在从事基础科研的研究思维里，有一批科研方法论的不同定位和路径选择，这些研究方法源于哲学思维的不同，导致了基础科研的结论会走向截然不同的方向，是格致而得到“求真之理”的知见，还是思维偏邪走向怪诞不经，走火人魔，这是科研前置的哲学思维决定的。 一、数学和物理的关系定位 对物理现象的观察观测、获取认知的学术特征，主要靠实证建立，猜想的成分不多，而数学的学术特征是从逻辑符号运算关系的推演起步，这就是所谓的“代数”。通过运用代数符号的运算来获得逻辑模拟的输出，因此代数运算过程中可能因符号而发生实体世界未曾有过的输出，比如虎数，数学研究因此会有个性化和猜想的可能性学术。数学这个学科的实证性不够强，有思维浪漫的特征，欧美诺奖发布体系从不考虑数学，诺奖都是基于物理的性质。 物理的结论可以否定数学,数学却很难否定物理,数学是物理的表达，是后罟的。数学如果否定了物理，也是基于前置的物理常数的背景支撑，比如π值实际精度高于车轮。搞工程科研的人，需要牢牢抓住物理的实证学术，不要沉迷于数学公式的运用，不成熟的公式里只要漏掉了一个物理项，在工程中往往就会不可用、走不通。 二、科研和科幻的关系定位 科研需要验证开路，得到物理性的结论。而科幻不需要验证，都是用作者视野。的逻辑想象，推演构造一个相似人类世界的过程和景象。科幻是天马行空的文学思维，而科研是有具体事物输出的。当前有些科幻内容，或许是未来百年后的科研内容，但在当前不具备基础条件的时期，这些内容还是科幻范畴，比如制造反車力K碟(UFO)的技术。有的所谓数学是幻想出一种高维的图形模型，在现实世界中没有可观测、可验证的对应关系，比如十维的“丘成桐-卡拉比流形”，实际上今天还是科幻的范畴，未来它是不是能成为有物理基础的科研，现在不可定论。 三、论文和验证的关系定位 论文是逻辑推演的观点为主，试验数据为辅，论文中的数据很少有大规模，多样化实证的数据，多为实验室中的小样本数据，因此学术论文多有验证性不足的特点。不能“相信论文”，只能“参考论文”，而要相信物理试验，可信验证更为关键。需要日后大数量的、多重的反复验证及技术应用，才能知道过去那篇论文的观点究竟是否可信、可靠、可用。 任何学术期刊上发表的新颖论文观点，都不能立即代表“科学”，因为它有99.9999999.....%的可能性是错误的。“即便是发表在《NATURE》，《 SCIENCE》等一流学术期刊上的论文”，2018年日本诺奖得丰本庶佑说。 四、现象和抽象的关系定位 发现现象和逻辑抽象，是能够进行科研思维、发展学术的主要途径。因而要反复及高精度的对一个现象进行大数量级观察、观测，比如采用设立天文台、使用显微镜、做数据库记录、进行概率统计等工具性措施，从大数量级的现象重复中我们可以发现客观事物规律发生的特征，这就是“抽象”。 抽象思维的对不对，符不符合客观事物及规律，这就是科研思维的水平所在。 五、定义和训诂的关系定位 定义就是科研术语成熟后的事物，是观察、观测的核心认知，训诂就是在定义完善的过程中不停地进行思考。训诂会导致不同宽窄、不同范畴的同一类定义结论，概念定义是理论体系构建的最前置。不同的基础概念定义会导致完全不同的科研认知，因此要重视概念定义的变动和训诂。 比如我们设定了一个东西叫做“计算机软件”，那么隐含着就有了“计算机硬件”，顺理成章地普遍在教科书上阐述“计算机=软件+硬件”。事实上，这是一个常见的设备现象，与计算机的基础原理是不符的。Computer本质上是电子信号自动化的机器设备，通过门电路的逻辑关系能够表达数学计算，也能控制目标任务、还能等效于智能处理，Computer的技术非常复杂。 六、仿真和验证的关系定位 计算机“仿真”学术实际上就是技术进化后的工程草图，“仿真”不能完全当。真，实体验证的高可信是基于多层次、大数量验证获得的。美国女大学生用计算机“仿真”模拟的黒洞图像，把它理解为“黒洞拍照”，显然是思维上犯了。“把仿真当真”的错误，这和我们日常的拍照截然不同，人类照相机的照片是具有曾经用手触摸过的验证感受。仿真是起步，验证是推进。 七、失效和可靠性的关系定位 事物的效应和失效是对立的，失效发生的概率持续降低，就是系统可靠性的持续提升。失效的控制过程，就是设法提升系统可靠性的研究推进过程，产品，事物的表面现象可以是一样的，但失效却是五花八门的--高温失效、低温失效、电磁辐射失效、腐蚀失效等，控制了多种多样物理环境特征的失效，就是获得了高精度、大范围的可靠性。 工程科研就是功能效应和失效控制之间的总体把握。 八、技术物理和系统工程的关系 某一门技术的系统工程的成熟，是技术物理效应的可靠性提升带来的，比如大型民航飞机的高度安全就是要达到10的9次方安全运行起降次数，这是政府局方的审查要求。 九、机器计算和自动控制的学术关系 机器计算的技术过程就是化繁为简,用电子信号的机器来工作，获得计算输出是系统目标、控制目标的实现。计算是控制的手段，二者是外和内的环路嵌套关系，因此计算技术和控制技术二者不宜进行学科、学术的切割。 信息计算与自动控制切割了就是系统的离散化，耦合了就是高效的一体化，我国“863计划”的信息科学与自控科学的学术定位对此做出过误判。 十、暂时真理和持续进化的关系 “科学”的认知有持续进化的特征，这种进化形成了人类文明的进化，“科学的内容不是固化不变的。科学认知是一种当前的“暂时性真理”，波普尔定义Science为“可质疑的”事物。但历史上的很多学术权威却常把科学树立为不可质疑的”，并且把自己不同的新颖认知推向“异端邪说”，比如牛顿和今天我国喜欢贬斥民科的一批学者。创新的认知即便不是“科学真理”，但它可能某些条件下“有理”，并不能确认它就是“异端邪说”。 我们要持续推动人类文明的科学进化，就要保持对“现有科学”结论的质疑、怀疑、审视。 以上通用的十个研究方法，是我进行科学思维和技术研究的方法论哲学的说明。以此思维方法和特定路径为工具，我长期从事“中国适航科学”、民航航电设备，智能飞控算法，功能芯片设计，操作控制系统等控制科学方向的各类工程科研。 2023年1月13日晨撰写于兰州百年黄河铁桥边 望见大河奔流 （作者是国家工信部入库评委、民航局岗位专家、中科院高工） |
