大信息量不足100个核(草) 甘酸,这种核(草)甘酸链是无酶RNA复制序列。其进化极其缓慢,随机性极大,信息量极小,且不能自催化而淘汰率极高,由之进到复杂结构及至人类几乎是不可能的。 艾根认为,简单的超循环系统就可以把信息复杂性扩大到10的4次方个核(草)甘酸。更高层次的超循环过程,可以把信息量扩大到10的7次方个核(草)甘酸。自然过程的这种高层次的超循环系统,不但信息量极大,且可以建立翻译系统,提高复制精度,提高进化水平,并使循环获得“自主性”和“方向性”。 在艾根解释超循环的应用时,我们看到了极其复杂的系统结构与原理。 在讲到物种的多元化时,艾根引人了“拟种”的概念。在艾根看来,拟种就是指由许多同类的突变体构成的群体,而每个突变体就是一个具有超循环结构和功能的分子系统,具有新陈代谢、自复制和突变的能力。只要条件合适(实际上耗散结构理论就是论述复杂结构形成所需要的条件,自然界已经很好地提供了这些条件 - 天山客注),具有自复制能力的这些循环变体总是会自然地形成群体,不断进化(我们一直在用“进化”这一词表达着与传统思想的不同的意思 - 天山客注)。 艾根论及达尔文主义“适者生存”的理念时认为:一方面,它是生存者生存的同语反复(进化论者强调过“适者生存”不是同语反复,看来并不被艾根教授接受 - 天山客注),信息量很低,对说明生命起源没有帮助;另一方面,它不能说明生命起源的机制。比如,它不能说明,为什么所有生命进化都形成了DNA 大分子,这些大分子构成了任何生命的基础,细胞的基础,无论是强大的生命还是弱小的生命都是如此。而且,这些相同的大分子却构成了完全不同的的生物类型,其中包括弱小的生命物种,它们并没有在竞争的斗争中被淘汰。而按照达尔文主义的进化思想,能够存活在地球上的物种将十分稀少,且种类将十分单一。然而,现实世界却不是这样,这是由于非线性的结果。 作为对艾根教授论点的支持,协同论对达尔文主义进化论提出了挑战,也说明了物种之间的复
G. 概要说明热力学和电化学热力学的发展的历史,什么是耗散结构
中医药学是中华民族几千年来与疾病不懈斗争的经验总结,热力学是源于西方的物理化学学科,这两者一古一今、一洋一中,分属两大学科门类.乍看起来, 两者毫无关联,但是仔细分析不难发现,中医药学与热力学“貌离神合”、“灵犀相通”,两者无论在思维方式方面,还是解决问题的着眼点和手法,都有着广泛的共性和相通之处.日前,在“中华中医药科技成果论坛”上,解放军三○二医院药物研究中心肖小河教授提出了中医药热力学观,为重新审视和研究中医药特别是中药药性理论提供了新的视角,也将为进一步阐明中医治法治则、复方配伍规律、中药药效物质基础和品质药效评价等提供一种新的方法体系. 与中医药学灵犀相通的现代学科——热力学肖小河介绍,热力学是研究能量转换的一门学科,归属于物理化学学科.其中的化学热力学、生物热力学一直是物理化学的核心内容,也是当今物理化学中发展最活跃的领域. 热力学又称热动力学,起源于1824年卡诺(Carnot)对热机效率的研究,当时的热力学研究仅研究热与机械功之间的相互转换.随着电能、化学能、生物能以及其他形式能量的发现和应用,热力学发展成为研究热与其他形式能量相互转换所遵循规律的一门学科.热力学的基本原理在化学现象以及和化学现象有关的物理现象中的应用,称为化学热力学;相应地,热力学的基本原理在生命现象以及和生命现象有关的物理现象中的应用,则称为生物热力学,或生物热力学. 热力学的理论基础主要是两个基本定律:热力学第一定律亦称能量守恒与转化定律,主要研究热与其他形式能量之间相互转化的守恒关系.热力学第二定律主要是研究热与其他形式能量之间相互转化的方向和限度的规律. 上世纪七十年代,比利时物理学家普利高津(Prigogine)通过对复杂系统演化过程的深入研究,创造性地提出了耗散结构理论并获得了诺贝尔化学奖.他指出,远离平衡的开放系统,在一定的控制条件下,由于系统内部非线性的相互作用,通过涨落可以形成稳定的有序结构,即耗散结构.耗散结构理论丰富和发展了热力学基本理论,为人们研究包括化学现象和生命现象在内的各种生物、自然和社会的复杂体系,提供了具有普遍指导意义的新思维和新方法. 肖小河认为,简单来说,热力学就是采用宏观的研究方法,即主要依据系统的初态、终态及过程进行的外部条件(均是可以测量的宏观物理量)对系统的变化规律进行研究,而不涉及物质的微观结构和过程进行的机理. 热力学可根据人类实践经验并借助数学知识,用逻辑推理方法得出的具有普遍意义的热力学规律,其结论绝对可靠;但正因不涉及物质的微观结构,所以不能对热力学规律做出微观说明.换句话说,热力学只能告诉人们,系统在一定条件下的变化具有什么样的规律,而不能回答为什么具有这样的规律;热力学只能告诉人们,在某种条件下,变化是否能够发生,若能发生,会进行到什么程度, 但不能告诉人们变化的速率及变化所经过的历程. 肖小河指出,热力学的上述特点和中医药学特别关注机体的状态表现及其系统的平衡或有序性,以机体变化的状态表现作为参照系来研究疾病发生、发展和变化的规律,从而进行辨证论治的思维模式有相通之处. 热力学阐述中药复方配伍关系中药复方配伍研究也一直是中医药研究的难点和热点.长期以来,国内学者主要从药效药理学角度,同时结合药物化学手段,研究中药复方配伍关系和药效物质基础,但至今尚未取得突破性进展.肖小河采用生物热力学方法,证实了中药配伍关系的客观存在. 肖小河认为,中药复方的配伍关系实际上包括两个层面:一是处方中各单味药的药效物质之间的相互作用;二是全方的药效物质与机体之间的药理毒理作用. 从本质上说,无论是药物之间相互作用,还是药物与机体之间相互作用,都属于化学反应范畴.而任何化学反应发生时,均伴随有能量的转移和热变化.这些能量的转移和热变化均可用热力学的理论和方法加以检测与描述. 为此,肖小河以处方组成基本相同或相似但配伍比例不同的两对经典名方 ——左金丸/反左金、麻黄汤/麻杏石甘汤为例,先采用生物热力学方法,定性定量测定复方配伍过程中的能量转移和热变化,建立中药复方配伍关系的生物热力学模型和热谱图;再对发生显著能热变化的配伍关系,结合生物分子标记技术和化学指纹图谱技术诊断和示踪,辅以药理学和天然药物化学实验,阐明其主要药效学及物质基础的差异;然后,以传统给药方式,在临床上进行小样本的辨证施治验证;最后,结合人工智能分析技术,建立基于生物热谱图、生物分子标记和化学指纹图谱等的中药配伍关系数字化高通量检测方法和系统,从而实现了中药复方配伍变化的实时、连续、在线、无损、快速、灵敏. 通过以上研究发现,中药配伍关系是客观存在的,中医经典名方配伍精当, 但不一定都是惟一最佳的组合;生物热力学可以作为刻画中药复方配伍关系的基础方法之一,焓变(△H,指热量输出变化)可作为衡量中药复方配伍变化的客观指标之一.研究还发现,作用于生命体系的复方中药,如组成配比不同,其生物热谱图及主要热力学参数值有不同程度的改变,△H呈现明显而有规律的变化, 并与复方中寒热药性中药的比例之间存在映照关系. 由此,肖小河指出,中药复方通过不同药性药物的配伍作用,调控生命体系能量的代谢、转移和热变化(特别是△H),使机体维系新的稳定有序状态.这可能是中药复方配伍的机制之一. 中医药学与热力学“神交”已久肖小河指出,中医药学与热力学其实“神交”已久,这体现在以下几个方面:两者都重在研究系统的存在状态(初态和终态)和变化方向,而不关注系统的内部构成和变化过程;两者都工于宏观描述而疏于微观分析;两者都讲求系统平衡与调节,远离平衡和开放条件下的生命体系和化学体系,都属于耗散结构.众多的生理病理现象和物理化学现象都可以用耗散结构理论加以阐释.可以预见,借鉴或融会热力学的研究思路和方法,可能会为中医药学研究打开一个新的局面. 肖小河认为,生命体系是一个开放的巨系统,或自组织系统,或耗散结构. 一切生命活动都包含能量流、物质流和信息流的转换(代谢).能量流是生命活动的主导,正常生命体系的能量代谢和转化符合热力学的基本定律,特别是开放系统的热力学第二定律.阴阳五行论、天人合一整体观、平衡观、辨证施治等中医药基本理论,寒者热之、热者寒之、实者虚之、虚者补之等中医治则治法,均遵循了热力学的基本定律,特别是开放系统的热力学第二定律.机体出现异常或生病,就是生命系统内部出现“混乱”、“无序”,患者在接受中医药治疗时, 无论是进行药物,还是针灸、按摩等方法治疗,其实质上是生命系统从外界吸取 “负熵流”(在热力学上,与无序相对抗的自由能和信息都称为负熵),使系统熵增(熵是体系混乱程度的度量,熵增是体系趋于无序状或混乱的增加)减少, 降低混乱度,使其达到新的有序状态或形成新的稳态,从而恢复正常和健康.这也符合热力学的基本理论,特别是开放系统的热力学第二定律. 从中药作用的角度来看,任何中药的药性功能都是通过干预生命活动的能量流、物质流、信息流的转换而实现的.如辛温解表、辛凉解表、温中散寒、益气升阳等就是中药通过干预机体的能量转换而发挥的药性功能;清热解毒、滋阴壮阳、益气补血、益气活血、益气生津、滋阴清热、温阳利水、清热生津等是中药通过干预机体能量-物质转换而实现的;而中药对物质-信息转换的影响,可以产生养血安神、活血通络、消肿止痛、平肝潜阳等药性功能;中药对能量-信息转换的干预,能产生行气止痛、散寒止痛、温经散寒、清热安神等药性功能. 因此,肖小河认为,作为能量转移和热变化的重要刻画工具,热力学是以体系的状态参数为研究对象,可以定性定量测定机体生长代谢过程中以及中药与机体相互作用过程中的能量转移和热变化,能实时、在线、无损、高效、快速地刻画机体的表观状态及其变化情况,符合中医药学整体观、系统观、动态观和平衡观的思维方式和研究手法,有望发展成为中医药基础研究的新手段、新领域. 中药四性的生物热力学研究吃中国红参上火,吃西洋参不上火,这是为什么◇按中医来讲,这是中药四性(寒、热、温、凉)使然.那么,中药四性是否客观存在?如客观存在,能否客观测度?如何测度?其客观本质、作用机制和实际意义如何?长期以来,中药四性一直是中医药基础研究的热点和难点.虽然我国和日本的学者先后从不同角度研究了中药四性对机体生理病理状态及其功能的影响,初步发现四性与中枢神经递质、交感神经-肾上腺髓质系统、前列腺素和环核苷酸、能量代谢、内分泌系统、微量元素等之间存在某些相关性.但从整体上讲,中药四性研究至今尚未取得突破性进展.近年来,中药四性研究几乎处于停滞状态.肖小河认为,完全可以将生物热力学理论引入到中药四性的研究当中. ■热力学可探讨中药四性肖小河指出,“寒、热、温、凉”是中药药性功能的高度概括,在某种程度上也是机体对物理热学变化的一种生理或病理感受.如温热药作用于机体一般表现为功能的亢奋,机体功能亢奋则需要消耗较多的能量,就会产生较多的热量;反之,寒凉药作用于机体一般表现为功能的抑制,机体功能抑制,则消耗能量较少或抑制产热. 另外,中药四性功能实质上就是中药与生物机体之间的相互作用.这种相互作用,可能是物理反应,也可能是化学反应.而任何反应发生时,均伴随有能量的转移和变化(表现为吸热或放热),这些能量的转移和热变化,均可用热力学方法加以检测,用热力学理论加以刻画.微量量热学是一种能够在线跟踪检测且非常灵敏、无损、客观有效的热能检测方法,近年来在化学热力学和生物热力学研究中应用较广泛,有望开发成为刻画中药四性的新方法. ■中药四性热力学研究模式根据以上观点,肖小河初步建立了在中医药学理论和热力学理论的双重指导下,以能量(热量)为基点,以能量-物质-信息转换(代谢)为链条的中药四性热力学研究模式和方法. 首先,采用生物热力学方法,定性和定量地研究不同药性药物的水煎剂和血清药物成分与生物体相互作用的能量转移和热变化,建立中药四性的生物热谱图和热力学模型. 其次,对生物热力学表达差异显著的不同药性的药物,采用DNA分子标记和化学指纹图谱技术进行识别和示踪,以获取寒热药性差异表达稳定的基因片段和与代谢产热有关的化学信号因子,寻找和克隆与寒热药性相关的基因. 第三,辅以血清药物化学分析和血清药理学试验,阐明中药四性可能的物质基础和药性作用. 第四,以传统给药方式,进行小样本的寒热辨证施治的临床验证. 最后,结合计算机技术和人工智能分析方法,阐明中药四性的客观真实性和现代科学基础及其在中医治则、中药鉴定、质量控制、药效评价、复方配伍、中药炮制和新药开发等方面的应用价值. ■热力学方法验证中药四性理论为了凸显中药“四性”的差异,克服研究对象的背景不同,肖小河重点选取中药种类、植物来源、处方组成、化学成分、药理作用和临床应用基本相同或相似的方药,如人参类中药、黄连不同炮制品、左金丸(黄连誜吴茱萸=6誜1)与反左金(黄连誜吴茱萸=1誜6)进行了研究. 通过实验研究,肖小河发现,中药四性是客观存在的,同时也是相对的;生物热力学可以作为刻画中药四性的有效方法之一,特别是焓变(△H)等参数可作为重要的评价客观指标;作用于生命体系的方药,如药材品种不同,或产地不同、或炮制规格不同,或处方配比不同,寒热温凉药性不同,其生物热谱图及主要热力学参数值有不同程度的改变,特别是△H呈现较明显而有规律的变化,并与传统中医对方药的赋性有映照关系.在研究中可以看出,温热药性药物能使供试生物体指数生长期的生长速率常数相对减小,传代时间延长,△H增加较显著;反之,寒凉药性药物能使供试生物体指数生长期的生长速率常数相对增加,传代时间缩短,△H增加较少. 由此,肖小河认为,不同药性的药物作用于生命体系,能调控生命体系能量的代谢、转移和热变化(特别是△H),使机体本身呈现寒热温凉差异,从而形成新的稳定有序状态,这可能是中药四性重要的作用机制之一,也可能是“寒者热之,热者寒之”、“实者泻之,损者益之”等中医治法治则的作用机制之一.
H. “远离平衡态是有序之源”,回答对这句话的看法
耗散结构理论是比利时物理学家普利高津于1969年提出来的。一般说来,开放系统有三种可能的存在方式:(l)热力学平衡态;(2)近平衡态;(3)远离平衡态。耗散结构论者认为,系统只有在远离平衡的条件下。才有可能向着有秩序、有组织、多功能的方向进化,这就是普利高津提出的“非平衡是有序之源”的著名论断。
我想用耗散结构理论探讨下物理的“教”与“学”。
1 全方位开放学生的思维系统
耗散结构理论认为,提高系统有序度的关键是系统的开放。只有通过与外界不断进行物质、能量和信息的交流,系统才具有勃勃生机,才能不断向前发展。因此,必须促进学生思维系统的全方位开放,使学生的大脑处于积极主动的思维状态,从而更加广泛而有效地获得更多的信息。
要有效地开放学生的思维系统,必须拓展教学的时间和空间,拓宽教学的视野。把课堂教学和课外学习结合起来,把理论学习和观察实验联系起来;把物理教学从课堂延伸到课外,从校内扩展到校外。平时,让学生关注我们的日常生活、衣食住行,分析有哪些学过的物理知识和原理;通过各种媒介,了解物理教学领域的最新进展;利用一些难得的机会,做一些有益的观察和思考。例如:让学生搜集报刊杂志或网上的与物理有关的科技新闻,在教室的学习园地上登载;利用外出游览或参观等机会,做一些有益的调查和思考。
2 多渠道增加信息的输入量
首先要注意输入信息渠道的多样化,通过阅读、讨论、实验和练习等多种教学方法,运用录音、录像和电脑等多种教学媒体,尽可能让有关信息多渠道地输入学生的大脑。例如:在讲授“平抛运动”时,可以先做有关平抛运动的实验演示,让学生通过观察得到有关“平抛运动”的感性认识,接着让学生分析课本上关于“平抛运动”的频闪照片,研究其运动特点——知其然;然后再让学生进行思考和讨论,研究“平抛运动”为什么有这些运动特点——知其所以然;在此基础上,还可以让学生观看有关的电脑多媒体课件。有声有色模拟一些诸如“丢手榴弹”等有趣问题;最后再配合教学内容做一些练习。这样教授,多渠道地输入信息,使学生信息输入量。
其次要注意教学方法的灵活性和多样化。机械简单的教学方法,学生会感到枯燥无味,当然教学效果就可想而知了。因此,必须讲究教学的艺术性,针对不同的内容、不同的学生、不同的时间,采取灵活多变的、切合实际的教学方法,从不同角度、用不同方式力求给学生提供生动形象、丰富有趣的信息,从而最大限度地激发学生的注意力,增强了输入信息的效率。例如:对一些物理规律的教学,可以采用“问题探究教学法”,以“提出问题——假设推测——活动验证——得出结论”为教学的一般模式。像进行“动能定理” 、“欧姆定律” 、“愣次定律”等的教学时都可以用这种方法。而对于一些以练习为主的习题教学课,则可采用“创设情景教学法”,以“设疑生趣——初步分析——反馈矫正——强化训练——总结规律”为一般模式;对一些容易出错、容易混淆的问题,也可以用“导致悖论教学法”,以“读——议——练——讲”为模式的“茶馆教学法”等。
3 设法构建思维的非稳态
普利高津认为:“非平衡是有序之源”。当系统处于远离平衡的非稳态时,更加有利于信息量的输入,从而达到更为有序的状态。在物理教学中,如果学生的思维处于高度的非平衡状态,怀着极大的兴趣参与学习活动的话,那么,学生和教师之间、学生与教材之间等都很容易发生共鸣,学生的认识结构就会随着认识矛盾的解决进入更高的有序状态。因而在物理教学中应根据学科的特点、教学内容和学生的具体情况,想方设法构建思维的非平衡态。
首先,在新课的引入时,应努力做到新颖别致、扣人心弦,使之富有趣味性和启发性。例如:在讲授“动量定理”时,教师带着一只高高悬挂的鸡蛋进入课堂,学生的心也被高高悬挂了起来——教师想干什么呢?当演示鸡蛋从很高的地方落到海绵上却没打破时,学生心中的石头总算落了地;但随之又产生了更大的疑问——鸡蛋为什么不会打破呢?这时再来学习“动量定理”,效果就好多了。
其次,在课堂的讲授中,要力求生动形象、跌宕起伏,用多种方式以激发学生的情感。例如:在介绍有关的摩擦种类时,可设计这样一组提问:“我们用铅笔写字时笔与纸间发生的是什么摩擦?”;“用钢笔写字时呢?”;再接着问:“用圆珠笔写字时呢?”学生也会不假思索地回答:“当然也是滑动摩擦。”但他们稍作思考后便发现有所不同了。通过这样的问答,学生很轻易地掌握了滑动摩擦和滚动摩擦的区别了。
最后,在结课时也要注意不落俗套、简洁明快、承上启下,努力做到即能总结本节内容,又能为学习后面内容埋下伏笔,让学生产生继续学习的欲望。例如:在学完“光的波动性”这一单元知识时,可以模仿章回小说结尾方法:”理论和实践都已证明光是一种波,可是正当人们为‘光的波动说’的胜利庆贺时,半路上又杀出一个‘程咬金’,与‘光的波动说’发起了挑战。欲知详情如何,请大家课后预习‘光电效应’这一节。”
4 科学地减少遗忘量
根据耗散结构理论,要提高大脑的有序程度,还必须尽量减少遗忘量,有利于提高学习的有序性。
为有效地减少遗忘,一方面要注意信息输入的正确性和牢固性,即要求学生在学习时力求做到正确理解、深刻领会、融会贯通,决不能满足于一知半解,囫囵吞枣。特别是对于那些容易混淆的内容更是要理清思路,辨别异同,掌握关键,在平时的物理教学中,必须注意方法的指导和能力的培养。在习题课上如果多介绍一些解题的思路和分析的方法,重视多解与多变的训练,也将有利于培养学生分析问题、解决问题的能力。
令一方面还必须科学合理地组织复习,古人云“学而时习之”,复习主要讲究“时”和“习”——首先要把握复习的时机,根据遗忘规律,针对不同的内容确定复习的时间,一般在还没有完全遗忘时复习较好;其次要注意复习的方法,力求形式多样、多侧面、多角度地分析和总结,努力做到在复习的同时又有新的认识、新的提高。
5 努力促进学生的“自组织”过程
学生的思维是一个复杂的开放系统,存在着“自组织”,可以把从外界吸引来的信息经过处理加工,使各个信息单元有机地联系起来,形成知识链,纳入大脑的知识结构中。
发挥学生的主体作用是完成教学的关键。针对某些章节可以采取以学生为主的方法,把提纲给学生,让学生自己阅读,自己组织内容,自己完成教学内容,然后通过讨论,综合归纳内容。这样,增强了学生学习的主动性,调动他们的积极性,对于他们的自学能力大有益处。
教师必须创造条件使学生的思维不平衡,发挥教师的主导作用,使学生的知识逐渐加强,得到良性循环的效果。例如:学生在学习感应电动势之前,已经有了电场、磁场、磁通量等概念。然后在教学中,首先让学生观察实验。问:“实验有什么规律性?”学生:“只要闭合电路中的磁通量发生改变,则此回路中就会产生感应电动势。”接着老师问:“感应电动势等于多少?”进而提出法拉第电磁感应定律。于是学生搞清了感应电动势的概念,建立了关于感应电动势的有序结构。
6 以学生为主体,以教师为主导
学生是学习活动的主体,只有学生主动,积极地发挥主观能动性,热情地接收,消化各种教学信息,才能逐步在大脑中构建耗散结构,即可获得良好的教学效果。在教学过程中,存在着许多不容忽视的问题:其一,教师把学生当成接受知识的“容器”和“储存信息”的仓库。在教学形式上表现为“满堂灌”、“注入式”、“填鸭式”等以教为主的课堂教学模式。这样的课堂缺乏生机,课后对学生的问卷调查中表明,有近80%的学生不喜欢这种教学方式。其二,学生的思维处于非平衡状态较差。学生的思维始终在某个平衡状态附近徘徊,教师、学生、教材和教法之间没有产生共鸣。其三,对个性不同的学生,采用基本相同的教学方法。没有个性也就没有学习上的创新,创新的过程需要一种非平衡机制。在教学中,有些教师忽略了因势利导、因材施教的原则,未能分层次教学,这样只能压抑学生的思维,泯灭他们的个性和创造性,使他们成为知识的奴隶。
7 对学生的“灵感”、“顿悟”应及时点拨
在学生学习知识的过程中,与涨落有密切关系的是“灵感”、“直觉”、“顿悟”等。按照耗散结构理论,系统以无序向有序的演化,因此,教师必须对学生的灵感进行点化,鼓励学生积极思考,及时总结。激发学生在日常生活中捕捉灵感的能力,并执着地寻找答案,使学生增强对物理的好奇心,善于把握稍纵即逝的灵感。
I. 伊利亚·普里高津的科研分枝
杨振宁与普里高津的分歧
在“2004文化高峰论坛”上,杨振宁将近代科学没有在中国萌生规咎于《易经》 。概括起来,杨振宁对《易经》的否定可以归纳为两点:一是说它认识事物的方法只有归纳法,没有推演法。二是不同意天人合一的观念,说是人世间有人世间的规律,自然界有自然界的规律,是两回事,不能合在一起。
普里高津是研究热力学的,然而他得的是诺贝尔化学奖,因为他的“耗散结构”理论并不为主流物理学家所认同。简单地说,耗散结构理论就是认为:事物的演化是由于事物结构的突然变化,而事物结构变化的原因,则是由于事物内部存在一种“自组织”的功能。耗散结构理论是一个既适用于自然界又适用于人世间的理论,这就与天人合一的观念不谋而合了。对于这个观念,主流物理学家——例如杨振宁——则是反对的。于是普利高津将目光投向中国,他在《确定性的终结》中文版序中写道:“西方科学和西方哲学一贯强调主体与客体之间的二元性,这与注重天人合一的中国哲学相悖。本书所阐述的结果把现代科学拉近中国哲学。自组织的宇宙也是‘自发’的世界,它表达一种与西方科学的经典还原论不同的整体自然观。我们愈益接近两种文化传统的交汇点。我们必须保留已证明相当成功的西方科学的分析观点,同时必须重新表述把自然的自发性和创造性囊括在内的自然法则。本书的雄心正是以一种广大读者易于接受的方式阐述这一综合。自本书于1996年问世以来,沿着这条思路又取得了更多的进展。在本世纪末,我们并非面对科学的终结,而是目睹新科学的萌生。我衷心希望,中国青年一代科学家能为创建这一新科学作出贡献。”
事物不仅具有物质性,还具有结构性。事物的物质性表现为质量,牛顿把物体抽象为质量,不管物体的材料是木头还是铁块,都符合牛顿力学。也就是说,牛顿力学不考虑事物的结构性,所以它只能说明物体的机械运动。今天,当人们更深入地认识事物更复杂的运动时,事物的结构性就显得比物质性更为重要。
就拿DNA来说吧。DNA是四种碱基对排列成的双螺旋结构,它载着生命的信息,仅仅因为这些排列些小的变化,就改变了生命的形式。人与人之间的基因差异,只要有0.2%的改变,就变成不同的人种。人类的基因有98%与黑猩猩一样,有51%与酵母菌相同。仅仅因为结构的改变,就演绎出亿万生命的大千世界。如果我们想到:热带雨林中的一支猩猩与北极冰川上的一支企鹅;海洋里游弋的一条蓝鲸与沙漠里跋涉的一匹骆驼;长空里迁徙的一支大雁与地下掘洞的一只蚂蚁;沉睡在古荒原上的一粒细菌与生活在现代都市中的一个人,这一切竟然都是由于这个双螺旋结构的不同造成的,我们就会相信“结构决定事物的本质”。
其实在2300年前,亚里士多德提出的“质料因”与“形式因”就已经涉及到这个问题。亚里士多德在说明质料与形式的关系时说,雕像的质料是青铜,雕像是形式,“雕像之为雕像,不在青铜,而在雕像的本质”。也就是说某事物之所以成为某事物,不在于质料的规定,而在于形式的规定。可以看出,亚里士多德已经感觉到了“结构决定事物的本质”,不过受到时代科学水平的限制,他不可能说得更清楚。
如果以电子、质子、中子为质料,不同的结构可得到不同的原子,直到填充满化学元素周期表。这些化学元素的外观和性质,差别竟有如此之大。
“同素异构”现象和“同分异构”现象告诉我们,即使是品种数量完全相同的质料,不同的结构,也会成为另外的东西。同素异构最著名的例子就是碳原子既可组成金刚石,又可组成石墨。金刚石是自然界中最晶莹最坚硬的物品;石墨则是极黑极软的东西。如此之大的反差仅仅由于碳原子的结构不同,金刚石中的碳原子呈等四面体排列,而石墨中的碳原子呈一种六棱柱排列。同分异构最早发现的是异氰酸银(AgNCO)与雷酸银(AgONC)。从它们的分子式可以知道,它们的全部零件都是一样的,不过结构不同,它们的性质就大不一样:前者很稳定,后者却具有爆炸性。再如乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3),它们的分子式都是C2H6O,但是结构不同,性质也就全然不同了。
J. 用心理学或经济学的研究方法研究刑法前沿问题
经济学有一套以数量分析为特征的分析方法。主要有:实证分析法、边际分析法、均衡分析法、静态分析法、比较静态分析法、动态分析法、长期与短期分析法、个量与总量分析法等。
一、实证分析法:
经济学中的实证分析法来自于哲学上的实证主义方法。实证分析是一种根据事实加以验证的陈述,而这种实证性的陈述则可以简化为某种能 根据经验数据加以证明的形式。在运用实证分析法来研究经济问题时,就是要提出用于解释事实的理论,并以此为根据作出预测。这也就是形成经济理论的过程。
二、边际分析法:
是利用边际概念对经济行为和经济变量进行数量分析的方法。所谓边际,就是额外或增加的意思,即所增加的下一个单位或最后一个单位。在经济学分析中,简单地说,边际是指对原有经济总量的每一次增加或减少。严格地说,边际是指自变量发生微小变动时,因变量的变动率。
三、均衡分析法:
均衡本来是物理学概念。引入经济学后均衡是指经济体系中各种相互对立或相互关联的力量在变动中处于相对平衡而不在变动的状态。对经济均衡的形成与变动条件的分析,叫做均衡分析法。分为局部均衡分析和一般均衡分析
局部均衡分析法,是在不考虑经济体系某一局部以外的因素的影响的条件下,分析这一局部本身所包含的各种因素相互作用中,均衡的形成与变动的方法。
一般均衡分析法,是相对与局部均衡分析法而言的。它是分析整个经济体系的各个市场、各种商品的供求同时达到均衡的条件与变化的方法。
四、静态分析法、比较静态分析法、动态分析法
是完全抽象掉时间因素和经济变动过程,在假定各种条件处于静止状态的情况下,分析经济现象的均衡状态的形成及其条件的方法。
比较静态分析法
是对个别经济现象的一次变动的前后,以及两个或两个以上的均衡位置进行比较而撇开转变期间和变动过程本身的分析方法。
动态分析法
是考虑到时间因素,把经济现象的变化当作一个连续过程,对从原有的均衡过度到新的均衡的实际变化过程进行分析的方法。
心理学研究方法简介
作为一门实验科学,研究的方法在心理学的发展中占有特别重要的地位。现代心理学的各主要流派所形成的研究方法在历史上都有其特定的影响、作用和局限性。用客观的、发展的观点对心理学研究方法的演化过程进行回顾和比较,对于分析、评价和改进目前在心理学研究中所应用的各种方法和提高研究的水平具有积极的意义。心理学家们正重新思考如何建构一个具有综合性、系统性、可操作性和预测力的心理学研究方法体系,在这方面应进一步引入现代科学的理论和概念。
美国心理学家查普林(James P. Chaplin)曾指出:“任何科学发现或概念的有效性取决于达到该发现或概念所采取的程序的有效性”。虽然这个定义只是特指操作主义而言的,但它的确坦诚地表述了科学研究的方法论对科学发展,其中也包括了心理科学发展的重要性。从一定意义上说,科学的发展史在实质上就是科学方法论的演化史。所谓方法论是科学家在从事科学研究的过程中积累和形成的一种研究工作的模式,托马斯·库恩(T.S.Kuhn)称其为“范式”。因此,“科学技术每一次重大进展,几乎都伴随有研究方法的重要进展;反之研究方法的每次发展又总是使人类对自然规律普遍性的认识更深化一步。”科学的发展和体系的形成就是在新旧方法论的交替和进化中实现的,心理学及其研究方法的发展也同样如此。科学心理学自1879年诞生以来,一直是以实验科学作为其特征和标志的。因此,心理学的研究方法在这一百多年中也经历了几个不同的发展阶段,从而达到了目前这样的水平。由于研究的方法论指导对于心理科学的实践有着决定性的意义,因而很有必要对心理学的研究中有关方法论的问题进行回顾、比较和探讨。
一、心理学研究方法发展的几个主要阶段
科学心理学所沿用的研究方法大致经历了以下几个发展阶段:
1.自我观察法——一种对经验的主观主义研究方法;
2.实用主义是机能主义心理学的方法论思想;
3.以操作主义和实证主义为方法论基础的行为主义心理学;
4.格式塔心理学的研究方法——现象学和场论
5.以信息论作为主要方法论的现代认知心理学;
6.以整体论作为主要方法论指导的人本主义心理学。
二、当前心理学研究方法的现状与问题
纵观心理学的发展历程,心理学的研究方法与指导思想经历了一系列的变革和演化。从研究的对象来看,从意识到行为,又回到了意识,似乎转了个大圈子。但是,通过这一循环过程,研究的方法论思想发生了质的飞跃。冯特的自我观察报告和现代认知心理学有关表象研究的心理操作是不可同日而语的。冯特的结构主义心理学所确定的研究对象并没有错,但局限于当时的科学技术水平,没有适当的手段去研究人的内在心理活动过程,只能依赖被试的自我观察这种原始的方法,显然缺乏科学的依据,效果也不可能理想。行为主义心理学作为一个学派已经成为历史,但它给心理科学留下的一大笔财富,即它的研究方法、仪器、测量手段等,今天的心理学家们还有不少人在使用着,行为主义的大量研究成果仍是我们教科书里广泛引用的内容。现代认知心理学的研究领域主要是在心理过程的方面;而有关个性心理和个体心理与发展的研究则是人本主义心理学的王国。从这个发展历史的进程中我们可以看到,心理学的研究方法是建立在一定的哲学思想和科学技术水平的基础之上的。纵然有良好的愿望和确定的目标,如果缺少有效的科学技术手段,仍然是“欲速则不达”。但即使能最大限度地利用和发展研究的技术手段,若不能及时修正和调整研究的目标、对象和范围,甚至在指导思想上“以偏盖全”、“以点代面”的话,行为主义心理学就是一个前车之鉴。
时至今日,心理学的学派之争已基本结束。心理学对基本的感觉研究似乎已经有了较一致的结论:有关知觉的研究正在向更深的层次发展;而记忆和思维的研究则侧重于对信息加工过程的探索;至于对创造性思维的研究发展看来困难更多一些,正在寻找更有效的测量和评价方法;情绪心理学在几个不同的层次上进行着研究,从认知、生理、发展和社会等不同的角度以各自的特定方法和手段去解开人类情绪这个复杂之迷。关于动机和意志的研究,似乎仍然为弗洛伊德的精神分析、赫尔的驱动递减论、勒温的场论、麦克米兰的成就动机论、班杜拉的社会学习理论和海德、凯利以及维纳的归因理论等主要流派所占领。但以马斯洛为首的人本主义心理学则更加强调了对人性、人的价值与人的潜能的研究,并力争解决人们在现实生活中的问题。马斯洛特别强调了整体分析的重要性,提出了反复研究法,即以整体观为前提,通过实验来理解各有关组成部分之间的关系。他还特别重视对个体的研究,认为一般规律不能直接推论个体的特点,而由个体的研究却可以概括出一般的规律。一般规律只能帮助我们去理解个体,但解决个别的问题仍需要用个案法的整体分析手段。
由此可见,心理学的研究方法就目前来说仍尚未达到一致的认识,各个发展阶段、不同研究领域中所产生的各种方法论及其研究方法和技术共存于当今的心理学研究之中。即使在同一个研究领域中,由不同方法论所指导的各种研究方法也常常同时并存。首先应该说,这是一种好现象,也是心理学发展到今天的必然结果。在对待心理学的研究方法问题上,就像对待任何科学一样,不应该也不可能用单一的研究模式去人为地强制性地统一所有的研究工作,心理学的研究尤其需要如此。心理学的研究对象实在是一种最复杂的现象,它有着许多不同的水平、层次、方面和相互作用的关系。对于这样一个复杂的现象,我们的研究决不能简单地以某一种方法去处理。但也不应该用“随心所欲”的态度去对待。那末,怎样才能寻找到一种在当前可以为我们所共同接受、理解并更加有效地运用到心理学研究中去的新方法论呢?这就是当前心理学所面临的一个重要问题。
三、在心理学的研究发展过程中建构新的方法论
无论是否意识到,从事科学研究的工作总是在研究者一定的方法论思想指导下进行的,心理学的研究同样也不例外。方法论的指导作用是如此的重要,它决定了我们的研究目的和达到这一目的所需手段的选择。并非任何研究目的都可以找到研究的手段。当技术还不能提供必要的手段时,原有的目的就必须考虑加以重新选择,寻找某些子目标以现阶段可实行的手段先予以解决,然后再对总的目标进行系统的、整体的、辩证的研究、分析和归纳。心理学研究方法的演化史已经给我们上了一课。鉴于心理学的历史经验,心理学家们已经在探索一些新的研究方法。例如,朱智贤等人曾提出过心理学研究方法的构想。在其有关心理学研究方法的体系中,包括三个组成部分:1.心理学研究的哲学方法论;2.心理学研究的一般科学方法论;3.心理学研究的具体方法和技术。研究心理现象,首先要对人的心理有一个基本的观点,这就是心理学研究的哲学方法论所要解决的问题。科学的哲学方法论并不能替代具体的研究工作,但是任何具体的研究工作是不可能摆脱一定的哲学方法论的指导和制约。心理学的发展历史已经告诉我们,过去的许多学派,虽然曾经取得过令人瞩目的成就并产生过巨大的影响,但都由于他们在哲学方法论上的局限性和片面性而在其后为新的理论和方法论所取代。特别是在当科学技术的发展为我们提供了新的手段时,就更有必要对我们原来习以为常的传统的指导思想进行周密的反思,修正原有理论的错误,弥补不足和空白,才能使研究工作不至于重犯类似行为主义的错误。同时,也能使科学研究的哲学方法论得到不断的丰富和发展。
有了正确的科学研究哲学方法论的指导,还需要形成心理学的一般科学方法论。这个问题的解决取决于科学发展的水平并受到研究工作可能具备和达到的条件的制约。在经历了科学研究的微观阶段(主要是分析的研究)之后,科学的发展已经出现了向宏观阶段(主要是综合的研究)认识的趋势。有关科学研究的一般方法论的思想和理论,具有代表性的就是贝塔朗菲的系统论、香农的信息论和维纳的控制论,即所谓的“老三论”。
而在此之后又出现了所谓“新三论”:普利高津的耗散结构论、哈肯的协同理论和托姆的突变理论。所有这些理论都为现代科学的一般方法论提供了有力的思想。虽然这些理论并非出自心理学,但对心理学的研究工作同样具有深刻的意义和指导作用。而且,正是由于心理学派系林立、众说纷纭的状况,就更需要用像系统论那样的思想方法来描述和解释人的心理这个本身就具有客观系统性的研究对象。正如哲学方法论不能代替科学的具体研究那样,这些科学研究的一般方法论的思想和理论并不能代替心理学的一般方法论指导。心理学有自己的特点和规律,需要建构符合心理学科学发展的一套具有一般指导意义的理论体系和方法论体系。
最后是有关心理学研究的具体方法与技术问题。可以说,心理学现在已经涉及到人类活动的几乎每一个领域,因此在具体研究的方法上和技术上必定有相当大的差异和跨度。具体的方法是与具体的研究问题相联系的。我们略微了解一下就可以看到,心理学在各个不同的领域中几乎运用了所有各种科学研究的具体方法,其中包括了物理的、生物的、药理的、临床的、数学的方法;心理学本身又有实验的、准实验的、非实验的、思辨推论的各种各样的方法。每一种方法都有其特点和长处,但又同时存在着一定的局限性和片面性。心理学的研究对象是复杂的、多层次、多元化和动态的;同时又具有系统性和整体性。我们不仅需要在某个局部问题上对各种心理现象进行深入细致的、微观的分析研究;而且更需要整体的、系统的和动态的思想理论与研究方法,归纳和综合各种心理现象之间的相互关系和相互作用。心理学的理论和学说不能仅仅停留在一种描述性的初级水平阶段,而应该是可操作的、有预测力并有控制力的。这样才能使心理学成为一门既有自己较完整、较一致的理论,包括研究方法的体系;又是“无论在内容上还是在过程中都能运用科学的方法论去解决问题”,具有更为广泛实际应用价值、作用和效果更为显著的现代科学。
儿童心理学的研究方法,主要有观察法、实验法等。
观察法,就是有目的、有计划地观察儿童在一般生活条件下言语和行为的变化,并且根据观察的结果判断儿童心理发展的特征和规律的一种方法。
实验也是一种观察,只不过是一种有控制的观察,即有计划地控制各种条件,在各种条件中,特别引起或改变某一条件,来研究儿童心理特征的变化。常用的实验法有自然实验、教育心理实验和实验室实验。
除了观察和实验两种主要方法以外,还同时运用其他一些辅助的方法,其中最常用的是谈话法、问卷法和作品分析法。
谈话法是通过谈话来了解儿童心理活动的一种方法。因为言语是人的心理活动的最重要外部表现之一。采用这一方法的时候,首先应当根据研究的目的和谈话对象的特点拟订谈话的话题和内容;谈话的话题和内容要求是儿童能够回答和乐于回答,并能从中分析出他的心理活动的;跟儿童进行谈话的时候,必须随机应变,随时提出足以了解有关儿童心理状态的具有灵活性而又恰当的问题;谈话的过程和结果应当由研究者本人或共同工作者作详细的记录,如能用录音机记录,则更为方便、可靠。
问卷法是用书面问题表让儿童填写,从而了解儿童心理的一种方法,如小学生阅读兴趣的调查或中学生理想的调查等等。这种方法的优点是比较简单易行,且同时可以研究很多儿童。但缺点也比较多,儿童的回答往往不能代表真正的心理状态;且仅仅依靠书面回答来判断儿童心理发展情况,常常是不可靠的。
作品分析法是通过对儿童作品的分析来了解儿童心理活动的一种方法。儿童的作品很多,如日记、作文、绘画、各种作业、工艺制作等等。通过这些作品,可以分析儿童某一方面的心理活动。如通过作文、日记,可以分析儿童思维和言语的发展,也可以分析儿童的兴趣和理想的发展。
进行儿童心理学的研究,经常不是单独地采用一种方法,而是根据研究的需要采取综合的方法;或者以某种方法为主,以其他方法为辅;或者交错运用几种方法。例如,儿童心理学上常常采用的追踪研究,就是以长期观察法(日记法、传记法)为主,而以其他方法为辅。又如,在个案研究中,可能是观察、问卷、谈话或访问教师或家长、作品分析、鉴定材料分析、教育心理实验等各种方法互相配合运用。