化学中理性思维的规律和规则 Rationizing Thinking in Chemistry 黄荣彬 （厦门大学化学化工学院） 2013 12 21 莆田

1. 化学中理性思维的规律和规则 Rationizing Thinking in Chemistry 黄荣彬 （厦门大学化学化工学院） 2013 12 21 莆田 电子邮箱：rbhuang@xmu.edu.cn

2. 主讲教师简介： 1977---，厦门大学化学系无机化学本科、硕士研究生学习，留校执教至今。1995年教授，1998年博导；无机化学研究所所长。 1993-94年香港科技大学化学系访问学者； 1996年获中国化学会青年化学奖； 1999年香港中文大学化学系访问学者； 2001-03年美国哈佛大学Rowland研究所访问学者; 2006年国家自然科学奖二等奖; 发表学术论文300多篇(包括 Science, JACS, Angew. Chem.等顶级国际期刊); 研究领域：原子团簇化学； 主持完成多项国家科研项目； 主讲化学本科“无机化学”(国家精品课程)，“逻辑与化学”；硕士生“高等无机化学”，博士生“晶体结构测定”等课程。

3. 一、引言 XX大学 化学与分子科学 学院 XX大学 化学与分子工程 学院 XX大学 海洋与地球 学院 有没有问题？

4. 中国医学科学院 医学 ------ 传统医学 和 现代医学 医学科学----所有的医学都是科学。 传统医学 和 现代医学 区别在哪？ 中国古代科学和技术很先进? 中国中医科学院 ? 科学是什么？ 什么是科学？

5. 科学技术是第一生产力。 1、科学和技术 2、科学的技术 3、科学及其技术 术： 方法 （本义 和 引申义） 技术：根据 生产实践经验和自然科学原理 而发展成的各种工艺操作方法（术）和 技能------《辞海》

6. 推敲推敲： “卤化氢的水溶液叫做氢卤酸”---摘自无机化学教科书 卤化氢不是酸，卤化氢的水溶液才是酸？ 气体HCl不是酸，HCl水溶液才是酸？ 盐酸不是酸，盐酸水溶液才是酸？ 硫酸不是酸，硫酸水溶液才是酸？ 氢氯酸_百度百科: 盐酸是氢氯酸的俗称，是氯化氢（HCl）气体的水溶液，是一元强酸。

8. 无化学反应平衡 不可逆化学反应（不存在逆反应） 化学反应 可逆化学反应（存在逆反应） 正逆反应速率相等 化学反应平衡 不可逆化学反应（不存在逆反应） > 107 浓度不变 平衡常数 可逆化学反应（存在逆反应） <=107 “原则上讲，几乎所有的反应都有可逆性。” 等同于“所有的反应都是可逆反应” （？）

9. 北大校长、中科院院士 周其凤 教授： “我认为美国的教育一塌糊涂，他们的每一任总统都不懂的尊重人，总是把自己的意愿强加于别人，如此看来，他们的教育是一塌糊涂的。” “美国的每一任总统都不懂的尊重人” ^ “美国的每一任总统总是把自己的意愿强加于别人” →“美国的教育一塌糊涂” 从这两个前提能否推出这个结论？ 思维品质并不高。

10. 关于周其凤院士推断美国教育一塌糊涂，有文章批评说：关于周其凤院士推断美国教育一塌糊涂，有文章批评说： “我知道周校长所学专业是化学，所以也就很能理解他在逻辑学上的短腿。” 这句话作者应用的是三段论演绎推理，省略了大前提。如果复原，则成： 凡学化学专业的人都是逻辑学上短腿的， 周校长是学化学专业的人， 所以，周校长是逻辑学上短腿的。 “凡 学化学专业的人都是逻辑学上短腿的” ^ “周校长是学化学专业的人” →“周校长是逻辑学上短腿的”

11. 这是一个“完善格”的三段论，推理是严密的。大项、中项、小项齐全，大前提、小前提、结论具备，中项至少周延了一次。演绎推理是得出必然性结果的推理，当然前提必须正确。在学化学的人看来，这个前提是不成立的。可是，有此例，非化学专业会认为学化学的人是逻辑上短腿的。 这是一个“完善格”的三段论，推理是严密的。大项、中项、小项齐全，大前提、小前提、结论具备，中项至少周延了一次。演绎推理是得出必然性结果的推理，当然前提必须正确。在学化学的人看来，这个前提是不成立的。可是，有此例，非化学专业会认为学化学的人是逻辑上短腿的。 概念模糊以致缺乏判断力 不遵守规则以致胡乱推理 需要学习逻辑学知识

12. 批评性思维是理性思维。

13. 逻辑是人的抽象思维（理性思维），是人通过概念、判断、推理、论证来认识、理解和区分客观世界的思想过程（思维）。 逻辑学就是关于思维规律的学问（知识体系）。（思维的“语法”） 形式逻辑学----撇开内容，仅研究思维形式的 规律和规则。 数学是最纯粹的形式学科。 数理逻辑------为机器智能制定规则。

14. 内容和形式： • ⑴ 所有的金属都是导电的， • 水银是金属； • 所以，水银是导电的。 • ⑵ 凡是有数量的都是可以测量的， • 凡是存在的都是有数量的， • 所以，凡是存在的都是可测量的。 • 学习是存在的， • 所以，学习是可以测量的。 • ------内容，由各学科决定。 • 所有的M都是P， • 所有的S都是M， • 所有的S都是P。 • -----遵守形式逻辑的规律和规则。

15. 形式正确 ← 内容正确 （必要条件） 只有形式正确，才内容正确 “形式正确”是“内容正确”的必要条件。 形式正确，内容不一定正确。 如果牛奶是白的，那么，长江是中国最长的河流。 ¬形式正确 →¬内容正确 （¬表示否定） 如果形式不正确，那么内容不正确

16. 形式逻辑的规律和规则： 1、 基本规律： 普遍适用 同一律----混淆概念/论题；偷换概念/论题 “A是A”，即 “A→A” 矛盾律----思想不能自相矛盾 “A不是非A”，即 “ （A∧A）” 排中律----模棱两可 “A或者非A”，即 “A∨A” 确保思维的确定性，即，同一性、无矛盾性和明确性。 2、各自的规则： 例如，三段论推理是建立在公理上的，有五条规则。

18. 二、关于概念

19. 1、概念是什么？ 在客观世界中，存在着各种各样的事物(人类的认识对象)，任何事物都具有这样或那样的性质。例如，质、量、色、味、时空、性能、功用等性质，以及和其他事物之间的相互关系。这些性质和关系，我们通称为事物的属性。可以说一切事物都是由属性组成的，任何属性都属于一定的事物。 这些属性是可以被人认识的，可用语词表达出来。 全人类尽管语言各不同，但表达的概念是一样的，

20. 概念是反映事物对象本质属性的思维形式。 • 概念与感觉、知觉、表象有着质的区别。感觉、知觉、表象是反映对象的具体形象的。在具体形象中，对象的本质属性和非本质属性是混合在一起没有分开的。 • 概念不是反映对象的具体形象，而是抽象地反映对象的本质属性，舍弃了对象的非本质属性。所以，概念具有抽象性和概括性。 • 概念是人类理性思维的基本单位。

21. 2、概念的内涵和外延 • 概念反映对象的本质属性，同时也就反映了具有这种本质属性的对象，因而概念有客观的内容和确定的范围，这两方面分别构成了概念的内涵和外延。 • 概念的内涵就是指反映在概念中的对象的本质属性或特有属性。回答“事物对象是什么？” • 概念的外延是指具有概念所反映的本质属性或特有属性的对象，通常称为概念的适用范围（用欧拉图表示）。回答“事物对象有哪些？”

22. 明确概念-----就是明确概念的内涵和外延

23. 内涵和外延的反变关系: • 内涵： 人—— 女人——名女人——单身名女人 • 外延：人类全体--- 一半 --- 更少了---- 又更少了 • “有脊柱的人”（不存在没有脊柱的人），是没有意义的内涵增加。 对概念内涵和外延的关系 有不少错误认识。

24. 概念的限制与概括 • 概念的限制，就是通过增加概念的内涵以减少概念外延的逻辑方法，它使一个外延较大的属概念过渡到一个外延较小的种概念。 • 例如，“学生”---“高等学校学生”---“福建高等学校学生” • 概念限制的极限是单独概念。 氧化物---金属氧化物---过渡金属氧化物----第4周期过渡金属氧化物 • 要用概念本身的逻辑特性和具体论域来加以限制，否则，可能犯“限制不当”的逻辑错误。例如：“错误的谬论”， “有脊柱的人”（不存在没有脊柱的人） • 概念的概括------相反的过程

25. 3、 概念的种类 单独概念和普遍概念： • 单独概念是指反映一个特定对象的概念，它的外延是一个独一无二的事物。例如，“中华人民共和国刑法”、“杭州市”、“鲁迅”等都是单独概念，它们反映的对象都是一个独一无二的个体。 • 英语中单独概念的词语的首字母需大写，容易识别。 • 汉语中没有区别，易混淆。“科学发展观”从词语上看不出是单独概念，“胡锦涛发展观”就是单独概念。 • 单独概念不能划分。

26. 否定概念外延 肯定概念外延 集合概念和非集合概念： 集合概念是反映事物集合体的概念。集合体就是由两个或两个以上的个体经过组合构成的一个统一整体，这个整体所具有的本质属性不为组成它的个体所具有。 肯定概念和否定概念： 反映对象具有某种属性的概念。 反映对象不具有某种属性的概念。 赞成---不赞成（反对和弃权） 正数---不是正数（零和负数）

27. 不是动物 动物 马 非马 不白 的马 白色的马

28. 4、概念外延之间的关系: “化学与分子科学 学院”

29. 不同属的相异关系 “海洋与地球学院” 感性认识，苹果属于苹果树。 海洋属于地球。 理性认识，苹果是果，苹果树是树。海洋不是地球。 同属的相异关系 反对关系 矛盾关系

30. 否定概念外延 肯定概念外延 肯定概念与否定概念： 可逆反应与不可逆反应完全反应与不完全反应 是矛盾关系。

31. 矛盾法则: 如果 反应==可逆反应 成立，那么就像“有脊柱的人”，虽然增加了“可逆”限制，内涵似乎增加了，外延并没有增加。

32. 5、划分 • 以事物对象的一定属性为标准，将一个属概念分成若干个种概念，以达到明确其外延的逻辑方法。 例如： 小说可划分为长篇小说、中篇小说和短篇小说。

33. 子项不全 1、划分必须相称 多出子项 2、子项必须相斥（相异关系、并列关系） 3、标准统一 4、不能越级 概念划分的规则: 分类 是 划分的一种特殊形式。 列举 是不完全的划分。

34. 医药的划分 传统医药 现代医药 （现代医药建立在物理学、化学、生物学、生理学、人体解剖学基础之上） 藏医药 汉医药 苗医药 我国传统医药 他国传统医药 （现代医药-----发源于西方，全人类通用，不分东西方） 印度传统医药 德国传统医药 中华人民共和国宪法： “第二十一条 国家发展医疗卫生事业，发展现代医药和我国传统医药，---”

35. 中西医结合，中西医之争---------思维的片面性缺陷中西医结合，中西医之争---------思维的片面性缺陷 医学-----中医 和 西医 “认为” “证明”

36. 划分与分解的不同： ① 划分是根据概念的属种关系，把一个大类（属）分成许多小类（种）； 分解是把一个整体事物分成各个组成部分。 ② 划分后的种概念具有属概念的属性； 分解后组成部分不具有整体事物的属性。 ③ 划分后的子项可以用母项的名称去指称， 分解后的部分则不能用整体的名称去指称。 例： 人分为男人与女人。 人分为手、脚、头、胸、腹等。

37. 轮胎 汽车 汽车 发动机 轿车 公交车 货车 变速箱 分解 与 划分 “海洋与地球学院”

38. 无化学反应平衡 不可逆化学反应（不存在逆反应） 化学反应 可逆化学反应（存在逆反应） 正逆反应速率相等 化学反应平衡 矛盾法则 ？ 不可逆化学反应（不存在逆反应） > 107 浓度不变 平衡常数 可逆化学反应（存在逆反应） <=107 “原则上讲，几乎所有的反应都有可逆性。”（ ？） 如何证明不存在不可逆反应？为什么用可逆号？ 化学反应 a 可逆反应 不可逆反应 b a和 b还是可逆反应。

39. 无化学反应平衡 不可逆化学反应（不存在逆反应） 化学反应 可逆化学反应（存在逆反应） 正逆反应速率相等 化学反应平衡 完全的可逆化学反应（程度很大） > 107 浓度不变 平衡常数 不完全的可逆化学反应（程度不大） <=107 化学反应 完全 可逆反应 不可逆反应 不完全

40. “物质”的划分： 光子、中子、电子、质子等不是化学物质，但它们是物质。 化学物质

41. 实体物质 物质 有尺寸，静止质量不为零 非实体物质 非化学物质 化学物质 已知的化学物质 未知的化学物质 纯净物 混合物 均匀混合 物 非均匀混合物 单 质 化合物 无机物 有机物 其他化合物 氧化物、酸、碱、盐，等等

43. 化学作用力的划分：

45. 质子、中子等也是微粒。

47. 荷电分子（离子） 分子 不荷电分子 分子 不带电的分子 带电的分子 正电荷 负电荷 分子----- 保持化学性质的最小微粒。 离子----- 带电的保持化学性质的最小微粒（？） 二分法：矛盾关系 单原子分子 分子 多原子分子 离子 和 分子 不能并列。离子之间存在范德华力。

48. 逻辑学的条条框框并不妨碍创新，相反，可以发现创新。如果一个事物对象，它的本质属性不在条条框框里，那肯定是新东西。有了条条框框，还可以防止遗漏事物对象，考虑问题更严密。 元素周期律为许多新元素的发现做出很大贡献。 我们国人只道中医与西医，不但没有创造出新医学，还忽略了很多的医学。

49. 6、定义---内涵定义和外延定义 • 内涵定义就是明确概念内涵的逻辑方法，即揭示概念所反映的事物的本质属性或特有属性的逻辑方法。例如： 商品就是用来交换的劳动产品。

50. 定义的结构： 定义通常由三部分构成: 被定义项（DS）、定义联项、定义项（DP）。 例如： 形式逻辑学+ 就是+ 研究人们思维形式的结构及基本规律的学问。