金梁/JIN Liang,孙小丽/SUN Xiaoli,钟州/ZHONG Zhou,许晓明/XU Xiaoming,陈如翰/CHEN Ruhan,张剑/ZHANG Jian,邬江兴/WU Jiangxing
(战略支援部队信息工程大学,中国郑州 450002)
范式(Paradigm)的概念和理论最初由美国著名科学哲学家托马斯·库恩在1962年提出并在《科学革命的结构》中系统阐述[1]。范式从本质上讲是一种理论体系、理论框架,是开展科学研究、建立科学体系、运用科学思想的坐标、参照系和基本方式。范式有3个基本特点:第一,在一定的范围内含有普适性;第二,是一种以基本的定理、原理、应用及相关装备等集成的综合体;第三,为科研与技术开发提供了可重现的成功模板。
2007 年1 月11 日,图灵奖得主吉姆·格雷发表了一个名为“科学方法的革命”的演讲[2],将科学研究分为4 类范式:实验/测量、理论分析、数值模拟/仿真和数据驱动。18 世纪以前,人类的科学研究主要以记录和描述自然现象为特征,称为“实验科学”(第1 范式)。以“现代科学之父”伽利略的物理学、动力学为代表的科学发展开启了现代科学之门。然而,由于实验/经验科学经常从主观的感觉经验出发并且受到实验条件的限制,因此结论会带有盲目性。18—19 世纪,研究者开始在已有经验、事实、认知的基础上尝试尽量简化实验模型,通过去除复杂干扰尽可能抓住关键因素,并经过演绎推理,归纳出新的理论或模型,这称为“理论科学”(第2 范式)。在该范式的指导下,数学中的集合论、图论、数论和概率论,物理学中的牛顿三大定律、量子理论、相对论,电磁学中的麦克斯韦理论,生物学中的达尔文进化论等应运而生。……