过程工程所提出变革科学范式与应对全球性挑战相结合策略----中国科学院过程工程研究所
 

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過程工程所提出變革科學范式與應對全球性挑戰相結合策略
2019-11-05 |     【關閉窗口】
    

轉載自《國家科學評論》

  近年來,科學范式的變革逐步成為科技界討論的熱點問題;同時,如何應對全球性挑戰,比如氣候變化、自然災害、重大疾病、社會經濟體系治理等,也亟待找到有效的解決方案。然而,這兩方面的討論基本上相互獨立:前一方面的討論涉及比較籠統的趨勢判斷,后一方面的討論則側重于具體要解決的問題。事實上,如何統一這兩方面的討論是一個尚未觸及的重大課題。由此,可望以相互促進的方式協同、有效地推動這兩個方面。但什么才是可以連接這兩方面的橋梁?

  為回答這一問題,中國科學院過程工程研究所對科學范式變革的本質內涵、全球性重大挑戰背后的核心科學問題進行了剖析,提出了將適應和推動科學范式變革與應對全球性挑戰相結合的策略,近期以為題發表于《國家科學評論》(National Science Review, 2019)。

2019午夜福利ak  文章指出,盡管大數據被認為對科學范式變革十分重要,但也許并不是科學范式變革的最本質的內涵,最本質的應當是伴隨科學范式變革而發生的或推動科學范式變革的科學研究內容、方法和范疇的改變:研究內容由靜態平均過渡到動態結構,由局部現象擴展到系統行為;研究方法由傳統的定性分析逐步向定量預測轉變,從單一學科不斷發展為學科交叉,從數據處理延伸到人工智能;研究范疇由學科分割的知識區塊拓展到知識體系,從傳統理論上升為復雜科學,從追求細節發展到尺度關聯,從多層次的分科知識演變到探索共性原理。同時,解決全球性重大挑戰背后的核心科學問題已成為科學共同體的重大使命和責任。由此,科學家好奇心驅使和實際需求牽引有機結合的雙輪驅動模式正受到全球的廣泛關注。

  文章進一步指出,這些變化應當充分反映在科研活動中,才能有效適應和促進科學范式的轉變,也才能有效破解重大挑戰。這就需要打破傳統思維,在科學研究和科研資助中有效采用適應和推動科學范式變革的理念和策略。這也是發展科學技術的一個重大機遇。為此,文章試圖提出一個新策略:把所研究的每個復雜問題看作由多層次系統組成,明確每一層次系統由大量單元組成;不僅要關注單個單元行為,更要關注單元相互作用產生的群體效應及其與系統行為的關系;對選定的所在層次的系統要明確系統內部條件和外部環境對系統行為的影響;結合還原論方法和系統論方法,重視單元和系統之間介尺度行為受哪些控制機制作用而發生群體效應;界定群體效應發生和消亡的臨界條件;最后要實現不同層次系統的關聯。

2019午夜福利ak  為具體說明,文章列舉了涵蓋多個學科、領域的九類問題作為應用新策略的嘗試。這些問題不僅與科學范式變革相關,同時也直接對應于重大挑戰,也許可作為應用新策略,將推動科學范式變革和應對全球性挑戰結合進行的具體實例。文章補充指出,在社會經濟體系的治理中,新策略也許同樣適用,比如,可用于指導聯合國2030議程確定的17個可持續發展目標的實施。最后強調,學科交叉已成為科學突破的主要途徑,科學范式變革和應對全球性挑戰的統一需要不同學科、領域的共同努力,這也需要理念的轉變。

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