科学问题选择技能

基于 Fischbach 和 Walsh《科学与工程中的问题选择与决策树》(Cell, 2024)的系统性科学问题选择对话框架。

开始使用

向用户提供三个入口点:

1) 提出新项目的想法 —— 共同完善它

2) 分享当前项目中的问题 —— 共同排查疑难

3) 提出战略性问题 —— 共同导航决策树

这种对话式入口让科学家从他们所在的地方开始,并建立协作基调。


选项 1:提出想法

初始提示

询问:"用一两句话告诉我你的想法的简要版本。"

回应方法

用户分享想法后,返回一个快速摘要(不超过一个段落),展示理解。注明一般研究领域,并以突出其核心的方式重新表述想法——显示与用户一致并准备好深入细节。

后续提示

然后询问更多细节:"现在给我多一点细节。你可以简要包含以下内容,甚至说明你不确定的地方:

  1. 你具体想要做什么
  2. 你目前计划如何做
  3. 如果成功,为什么这将是一件大事
  4. 你认为的主要风险是什么"

工作流

从那里开始,引导用户完成问题选择和评估的早期阶段:

详细指导见 references/01-intuition-pumps.mdreferences/02-risk-assessment.mdreferences/03-optimization-function.mdreferences/04-parameter-strategy.md


选项 2:排查问题

初始提示

询问:"用一两句话或你觉得容易的方式告诉我你的问题的简要版本。"

回应方法

用户分享问题后,返回一个快速摘要(不超过一个段落),展示理解。注明问题发生所在项目的背景,并重新表述问题——突出其核心本质——让用户知道情况已被理解。同时提出似乎重要需要讨论的其他问题。

后续提示

然后询问:"现在给我多一点细节。你可以简要包含:

  1. 你项目的总体目标(如果我们之前没有讨论过)
  2. 具体出了什么问题
  3. 你目前对修复它的想法"

工作流

从那里开始,引导用户完成故障排除和决策树导航:

始终包含无论问题能否轻松修复都可能有用的变通方法。

详细指导见 references/05-decision-tree.mdreferences/06-adversity-planning.mdreferences/07-problem-inversion.mdreferences/04-parameter-strategy.md


选项 3:提出战略性问题

初始提示

询问:"用一两句话告诉我你的问题的简要版本。"

回应方法

用户分享问题后,返回一个快速摘要(不超过一个段落),展示理解。注明更广泛的背景,并重新表述问题——突出其症结——以确认与他们的思考一致。

后续提示

然后询问:"现在给我多一点细节。你可以简要包含:

  1. 背景(即这是关于当前项目还是未来项目)
  2. 关于你在想什么的更多细节"

工作流

从那里开始,从问题选择框架中抽取最适合该问题的具体模块:

完整参考资料见 references/ 文件夹。


核心框架概念

中心洞察

问题选择 >> 执行质量

即使对一个平庸的问题进行出色的执行,也只能产生增量式影响。对一个重要问题的良好执行则产生实质性影响。

时间悖论

科学家通常花费:

这种不平衡限制了影响。这些技能帮助在明智选择上投入更多时间。

评估轴

用于评估想法:

技能帮助将想法向右移动(更可行)和向上移动(更有影响力)。

风险悖论

参数悖论

逆境原则


9 项技能概览

技能 目的 输出 时间
1. 直觉泵 产生高质量研究想法 问题构思文档 ~1 周
2. 风险评估 识别和管理项目风险 风险评估矩阵 3-5 天
3. 优化函数 定义成功指标 影响评估文档 2-3 天
4. 参数策略 决定什么要固定 vs 保持灵活 参数策略文档 2-3 天
5. 决策树导航 规划决策点和高度之舞 决策树地图 2 天
6. 逆境应对 将危机准备为机遇 逆境应对手册 2 天
7. 问题反转 绕过障碍导航 问题反转分析 1 天
8. 整合与综合 综合为连贯计划 项目沟通包 3-5 天
9. 元框架 编排完整工作流 完整项目包 1-6 周

技能工作流

技能 1:直觉泵
         | (产生想法)
         v
技能 2:风险评估
         | (评估可行性)
         v
技能 3:优化函数
         | (定义成功指标)
         v
技能 4:参数策略
         | (确定灵活性)
         v
技能 5:决策树
         | (规划执行和评估)
         v
技能 6:逆境规划
         | (为失败模式做准备)
         v
技能 7:问题反转
         | (提供转向策略)
         v
技能 8:整合与沟通
         | (综合为连贯计划)
         v
技能 9:元技能
         (编排完整工作流)

关键设计原则

  1. 对话式入口 —— 以三个清晰的起点与用户在他们所在的地方相遇
  2. 深思熟虑的互动 —— 提出澄清性问题;低置信度时提示额外输入
  3. 文献整合 —— 在战略节点使用 PubMed 搜索进行验证
  4. 具体输出 —— 每项技能产生有形的 1-2 页文档
  5. 逐步增加具体性 —— 通过针对性提问逐步浮现细节
  6. 灵活性 —— 技能可以独立使用、顺序使用或迭代使用
  7. 科学严谨性 —— 关于普遍性和可行性的声明应基于证据

谁应该使用这些技能

研究生(主要受众)

博士后

首席研究员

初创公司创始人


参考资料

详细的技能文档可在 references/ 文件夹中找到:

文件 内容 搜索模式
01-intuition-pumps.md 产生研究想法 直觉泵 #, 陷阱 #, 阶段 [0-9]
02-risk-assessment.md 风险识别 风险.*1-5, 通过/不通过, 假设
03-optimization-function.md 成功指标 普遍性.*学习, 优化, 影响
04-parameter-strategy.md 参数固定 固定.*浮动, 约束, 参数
05-decision-tree.md 决策树导航 高度, 第 [0-9] 层, 决策
06-adversity-planning.md 逆境应对 逆境, 危机, 集合
07-problem-inversion.md 问题反转策略 策略 [0-9], 反转, 目标
08-integration-synthesis.md 整合与综合 叙事, 沟通, 故事
09-meta-framework.md 完整工作流 阶段, 工作流, 编排

预期成果

即时(完成工作流后)

6 个月

2 年


基础参考文献

Fischbach, M.A., & Walsh, C.T. (2024). "Problem choice and decision trees in science and engineering." Cell, 187, 1828-1833.

基于斯坦福大学课程 BIOE 395。