论科学知识社会学中的库恩哲学

论科学知识社会学中的库恩哲学（精选2篇）

1.试论计算机科学中的哲学智慧 篇一

关键词:计算机;科学;哲学;教学

自1946年2月14日世界上第一台计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator)在美国宾夕法尼亚大学诞生以来,计算机技术迅猛发展,元器件越做越小,存贮容量不断增加,运算速度极大提高。虽然计算机的发明和发展属于科学技术范畴,但是,其硬件制造、操作系统设计等无不与人类的哲学思想紧密相联,处处充满哲学思想和智慧。

一、博大从简单中产生

早在文字出现之前,人们就已经开始用简单的符号来记录自然现象了。在与大自然和人自身相处的过程中,人们发现,事物都存在两种对立的状况,如天地、火水、旱涝、来去、生死、有无,等等;为了表示这两种状况,人们发明了两种简单的符号,即阳爻“—”和阴爻“――”。但是,世界上的事物并不仅有两种状况,而且对立的两种状况也是可以相互转换的,正所谓“易有太极,是生两仪,两仪生四象,四象生八卦”;为了表示事物更多的状况和发展变化,必须将阳爻和阴爻按照一定的规律进行重叠,于是形成了八卦,以及后来的六十四卦。易经开始时只有八卦,至周文王扩充为六十四卦,称《周易》。八卦每卦为三爻,共计二十四爻;六十四卦每卦为六爻,共计三百八十四爻。无论是二十四爻还是三百八十四爻,所有爻只有两种爻象,即阳爻“—”和阴爻“――”。

阳爻和阴爻是卦的基础,也可以说,是我们的祖先观察自然、感悟人生的智慧结晶;《易经》充满着哲学的思辨和教益,是中华民族原始理论思维的代表。据说在发明计算机时,西方科学家们受到了东方古代哲学思想的启发。我们知道,计算机基本计数系统为二进制,即“0”和“1”,这与“阴”和“阳”的爻象是相对应的。二种爻象三爻一卦,最多只能构成八卦,即23=8;二种爻象六爻一卦,最多可以构成六十四卦,即26=64。在今天的计算机系统中,一个字节(byte)由八位(bit)构成,相当于二种爻象八爻一卦,最多可以构成二百五十六卦,即28=256。这样少的状态,当然不足以用来表示千变万化的世界。于是,科学家又发明了字(word)的概念,即将两个以上的字节合并起来。如果两个字节合并,即16位,可以表示216=65536种状态;如果三个字节合并,即24位,可以表示224=16777216种状态;如果四个字节合并,即32位,可以表示232=4294967296种状态。如此类推,如果是八个字节合并,即64位,能表示的状态就多得难以想象了。

然而,即便如此,也不能说由64位“0”和“1”构成的数字就足以描述世界了。世界上可能远远不止264种事物,更何况每种事物还自己的特有属性和不同状态,如何表示呢?科学家们又发明了相对独立的编码系统。不同的对象只有在相应的系统里才能被正确解读,否则毫无意义。这就像桌子上放了一只苹果,苹果的形状和颜色对于我们的眼睛是有意义的,苹果的香味对于我们的鼻子是有意义的,而苹果的口味对于我们的嘴巴是有意义的,错位了便没有意义。通过这样的处理,有效地避免了相同编码可能引起的错误,更重要的是,大大地扩展了每个系统的相对独立空间,极大地提高了计算机的存储和运算能力。在数据总线为32位的计算机中,图像解码器能够轻松地解读色深24位的图像。每个像素占用3个字节,从纯黑色(0,0,0)到纯白色(255,255,255),总共可有16777216种不同的组合,足以表现色彩斑斓的世界了。

从2位“0”和“1”,到64位“0”和“1”,科学家们发明计算机的智慧让人敬佩。但是,最让人敬佩的还是科学家们对发明计算机的大胆构想和对计算机发展前景的执著预期。两个简单的数字不断重复就能够描述博大多彩的世界,在计算机发明的初期,科学家们需要有多么大的勇气和多么丰富的想象力才能坚持下去,以完成这个看来似乎不可能完成的任务。

二、逻辑的世界

计算机科学是“1”和“0”的世界,是高电平和低电平的世界,是“接通”和“断开”的世界,是“真”和“假”的世界,是逻辑的世界。

古希腊杰出的思想家亚里士多德(公元前384~公元前322年)被人们公认为逻辑学的创始人,他将关于科学证明的论述从几何学中抽象出来,形成了以同一律、矛盾律、排中律三大基本规律为核心的逻辑体系。亚里士多德强调思维形式与存在形式的一致性,认为逻辑的形式是客观事物存在形式的反映。在亚里士多德看来,形式逻辑不仅存在于是思维之中,也存在于经验世界之中,所以,世界也是形式逻辑的。

在今天的计算机科学中,形式逻辑的规则得到了淋漓尽致地运用。形式逻辑的同一律规定了“1”和“0”的确定性;矛盾律规定“1”不是“非1”,“0”不是“非0”;排中律规定“1”和“非1”、“0”和“非0”不能同真,亦不能同假,如果其中一个为真,另一个必定为假。在计算机电路的设计中,形式逻辑具体表现为简单逻辑电路的与门、或门、非门运算,还表现为复合逻辑电路的与非门、或非门、与或非门运算。计算机中绝大部分电路就是由这些可以对“1”和“0”两种相反状态进行运算的基本逻辑电路组成的,“1”表示真,“0”表示假,运算结果决定程序的走向,控制着计算机操作。例如,以下伪代码即需要通过与门逻辑电路实现:

if a & b then c=on else c=off

如果a为开关1,b为开关2,c为灯泡,在串联电路上,只有当开关1和开关2同时接通,灯泡c才能点亮,否则灯泡c关闭。a、b和c三者逻辑关系真值表如下:

同样,计算机中所有数据都是以二进制信息存储和读取的。“1”表示表示电路接通,有磁信号;“0”表示电路断开,无磁信号。例如,字符“a”十六进制表示为61,转换为十进制为97,转换为二进制为01100001。要将01100001存储到磁盘上,计算机要进行电磁转换:读到0时,计算机将磁头电路中电流关闭,磁头上磁信号消失,磁盘上记录磁信号为无;读到1时,计算机将磁头电路中电流接通,磁头上磁信号产生,磁盘上记录磁信号为有。要将01100001从磁盘上读取,计算机要进行磁电转换:如果磁头没有感应到磁信号,计算机磁头电路中电流关闭,输出“0”;如果磁頭感应到磁信号,计算机磁头电路中电流接通,输出“1”。字符“a”在磁盘上就是一连串断断续续的磁信号,用二进制表示即为一连串交替出现的“0”和“1”,其存储和读取过程如下图所示:

今天的计算机科学家似乎正是在实践亚里士多德的哲学思想。他们殚精竭虑,尽管取得了一些成功,但要走的路还很长。

三、算法中的智慧

算法是计算机科学的重要组成部分。没有算法就没有软件,而对于计算机来说,没有软件就像人没有了思维能力,没有了思想。算法是经验的总结,是人类智慧的结晶,闪烁着哲学思想的火花。

(一)循环算法中的“量变”与“质变”

量变是质变的基础,任何事物在发生质变前都有赖于量的积累。反映到现实生活中,我们要做成任何事情,都必须朝着目标一步一步地向前推进。例如,我们要在黑板上写一句话,就需要一个字一个字地写。那么,在计算机中,我们如何实现类似的目标呢?我们可以用下面的循环语句来实现:

while(*s1++=*s2++);

这是一个将字符串s2追加到字符串s1后面的C语言语句。s1是指向一个字符串(包括空串)末尾的指针,s2是指向另一个字符串(包括空串)开头的指针,s2不断地取值、赋值、后移,直到将字符串结束控制符赋值给s1后,条件判断为假,循环结束,同时追加过程也结束了。紧凑简洁的循环语句将s2中的字符一个一个追加到s1后面,使s1成为一个新的字符串。

在程序设计中,程序员大量使用循环语句,因为循环语句是实现量变到质变哲学思想最有力的工具。

(二)对分法中的“一分为二”

“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”这是《庄子·天下篇》中的名句,包含着物质无限可分的思想。在计算机程序设计的查找算法中,有一个对分查找法,或者叫折半查找法,充分体现了物质无限可分的哲学思想。

对分法首先假定,有一组数字或字符串已经按照从小到大(或从大到小)的顺序排好,要在其中查找某个数字或字符串,我们每次只需要将要查找的数字或字符串与这一组数据处于中间位置的那个进行比较,如果比处于中间位置的那个小,我们就到前半部分去查找,反之,我们就到后半部分去查找。查找方法是再将要查找的数字或字符串与这一半数据处于中间位置的那个进行比较,视大小决定是到一半数据的前半部分查找还是后半部分查找。如此不断重复地使用同样的方法,直至找到或找不到。例如,下列一组姓名已经由小到大排好顺序,要在其中查找“吴晓燕”,查找过程示意如下:

对分查找法将数据从1分成1/2、1/4、1/8……使查找效率成倍提高。由于查找目标是确定的,与物质无限可分的思想不同,对分查找法实际上运用的是一种有限可分的思想。

(三)递归方法中“矛盾”的化解

递归方法是计算机科学中一种很重要的方法。所谓递归就是将一个较大的问题归约为一个子问题,子问题再归约为子问题,直到最后一个子问题,不同层次的子问题与原问题在结构上是相同的,解决问题的方法就是将最后一个子问题作为出口,层层向回求解。从程序设计的角度看,递归方法就是程序调用自身,层层嵌套;程序从嵌套最深的内层开始,逐步向外层求解。

我们知道,著名的“汉诺塔”问题只有用递归方法才能解决。“汉诺塔”问题是:在古代印度的一个神庙前,竖着A、B、C三根祭神用的杆子,最左边的杆子上自上而下、由小到大顺序串着64个盘片构成的塔,要求将最左边A杆上的盘片全部移到最右边的C杆上,条件是可以用中间的B杆作为过渡,一次只能移动一个盘片,在移动过程中,大盘始终不允许放在小盘的上面。根据递归方法,我们可以将移动64个盘片的问题转化为移动63个盘片的问题,先将63个盘片全部移动到B杆上,再将最大的盘片移动到C杆上,最后将63个盘片移动到C杆上。依此类推,移动63个盘片的问题又可以转化为移动62个盘片的问题,移动62个盘片的问题又可以转化为移动61个盘片的问题,直到转化为移动1个盘片的问题,移动过程就结束了。按照这样的算法,n个盘片汉诺塔问题移动盘片的次数是n-1个盘片汉诺塔问题移动盘片次数的2倍加1,依此类推可以得出:

Hanoi(n)=2×Hanoi(n-1)+1

=2×(2×Hanoi(n-2)+1)+1

=2×(2×(2×Hanoi(n-3)+1)+1)+1

=……

=2n-1+2n-2+2n-3+……+22+21+1

=2n-1

因此,64个盘片的汉诺塔问题移动盘片的次数为264-1,即为18446744073709551615次。按一年31536000秒计算,如果每秒移动1个盘片,将64个盘片全部从A杆移至C杆,约需要5849亿年。在现实生活中,这是不可能完成的任务;但是,从理论上说,递归方法可以为我们指出每一個具体的移动步骤。

实际上,计算机科学中的很多问题,都要求我们首先对实际问题进行具体分析,从问题本身抽象出一个数学模型,然后设计一个符合这个数学模型的算法,最后根据算法编写程序,运行程序以解决问题。从哲学意义上讲,就是要求我们透过表面现象,抓住主要矛盾,深入分析本质,掌握变化规律,形成正确认识,最终解决问题。这是我们解决实际问题一种十分有效的方法。

(四)声像中的“动”与“不动”

古希腊数学家和哲学家芝诺(Zeno of Elea,公元前490年~公元前425年)曾提出过“飞矢不动”的理论。他认为,一支射出去的箭,如果我们把它的飞行时间细分成无数个点,那么,在某一个时间点上,这支箭就是静止的。我国古代政治家和哲学家惠施(公元前390年~公元前317年)也曾提出过“飞鸟之景,未尝动也”的说法。芝诺和惠施的论证表明,他们不承认运动是时空间断性和连续性的统一,运动本身就是矛盾,由此否认运动的可能性。

然而,芝诺和惠施关于运动的理论却启发了辩证思维。在计算机科学中,运动是时空间断性和连续性辩证统一的思想得到了完美的应用。实验表明,外界事物的视觉信号传入人类大脑需要一段时间,光的作用结束后,视觉形象并不立即消失,可以在人脑中停留约1/24秒。那么,如果我们在1秒内看到24幅相近的图像,我们就会感觉这1秒钟内事物的运动是平稳连续的。据说,中国宋时的走马灯就是巧妙地利用了人类的视觉特性;1828年,法国人保罗·罗盖特发明了留影盘,一个圆盘的一面画了一只鸟,另一面画了一个空笼子,当圆盘旋转时,鸟就出现在笼子里。

其实,人类的听觉也具有同样的特性,所以,我们可以对声音在时间上进行切分,不同的采样率决定了声音品质的高低。计算机科学正是利用人眼和人耳的迟缓特性,设计相应的编码和解码算法,用一幅幅静态图像和一组组声音采样构成动态声像,制作和播放惟妙惟肖的电影等声像资料。

人类视觉和听觉上的迟钝,造成视觉和听觉上的可错时性和可错位性,造成视听器官对声像在时空上的不确定性产生了适当的容忍度,以至于今天的计算机技术能够轻松地用声像去记录和重现现实世界;如果我们目明可察秋毫,耳聪可闻蚁动,目明耳聪到了极至,对瞬间细微的变化也不放过,那么,我们就能够看到和听清所有生物的脉动生息,岂不在惶恐之中度日?“水至清则无鱼,人至察则无朋”。无论从什么角度讲,模糊都造就了一种美。

四、具体与抽象的哲学方法

认识从实践中产生,又反过来指导实践,这就是实践、认识、再实践、再认识的认识论思想。在计算机科学中,面向对象的程序设计方法深刻体现了认识论的一般规律,充分展示了具体——抽象——具体的哲学方法。

面向对象的思想就是用面向对象的观点和方法来认识和描述客观世界。客观世界中的任何事物都可以称为对象,面向对象就是从客观实际出发,具体对象具体分析,去粗取精,去伪存真,由此及彼,由表及里,建构关于对象的数据模型和对象间的通信关系。例如,人都是有姓名、性别和年龄的,我们就可以依据这些得到关于人的抽象概念;当然,如果对象具有某些动作特性,也可以作为操作考虑进去。于是,我们可以建立以下关于人的数据模型:

class Person

{

public:

char Name[20];

char Sex;

int Age;

};

关于人的数据模型是从许许多多人的特性抽象而得来的,人作为对象是具体的,人的类概念是抽象的,这个阶段是一个从具体到抽象的过程。有了抽象的类概念之后,我们就可以用它来方便地解决具体问题了。例如,如果我们需要记录一个顾客的有关信息,就可以:

Person Customer;

?摇strcpy(Customer.Name,“Mary”);

?摇Customer.Sex='F';

?摇Customer.Age=28;

语句Person Customer就是创建一个具体的对象,后面三条语句是将详细信息赋予我们创建的对象。Person是抽象的类概念,而Customer是具体的对象,这个阶段是一个从抽象到具体的过程。

实际上,不仅仅是应用软件,计算机操作系统的设计也普遍运用了由具体到抽象再到具体的哲学方法。为了做到公平分配计算机资源,科学家依据生活中排队的方法创造了队列机制;为了提高运行效率,科学家模拟工作中分工协作的方法创造了并发机制;为了防止和打破无休止的僵持和停滞局面,科学家创造了各种消除进程死锁的机制。可以说,计算机科学中由具体抽象而来的方法和机制比比皆是,而我们在计算机上每一次点击鼠标或输入数据,就是这些抽象的方法和机制在悄然帮助我们调度计算机资源,以完成我们的具体任务。

毫无疑问,计算机及其科学是一个世纪以来人类最重要的发明,它改变了世界,同时也改变了人类的思维方式。然而,我们在为科学家们的聪明才智叹为观止的时候,千万不要忘记,也许从科学家思考发明计算机的那一天起,人类的思维就已经走入难以回头的死胡同。无论是普林斯顿结构还是哈佛结构的计算机,其基本機制都是建立在二进制逻辑之上的。这种机制是脱离了具体对象和内容的一种抽象,是与内容分离的纯粹的形式逻辑,甚至无法与爻象或卦象相媲美;而人类思维是历史的和辩证的,是主观与客观的统一,是形式与内容的统一,是形式逻辑与辩证逻辑的统一,这是发展至今的计算机科学所难以企及的。

在亚里士多德去世2100多年以后,德国哲学家黑格尔(1770~1831)对他创立的逻辑学进行了猛烈的批评,并对其进行了辩证法的改造。从科学技术角度讲,世界正缺少黑格尔式的能够大胆对计算机的逻辑和机制进行辩证法改造的科学家。如果我们能够自觉地在教学中将哲学思想与科学技术融为一体,在传授科技知识的同时,时刻不忘启发学生的哲学智慧,这对培养学生的创新精神和能力将大有裨益。只要我们坚持这样教学,我们就有理由相信,对于计算机科技的革命性进步,世界不需要再等待另一个2100年。

参考文献:

[1]肖萐父,李锦全.中国哲学史[M].人民出版社,1984.

[2]冒从虎.欧洲哲学通史[M].南开大学出版社,1986.

[3]施彼德.脉冲与数字电路[M].中国人民解放军电子工程学院,1994.

[4]李春葆.C程序设计教程[M].清华大学出版社,2004.

2.论哲学社会科学研究成果的转化 篇二

论哲学社会科学研究成果的转化

一般说来,自然科学和哲学社会科学研究成果都能直接或者间接地转化为生产力,共同推动社会的`发展.但是,在科研管理上,重视自然科学成果转化而忽视哲学社会科学成果转化的现象普遍存在,许多有价值的哲学社会科学研究成果被搁置一旁,无人问津.作为新时期的科研管理工作者,应充分认识哲学社会研究成果转化的重要性,改变只重视自然科学研究成果转化而忽视哲学社会科学研究成果转化的观念,努力做好哲学社会科学研究转化工作,使其更好地服务于我国改革开放和现代化建设事业.

作 者：周春丽 吴鸣虎 作者单位：咸宁学院,科研处,湖北,咸宁,437005刊 名：湖北社会科学 PKU英文刊名：HUBEI SOCIAL SCIENCES年，卷(期)：2005“”(9)分类号：C1关键词：哲学 社会科学 成果 转化