格物致理：批判性科學思維（簡體書）

教育部高等學校物理學本科指導性專業規范人才培養提出了"素質、能力和知識"三個基本要求，其中在創新能力方面，首次強調了培養學生應具備"批判性思維能力"。《格物致理·批判性科學思維》目的在于使理工科學生更富于批判性地思考我們周圍的這個科學世界。探討了批判性思維的幾個核心要素：解讀、分析、評價、推理的意義；對論辯、悖論和博弈論進行了深度解讀；列舉了大量物理實例來闡明科學發現中質疑、邏輯和想象的作用；最后還設計了一些思維能力測試選擇題目。《格物致理·批判性科學思維》共8章。《格物致理·批判性科學思維》適合于普通高等院校理工科各專業的素質教育用書，可選為文科物理教材，本科生學習力學、熱學及統計物理的輔導材料；對大學新生入學教育有積極作用，亦不失為一般讀者了解物理學背后故事的有益讀本。

包景東：北京師范大學物理學系二級教授、博士生導師、物理學與核科學學位分會主席。1984年本科畢業于武漢大學物理系，1992年在中國原子能科學研究院獲理學博士學位。兼任國家自然科學基金委學科評議組成員、全國高校計算物理教學研究會副主任、全國蒙特卡羅方法專委會副主任、《大學物理》副主編、《計算物理》和《原子核物理評論》編委。研究領域為統計物理、核理論和計算物理，迄今發表包括PRL(A,C,E)等論文200余篇，著有《反常統計動力學導論》、《經典和量子耗散系統的隨機模擬方法》、《熱力學與統計物理簡明教程》、《力學》。獲中國青年科技獎、寶鋼優秀教師獎、北京市教學名師、北京市高等教育教學成果一等獎、中國氣象學會青年科技一等獎、國家教委科技進步獎，享受國務院政府特殊津貼。

你是否有過以下類似的經歷：
在這樣一個信息爆炸的時代，不知道如何甄別和提取有價值的信息；
在聆聽報告或參加討論時，不知道怎么提出合適的問題、有新意的推斷、有根據的反駁；
閱讀本書，你將找到問題的根源，并學會如何解決。
你是否了解牛頓、愛因斯坦、霍金、費曼、楊振寧等物理學大師是如何運用批判性思維的？閱讀本書，你將找到答案。
你是否擔心無從檢驗自己的批判性思維能力如何？別擔心，本書精心設計了適量的思維能力訓練題來幫你進行練習。
還猶豫什么？讓我們與作者一起在科學的世界里開始充滿奇趣和挑戰的批判性思維之旅吧！

前言
第1章 批判性思維
1.1 思維的種類
1.2 邏輯學的基本概念
1.3 客觀、美學和想象力
1.4 認識批判性思維
1.5 基本技能和態度
1.6 學術范疇的批判性思維
1.7 運用批判性思維的障礙
1.8 批判性閱讀、做筆記及寫作
第2章 論辯、悖論和博弈
2.1 什么是論辯？
2.2 論辯的特征和識別
2.3 認識悖論
2.4 從經典到量子悖論 前言
第1章 批判性思維
1.1 思維的種類
1.2 邏輯學的基本概念
1.3 客觀、美學和想象力
1.4 認識批判性思維
1.5 基本技能和態度
1.6 學術范疇的批判性思維
1.7 運用批判性思維的障礙
1.8 批判性閱讀、做筆記及寫作
第2章 論辯、悖論和博弈
2.1 什么是論辯？
2.2 論辯的特征和識別
2.3 認識悖論
2.4 從經典到量子悖論
2.5 博弈論
第3章 科學家如何運用批判性思維
3.1 科學發現始于問題
3.2 物理定律的本性
3.3 牛頓的批判性思維之路
3.4 愛因斯坦的突破性
3.5 費曼風格
3.6 霍金喜歡打賭
3.7 楊振寧興趣| 準備| 突破三部曲
3.8 科學方法貼近教育
第4章 批判性思維在科學事件中的作用
4.1 自然法則勝過基本假設
4.2 模型在于解釋自然而不是賦予自然
4.3 物理學中的意外實驗
4.4 不存在與圖像或理論無關的實在
4.5 科學的詭辯：電子雙縫實驗
4.6 實在問題：EPR 佯謬和貝爾不等式
4.7 量子力學對人類社會帶來巨大影響
4.8 共振：粒子是如何探測出來的？
第5章 讓邏輯糾正錯覺
5.1 力學和它的黃金律則
5.2 混沌破滅了拉普拉斯夢想
5.3 質量是什么？
5.4 大尺度力學效應
5.5 和諧的力學世界
第6章 “不可能性”體現正面價值
6.1 能量轉換與守恒
6.2 可逆與不可逆過程
6.3 猜測與推理并舉
6.4 熱力學時間之箭
6.5 無處不在的熵變
第7章 連接微觀和宏觀世界的橋梁
7.1 從“砸蛋中獎”談起
7.2 用微觀狀態解釋宏觀現象
7.3 經典和量子的分界線
7.4 當代科學方法論
第8章 思維能力訓練
8.1 需關注的問題
8.2 力學
8.3 熱學與熱力學
8.4* 統計物理學
最后的話

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第 1 章 批判性思維
兩位中世紀思想家如是說：“我疑故我知”(安塞姆)；
“我思故我在”(笛卡兒)。
一位旅居北美的華裔學者比較了他在國內念本科生、國外讀研究生的經歷，寫下了如下一段文字：在國內做學生時，我經常看到書里說，認識、實踐和繼承前人的經驗傳統的過程，就是“去偽存真、去粗取精、由此及彼”的過程。但是，到底怎么去進行這些工作呢？直到在英國和加拿大的研究生課堂上，我才不斷地、而且是痛苦地體會到自己缺乏的東西：對思想和論證的合理分辨、解釋、挖掘和擴展的能力。在聆聽西方同學們的分析發言時，我坐在那里，不知怎么提出合適的問題、有新意的推斷、有根據的反駁，……多半時間里我只是一個討論班上的聽眾，對討論的主題沒有貢獻。這個故事表明，缺乏認知發展和批判性思維基本功訓練的學生們，在開放、求真和反思面前會顯得無力和迷茫。那么，什么是批判性思維？如何提高批判性思維能力？讓我們就此在科學的世界里開始充滿奇趣和挑戰的批判性思維之旅吧！
…… ……
?
第 2 章 論辯、悖論和博弈
“非常肯定的一條真理是，當我們沒有能力確定怎樣做才對時，那我們應按最有可能是對的去做。”
——笛卡兒(René Descartes，1596—1650)法國哲學家和數學家
批評之前先了解。完美的辯論家能夠總結出對手的觀點，而且通常做得會比那些人原本做得更好。同樣地，批判性思考者在對某個見解發表意見前會花時間去了解它。
注意熱點問題。很多人都有自己認為的“熱點問題”，即那些能引起強烈情緒和爭論的問題。要記住我們可以改變甚至放棄自己的觀點，你可以運用批判性思考技巧，在檢驗不同觀點上變得更加熟練。
樂于懷疑。在快餐式的社會中，花時間停下來、看看、核查、思考、細想多種想法，接受不確定性這種意愿會使我們繼續探索。
…… …
第 3 章 科學家如何運用批判性思維
“讓想象力在正確判斷力與基本信條指導下自由翱翔吧，但還要通過實驗對它加以限制與指導”
——法拉第語，摘自《探求萬物之理》
為什么我們要關注科學事件中的批判性思維及科學家如何運用這一思維呢？科學史上流傳著太多我們耳熟能詳的故事，它們帶著強烈的傳奇色彩，在孩提時代曾那樣打動我們的心靈，喚起對于天才們的深深崇敬和對于科學的無限向往。例如：阿基米德的浴缸，牛頓的蘋果，瓦特的茶壺，愛因斯坦的小板凳……然而時至今日，我們再度回頭審視這些傳說，卻會發現許多時候，它們的象征意義過分濃厚，從而不可避免地掩蓋了歷史的本來面目，摻入了太多情感的成分。令人吃驚的是，大家從小所熟悉的那些科學家的故事，若是仔細推敲起來，幾乎沒有多少是站得住腳的，傳奇最終變成了神話，而我們也終究長大。長大后的我們對科學還虔誠嗎？捫心自問！我們遇事兒是情感思維還是邏輯思維占了上風？