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1、现代科学研究方法论初探现代科学研究方法论初探中国科学院新疆分院中国科学院新疆分院周俊林周俊林1罗罗默（默（1986）技术收益递增型增长模型技术收益递增型增长模型社会收益社会收益=f(f(物质资本，物质资本，劳动，劳动，社会平均知识水平，社会平均知识水平，特定创新专业知识特定创新专业知识)f f是什么：管理是什么：管理资源和环境优化调度。资源和环境优化调度。2报告内容报告内容l预备知识预备知识现代知识系统现代知识系统l科学研究工作的生命周期科学研究工作的生命周期l环境与工具环境与工具l科学研究工作的组织艺术科学研究工作的组织艺术3一、一、现代知识系统现代知识系统l现代知识系统是由客观的知识世界和
2、他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们之间的关系构成的l知识进化的规律、可持续和未来的方向知识进化的规律、可持续和未来的方向l科学的分化和整合科学的分化和整合4 19671967年英国哲学家波普尔提出年英国哲学家波普尔提出知识的知识的“三个世界三个世界”l物理客体或物理状态世界物理客体或物理状态世界物体、产品、属性、运动物体、产品、属性、运动l意识状态或精神状态世界意识状态或精神状态世界主观印象、感觉、归纳和规律主观印象、感觉、归纳和规律l思想领域客观内含的世界思想领域客观内含的世界科学理论、思想，科学著作，猜想和科学理论、思想，科学著作，猜想和不断的新推动不断的新推动51
3、1、“三个世界三个世界”的属性的属性l独立性：独立性：“第三世界第三世界”具有独立性：假定一、具有独立性：假定一、二世界毁灭，第三世界将重建知识系统；假二世界毁灭，第三世界将重建知识系统；假定假定一、二、三世界同时毁灭，知识系统定假定一、二、三世界同时毁灭，知识系统将会灭亡将会灭亡l联系和推动：一、二、三世界依次产生；第联系和推动：一、二、三世界依次产生；第二世界是中介；第三世界主动和不自觉地促二世界是中介；第三世界主动和不自觉地促进第一世界的进步进第一世界的进步第一世界第一世界O(Object);O(Object);第二世界第二世界R(Recognition);R(Recognition);
4、第三世界第三世界K(Knowledge)K(Knowledge)62 2、“三个世界三个世界”的关系（的关系（1 1）l三个世界具有共同的联系点：三个世界具有共同的联系点：语言语言L(LanguageL(Language）,包括主观表达、陈述、规包括主观表达、陈述、规范整理、语言思考方法范整理、语言思考方法两元之间的关系，说明了所有的原点都是相关的，两元之间的关系，说明了所有的原点都是相关的，O OR RK K 间联系是有向的，间联系是有向的，OKROKRL L联系是无向的。联系是无向的。LORKO-R 对象对象认识，认识论认识，认识论R-K 认识认识知识，方法论知识，方法论K-O 知识知识对
5、象，本体论（实践论）对象，本体论（实践论）O-L 对象对象语言，语义学语言，语义学R-L 认识认识语言，语用学语言，语用学K-L 知识知识语言，语型学语言，语型学 7“三个世界三个世界”的关系（的关系（2 2）l三个平面之间的关系三个平面之间的关系三元平面的关系，说明传统的三元平面的关系，说明传统的O-R-KO-R-K的研究模式难以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。提高，只有建立四平面系统，才能成为现代知识系统。LORKO-R-K 平面，知识系统基础平面平面，知识系统基础平面O-R-L 平面，知识系统认识平面平面，知识系统认识平面R-K-L 平面，知识系统逻辑平面平
6、面，知识系统逻辑平面K-O-L 平面，知识系统解释发展平面，知识系统解释发展83 3、知识系统的进化论、知识系统的进化论l在在O-R-KO-R-K的平面上，构成了封闭环路的平面上，构成了封闭环路lK K点具有生长能力，在严密完善自己的同时，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，创新的孕育点生命力，创新的孕育点l在在K K点向外，是严重发散的，这种发散证明了点向外，是严重发散的，这种发散证明了第三世界的独立性，以及知识的进化第三世界的独立性，以及知识的进化ORK改进系统改进系统发展系统发展系统（完善、缺陷、猜想（
7、完善、缺陷、猜想）建立严谨理论建立严谨理论探索新的科学世界探索新的科学世界94 4、科学的矛盾和可持续问题、科学的矛盾和可持续问题（1 1）l科学的发展也遇到新的挑战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；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、科学是人类杰作，但也导致地球经济差异加大、人口膨胀，人口膨胀，InternetInternet使个性化社会趋同使个性化社会趋同科学是道德之源，但当代科学发展的前沿，如科学是道德之源，但当代科学发展的前沿，如Clo
8、neClone克隆技术、个人遗传密码破译与伦理、道德克隆技术、个人遗传密码破译与伦理、道德发生矛盾发生矛盾科学自身需要改造吗？科学自身需要改造吗？10科学的矛盾和可持续问题（科学的矛盾和可持续问题（2 2）l科学文化和人文文化的结合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探索的方向需要道德指导科学的责任感科学的责任感科学能为评价精神和道德活动提供正确的方法科学能为评价精神和道德活动提供正确的方法l科学的系统化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，学、
9、技术科学，人为的分离不利科学发展，更不利对现实世界的人为的分离不利科学发展，更不利对现实世界的反推动反推动11科学的矛盾和可持续问题（科学的矛盾和可持续问题（3 3）l科学的分化和整合科学的分化和整合科学和人文回归，走向新的统一科学和人文回归，走向新的统一小科学逐步统一，走向大科学，从科学精英小科学逐步统一，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面向学科的科学，走向面向问题的科学现代科学的重心，走向对复杂系统、大系统现代科学的重心，走向对复杂系统、大系统的认识，如对生命系统、环境系统、空间系的认识，如对生命系统、环境系统
10、、空间系统的认识统的认识12力学、物理学力学、物理学 电子学、材料科学电子学、材料科学 化学、有机化学化学、有机化学 生物化学生物化学 生物学生物学 植物学、动物学植物学、动物学 微结构材料科学微结构材料科学 信息科学、能源科学信息科学、能源科学生态学生态学 环境科学、生命科学环境科学、生命科学 空间科学、系统科学空间科学、系统科学 微系统、微系统、过程科学过程科学 O-Q?13科学的矛盾和可持续问题（科学的矛盾和可持续问题（4 4）l科学理性科学理性逻辑理性；逻辑理性；l科学理性科学理性数学理性；数学理性；l科学理性科学理性实验理性？实验理性？l科学理性科学理性“价值理性价值理性”成为科学和
11、社成为科学和社会共同关心的问题，创新成为有明确社会会共同关心的问题，创新成为有明确社会和经济目标的行为，这也是和经济目标的行为，这也是面向学科的科面向学科的科学，走向面向问题的科学的主要根据学，走向面向问题的科学的主要根据。14二、二、科学研究工作的生命周期科学研究工作的生命周期l科学问题和科研项目的来源科学问题和科研项目的来源l科研项目的前期工作科研项目的前期工作l方案和计划的制定方案和计划的制定l实验室和实践工作实验室和实践工作l资料积累与建立模型资料积累与建立模型l成果的形成成果的形成151 1、科学问题和科研项目的来源、科学问题和科研项目的来源l科学问题的来源科学问题的来源科学的连续性
12、的需求科学的连续性的需求DNADNA与蛋白组学与蛋白组学技术对科学的需求技术对科学的需求低损耗变压器、新材料低损耗变压器、新材料生产对科学的需求生产对科学的需求系统科学系统科学l科研项目的来源科研项目的来源政府行为政府行为政府计划（政府计划（863863、973973、基金）、基金）企业行为企业行为企业委托合同企业委托合同科技工作自身的延伸行为科技工作自身的延伸行为162 2、科研项目的前期工作、科研项目的前期工作l充分了解背景和已有的工作基础充分了解背景和已有的工作基础确定要解决的对象目标确定要解决的对象目标文献检索（图书文献检索（图书-网络网络-期刊期刊-人员活的资料人员活的资料）充分读懂
13、充分读懂2-32-3篇经典文献（科学思路、创新点、结篇经典文献（科学思路、创新点、结构、结论、引文）构、结论、引文）l目标的可行性目标的可行性科学的可解性，不悖与更上一层的知识科学的可解性，不悖与更上一层的知识目标的有限性，相关知识的准备目标的有限性，相关知识的准备必要的价值理性必要的价值理性173 3、方案和计划的制定、方案和计划的制定l项目的执行方案项目的执行方案总体目标的分解总体目标的分解科学路线：科学思路推理过程的框图科学路线：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、计算方技术路线：数据来源、设备、试验方法、计算方法、精度评估法、精度评估l项目的执行计划项目的执行计划
14、项目过程的分解，项目过程的分解，PERTPERT图图过程过程人员人员资源的配置资源的配置阶段的验收，向下一个阶段前进阶段的验收，向下一个阶段前进18网络教育构架网络教育构架逻辑设计逻辑设计用户界面、窗口、智能化引导系统用户界面、窗口、智能化引导系统系统驱动系统驱动 推理机制推理机制 后台进程后台进程课件库课件库用户库用户库 用户策略用户策略用户测试用户测试源源知识知识动态知识动态知识系统策略知识系统策略知识用户用户教师教师19网络教育构架网络教育构架物理设计物理设计WWW服务器服务器特定课件特定课件SQL服务器服务器 用户信息库用户信息库 知识库知识库后台推后台推理调度理调度作业作业用户信息用
15、户信息 课件内容课件内容用户群用户群.HTTP协议协议2012345678910A2B3C5D4G1F2I5K3E6H5J6214 4、实验室和实践工作、实验室和实践工作（有目标的数据获取）（有目标的数据获取）（有目标的数据获取）（有目标的数据获取）l设计一个试验设计一个试验目的、方法、设备、流程、数据处理方法目的、方法、设备、流程、数据处理方法数据收集，可靠性识别，误差评估数据收集，可靠性识别，误差评估l数据处理数据处理数据予处理，剔除干扰数据数据予处理，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，与预想的符合度结果分析，与预想的符合度重复试验方法重复试
16、验方法225 5、资料积累与建立模型、资料积累与建立模型l资料的有序积累资料的有序积累时间序列数据分类时间序列数据分类空间序列数据分类空间序列数据分类对比数据对比数据l从数据到曲线，从曲线到模型从数据到曲线，从曲线到模型从数据到曲线，完成了从数据到曲线，完成了知识系统知识系统认识平面认识平面O-R-L从曲线到模型，客观世界抽象，完成了从曲线到模型，客观世界抽象，完成了知知识系统识系统逻辑平面逻辑平面R-K-L 236 6、成果的形成、成果的形成l新知识的形成新知识的形成新规律的发现新规律的发现实例验证，普遍性验证，数学验证，形成严密的实例验证，普遍性验证，数学验证，形成严密的结论结论新知识的形
17、成新知识的形成l从知识到成果从知识到成果创新点，新知识在知识系统中的位置创新点，新知识在知识系统中的位置社会评价系统的认同程度社会评价系统的认同程度(SARS)SARS)形成公认的成果形成公认的成果产生新学说、新技术、新材料、新软件、新系统产生新学说、新技术、新材料、新软件、新系统进入应用，进入产业链进入应用，进入产业链24三、科研工作的工具和环境三、科研工作的工具和环境l实验环境实验环境“三位一体三位一体”的实验系统，野外和现场工作的实验系统，野外和现场工作是基本功，是考验发现能力的基础是基本功，是考验发现能力的基础仪器操作能力的培养，基础试验自己动手仪器操作能力的培养，基础试验自己动手l数
18、学工具数学工具回归分析，偏微分方程求解回归分析，偏微分方程求解离散数学分析，模糊集合分析，最优化计离散数学分析，模糊集合分析，最优化计算算人工智能技术，人工神经网络人工智能技术，人工神经网络25科研工作的工具和环境科研工作的工具和环境l网络环境网络环境最重要的站点：资料站点、知识站点、消最重要的站点：资料站点、知识站点、消息站点息站点只能给你社会平均知识只能给你社会平均知识大众网络大众网络l文献环境文献环境检索工具检索工具前沿研究工作，了解同类人员的工作状况前沿研究工作，了解同类人员的工作状况知识的综合带来启发知识的综合带来启发 26四、四、科学研究工作组织艺术科学研究工作组织艺术l组织组织团
19、队团队个人个人组织是支撑系统，环境系统，服务系统组织是支撑系统，环境系统，服务系统现代科学只有团队才能成功现代科学只有团队才能成功人类基因组，人类基因组，（生物学（生物学+物理学）物理学）科学精英在团队中产生科学精英在团队中产生个人在团队中做小兵，要有大将风度，将来个人在团队中做小兵，要有大将风度，将来才能成为大将才能成为大将27科学研究工作组织艺术科学研究工作组织艺术（1 1）l科学人格和科学能力的培养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，从部件做工作从系统看问题，从部件做工作选择选择2-32-3种偏前沿的刊物，作为自己研究
20、工种偏前沿的刊物，作为自己研究工作的参照物，不断跟踪作的参照物，不断跟踪做做1 1、2 2、3 3件事，做好件事，做好1 1件事，决不要做件事，决不要做1010件事件事28科学研究工作组织艺术科学研究工作组织艺术（2 2）l科学人格和科学能力的培养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）交几个学术界朋友（新疆、国内、国外）熟悉若干项目的渠道熟悉若干项目的渠道培育一批可靠的合作单位培育一批可靠的合作单位不说假话，不说大话不说假话，不说大话假定自己是完美的人，要包容有缺点的同假定自己是完美的人，要包容有缺点的同事、老师一起合作，同时要认识和善待自事、老师一起合作，同时要认识和善待自己己29小结小结l要认识现代科学的特征要认识现代科学的特征大科学，面向问题的科学大科学，面向问题的科学完美的科学是充满人情、道德、社会责任完美的科学是充满人情、道德、社会责任l科学研究是最形式多样的活动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重视科学活动基本生命周期的阶段和规律l科学人格和科学能力的培养科学人格和科学能力的培养学会在团队中工作，准备在团队中冒尖学会在团队中工作，准备在团队中冒尖把握基本原则，构建未来发展的阶梯把握基本原则，构建未来发展的阶梯30谢谢各位！31