科技基金申请项目的选题


作者 吕群燕  发表在《科技导报》

科技基金申请项目的选题I:研究方向的选择

文/吕群燕 研究方向是在一个时期中科研人员集体或个人进行科学探索的主攻方向或领域,它不是泛指科研人员为之奋斗终生的某一学科或某一专业,而是对科研人员在自己所学习、从事的学科和专业已经确定之后如何在这些基础上开展研究而言的[1]。

研究方向有别于研究课题。研究课题是指某一学科领域尚未认识和解决的问题,而研究方向则是指选择研究课题的范围,而且相对研究课题具有长期稳定性,是一个时期进行探索、连续开展研究的范围,所以研究方向与研究课题之间存在着全局与局部、长远与眼前的关系。

在现代科学技术既高度分化又高度综合的背景下,基于一个科研人员的时间、精力、知识结构的有限,在科研工作中必须有明确、坚定的研究方向,才会取得成功。

1 选择研究方向的意义 选择研究方向是指在一定时期内,科研人员在本学科和本专业或在本学科和相近专业领域内,把自己基础理论较好、学术造诣较深、最有发展前途,也有继续深入研究兴趣的一个或几个方面的方向,选择和确定为当前和今后较长时间进行研究的主攻方向,其根本目的在于定向地选择研究课题。 研究方向的选择是科学研究的重要组成部分,无论是对一个科学研究单位还是科学研究的个人都具有极其重要的意义[2]:① 选择研究方向有利于选择研究课题。科学研究的目的是探索未知,而未知的领域和问题好像无边无际的大海,选定了研究方向,也就如同规定了研究工作的范围和内容,使科研人员着力到某个研究领域去选择研究课题。② 选择研究方向有利于使科学研究工作具有连续性。科研人员集体或个人的研究方向,不仅是初次选择研究课题的范围,而且也将是多次选择研究课题的范围。科研人员集体或个人在较长时期内有一个确定的研究方向或范围,就会使科学研究工作具有连续积累性,从而能够取得系统性研究成果。如英国物理学家卢瑟福(1871-1937)毕生所坚持的研究方向都是放射学研究,他在这一研究方向上取得了一系列重大科研成果。

2 选择研究方向的方法 选择研究方向没有固定的模式,而是要因人而易。常见的方法有以下几种:

1) 同步选择法。即与当前科学研究发展的主流相同步、选择当前科学研究中的热点领域作为研究方向。需要注意的是,选择这样的研究方向时,科研人员往往要面临最激烈的竞争,因此需要充分考虑自己已有的研究基础和条件。在研究条件不如他人时,如果没有创新的研究思想和独到的研究方案是不可能取得成功的。

2) 超前选择法。即选择处于萌芽状态的科学发展新方向。科研人员如果能在某个重要的新方向开始蓬勃发展前3~5年涉足,即使没有做出开拓性的工作,也至少会有许多积累,当多数人开始跻身其中时,就可能比后来者更有取胜的机会。这种方法对于青年科研人员来说尤其重要。杨振宁在博士生阶段选择了处于发展初期的粒子物理学这个研究方向并坚持下来,在博士毕业不到10年的时间里便取得了重要进展,获得了诺贝尔奖[3]。

3) 边界选择法。即在不同学科交叉点的边缘地区选择研究方向。科学史表明,许多有意义的研究方向处在不同学科的交叉点上,而这些交叉的边缘地区又往往容易被忽略。因此,科研人员如果能以较大的热情去了解一些本学科和其他多个学科的进展情况,扩大知识面,提高自己的学术敏感性和科学鉴赏力,适时地选择处于多个学科边界的交叉研究领域作为自己的研究方向,就更有可能取得成功。例如英国著名物理学家布拉格于1937年根据国际上用X射线衍射方法研究蛋白质的新动向,以及卡文迪许实验室和自己已具备的研究基础和技术条件,把“用X射线衍射方法研究蛋白质结构”和“用无线电波探测天体”这两个新领域适时调整为卡文迪许实验室的研究方向,使得该实验室取得了卓著的成就[2]。

4) 课题拓展法。正确选择研究方向往往需要科研人员具备一定的研究经历和基础,但这却是大多数青年科研人员并不具备的。因此,对于青年科研人员来说,也可以先大略地确定一个研究方向,或者在有经验的科研人员或导师的指导下,选一个适当的课题先做起来,然后经过不断积累,纵向或横向拓展深入,逐步扩大研究范围,再形成一定的研究方向。例如,美国德克萨斯大学的Reiter R. J. 教授和美国哈佛大学的袁俊英教授都是以其原来的研究课题为起点加以纵向或横向拓展,逐渐形成自己的研究方向并取得成功的[4]。

5) 同时选择和拥有2~3个研究方向。科研人员在选择科学研究的方向时,也可以同时选择和拥有2~3个研究方向,或者在拥有一个较熟悉的研究方向后,再有意识地选取另外的1~2个研究方向,这样既可以在某一个研究方向长时期不能取得进展、难以继续深入时,交叉进行其他研究方向的工作,又有可能随着科学研究的发展,把当初选择和拥有的2~3个研究方向组成新的研究方向。杨振宁的成功就是这样的范例[3]。 总之,选择适合自己发展的相对固定的研究方向,是每一个科研人员必须面对的、至关重要的、影响全局的问题,它要求科研人员在对所从事的学科专业的发展历史和现状有非常清楚的了解的基础上,着力选择对于科学发展具有重要意义的方向,并要结合自己已有的研究基础和客观条件综合考虑。

参考文献

[1] 张培林, 王学彦, 张雅春, 等. 自然辩证法概论[M]. 北京: 科学出版社, 2005.

[2] 徐长山, 王德胜. 科学研究艺术[M]. 北京: 解放军出版社, 1994.

[3] 黄政新. 杨振宁的科学研究艺术[J]. 南京航空航天大学学报, 1997, 29(4): 365-371. [4] 成军. 坚持相对稳定的科研方向是关键[J]. 世界华人消化杂志, 2003, 11(12): 1857-1861.

 

科技基金申请项目的选题II: 科学问题的基本类型及特点

文/吕群燕 研究方向确定之后,接下来就是选择和确定具体的研究课题。课题是为了实现某个特定目标所需要研究的一个或一组科学问题,因此选择和确定具体的研究课题首先要根据已确定的科研方向的指向范围,尽可能多地对国内外这一领域的情况进行全面的调查研究,大量发现和搜集这一领域若干备选的科学问题。

1 科学问题的定义 科学问题是指科研人员基于特定的科学知识背景和特定的认知目的而提出的关于科学认识和科学实践中需要解决而又尚未解决的矛盾或疑难。它表现为科研人员在科学探索过程中理想的目标状态与现实状态间的差距,通常是与未被认识的现象或规律相联系的,但又不同于现象或规律本身,因为未被认识的现象或规律只有进入人类的认识领域才会成为科学问题[1-2]。

2 科学问题的基本类型 根据科学问题的性质和研究的需要,可以对科学问题进行不同的分类。例如,根据科学问题产生的领域不同,可将其分为经验问题和理论问题;根据科学问题与已有的理论框架之间的关系,可将其分为常规问题和反常问题;根据科学问题的求解类型,可将其分为陈述性问题、因果性问题和过程性问题等[2-3]。

3 科学问题的基本特征 科学问题具有以下基本特征[3-4]。

1) 时代性。科学问题产生于对背景知识的分析,反映一定时期的科学背景能力(知识、技术、方法等因素所显示的能力)对所提问题的求解理想差距。时代所提供的科学知识背景决定着科学问题的内涵深度和解答途径。因而,科学问题总是科研人员基于当时的历史条件提出的。例如,关于遗传学方面的研究,在19世纪的知识背景下魏斯曼提出了“种质”和“体质”的问题,20世纪初摩尔根提出的则是“基因”的问题,20世纪50年代沃森和克里克则提出了生物大分子DNA的结构问题。

2) 主客观统一性。科学问题的内容是客观地存在于背景知识之中的,在条件具备和成熟时,科学问题总会形成和发生,一种科学理论一旦被创造出来,其中所存在的问题(如概念模糊和理论中的逻辑矛盾,其与其他理论之间、经验事实之间的关系上的问题,等等)都已是客观上存在着的,因此,科学问题所反映的内容具有客观性;但是,科学问题的提出、表达及其解答又都带有科研人员的主观特性,因为针对同一个未知内容,不同的研究人员会提出具有不同内容或不同形式的科学问题。例如,一只熟透了的苹果落地了,甲提出的问题可能是:“为什么这只苹果会掉在地上?”乙提出的问题可能是:“为什么有重量的物体都会自发下落?”丙提出的问题可能是:“为什么物体之间会有吸引作用?”因此,科学问题又具有主观性。可见,科学问题本身是主客观的统一。

3) 探索性。根据问题所构成的疑难的性质,可将问题分为知识性问题和探索性问题。知识性问题仅仅产生于对背景知识的无知,而不是产生于对科学背景知识的分析,它所反映的只是对所提问题的求解理想与提问者当前能力的差距。问题的求解过程对于背景知识而言不提供新东西,解决这类问题只是学习和掌握背景知识的过程,例如,“艾滋病是由什么引起的?”这个问题的答案在背景知识中是已知的,只是提问者不知道,但科学界是知道的,提问者通过学习就可以解决这个问题:“艾滋病是由艾滋病毒感染引起的。”探索性问题则产生于对科学背景知识的分析,反映当前科学技术背景能力对于所提问题的求解理想的差距,问题的答案在背景知识中是未知的,需要通过各种手段获得新的信息或掌握新的方法才能达到问题之求解,因此在求解过程中将包含许多新的发现。科学研究中的问题必须是探索性问题,它的答案不仅提问者不知,整个科学界都不知。因此,对科学问题的求解,将对背景知识提供新东西,甚至即使没有最终解决问题,也能提供新知识。

4 科学问题的作用 科学问题的作用主要有以下几个方面:① 科学问题能够激发科研人员的探索兴趣和创新精神。例如,“王冠之谜”使阿基米德充满兴趣,在洗澡时都在不停思考,终于从澡盆溢水现象中得到了灵感,发现了浮力原理[3]。② 科学问题提供或指引着科学探索的目标和方向。例如,法拉第发现电磁感应定律是在“磁电相互作用”的问题引导下实现的;伦琴发现X射线是在“阴极射线的本质是什么”的问题引导下实现的[3]。③ 科学问题可以为科研人员提供研究思路与研究方法。科学研究工作一般是先有问题,然后再形成解题思路与解题方法。问题不同,解题思路与方法也会有差异。例如,思想实验的驻波问题启示爱因斯坦对光速进行深入研究的具体思 路[3]。④ 科学问题促进理论的进步从而促进科学的发展。在科学的探索过程中,经常是原来提出的科学问题的解决,诱发出新的科学问题,而新的科学问题的解决又会诱发出更新的科学问题,这种一环扣一环的科学问题相继出现和解决,就可导致科学的重大理论突破。例如,爱因斯坦相对论的创立正是在“追赶光波问题”、“间断的经典力学与连续的电磁场理论不统一的矛盾”、“人在自由下落的升降机里的感觉问题”、“等效原理与欧几里得几何原理相矛盾”等问题的相继出现和解决的过程中实现的[3,5]。

参考文献

[1] 刘大椿. 自然辩证法概论[M]. 北京: 中国 人民大学出版社, 2004.

[2] 张培林, 王学彦, 张雅春, 等. 自然辩证法 概论[M]. 北京: 科学出版社, 2005.

[3] 张大松. 科学思维的艺术[M]. 北京: 科学 出版社, 2008.

[4] 林定夷. 问题与科学研究[M]. 广州: 中山 大学出版社, 2006.

[5] 眭平. 科学创造的横向研究[M]. 北京: 科学出版社, 2007. (责任编辑 齐志红)

 

科技基金申请项目的选题III:科学问题的来源

文/吕群燕 科学问题的来源是多方面的,但归结起来,现代科学研究的科学问题主要来源于科学技术实践和社会生产实践。从科学技术实践中所提出的科学问题大多是科学自身发展中的问题,从社会生产实践中提出的科学问题大多是实用性或技术性问题。

1 科学技术实践中的科学问题

从科学技术实践中所提出的科学问题主要是为获得现象和可观察事实的基本原理,对事物的特性、结构和相互关系进行分析而产生的问题,大致可根据问题的内容分为经验问题和理论问题两大类。 经验问题是指来源于经验认识中的问题,它体现着人们对经验事实或事实之间冲突的不解或疑难[1]。科学技术实践中的经验问题的产生有以下几种基本情形:

① 寻求经验事实之间的联系并做出统一解释而产生的科学问题。探寻科学规律、建立科学理论或假说的目的就是为一定范围内经验事实间的联系给出统一解释,认识科学事实及其联系并构建理论是最基本的科学问题。例如,当多种化学元素被一个个孤立地发现和研究之后,科学家就会提出这类问题:“各种化学元素之间是否存在内在联系?”门捷列夫正是为了回答这一科学问题而发现了元素周期律[2]。

② 原有理论与新经验事实之间存在矛盾而提出的问题。由于任何科学问题都是在一定背景知识下提出的,而所有作为背景知识的科学理论都是假说,是试探性地对经验现象的解释和预言,因此当原有理论不能解释新的现象和新的事实时,就产生了需要探讨的科学问题。例如,黑体辐射、光电效应等新的实验事实与经典物理学的能量连续理论不相容,由此引出的科学问题导致了量子论的产生[2]。

③ 为了验证假说和新发现的事实而提出的问题。科学中新的假说被提出之后,必须通过实验和观察来进行,因此如何对假说进行检验构成了科学问题的另一重要来源。例如对牛顿力学的检验发现天王星的实测轨道与按牛顿力学所计算的理论轨道不符,由此引出的科学问题导致了勒威耶的假说并通过伽勒的观察而发现了海王星[2]。

④ 从实验中的偶然发现、奇异现象等可以找到有价值的科学问题。例如伦琴发现X射线、弗莱明发现青霉素等都是这样的案例[2]。

理论问题是指存在于科学理论中的问题,其产生有以下几种基本情形:

① 多种假说之间的差别和对立。由于对同一个现象范围内的许多事实,常常可以建立起多种理论(假说)对其进行解释,这些假说往往各自只能指示具体事物某一方面的属性,因此它们之间会因为对同一事物的看法不同而形成矛盾和争论,这些争论的问题就可能成为科学问题。例如,几何光学中的波动说和微粒说之间的矛盾,天文学上日心说和地心说之间的矛盾,地质学上水成论和火成论、渐变论和灾变论之间的矛盾等等,都是重要科学问题的来源[3]。

② 科学理论内部存在的逻辑悖论或佯谬。科学理论是人们在一定时期、一定条件下认识的成果,因而,理论可能由于人们当时认识的局限而在体系内部产生逻辑困难。例如数学中的无穷小悖论、罗素悖论,物理学、天文学中的双生子佯谬、引力佯谬等等,这些悖论或佯谬中往往蕴涵着重要的科学问题[3]。

③ 不同学科的理论体系之间的矛盾。在科学研究中,有时不同学科中的理论往往各自解释了一大类现象,但其相互之间却存在矛盾,这些矛盾也是科学问题的重要来源。例如,生物进化论和热力学第二定律在各自的范围内解释了广泛的现象,建立了相对严密的理论体系,但这两种理论的基本原理却是逻辑上难于统一的。比利时科学家普里高津正是基于这一矛盾提出了科学问题,并在此基础上建立了耗散结构理论[2]。

④ 追求科学理论普适性和逻辑简单性而提出的科学问题。追求科学理论普适性和逻辑简单性是科学的一贯传统,科学家往往可以通过发现不同学科的理论体系之间存在的矛盾和冲突,提出更具有普遍性的科学问题。例如,爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论就是寻求理论普适性和逻辑简单性的产物[2]。

2 社会生产实践中提出的科学问题

从社会生产实践方面提出的科学问题往往产生于从生产和实际生活的需要中提出某种特定的目标,而向科学征询实现它的可能性并把这种可能性转化为现实性的过程;或者为了确定基础研究成果的可能用途而探索它的现实性或如何实现的问题。这些问题虽然直接指向应用目的的研究,但经过抽象、转化,同样有可能成为基础研究问题,因为这些问题的研究都离不开基础科学理论或受基础科学理论的启示,而且如果当时已有的基础科学理论满足不了它的需求时,或者在它的研究过程中发现新事实时,这样的应用研究就会大大推动基础科学的理论研究。法国科学家巴斯德关于甜菜汁酿酒的研究就是此类研究的典型代表,该研究成功促进了发酵技术,因此是毋庸置疑的应用研究;但与此同时,该项研究也是杰出的基础研究,它大大地拓展了人们对生物世界的理解,巴斯德因此成为微生物学的奠基者,在细菌致病学说和免疫学方面也做出了开创性的贡献。可见,从社会生产实践方面提出的科学问题可以既具有很强的应用性,又具有很强的基础性[4]。由于现代科学研究越来越依靠国家和社会的支持,因此具有经济和社会目标的科学问题越来越成为科学问题的重要来源。

参考文献

[1] 张大松. 科学思维的艺术[M]. 北京: 科学出版社, 2008.

[2] 林定夷. 问题与科学研究 [M]. 广州: 中山大学出版社, 2006.

[3] 刘文霞, 宋琳. 科学技术元论[M]. 北京: 知识产权出版社, 2006.

[4] 李正风. 科学知识生产方式及其演变[M]. 北京: 清华大学出版社, 2006. (责任编辑 齐志红)

 

科技基金申请项目的选题IV:科学问题的发现

文/吕群燕 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[1-2]:① 怀疑精神。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。怀疑精神是发现科学问题的关键因素。② 好奇心。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,由于知识背景的不同,可能产生3个不同层次的科学问题:“为什么这只苹果会掉在地上?”“为什么有重量的物体都会自发下落?”“为什么物体之间会有吸引作用?”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,并能对其他感兴趣领域的资料进行分析和借鉴。④ 科学思维的能力。对科学中已有的理论、原理或概念提出真正的疑问,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。

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。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[2]。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[3]。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[3]。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。

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,大致包括如下几种: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中被发现。例如,当1838年德国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[2,4]。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[1,4]。

参考文献

[1] 张掌然. 问题的哲学研究[M]. 北京: 人民出版社, 2005.

[2] 林定夷. 问题与科学研究[M]. 广州: 中山大学出版社, 2006.

[3] 邹承鲁. 科学研究五十年的点滴体会[J]. 生理科学进展, 2001, 32(3): 269-371. [4]张大松, 主编. 科学思维的艺术[M]. 北京: 科学出版社, 2008. (责任编辑 齐志红)

 

科技基金申请项目的选题V:科学问题的表达

文/吕群燕 科学问题作为对客观知识的追求,是属于公共的具有外部客观性的社会问题,因此科研人员所发现的科学问题必须能够借助科学语言表达出来,以进行内部交流和外部交流。

1 科学问题表达的工具

科学问题是用科学语言来表达的。科学语言是根据科学思维和科学交流的特点人为创建,并被科学家同行所认可的一种语言系统,它是由自然语言和人工语言共同组成的,主要用于表达、储存和传递科学知识,进行科学研究与交流。科学语言在内容上具有客观性和精确性,在形式上具有简洁性和规范性,其主要形式有科学术语、科学符号、科学公式、科学图表等[1] 。

2 科学问题表达的基本形式

科学问题通常都是通过科学语言用疑问句(包括一般疑问句和特殊疑问句)的形式表达出来。一般而言,科学问题主要都是以特殊疑问句的形式出现的,一般疑问句通常只出现在科学的检验活动之中。

3 科学问题表达的基本结构

无论用什么句式表达的科学问题,在结构上都要蕴涵科学问题的指向、科学问题的疑项、科学问题的求解目标和科学问题求解的应答域4个基本要素[2-4] 。

1) 科学问题的指向 科学问题的指向是指科学问题所指向的研究对象,可能是某种可观察的实体或现象,如问题“染色体是什么?”指向的是染色体的化学组成;也可能是现象的原因,如问题“高血压为什么会遗传?”指向的是造成高血压遗传的内在原因;或者是研究对象或对象系统的状态或过程等,如问题“DNA是怎样复制的?”指向的是DNA自我复制的全过程。问题的指向潜在地决定着问题的答案。

2) 科学问题的疑项 在一个完整的疑问句中疑问词与问号一起称为问题的疑项。疑项规定科学问题的形式类型,一般有一般疑问句和特殊疑问句两种形式。疑项着重表示问题的当前状态与目标状态存在着的差距,或求解的理想与当前能力存在的差距,因而它也隐含着求解的欲望。

3) 科学问题的求解目标 科学问题的求解目标是指与问题的指向相对应的解,也就是想要获得的答案。问题的答案与问题的疑项密切相关。与一般陈述句不同,疑问句的表达必须有一个或多个预设,即背景知识。具有不同背景知识的人,提问方式会不同,科学问题的提问水平与提问深度也就不同,从而最终的求解目标,即问题的答案也会不同。对于不同类型的疑问句,也会有不同类型的答案。对于“是什么”这样的问题,回答是一个存在语句,即存在什么或不存在什么,如对“X射线是什么”的回答是“X射线是一种比光波更短的电磁波”;对于“怎么样”的问题,回答是一个或取语句,即一个事态或另一个事态,如对“原子结构是怎样的”的问题,回答是如同“太阳行星”这一事态描述;对于“为什么”的问题,其回答一般要包括一种对因果关系机制的描述,如对“苹果为什么会落地”的问题,回答是“因为苹果和地之间存在万有引力”。

4) 科学问题的应答域 科学问题的应答域是指在问题的表述中对问题解的存在所做的预设,它蕴含着提问者所指示的求解方向,是问题求解中起重要作用的因素。因为预设作为假说或资料是背景知识中的组成部分,是问题中确定的无须探索的部分,尽管这种预设是一种猜测,是可错的,但在实际的科学研究中它却能起到定向和指导作用,它成为问题到答案的桥梁,既是背景知识的一部分,又是问题的组成部分,它将问题与背景知识沟通起来,像路标一样指示了向何处去寻找问题的答案,因此它主观上明确地指示了求解的方向。对问题求解的应答域的预设是对问题的当前状态和目标状态之间的差距的限制和约束,它包含有某种被认作已知的确定的内容,因而可以排除许多因素,能对解决问题提供明确的指向性和有序性。若问题只有求解目标而没有一定的应答域,则其求解范围可能是一个无所限定的全域,这样的问题就不能构成科学的问题。科学问题应答域的设立是否合理,直接决定问题是否有解。因此,科学问题中应答域的设定以及由此带来的指向性,在科学研究中具有十分重要的作用。科学研究中具体提出的任何有价值的科学问题,总是要求做出某种限定得比较具体的应答域预设,用以明确指导研究。例如在“肺结核是由什么细菌引起的?”的问题中就已经假定是某种细菌引起了肺结核,“细菌”就是预设的应答域;但在“肺结核是由什么原因引起的?”的问题中,应答域是个全域,对于问题的求解来说,并没有提供任何信息,因此对求解毫无指导意义。

可见,在科学研究中,不但要善于提出正确的问题,而且要善于提出对应答域求解具有明确指向性的问题。若一个问题的应答域是错误的,即问题的答案不在所设定的应答域之内,就会使研究工作劳而无功。例如历史上艾克曼研究脚气病的原因时,开始提出的问题是“脚气病是由什么细菌引起的?”,由于脚气病的原因并不是由于细菌引起的,而是由于缺乏维生素B引起的,因此针对“脚气病是由什么细菌引起的?”这样的问题所进行的研究就只能是徒劳。

参考文献

[1] 鲍建强. 科学思维与科学方法[M]. 贵阳: 贵州科技出版社, 2002.

[2] 林定夷. 问题与科学研究[M]. 广州: 中山大学出版社, 2006.

[3] 刘大椿. “自然辩证法”疑难解析[M]. 北京: 中国人民大学出版社, 2007.

[4] 张培林, 王学彦, 张雅春, 等. 自然辩证法概论[M]. 北京: 科学出版社, 2005.

 


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