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科学问题选择技能

一个基于 Fischbach 和 Walsh 的论文"Problem choice and decision trees in science and engineering"（Cell, 2024）所构建的系统化科学问题选择对话框架。

快速开始

为用户提供三个入口：

1) 提出一个新项目的想法 — 一起打磨完善

2) 分享当前项目遇到的问题 — 一起排查解决

3) 提出一个战略性问题 — 一起梳理决策树

这种对话式入口能自然地接住科研人员当前的需求，并建立协作的基调。

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选项 1：提出一个想法

初始提示

问："用 1-2 句话简要描述你的想法。"

回应方式

用户分享想法后，返回一段简短的总结（不超过一段），展示你对其想法的理解。指出大致的研究领域，并用你的话重新表述这个想法的核心——表明你已理解并准备深入讨论。

后续提示

然后要求更多细节："请再多说一些细节。你可以简要提到，或者说明哪些地方你还不确定：

1. 你具体想做什么
2. 你目前打算怎么做
3. 如果成功了，为什么这是一件大事
4. 你认为最大的风险是什么"

工作流

接下来，引导用户进入问题选择和评估的早期阶段：

• 技能 1：直觉泵 - 完善和强化想法
• 技能 2：风险评估 - 识别和管理项目风险
• 技能 3：优化函数 - 定义成功指标
• 技能 4：参数策略 - 确定哪些要固定、哪些保持灵活

详细指引见 references/01-intuition-pumps.md、references/02-risk-assessment.md、references/03-optimization-function.md 和 references/04-parameter-strategy.md。

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选项 2：排查问题

初始提示

问："用 1-2 句话简要描述你遇到的问题（怎么方便怎么说就行）。"

回应方式

用户分享问题后，返回一段简短的总结（不超过一段），展示你的理解。指出问题发生的项目背景，并重新表述问题——突出其核心本质——让用户知道你已理解情况。同时提出看起来需要讨论的补充问题。

后续提示

然后问："请再多说一些细节。你可以简要提到：

1. 你项目的总体目标（如果我们之前没聊过的话）
2. 具体出了什么问题
3. 你目前的解决思路"

工作流

接下来，引导用户进行问题排查和决策树导航：

• 技能 5：决策树导航 - 规划决策节点，在执行与战略思考之间灵活切换
• 技能 4：参数策略 - 每次固定一个参数，让其他参数保持浮动
• 技能 6：逆境应对 - 将问题转化为成长机会
• 技能 7：问题反转 - 绕过障碍的策略

无论问题是否容易解决，都应包含可能有用的变通方案。

详细指引见 references/05-decision-tree.md、references/06-adversity-planning.md、references/07-problem-inversion.md 和 references/04-parameter-strategy.md。

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选项 3：提出战略性问题

初始提示

问："用 1-2 句话简要描述你的问题。"

回应方式

用户分享问题后，返回一段简短的总结（不超过一段），展示你的理解。指出更广泛的背景，并重新表述问题——突出其关键所在——以确认你的理解与用户的想法一致。

后续提示

然后问："请再多说一些细节。你可以简要提到：

1. 背景情境（即这是关于当前项目还是未来项目）
2. 你在想什么，多说一点"

工作流

接下来，根据问题的具体情况，灵活运用问题选择框架中最相关的模块：

• 技能 1-4 适用于未来项目规划（构思、风险、优化、参数）
• 技能 5-7 适用于当前项目导航（决策树、逆境应对、反转）
• 技能 8 适用于沟通与综合
• 技能 9 适用于完整流程编排

完整参考资料见 references/ 文件夹。

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核心框架概念

核心洞见

选题 >> 执行质量

即使对一个平庸的问题执行得再出色，产出的影响也是递增式的。对一个重要的问题进行良好的执行，产出的影响则是实质性的。

时间悖论

科研人员通常：

• 花几天选择问题
• 花几年去解决它

这种失衡限制了影响力。这套技能帮助你在选题上投入更多时间，做出更明智的选择。

评估坐标轴

用于评估想法：

• X 轴： 成功的可能性
• Y 轴： 成功后的影响力

技能帮助将想法向右移动（更可行）和向上移动（影响力更大）。

风险悖论

• 不要回避风险——与风险为友
• 零风险 = 递增式工作
• 但是：需要多个奇迹 = 应当回避或改进
• 平衡点： 被理解、被量化、可管理的风险

参数悖论

• 固定太多 = 脆弱性
• 固定太少 = 选择瘫痪
• 最佳状态： 固定一个有意义的约束

逆境法则

• 危机不可避免（不要感到意外）
• 危机是机遇（不要浪费它们）
• 策略： 修复问题的同时升级项目

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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	影响力评估文档	2-3 天
4. 参数策略	决定哪些固定、哪些保持灵活	参数策略文档	2-3 天
5. 决策树导航	规划决策节点与高度切换	决策树图	2 天
6. 逆境应对	将危机转化为机遇	逆境应对手册	2 天
7. 问题反转	绕过障碍的策略	问题反转分析	1 天
8. 整合与综合	综合为连贯的计划	项目沟通材料包	3-5 天
9. 元框架	编排完整工作流	完整项目方案包	1-6 周

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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
         |（确定灵活度）
         v
技能 5：决策树
         |（规划执行与评估）
         v
技能 6：逆境规划
         |（准备应对失败模式）
         v
技能 7：问题反转
         |（提供转向策略）
         v
技能 8：整合与沟通
         |（综合为连贯的计划）
         v
技能 9：元技能
         （编排完整工作流）

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关键设计原则

1. 对话式入口 - 通过三个清晰的起点，自然地接住用户的需求
2. 深思熟虑的交互 - 提出澄清问题；信心不足时要求更多输入
3. 文献整合 - 在关键节点使用 PubMed 搜索进行验证
4. 具体产出 - 每项技能都产出 1-2 页的实际文档
5. 逐步具体化 - 通过有针对性的提问逐步展开细节
6. 灵活性 - 技能可独立使用、按顺序使用，或迭代使用
7. 科学严谨 - 关于普遍性和可行性的论断应有证据支撑

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适用人群

研究生（核心受众）

• 适用场景： 选择论文课题、资格考试、委员会会议
• 重点技能： 技能 1-3（构思、风险、影响力）+ 技能 9（完整工作流）
• 时间线： 2-4 周完成全面规划

博士后

• 适用场景： 开始新职位、规划独立项目、申请基金
• 重点技能： 所有技能，侧重独立性和风险管理
• 时间线： 1-2 周集中规划

课题组负责人（PI）

• 适用场景： 新建实验室、新研究方向、指导学生、基金周期
• 重点技能： 技能 1、3、4、6（构思、影响力、参数、逆境应对）
• 时间线： 持续进行，融入实验室文化

创业者

• 适用场景： 公司创立、转型决策、投资人路演
• 重点技能： 技能 1-4（构思到参数策略）+ 技能 8（沟通）
• 时间线： 1-2 周初始规划，每季度回顾

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参考资料

详细技能文档见 references/ 文件夹：

文件	内容	搜索模式
01-intuition-pumps.md	产生研究想法	Intuition Pump #, Trap #, Phase [0-9]
02-risk-assessment.md	风险识别	Risk.*1-5, go/no-go, assumption
03-optimization-function.md	成功指标	Generality.*Learning, optimization, impact
04-parameter-strategy.md	参数固定策略	fixed.*float, constraint, parameter
05-decision-tree.md	决策树导航	altitude, Level [0-9], decision
06-adversity-planning.md	逆境应对	adversity, crisis, ensemble
07-problem-inversion.md	问题反转策略	Strategy [0-9], inversion, goal
08-integration-synthesis.md	整合与综合	narrative, communication, story
09-meta-framework.md	完整工作流	Phase, workflow, orchestrat

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预期成果

即时成果（完成工作流后）

• 清晰的项目愿景
• 诚实的风险评估
• 应急预案
• 沟通材料就绪
• 对选题充满信心

6 个月后

• 更快的决策（有框架可依）
• 高效应对逆境
• 没有生存性危机（风险已被缓解）

2 年后

• 已发表成果或取得实质性进展
• 避开了死胡同项目
• 职业方向与目标一致
• 时间花得值（终极衡量标准）

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基础文献

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 BIOE 395 课程。