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科学问题、科学基金与科学研究

  科学问题、科学基金与科学研究。应中国地质大学(北京)工程技术学院张彬教授和杨国香副教授邀请,昨天下午我在探工楼301会议室做了一次《科学问题、科学基金与科学研究》的学术报告。这是2022年我参加的第一次学术交流活动,比往年来的早了一些,呵呵。

  以下是报告的概要,可供大家参考。

  一、科学问题.

  科学研究总是围绕着提出问题和解决问题进行。爱因斯坦说:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决一个问题也许仅是一个数学上的或实验上的技能而已。而提出新的问题,从新的角度看旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”是啊,问题诱导好奇,好奇驱动思考,思考催生智慧,智慧奠定成功。

  科学问题是指,在一定的认知水平下,存在于科学知识体系内和科学实践中有待解决的难题。

  关键科学问题是指,制约某学科中某方向前进的瓶颈科学问题,且研究之具有重要意义。

  关键科学问题的属性体现在:本源性:反映事物演变的最底层机制(内因——宗);代表性:涉及某一类事物演变;重要性:有重要的科学意义和现实意义。

科学问题、科学基金与科学研究

  二、科学基金(青年、面上项目).

  要解决科学问题,往往需要一定的经费,即需要申请国家自然科学基金;要想在激烈的竞争中获胜,写好本子是关键。那么,该如何做呢?

  心里有数:明确Why-What-How.

  Why(选题与立项依据):为什么要申请基金项目?为解决某些科学问题;为什么要解决科学问题?要阐述科学意义和现实意义,其中要展现三性:必要性、重要性与迫切性。

  What(目标和内容):为解决科学问题,该做啥?要突出创新性。

  How(方案):如何做?要说明可行性。

  选题(Why).

  具体明确、小而精的问题;有一定的代表性;题目不宜太长,不要出现“基于”,以免让评审专家认为缺乏实质创新。常见问题:题目太大、太泛。

  立项依据(Why).

  提倡:小题大做、小题精做;窥一斑而知全豹、一叶知秋。不宜:就事论事;Case study;盲人摸象。常见问题:科学问题不明确,意义不大,立项依据不充分。

  立项依据(Why):研究现状.

  要对以前相关研究,分门别类梳理,提出存在的共性科学问题,而不是简单地罗列和堆砌;基于此,进一步凝练关键科学问题,要反映论证的可靠性;不要出现以前相关研究较少等字眼,因为前人可能已有定论或研究意义不大;最好是研究中自己发现的新问题,这可体现前期研究基础;要体现迫切性,即研究火候已到,但不研究会制约XX发展,造成XX损失。

  研究内容与研究目标(What)

  围绕关键科学问题,仅写必要和重要的主干,次要的放到研究方案中;事物的演变往往受多因素影响,要注意筛选主控因素;研究目标不宜拔高,潜在的影响点到为止。常见问题:内容不具体、太简单、空泛、太多(面面俱到),重点不突出;思路不清晰;研究目标不明确/不客观。

  研究方案(How).

  总体技术路线,反映研究方法、研究内容、关键步骤等,要逻辑清晰,不能过于复杂;针对每项研究内容,写一个单项方案;方案不仅要反映细节、步骤、要点,而且要有必要的论证;一图胜千言,每个方案最好配有技术路线框图和工作流程图,以便于专家理解,图以淡雅色为好;可行性,应包括研究思路、研究条件、研究基础、研究方案的可行性分析;特色,诸如研究对象独特、研究思路新颖、研究手段先进;创新点,要注意和关键科学问题呼应。常见问题:技术路线粗略;无特色,各种方法全都用上;分析/试验内容与经费预算不匹配;与研究内容形式重复;实验方案不具体/缺乏必要的论证;关键仪器设备不落实。

  摘要:麻雀虽小,五脏俱全.

  示例:堆积层滑坡危害大,目前缺乏可靠预测方法(意义、问题),主要症结在于未认清其演化机制(关键问题)。我们前期研究表明,…,因而得到/提出了…认识/假说(研究基础)。本项目拟采用…方法(研究方法),进行…方面的研究(研究内容),探索…作用,论证以前认识/假说的正确性,揭示…机制/规律,提出…方法(目标)。预期成果可奠定…物理基础,为可靠预测该类滑坡提供科学支撑(科学和现实意义)。

  四类科学问题的属性内涵.

  “鼓励探索,突出原创”(从0到1);“聚焦前沿,独辟蹊径”(从1到N);“需求牵引,突破瓶颈”(从基础到应用);“共性导向,交叉融通”(从单一到交叉)。

  如何拿下基金项目?

  平时深度思考,不断凝练关键科学问题;大处着眼,小处着手;以逆向思维和另类思维,独辟蹊径探索找到突破口;一气呵成撰写初稿,集思广益精雕细琢;好的本子:出乎预料之外,又在情理之中。

  我该不该写申请本子?

  当你胸有成竹逻辑架构形成时,故事情节构思无缝衔接时,胸有千言不写不快时,是写本子的时候;此时写出的本子质量高、胜算大。

  写本子要不要赶时髦?

  如融合AI、大数据。可以,但要知道其局限性,还要和机制结合。

  三、科学研究.

  结合自己的锁固型滑坡和地震物理预测研究,我谈了以下话题。

  科研人员的使命.

  做顶天立地的科研,即建立原创科学理论,攻克卡脖子技术。

  做原创科研有多难?

  原创始于问题,孕于积累,源于灵感;探索在“无人区”,无现成范式可参考;攻坚在“最高峰”,一切都要白手起家;要有“十年磨一剑”的毅力;甘于清贫,忍得住别人的冷嘲热讽。

  化繁为简.

  如我们认识到锁固段主控一类斜坡稳定性,这样就把复杂的滑坡问题转化到了简单的锁固段问题。牛顿悟到:“把复杂的事情简单化,可以发现新定律。”

  科学探索的本质.

  科学探索之路就是刨根问底的过程!

  科学发现的前提.

  需要丰富的多学科知识积累,如解决地震预测问题,需掌握地学、力学、物理学与非线性科学;需要逆向思维;需要灵感;需要较高的科学素养,以少走弯路;需要耐得住寂寞,坐得住冷板凳。

  如何创立科学理论?

  发挥丰富的想象力,倡导“大胆假设,小心求证”;提炼问题:抓本质——“万变不离其宗”;思考问题:缜密——“全部科学只不过是思维的精致化”;分析问题:透过现象看本质;解决问题:走大道至简之路。爱因斯坦强调:“科学的东西都是简洁的,有的东西之所以复杂,就是因为它还不够科学。”

  科学理论正确性的鉴定原则.

  逻辑自洽:逻辑链严密性、闭环性;实证:证据的无偏性、强壮性;普适性:走公理化之路;简单性(奧卡姆剃刀律)。

  科学精神.

  实事求是是科学精神的核心——逻辑严密性与实证强壮性;求真务实是科学精神的灵魂——格物致知,知其然还要知其所以然;开拓创新是科学精神的关键——独辟蹊径探索,科学探索永无止境;质疑与包容是科学精神的属性——理性质疑,去其糟泊,取其精华。

  做一名真正的科学家.

  真正的科学家,应当有情怀、有担当、有理想、有激情,以攻坚克难为目标,以造福人类为宗旨。

  致谢:第二部分(科学基金)参考了熊巨华教授和徐长庆教授的PPT,在此深表感谢!也感谢地大朋友们的热情招待!

分类标签: 国自然 科学问题 科学基金 科学研究

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