科研方略十八講之三：立足前沿，精心謀劃

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本講敘述科研準備工作的第二個重要環節：選題。這是一個頗有關鍵性的複雜問題，不大可能以不大的篇幅完全講清楚，這裡只能述及一些原則和要領，並提供一些選題成敗的案例。

往期回顧：

工善其事，必利其器|夯實基礎，厚積薄發

大綱

一、 引言

二、 課題類型

三、 選題原則

四、 選題方式

五、 選題策略

六、 選題中的常見問題

七、 案例分析

八、 結束語

第3講 立足前沿 精心謀劃 （選題篇）

一、引 言

如所周知，選題是科研工作的重要環節，千里之行始於足下，正確的選題將為科研工作提供良好的開端。這是科學活動的一種規律。

科學探索始於問題，這是因為：

問題是認識活動的起點。人類要生存，就要從事生產活動，就會面臨種種困難，遇到一系列百思不得其解的問題，這就導致認識活動的發端和延續。可以說，科學研究從本質上說來是問題驅動的。

問題導致理論的產生。人類在解決問題的過程中，隨著認識的深入，創建了種種理論。例如，為了在農業生產中解決丈量土地問題，就逐步建立了幾何學理論；為了解決人類起源問題，經過前赴後繼的努力，誕生了進化論；等等。

問題推動科學的發展。隨著一個又一個問題的解決，人們的認識螺旋式上升，科學才逐步得到發展，一部部科學史證實了此點。

因此，成功的科學活動的第一要點是善於提出問題和抓住問題。愛因斯坦斷言：「提出一個問題，往往比解決一個問題更重要，因為解決一個問題也許僅是一個數學上或實驗上的技能而已，而提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要有創造性的想像力，而且標誌著科學的真正進步。」著名的科學方法論專家波普爾說：「科學知識的增長永遠始於問題，終於問題——愈來愈深化的問題，愈來愈能啟發新問題的問題。」

錢偉長在談到博士生的培養目標時說：「我們培養的博士要帶著滿腦子的問題進入社會。」他認為，博士與本科畢業生的最大區別在於選題能力上的高低不同，合格的博士應該能獨立地發現問題，解決問題，從而獨立地擔當種種任務；而這也是辨識戴過博士帽者是否「貨真價實」的標尺之一。

按照著名的科學方法論專家貝弗里奇的意見，學習選題須趁早。他說： 「在開始科學研究的時候，顯然，首先要決定研究的題目。雖然在這方面有必要請教有經驗的科學家，但是，做研究工作的學生若是自己擔負起選題的主要責任，那麼，成功的可能則更大。」他還說：「假如在學習的過程中不曾注意到知識的空白或不一致的地方，或是沒有形成自己的想法，那麼作為一個研究工作者是前途不大的。初學研究工作的人最好選擇一個很有可能出成果的題目，而這個題目當然不要超出他的技術能力。成功是對進一步發展的有力推動，而不斷受挫則可能起到相反的效果。」（參看[1]）

筆者還認為，及早地主動選題有利於學人的成長。在北京的時候老聽到當地人說：「有錢難買『願意』」，做科學研究，若做自己主動選定的題目，「願意」的成分一定更多，其中涉及科學探索的興趣問題，所以，有必要減少選題的被動性。近年來，我們的基金委強調科學探索的「雙力驅動」，亦即社會需要和研究者的興趣的驅動，而且對後者越來越強調，這是一種很好的趨勢。

人們會問：發現問題和提出問題的途徑何在？根據科學的發展規律，主要途徑是：

1）由某個理論內部的邏輯矛盾而提出問題；

2）由理論結構不符合簡單性和普遍性的要求而提出問題；

3）由現有理論與經驗事實之間的矛盾而提出問題；

4）由於對經驗事實未作統一說明而提出問題；

5）由理論的實際應用與現有技術條件的矛盾而提出問題；

6）由不同理論體系之間的矛盾而提出問題。

相關的例子多得不勝枚舉，有過學習和科研經歷的人可以分別列舉大量實例，這裡不予贅述。

二、課題類型

選擇的課題的形式多種多樣，大致說來可有如下分類：

按研究內容可分成：

基礎研究

應用基礎研究

產品開發研究

按研究方式可分成：

理論性研究課題

實驗性研究課題

綜合性研究課題

按經費來源可分成：

指令性課題

指導性課題（縱向課題）

委託型課題（橫向課題）

自選課題

下面對最後一種分類稍加闡釋。

指令性課題

指的是各級政府主管部門考慮全局或本地區公共事業中迫切需要解決的科研問題，通常要求限時按質完成。如「兩彈一星」計劃、航空航天計劃、血吸蟲防治計劃、抗擊「非典」計劃等等。

指導性課題

在我國主要有如下幾種：

國家自然科學基金課題；

科技部專項計劃. 包括973計劃、863計劃、火炬計劃、星火計劃、國家重點攻關計劃等；

政府管理部門科研基金課題. 指省市部委設置的專用研究基金 ，如教育部博士點專項基金、優秀青年教師基金、留學歸國人員啟動基金等；

單位科研基金課題

國際協作課題。

隨著我國國力的增強，科學研究的投入日益增多，這類指導性課題的增長率最高，在很大程度上影響了科研的發展。

委託型課題（橫向課題）

來源於各級主管部門、各類廠礦企業、公司，涉及設備研製改造、科技攻關、技術創新、新產品開發等，以獲得直接經濟效益為主要目的，大多面向具體技術，周期較短，資助強度一般較大。

自選課題

根據個人的專業特長、經驗和喜好選定的課題，一般經費自籌。

三、選題原則

按照什麼樣的原則來選題，這是一個見仁見智的問題，但總體來說，有如下八個原則：

1、先進性原則

要求所選的研究課題處於學科發展或科技發展的前沿，前人未做或未完成的研究工作。應優先選擇那些關係到國計民生的亟待解決的重大的自然科學理論和技術研究問題。

2、創新性原則

要求探索科學技術問題中的新概念、新思路、新理論、新方法、新材料、新工藝，簡言之，選題必須有原創性，研究工作必須有創新性。

3、前瞻性原則

4、可能性原則

根據科研工作的四大基本條件：智慧技能、研究基礎、團隊實力和硬體設施，實事求是、量力而行地進行選題。要求在有限時間內實現有限的確定目標。

5、優勢性原則

選題時充分發揮自身的現有優勢，揚長避短，顧及個人及團隊的智力結構、特長、基礎和潛力，考慮人文、歷史和地理條件，慮及課題研究的可持續性。

6、經濟性原則

選題時應該對課題研究的投入產出比進行經濟分析，使得研究的投入與研究目標的產出達到恰當的平衡。承接橫向課題時尤其應該考慮到這一點。

7、機動性原則

隨時擇機捕捉計劃外的戰機，根據意外出現的現象、情況，確立新的課題或改變原有的立項，其中往往孕育著重大的科學發現。

8、發展性原則

選題時留意課題是否具有發展前途，即是否有普遍意義、推廣價值和可持續的創造性。確定選題後要善於分析追蹤，注意其變換形式。

四、選題方式

綜合地看來，選題方式主要有如下五種（參看[2]）：

1. 根據招標範圍選題：

一般應遵循選題八原則從指導性課題中選取，要做到：

關注已發布的項目指南；

考量個人研究興趣；

評估個人工作基礎；

精心謀劃組織團隊；

寫好標書參與競爭。

有關細節在談到立項時再敘。

2. 根據實際需要選題：

按照社會經濟發展需要來選題；

按照學科發展需要來選題；

按照日常觀察分析來選題。

為此，要特別關注社會發展需要，關注學科發展動向。科學工作者不能光顧著低頭拉車，應抬頭看路。一旦認準了方向，就可以開始未雨綢繆，進行預先研究，並建議有關方面立項，從而掌握選題的主動權。具體說來，應該學習國家在社會經濟發展和科技決策方面的文件（如我國的中長期發展規劃等），認真閱讀定期發布的項目指南。

3. 根據文獻空白選題：

通過深入調研、廣聞博覽，尋找科技文獻中的重大空白，選定自己的主攻方向。

4. 根據學科交叉滲透原則選題：

關注相關或相鄰領域中的重要問題，根據原有基礎和學科交融可能性來橫向「出拳」。

5. 根據研究興趣選題：

根據個人興趣愛好和研究條件，選定自己的主攻方向。

五、選題策略

選題策略可歸納如下：

1、明確價值取向

選題時應從以下角度考慮價值取向：

能填補學科領域的大小空白；

能在重要問題上辨析真偽；

能對社會經濟發展做實際貢獻；

能解決國計民生中的迫切問題；

能推動先進文化（包括方法論）的發展。

2、進行充分調研

應從以下角度做好調研：

弄清所選課題是否符合上述價值取向；

搞清選題思路是否符合選題八原則；

了解課題現有發展態勢和已有成果；

分析課題受關注程度和相關的研究團隊；

總結現有資料所給予的啟示。

詳見下一講「調研」部分。

3、預估成功概率

應從以下角度考察研究的可行性和順利完成選題的概率：

課題的難易程度和可能完成期限；

個人能力（包括知識準備、方法準備、前期工作等）的適應性；

指導力量和團隊合作的情況和優劣程度；

硬體設施。

倘若經過考量，完成選題的實際尚不成熟，應考慮暫緩承接或申報課題，並努力創造條件，改善現狀，待時機成熟一點之後再上馬。

4、爭取多方支持

從以下角度考察實現課題的外力支持：

獲得縱向或橫向資助的可能性；

獲得所在單位支撐的可能性；

獲得高人（尤其是導師）指點的可能性和強度。

六、選題中的常見問題

概括地說，選題中的常見問題有：

方向陳舊，拾人牙慧；

雕蟲小技，嘩眾取寵；

動態不明，倉促上陣；

目標過大，難以完成；

目標過小，平庸無奇。

應對的辦法是：努力創新，抓大放小，深入調研，「量體裁衣」。

根據筆者平時的了解，剛走上教學、科研崗位的年輕人在選題方面常有如下困惑：

——選擇攻讀學位期間的課題，還是轉而選定新方向？對這一問題沒有確定的答案，應該因時制宜、因地制宜、因人而異。一般而言，原來的方向可能偏於陳舊或者因單位轉移而必須改弦更張。倘若原來的選題還有可進一步發掘的新內容且適合於新單位需要，可以繼續駕輕就熟地做原有方向的問題，不然，就堅決轉移方向；而對新方向有一個熟悉過程，最好先做一些低級別的項目（如校級課題、地方級的課題等），蓄勢待發；在此期間申報項目失敗的可能性較大，應有思想準備；若大方向正確，可以義無反顧地轉移，經過「卧薪嘗膽」，爭取成功。

——把關注點放到教學，還是放到科研？剛進高校的年輕人常有此類問題。原則上說來，應該教學科研「兩手抓」，如以前的博文中所說，教學科研是相輔相成、相互促進的。但是無論如何，都應該把足夠的注意力投向科研。

——但當今相關的研究動態不熟悉，怎麼辦？唯一的解決辦法是靜下心來，採取各種手段，做足調研分析的「功課」，儘可能對課題的研究動態了如指掌，然後抓准問題全力出擊。

筆者身邊就有這樣的實例。我們學科就有一位博士後留校的年輕人，申請國家自然科學基金的青年基金項目歷經六年之後才獲得成功，他的研究方向來回「振蕩」了兩次，最後在新的研究方向上才申請成功。

七、案例分析

本節分析若干選題的成敗得失，從中理解上述選題原則和策略。

案例1、愛因斯坦的相對論研究

選題的出發點：對牛頓時空觀的質疑

選題的基礎：

——邁克爾遜-莫雷以太漂移實驗；

——麥克斯韋電磁理論真空中的光速不變性與伽利略變換的矛盾。

選題的宗旨：建立全新的時空觀

結果：先後創建了狹義相對論和廣義相對論，開闢了物理科學的新紀元。（詳見[3]，27-54頁）

案例2、袁隆平的雜交水稻研究

選題的出發點：提高糧食產量（水稻畝產）

選題的產生：

——文獻調查：其它作物的有性雜交

——實地調查的偶然發現：與眾不同的水稻植株

結果：從理論上和實踐上突破水稻有性雜交問題，獲得巨大成功。

案例3、劉東生的黃土研究

選題的出發點：解決黃土高原的風沙土蝕問題

選題的基礎：

——古代與近代地質學；

——60餘年的調查分析，足跡遍及「地球三極」

結果：建立關於黃土高原的風沙土蝕問題的獨特理論，劉東生院士成了國內外聞名的「黃土之父」。

案例4、交通擁堵973項目研究

選題的出發點：為解決我國交通擁堵頑疾出謀劃策

選題的基礎：實測、分析，關鍵科學問題剖析

結果：四年奮鬥後立項；釐清了治堵策略

案例5、「銥星」計劃的失敗

實踐：至1998年耗資50多億美元建造66顆低軌衛星，銥星系統投入運行。

結果：傳統的手機佔領市場，計劃以失敗告終。

問題：科技水平不足，管理架構有問題。（詳見[4]，128-136頁）

案例6、楊振寧更換選題

選題初衷：原擬選實驗物理學方向，以期實用；

實踐：20個月實踐，屢戰屢敗，由於實驗技巧很差，實驗室事故頻仍，以至於有打油詩嘲諷他：「哪裡有楊，哪裡就有乓乓響」；

結果：在特勒指導下轉向理論物理學，大告成功。（參看[5]）。

八、結束語

綜上所述，我們對選題可有以下認識：

應該正確把握選題原則，充分顧及選題的先進性、創新性、前瞻性、可行性；

應該講究選題策略；

關鍵在於不斷實踐和總結。

參考資料

貝弗里奇，WIB，科學研究的藝術，陳捷譯，科學出版社，1979.

張偉剛，科研方法論，天津大學出版社，2007.

周立偉，科學研究的途徑，北京理工大學出版社，2007.

楊建軍，科學研究方法概論，國防工業出版社，2006.

楊建鄴，楊振寧傳，三聯書店（香港）有限公司，2012.

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