《科技导报》专题导读：科学思想和思维创新
《科技导报》专题导读：科学思想和思维创新
《科技导报》2024年第10期出版了“科学思想和思维创新专题”，聚焦于科学思维与哲学的融合，探索科研创新方法及其在当代科技领域的应用。该专题共刊登了12篇重量级文章，由多位院士和领域专家撰写，内容涵盖科学思维模式、哲人科学家的作用、科学进步的哲学理论、人工智能在科学研究中的应用、物理学研究的简约性原则、科学方法的发展历程、生命科学研究的原创性成果评价、以及交叉学科研究方法等。
科学思维与哲学的融合
1. 科学思维与哲学的融合：以朱光亚和于敏为例
应用物理与强激光技术和能源研究专家、中国工程院院士杜祥琬通过朱光亚和于敏两位科学家的故事，探讨了哲学在科学研究中的应用。朱光亚通过阿喀琉斯之踵的故事强调了科学研究中识别强敌和薄弱环节的重要性，而于敏则通过理论与实验的结合、任务与基础的关系、分解与综合以及微观与宏观的联系，展示了辩证思维在科学工作中的实际应用。文章还提到了哲学的认识论和方法论在科研和生活中的指导作用，强调了从实际出发、全面看问题的重要性。
2. 自然科学理论革新的思维模式
地球物理学家、中国科学院院士杨文采讨论了自然科学理论革新的4种纯基础研究思维模式，即经典的还原论模式、数据驱动模式、AI生成协同模式和复杂系统思维模式，分析了这4种纯基础研究模式的特点和结构；将系统的思维方式概括为8个环节：组成、结构、属性、环境、行为、相态、演化和组织机制；并提出深化系统思维是当前理论革新的重要方向。
3. 哲人科学家的作用
曾任中国科学院《自然辩证法通讯》杂志社主编、教授李醒民强调了哲人科学家在人类思想史上的重要作用。哲人科学家集伟大的科学家与伟大的哲学家于一身。他们由于自己特有的优势，顺理成章地成为人类思想史上路标的设置者。当前在我国，很有必要培养和造就我们自己的哲人科学家。
科学进步的哲学理论
4. 科学进步的动力学模式
科学哲学与科学史专家、中国科学院大学哲学系主任、教授郝刘祥检讨了关于科学进步的3种主流哲学理论的成功与不足，进而基于科学进步问题与现代科学起源问题之间的密切关联，系统梳理了三代科学史家关于17世纪科学革命之本质的阐释。以弗洛里斯·科恩关于17世纪科学革命的运动学解释为基础，并参照蒯因关于科学知识的静态结构分析，提出了科学进步的动力学模式，即：科学进步是信念、理论和经验三者之间从相互脱节或相互抵触走向相互关联并且相互适应的动态调整过程。进一步，将此动力学模式与库恩的范式理论和斯特雷文斯的知识机器理论进行了比较，表明该模式不仅可以涵盖这2个理论，而且可以解释这2个理论所不能解释的科学进步与革命。
第谷关于1577年彗星的观察笔记，表明彗星来自比月亮远得多的地方
人工智能与科学研究
5. 科技智能的未来方向
计算机专家、中国工程院院士、发展中国家科学院（TWAS）院士、中国科学院计算技术研究所首席科学家李国杰提出了科技界不仅要关注科学智能（AI for Science，AI4S），更要重视技术智能（AI for Technology，AI4T）；不仅要关注大语言模型（LLM），更要重视大科学模型（LSM）。同时提出，人工智能的突破主要不是靠大算力，而是计算模型的转变，中国应当争取在基础模型上做出颠覆性的创新；智能化科研适合做复杂问题的组合搜索，神经网络模型也许已接近能处理困难问题的复杂度阈值点；智能化科研的一种趋势是放弃绝对性，拥抱不确定性，一定时期内要适当容忍“黑盒模型”。
AlphaFold3对蛋白质与DNA双螺旋分子复合体的精确预测（图片来源：DeepMind官网）
物理学研究的简约性原则
6. 物理学研究的简约性原则
理论物理学家、中国科学院院士、发展中国家科学院院士、中国工程物理研究院研究生院院长、北京计算科学研究中心讲座教授孙昌璞从科学哲学的视角探讨了为什么物理学发展要大道至简，为什么以简为美的科学追求会使得物理学研究有效地逼近科学真理；阐述了在物理学中可证伪性是发现科学真理至关重要的因素，从而提出科学研究必须遵从奥卡姆剃刀的原则、以简至真。特别强调了这个原则不仅是科学家应该遵守的科学理念，也是科学实践价值判断的准则。联系到最近物理学研究不时出现滑入学术灰色地带的现象，认为违背奥卡姆剃刀的原则可能是引发这些问题的方法论根源。
保罗·狄拉克及其方程预言反物质世界
科学方法的发展历程
7. 科学方法的三次飞跃
中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心主任、中国科学院大学教授张双南从天文学和物理学的发展过程以及其中的若干典型和里程碑事件（包括近年来几次天文学研究领域获得的诺贝尔物理学奖）展开分析，将科学方法的建立和发展归纳总结为科学方法的3次飞跃，即希腊古典和希腊化时期“从形而上学到实在精确的科学”、科学革命时期“从观察思辨的科学到实验科学”以及现代科学时期“从证实的科学到证伪的科学”。
托勒密提出了“地心+本轮说”模型，解释行星的逆行现象
原创性科学研究的评价
8. 原创性科学研究的评价
北京大学生命科学学院教授、中国生物化学与分子生物学会副理事长昌增益通过生命科学领域的多个案例，阐述了基础研究是以认识自然本质并获得全新知识为宗旨、由人类好奇心而非社会需求所驱动；获得和评价原创性科学成果一直以来是科学家个体和科学共同体所关注的重要内容；但是，鉴于科学探究过程的混乱性和非线性本质，使获得与评价原创性研究成果皆非易事。特别强调了科学家的跨学科视野和高深理论修养对获得原创成果、辨别可能被忽略的意外发现的重要性；同时，也强调了原创成果需在或短或长的时间内被检验和确认。历史一再证明，任何一项科学发现都不能仅根据其发表的刊物水平而不经批判性评估就简单被定论。伟大的科学发现是具备新颖性且经得起同行评审，被不断批判和反复推敲而最终获得认可。这也是其常产生自处于良好学术氛围中的学者的原因。
作为一个非线性过程，强调原始创新的科学研究既依赖个体的独具慧眼，也依赖社团的客观理性
获得和评价原始创新成果时需关注的4个环节
交叉学科研究方法
9. “十多”分析方法
中国科学院科技战略咨询研究院研究员、系统分析与管理研究所执行所长陈安基于经典哲学思想及交叉学科研究中的具体问题，提出了“十多”分析方法，主要从主客体组合、性质关系、时间类属、空间类属和中介形式5个层面出发，总结了主体、对象、属性、因子、层次、阶段、维度、尺度、渠道、介质10个具体范畴，旨在构建交叉学科研究方法的内在逻辑与本质。同时，根据三维模式统筹与可能性遴选法则，结合具体的交叉学科研究场景，应用“十多”分析方法，实现探索交叉研究问题的方法综合应用或改良创新，进一步服务于未来交叉学科问题的研究与方法体系的建立。
“十多”分析法结构示意
《科技导报》创刊于1980年，中国科协学术会刊，主要刊登科学前沿和技术热点领域突破性的成果报道、权威性的科学评论、引领性的高端综述，发表促进经济社会发展、完善科技管理、优化科研环境、培育科学文化、促进科技创新和科技成果转化的决策咨询建议。常设栏目有院士卷首语、智库观点、科技评论、热点专题、综述、论文、学术聚焦、科学人文等。