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《科技導報》專題導讀:科學思想和思維創新

《科技導報》專題導讀:科學思想和思維創新
《科技導報》專題導讀:科學思想和思維創新

《科技導報》2024年第10期出版了“科學思想和思維創新專題”,刊登了《淺議科學與哲學》《純基礎研究中科學思維的探讨》《哲人科學家:人類思想史上路标的設定者》等12篇專題文章,聚焦于科學思維與哲學的融合,探索科研創新方法及其在當代科技領域的應用。

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1

淺議科學與哲學

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▲作者:杜祥琬,應用實體與強雷射技術和能源研究專家,中國工程院院士。

▲通過朱光亞和于敏兩位科學家的故事,探讨了哲學在科學研究中的應用。朱光亞通過阿喀琉斯之踵的故事強調了科學研究中識别強敵和薄弱環節的重要性,而于敏則通過理論與實驗的結合、任務與基礎的關系、分解與綜合以及微觀與宏觀的聯系,展示了辯證思維在科學工作中的實際應用。文章還提到了哲學的認識論和方法論在科研和生活中的指導作用,強調了從實際出發、全面看問題的重要性。

2

純基礎研究中科學思維的探讨

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▲作者:楊文采,地球實體學家,中國科學院院士。

▲讨論了自然科學理論革新的4種純基礎研究思維模式,即經典的還原論模式、資料驅動模式、AI生成協同模式和複雜系統思維模式,分析了這4種純基礎研究模式的特點和結構;将系統的思維方式概括為8個環節:組成、結構、屬性、環境、行為、相态、演化群組織機制;并提出深化系統思維是目前理論革新的重要方向。

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系統論的純科學研究思維模式的結構示意

3

哲人科學家:人類思想史上路标的設定者

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▲作者:李醒民,曾任中國科學院《自然辯證法通訊》雜志社主編、教授。

▲強調了哲人科學家在人類思想史上的重要作用。哲人科學家集偉大的科學家與偉大的哲學家于一身。他們由于自己特有的優勢,順理成章地成為人類思想史上路标的設定者。目前在大陸,很有必要培養和造就我們自己的哲人科學家。

4

科學進步的動力學模式

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▲作者:郝劉祥,科學哲學與科學史專家,中國科學院大學哲學系主任、教授,中國科學院哲學研究所負責人。

▲檢讨了關于科學進步的3種主流哲學理論的成功與不足,進而基于科學進步問題與現代科學起源問題之間的密切關聯,系統梳理了三代科學史家關于17世紀科學革命之本質的闡釋。以弗洛裡斯·科恩關于17世紀科學革命的運動學解釋為基礎,并參照蒯因關于科學知識的靜态結構分析,提出了科學進步的動力學模式,即:科學進步是信念、理論和經驗三者之間從互相脫節或互相抵觸走向互相關聯并且互相适應的動态調整過程。進一步,将此動力學模式與庫恩的範式理論和斯特雷文斯的知識機器理論進行了比較,表明該模式不僅可以涵蓋這2個理論,而且可以解釋這2個理論所不能解釋的科學進步與革命。

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第谷關于1577年彗星的觀察筆記,表明彗星來自比月亮遠得多的地方

5

智能時代呼喚新的科研方法

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▲作者:李國傑,計算機專家,中國工程院院士、開發中國家科學院(TWAS)院士,中國科學院計算技術研究所首席科學家。

▲提出了科技界不僅要關注科學智能(AI for Science,AI4S),更要重視技術智能(AI for Technology,AI4T);不僅要關注大語言模型(LLM),更要重視大科學模型(LSM)。同時提出,人工智能的突破主要不是靠大算力,而是計算模型的轉變,中國應當争取在基礎模型上做出颠覆性的創新;智能化科研适合做複雜問題的組合搜尋,神經網絡模型也許已接近能處理困難問題的複雜度門檻值點;智能化科研的一種趨勢是放棄絕對性,擁抱不确定性,一定時期内要适當容忍“黑盒模型”。

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AlphaFold3對蛋白質與DNA雙螺旋分子複合體的精确預測(圖檔來源:DeepMind官網)

6

實體學求美至真的方法論——從科學可證僞性到奧卡姆剃刀原則

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▲作者:孫昌璞,理論實體學家,中國科學院院士、開發中國家科學院院士,中國工程實體研究院研究所學生院院長,北京計算科學研究中心講座教授。

▲從科學哲學的視角探讨了為什麼實體學發展要大道至簡,為什麼以簡為美的科學追求會使得實體學研究有效地逼近科學真理;闡述了在實體學中可證僞性是發現科學真理至關重要的因素,進而提出科學研究必須遵從奧卡姆剃刀的原則、以簡至真。特别強調了這個原則不僅是科學家應該遵守的科學理念,也是科學實踐價值判斷的準則。聯系到最近實體學研究不時出現滑入學術灰色地帶的現象,認為違背奧卡姆剃刀的原則可能是引發這些問題的方法論根源。

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保羅·狄拉克及其方程預言反物質世界

7

從天文學和實體學的發展了解科學方法的3次飛躍

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▲作者:張雙南,中國科學院高能實體研究所粒子天體實體中心主任,中國科學院大學教授。

▲從天文學和實體學的發展過程以及其中的若幹典型和裡程碑事件(包括近年來幾次天文學研究領域獲得的諾貝爾實體學獎)展開分析,将科學方法的建立和發展歸納總結為科學方法的3次飛躍,即希臘古典和希臘化時期“從形而上學到實在精确的科學”、科學革命時期“從觀察思辨的科學到實驗科學”以及現代科學時期“從證明的科學到證僞的科學”。

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托勒密提出了“地心+本輪說”模型,解釋行星的逆行現象

8

談生命科學等領域原創性基礎研究成果的獲得與評價

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▲作者:昌增益,北京大學生命科學學院教授,中國生物化學與分子生物學會副理事長。

▲通過生命科學領域的多個案例,闡述了基礎研究是以認識自然本質并獲得全新知識為宗旨、由人類好奇心而非社會需求所驅動;獲得和評價原創性科學成果一直以來是科學家個體和科學共同體所關注的重要内容;但是,鑒于科學探究過程的混亂性和非線性本質,使獲得與評價原創性研究成果皆非易事。特别強調了科學家的跨學科視野和高深理論修養對獲得原創成果、辨識可能被忽略的意外發現的重要性;同時,也強調了原創成果需在或短或長的時間内被檢驗和确認。曆史一再證明,任何一項科學發現都不能僅根據其發表的刊物水準而不經批判性評估就簡單被定論。偉大的科學發現是具備新穎性且經得起同行評審,被不斷批判和反複推敲而最終獲得認可。這也是其常産生自處于良好學術氛圍中的學者的原因。

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作為一個非線性過程,強調原始創新的科學研究既依賴個體的獨具慧眼,也依賴社團的客觀理性獲得和評價原始創新成果時需關注的4個環節

9

“十多”分析法及其在新興交叉研究領域的應用——基于方法論與方法的探讨

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▲作者:陳櫻花, 陳雅楠, 陳安, 等.

陳安,中國科學院科技戰略咨詢研究院研究員,系統分析與管理研究所執行所長。

▲基于經典哲學思想及交叉學科研究中的具體問題,提出了“十多”分析方法,主要從主客體組合、性質關系、時間類屬、空間類屬和中介形式5個層面出發,總結了主體、對象、屬性、因子、層次、階段、次元、尺度、管道、媒體10個具體範疇,旨在建構交叉學科研究方法的内在邏輯與本質。同時,根據三維模式統籌與可能性遴選法則,結合具體的交叉學科研究場景,應用“十多”分析方法,實作探索交叉研究問題的方法綜合應用或改良創新,進一步服務于未來交叉學科問題的研究與方法體系的建立。

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“十多”分析法結構示意

《科技導報》創刊于1980年,中國科協學術會刊,主要刊登科學前沿和技術熱點領域突破性的成果報道、權威性的科學評論、引領性的高端綜述,發表促進經濟社會發展、完善科技管理、優化科研環境、培育科學文化、促進科技創新和科技成果轉化的決策咨詢建議。常設欄目有院士卷首語、智庫觀點、科技評論、熱點專題、綜述、論文、學術聚焦、科學人文等。

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