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变革科学范式,应对全球挑战

来源:内容均来自网络 日期:2019-11-08 16:32:45

近年来,科学范式的转变逐渐成为科技领域的一个热点问题。同时,如何应对气候变化、自然灾害、重大疾病、社会经济体制治理等全球性挑战,也是亟待解决的问题。然而,这两个领域的讨论在很大程度上是独立的:前者涉及更普遍的趋势判断,而后者则侧重于需要处理的具体问题。其实,如何统一这两个方面的讨论,是一个尚未触及的重大问题!因此,预期这两个方面将以协调和有效的方式相互促进。但是,连接这两者的桥梁是什么呢?

为了回答这个问题,中国科学院过程工程研究所分析了科学范式转变的基本内涵和重大全球性挑战背后的核心科学问题,并提出了适应和促进科学范式变革与迎接全球挑战相结合的战略,该战略最近发表在国家科学评论(NationalSciencereview,2019,https://doi.org/10.1093/nsr/nwz155))上,标题为科学(paradigmshiftinsciencewithtacklingglobalchallenges.)。

文章指出,虽然大数据被认为对科学范式的转变非常重要,但它可能不是科学范式转变的最基本内涵,但最根本的应该是随着或促进科学范式变化而发生的科学研究内容、方法和范畴的变化:研究内容从静态平均转变为动态结构,从局部现象转变为系统行为;研究方法已经从传统的定性分析逐渐转变为定量预测,从单一学科到学科交叉,从数据处理到人工智能;研究范畴从学科划分的知识块扩展到知识体系,从传统理论扩展到复杂科学,从追求细节到尺度相关性,从多层次的分支知识扩展到共同原则的探索。同时,解决重大全球性挑战背后的核心科学问题已成为科学界的一项重大使命和责任。因此,由科学家的好奇心和实际需求驱动的双轮驱动模型受到了世界各国的广泛关注。

文章进一步指出,这些变化应充分体现在科研活动中,才能有效地适应和促进科学范式的转变,有效地解决重大挑战。这就要求打破传统思维,在科研和科研支持中有效地采用适应和促进科学范式转变的理念和策略。这也是科技发展的重大机遇。因此,本文试图提出一种新的策略:将所研究的每一个复杂问题看作是由多个层次系统组成的,明确系统的各个层次是由大量的单位组成的,不仅要注意单个单位的行为,而且要注意单位间相互作用所产生的群体效应及其与系统行为的关系,并阐明系统的内部条件和外部环境对系统行为的影响。结合还原论方法和系统论方法,应注意单位与系统之间的控制机制,明确群体效应发生与消亡的临界条件,最终实现系统不同层次之间的相关性。

为了详细说明,本文列举了涉及许多学科和领域的九种问题,试图应用新的策略。这些问题不仅关系到科学范式的转变,而且直接对应于重大挑战,可以作为应用新战略促进科学范式转变和应对全球挑战的具体范例。文章补充说,新战略可能同样适用于社会经济体系的治理,例如,通过指导2030年联合国议程规定的17项可持续发展目标的实施。最后,强调跨学科已经成为科学突破的主要途径,科学范式的转变和应对全球挑战的统一需要不同学科和领域的共同努力,这也需要观念的转变。

资料来源:中国科学杂志