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基于假说的国家自然科学基金申请

1. 基金项目申请中的创新性与科学假说

国家自然科学基金(以下简称科学基 金)自由申请的项目,申请书是函评专家 打分以及会评专家投票评审的主要甚至 是唯一依据,即对科学基金项目的评审在 某种意义上是对“申请书”的评审,申请书 撰写质量低决定了项目资助与否。

很多项目申请失利的主因是“创新 性”不足,尤其是对工程科学类。创新性 一般体现在对自然现象观察、分析的基 础上,形成新理念、提出新概念、激发新 思路、发现新问题、采用新方法、设计新 实验、论证新定理、建立新模型、验证新 理论、寻求新规律、解释新现象、得到新 结果等具有探索未知事物、揭示自然规 律的观点和原理。探求这些新观点和新 原理,就要以自然现象为背景,以科学本 质和相应的科学知识为基础,提出与之 对应的新问题,经过分析、综合等辩证思 维过程后,进而提出假说。

按照《中国大百科全书》的定义,科 学假说是指“根据已有的科学知识和新 的科学事实对所研究的问题作出的一种 猜测性陈述。它是将认识从已知推向未 知,进而变未知为已知的必不可少的思 维方法,是科学发展的一种重要形式。” 在以假说为背景的创新性方面,现有的 申请书一般存在以下几方面缺陷,主要 表现在:一是科学问题研究中忽视提出 相应的科学假说,对前人的研究成果没 有产生怀疑、没有发现新的矛盾,即对学 术背景没有认识到应该认识到的新问 题。二是正在进行的科学研究,没有意 识到所研究的内容就是“假说”,因此没 有依照科学假说的思路和方法进行更加 深入地研究,特别是对关键问题的深化 探讨。三是不知从何处着手,提出、凝练 科学问题并开展科学假说的研究工作。

关于科学假说的研究,以前的学者 大部分是从科学思维、认识论的角度进 行论证。在绝大部分指导撰写申请书的 文章中,很少涉及从“科学假说”的角度 探讨科学基金的申请,包括本文作者曾 经从系统科学的角度,分析科学基金工 程科学项目选题、科学问题、“机理”类项 目研究内涵、“模型”类项目研究内涵等。

科学假说在科学发展史上起到重要 作用,恩格斯曾经指出:只要自然科学在 思维着,它的发展形式就是假说。许多 重大的科学发现就是依据一定的科学事 实,提出“假说”,论证“假说”,形成理论 直至应用。因此作者拟分3篇以科学假 说与系统科学科学思维为基础,从科学 假说及其特征、原则、作用与系统结构假 说、环境假说及系统与环境相互作用原 理及其演化过程假说的角度,就科学基 金申请中科学假说的论证、检验等问题 进行探讨,有助于科学基金中科学问题 的深入理解,有利于科学基金项目的申 请、评审、管理及研究工作。

2. 科学基金申请中科学假说的特征、原则与作用

科学假说一般来自生产实际和科学 实验的发展,或者根据已知的科学知识 和有限的科学材料,出现了已知的科学 理论无法解释的新事实新矛盾。还有经 过广泛的观察、实验和论证,使有关的理 论和科学材料成为比较完整的系统化理 论。科学假说是形成科学理论的前提和 基础,预示着提出新的问题,或从新的角 度去看旧的问题,产生新的可能性。科 学假说一般有2个特点,一是假说是对自 然奥秘的有根据的猜测,它是人类洞察 自然的能力和智慧的高度表现,以一定 的科学事实和已知的科学知识为依据, 具有科学性。因此科学基金申请书必须 建立在以工程背景、管理背景、科学背景 等为事实的基础上,采用科学抽象、逻辑 推理等科学方法,升华为科学假说,同时 采用科学语言进行描述。一般来说,科 学事实和已知的科学知识是有限的,因 此,创造性思维对科学假说的产生发挥着非常重要的作用。二是假说带有一定 的想象、推测的成分,具有或然性。因 此,科学假说的或然性表明科学基金项 目在研究过程中,可以全面、部分或分阶 段地完成科学假说的证实性工作,甚至 证实所提出的假说不成立。

从科学假说的基本特点来看,提出 科学假说须遵循解释原则、对应原则、简 单性原则和可检验性原则等4条方法论 的原则。这就要求科学基金申请书中提 出的科学假说不能和研究对象范围内经 过检验的事实相冲突,不能同原有理论 中经过检验的真理成分相矛盾,但必须 包含或解释原有理论无法解释的事实。 并且科学假说在逻辑上以尽可能少的初 始假定或公理,符合客观对象在观察和 实验(试验)或经验上检验科学假说的科 学性。

科学假说具有2方面的作用,即科学 假说在科学观察和实验中的先导作用及 科学理论形成和发展过程中的桥梁作 用。因此在广泛的文献搜集、调研、观察 等过程的基础上,研究者要发挥想象力, 大胆地质疑先前的假说、超前提出新的 科学假说,遵循质疑并提出问题-提出假 说-自我否定-探索修正-讨论完善的过 程,直到至少自己认为是新的观点,再做 研究方案。

因此,科学的发展总要经历通过观 察或实验(试验),发现新的现象,而这些 新现象往往是原有理论不能解释的。于 是好奇心促使人们产生疑问,通过思维 以创立新理论;这种新理论,又发现一些 尚未揭示其本质的新现象, 等待人们通 过观察或实验(试验)去验证。如是继续 下去, 称之为一个发现过程。许许多多 这样的“发现过程”汇总成整个科学发展 的大过程。

文/朱旺喜1,王来贵2
作者简介 1.国家自然科学基金委员会工程与材料科学部工程科学一处处长,研究员;
2.辽宁工程技术大学力学与工程学院,教授。图为本文第1作者。
栏目主持人 汤锡芳,电子信箱:tangxf@nsfc.gov.cn

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