近年來，科學(xué)范式的變革逐步成為科技界討論的熱點問題；同時，如何應(yīng)對全球性挑戰(zhàn)，比如氣候變化、自然災(zāi)害、重大疾病、社會經(jīng)濟體系治理等，也亟待找到有效的解決方案。然而，這兩方面的討論基本上相互獨立：前一方面的討論涉及比較籠統(tǒng)的趨勢判斷，后一方面的討論則側(cè)重于具體要解決的問題。事實上，如何統(tǒng)一這兩方面的討論是一個尚未觸及的重大課題。由此，可望以相互促進的方式協(xié)同、有效地推動這兩個方面。但什么才是可以連接這兩方面的橋梁？

　　為回答這一問題，中國科學(xué)院過程工程研究所對科學(xué)范式變革的本質(zhì)內(nèi)涵、全球性重大挑戰(zhàn)背后的核心科學(xué)問題進行了剖析，提出了將適應(yīng)和推動科學(xué)范式變革與應(yīng)對全球性挑戰(zhàn)相結(jié)合的策略，近期以Paradigm shift in science with tackling global challenges 為題發(fā)表于《國家科學(xué)評論》（National Science Review, 2019）。

　　文章指出，盡管大數(shù)據(jù)被認為對科學(xué)范式變革十分重要，但也許并不是科學(xué)范式變革的最本質(zhì)的內(nèi)涵，最本質(zhì)的應(yīng)當是伴隨科學(xué)范式變革而發(fā)生的或推動科學(xué)范式變革的科學(xué)研究內(nèi)容、方法和范疇的改變：研究內(nèi)容由靜態(tài)平均過渡到動態(tài)結(jié)構(gòu)，由局部現(xiàn)象擴展到系統(tǒng)行為；研究方法由傳統(tǒng)的定性分析逐步向定量預(yù)測轉(zhuǎn)變，從單一學(xué)科不斷發(fā)展為學(xué)科交叉，從數(shù)據(jù)處理延伸到人工智能；研究范疇由學(xué)科分割的知識區(qū)塊拓展到知識體系，從傳統(tǒng)理論上升為復(fù)雜科學(xué)，從追求細節(jié)發(fā)展到尺度關(guān)聯(lián)，從多層次的分科知識演變到探索共性原理。同時，解決全球性重大挑戰(zhàn)背后的核心科學(xué)問題已成為科學(xué)共同體的重大使命和責(zé)任。由此，科學(xué)家好奇心驅(qū)使和實際需求牽引有機結(jié)合的雙輪驅(qū)動模式正受到全球的廣泛關(guān)注。

　　文章進一步指出，這些變化應(yīng)當充分反映在科研活動中，才能有效適應(yīng)和促進科學(xué)范式的轉(zhuǎn)變，也才能有效破解重大挑戰(zhàn)。這就需要打破傳統(tǒng)思維，在科學(xué)研究和科研資助中有效采用適應(yīng)和推動科學(xué)范式變革的理念和策略。這也是發(fā)展科學(xué)技術(shù)的一個重大機遇。為此，文章試圖提出一個新策略：把所研究的每個復(fù)雜問題看作由多層次系統(tǒng)組成，明確每一層次系統(tǒng)由大量單元組成；不僅要關(guān)注單個單元行為，更要關(guān)注單元相互作用產(chǎn)生的群體效應(yīng)及其與系統(tǒng)行為的關(guān)系；對選定的所在層次的系統(tǒng)要明確系統(tǒng)內(nèi)部條件和外部環(huán)境對系統(tǒng)行為的影響；結(jié)合還原論方法和系統(tǒng)論方法，重視單元和系統(tǒng)之間介尺度行為受哪些控制機制作用而發(fā)生群體效應(yīng)；界定群體效應(yīng)發(fā)生和消亡的臨界條件；最后要實現(xiàn)不同層次系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)。

　　為具體說明，文章列舉了涵蓋多個學(xué)科、領(lǐng)域的九類問題作為應(yīng)用新策略的嘗試。這些問題不僅與科學(xué)范式變革相關(guān)，同時也直接對應(yīng)于重大挑戰(zhàn)，也許可作為應(yīng)用新策略，將推動科學(xué)范式變革和應(yīng)對全球性挑戰(zhàn)結(jié)合進行的具體實例。文章補充指出，在社會經(jīng)濟體系的治理中，新策略也許同樣適用，比如，可用于指導(dǎo)聯(lián)合國2030議程確定的17個可持續(xù)發(fā)展目標的實施。最后強調(diào)，學(xué)科交叉已成為科學(xué)突破的主要途徑，科學(xué)范式變革和應(yīng)對全球性挑戰(zhàn)的統(tǒng)一需要不同學(xué)科、領(lǐng)域的共同努力，這也需要理念的轉(zhuǎn)變。

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