推荐：国自然基金委员组织编写的《凝练科学问题案例》正式出版

为引导科研人员围绕“四个面向”凝练科学问题，提升科研选题质量，国家自然科学基金委员会组织编写了《凝练科学问题案例》（本书编写组编. 北京：科学出版社，2023.1）。

全书以科学基金资助创新实践为基础，以“鼓励探索，突出原创；聚焦前沿，独辟蹊径；需求牵引，突破瓶颈；共性导向，交叉融通”四类科学问题属性为框架，以科研人员发现问题、凝练方向、勇于探索的心路历程为主线，以学术同行的点评和管理人员的观察为视角，汇集科技界各方智慧，形成了凝练科学问题案例共81 个，为科研人员凝练科学问题提供参考。

本书适合从事基础研究的科研人员、科研管理人员、科技政策领域研究人员，以及有志于从事科学研究的研究生和青年学者阅读。

前  言

习近平总书记深刻指出：“科研选题是科技工作首先需要解决的问题。”国家自然科学基金作为我国资助基础研究的主渠道之一，担负着“资助基础研究和科学前沿探索，支持人才和团队建设，增强源头创新能力”的重要职责，必须深刻认识总书记这一重要论断的思想内涵和实践要求，引导科研人员围绕“四个面向”凝练科学问题，切实提升科研选题质量，确保走好基础研究高质量发展的第一步。

“疑”是人类打开宇宙大门的“金钥匙”，凝练问题是迎接新思想诞生的“助产士”。基础研究是认识自然现象、揭示自然规律，获取新知识、新原理、新方法的研究活动，其本质上就是通过提出和解决科学问题，实现知识体系的扩展，引领和支撑技术的发展。尽管提出问题和解决问题是前提与结果互为存在的统一体，但往往人们更看重问题的先导性和决定性作用。古人云：“学贵知疑，小疑则小进，大疑则大进。” 哲学家卡尔·波普尔曾经说过：“科学和知识的增长永远始于问题，终于问题—越来越深化的问题，越来越能启发新问题的问题。”当然，关于提出问题的重要性，爱因斯坦说得最透彻：“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要，因为解决一个问题也许只是一个数学上或实验上的技巧问题。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度看旧问题，却需要创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”

改革开放特别是党的十八大以来，我国基础研究取得了快速发展，为我国进入创新型国家行列提供了坚强的支撑。据《日本经济新闻》网站2022 年8 月10 日报道，日本文部科学省科学技术和学术政策研究所发布报告称，中国科学论文数量和质量均已超过美国。论文总数、引用次数进入前10%的“受关注论文”和前1%的“顶尖论文”数量三大关键指标，中国全部跃居全球首位。这是可喜可贺的了不起的成绩，但也必须清醒地看到我国基础研究原始创新能力还不强，跟跑热点的现象普遍存在，冲破并跑胶着态势的加速度还没达到，领跑世界的领域还不够多。究其原因，在科研选题这一创新起跑线上还存在巨大差距是科技界的共识。在调研中，许多科研人员表示，对判断一个问题是否为科学问题存在较大困难，特别是青年科研人员对如何提出高质量的科学问题信心不足。

国家自然科学基金委员会高度重视科学问题凝练工作，把推动科研范式变革和凝练科学问题作为主动开拓未来的两个重要抓手，先后采取了明确资助导向、完善面向科学前沿和国家重大需求的科学问题凝练机制等一系列政策举措，引导科技界持续提升申请质量，努力扭转“把基础研究做成无目标的应用研究，把应用研究变成低水平的基础研究”的现象。与此同时，我们还启动了《凝练科学问题案例》（以下简称《案例》）编写工作，希望通过总结和宣传我国科学家凝练科学问题的实践经验，从理念和方法上给科研人员以信心和启迪，引导科技界更加自觉地探索和运用科学方法，不断提升凝练科学问题的能力和水平，在科技创新的竞争中赢得先机和主动。

为做好编写工作，编写组围绕基础研究选题、凝练科学问题开展了系统性研究，梳理总结了国内外科技界的经验做法，组织召开20 余场研讨会和座谈会，充分听取科研人员和管理人员等各方面关于案例编写工作的意见与建议，确定了以中国科学家坚持“四个面向”不断开辟基础研究“无人区”的生动实践为背景，以“鼓励探索，突出原创；聚焦前沿，独辟蹊径；需求牵引，突破瓶颈；共性导向，交叉融通”四类导向为框架，以科研人员发现问题、凝练方向、奋勇攀登的心路历程为主线，以学术同行入木三分的点评和管理人员条分缕析的观察为视角，来揭示创新成果背后的实践逻辑和哲理启示。

一花一世界，一叶一菩提。总览全书81 个案例，彰显了“条条大路通罗马”般的精彩纷呈，但想要从中概括出普适的“凝练科学问题公式”似乎是徒劳的，这也许就是凝练科学问题“让我欢喜让我忧”的魅力所在吧。虽说如此，以下这些特点还是给我留下了深刻的印象。

——好奇之心引导问题。好奇心人皆有之，但科学意义上的好奇心却常常弥足珍贵。因为这种好奇心不仅可以帮助科技工作者注意到周围事物的存在，还能使人们对其变化和与其他事物的相互关系抱有极大的兴趣。拥有好奇心就拥有探索的种子，保持好奇心就保持了创新的动力。正如英国作家塞缪尔·约翰逊所说的：“好奇心是智慧富有活力的最持久、最可靠的特征之一。”《案例》中“䲟鱼吸附机理及其仿生”，就讲述了11 年前与一个奇特水下生物邂逅而激发的延续至今的创新故事。

——无穷追问迭代问题。牛顿说过：“没有大胆的猜测就做不出伟大的发现。”凝练科学问题有时候就像破案，找到一个突破口就抽丝剥茧般地盘问，直到找到最后的答案。《案例》中“正反原子核物质的不对称性”科学问题凝练不到千字的介绍中就包括了9 个环环相扣、引人入胜的寻踪觅迹之问，一个个问号代表着原有认知局限的突破，一个个问号推动着又一次新的出发，一个个问号记录着中国科学家对破解宇宙正反物质不对称之谜的惊喜贡献。

——反常之中深挖问题。基础研究具有不可预测性的特点，阴差阳错导致的种豆得瓜现象时有发生，善于抓住那些多少违反常态的奇点往往会带来创新的跨越式突破，反之囿于一隅、执于一端，不能正确面对矛盾冲突，则会与创新的机遇失之交臂。“铜表面抗氧化防腐的分子机制”研究方向的原创性成果，正是源自研究人员在以甲酸钠为还原剂制备铜纳米材料时的一次意外发现，他们敏锐地抓住反常现象，义无反顾地寻找反常背后的正常逻辑，为金属表面钝化提供了表面配位的全新策略。

——范式变革催生问题。著名科学哲学家托马斯·库恩在《科学革命的结构》中将科学范式定义为：“那些被观察和被检查的、那些会被提出的相关问题以及其希望被解答的问题如何组织、科学结论如何被解释。”在库恩看来，“科学革命”的实质就是“范式转换”。《案例》中“病证结合的生物网络基础研究”就是这样一个事例，借助人工智能等先进技术手段，在表型-分子网络基础上推动“证”“病”中西医两大不同医学体系的相互理解与对话，从而实现还原论与系统论的有机统一，探索建立了疾病个体化和精准化诊疗的重要途径。

——同行之议收敛问题。科学问题的凝练往往需要同行之间的深度交流，智慧碰撞出来的火花带给彼此的不仅是照亮，更重要的是对于无可限量潜能的触发。正如一位哲人所说：“许多思想移植到他人脑中之后，会比在其原来生长的地方长得更为茁壮。”《案例》中许多专家都谈到，一些大方向特别是交叉领域的问题提出之后，通过“群贤毕至、少长咸集”的“双清论坛”，可以汇聚不同领域、不同背景的科研人员，从多元的视角共同探索“独辟蹊径”的前沿拓展之路。

——透视需求抽象问题。习近平总书记指出：“我国面临的很多‘卡脖子’技术问题，根子是基础理论研究跟不上，源头和底层的东西没有搞清楚。”在科研实践中，从应用中抽提问题确实十分困难，因为这不仅需要对技术需求的准确把握，还需要对基础研究的洞悉理解，才能拨开迷雾看清本质。“深部原位岩石力学理论和技术”瞄准深地研究中的“保真取芯与保真测试”关键技术问题，凝练出原位保真取芯、原位保真移位、原位保真测试三大科学问题，实现了重大原创性突破。

“亦余心之所善兮，虽九死其犹未悔。”掩卷覃思，深以为然。科学研究是没有终点的旅程，凝练科学问题贯穿基础研究的全过程。科研人员不仅要在选题、申请项目的时候关注科学问题，更重要的是在日常研究中，坚定科学目标，在选题、研究、总结的循环往复中，永远保持探索未知、开拓未来的豪情，不断提升凝练和提出科学问题的品位和视野，勇立潮头、矢志创新。《案例》中每个故事的背后无不闪耀着科学家精神的特有光芒，那就是勇攀高峰、敢为人先的创新精神与追求真理、严谨治学的求实精神的交相辉映，我想这应当是凝练科学问题所遵循的最底层逻辑吧。

由于成稿仓促，本书难免存在不妥或疏漏之处，特别是限于组稿体例框架的制约，语言的学术味道比较浓，科普式的娓娓道来还显不够。但瑕不掩瑜，相信读者会从中领略到科研人员在科学问题凝练过程中玉汝于成、功不唐捐的风彩。在此衷心感谢所有供稿人、审读人、点评人等各方面的辛勤付出！感谢广大科技界同仁对国家自然科学基金多年来的爱护和支持！同时恳请读者不吝赐教、批评指正，如有任何意见或建议请直接联系编写组（E-mail：[e-mail]）。

党的二十大将教育、科技和人才统筹部署，明确提出要“加强基础研究，突出原创，鼓励自由探索”。国家自然科学基金委员会要深入贯彻党的二十大精神，认真落实习近平总书记关于科技创新特别是关于基础研究的重要指示批示精神，持续深化改革，主动开拓未来，聚焦推动科研范式变革和提升凝练科学问题能力两个重点，不断完善科学问题凝练机制，适时推出富有温度、可见成效的资助政策，努力为实现高水平科技自立自强筑基蓄势，在以中国式现代化推进中华民族伟大复兴的新征程上做出不负时代的新贡献。

韩 宇      

2022 年12 月