讨论了自然科学理论革新的4种纯基础研究思维模式，即经典的还原论模式、数据驱动模式、AI 生成协同模式和复杂系统思维模式，分析了这 4 种纯基础研究模式的特点和结构；将系统的思维方式概括为8个环节：组成、结构、属性、环境、行为、相态、演化和组织机制；并提出深化系统思维是当前理论革新的重要方向。

哲人科学家集伟大的科学家与伟大的哲学家于一身。他们由于自己特有的优势，顺理成章地成为人类思想史上路标的设置者。当前在我国，很有必要培养和造就我们自己的哲人科学家。

检讨了关于科学进步的3种主流哲学理论的成功与不足，进而基于科学进步问题与现代科学起源问题之间的密切关联，系统梳理了三代科学史家关于17世纪科学革命之本质的阐释。以弗洛里斯·科恩关于17世纪科学革命的运动学解释为基础，并参照蒯因关于科学知识的静态结构分析，提出了科学进步的动力学模式，即：科学进步是信念、理论和经验三者之间从相互脱节或相互抵触走向相互关联并且相互适应的动态调整过程。进一步，将此动力学模式与库恩的范式理论和斯特雷文斯的知识机器理论进行了比较，表明该模式不仅可以涵盖这2个理论，而且可以解释这2个理论所不能解释的科学进步与革命。

智能化科研（AI4R）是科研方法的重大变革。提出科技界不仅要关注科学智能（AIfor Science，AI4S），更要重视技术智能（AI for Technology，AI4T）；不仅要关注大语言模型（LLM），更要重视大科学模型（LSM）。同时提出，人工智能的突破主要不是靠大算力，而是计算模型的转变，中国应当争取在基础模型上做出颠覆性的创新；智能化科研适合做复杂问题的组合搜索，神经网络模型也许已接近能处理困难问题的复杂度阈值点；智能化科研的一种趋势是放弃绝对性，拥抱不确定性，一定时期内要适当容忍“黑盒模型”

从科学哲学的视角探讨了为什么物理学发展要大道至简，为什么以简为美的科学追求会使得物理学研究有效地逼近科学真理；阐述了在物理学中可证伪性是发现科学真理至关重要的因素，从而提出科学研究必须遵从奥卡姆剃刀的原则、以简至真。特别强调了这个原则不仅是科学家应该遵守的科学理念，也是科学实践价值判断的准则。联系到最近物理学研究不时出现滑入学术灰色地带的现象，认为违背奥卡姆剃刀的原则可能是引发这些问题的方法论根源。

科学已经成为人类文明的重要组成部分，科学的3个要素分别是科学的目的、精神和方法。理解科学方法对于理解科学和发展科学至关重要。从天文学和物理学的发展过程以及其中的若干典型和里程碑事件（包括近年来几次天文学研究领域获得的诺贝尔物理学奖）展开分析，将科学方法的建立和发展归纳总结为科学方法的3次飞跃，即希腊古典和希腊化时期“从形而上学到实在精确的科学”、科学革命时期“从观察思辨的科学到实验科学”以及现代科学时期“从证实的科学到证伪的科学”。

通过生命科学领域的多个案例，阐述了基础研究是以认识自然本质并获得全新知识为宗旨、由人类好奇心而非社会需求所驱动；获得和评价原创性科学成果一直以来是科学家个体和科学共同体所关注的重要内容；但是，鉴于科学探究过程的混乱性和非线性本质，使获得与评价原创性研究成果皆非易事。特别强调了科学家的跨学科视野和高深理论修养对获得原创成果、辨别可能被忽略的意外发现的重要性；同时，也强调了原创成果需在或短或长的时间内被检验和确认。历史一再证明，任何一项科学发现都不能仅根据其发表的刊物水平而不经批判性评估就简单被定论。伟大的科学发现是具备新颖性且经得起同行评审，被不断批判和反复推敲而最终获得认可。这也是其常产生自处于良好学术氛围中的学者的原因。

随着人类认识能力的提升，与之有关的研究方法及方法论不断处于革新过程中。基础学科是科学研究的源泉，且已形成较为完整的研究方法体系，而针对交叉学科的研究方法体系仍在探索中。在此背景下，基于经典哲学思想及交叉学科研究中的具体问题，提出了“十多”分析方法，主要从主客体组合、性质关系、时间类属、空间类属和中介形式5个层面出发，总结了主体、对象、属性、因子、层次、阶段、维度、尺度、渠道、介质10个具体范畴，旨在构建交叉学科研究方法的内在逻辑与本质。同时，根据三维模式统筹与可能性遴选法则，结合具体的交叉学科研究场景，应用“十多”分析方法，实现探索交叉研究问题的方法综合应用或改良创新，进一步服务于未来交叉学科问题的研究与方法体系的建立。