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关于从事科学前沿研究的基本方法和环境

作者：张道民

来源：《东方论坛》2013年第3期

张道民

（青岛大学，山东青岛266071）

摘要：科学方法对科学前沿研究中取得创新成果具有重要作用，直接影响着科学前沿研

究的步伐和成果。科学研究方法包括科学思维方法和科学实践方法两大类，只有善于把思维方

法与实践方法融为一体的人才，方具有优势，才能满足科学发展之需求或经济、社会发展之需

求的问题（课题），又能按照科学的工作部署有序而深入地展开研究活动，充分展现自己在研

究过程中的创造性才能。同时，科学前沿研究工作还需要具备一定的学术环境：高质量的人才

团队；充分的学术自由；活跃的学术思想；不畏攻坚的奋进精神；以及较为优越的生活待遇和

先进的研究手段等。

关键词：科学方法；科学前沿；基本方法；学术环境

中图分类号：C031文献标识码：A文章编号：1005-7110（2013）03-0035-06

收稿日期：2013-02-26

作者简介：张道民（1936-），男，山东潍坊人，青岛大学教授，从事科学哲学、软科学

研究。

科学方法对科学前沿研究中取得创新成果具有重要作用，自近代科学以来，科学家们一直

非常重视解决的手段问题。随着现代科技的飞速发展，新的更先进的科研方法不断涌现，更新

换代很快，直接影响着科学前沿研究的步伐和成果。

依据从事科学前沿研究的历史经验可知，要出创新成果，关键在于首先找到自己感兴趣而

又满足科学发展之需求或经济、社会发展之需求的问题（课题），其后必须找到能有效地解决

问题的科学方法。

科学研究方法包括科学思维方法和科学实践方法（如观察、实验、考察、探测等）两大类。

在当代的科研活动中，只采用单一的科研方法，往往难以奏效。善于把思维方法与实践方法融

为一体的人才，方具有优势，既能有效地解决上述两个关键问题，又能按照科学的工作部署有

序而深入地展开研究活动，充分展现自己在研究过程中的创造性才能。为了达到此目的，下面

阐述四个方面的问题。

一、当代科学前沿的特征是什么？

科学前沿，按照钱学森的观点沿着三个方向发展。一是对无机世界的认识由宏观向宇观至

胀观方向深处发展；二是对无机世界的认识，由宏观向微观至渺观方向深入发展；三是对生命

世界的认识由宏观至微观方向深入发展，同时对生命起源、人类起源、人类社会的发展前途等

问题进行全方位的整合研究。[1]（P2）宇观研究是从17世纪初伽利略发明望远镜开始的，微

观研究是从17世纪中期胡克发明显微镜开始的。

一般说来，科学前沿是指各个学科中具有一定创造性且有助于学科发展的研究领域及其科

研活动。既指研究别人没有研究或研究中尚未解决的问题，又指虽然别人研究过但自己的研究

课题仍有较大创意的科研工作。

科学前沿是个具有时态性的术语，与时俱进，日新月异。现代科学技术经过一个多世纪的

发展，当前具有了一些新的特征。

其一，沿着交叉综合发展趋势，已形成立体式的前沿结构

当代的科学前沿阵地已不是平面结构，更不是线性结构，而是一种立体结构，已很难区分

前方和后方。科学具有认识世界的功能，技术具有改造世界的功能，通过高科技领域的发展，

科学知识与技术融合为一体，科学知识直接为经济、社会发展服务的功能日益显示出来，新技

术的开发也会成为科学前沿研究的课题。如人工智能的开发就与研究大脑的结构与功能紧密联

系在一起，量子信息技术的开发，也必须研究光子纠缠的难题。

其二，研究对象日趋复杂化、超距化、超微化，攻坚难度日益增大

不论胀观研究，还是渺观研究，要想直接观察客体的运动状态很难，多为间接推测其结果。

如太阳系以外行星的发现，玻色子和共振态的发现等。超重化学元素的发现，由于核反应截面

随着原子序数的增大而急剧变小和半衰期变短，在线检测的难度越来越大，鉴定其化学性质的

难度更大，致使发现超重化学元素的工作已临近尾声。和平利用核聚变能的研究工作，虽然科

学家们经历了半个多世纪的跋涉，但要达到实用，仍有理论和技术难题需要逐个解决。如亿度

（℃）高温的产生和控制以及“热密度界限”的克服等。人脑被钱学森称为一个巨复杂系统。

要认清人脑的思维过程，不仅要搞清电波信息与化学信息的关系，而且更难的课题是解决感性

认识如何转化成理性认识的机制问题。

其三，发展与变革速度加快

电子计算机自20世纪40年代发明以来，经过20世纪下半叶连跳四代的快速发展，21

世纪以来已经进入高速运算时代（目