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本书是以自然科学中的思想实验为研究对象的哲学专著，主要以科学哲学、科学史的学科性质为背景，意在从本体论层面对思想实验进行深入研究，进而探寻思想实验的本质特征及其发挥作用的内在机制，为当代科学前沿的发展难题的消解提供启示。
　　本书主要内容包括思想实验在科学史中的地位重构、思想实验与物质实验的比较研究、逻辑推理在思想实验中的作用、思想实验的本质特征的探寻、思想实验在科学前沿的两个主要方向一一微观和宇观探索中的具体运用，以及思想实验对当代大科学问题的消解。

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  总序（马雷）/ i
  前言/xi
  导论/1
  上篇 理论篇
  第一章 实验在科学中的作用/35
  第一节 实验传统的历史重构/35
  第二节 思想实验的可信性/50
  第三节 思想实验的合法性/56
  第四节 实验对科学理论进步的影响/70
  第二章 思想实验与物质实验的比较/78
  第一节 实验要素的比较/78
  第二节 思想实验与物质实验的本质区别/90
  第三节 思想实验的本体探究/101
  第三章 逻辑推理在思想实验中的作用/115
  第一节 科学活动中的逻辑推理/115
  第二节 悖论性思想实验的逻辑问题/123
  第三节 逻辑推理的局限性/133
  第四章 思想实验的本质特征——条件理想化/137
  第一节 思想实验条件的理想化/137
  第二节 从“理想情况”到理想化/150
  第三节 理想化在思想实验中的运用及其问题/160
  下篇 应用篇
  第五章 思想实验与微观世界的探索/173
  第一节 思想实验与粒子物理学的发展/173
  第二节 标准模型理论的经验新奇性/180
  第三节 世界的简单性与复杂性/189
  第四节 思想实验在微观世界研究中的运用前景/198
  第六章 思想实验与宇观世界的构建/204
  第一节 金鱼缸思想实验：世界究竟是什么样的？/204
  第二节 看不见的世界：理论、模型与创新/208
  第三节 理论预测与事实判断/217
  第四节 世界的实在性/229
  第七章 思想实验与大科学的未来走向/239
  第一节 大科学及其问题/239
  第二节 推动科学发展的两种力量/251
  第三节 我国的科学前沿创新/253