2023年虚拟科学科学研究的第五范式.doc

虚拟科学：科学研究的第五范式虚拟科学：科学研究的第五范式 摘 要：该文基于把世界划分为现实世界和虚拟现实世界，考虑虚拟现实技术、电子游戏、网络游戏在科研中的应用，并借鉴吉姆格雷的四种研究范式的界定，提出“虚拟科学”或“虚实科学”、“游戏科学”作为科学研究的第五范式，并对这一新的研究范式的定义、要素、功能及其与其他范式的关系进行了初步探讨。虚拟科学的核心特点是使想象力成为受控的想象力、精确的想象力，实现对想象与情景的有效预测、控制和评价。指出虚拟科学具有平台性和通用性，与之结合可提升其他研究范式的能力与适用范围。强调虚拟科学的兴起是云科学革命的重要组成部分，并为迎接虚拟科学时代的到来提出政策建议。关键词：虚拟科学 虚实科学 游戏科学 第五范式 科学 4.0 想象受控实验 创本位 泛虚拟社会 创本家 泛虚拟 云科学 泛虚拟产业 跳高理论 中图分类号：N03 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（b）-0007-07 Virtual Science：The Fifth Paradigm of Scientific Research Liu Yidong（The Institute for the History of Natural Science，Chinese Academy of Sciences，Beijing，100190 China）Abstract：Based on the division of the world into realand virtualones，and considers the use of virtual technology，electronic games and cyber games in scientific research，the paper proposes the concept of“Virtual Science”or“Virtual&Reality Science”or“Game Science”and views it as“The Fifth Paradigm”in borrowing the idea of“The Fourth Paradigm”from Jim Gray.Further，it makes a preliminary discussion on the definition，elements，function of The Fifth Paradigm，and its relation with other four research paradigms.The paper points out that the virtual science can be used as a platform and it has the property of generality，so if the other four research paradigms can combine it within themselves，then the capability and application scope of them will be enhanced and expanded，it also emphasizes that the rise of virtual science is an important part of the Cloud Science Revolution.Finally，some policy recommendations are proposed in this paper to meet the arrival of the Virtual Science era.Key Words：Virtual science；Virtual&reality science；Game science；The fifth paradigm；Science 4.0；Controlled experiment of Imagine；CreativityOriented；Pan-virtual society；Creativity capitalist；Pan-virtual reality；Cloud science；Pan-virtual industry；High jump theory 关于世界可以有各种划分，比如：波普尔的三个世界理论（物理世界、精神世界、产品世界），笔者认为从科学研究对象的角度可以把世界一分为二：现实世界和虚拟现实世界（虚拟现实包括想象中的和未来可能发生的情况以及各种符号系统等），波普尔的三个世界基本都是现实世界（尽管精神世界中有想象的成分，但是这种想象不是受控的精确想象，与虚拟现实中的想象不能相提并论），所以他的划分是不周严的。科学自诞生之日起，研究的对象主要是现实世界的问题，虚拟现实技术的出现改变了这一状况，以虚拟现实为研究对象使科学发展进入了新的历史阶段，但是迄今为止，人们还没有明确提出与之相应的研究范式。以现实世界和虚拟现实世界这两个世界划分为基础，考虑虚拟现实技术、电子游戏、网络游戏在科研中的应用，并借鉴吉姆格雷的 4 种研究范式的界定，笔者提出“虚拟科学”或“虚实科学”、“游戏科学”作为科学研究的第五范式这一新的研究范式1。按照吉姆踮格雷的划分，近代科学以来研究范式共出现了“实验科学、理论科学、计算科学”三种，他提出“数据科学”作为第 4 种研究范式，目前大数据和数据科学已经风靡世界，成为蓬勃兴起的朝阳学术。“虚拟科学”则比“数据科学”更能反映出当代科学研究的最新方式与最新进展，因为“虚拟科学”是首次将虚拟现实世界作为科学研究的对象，加上以往的研究范式，使得科学研究终于完成了对现实世界和虚拟现实世界的全覆盖。而包括“数据科学”在内的四种研究范式基本上还都属于面对现实世界的研究，所以“数据科学”仍然主要局限于对现实世界的研究（尽管并没有明确这种限制），当然只要它与虚拟科学结合也可以服务于虚拟现实的研究。该文通过三部分来分别论述这些内容：一是何谓作为第五范式的虚拟科学；二是分析第五范式与其他范式的关系；三是探讨第五范式的兴起与云科学革命的发生。