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科学研究与学术地位教学目的：了解科学研究的境界，在科学研究中提高境界，做高水平和大气的研究，中国科学的三大奖。12.1科研创新的重要性在科学研究中，数量的增加并不等于质量的提高，因为科研并不以数量取胜，关键是提出真知灼见，在理论方法上有所创新，这是科技创新的关键所在；由数据事实上升到理论和规律，从“原料出口”到“制成品生产”是智力的较量和理性所能达到的境界，补充验证他人的理论在科学研究上只能算是二流；因此，在科学研究上避免就事论事，强化“上纲上线”：提高理论的独创性、普适性和驾驭能力。20世纪改变世界的10大地理成果魏格纳大陆漂移学说（1905年）；克里斯泰勒中心地理论（1920年）；威尔逊岛生物地理论（1960年）；美国NASA地球资源卫星与遥感技术（1960）；加拿大土地规划局地理信息系统（1967年）；皮彭等人的地球板块构造理论（1960年代）；南极臭氧洞发现（1985年）；温室效应与气候变化(1895-1985年)；教科文组织MAB和IGBP计划（1986年）美国NASA地球系统科学计划（1995年）以小见大，见微知著：立足黄土高原独特地域，放眼全球气候与环境变化，揭示由黄土记录的亚洲古季风循环，并将其与南极冰川、深海沉积相对比，建立了陆地、海洋和极地的联系；用微观解释宏观：由观察调查提出概念，到通过验实数测据形成概念，重点是选择关键性替代指标揭示气候与环境变化，从而使地质学研究从观察调查的经验科学，一跃跨入精细的实验自然科学：跟踪国际气候与环境变化的前沿：分析全球变化的区域响应和指示作用，并验证米兰柯维奇周期；冲破传统理论的框架：传统观念认为第四纪冰期有四次循环，而中国黄土古土壤研究发现，陆地第四纪冰期有37个循环，显示黄土与古土壤地层的独特魅力，刘东生与中国黄土密码的六次破译12.2科学研究的过程体验与三个境界过程体验：不做研究永远无法理解什么是科学研究，在研究过程中体验科研；三个境界：从无知与迷茫到质疑与试探、再到感知与理解，科学研究才能达到理解；科学研究的境界是使研究引人入胜，使论文动人心弦，增强其刺激性和感召力；从具体问题研究走向哲学明理：世界观、方法论、价值观的反思。晚清国学大师王国维曾言：古今之成大事者，必经过三种境界：认清方向，埋头苦干，喜获成功认清方向：“昨夜西风凋碧树，独上高楼望尽天涯路”---晏殊埋头苦干：“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”---柳永喜获丰收：“众里寻他千百度，蓦然回首那人却在灯火栏栅处!”---辛弃疾在科研选题阶段，需要“独上高楼，望尽天涯路”，运用非凡的鉴赏能力，解决科学探索的方向，这是科学研究最关键的第一步;当问题选定之后，一定要埋头苦干，使研究工作深入细致，这时要“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”，关键是入迷和投入。当任务完成、成果发表时，您就喜获成功，为科学作出了自己的贡献，那时“众里寻他千百度，蓦然回首那人却在灯火栏栅处!”也有人从科研过程理解上述三个境界笔者在此勾划治学的演化轨迹：起始：不知如此（知识较少，不知怎样分析研究）初步：焉能如此？(当有人提出新见解时，往往有此异议)进入：也许如此？(随时间推移、资料增多或概念转变)深入：果真如此！(终于恍然大悟)超越：不过如此。(窗户纸一捅破，其实也没什么)如此，下一个发现又在等着我们！整个科学研究应该是：悟玄机之于大地，拨云雾而见青天。12.3科学研究的视野和层次站得高才能看的远，广阔渊博的知识有利于科研选题，独上高楼望断天崖路；科学研究要学会从微观认识宏观，透过现象看本质；从深部去认识表层，从局部去认识整体，具有全局眼光；关键是立足实证并且深入细致；科学研究的关键是独创和“挖井”，在某种情况下深入细致就是高水平，只有人无我有的研究和深入细致的研究，才是有意义和生命力的研究。1.选题阶段(独上高楼，望尽天涯路)：站的高看得远，抓住关键而新颖的问题，这决定了研究的方向和成败。2.研究探索期(衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴)：观测和实验，假说与突破(假设性、试验性多方面探索），这是十分辛苦和折磨人的过程。3.形成结论期(众里寻他干百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处)：即在广泛观测实验和探索的基础上，得到所期待的结论或新的结果。4.评论验证期(行到水穷处，坐看云起时)—后验评价(排除错误、确证、实践检验)。科学研究的四阶段法，立意是想说明科学创造的过程经历和境界感受。只有身临其境，亲身经历科学研究过程的人，都能体会到科学创造过程的四种境界，感受到问题的仿徨探索的煎熬和顿悟的欢欣。孔子有云：“朝闻道，夕死可矣”。一个人只要一生中能够体验，过哪怕只是一次科学创造的过程，死而无憾矣。在提出“学问三境界和研究四阶段”时，我总觉得文艺创作与科学创造的最大差异是，文艺创作可以运用浪漫主义手法来描写，如李白有诗：“白发三千丈”；而科学研究主要是靠抽象思维，有时也需要形象思维，但任何科学研究及其结论的形成，都必须合乎逻辑并受到实践的检验。12.4科学研究的风格与特色学者个人宗教与科研风格，对于科学研究来说每个人都是哲学家，西方科学界认为只有对科学形成自己独特认识的人才是科学家；长期的科研积累与特色的形成，科学研究要注意长期的积累，并且在长期的科学研究中形成自己的方向和特色，没有方向和特色的研究是不能形成学派，不能形成特色。北半球表面平均温度的曲棍球杆现象1998年引自Nature1920's20世纪是14世纪以来最暖的世纪,全球平均温度升高了0.60C±0.2。90年代是本世纪最暖的十年。诺贝尔奖是衡量世界级科学家学术成就的重要指标，但不是唯一标准，这是因为诺贝尔奖还存在如下不足：第一，诺贝尔奖只限于物理、化学、生理医学，不包括数学、地球科学、信息科学等，因此科学覆盖面有限；第二，20世纪的100年间，有469人次获得诺贝尔科学奖，他们成就可划分为三个层次：百年一遇最伟大的科学家和最高层次的研究成果大约只占1-2%；十年一遇的大科家和高层次的研究成果约为28%；一年一遇的科学家和不是很重要的科技成果占70%。如何评价一流科技成果第三，诺贝尔奖的评审也有失误，如1948年的生理医学奖颁发给DDT的发明者P.Muller，这个成果本来意义就不大，由于其高残留性和对环境有害现已禁用。第四，有很多伟大的科学家和极为重要的科技成果，因为各种原因未获诺贝尔奖。如提出大陆漂移学说的大科学家魏格纳，创立控制论的大科学家维纳；就物理化学奖来说，创建化学反应速度理论的科学家H.Eyring，对量子化学作出巨大贡献的科学家J.C.Slater，验证宇程不守恒的实验物理学家吴健雄，世界著名的理论物理学家霍金均未获奖．高度：理论的独创性及在世界观和方法论变革上的意义，彻底改变了人们的思维方式和思想观念；深度：研究工作是否深入细致、精确定量、入木三分，达到一个科学研究应该具有的深入程度；广度：理论的概括能力、系统性及适应面的宽度，实现了在地域和学科领域的跨越，对相关的研究具有广泛的指导作用；远度：影响是否深远长久并对今后的工作具有指导性，实现了在时间领域的跨越，成为百年传诵的理论；难度：创新不是的名词概念炒作，而是对关键性问题的深入系统研究，许多实验研究难度特别非他人可以轻易完成；美度：提出的理论方法是否具有美学特征，给人以独特的科学美感和很高的鉴赏能力。高水平科技成果的六度标准原始创新理论实验综合技术等四要素一级理论创新相对论、量子力学（100%）二级理论创新分析力学体系（80%）三级理论创新分子轨道理论（60%）四级理论创新轨道对称守恒（40%）五级理论创新近似计算方法（20%）重大实验发现如中子、夸克（100%）重要实验发现如吴健雄实验（80%）三级实验创新如氢气气泡室（60%）四级实验创新如高效催化剂（40%）五级实验创新粒子数据统计（20%）一级综合创新如达尔文进化论（100%）二级综合创新如维纳控制论（80%）三级综合创新如钱工程控制论（60%）四级综合创新如生物信息学（40%）五级综合创新如化学信息学（20%）极重大技术发明蒸汽机、原子能（100%）重要的技术发明无线电、激光、雷达（80%）三级技术发明如望远镜、显微镜（60%）四级技术发明电池、太阳电池（40%）五级技术发明如卫星定位技术（20%）重要性极其重要（100%）二级重要（80%）三级重要（60%）四级重要（40%）五级重要（20%）系统性系统完整（100%）较系统完整（80%）关键尚未系统（60%）关键问题创新（40%）孤立个别创新（20%）研究难度极其困难（100%）很困难（80%）困难（60%）较困难（40%）机遇不难（20%）影响的深远度1000年以上影响（100%）500-1000年影响（80%）100-500年影响（60%）10-100年影响（40%）1-10年影响（20%）全世界影响（100%）一个大洲影响（80%）一个大国影响（60%）一个中小国家影响（20-30%）一个地区的影响（10%）全科学的影响（100%）一级学科影响（80%）二级学科的影响（60%）三级学科影响（40%）个别问题的影响（20%）国家最高科学技术奖授予在当代科学技术前沿取得重大突破或者在科学技术发展中有卓越建树、在科学技术创新、科学技术成果转化和高技术产业化中创造巨大经济效益或者社会效益的科学技术工作者。国家最高科学技术奖每年授予人数不超过2名，奖励不分等级。自2000年开始评审以来，国家最高科学技术奖先后授予了吴文俊、袁隆平、黄昆、王选、金怡濂、刘东生、王永志、叶笃正、吴孟超、李振声、闵恩泽、吴征镒12名著名科技专家。国家最高科学技术奖的评价指标：科学思想品德、重要科技贡献、在科技界威望、专家认可系数。一、国家最高科学技术奖中国国家科学技术的三大奖国家自然科学奖奖励在数理化天地生和信息、材料、工程技术等领域的应用基础研究中，阐明自然现象、特征和规律，做出重大科学发现的我国公民，所谓“重大科学发现”，应当具备下列条件：（1）前人尚未发现或者尚未阐明。该项科学发现为国内外首次提出，或者在国内外首次阐明，且主要论著为国内外首次发表；（2）具有重大科学价值。在科学理论学说上有创见，或在研究方法手段上有创新，对于推动科学发展具有重大意义，或者对于经济建设和社会发展具有重要影响；二、国家自然科学奖（3）得到国内外自然科学界公认，指主要论著已在国内外公开发行的学术期刊上发表或者作为学术专著出版一年以上，其重要科学结论已为国内外同行在重要国际学术会议、公开发行的学术刊物，尤其是重要学术刊物以及学术专著所正面引用或者应用。23年来，有716项基础研究成果获得国家自然科学奖，其中一等奖17项，如青藏高原隆起及其对自然环境与人类活动影响的综合研究，澄江动物群与寒武纪大爆发等。国家技术发明奖授予运用科学技术知识做出产品、工艺、材料及其系统等重大技术发明的我国公民，23年来有2294项重大技术发明获得国家技术发明奖，其中，一等奖21项。近几年，获奖项目的专利数量增长较快，表明专利战略实施成效显著。其中“超精密特种形状测量技术与装置”、“石油重质组分催化裂解制取低碳烯烃工艺及催化剂”、“冬小麦矮杆、多抗、高产新种质‘矮孟牛’的创造及利用”、“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”、“耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术”等重大技术发明，在我国现代化建设中得到了广泛应用并取得了显著的经济效益。国家技术发明奖的评价指标：新颖性与创造性、技术先进性、成熟完备性与转化应用情况、发展前景及促进科技进步的作三、国家技术发明奖：国家科学技术进步奖授予在技术研究、技术开发、技术创新、推广应用先进科学技术成果、促进高新技术产业化，以及完成重大科学技术工程、计划等过程中做出创造性贡献的我国公民和组织。23年来，共有9980项重大科技成果获得了国家科技进步奖，其中特等奖58项，一等奖605项。如“中国载人航天工程”、“大庆油田长期高产稳产的注水开发技术”、“葛洲坝二三江工程及其水电机组”、“‘远望号’综合测量船”、“北京正负电子对撞机和北京谱仪”、“秦山三十