1、现代科学研究方法论初探 (V1.2),中国科学院新疆分院 周俊林,罗默（1986） 技术收益递增型增长模型 社会收益=f(物质资本， 劳动， 社会平均知识水平， 特定创新专业知识) f是什么：管理资源和环境优化调度。,获取社会平均知识水平，是大学阶段的任务； 培养获取特定创新专业知识的能力，是研究生阶段的任务。,报告内容,预备知识现代知识系统 科学研究工作的生命周期 环境与工具 科学研究工作的组织艺术,一、现代知识系统,现代知识系统是由客观的知识世界和他们之间的关系构成的 知识进化的规律、可持续和未来的方向 科学的分化和整合,1967年英国哲学家波普尔提出知识的“三个世界”,物理客体或物理状态
2、世界：第一世界O(Object) 物体、产品、属性、运动 意识状态或精神状态世界：第二世界R(Recognition) 主观认知：印象、感觉、归纳和规律 思想领域客观内含的世界：第三世界K(Knowledge) 科学理论、思想，科学著作，猜想和不断扩展的新推动,“三个世界”的关系（2）,三个平面之间的关系,三元平面的关系，说明传统的O-R-K的研究模式难以提高，只有建立四平面系统，才能成为现代知识系统。,L,O,R,K,O-R-K 平面，知识系统基础平面O-R-L 平面（报道），认识平面 R-K-L 平面（报告），逻辑平面 K-O-L 平面（论文以及解决方案 Article & Solutio
3、n ）知识系统解释发展,3、知识系统的进化论,在O-R-K的平面上，构成了封闭环路 K点具有生长能力，在严密完善自己的同时，又不断发现新的矛盾和问题，形成活跃的新生命力，创新的孕育点 在K点向外，是严重发散的，这种发散证明了第三世界的独立性，以及知识的进化,O,R,K,改进系统,发展系统 （完善、缺陷、猜想）,建立严谨理论,探索新的科学世界,4、科学的矛盾和可持续问题（1）,科学的发展也遇到新的挑战 科学是在人类环境产生，但科学发展推动使开发能力迅速提高已使环境和生态严重受损； 科学是人类杰作，但也导致地球经济差异加大、人口膨胀，Internet使个性化社会趋同 科学是道德之源，但当代科学发展
4、的前沿，如Clone克隆技术、个人遗传密码破译与伦理、道德发生矛盾 科学自身需要改造吗？,科学的矛盾和可持续问题（2）,科学文化和人文文化的结合 科学和人文的关系是真与善的关系 科学探索的方向需要道德指导科学的责任感 科学能为精神和道德活动提供正确评价的方法 科学的系统化 完整的科学体系包括了自然科学和数学、社会科学、技术科学， 人为的分离不利科学发展，更不利对现实世界的反推动,科学的矛盾和可持续问题（3）,科学的分化和整合 科学和人文回归，走向新的统一大学 小科学逐步统一，走向大科学，从科学精英的行为走向团队奋斗，国际合作 面向学科的科学，走向面向问题的科学(Science of Quest
5、ion Oriented) 现代科学的重心，走向对复杂系统、大系统的认识，如对生命系统、环境系统、空间系统的认识,力学、物理学 电子学、材料科学 化学、有机化学 生物化学 生物学 植物学、动物学,微结构材料科学信息科学、能源科学 生态学环境科学、生命科学空间科学、系统科学微系统、 过程科学,Q-O ?,科学的矛盾和可持续问题（4）,科学理性逻辑理性； 科学理性数学理性； 科学理性实验理性； ？ 科学理性“价值理性”成为科学和社会共同关心的问题，创新成为有明确社会和经济目标的行为，这也是面向学科的科学，走向面向问题的科学的主要根据。,二、科学研究工作的生命周期,科学问题和科研项目的来源 科研项目
6、的前期工作 方案和计划的制定 实验室和实践工作 资料积累与建立模型 成果的形成 论文写作,1、科学问题和科研项目的来源,科学问题的来源 科学的连续性的需求DNA与蛋白组学 技术对科学的需求低损耗变压器、新材料 生产对科学的需求系统科学 科研项目的来源 政府行为政府计划（863、973、基金） 企业行为企业委托合同 科技工作自身的延伸行为,2、科研项目的前期工作,充分了解背景和已有的工作基础 确定要解决的对象目标 文献检索（图书-网络-期刊-人员活的资料） 充分读懂2-3篇经典文献（科学思路、创新点、结构、结论、引文） 目标的可行性 科学的可解性，不悖与更上一层的知识 目标的有限性，相关知识的准
7、备 必要的价值理性,3、方案和计划的制定,项目的执行方案 总体目标的确定，目标必要的分解 科学路线：科学思路推理过程的框图 技术路线：数据来源、设备、试验方法、计算方法、精度评估 项目的执行计划 项目过程的分解，PERT图 过程人员资源的配置 单个阶段的验收，向下一个阶段前进,网络教育构架 逻辑设计（学术路线）,用户界面、窗口、智能化引导系统,系统驱动 推理机制 后台进程,课件库,用户库 用户策略用户测试,源知识 动态知识 系统策略知识,用户教师,网络教育构架 物理设计（技术路线）,WWW服务器特定课件,SQL服务器 用户信息库 知识库,后台推理调度作业,用户信息 课件内容,用户群. HTTP
8、协议,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,A 2,B 3,C 5,D 4,G 1,F 2,I 5,K 3,E 6,H 5,J 6,科研工作的过程控制PERT,4、实验室和实践工作（有目标的数据获取）,设计一个试验 目的、方法、设备、流程、数据处理方法 数据收集，可靠性识别，误差评估 数据处理 数据予处理，剔除干扰数据 利用设定的数据处理方法进行处理 结果分析，与预想的符合度 重复试验方法,5、资料积累与建立模型,资料的有序积累 时间序列数据分类 空间序列数据分类 对比数据(对照组、对比通道) 从数据到曲线，从曲线到模型 从数据到曲线，完成了知识系统认识平面O-R-L 从曲线到模型，客观世
9、界抽象，完成了知识系统逻辑平面R-K-L,6、成果的形成,新知识的形成 新规律的发现 实例验证，普遍性验证，数学验证，形成严密的结论新知识的形成 从知识到成果 创新点，新知识在知识系统中的位置 社会评价系统的认同程度(SARS) 形成公认的成果 产生新学说、新技术、新材料、新软件、新系统 进入应用，进入产业链,7、论文写作(初步知识),形式 题目、作者、单位 摘要（中、英文）、正文（科学问题、前人工作、科学思路技术路线、实验过程、结果分析、结论） 引文（作者、题目、出版刊物、时间） 内容核心是创新 科学思想 or技术路线 or实验方法 or测试技术 投向那里 国际刊物、会议，国内刊物、会议渠道
10、 采用的原则：创新、格式、表达，接收与修改,三、科研工作的工具和环境,实验环境 基本实验系统，现场数据收集是基本功，是考验发现能力的基础 仪器操作能力的培养，基础试验自己动手 数学工具 回归分析，偏微分方程求解 离散数学分析，模糊集合分析，最优化计算 人工智能技术，人工神经网络,科研工作的工具和环境,网络环境 最重要的站点：资料站点、知识站点、消息站点 只能给你社会平均知识大众网络 文献环境 检索工具 前沿研究工作，了解同类人员的工作状况 知识的综合带来启发,四、科学研究工作组织艺术,组织团队个人 组织是支撑系统，环境系统，服务系统 现代科学只有团队才能成功人类基因组，（生物学+物理学） 科学
11、精英在团队中产生 个人在团队中做小兵，要有大将风度（了解和把握全局），将来才能成为大将,科学研究工作组织艺术（1）,科学人格和科学能力的培养 要有明确的科学方向，明确的研究对象 从系统看问题，从部件做工作 选择2-3种偏前沿的刊物，作为自己研究工作的参照物，不断跟踪 做1、2、3件事，做好1件事，决不要做10件事,科学研究工作组织艺术（2）,科学人格和科学能力的培养 交几个学术界朋友（新疆、国内、国外） 熟悉若干项目的渠道 培育一批可靠的合作单位 不说假话，不说大话 假定自己是“完美”的人，能够包容有缺点的同事、同行、老师一起合作，在这个过程中学会认识和善待自己,后缀：大学研究所的未来合作 必
12、要性,大学：学术的自由人才的源泉学科的综合,研究所：长期定点 研究、观测科学装置工程能力,学术、社会、经济期望,政府、企业的需求,社会需求. 目标系统,合作精神的培育,“人文环境”的营造，“以人为本”的实践 对自己的能力有清醒的认识； 永远没有“大而全”，学术和技术的不断扩张提高； 带头人的魅力：坚持科学精神而不是权利的扩大；组织集成能力，总体把握和任务合理分配与组合； 充分的民主方法和目标检查与管理； 带头人的魅力使队伍的凝聚，基于共同工作目标下的资源优化配置，任务的分解和集成。,合作形式的探索,大学为合作的灵魂，研究所为合作技术体系，企业为组织管理核心 大学文化：创造性思维，科学的表达，团队水平的提升； 研究所文化：学科的创新和技术体系的建设； 企业文化：经济责任、严密组织、工程化操作。,塔里木和流域水资源调度信息管理与决策支持系统合作机制的创新。,小结,要认识现代科学的特征 大科学，面向问题的科学 完美的科学是充满人情、道德、社会责任 科学研究是最形式多样的活动 重视科学活动基本生命周期的阶段和规律 科学人格和科学能力的培养 学会在团队中工作，准备在团队中冒尖 把握基本原则和规律，构建未来发展的阶梯,谢谢各位！,
