对科学研究中实验可重复性的反思

在传统科学哲学观点中,科学实验的可重复性是知识可靠性、真实性的必要保证。现代科学从其理论前提、实验条件复杂性、默会知识、科研不端行为等方面对实验可重复性提出质疑,使可重复性面临危机。要想保证实验的可重复性,要完善各项管理制度,规约研究中科研人员、实验人员、科研机构、监管机构等各主体的责任及实验过程的标准化等方面齐抓共管,才能确保实验活动的正常顺利开展。

可重复性分析框架下雾霾治理的实验研究——以“APEC空气质量保障行动”为例

"APEC蓝"是在特殊情况下采用"超常规"手段减排的结果,在现有常规状态下是不可重复和不稳定的。但作为一次雾霾治理实验,"APEC空气质量保障行动"中"完全可重复"和"有条件重复"的实验条件对雾霾治理实践依然具有较强的指导意义;"不可重复"的实验条件及其影响因素一方面有助于验证已有观点,另一方面以"运动式治理"的方式起到了示范、警示、过渡和累积效应,并有利于提升应对各种危机或紧急状态的强大信心。在国家治理现代化视域下,还应着力思考如何实现从"政治动员"到"制度创新"、从"行政管控"到"立法管控"、从"运动式治理"到"常态化治理"、从"举国体制"到"区域协同治理"、从"外在压力"向"内生动力"的转变。

国际学术期刊应对实验结果可重复性挑战的实践

随着社会与国内外学界对科学的严谨性和可重复性关注度的提升,威利、爱思唯尔、科学公共图书馆等在旗下期刊中开始探索实施应对实验结果可重复性挑战的方法。通过对威利新形式的注册报告、爱思唯尔结构化的STAR方法、科学公共图书馆的“图像审核”策略进行调研分析,梳理总结了各种做法在提升科研成果可复现性的机制及特点,研究结果有助于为我国提升研究实验成果的科学性、可重复性提供有益的启示。

空间相机高精度可重复式次镜展开机构设计

对于空间相机来说,高分辨率要求相机的焦距要长,长焦距则会导致主次镜间距变大,从而导致空间相机的体积增大,空间利用率降低。为了充分减小空间相机发射时的包络尺寸,降低空间相机的发射成本,针对同轴三反式光学系统设计了一种基于空间四连杆的高精度可重复式次镜展开机构。对该次镜展开机构进行误差分析,对次镜展开机构的模型进行有限元分析以评估机构的可靠性,并设计了机构可重复性实验验证次镜展开机构的可重复性。次镜展开机构折叠后空间相机光轴方向长度由875 mm压缩为324 mm,体积压缩63%,展开状态下的基频为96.64 Hz,重复展开位移极限误差最大为15.61μm,倾斜极限误差最大为16.89″。结果表明,该机构实现了空间相机体积的压缩,且锁紧状态下的基频符合在轨使用要求,重复精度满足光学系统要求,能够适应微纳卫星的运载条件,可以应用于航天实践中。

科学、技术与社会视角下的“韩春雨论文事件”分析——让科学回归真实的生活世界

新媒体戏剧化的“韩春雨论文事件”报道过程反映出传统实证主义科技观仍在当前我国科学家和媒介观念中占据主导地位,也为科学、技术与社会(STS)学者提供了一次难得机会去审视当前我国科学家的真实知识生产及其与媒体科学传播的真实互动过程。首先从STS中默会知识理论和实验者回归悖论分析“韩春雨论文事件”中颇受争议的可重复性原则,指出可重复性原则不是一个镜式反映自然的表征过程,而是一个社会文化利益介入的实践建构过程。接着从STS中藤村的分子生物学彩车理论和拉图尔的信用循环理论角度分析“韩春雨论文事件”出现的社会原因。最后就如何避免类似“韩春雨论文事件”再次发生提出三点建议:一是科研伦理与诚信建设机制需进一步重视与完善;二是需在功利主义价值观与理想主义价值观之间保持合理的必要张力;三是需加大STS教育的普及力度,让科学回归真实的生活世界。

有限元分析法在研究人工椎间盘置换生物力学中的应用

自1973年Belytschko等首先将有限元分析应用于脊柱生物力学研究以来，经过近40年的发展，已从最初的二维线性发展到现在的三维非线性，从单椎体和单运动节段到整个脊柱，不可谓不迅速[1]。由于脊柱结构的特点以及部位的敏感性，从伦理学考虑，在活体内直接测量其生物力学参数便是不现实的。而有限元分析作为数值计算中的一种离散方法，是矩阵方法在结构力学和弹性力学等领域中的发展和应用，可以对形状、结构、材料和载荷情况极其复杂的构件进行应力、应变分析，且具有实验时间段、费用少、力学性能测试全面及可重复性实验等突出优点。传统的脊柱力学性质的研究方法（如机械法、电测法和光弹法等）对椎体应力的计算基本都是通过骨表面的应变来实现的，无法得到骨内部的应力值，而通过有限元分析方法可以得到椎体内应力、髓核内应力、纤维内张力，椎间盘层间剪切力，椎间盘内结构的位移、脊柱的角位移、及小关面间的压力、韧带以及肌肉的受力情况等。因此，有限元分析法作为一种理论生物力学研究分析工具是十分理想的。

系统动力学

系统动力学是由美国麻省理工学院史隆管理学院的教授Jayw·Forreter于1950年创建,是研究社会大系统的计算机仿真方法。具体一点,系统动力学包括如下几点:1.系统动力学把有生命系统和无生命系统都做为信息反馈系统来研究,并且认为,在每个系统之中都存在着信息反馈机构。2.系统动力学把被研究对象分为若干子系统。