科技基金申请项目的选题:科学问题的发现

2016-10-31 作者: jiping 浏览: 425 次

摘要: 无论是从科学技术实践还是从社会生产实践中提出科学问题,一般都要经过由心理问题到认识问题,再到语言表达问题的转变过程。因此,要提出科学问题,首先要能够发现科学问题。科学问题的发现是一个从心理背景和知识背景中把科学问题剥离出来的过程。 1 发现科学问题的基本条件....

无论是从科学技术实践还是从社会生产实践中提出科学问题,一般都要经过由心理问题到认识问题,再到语言表达问题的转变过程。因此,要提出科学问题,首先要能够发现科学问题。科学问题的发现是一个从心理背景和知识背景中把科学问题剥离出来的过程。

1 发现科学问题的基本条件

发现科学问题是一种创造性的思维活动,它要求问题的提出者首先要具备一定的基本素质,主要包括以下几个方面:

1)怀疑精神

科学问题的心理起点是怀疑,科学中的怀疑是理性的怀疑,即是在对事实和知识进行分析的基础上的怀疑。当敏感的心理产生怀疑时,思想就会在不同的方向被驱动,思想的接触、碰撞会产生对立、差异和心理混乱,从而为问题的形成创造了条件。当人们意识到这种对立和混乱,并能从结构上把握对立关系和廓清混乱,问题就能明确呈现出来。因此,怀疑精神是发现科学问题的关键因素。

2)好奇心

由于各个时代的科学知识和见解总是以现成的方式提供了理解现象的某种习惯或理论,它往往使人们轻易地解释掉许多现象,导致人们失去对许多现象重新探 究底蕴的好奇心,从而就可能阻碍人们做出新的发现。因此,保持对各种现象的寻根刨底的强烈的好奇心,是发现科学问题所需要具备的基本素质之一。

3)丰富的背景知识

科学问题产生于对背景知识的分析,背景知识的内容和结构对所提出的科学问题的类型、数量和深度有着决定性的影响。一只熟透了的苹果落地了,没有物理学背景知识的观察者 会问:"为什么这只苹果会掉在地上?"有一定物理学背景知识的观察者会问:"为什么有重量的物体都会自发下落?"对物理学背景知识有深刻理解的观察者则会问:"为什么 物体之间会有吸引作用?"这就是对同一个自然现象,提出了三个不同层次的科学问题。背景知识的建立既需要具备本学科及相关学科领域的基础知识与合理的知识结构,也需要 对相关领域有全局性的了解,并能对其它感兴趣领域的资料进行分析和借鉴。

4)科学思维的能力

科学问题产生于对科学背景知识的分析。在广阔的知识背景下,要能够对科 学中已有的理论、原理或概念提出真正的疑问,总是刻苦钻研知识、独立思考和独立判断的结果。发现科学问题既要对理论内部的逻辑矛盾、相互竞争的理论之间的矛盾、不同学 科的理论之间的矛盾,以及理论与经验事实之间的矛盾等等所造成的各种知识上的疑难或疑惑进行理性的、抽象的、批判的逻辑分析;又要具有创新思维的能力,能够从一般人认 为不足引起注意的现象中感觉到其中蕴含着的科学问题,或者是发现先辈们对司空见惯的事实的曲解,提出新的问题、新的可能性或从新的角度去看旧的问题。因此,提出科学问 题需要依靠科研人员的科学思维能力,如同"机遇偏爱有准备的头脑"一样,"意义重大的科学问题只垂青有智慧的头脑"。

2 发现科学问题的基本途径

发现科学问题的基本途径包括以下几个方面:

1)从招标范围中提出科学问题。

国家各级科研管理部门定期公布的《项目指南》中一般不仅列出招标范围,往往还会提出鼓励研 究的领域。因此科研人员可以据此展开调研,提出科学问题。

2)从日常科研实践或社会生产实践中所观察到的新现象中直接引出科学问题。

研究者在日常科研实践或社会生产实践中,往往可能由于机遇而观察到新现象、新事实,从而对旧理论提出质疑而展示出新问题。这里的关键常常并不在于是否观察到了某种新现象,而在于观察者能否判明所观察 到的现象是一种新现象,这通常需要将所观察到的现象与背景知识联系起来进行分析。弗莱明从培养皿中的青霉菌到抗生素的发现正是这样的例子。

3)从已有课题延伸出新的科学问题

根据已完成的课题的范围和层次进一步展开思考和分析,往往可以挖掘出新的科学问题。例如邹承鲁等关于胰岛素A、B链在水溶液中如何能以远超过随机结合 的几率重组形成天然胰岛素的问题就是这样发现的。

4)从学术交流中发现和提出新的科学问题

在科学研究论文发表或学术会议的交流中,通过同行专家们提出的疑问 可以提出新的科学问题。例如邹承鲁等关于酶活性部位柔性的设想提出后,正是基于同行专家对核糖核酸酶研究结果的质疑,发现了如何对物理因素变性、活性部位构象变化等的 直接探测的问题。

5)从文献分析中提出科学问题。

科学发展到今天,已由对现象的观察研究深入到对现象变化规律的研究,因此来源于对前人所观察的现象进行分析的 科学问题越来越多。通过文献分析,既可以直接发现前人尚未解决的重要问题,也可以找出前人理论或具体结果上的不足之处,甚至错误,从而发现科学问题。例如邹承鲁等正是通过文献分析发现,在用化学修饰方法研究蛋白质结构功能方面存在以下问题:在化学修饰并取得某种生物效果之后常常无法对究竟是哪种基团与所取得的效果直接相关。

3 发现科学问题的基本方法

发现科学问题虽然没有固定不变的程序和普遍有效的方法,但确实存在一些可能的甚至有效的启发性的方法,大致包括如下两种:

1)问题内容考察法。

科学问题的内容虽然千差万别,但一般有经验内容和理论内容之分。经验问题通常是在对经验事实的归纳概括或比 较类比中被发现。例如,当1838年 德国的植物学家施莱登提出植物是由细胞组成的观点后,动物学家施旺把这个问题类推到动物学中,从而揭示了动植物之间的联系。发现理论问题的方法通常是直接找到同一理论 或不同理论表述之间的矛盾,或从某一理论的定义、原理或定律出发,经过严密的逻辑推理,最终得到与原理论相矛盾的结论,或者揭示理论内容与经验认识的不一致。例如在发 现了电子和原子有核存在以后,卢瑟福曾提出了原子结构的"小太阳系"模型,但科学家们在深入进行逻辑分析后,发现这一模型与现存物质由原子构成的假说相矛盾,由此引出 的科学问题推动了波尔的半量子化轨道理论的提出。

2)思维方式转换法。

即改变原有的思维方式,以不同的思维形式和方法来研究同一思维对象,从而提出新的科 学问题。常见的思维方法有辨析提问法、抽象概括法、重组提问法、极限法、假设构想法、反向提问法、多元透视法、邻域交叉提问法、跨域移植法、相似构造提问法、史鉴法、自我提问法等等。

参考文献

张掌然, 著. 问题的哲学研究. 北京:人民出版社, 2005.

林定夷, 著. 问题与科学研究. 广州: 中山大学出版社, 2006.

邹承鲁. 科学研究五十年的点滴体会.生理科学进展, 2001, 32: 269-371

张大松, 主编. 科学思维的艺术. 北京: 科学出版社, 2008.

文字来源:吕群燕.科技基金申请书的选题IV:科学问题的发现. 科技导报, 2009, 27(20): 126

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