百科:科学研究(Scientific research),一般是指利用科研手段和装备,为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列的活动,为创造发明新产品和新技术提供理论依据。科学研究的基本任务就是探索、认识未知。小编认为,要正确理解“科学研究”的定义,首先要知道什么是科学。那么,什么是科学呢?试问,人们为什么要在有关“科学”的杂志上投稿?显然,人们之所以要在有关“科学”杂志上投稿,根本目的就是为了让自己的观点获得人们的充分认可。试问,人们为什么要办“科学”杂志?显然,人们之所以要办“科学”杂志,就是为了获得更多的被人们充分认可的观点。试问,自然科学教科书上的观点是不是被人们充分认可的观点?答案当然是肯定的。比如,自然科学教科书上的“万有引力定律”其实就是被人们充分认可的,牛顿的观点。因为,自然科学教科书上的观点也都是“在一定时间,一定范围和一定条件下”被人们充分认可的观点。比如“万有引力定律”在量力科学范围内就不适用。由此我们就可以知道“科学”完整、正确的定义了,即:科学就是在一定时间,一定范围和一定条件下被人们充分认可的观点。由此,科学研究的定义也就昭然若揭了,即:科学研究就是人们在一定时间,一定范围和一定条件下为了获得“被人们充分认可观点”的研究。由此,科学探索的定义也就水落石出了即:科学探索就是人们在一定时间,一定范围和一定条件下为了获得“被人们充分认可”的观点的探索。
研究表明,吃维生素有利于健康,也有害于健康,最新发现的一种药草可以增强记忆力,或者损害你的肝脏,头条新闻报道了一种前景光明的癌症治疗方法,接着却再也没有提及,每天,我们被吸睛的新闻所轰炸,它们都有科学研究的支持,但这些研究到底是什么,它们是如何进行的,我们怎么知道它们是否可靠,当涉及饮食和医疗信息时,首先需要记住的是,虽然实施在动物或单个细胞上的研究,可以引导未来的研究,但想知道它们如何影响人类的唯一方法,是通过一个有人体参与的研究,当涉及人体研究的时候。科学的黄金标准就是,随机临床试验,或者叫RCT,RCT的关键是人,被试者被随机分配到各个研究组,他们通常是不知情的,这样可以使研究更加严谨,这个过程是为了保证,是研究者想要研究的东西,举个例子,当测试一种全新的治疗头痛的药物时,一太群有头痛间题的人,一大群有头痛间题的人,会被随机分配到两组,另一组得到安慰剂,在正确的随机分配下,两组间,唯一显著的区别,就是他们有没有得到药物。而不是其他会影响结果的因素,随机临床试验是非常有用的工具,事实上,美国食品及药物管理局(FDA),通常要求在新药上市前,要进行至少两次随机临床试验,但是问题是在很多案例里,随机临床试验是不可能的,这可能是因为它不切实际,或者是因为需要过多的志愿者,或者是因为需要过多的志愿者,科学家们使用一种流行病学研究,科学家们使用一种流行病学研究,它简单地观察人们的日常行为,而不是通过随机分配主动参与者,来控制不变量,假设我们想研究,一种市场上的草药成分,是否会引起恶心,我们不会故意给人们。一些可能造成他们恶心的东西,而是找到那些在日常生活中,已经服用了这种成分的人,这个组叫做队列,他们并没有接触过这种成分,接着我们就要比较数据,流行病学研究非常有用,可用于研究几乎任何东西对健康的影响,而不需要直接干扰人们的生活,也不会让人们接触到有潜在危险的东西,那么,我们为什么不依赖这些研究,来研究物质和它们对健康的影响,之间的因果关系,问题是,即使是实施得最好的流行病学研究,也存在内在的缺陷,准确的说是因为被试者。不是被随机分配到他们的组别的,比如在我们的草药研究中,如果队列是由那些因为健康原因,而服用草药成分的人所组成的,他们可能本身就比在另一个组里的人,更有可能感到恶心,或者说队列组有可能,由那些在健康食品商店购物的人组成,由那些在健康食品商店购物的人组成,或者由不同饮食习惯的人组成,或者由那些享有更好的医疗保健的人组成,这些在被研究因素之外,也可能影响到结果的因素,被称为混肴变量,这两个主要的缺陷,加上更多的常规性问题——,比如利益冲突或是选择性地使用数据,能让任何流行病学的发现变得可疑,而一个好的研究必须不厌其烦地,来证明它的研究者采取了必要的步骤。来消除各种类型的错误,但是,即使这些都做到了,流行病学研究的本质,是研究已经存在的不同组别的差异,而不是在相同群体内特意加入差别,这意味着一个单独的研究,只能证明,一种物质和一个健康结果之间的一种关联,而不是一个真的因果联系,最后我想说,流行病学研究在公共健康中起到了非常大的指导作用,警告我们某些严重的健康威胁,比如吸烟、石棉、铅,还有更多,而所有这些研究都指向同一结果,所以,下次你看到一个头条新闻,关于某种全新神奇的治疗,或是关于某种日常用品产生的可怕威胁,试着去看一下原始的研究,去了解流行病学研究和临床试验中内在的局限性,而不是直接跳过去读结论。
大家好,我是兔子酱。今天给大家介绍几个人类以前做过的,或者正在做,差点毁灭我们人类的科学研究。三位一体实验恩里科费米其实这个实验就是人类第一次核武器试验。1945年的7月16号,美国在新墨西哥州的沙漠里进行了人类首次的核试验。当时美国宣称他做核试验目的是为了终止第2次世界大战。达到目的了吗?也确实达到了!既然是人类第一次做的的核武器试验,那么对于实验的结果和将要发生啥事,根本不知道。当时推进实验的几个科学家都进行了各种各样的计算,但大家计算结果都有点不一样。尤其是费米,他当时就觉得这个实验可能毁灭人类。因为他觉得一旦核裂变发生的话,可能会引燃大气,整个大气全部燃烧起来,地球就完了。但其他物理学家觉得不做这个实验也不知道,就试试看。于是用了一个和广岛原子弹差不多的一个原子弹,在地面引爆,发现没发生什么太严重的结果。于是这次爆炸之后的二十几天,美国就真的往日本扔了两颗原子弹。结束了第2次世界大战,也实现了他们的承诺,但是问题是美国最终给世界留下了一个永远无法抹除的难题,核武器。超级细菌实验超级细菌实验这个是1971年的时候,美国著名的微生物学家阿南达查克拉巴蒂,他通过基因改造,将一种细菌改造成了一种超级细菌,能够快速的分解原油。这个细菌的名字,叫做恋臭假单胞菌。根据当时实验测试的结果,这种细菌可以将原油分解的速度提升100倍。他为什么要研究这个细菌呢?是因为当时美国发生了很多原油泄漏事故。当时的解决办法基本上就是靠海水自己慢慢把它溶解掉。这速度就很慢,需要几十年。于是他就发明了这种细菌,细菌就可以快速把它们都分解掉,吃掉。实验发现细菌能力非常的强大,几乎什么有机物都能分解,甚至连塑料它都能分解。结果后来发现细菌有一个问题,它有强大的抗药性。目前已知没有任何抗生素对它有效,你杀不死它,你就不能把它怎么样。比如说你让它分解原油,分解原油完了之后它怎么办?它如果再继续分解,鱼虾都分解完了,咱吃什么?它如果上到陆地上,分解树木了,人类就完了,最终细菌是关在实验室里没有放出来。而且关于细菌有一个非常有名的事情。就是查克拉巴蒂研究出这种细菌之后,马上就向美国申请专利。但是很多人反对他持有专利,为什么?因为从那之前没有任何人对生物持有专利。他的意思说这个生命是我创造出来的。我发明的。于是打官司打了很多年,最终美国最高法院判他胜诉,把这个专利给他了。这也是美国历史上最著名的一个跟生命有关的专利。一流星鱼实验核试验这个名字很怪吧?这是人类目前为止在高空进行最大规模的核试验。1962年7月6号这一天,美国从夏威夷那个地方发射了一个原子弹到高空,大概到了400公里高的地方,也就是现在国际空间站所在高度,把核弹引爆,它在高空这一炸,直接给天炸出一个洞来,然后整个天都被照亮了,就像个太阳一样,但是是个环形的太阳。当时发射核弹的威力是广岛核弹的100倍。按照美国政府的说法,当时他们根本没有预料到有这么大的爆炸力,也就是说他们一开始计算应该比这小一些。爆炸直接把臭氧层炸穿之后,引起了地磁的紊乱。南北极都开始晃,天空中大面积出现像极光一样的那种光。地球磁极那么从这个实验结果来看的话,其实爆炸是会影响地磁,它如果影响地磁,比如让地磁发生紊乱、不稳定或者缩小或者增大,不管哪一种都会造成大气的不稳定,也就有可能造成这种有害的射线照到地球上,然后杀死生命,就算不那么严重,也可能让人或者动物得病。不过,幸好到现在为止并没有发现因为这次爆炸而产生的这种伤害。但是一个很严重的结果就是当时这一炸,把当时环绕地球1/3的卫星都炸毁了,其实炸毁了不少苏联的卫星。这些卫星不是直接被爆炸波所击毁,它是被引发的地磁紊乱所损毁的。为什么这么说呢?因为它这一炸,地球对面的卫星也都损毁了。太空宪法那么这次实验之后,很多国家就反对美国做这个事情。于是在1967年的时候,联合国就正式颁布了一个条约,叫做外太空条约,又叫太空宪法。其实就10条,就是说太空大家应该和平利用,不能占为己有,也不能在这做核实验或者做其他的事。稻热病水稻稻热病是一种发生在小麦和水稻身上的疾病,这个病虽然对人没有任何伤害,但是它会造成水稻和小麦大量减产。1943年,印度和孟加拉国就发生了稻热病。造成大片的小麦和水稻不产,于是直接在这两个国家产生饥荒,饿死了将近350万人。在上个世纪60年代70年代,也就是美国冷战的时候。美国曾经就想把这个东西作为生化武器,做成炸弹。做了总共31次实验,后来全世界都反对。因为他如果真的把炸弹投放到一些主要靠农业的国家的话,这个国家就完了。于是在1973年的时候,美国宣布毁灭了所有稻热病的病原体。那么这个病如果在全世界爆发,也就是全世界的小麦和水稻,如果都得了这个病的话,估计地球上可能要饿死30亿人,要么就是全世界的人平均体重降低二三十公斤。到目前为止给大家介绍都是以前做过的,现在没有在做这个实验,过去就过去了,我们算捡条命。接下来给大家介绍,我们现在还在做的这个实验,比如说以后哪一天,因为这个实验咱们毁灭也都不奇怪。大型强子对撞机强子对撞机所在地这个机器建于2008年瑞士和法国交界的地方。那个地方还有欧洲核子研究所。他这个粒子对撞的目的就是为了模拟宇宙初始状态,看看宇宙大爆发究竟是怎么产生的。同时也可以研究黑洞的形成,还有反物质的形成,还有磁单极的形成。什么叫磁单极?我们现在发现的磁铁不管多大都有两级,南极和北极,也可以叫正极和负极,只要有南极就一定有北极,你把一个磁铁分成两半,它又会形成新的南极和北极,你就在最南极的地方剪一下,南极也会出现北极,但是按照现在最火的一个物理理论叫做超弦理论,就预言了磁单级的存在,于是现在的科学家都在找这个东西,一旦找到了就基本证明超弦理论是对的。超弦理论是用来解释维度的。超弦理论对于磁单极的预测,就有点像爱因斯坦对于黑洞的预测一样。黑洞一直找不到,现在找到了。哪一天我们找到了磁单极,超弦理论就对了,我们就可以解释维度了。但问题是,如果对撞实验按照他们科学家预测成功了,就有可能产生宇宙大爆炸,黑洞、反物质,这三个哪个我们都受不了,宇宙大爆炸了,就产生新的宇宙,黑洞一出来就把地球吸进去,人类就完了,这就变成一个点,反物质出现,地球的东西都消失了。黑洞所以他们是想造出这个东西来做出这个实验结果,但做出来了人类就毁灭了。那CERN这些科学家,他们也知道会有这样的结果,他们为什么还在做这个实验?CERN是有解释的,解释说确实有可能产生黑洞,但是产生了黑洞会比较小,而且会转瞬即逝,对此很多科学家都抱有怀疑的态度,说你转瞬即逝归转瞬即逝,你把我们地球吞进去就吐出来了,我们地球也完了。后来CERN又给出了一个说明。我们这个粒子对撞这个事情,其实在宇宙中每天都在发生,宇宙中有大量的射线射向太阳,而太阳也不断的往外发射射线,无数的粒子,其实每天都不停的对撞,也没见产生黑洞,也没有宇宙大爆炸。已经50多亿年过去了,太阳还是挺好的。所以他们认为这个粒子对撞应该没有那么大的危险性。但是反过来说,既然什么事都不会发生,你们撞它干嘛?你不就是希望发生点什么是吧?所以CERN哪一天把我们毁灭了,我们可能都不知道的,一瞬间就结束了!地外文明探索计划(SETI)地外文明探索这个计划主要通过接收信号来探索地外文明的,但其实这个计划里面还有很多其它的部分。也包括发送信号,光接收信号其实没有很危险,但发送信号极端危险。黑暗森林法则,以霍金为首的很多天文学家就特别反对往外发信号,霍金认为我们的信号一旦被高度文明收到,而且这个高度文明有能力来到我们这的话,我们就完了,一瞬间我们就会被灭掉,他为什么这么肯定这个结果的?他认为英国人当初去了美洲大陆,90%的印第安人消失,他说我们地球会面临同样的问题,不管他是高等文明,他是有多么先进,他们的想法就是那样的。暗物质观测实验星系团我们宇宙看上去空空如也,但其实95%都是暗物质和暗能量,我们能看到的只占5%。那么暗物质是到现在都没有观测到的东西,但为什么认为它存在?是因为我们观测这些星系它们旋转的速度,发现如果没有暗物质存在的话,它转速不是这个样子的。怎么解释这个说法呢?我们看到外面所有的星系都在那转,但是按照中心质量大,边上质量小这个原则的话,中间转的速度就会快,外围转的速度就会慢,像漩涡一样。但是事实上不是这样,我们观测的所有的星系内外都是同速在旋转的。它像一个整体一样在旋转,不合理,按理来说你离中心越远,你引力越小,为什么你能保持中心所有的星球一个速度在旋转?于是现在最流行的一种说法就是有个暗物质把它按在那里,让它变成一个整体了。黑洞现在最流行的事就是找暗物质,中国也在地底下2000多米的地方,有个实验室在那找暗物质,像日本也是一样,各个国家都找,看谁先找到。找暗物质都在这个地底下找,防止其它东西干扰到它。所以要用厚厚的地层隔住宇宙射线,暗物质可以穿透任何东西,也就可以穿透厚厚的地面,到那里边只要有反应就可以,但是暗物质目前通过主观观测,客观观测都无法观测到。它和黑洞不一样,黑洞通过主观观测不到,但是通过间接观测是可以观测到。你看不见黑洞,但是你能看到黑洞周围的东西,但暗物质不是。暗物质是你怎么都看不见。那么就在观测的过程中,有很多的科学家对此产生极大的不安,为什么产生不安?就是现在的量子力学。星系旋转量子力学让人们明白了一个道理,在微观世界里,我们看不到这个世界里边。意识是可以决定一些事情的,就像量子状态会因为我们的观测而产生坍缩,它就固定成某一个实质的状态,很多人认为暗物质有同样的属性,我们现在只是没看到它,它就呈现现在正常的状态。一旦有一天我们看到它了,它就会坍缩。也就是说如果我们找到暗物质那天,我们一观测宇宙,整个宇宙大面积将产生探索。整个宇宙将会实体化,你现在看到什么东西都没有的地方,就开始全部变成石头,整个宇宙最后摊缩成一个死的东西,我们也就一下完了,而且非常担心这个事情会产生连锁反应,就是不是我观测一点,这一点就发生变化,而是我只要一眼望过去,这一片就全部的坍缩。暗物质现在算是虚拟化的,你无法证明它存在。但是你能证明它存在的那一天,也可能就是人类消失的那一天,所有的能量都变成物质,所有的意识也都变成物质那一点。恐怖。
医学心理学是心理学的一个分支,其研究方法从属于心理学的研究方法,但也有某自己的特点。以下仅就医学心理学研究方法的一些原则及几种常用方法作一概述。一、理论依据解决任何问题时都应先提出工作假说,然后通过实践来证实、否定和修改这种假说。这种假说又可称理论依据。不同理论基础会有特殊的研究方法,如动力心理学派采用心理分析方法,行为主义用条件来反射方法。有时同一种方法也可为不同理论服务,但在具体作法和解释结果时却彼此不同。二、科学性科学研究必须有科学性,但在具体进行过程中有时会缺乏科学性。增强科学性的方法首先是要有科学态度,即实事求是的态度。不能从主观愿望出发,对待任何事物必须采取客观态度。其次是实践,在实践中学习方法、科学思路、敏锐的观察力并善于总结经验和教训。实践就是去做,自己动手。医学心理学是一门既有理论又是实践的学科。如果不亲自动手,不经常投身于实际工作中,知道一些理论而不能解决实际问题,这种理论是无用的。以下分三节介绍医学心理学的一些常用研究方法。临床法不是专指临床医学中的方法,它是与实验法相对而言。临床法的主要特点是对个人的行为作系统的和综合性的详尽描述,无比较标准。在具体作法上还可分个案史(case history)法、观察法(observation method)和调查法(survey method)等方法。它是医学心理学,特别是临床心理最常用的一种方法。实验法也需要临床法相配合,例如在提供研究材料(如病人)时,一定要用临床法。在检验实验室的结果时,也要采用临床方法。一般来说临床法可在如下几方面起作用:①详尽描述一些罕见的重要现象和事物;②形成假说:通过对详尽的个案招待的分析和归类而形成新的假说;③印证理论:理论为一般性、概念化。通过临床法的研究,使它在个案中得到印证。临床法有应用广泛、实施方便、不要特殊仪器等优点,但也有一定限制。主要是在收集历史、观察和调查行为时,较难排除主观和偏见,或者将个人愿望加入收集的材料中,这样便损害了科学性,因此需要其他客观方法来补充。
白天在办公室里做计算、搞研究、写论文,夜里有时做梦还一直想着数据测算、项目科研……“我这一辈子,与物理结下了不解之缘。电脑上密密麻麻的计算机编程、海量的数字信息,似乎都指引着我去探索背后的物理规律。”在吉林大学物理学院院长马琰铭(见上图)教授看来,研究物理是一件快乐的事。46岁的马琰铭有着许多“光环”:全国优秀科技工作者、“万人计划”领军人才、长江学者……面对荣誉,他很淡然,“我享受的是探索未知世界的乐趣,是解决重大问题后的快感。我希望自己能永远保持那种对物理学的质朴的兴趣。”对物理学的热爱,支撑着我一路走来1972年,马琰铭出生在吉林省延边朝鲜族自治州安图县的一个小山村。“小时候,我虽然有不少兴趣爱好,像踢足球、下围棋等等,但对物理情有独钟。”马琰铭回忆。1991年,马琰铭考入延边大学,开始一心一意投入物理学的学习中。“许多人觉得物理枯燥难懂,但我却觉得,物理是让我认识世界、理解世界的方式。它是研究‘为什么’的学科,是探索事物本质的学科,那些看不见、摸不着的物理规律,更是让人着迷。可以说,对物理学发自内心的热爱,是支撑我一路走来的根本原因。”马琰铭说。马琰铭曾在研究中发现,导电性很好的金属钠在高压下会变成绝缘体。“为什么会发生这样的变化?这种变化蕴藏着何种物理规律?能否在现实生活中得到应用?每当在研究中解决了这些问题,我就会很有成就感,对物理的兴趣也就更浓。”马琰铭说。被物理学深深吸引的他决定攻读吉林大学博士学位,师从国内高压物理研究创始人和开拓者之一的邹广田院士。“那时很多课程都要从零学起,我向学校借了一间实验室,不分昼夜地紧张学习。最难的不是课本知识的艰涩或身体上的疲惫,而是面对纷繁的环境,我必须始终保持昂扬的斗志和坚持不懈的勇气。”马琰铭说。在邹广田院士的指导下,马琰铭正式踏入高压物理的研究领域。博士毕业后,他又分别在加拿大科学院、瑞士苏黎世高等工业学院做了两年多的博士后研究,还先后到日本理化学研究所、新加坡南洋理工大学交流访问。对于是否留在国外,马琰铭没有丝毫犹豫:“为祖国做贡献,这没什么可考虑的。我在国外学习,提高自己的能力,然后回国做科研,让成果属于自己的祖国。”科学研究更多时候是平平淡淡的坚守如果没有会议或者不用外出参加学术活动,马琰铭每天的作息基本就是“两点一线”:早上8点左右到办公室,晚上十一二点回家。除了挤出一点时间吃饭,他几乎一直在忙。对马琰铭来说,节假日只是日历上不同的数字。“作为科研工作者,没有周末、没有节假日是一件很平常的事。”马琰铭说,“以前我把所有的时间和精力都用在了科学研究和课堂教学上。后来有了孩子,我会尽量抽出时间给他们。可是即便如此,我还是很愧疚,没能好好陪伴他们成长。”不断探索、持之以恒的精神推动着马琰铭的研究一路向前。2010年,马琰铭及其团队研发出一套“基于群体智能的卡里普索凝聚态结构预测方法”,即通过凝聚态物质的化学配比,确定出原子的微观排列方式,从而研究凝聚态物质的物理性质、开展材料的结构设计等。“工业革命依靠新材料的发现,而原子结构正是材料设计最核心的部分。”马琰铭说。“从方法的研究创新,到把方法编制成中国自主知识产权的计算软件,再到推广到全世界50多个国家和地区、被2200多个国内外同行使用,我们花了十几年的时间,目前仍在逐步改进中。”马琰铭说,“能让外国人用我们中国人研发的方法开展科学研究,这是很不容易的事,也是令人自豪的事。”在马琰铭看来,科学研究需要仰望星空,更需要脚踏实地。“科研的过程是比较枯燥的,但问题解决的那一刻,又是特别快乐和幸福的。因此,做研究就必须耐得住寂寞、坐得住板凳,既要抵抗得住繁华世界的诱惑,更要经得住一次次失败的打击。从想法的出现,到开始着手解决问题,再到成果发表,这是一个很长的周期。科学研究更多时候需要的是平平淡淡的坚守。”只要对学生有利,我都会去做“‘细节决定成败’‘科研必须脚踏实地’‘要尽量做对国家发展有帮助的科研课题’,这是马老师常常挂在嘴边的话,让我们印象深刻。”“马老师对科学问题的独特见解、对学生的悉心指导,让我们对科学研究产生了浓厚的兴趣,受益良多。在研究道路中能碰到这样的导师,是十分幸运的。”“马老师要求很严,对学生很负责任。他会很认真地修改学生论文、指导学生进行小组讨论、关注每一名学生的成长、尊重每个人的发展选择。”……谈起马琰铭老师,学生们无不流露出钦佩与感激之情。“科研诚信、独立能力、创新思考,这是从事科学研究工作必备的素质,也是学生比较欠缺的地方。因此我在带学生的过程中,非常重视这3个方面。”马琰铭说,“诚信问题算是相对容易解决的,我们通过思想教育、课题组条例和常规检查进行约束。而培养学生独立工作与创新思考的能力,则需要下很大的功夫。一方面老师必须言传身教,做学生的表率;另一方面必须时刻关注学生,帮助他们找到前进的方向,培养他们独立解决问题的能力,督促他们把部分精力放在思考上,并提醒他们不要因为失败就轻言放弃。”“严”是学生们对马琰铭的一致评价。“严格一点是好事,只要对学生有利,我都会去做。学生们也明白什么是好,什么是坏。”马琰铭笑道,“我这是用心良苦。”《 人民日报 》( 2018年10月10日 12 版)
文/小宋同学英国严肃评论周刊《经济学人》又双叒叕把中国话题作为封面了。最新一期杂志讨论的话题是我国在基础科学研究领域的惊人进步。在本周的封面标题中,经济学人编辑使用了“中国将主宰科学吗?”这样一个疑问句。2019年第二期《经济学人》封面属于中国(图源:经济学人)2018年部分中国话题封面的《经济学人》(图源:经济学人)正文部分,该杂志提出观点:现代科学依赖金钱、研究所、科学人才,三个要素。中国已经凑齐了三要素,因此在诸如暗物质、中微子、基因组、量子通信、再生能源、先进材料等资本密集型、技术密集型的科学领域表现抢眼。至于标题取名为“红月亮”,则是表示因为红月在西方宗教文化中有着大灾难、末日的意涵。杂志的封面图片中的信息量也很丰富,基因、机器臂、集成电路等现代技术的标志融入了树木、流水之中。而图片正中的大熊猫、稍有中国山水画风格的意境,也许是要说明现代技术已经和谐地融入了中国传统文化之中。杂志的封面图构思巧妙(来源:经济学人)近期对我国科学技术日趋进步的加以关注的外媒可不止一家。日媒《日经新闻》在上周联合国际著名的学术科研出版社爱思唯尔对全世界科学家们最关注的30个前沿科学领域研究论文数量进行按国别分类的排名。我国在全部30项中有23项取得了排名第一,其中还有12项的研究成果是遥遥领先(占据全球的5成份额以上),整体可以说是领跑态势。我国在前沿产业研究方面的论文表现惊人(图源:日经新闻)批评者当然可以说,中国的论文很多都是学术垃圾,无实用价值。可事实上美欧各国的论文也大抵有类似的状况,而且我们中国的发展道路从来就是从量的积累转到质的提升。长久以来,日本以亚洲科技最强国自居,现在却逐渐开始正视未来科学技术竞争中自己讲无法再与中美抗衡,就是最好的例证。美媒的报道则明显带有偏见。本周,纽约时报毫无根据地指责中国或华裔的科学家在美国国家卫生研究院(NIH)资助的生物医学研究项目中获取了过多机密,以帮助中国类似的科学研究。正如我国政府每年拨出大量经费支持研究所、大学等机构进行科学研究,美国的国家卫生研究院、国防部、能源部等机构也大力支持美国的科研院所进行科学研究。中国或华裔学者愿意在美国进行科学研究本身就是科学无国界的体现,美国却因为担心自身在科学领域的全球优势地位受到动摇而无端指责,显得十分不自信。不过,这也从侧面印证了我国的科学研究持续进步,使美国感到看重重压力。美国国家卫生研究院为世界顶级科研经费支出机构(图源:美联社)接连引来美日英等传统科研强国的关注是否意味着我们真的已经站在了全球科学研究的顶峰了呢?的确,我国的科学研究水平,随着改革开放的进程,已经快速追上了国际水平。但仅仅有科学理论是不够的。一般来说,先进科学与我们日常生活吃饱穿暖的关系并不是很直接,与生命与医疗、工业制造业、信息技术产业,当然还有最重要的国防技术等高精尖行业息息相关。但也只是有关系而已。实验室的科学研究成果,是高科技产品工业化量产的理论基础。从科学,到技术,再到工业化,是需要不同的人和组织去实现整个链条的。目前,世界各国共同存在的一个问题是,高校和研究所与工业生产部门之间的交流不够充分。这导致了高校和研究所出现了许多没有价值的研究,而生产部门却没有技术去进行产业升级。我国就非常注重高校和研究所与企业共同推进的研发,为新产业的萌芽提供基础。西方国家的霸权,正有赖于掌握了科学技术和工业的整个链条。也正因此,我国从科学开始,将动摇西方霸权的根基之一。所以美日英等西方国家反应激烈。这一状况在历次工业革命时期尤其明显。工业革命的可怕之处,概括可以是两个字“代差”。国力之间的竞争,必须在同一技术环境下才有可比性,如果实现代差那比较起来就会惨不忍睹。过去的例子是,英国第一次工业革命之后对清朝实现了技术代差,结果早已为人熟知。美国作为世界霸主70年,很大程度上同样依靠技术代差,二战时,在大舰巨炮相对平衡的基础上,核技术对日本形成代差;冷战时,在航空航天技术相对平衡的基础上,计算机电子通信技术对前苏联形成代差。在第四次工业革命中,除了5G、人工智能(AI)、物联网(IoT)等偏软件的高新技术,与电池相关的纯电动汽车(EV)、可穿戴等新式互联网设备、支撑5G基础设施的传感器和设备等提供电源、以及支撑航空航天等制造业的低成本化和高功能化的新材料,癌症等先进医疗等都是研究方向。可以说,有这些科学理论基础,我国才有可能成为制造强国。特约作者:小宋同学参考来源:纽约时报、经济学人、日经新闻等。
【核心提示】历史学家黄仁宇曾经说,学术研究的意义不在于批评荒谬,而在于寻找和解释荒谬背后的逻辑。经验世界中违反常识的现象往往是令人不可思议的、违反直觉思维的。这种方法或思维的秘诀在于,要对现实世界充满好奇心,发现一个违反常识的现象时,先不要忙于批判。如果保持足够的好奇心,就可能发现一个好问题;否则,就可能错失一个非常好的问题。习近平总书记在哲学社会科学工作座谈会上的讲话中指出:“理论思维的起点决定着理论创新的结果。理论创新只能从问题开始。从某种意义上说,理论创新的过程就是发现问题、筛选问题、研究问题、解决问题的过程。”良好的问题意识是科学研究的前提,也是创新性学习的起点。提问能力的欠缺,一方面反映了学术想象力的匮乏,另一方面也制约了中国社会科学的整体水平。因此,学会如何提问就显得极为重要。 求同与求异——通过比较来提问比较是科学的核心方法,也是社会科学提出问题的核心方法。在科学研究中,比较方法与实验方法具有相同的逻辑,都是基于控制的比较逻辑。由于社会科学诸多议题的不可实验化,比较方法在社会科学中作用更大。比较研究中,两种常用的方法是求同法和求异法。求同法的核心逻辑是异中求同,在差异性的多案例中寻找关键相似性。如美国著名政治学家斯考切波在《国家与社会革命:对法国、俄国和中国的比较分析》一书中提出的核心问题是:为什么西欧的法国、东欧的俄国、东亚的中国三个差异巨大的国家都爆发了社会革命?求异法的核心是同中求异,是在相似性的多案例中寻找关键差异性。比如,英国政治学者玛雅·都铎(Maya Tudor)的著作《权力的希望:印度民主和巴基斯坦专制的起源》的核心问题:为什么具有相似政治背景的印度和巴基斯坦,在1947年分治以后,印度建立了民主政治,而巴基斯坦却建立了威权政治? 理论与现实——通过张力来提问社会科学提出问题的第二种方法是,以经典理论为靶子,去寻找那些经典理论无法解释的现实案例。为什么要以经典理论为靶子呢?主要原因是理论与现实的两重张力。一是理论的静态性与现实的变动性之间存在张力。理论是对社会现实的概括与总结,现实是不断变化的,而理论又是静态的,任何理论都是有局限性的。所以需要以理论为靶子,用现实不断去射击理论,在射击理论时发现理论的局限性,从而发现问题。发现理论与现实的不符之处,就有可能发展出解释力更强的替代性理论。以政治学中著名的迪韦尔热定律为例,该定律的内容是:比例代表制的选举制度倾向于形成多党制,简单多数制的选举制度倾向于形成两党制。但是研究者发现,苏联解体后,俄罗斯和乌克兰都采取简单多数制的选举制度,但是俄罗斯和乌克兰并没有形成两党制。原因在于,迪韦尔热定律是对西欧民主国家的选举制度与政党制度关系的总结,在解释非西欧国家时会存在解释力不强的问题。因此,以理论为靶子,用现实去射击就能发现问题,发现现有理论的局限,从而发展出解释力更强的理论。二是理论的普遍性与现实的特殊性之间存在张力。经典理论之所以经典就在于其解释力的强大、解释类型的多样,这就是经典理论的普遍性。正如美国经济学家奥尔森所言,一种理论的解释力不取决于它能够解释多少件事实,而在于它能解释差别较大的不同类型的事实。但是,现实的复杂性使任何一种经典理论都不可避免地存在特殊性的问题,即经典理论也有解释不了的特殊现象。以经典理论为靶子,以新的现实为箭,通过射击经典理论发现问题,从而补充完善经典理论。以黄琪轩的《巴西“经济奇迹”为何中断》为例。二战结束以后,巴西经济表现非常抢眼,尤其是在20世纪60—70年代创造了举世瞩目的“经济奇迹”。在此期间巴西的GDP以年均11.5% 的速度增长,但是巴西的经济发展没有持续下去,在80年代遭遇危机。在回答巴西的经济奇迹为何没有持续这个问题时,经济学界的经典产权理论并不能解释这个案例,因为巴西的产权结构没有发生明显变化。黄琪轩研究后发现,经典的产权理论只关注了产权制度的积极效应,却忽略了产权制度发挥作用的基础社会条件。通过与经典理论的对话,他发现了经典理论的局限,完善和补充了经典理论。常识与反常——通过悖论来提问社会科学提出问题的第三种方法或思维是发现经验世界中违反常识的现象。历史学家黄仁宇曾经说,学术研究的意义不在于批评荒谬,而在于寻找和解释荒谬背后的逻辑。经验世界中违反常识的现象往往是令人不可思议的、违反直觉思维的。这种方法或思维的秘诀在于,要对现实世界充满好奇心,发现一个违反常识的现象时,先不要忙于批判。如果保持足够的好奇心,就可能发现一个好问题;否则,就可能错失一个非常好的问题。“工欲善其事,必先利其器”,在研究社会科学时,我们通常都知道问题的重要性,但是仅仅意识到或强调问题的重要性是远远不够的。现有的社会科学学者在面对如何发现问题时,通常把提问题的能力归因于学习者的悟性或者认为发现问题是一门艺术,无规律或方法可掌握。本文对上述三种方法的归纳,试图告诉社会科学的初学者,发现问题的方法也“有法可依”。只有掌握了发现问题、提出问题的方法,才能在研究中有所成就。(作者单位:中南民族大学公共管理学院;山东大学政治学与公共管理学院)来源:《中国社会科学报》2020年5月27日第1934期 作者:张建伟 王成欢迎关注中国社会科学网微信公众号 cssn_cn,获取更多学术资讯。
近几年,“基础科学”被提得越来越多,不仅国务院发布了《关于全面加强基础科学研究的若干意见》,各企业也纷纷加大了对基础科学研究的投入。随着中国载人飞船、月球探测、量子通信等科技成果的逐渐显现,很多人逐渐认识到加强基础科学研究对国家发展的重大意义。当然,对基础科学缺乏了解、认为其没什么实际用处的也大有人在。中国基础科学研究在世界上到底处于什么水平?我们耗时耗力研究基础科学真的值得吗?我们就此专访了中国科学院院士、中国科学院高能物理所所长王贻芳。王贻芳院士是首位获得“基础物理学突破奖”的中国科学家,2012年,他领导的大亚湾反应堆中微子实验发现新的中微子振荡模式,被《科学》杂志列为当年全球十大科学突破。(本文根据访谈内容综合整理。)中国曾因不重视基础科学吃了大亏什么是基础科学?我认为基础科学应该具有三方面的特征:1.有一定的规律性,反映了自然界的基本规律;2.不能直接应用到实际中,但是它是解决实际问题的基本原理,比如牛顿力学并不能教你怎么盖房子,这是土木工程需要解决的问题,但是牛顿力学是土木工程的基础;3.基础科学内部还有层次性,比如很多领域里虽然有独有的基础研究,但是都离不开数学,所以数学在基础研究里更为基础。很多人经常问“基础科学看起来离我们生活非常远,好像没什么实际用处”,这种想法有些急功近利。我们无法说出某个方程、某个定律有什么具体的用途,但是整个科学体系是自洽的,基础研究就像盖房子所需的一块块砖头,虽然你不知道某一块砖有什么用,但如果把这块砖抽掉,房子就会坍塌。包括物理学在内的基础研究是为了让我们认识自然界,如果我们不了解自然,就没有办法发展和利用它。换句话说,基础研究是社会发展的最根本动力。当然,这些是不能即刻带来经济效益的。它带来的更多是短时间不能见效的东西,包括科研水平的提高,即创新能力的提高、人才的培养、对技术的推动和发展等。中国古代虽有四大发明、也有 “勾股定理”等发现,但我们只停在了“发现”阶段,并没有进一步发展出抽象的、纯粹的科学。鸦片战争失败后,中国打开大门向西方学习,引进了大量西方技术,购买枪炮,但北洋舰队还是在甲午战争中失败了,为什么?如果没有掌握科学规律,人们就不能举一反三,只能单纯就事论事,那么就永远摆脱不了落后的命运。当时我们只认为学习西方的技术才是有用的,而没有把科学体系引进到中国来。相比之下,日本在明治维新时期不仅买枪、买炮,同时还引进了西方的科学,比中国早几十年建立起了完整的科学体系,以至于中国很多科学名词都是从日本传来的。所以从根本上来说,科学应该是主干,技术是主干上发展出来的枝叶,没有科学只去做技术,最终可能什么也得不到。基础科学水平提升 欧美国家的崛起回看世界历史,欧美国家的崛起也无不与其基础科学水平的提高有关。没有热力学、牛顿力学以及麦克斯韦的电磁学等科学作为基础,两次工业革命根本无从谈起。只知道烧煤的人是没法做出蒸汽机的,必须要有热力学理论的支撑。不把电磁学搞清楚,也不可能有电的应用,如果你去问麦克斯韦他的电磁学方程有什么用,他可能没法想到我们今天享受的科技成就与此有关,包括电和电器都是他奠定的基础。拿高能物理领域来说,在研究过程中产生过很多意想不到的新技术。比如上一代美国最大的加速器“Tevatron”,给我们带来了超导磁铁技术的突破与普及,现在,医院临床所用核磁共振设备中就采用了超导磁铁。还有伴随我们生活的万维网,很少有人知道,它是谁发明的,实际上万维网也是在高能物理研究过程中产生的。1989年,欧洲的物理学家建设了大型强子对撞机来寻找希格斯粒子,而科学家之间需要相互交流大量的数据和程序,这成为了一个重大的问题。过去,交流依靠的是美国军方发明的E-mail(电子邮件),显然它已经不能满足科学家频繁交流的需求了,于是,欧洲核子研究中心的计算机科学家Tim·Berners-Lee开发出了世界上第一个网页浏览器,架设了第一个网页服务器,推动了万维网的产生,促进了互联网应用的迅速发展。不仅如此,基础科学还带来了科学的方法论。科学的方法论有两个:一是逻辑推理,二是归纳。古希腊以来,人们总结出一整套推理的方法,而弗朗西斯培根之后又有了实证科学,科学体系就是建立在归纳推理以及实证等根本支柱上。目前,在我国经常会出现一些违背科学的言论与事件。比如很多人相信各种“大师”们的言论,却没有用科学的思维问一下是不是真的合理、有没有证据支持。如果能通过发展基础科学,让更多人掌握科学的方法论,整个社会将更进一步。除此之外,还有很重要的一点是,基础科学研究是文明的一部分。国家经济发展起来并有一定的基础后,就会发展艺术、音乐、文学以及科学,人们这时就会仰望天空,探索世界是怎么回事、宇宙的根本构成,我们为什么来、将来到什么地方去?这些探索让我们永远有动力追求未知。中国的基础科学在世界上是什么水平?1.怎么评价一个国家基础科学水平的高低呢?基础科学研究的重要性就体现在它对整个科学领域的影响,一个国家有影响力的基础研究成果越多,这个国家的基础科学水平就越高。如何判断基础研究的成果有没有影响力?看看我们的教科书就会明白。无论学的是数学、物理还是化学,无论是在中学、大学还是研究生阶段,教科书里都会写到一些用科学家名字命名的基础研究成果,这些就是最经典的基础研究,它们会永远流传下去,比如,现代物理学绕不开爱因斯坦的相对论,不可能不用量子力学。当然,还有一些研究成果是被论文引用较多的,虽然也有较强的影响力,但跟写进教科书相比还是差点。到目前为止,我国已有的这些重大科学成果能够写进教科书的几乎没有。2. 中国古往今来的基础科学的水平前面也提到,中国古代没有建立起基础科学的体系,所以中国的基础科学基本就是从“零”开始,经过多年努力,中国的科技水平如今已经在世界高科技领域占有一席之地了。但因为起步较晚,中国基础科学研究跟欧美的发达国家还存在一定差距,教科书中也很少有用中国人名字命名的公式、定理等。近几年有媒体报道说,在国际上,中国的科技论文被引用数排到了第二。这是科技进步的反映,毕竟30多年前中国在国际上有一定影响力的基础科学研究很少,现在能被国际同行认可并引用,算是跨越了一个很大台阶。我们国家善于集中力量办大事,所以我们能够看到某个领域突然冒头,但总体看来依旧是薄弱的。像高能物理领域,其中北京正负电子对撞机,大亚湾中微子实验、江门中微子实验这些成绩,无论是科学还是技术的,使得我们基本上站在国际的平均水平。中国基础科学研究还有很长的路要走,我们只是某个项目在国际上取得了领先的地位,但若要说整个高能物理,从规模和人员上,我们跟国际上还有相当差距。我们国家必须产生更多的重大成果,而不仅仅是一般成果,这才是质的转变!而质的转变不可能一蹴而就,必然要经历这样一个路径:从几乎为“零”开始到出现大批一般成果,然后才是重大成果。3. 怎样实现从“零”到有的转变呢?首先要摆正心态,不能急功近利,更不能揠苗助长。基础科学具有规律性,需要经过几代、十几代甚至几十代人的共同努力,我们要遵循其发展规律。很多搞基础科学研究的科学家,随着年龄增长可能很难再出新成果,这就需要下一代人才的继续接力。值得开心的是,现在中国做基础科学研究的人才队伍更加壮大,国际交流更加密切,与老一辈科学家相比,年轻一代科学家在国际上的影响力有了很大提升。其次就是人才,基础科学的发展离不开人才。人才怎么来呢?先从教育开始。一所好大学一定有非常强的基础科学实力,无论清华、北大等国内名校,还是国外名校,都是如此。很多大学实力不强,说到底还是基础研究能力不足。很多大学老师只会教学生基本的知识,但有了知识并不代表就有创新能力,创新需要有方法并在实践中锻炼,大学老师不但要教给学生知识,更重要的是教授方法并给学生“练”的机会,知识会过时,但方法永远不会!对于基础科学,最需要的就是培养学生“从无到有”的方法论,要让他们学会做前人未做过的事,这跟培养工程师的思路是不一样的。基础科学承担的任务基本处在“无人区”,都是需要思考别人没解决的问题。有了更多掌握“从无到有”方法论的人,我们社会的整体创新性才能提高。除此之外,基础科学发展也离不开国家的经费投入。在我国的研发经费里面,基础研究的经费比例偏低,只占5%左右,其中包括基础性研究和应用基础研究,和美国相比,我们国家过去三十年真正用于基础科学研究的经费实在是少的可怜。现在我国一些重点研究所、重点大学的基础研究经费已经能达到国际水平,而在10多年前,这可能连发达国家的十分之一都不到,40多年前,大概只有发达国家的百分之一。用别人百分之一的钱,还要做得比别人好,这根本不可能。所以,之前的很多年,我国的基础科学研究落后于发达国家,而现在5%的水平,只能够维持跟跑世界先进水平,但如果我国有未来引领基础科学研究的雄心,就必须加大经费投入。只有大幅度增加基础研究的投入,才能在根本上解决这个问题。到了我们成为了能够产生科学知识、而不只是消费西方产生的科学知识的时候,我们的原始性创新、颠覆性创新,就会源源不断地产生出来了。均衡支持基础研究 发展大科学装置谈到经费投入,很多人可能会问:基础研究领域众多,对国家来说,怎么判断在哪些项目上投得多一点,哪些投得少一点?其实最基本的原则就是要均衡支持,不能因为某个领域是冷门就不支持,某个领域是热门就死命支持,从而影响了全面发展。对于一个国家特别是大国来说,在基础科学方面一定要均衡发展,每个领域都要得到持续的支持。经费投入的研究很复杂,一般需要政府管理部门进行非常精准的专门研究,组织各领域的专家进行研讨,参照国际做法及整个国家基础科学发展的历史来敲定。而均衡支持要注意两个问题。一是不要以“是否有用”来判断。基础科学的领域,一个都不能废弃。20多年前,没人会想到统计学这样一门学科会对今天的人工智能发展起到大作用,如果当时觉得没用就不发展统计学,那今天别人都在发展人工智能时,我们就傻眼了。还有很多年前,有些人认为动物学、植物学是“死掉的科学”,但现在的基因科学都跟这些学科有关。热点过段时间后可能就过时了,盲目地集中投入研究资金也会造成过剩。二是不能盲目跟风。现在美国一大半的科研经费都用于生命科学的研究,超过一半的院士都在从事生命科学研究,所以有的人觉得我们也应该大力发展生命科学,而不是发展物质科学。这种想法存在很大问题。在基础科学研究方面,国外已经走过的路,我们是很难避开或绕过去的。虽然美国现在大部分的精力在做生命科学,但他们是从探索物质科学的路上走过来的,如果我们跳过了物质科学阶段,直接参与到生命科学的竞争中,就会带来一个很严重的结果:只能买国外的仪器设备。无论哪个学科,研究过程中都离不开各种仪器。这些仪器的基础是物质科学。而我国目前各种科学仪器主要依靠进口,反映了物质科学研究水平及人才不足的缺陷,需要大大加强。为什么物质科学的研究会跟仪器设备有关系呢?在美国,很多仪器设备是商业公司研制出来的。在研制仪器的过程当中需要两个条件,一个是需求,一个是人才。这其中人才尤为重要,但仪器创新方面的人才,学校是很难培养,必须要在科学仪器设备的研制过程中培养。而进行物质科学研究,关注自研设备包括大科学装置的建设,就是培养设备研制人才的一种最好途径。从上世纪五十年代开始,美国就开始研制大科学装置,如今五六十年过去了,在这个过程中孵化了很多仪器设备企业,比如说著名的示波器公司LeCroy(力科),其创始人LeCroy之前是一位高能物理的工程师,长期研发高能物理专用的读出电子学。最后他成立了自己的公司,专注于高速和复杂信号测试设备。现在世界上最好的仪器设备都是国外企业做的,所以他们研究生命科学的条件很优越。但我们中国很多实验室的设备基本都是进口的,说明我们物质科学的基础还很薄弱。如果我们只做生命科学的研究,就要大量进口仪器设备,导致资金外流,对国内的工业发展并无助益,同时还会受制于人。所以中国现在应该大力发展物质科学,特别要关注自研设备,包括大科学装置(注:大科学装置是指通过较大规模投入和工程建设来完成,建成后通过长期的稳定运行和持续的科学技术活动,实现重要科学技术目标的大型设施),我们需要在技术和科学目标上都领先的大科学装置,而不是跟随美国的脚步。大科学装置中的基础科学专用装置,比如我国的正负电子对撞机、聚变堆、专用空间科学卫星、天文望远镜等,具有确定的科学目标,应用范围广泛,投入规模大,技术先进,可以产出重大成果,对学科发展具有重大的引领和带动作用,还有一些溢出效应如重大技术的积累、突破和推广应用,国际合作与技术引进,关键技术人才的培养,企业技术水平与研发能力的提高等,因此在国家创新体系的建设中占有突出的位置。基础科学的竞争也是国力的竞争基础科学的竞争也是国力的竞争,这在高能物理领域表现得尤为明显。单就高能物理领域来说,与发达国家相比,我们总体上处于“并跑”和“跟跑”的水平,与美国、欧洲、日本等相比都有一定的差距。这一点从研究人数对比上也能看出来,我们的研究人员人数与美国相比大概只是其十分之一,跟欧洲比大概是其五分之一,跟日本比可能是其二分之一到三分之一。美国的大科学装置总体来说是从上世纪50年代开始建设,高峰在2000年左右,这50多年的投入、建设、运行等,给他们带来了巨大收益,很多非常重要的技术成果在社会上得到了广泛应用。跟他们相比,我们的北京正负电子对撞机起步较晚,技术上也不是国际领先,基本上是采用国际已有的成熟技术。可以想象,一个科学上、技术上不是最领先的装置,自然在技术的辐射能力方面会有相当的限制。所以,如果要想有所谓国际领先的、重大的技术突破,能够辐射到社会、对国民经济有重大作用,科学装置本身必须是先进的、别人没有的,否则早就被别人辐射完了。我们希望未来有一个高能物理的装置走在欧美前面,这也是我们提出建立“超级对撞机”的原因。如果最终建成,其规模将数倍于目前世界上最大、能量最高的粒子对撞机——建于欧洲核子研究中心的大型强子对撞机LHC,科学目标和技术创新性自然可以实现。(图源片来:中青在线)2012年希格斯粒子的发现,是国际高能物理发展的转折点,使我们有可能规划这样一个加速器。这是科学上的时机,技术上的时机,也是国家经济实力发展的时机。二十年前,这样大规模的装置想都不敢想,更不可能有钱来做。高能物理这个系统比较庞大,要想做到国际领先首先要有高远的科学目标,这样的目标很多国家都有,但是都会面临重重困难。所以接下来比拼的就是实现这些目标的能力,这里面至少会涉及二三十个技术门类,最后哪怕有一个螺丝钉没拧好,整个系统就可能出问题。加速器转起来还要放探测器,就像显微镜的镜头一样,可以看到整个过程,从而进行数据分析,所以又有人工智能、大数据、计算机、网络等领域参与进来,更不用说背后还有财务、计划、管理、采购等一整套的后勤保障系统。要把整个团队凝合起来,奔向同一个目标,这是包含成百上千人的“团队作战”,这种规模的科学研究体现的就是国力。建这样一个大型设备,能培养出机械、电子、真空、微波等各个领域的创新人才,这里面会有大批科学家、工程师解决大量的技术需求,这些需求很多都是从未出现的,如果能解决,这些人才就是“从无到有”的创新人才。所有的技术发明和科学成果,最先发现的人肯定是有一定的优势。如果只是享受别人的成果,那你就是一个“土豪”,既不能得到大家尊重,也不会很好地掌握知识,也很容易就被别人逐出圈外,夺走财富。而掌握了最前沿的基础科学知识,自然就会有最前沿的技术,从而成为引领全球科技发展的大国。
中国青年报客户端温州10月27日电(中国青年报·中国青年网记者 李剑平)10月26日至27日,中国科学技术协会、浙江省人民政府在温州市举行2019年世界青年科学家峰会。102个国家和地区的知名科学家、国际科技组织、青年科学家参加。大家共同关注的重点话题之一就是,随着科学技术的快速发展,科学研究和应用中的伦理问题。与会专家、代表认为,科技发展一定要秉持向善、为民的价值观,科学研究和应用要建设科学发展良性生态和科技伦理体系,遵循技术和伦理的道德规范,促进人类文明的进步。专家、代表们建议,世界各国需要共商合作,把握好科技发展的“双刃剑”特征,前瞻思考科技革命可能带来的规制和伦理挑战,有序推进科学技术的伦理建设,寻找恪守伦理道德底线与推动科技进步之间的平衡点。开放与创新为全球化时代的明显特征。人类面临的一些全球性问题,需要从源头上寻找答案。不容忽视的是,当今世界的发展中存在着逆全球化的隐患:科学研究的逆全球化将阻止先进知识的传播,技术创新的逆全球化将阻断技术的转移和扩散,经济的逆全球化使全球资源供应链断裂,给各国的产业造成无数的短板和缺项,导致资源的低效与浪费。本届世界青年科学家峰会的与会专家、学者们期待并倡导科学无国界、科技无歧视,共商、共建、共享合作交流平台,让科技创新更高质量地惠及于人类,为人类造福。图一、图二: 2019世界青年科学家峰会上专家、学者进行对话、交流。(中国青年报·中国青年网记者 李剑平)
在自然科学的研究中,“理想模型”的建立,具有十分重要的意义。第一,引入“理想模型”的概念,可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。把现实世界中,有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近。在一定的场合、一定的条件下,作为一种近似,可以把实际事物当作“理想模型”来处理,即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物。例如,在研究地球绕太阳公转的运动的时候,由于地球与太阳的平均距离(约为14960万公里)比地球的半径(约为6370公里)大得多,地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的形状、大小可以忽略不计。在这种场合,就可以直接把地球当作一个“质点”来处理。在研究炮弹的飞行时,作为第一级近似,可以忽略其转动性能,把炮弹看成一个“质点”;作为第二级近似,可以忽略其弹性性能,把炮弹看成一个“刚体”。在研究一般的真实气体时,在通常的温度和压强范围内,可以把它近似地当作“理想气体”,从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处理。第二,对于复杂的对象和过程,可以先研究其理想模型,然后,将理想模型的研究结果加以种种的修正,使之与实际的对象相符合。这是自然科学中,经常采用的一种研究方法。例如:“理想气体”的状态方程,与实际的气体并不符合,但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程,就能够与实际气体较好地符合了。第三,由于在“理想模型”的抽象过程中,舍去了大量的具体材料,突出了事物的主要特性,这就更便于发挥逻辑思维的力量,从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件,指示研究的方向,形成科学的预见。例如:在固体物理的理论研究中,常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象。但应用量子力学对这种“理想晶体”进行计算的结果,表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍。由此,人们想到:既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍,那就说明常用金属材料的强度之所以减弱,就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故。如果能设法减少这种“缺陷”,就可能大大提高金属材料的强度。后来,实践果然证实了这个预言。人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝,其强度接近于“理想晶体”的强度,称之为“金胡须”。总之,由于客观事物具有质的多样性,它们的运动规律往往是非常复杂的,不可能一下子把它们认识清楚。而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体,就可以使事物的规律具有比较简单的形式,从而便于人们去认识和掌握它们。