昨天和一位读者沟通,说:
如果可以,建议你把国自然基金中的科学问题进一步修改为科学假说
或许你会纳闷why?
因为科学问题只是抛出了问题
而科学假说是在问题基础之上给出了可证验的创新解决途径
在2025年国家自然科学基金指南发布的时候
大家是否还记得前面文章我和解读过每个学部的指南
有印象的朋友可能对医学部的良心指南,甚为感慨
因为在其指南中,医学部的委员们对科学假说再三强调
在回答why的问题之前,我们需要理清科学问题和科学假说的区别
然后我会给出案列对比,让大家直观感受到二者的区别
科学问题和科学假说二者的区别
科学问题是指在现有认知水平下,科学知识体系或实践中尚未解决的难题
既不是技术更非工艺,而是底层学科的基础的、共性的基础问题
而科学假说呢?本质是在科学问题上更进了一步,也就是科学问题有n多种解法,而科学话说则是限定了其某一种解法
更确切的说科学假说是针对科学问题提出的一种基于现有知识的合理推测或解释。它是科研设计的灵魂,为解决科学问题提供了具体路径。
所以从这个维度来讲,评审专家看到了科学问题,能明白申请人对本领域难题和科学问题认识达到了什么深度
但是如果看到了科学假说
不仅能够明白申请人对本领域科学问题的深度把握
同时评审专家也可以看到申请人能够结合自己的知识基础
给出可能的创新解决策略或方法
好的以上是对科学问题和科学假说的概念进行了梳理
鉴于公号涉及科学问题的内容有很多,读者可以自行查看
但是对于科学假说的部分内容有限,我们今儿对科学假说再多谈一谈
加深大家的体感
既然是科学假说,那么就一定是连接已有知识和拟解决的问题,是科研项目逻辑链条中的关键环节
除此之外,科学假说还有下面几个特点,请大家对照科学假说的特点,再次核对下自己提出的科学假说是否得当
假设性:假说是一种推测性的陈述,尚未被证实,但可以通过实验或理论验证
可验证性:假说必须具备可证实、可证伪和可重复性的特点,这是其科学性的核心
逻辑性:假说需要基于已有的理论和事实,具有清晰的逻辑框架3
创新性:一个优秀的假说应提出新的思路、方法或理论,对现有知识体系有所突破
所以,经过上面的讲解,我们可以把国自然中的科学问题和科学假说进行归纳和总结,详细的对比如下表
科学假说和科学问题具体说明
上面碎碎念了二者的区别和联系,最直观的还是以案列来说明
哈哈哈,上课的时候,我发现学生挺喜欢案列的
先以历史上抗生素发现的作为案列
亚历山大·弗莱明观察到青霉菌能够抑制细菌生长后,提出的问题是:“为什么青霉菌能够杀死细菌?”这个问题旨在揭示微生物之间的竞争机制。
(这个问题直指很多原因,只是抛出了问题,没给我们具体指明方向,对不对,这是科学问题)
好,接下来我们来看科学假设
弗莱明假设:“青霉菌分泌了一种化学物质,这种物质可以抑制或杀死细菌。”随后,他通过实验提取并验证了这种物质(即青霉素)的存在,从而证实了假说并推动了抗生素的发展。
(科学假设就是指明了实验的路径,在众多微生物中指出了青霉菌,肯定是有预实验的前提,这也就是国自然研究基础中为何要有预实验的原因,来源于此)
下面是关于二者更多的案列对比,请查收
案例1:电催化剂的选择性控制
科学问题:如何通过调控电极表面化学环境来提高二氧化碳还原反应(CO₂RR)的选择性?
科学假说:如果通过改变电解质中的阳离子种类和浓度,可以调节局部电场强度和溶剂化效应,那么CO₂RR的产物分布将从甲酸转向更高附加值产物(如乙醇)
案例2:电解液对反应选择性的调控
科学问题:电解液成分如何影响电极表面的局部环境及其对反应路径的调控?
科学假说:如果通过调整电解液中的阳离子种类和浓度,可以改变局部电场强度和溶剂化效应,从而显著提高目标产物(如氢气或甲酸)的选择性
案例3:溶剂效应
科学问题:溶剂分子如何通过与反应物或催化剂相互作用影响电化学还原反应的动力学?
科学假说:如果选择具有特定极性或氢键能力的溶剂,可以稳定中间体并降低活化能,从而加速目标反应(如氧气还原或氮气还原)
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