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灵活综合运用科学的研究方法,你我都能成为科技大咖嬴貑

灵活综合运用科学的研究方法,你我都能成为科技大咖

为什么太阳会东升西落?为什么有春夏秋冬?为什么地球是圆的?为什么飞机能翱翔蓝天?为什么鱼能在水中畅游?为什么人类会诞生?这些物理、化学和生命现象都是由于大自然规律天然存在的,不随人的主观意志而转移。人类虽然无法改变和创造规律,但能够认识规律、利用规律去探索神奇的大自然。图1.浩瀚的星空探索自然是科技界同仁的使命,它以自然界为研究对象,目标就是要揭示自然界各种事物和现象的性质及其发展规律。我们对于自然规律的认识是随着自然科学的发展而逐步深入的,也有理由相信,随着人类对于大自然的认知逐渐加深,各种自然规律也将逐渐变得系统和完整。研究方法概论对自然界的探索,是一个观察、提问、假设、推理、验证的螺旋渐进过程。在这个过程中离不开研究方法的支撑,如培根的实验法、笛卡儿的解析法、伽利略的理想实验法、牛顿采用的公理化方法、归纳与演绎法;卢瑟福的模型法、康德的思辨与假说法、门捷列夫的分类比较法等等。没有研究方法的科学研究探索就成了无源之水、无本之木,就不可能取得实质性的研究成果。以基础科学理论研究为例,通过观察实验和模拟等方法,使用工具和仪器设备,获得研究对象的第一手事实材料,并加以整理和加工,再使用一系列归纳、演绎、假说等方法上升为科学理论,最后运用科学理论解释和预测新的现象。图2.英国科学家牛顿研究方法是人们在从事科学研究过程中不断总结、提炼出来的,从不同的维度和不同的层次出发,可以产生多种不同的分类。从研究方法的层级或者使用范围来分,自然科学的研究方法一般可以划分成三类:一是最普适的哲学方法和逻辑方法,为一切科学所采用;二是各门自然科学的一般性研究方法,如观察、实验、模拟、归纳等方法;三是某些学科特殊的研究方法,如生物和医学学研究中的解剖法、飞机设计中的试飞法等,它们其实也是特殊的观察法或实验法。从认识探索的历程和深度来看,可以分为经验方法和理论方法。很难有一个完全统一的分类。同时,随着科学的进步与发展,研究方法本身也在动态发展。因此,自然科学研究方法在不同维度和不同层次上呈立体网络状结构。其中,归纳和演绎是科学研究中被使用得最频繁的研究方法。多年前,我看过一篇杨振宁老先生谈学习和研究方法的文章,记忆深刻。很多人可能都知道,杨老先生大学毕业于西南联大,他总结我们中国学习自然科学的研究方法,主要是“演绎法”,往往直接从牛顿三大定律,热力学定律等基础出发,然后推演出一些结果。然而,对于这些定律如何产生的研究和了解不多,也就不容易产生有重大意义的原创性成果。他到美国学习后发现,世界著名物理学大学费米、泰勒等是从实际试验的结果中,运用归纳的原理,采用的是“归纳法”。这两种方法对杨老先生的研究工作,产生了很大的影响。图3.著名科学家杨振宁归纳法归纳法就是由一系列特殊性的前提概括出一般性的结论,简单说就是由个别到一般。往下分,归纳法又可以分成求同法、存异法、共用法、共变法、残余法,其在科学研究方法中占有重要的历史地位。自然科学中的很多定律和公式都是通过观察、研究个别现象后,从杂乱的经验事实中间,对它们进行总结归纳出来的,从而掌握了自然界的普通性规律。例如,法拉第发现磁转电的方法就是典型的归纳法。话说1820年,奥斯特成功地发现电产生磁现象后,无数科学家都在探索如何通过磁产生电。法拉第自1821年就开始了磁生电的研究,为了防止磁铁对电流表产生影响,他用了很长的导线把电流表接到隔壁的房间里。他的实验方法是,把磁铁插到线圈中以后,再跑到隔壁房间里看电流表指针是否偏转,10年来他一直没有看到电流表指针偏转过。直到1831年10月17日,这一天由于种种原因,电流表就放在线圈不远处,当法拉第把磁铁快速地插入线圈时,突然电流表指针奇迹般地摆动了一下,又回到零刻度线。当他急忙把磁铁从线圈中拔出来时,指针又向相反方向摆动了,从此他归纳总结出切割磁力线产生电流的规律,从而将人类带入电的时代。图4.法拉第发现电磁感应尽管归纳法极大地推动了自然科学前进的步伐,在科学发展史上具有无可替代的作用,但是它也不是万能的,也有它的局限性。著名哲学家休谟首先思考和发现归纳法的局限性,提出了著名的“休谟问题”,即归纳推理的根据何在?对归纳法的有效性、合理性提出了质疑。因为归纳是以直观的感性经验为基础,只能根据已经掌握的少部分事实或现象进行归纳,作出的结论可能带有很大的偶然性,甚至会出现与客观事实相矛盾的情况。所以思格斯指出:“我们用世界上的一切归纳法都永远不能把归纳过程弄清楚”。图5.英国哲学家休谟演绎法演绎法是从一般到个别的推理方法,揭示的是个别和一般的必然联系。它不仅能够作出科学预见,为新的科学发现提供指导性的线索,还将使科学研究沿着正确方向前进。理论的威力在于正确地预测,只要推理的前提是正确的,推理形式是合乎逻辑的,推理的结论也必然是正确的。比如,门捷列夫通过近20年的坚持不懈,收集和掌握了海量的元素数据,并从中掌握了元素周期规律。他不仅预见了当时未被发现的镓、锗、钪等元素的存在,而且还预先确定了这些新元素的性质,并得到科学的证实,轰动了整个欧洲。1849年,科学家根据牛顿的万有引力定律,成功地预测了海王星的运动轨道。爱因斯坦曾预测有弯曲一定范围的空间和弯曲的光,后来都被证实。图6.门捷列夫及元素周期表演绎法的局限性主要有两点:一是由于人们有时机械地套用“三段论”,将得出错误的结论;二是有时共性不能涵盖所有的个体特性。导致演绎法不能保证结论的正确,以及不能正确地反映变化的客观世界。流体力学4大研究方法除了这两种基本研究方法外,每个学科可能都有一些各自独特的研究方法。我是流体力学专业出身,就以流体力学为例。通常,开展流体力学的工作主要有4种研究方法:现场观测法、实验模拟法、理论分析法和数值计算法四个方面。现场观测法从流体力学的学科历史来看,流体力学始于人们对各种流动现象的观测。面对奔腾的河流,孔子发出了:“逝者如斯夫,不舍昼夜”的感叹,古希腊哲学家赫拉克利特说“人不能两次踏进同一条河流”。阿基米德在澡盆中,看到溢出的水,提出了流体静力学的一个重要原理——阿基米德原理。 丹尼尔·伯努利通过观察发现流速与静压关系的伯努利原理。在流体力学史上还有很多这样的例子,发现自然界的各种流动现象,通过各种仪器进行观察,从而总结出流体运动的规律,再反过来预测流动现象的演变。但此方法有明显的局限性,最主要的体现在两个方面,一是一些流动现象受特定条件的影响,有时不能完成重复发生;二是成本比较大,需要花费大量的人财物。图7.阿基米德发现浮力定律实验模拟法为了克服现场观测的缺点,人们制造了多种实验装置和设备,建立了多个专项和综合实验室。实验基本上能可控、重复流动现象,可以让人们仔细、反复地观测物理现象,直接测量相关物理量,从而揭示流动机理、发现流动规律,建立物理模型和理论,同时还能检验理论的正确性。流体力学史上很多重要的发现都是通过实验发现或证实的,比如意大利物理学家伽俐略利用实验演示了在空气中物体运动所受到的阻力;托里拆利通过大气压力测量实验,证明了恒定孔口出流的基本规律;牛顿用摆和垂直落球在水和空气中进行了绕流阻力实验;由法国工程师皮托发明、世界流体力学大师普朗特改进的风速管,可同时测量流体总压和静压。随着技术的进步,风洞和水洞成为实验流体力学中两种主要的实验设备。风洞是一种特殊的管道,通过产生可以调节的气流,使实验段中的模型流场能够模拟或部分模拟实际流场。水洞更容易实现流动显示和定量测量,对进行湍流和边界层等基础科学问题的研究以及一些实际工程问题具有重要价值。图8.风洞试验及试验模型理论分析法理论分析法是在感性认识的基础上,在一定的理论指导下,综合运用归纳与演绎、比较与分类、分析与综合等逻辑方法,采用数学理论和方法,实现定量化分析,来认识事物的本质及其规律的一种科学分析方法,是流体力学分析研究的一种高级形式。尽管人们对流动的认识和探索进行了几千年,但只有到了欧拉方程和伯努利方程的建立,才是流体动力学作为一个分支学科建立的标志,开启了用微分方程和实验测量进行流体运动定量研究的新阶段。无数物理学家和力学家进行了大量的探索,例如:拉格朗日的无旋运动、亥姆霍兹的涡旋运动、达朗伯佯谬,一直到纳维-斯托克斯方程,即著名的NS方程,它是流体动力学的理论基础。由于纳维-斯托克斯方程是一组非线性的偏微分方程,很难求出解析解。在流体力学理论分析中,常常根据特定的物理性质和具体环境,抓住主要因素、忽略次要因素进行抽象化、简化流体物理性质,减少自变量和减少未知函数,建立特定的力学理论模型,这样可以简化数学方程、克服数学上的困难,进一步深入地研究流体的平衡和运动性质。例如普朗特学派逐步将N-S方程作了简化,从推理、数学论证和实验测量等各个角度,建立了边界层理论,能实际计算简单情形下,边界层内流动状态和粘性力。数值计算法由于物体几何外形的复杂,以及非线性偏微分方程组求解的困难,早在20世纪初就有人提出用数值方法来解流体力学问题的思想。就是将流场区域离散化,分成许多个子区域,并确定每个区域中的节点,从而生成网格。将控制方程在网格上离散,就可以将偏微分格式的控制方程转化为各个节点上的代数方程组。求出方程组的近似解后,结合流场情况以及一些理论常识,解释这些计算值的物理含义和流动机理。在正式计算之前,通常还要通过经典模型算例,将计算结果与实验结果进行比较,以验证计算方法和参数设置。由于网格点数量大,要求的计算资源比较高。只有电子计算机问世以来,数值模拟才成为现实。相对于实验来说,数值模拟具有廉价、全流场、三维复杂流动分析,不受实验设备的研制、流场无干扰等特点。图9.飞机流场数值计算现场观测的现象和实验结果,只有在具备一定的理论基础时,才会有意识地从分散的、看似无联系的现象和数据中找到规律性的东西,甚至发现新理论。理论分析和数值计算也要依靠现场观测和实验模拟来校验力学数学模型。因此,在解决重大实际问题时,单一方法都是有缺点与不足的,必须多维度多层次综合运用多种方法。只有掌握了科学的研究方法,我们才能在国家科技强国战略中建功立业。

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从科学史三大假说说起

今天我们来讲讲科研过程中一个非常重要的方法——假说。有的时候,我们在开始一项研究,但可能发现相关知识很缺乏,没有有效的确定的基础,我们很难直接进行研究。因此,我们有时候会先假设各种现象之间的逻辑关系,在针对与此进行测试和进一步研究。这种方法叫做假说。假说是一种可检验的预测,可以是一个错误的或一个真实的陈述,之后在研究中检验其真实性。比如,一位研究农村重男轻女的学者,很难针对这个课题直接下手,不过,他可以先构建以下假说:一个社会的文盲率越高,重男轻女就会越严重;一个社会的父权制越高,重男轻女就会越严重;一个社会的传统习俗越多,重男轻女就会越严重;然后他会根据这几个假说,进行相关的调查研究,最后得出结论,再进行对比。假说是对可以观察到的现象的一种试探性的、可验证的解释。假设的范围很窄——不像理论,理论涵盖了广泛的可观察到的现象,并从许多不同的证据中得出结论。而假说一定要简单明了,并且可以反复测试验证。下面我们来说说科学史上最著名的三个假说,看了这几个例子,一定会假说这种研究方法更加了解。1. 伊凡·巴甫洛夫(Ivan Pavlov)和他的狗(1903-1935)这就是著名的条件反射实验。伊凡·巴甫洛夫是生理学家、心理学家、医生,曾获得诺贝尔生理学奖,也是经典条件反射理论及高级神经活动学说的奠基人。伊凡·巴甫洛夫和他的狗自1903年起,这位前苏联的科学家开始了一系列长达数十年的条件反射研究。他做了一个假说:狗狗受到条件反射的影响。给饿了的狗狗一盘食物,它会流口水。在这种情况下,刺激(食物)会自动触发特定的反应(流口水)。后者是对前者的一种天生的、未习得的反应。而铃声是一种中性刺激。对狗狗来说,这种声音没有内在的意义,如果它以前从未听到过,这种声音就不会引起本能的反应。相比之下,但看到食物肯定会。那么如果在狗狗接受食物之前,经常接触相同的中性刺激(铃声)的狗狗,会将这种中性刺激与进食行为联系起来。最终,当遇到这种中性刺激(铃声)时,狗狗应该开始以可预测的速度流口水——甚至在没有给它食物的时候。狗狗的进食条件反射实验因此,当巴甫洛夫和他的实验室助手在喂食前摇铃,研究人员让狗在心理上将铃声与进餐时间联系起来。由于反复暴露在铃声中,狗在进食之前就开始流口水。在这个实验里,巴甫洛夫还引入了量化这个概念——他通过测量每只狗产生的唾液量,来量化它们的反应。巴甫洛夫和他的助手们之后又做了一个更复杂的实验,来研究条件反射。一只狗狗总是在进食时,听到节拍器以每分钟60下的速度敲击。而当它听到每分钟40拍的慢节奏敲击后,就再也吃不到东西了。2. 艾萨克·牛顿(Isaac Newton)的辐射棱镜(1665)在牛顿之前,光的颜色是一个谜。牛顿1665年的实验牛顿做了一个假说:白光是可见光谱中所有颜色的混合。因为这些颜色的波长各不相同,那么当一束阳光穿过玻璃棱镜时,每种颜色都会以不同的角度折射,单独分离。1665年夏天,他在英国剑桥的一间黑暗的房间里进行玻璃棱镜的实验。他在一个百叶窗上开了一个四分之一英寸(0.63厘米)的圆孔,让一束阳光照进这个地方。然后他对着这束光线举起棱镜,一个长方形的、五颜六色的光投射到对面的墙上。投射到墙上的光,有33.65厘米高,6.6厘米宽,从上到下依次是红色,橙色,黄色,绿色,蓝色,靛蓝色和紫色的光,正好是彩虹的颜色。牛顿推断,阳光由彩虹所有颜色的光的混合,而棱镜以不同的角度弯曲(折射)它们,可以将颜色分离出来。光的棱镜实验不过,他不能百分百确定。所以牛顿用一个小变化重复了这个实验。这一次,他拿了第二个棱镜,让它拦截彩虹状的光线。当折射的颜色进入新的棱镜,它们重新组合成一个圆形的白色光束。换句话说,牛顿取了一束白光,把它分成一束不同的颜色,然后重新组合。最终证明了他的假说。罗伯特·潘恩(Robert Paine)的海星(1963-1969)罗伯特·潘恩是一名生态学家,对顶级捕食者在环境中的作用十分着迷。他在上世纪60年代,做出了一个假说:捕食者的数量限制了作为他们食物的生物的数量。那么当一个地区,一种主要的捕食者被消灭后,被捕食的物种会变得更多。紫海星(学名奥克拉赫海星)紫海星(学名奥克拉赫海星)大部分生活在海边岩石上,以贻贝、帽贝、藤壶、蜗牛等为食。根据这个假说,如果没有了紫海星,贻贝、藤壶和蜗牛的数量会激增。1963年6月,他在华盛顿州的Mukkaw湾开始了这项雄心勃勃的实验。在实验之前,潘恩观察记录了居住在他决定测试的地区的15种不同的动物和藻类。之后,潘恩在十年间,一直清理Mukkaw湾的紫海星,尽力让一部分海岸线的岩石部分完全没有海星,并一直记录这个地区物种数量的变化。罗伯特·潘恩收集海岸的紫海星,扔回海他的记录显示,没有紫海星的控制,藤壶的数量激增。随后,加利福尼亚贻贝取代藤壶,它们主宰了这片土地。通过大量地将自己固定在岩石上,贻贝逐渐淘汰了其他生命形式。之后,这里变得不适宜很多物种生存,甚至连海绵、海葵和藻类等紫海星不吃的生物也不见了。潘恩发现,所有这些物种在附近他未触及的另一片海岸线上仍然繁衍生息,这就排除了总环境变化的影响。这个实验证明他的假说错了,最终他发现处于食物链顶端的动物不仅会影响到它们捕食的动物。除掉顶级捕食者会引发连锁反应,从根本上改变整个生态系统。假说-研究-实验在上面三个例子里,我们可以看到假说这种方法在科研中的重要性:1. 为今后的研究指明了方向;2. 它指定了研究人员的关注点;3. 它有助于设计研究技术;4. 它防止盲目研究;5. 它保证了准确性和精确性。但是,一定要注意这一点,就是做的假说一定可以要有预测性,一定能被重复验证,最好能用科学方法量化。在提出一个假说并设计实验时,一定要仔细的思考,去掉其他可能影响的变量。如果喜欢这篇文章,请关注刘老师,每天带来硬核科普。

龙女

关于社会科学研究方法的探索

人类对世界的认知,是通过自身的观察而得来的。在自然科学领域,物理和化学作用发生在瞬间,远远短于人类的感知时间,所以不会受到人类认知缺陷的影响。但是在社会科学领域,规律作用的时间很长,远远超过人类的感知时间,人类自身的认知的缺陷,就会影响到人们对世界运行规律的认识。最简单的例子,工厂生产的产品,有些人认为通过偷工减料可以节约生产成本,可以获得更高的利润,而有些人则认为必须严把质量关,才是企业长久发展的前提。其实,两个人的观点都是正确的,观点的不同,只是因为两个人观察的周期不同,前者关注的周期较短,而后者关注的周期较长而已。所以,在社会科学的研究过程之中就会遇到这一场景:因为关注的时间周期不同,导致了人们彼此不同的观点。“蒙太奇”在法语里是剪接的意思,是现代影视制作必不可少的技术,通过对同一影视片段,进行不同的剪接,可以让人们产生不同的理解。2017年,台风天鸽过境澳门,街道积水,人们看到一个人在街道上练习蝶泳,于是有网友将这段视频放到了网络上,人们纷纷嘲笑这位蝶泳哥。但随着另一段视频的流出,这位蝶泳哥其实是在拼尽自己的全力救人,于是人们纷纷在网络上致歉。近几年,网络上经常出现剧情反转的局面,我们其实都可以将其看作是“蒙太奇”,人们之所以产生误解,是因为一些关键的信息被“剪切”掉了。人们在证明自己的观点的时候,经常会使用“蒙太奇”的手法,减掉一些不利于自己的证据,将有利于自己的证据罗列起来,虽然这些证据都是来自于真实的世界之中,但显然,这些经过加工过的证据,已经扭曲了真实世界的本来面貌。经过上述的分析,我们可以发现,关于社会科学的研究,其实是非常混乱的,并没有统一的标准,每个人都以自己的观察周期作为标准发表观点,而且通过“蒙太奇”的手法来证明自己观点的正确性。但是,真实的世界是唯一的,所有电影的胶片其实只有一个,只是因为人们观察世界的时间周期不同和采用的“剪接”手法不同,才制造了千千万万不同的观点。既然我们已经发现了问题,那么就应该思考如何规范社会科学的研究了。时间周期越短,事物的发展越具备随机性,但随着时间周期的延长,事物的发展就会呈现规律性。如果观察的周期足够长,我们会发现历史的发展总是呈现周期性,而且每个周期都存在惊人的相似性,所以我认为,应该将这样一个完整的周期定义为社会科学研究的标准单位,因为这一个周期才是一个完整的规律周期,如果人们的观察周期不足一个完整的规律周期,那么,人们得出的观点往往是具有一定偏见的,而且随着观察周期的不同,人们的观点也会彼此不同,从而社会科学的研究陷入混乱之中,人们忙于彼此的争论,而无法形成统一。近代的自然科学的发展以取得了辉煌的成就,但社会科学的研究却停滞不前,我认为主要原因还是在于社会科学的研究方法还没有取得突破,所以,发展社会科学,首先应该研究社会科学的研究方法,虽然我并不是专业的哲学研究者,但是,我的思考已经为人们提供了一个新的,可行的发展思路,这个世界根本没有对错之分,解决问题,首先需要选择合适的工具,希望我制作的工具可以帮助人们打开社会科学研究和发展的大门。

就舍待命

研究事物的新方式:探索物质科学的新征程!

严格意义的角度来看,我们认识一样事物必须要从它的外观以及形状特点入手。但是科学家近期发现在解剖一样物体的时候,如果能深入层次研究它细胞结构组成也可以获取很多有利于我们的信息!举一个非常简单的例子,我们在研究苹果的时候,首先要了解它是从哪里生长,它来自于什么树,然后它的外形结构又有怎样的特征,通过品尝之后,它的味道又是如何?那么如果换做我们今天的思维方式,就可以把苹果想象成是一个很小的细胞,那么这个细胞如果放眼在整个苹果世界当中,他又有怎样的角色扮演?如今就可以用以小放大的方式啊,研究不一样的科学理论!以小放大的科学研究方式并不是要抛弃事物的本身,而是要从事物的最基本点出发,就好比我们的地球,放眼在宇宙当中,它是极其渺小,但是它必须是宇宙生命的一个重要组成部分。那么我们在研究宇宙生命的时候,就不妨想象一下地球能够扮演什么样的角色,起到什么样的功能和作用!在平常生活,对于生物的模仿和学习也是一个非常重要的突破点。人类对于很多生物的未解之谜依然困扰,这时候用以小放大的方式,不如把它的特点放眼到整个生命体系当中,研究一下它对于生命特征的一个重要贡献,就不能发现它的贡献是突出哪一方向,这对于生物生命系统的研究起着极为关键的作用!如果从以小放大的方式去研究,科学家也会反观其微妙的变化,也可以从以大到小的方式去探索!这种探索就是说我们要把物体放眼到整个宇宙当中,放大到无限的极致,地球如果合并在宇宙系统中,又会发挥怎样的作用?当宇宙当中的所有生命都向地球看起,那么宇宙的功能是否会受到限制,这对于研究宇宙生命系统也是一个极为关键的突破点!所以无论科学家用怎样吸引的方式去研究我们如今的科学理论体系,必定要遵循一定的自然规律,只有在这样的规律下运行,才能够达到一定的研究高度!

黄头发

科学研究从哪方面着手可写出创新性学术论文

一般来说,没有创新性的学术论文是没有学术价值的,从严格意义上讲,它也不是真正的学术论文。因此,学术论文应当具有创新性,这种创新性表现在与已有研究论著不同的新发现上,包括新论点、新理论、新方法、新技术、新手段或新材料等。尽管创新性是对学术论文的要求,但创新却并非撰写学术论文所能做到的。学术论文只能反映研究情况,创新是研究的结果。没有研究的创新,不可能有学术论文的创新。在医刊汇编辑看来,要做创新性研究,写创新性论文,可以从以下几个方面着手。一、主题创新。选择新问题进行研究,是科学研究创新的主要途径。研究新问题,不但能够拓宽科学研究领域,而且能够在人所未及的问题上发表拓荒性的见解和研究结论。因此,学者们无不投人大量的精力以发现新问题,开垦科学研究的新领域。但事实上,在科学研究日渐繁荣的今天,主题创新的难度也日渐加大。尽管如此,从事科学研究,就要不断探寻新问题,不断拓宽研究主题,努力为学科创新贡献自己的学术智慧。二、视角创新。面对学术研究中的老问题,要做出创新性研究,可以通过视角创新来实现。所谓视角创新,就是在科学研究中,采用现有研究中未曾使用过的相关学科分析范式或有关学说理论,研究本学科中的老主题,以期获得新的研究结论。视角的创新不但可能有助对问题本身做出新的解释,而且还可能获得从其他视角所不能获得的富有启发意义的新的研究结论。所以,在科学研究中,提倡多学科研究,提倡运用其他学科的理论来研究本学科问题,目的就在于通过视角创新以获得研究结果的创新。三、论点创新。论点创新是任何一项研究都不能回避的任务,只有不遗余力地追求论点的创新,科学研究工作才能对学问有所贡献,学术才能不断进步。学术论文应当反映科学研究创新的成果,科学研究创新成果到了学术论文中就体现在论点上。从科学研究创新成果到论点,需要经历一个归纳、提炼、升华和规范化的过程。归纳、提炼与升华是针对论点的科学性而言的,规范化是针对论点表述的准确性而言的。要实现论点创新,应以获取独创性研究结果为研究的根本目的,脚踏实地,潜心研究,推陈出新。而且在论文写作中,要反复推敲、斟酌语言表达的准确性和简练性。四、方法创新。方法是创新的工具,科学研究是以科学的方法为手段的学术研究。研究方法本身的创新对学术创新具有重要意义,采用不同的研究方法所得出的研究结果可能是不同的。所以在科学研究中,对同一个问题一般鼓励采用不同的研究方法,以获取不同的研究结果,丰富人们对该问题的认识,促进学术的繁荣。经常看到一些学术论文在研究方法部分,陈述一堆的方法,什么文献研究法、实证研究法、比较研究法、案例研究法、定性研究法、定量研究法、规范研究法等,但在正文中却未见作者是如何采用这些方法解决问题的。出现这种情况的原因,往往在于写作者对研究方法的意义的认识不到位,对方法的运用还没有掌握,只知道有这些方法,却不知道在研究具体问题时应该采用什么方法。显而易见,这样看待和使用研究方法,是不可能做出创新性研究、写出高质量论文的。五、材料创新。材料是科学研究的素材,如果没有材料,科学研究寸步难行。以不同的材料为基础所开展的科学研究,结果可能大相径庭,当然,也存在殊途同归的可能性,不过,这种可能性极小。科学研究需要利用各种可能的合法途径,获取尽可能丰富的研究材料,以提高研究结果的普适性。但就具体的研究者而言,受主客观条件的限制,所能获得的研究材料总是有限的。这样,对于不同的研究者来讲,努力获得人们未曾使用过的材料,在新材料基础上开展自己的研究,就可能做出创新性研究。很多人做研究、写文章,怕苦、怕累,怕做深入、细致的材料搜集,怕做历史材料的发掘清理,主要利用网络搜索寻找现成的相关材料。尽管这些现成材料的价值毋容置疑,但占有一手材料,用新的材料研究问题,是做出创新性研究的重要条件。所以,在科学研究中,利用一切可能的机会和条件,获得属于自己发现的研究材料,尽可能少用二手、三手材料,是研究结论创新的重要保证。

话梅糖

第六篇——科学方法论

勇敢怀疑,顽强求证勇敢怀疑,先从自己做起。追求科学,正确的心态是第一位的。很多人听不得分析问题,特别是会证明自己错的分析!他们表面争强好胜,喋喋不休,其实思维简单,性格懦弱,行为幼稚。不过可以通过正确的练习来“脱敏”!可以先从反躬自省自己分析问题的方式开始。大部分人分析问题的主要方式,一般来源于父母,亲戚朋友这类身边的人,影响最大的是电影电视,我们从中学习穿着打扮,待人接物,恋爱结婚,工作生活等等一系列对问题的看法和思考方式,导演取代了以往由作家担任的这个社会引领者的角色,也体现着整个社会最主流,也是最基础的思维水平(如果比这个还低,就连思维水平都算不上了)!现在的互联网时代,导演的作用在弱化,。。。顺着这个思路大家自己总结!对于自己的想法源于何处有所了解,有所警觉,可以审视思想来源是否验证过,避免自己钻牛角尖或者误入歧途!目前来讲,大家能够警惕就足够。这里面其实也有经济学的分析工具,高手用起来可以达到出神入化的程度!以后我们会做示范!顽强求证,就是前文所说科学原则的具体表现。一方面我们怀着必胜的决心努力探索,另一方面,也要有功成不必在我的觉悟!因为也会有难以克服的条件制约。例如:要证实某些问题还需要客观条件支持。爱因斯坦很早就提出黑洞假设,但是受制于技术条件直到最近才真正证实黑洞的存在。(他已经过世很多年)这其实也是一种信仰吧!勇敢顽强,对于人生也是如此。我们怀着必胜的决心探索、改造自己的人生。一帆风顺当然不错,但是绝不害怕艰难险阻。上文所说7、80岁的年轻人并非夸张,而是我亲眼所见。尽管不同意他们的某些说法,也会现场提出质疑’砸场子’!(人太多,慌得一屁)!但是对他们的学习和探索精神仍旧表示钦佩。当然我们要为此做足准备!这个准备,首先从武装自己的头脑开始!武装头脑,是指要掌握“方法”。方法,是要达成某个目标所要采取的一系列行动、步骤、措施和技术。从治理国家,建宇宙飞船、到做一顿菜都会涉及到要采取什么方法来完成。对某类方法进行一般化的总结形成理论。就是方法论!科学方法论:科学方法论是各种科学分析方法的总原则,是严密科学分析的总前提,可以保证我们最后的分析结论不会跑偏!而经济学里有很多具体的分析方法,每次使用,我们都要回溯一下是否符合科学方法论的要求,直到烂熟于心成为思维习惯!这个层级关系和应用方式一定要注意!科学方法论会涉及到一点点科学哲学的范畴。因为我们不是搞理论研究所以做一个大概了解即可。主要目的是在以后的学习过程中能够明白科学的分析方法是怎么构建起来的。看不明白也可以跳过,不影响后期学习。就像你开车,只需要掌握驾驶方法,不需要了解人体力学等等知识一样!现在人类社会的科学一般是指实证科学,我们不研究“看不见,摸不着”的虚拟东东。但是有很多重要的科学领域恰恰是构建在“看不见,摸不着”之上,例如理论物理、、、以及将会学到的经济学。实证科学可以让我们避免滑入神学。理论科学可以让我们视野更加广阔深远。但是我们怎么来调和这种貌似矛盾对立的情况?其实很简单,具体方法有点像中西医结合,摘取各自有效的部分进行组合,怎么摘取,怎么组合其实很深的学问,不过我们只需要照抄大师的方法即可。这里有个简单原则,虚拟之物虽然不能直接观察,但是也需要间接观察到。例如引力,是物理学的基本假设。我们认为它存在,并不是因为我们能够看得见,摸得着引力,而是通过物体向下坠落来观察的。这个假设在没有找到反例之前。我们认为它就是正确的,在此基础之上构建很多具体的应用。这类无法直接观察到的基本假设,我们也是经过可复现,可证伪的验证流程,最后才用这个高度抽象的理论来指导具体的、可观察的科学活动。在经济学领域,我们的基本假设是【自私假设】。从具体事例来说李老师推荐的《学医七年》也有相关描述。现在的医生为了达到更好的医疗水平,早就要求融会贯通中西医医学理论,不仅国内有,国外也有(以前我是通过表象做的间接判断,这本书应该可以做更有力的证明)。因为大家的目的是要解决问题,而不是要闲来无事讨论谁是正宗医学。只要围绕解决具体(真实世界)问题,一切知识就会升华成为我所用的“方法”、“手段”!注意,这一点超重要!大概了解到这里就可以了。该话题其实非常、非常艰深,之所以简单处理是因为不这么做,要走到上手解决问题这一步就会绕得太远,困难重重。我就曾经被绕得死去活来!科学方法论前文已经做过很多示范(如第一篇红十字会最典型),我们通过观察、调查某个或某类现象,得出结论。这些结论在没有经过科学验证之前,我们称为假设。这些假设需要进行逻辑或事实方面的验证。如果被反例推翻,这个结论为错。如果一直找不到反例,我们暂时认为对,可以拿来应用。用自然科学的分析过程来辅助理解。我们观察到中药对于某些病有疗效(无论是实际观察还是间接观察),从实际观察中我们可以假设中药确实有这个功效,那就在实验室搞清楚这些中药的成分,分离成分以后针对病灶或者病原体进行实验,如果某类成分有效,并且反复出现一致的效果(事实验证)。可以断定是该成分在起作用。这就是青蒿素产生的过程了。可证伪的逻辑部分在于,我们找到的这类成分不一定对,但暂时观察不出错误。我们可以暂时认为该成分有效,并用于指导痢疾药物的生产和使用!以上就是科学方法论的全部内容。有了正确的思维方式,你的判断就有坚实的科学理论做基础,也有助于让你养成坚决果断的行为习惯!科学方法论的原则很清晰明了,不过困难之处在于怎么对现象做科学分析、验证。前面说过经济学中有很多分析工具来辅助我们完成。科学验证的方法,一般情况下会首先采用逻辑验证。简单讲就是用“脑子想”。逻辑验证不仅能够解决事实掌握不足的问题,而且由于成本低也可以是最先采用的验证方式。当然,如果事实清晰,也可以一开始就采用事实来进行验证。什么是逻辑验证?最广为人知的逻辑验证方法可能是亚里士多德的“三段论”!对此没有概念的,可以自己去做一个了解。前文也说过,经济学的逻辑验证方法并不复杂,所以基本用不到数学来辅助推演。但是推理过程中有一些重要的错误会经常犯,就算是高手如果不注意也难幸免。我们接下来会对这些典型错误进行逐一说明!一、宿命论:常见于鸡汤类文字,经常会碰到!是我们首先需要警惕的。变化方式很多,但它的本质很简单:你无法了解任何事情。当然它会通过各种方式来显得高大上,有道理!例子:你所认为的,只是你所认为的。——好莱坞某电影大片对白“你的知识有限,问题无限。但是有些人就妄图用有限的知识来分析无限的问题,还总以为自己是对的。你要敬畏,要谦虚,否则你不理智,你不清醒等等”————这就是把哲学书当鸡汤书来读,脑子不好使的那种思维方式!以前会认真的问他,既然如此,你又怎么知道你这句话是对的???而现在,我直接绕远一点,避免碰到!我们前面科学原则也说过,宿命论者缺乏基本科学常识。他们可能满嘴讨论的是科学,哲学,其实已经滑到神学去了!经院哲学院扯这类问题,扯了1千多年都扯不清。我可没有那么多时间来耗!你有你的观点,我有我的观点。这类说法,对于找不出确切答案的情况时就会出现。这其实就是维持原状。这种解决问题的方法,在其他方面可能存在,在科学界是不存在的!例如:日心说,地心说真相只有一个。科学范畴里怎么可能出现,日心说也对,地心说也对的情况?从逻辑上首先就不过关!遇到我们暂时无法解决或解释的问题,该怎么办?科学方论里已经有答案。想通以后,科学方法论在理解上你就可以算是基本过关。二、用事实解释事实用事实解释事实!一方面,不容易抓到事物的本质。本质这个词后面的意思是规律,是关键局限。另一方面,事实解释事实容易造成逻辑陷阱。更深的解释是张教授的解释,无法形成理论,对于构建知识,了解世界毫无用处。敏锐的同学可能注意到,翻开经济学的教材,有很多数学推导的例子,甚至还要画图形来解释。这些都是事实,为什么说经济学用不到数学呢?看过《自然科学的哲学》这本书的同学应该会看到,在分析医院案例的后面,重点介绍了一种逻辑推理错误叫做“肯定后件的谬误”,这也是典型的“用事实解释事实”!用现在的疫情来举个例子。最开始是怀疑(假设)蝙蝠,因为这货是个病毒携带大王。逻辑推理的思路是:武汉海鲜市场最早发现新冠,海鲜市场里有蝙蝠售卖,它是病毒携带大王(貌似还带有新冠近亲),所以推断新冠病源来自蝙蝠。然而,昨天在北京新发地发现新冠病毒,来源于一块切三文鱼的案板!能够直接推论新冠是来源于三文鱼吗?回到上面“经济学用数学”的例子,经济学教科书里有用到数学,不能推出数学是学好经济学的必要条件。例如体育中也用到数学,生理学包括心理学等等学科。但是这些知识并不是成为优秀运动员的必备条件,这些学科成绩差也能成为伟大的运动员。同理,数学是不是经济学的必备条件,后期经济学部分如有必要,我们会拆解其中的典型数学案例进行说明!“用事实解释事实”的错误,实在是太多,可以说满大街都是,却被大家熟视无睹!随便举个例子:如前段时间社会上非常有名的《异类》“1万小时定理”,文章一开始说的上半年出生的人更有机会成为专业人士。这种明显荒谬的事情我就不说了,也可以看出是典型的“用事实解释事实”。按这个逻辑,我也可以发明自己的理论——爱穿西服的人更有机会成为专业人士、、、还有,我摆地摊能不能赚钱,我做直播能不能赚钱,我产业升级能不能超过美国。我xxx能不能xxx。上至庙堂之高,下处江湖之远,只要稍微留心一下,满坑满谷都是这类思维谬误。不容易抓到本质的意思是,有可能碰运气撞对关键局限。最直接的害处是考虑问题难以深入,浅尝即止!那要怎么分析才对?经济学阶段会详细讲!1万小时这个部分,迷惑性就要大得多。因为从传统观念上来说,刻苦努力才能有所成就,很多成功人士的励志故事也告诉我们这个道理。从现象上看,专业人士也是常年保持刻苦练习才能让他们的水平处于高位。网上也有不少批驳1万小时的文章,有些说到点子上,方法不对,光靠刻苦努力是没有效果的。中国有一个家喻户晓的成语叫“南辕北辙”,说的就是这种情况了。要避免用事实解释事实,需要用到很多办法例如边际分析,均衡等等来筛选出关键局限。有可能是单一方法就行,有可能需要各类方法组合使用。这些都是经济学分析工具的具体应用,以后还会示范、详解!三、定义不清(模糊和不清是同意反复的词汇,所以用定义不清好像更明确,清晰一些)然而,1万小时这个理论还有一个更大的问题,就是【定义不清】,像爱因斯坦一样的高度是专业人士,还是只要熟练掌握某项技能就是专业人士。搅来搅去的最后结果是你搞不清楚他说的是对,还是错。模糊的提出问题,只会得到模糊的答案。这类问题同样满坑满谷到处都是。很多人考虑不清楚问题,争论某类问题很长时间没有结果,往往都是这个原因导致的。随手举个例子:俞敏洪的演讲:”要努力奋斗,能不能成功是概率问题。“(这说明他也意识到努力奋斗,并不是成功的关键局限)有没有发现,它不仅是宿命论而且犯了用事实解释事实的错误,除此之外,成功的定义到底什么,也是个模糊的概念。看看科学家是怎么解决这类模糊问题的。再次感谢自己能够耐着性子把科学史啃完,以史为鉴实在是太好用的分析角度。科学的启蒙阶段是从【分类】开始,有个博物学就是专门做此事的,我怀疑这是人类面对未知(对某些现象没有明确定义)时自发形成的研究方法,因为一方面分类分析的方式可追溯到上古时期,后续至四大文明古国的重点学科,农学,医学、数学、、、无一例外都是对事物进行分类开始的研究总结。另一方面,据我观察,目前很多新兴行业在初始混乱的情况下,要进行学习研究往往都是先从分门别类开始,这绝对是自发的。因为行业之间的区别之大,研究人员的构成之杂都有云泥之别,不可能有人能够事前组织。我学过太多杂七杂八的东东,这方面应该有发言权。分类的目的,首先就是要对事物定义清晰。最直接的作用是缩小研究范围,降低研究难度。奥卡姆剃刀之’奥卡姆双刀’!如果事物本身就有清晰的定义。可以直接引用别人的定义(记得百度一下)!如果某条定义有多个解释时,我们可以用奥卡姆剃刀来解决。“如无必要,勿增实体”的意思用在理论部分是“理论以简单为上”,相同意思下,选择最容易理解的那条。相同难度下,选择解释力最广泛的那条。(自己去找相关资料,我就不举例了!)选择好了以后,理解不了怎么办?这就要用到第二刀——“验证以事实为上”,把复杂的理论拉到真实世界里,用小例子辅助理解。第二刀虽然是我自己加上去的,但是来头不小,除了李老师一直强调要举例说明,也受到费曼教授用冰水和橡皮筋解释航天飞机事故的启发以及实证科学的终极要求。奥卡姆双刀我用了很长时间,攻无不克,百战百胜!有兴趣的同学可以专门了解一下奥卡姆剃刀,看看理论可以强大到什么程度。貌似简单的一句话,怎样对人类社会起到巨大影响。而我们研习经济学,这些强大工具要熟练掌握。一旦分析问题,背后都是它们在做支撑,你不厉害都不行!理论的尺度——套套逻辑和特殊理论这个问题放在此处,一直感觉太深了。因为很多人如果初次接触科学方法论,肯定连怎么系统的分析问题都不会,难以体会套套逻辑的精妙之处!我自己也是搞了很长时间才有一点点感觉,慢慢能够用起来!套套逻辑,有些没学会的同学一直以为它代表言之无物,同意反复是个贬义词。其实它更大的作用“把握大方向”,四足动物有四条腿,自私的人是自私的(极大化)。换言之,之所以这么做是因为对他有好处,这其实是理论的起点!不仅绝对正确,而且有着超广泛的解释力,一句话就概括完整个经济学的内容。而特殊理论是只能解释某个现象的理论,情况稍微变化就不能对其作出解释。这种例子很多,例如华为十大管理法则,摩根投资十大准则、、作者找不到关键局限,只是把研究对象的优势(成功经验)进行罗列,这是理论的终点——就是没有理论。一方面,要运用起来成本很高。找不到关键局限的情况下,要借鉴别人的成功,唯一办法就是全盘照搬。历史上大的事件来讲,日本在开放国门以后,全盘西化获得成功。但是苏联也要“西化”却遭遇灭顶之灾。记得以前有一个“家乡鸡”,贴着肯德基开店。人家在哪里开,它就开在对面,除了供应的食材略不一样,尽量模仿肯德基的成功经验。一开始受到媒体、资本的热捧。结果没几年就消失了。怎么会出现这种情况?其实很简单,前面也说了特殊理论只是罗列对方的经验,然而要实际运用还需要结合自身的具体情况。如果找不到关键局限,灵活运用是不可能的。这也是“学我者生,像我者死”的准确含义了。没有解释力的特殊理论是没有价值的,因为运用的风险太高!我们分析问题,找出很多局限条件在影响现象变化,用经济分析工具剥离出去的局限条件越多,就越向套套逻辑靠拢,解释力就越正确、越广泛、。至于要分离出多少才行,其实没有定论。要看具体情况!我个人经验,很多问题的关键局限往往只有一条,也就是说最好剥离到只剩一条为止。无论再大的问题,中美,中俄,中印关系还是超市买一送一这类细微生活现象都是如此。当然,如果一条不行,就要再加一条(我暂时只碰到过一次多条关键局限,而且还没想清楚是不是真的需要多条关键局限才能解释)!这段其实不好理解,不过,用起来并不复杂,经济学部分会进行详细演示,看我们怎么灵犀一指,一招点出关键局限。科学方法论不是知识,是思维方式。需要借助各种分析工具才能达成研究目的。建议抄在纸上,贴在办公桌上,分析问题时经常对照一下,直到养成思维习惯为止。办法虽然笨,但是效果很好!下一篇会进入经济学领域,从【个人赚钱】开始讲起,融入经济学知识的同时,无论是理论还是实例都是基于科学方法论的基础之上。所以请各位时刻要问自己:1、对方的结论是什么?2、怎么验证?3、验证方法里有没有这篇文章提到的各种谬误?(非真实,除了本文里的解释外还有一部分内容。前文已经讲过,就是碰到对方的论据,先上网查查是不是真有此事还是他臆想的,这就是落实到具体操作层面了)4、验证出来的关键局限,我是不是真的理解,需不需要用【奥卡姆双刀】来处理?5、关键局限处在哪个理论尺度,有没有找到真正的关键局限?反复强调,我们要掌握的分析工具包括科学方论不是知识,你纸面能理解明白,并没有什么用。而是思维方式,要运用到解决真实问题才算掌握。现在还有同学一上来就伸手要答案,你学了这么长时间,到底是在搞什么名堂?气抖冷~~

有勇有谋

探源伽利略科学研究方法背后的知识观

伽利略是现代科学之父,他所提出的“假说—演绎和实验相结合”的科学方法是现代科学的基石。或许大家会很好奇,这个方法这么重要吗?怎么就成为基石了?想要弄明白这个问题,得从认识论说起。古希腊哲学家毕达哥拉斯认为,这个世界是由数构成的。这样的观点也导致后来的柏拉图提出:真实世界是“理型”世界的投影。不管是毕达哥拉斯的“数”还是柏拉图的“理型”都是源于大脑中的观念“世界应该怎么样”,这种通过主观预设来认识客观事实的知识观我们称为“理性主义”。理性主义者还强调观点的逻辑合理,其实很多观点我们现在看来只是猜想而已,但是这不妨碍欧几里得通过几个公设推导出整套几何的知识体系,成为理性主义的逻辑演绎的不朽丰碑。然而对理性主义提出反对意见的恰恰是柏拉图的学生亚里士多德,亚里士多德强调经验认识——通过大量的观察总结把握世界的规律。他也因此成为古代最牛叉的博物学家,开创了多个学科的研究先河。其实不管理性主义还是经验主义都是我们认识世界的方法之一,所不同的是、偏执于理性容易导致迷信,而偏执于经验也会被经验所骗,还有很多终极问题是难以通过经验来回答的。在中世纪欧洲,经验主义和理性主义这两种知识观一直是分离的,新柏拉图主义把“理型世界”发展成为“天堂”成为基督教的哲学基础,在很长一段时间内,基督教极度排斥亚里士多德,直到神学家阿奎那的出现,才把亚里士多德理论收编为基督教哲学,亚里士多德的观点也变成了神学理性下的演绎。古希腊的哲学家摆脱了神创论开始探索世界的本源,然而他们的成果又成为基督教神创哲学的基础。宿命轮回中似乎看到了古希腊自然哲学家们尴尬的苦笑。社会发展浩浩汤汤,顺之则昌,逆之则亡。从14世纪到16世纪的欧洲,进行了一场影响深远的社会反思运动——文艺复兴,肇始于意大利,辐射到整个欧洲。每个人都有追求幸福的权利,也有创造幸福的能力。文艺复兴的美好愿景促使人们对真知的追求。也促成了新的知识观的形成,这是一种有别于传统的高高在上的理性主义的知识观,也有别于手工业者之间注重观察总结的经验主义知识观。以伽利略为代表的新知识阶层,一方面他们掌握较强的数学能力,推崇欧式几何的公理演绎的体系,另一方面他们热衷于创造发现,具备较强的动手实践能力。这些科学的启蒙者们游刃于理性和经验之间,通过有目的动手操作批判理性的偏颇,通过逻辑上的演绎推理打破了经验认识的局限,理性主义和经验主义这两种泾渭有别的古老知识观,从此亲密无间的融合在了一起,于是现代科学诞生了。

魔球

有四种科学方法,或许能够实现人类的“永生”之梦!

庄子曾说过:“人生天地之间,若白驹过隙,忽然而已” ,人生在世难免感慨时光如同白驹过隙,在短暂的生命中,我们每一个人都会经历生老病死,在这个过程中有太多的情感难以割舍和表达。而“永生”可谓是每一个历史阶段人类都想去追求的最终极的梦想,因为人类畏惧死亡,人类想永远地存活在这个人世间。继秦始皇之后,历代的帝王将相们都会想尽办法来延长自己的生命,对“长生不老药”的渴望可以说达到了痴迷的程度,可也因此,当时的死亡率飞速上升,原因就是因为这些药吃多了产生的中毒现象。但当时的人并不知情,一心沉迷于这些能够延年益寿的“长生不老药”,可谓是愚昧。现如今,人们虽然只能从小说或电视剧中见到过“长生不老药”,但就现代人对于“永生”也是不倦追求,从而使得各类神奇的抗衰老剂和保健品获得了不错的销量。然而即便我们现代的科技水平十分发达,医疗水平也在不断地进步,可是人类的平均寿命仍然远不足100岁。根据世界卫生组织发布的2015年版《世界卫生统计》报告显示,2013年日本人平均寿命为84岁,蝉联全球第一。面对拥有138亿年历史的宇宙,人类的寿命显得及其的短暂。于是有科学家认为,人类可以通过一些特殊的方式来实现“永生”。例如利用冷冻遗体暂时保存自己的肉身,等到医疗技术成熟的时候进行复活。该方法有一定的可行之处,但是实际上在伦理等方面也将面临着巨大的考验。还有一种方式就是通过对人体的改造来实现“永生”,从一些电影中都可以看到“改造人”的事例,例如机械战警、奥秘博士赛博人等。其实“改造人”就是将人的一半身体与一半机器连接起来,金属可不会像肉体那样会老化,并且机械很少会“生病”,就算“生病”也能够及时替换掉,一切似乎都想得如此的完美,但考虑到它的复杂程度,以目前人类的科技和医疗水平还无法改造人。此外,人类还可以通过细胞疗法来实现“永生”。其实有种海洋生物能够轻而易举地一种存活下去,这就是“灯塔水母”,说出来你可能不信,但实际情况是这种水母它从卵分裂成幼体,幼体变成稍微大一点的青年,青年变成中年,随后是老年,按常理老年之后它应该死掉,但是它并不是这样的,它从老年又变成了幼体,从而实现了“不死之身”!科学家就从中搜寻它们所具有而咱们没有的才能,发现水母是使用干细胞来取得重生细胞。所以剖析各种细胞老化的规律,寻找出克服细胞衰老的方法就可以现实人类的长生不老!不过随着科技的进步,科学家们渐渐对生命的存在有了新的认识,比如量子力学中“意识决定物质”,或许人类能够实现意识上的永恒,也就实现了另一个意义上的永生。总之,上述说法都存在一定的弊端,人类未必能够轻易实现,加上相关技术并不成熟,某些学术领域存在着巨大的瓶颈,所以现在看来仍不太现实!不过通过人们的不断研究与探索,在不就的将来或许真的能够实现人类的“永生”之梦!笔者:酷猫杂谈

长濑

心理科学的研究方法和技术

由于对脑科学研究的技术和手段常常是制约心理学研究进展和研究深度的重要因素,所以科学家在对人脑奥秘进行探索的过程中,对探索秘密的工具的开发也充满了兴趣。1.传统的研究方法在18世纪,脑是心理的器官的观点已经被普遍接受。但脑是如何工作的?行为的脑机制究竟是什么?这一直是最吸引科学家的课题之一,但研究的方法和技术手段是最主要的制约因素。在早期研究中,科学家主要采用了以下的方法对脑的机制有了一定的了解。通过解剖法科学家了解了脑的主要构成部分及彼此间的联系。通过对动物或病人脑组织的局部切除法科学家了解到被切除部分脑的作用。通过一个细小的电极来毁损病人脑的特定区域或激活脑的特定区域(电极刺激法)可以观察到该特定区域的机能。通过采用一根顶端极其微小的、内含盐分和导电液体的玻璃管(微电极记录法),人类还探测到了单个神经元的电位活动,从而了解了行为的起源。2.脑成像技术虽然上述方法使研究者们了解了不少脑的秘密,但这些方法所获得的信息是局部的、有限的,人类一直梦想能有一种无损伤技术让我们观察到人在从事下棋、作文或解题等任务时整个大脑活动的全貌。如今,由于脑功能研究技术上的突破性进展———计算机辅助脑成像技术的产生,使这一梦想变成了现实。以下介绍1种主要的脑成像技术:计算机断层扫描技术(ct):计算机断层扫描技术是计算机辅助x射线技术。传统的x射线检查最多只能产生一幅大脑阴影的图像,但ct可以由计算机将收集到的来自脑特定断层层面多个方向的x射线形成一幅图像,大大提高大脑图像的分辨率。利用ct能显示出脑创伤后遗症、脑瘤和损伤等大脑病变的位置,可以较好地诊断一个人行为变化在脑水平上的病因。

赤道雨

科学研究课题申报的实践与思考

本文转载自【微信公众号:社科学术圈,ID:shkxquan】经微信公众号授权转载,如需转载与原文作者联系科研和教学是高校工作的两个动轮,因此申报科研课题就成为高校教师的重要任务之一。笔者从2005年以来,成功申报了国家社会科学基金重点、一般课题各一项,担任教育部重大攻关项目首席专家、主持专项课题一项,还主持了湖北省和武汉市社科基金和教改课题共十多项。在这些成功的背后,也有不少挫折,这里谈一些有关科研课题申报的实践和思考,希望能对年轻老师们有所帮助。一、了解形势,把握趋势,是申报课题的基本前提 形势对我们科研课题的申报影响非常大,尤其是像新闻传播这样的人文社科类科研项目。因此,在申报课题以前,关注当下形势非常重要,形势首先是国家的形势。研究形势,就是要研究目前国家的宏观现状和本学科的发展需要,存在的问题和我们可能做的研究。我们常说:“知己知彼,百战不殆。”国家社科基金资助项目申报要求“以重大理论和现实问题为中心,坚持基础研究和应用对策研究相结合,……为党和国家工作大局服务,为推动社会主义文化大发展大繁荣服务”。细读每年的国家社科基金课题指南会发现,社科基金课题的需求总是紧密结合国家建设和发展的需要,所以,了解国家的大势、熟悉本学科的研究范围,将其和个人的研究方向和优势结合,就可能中标,也可能优质地完成申报课题。笔者从1995年就开始关注程序理论,当时在《科技日报》上发表《也要重视程序科学化》文章,后来也写了不少这方面的论文。在2002年党的“十六大”报告中,第一次使用“建设社会主义政治文明”的提法,并特别强调“要着重加强制度建设,实现社会主义民主政治的制度化、规范化和程序化”。而在1997年党的十五大报告中论及这一问题时的提法是:“逐步实现社会主义民主的制度化、法律化。”党的“十六大”报告将“法律化”改为“规范化”,使我国的民主政治建设更加具有广泛性。“程序化”的增加,说明我们党在民主政治的建设中,不仅注意结果,更关注运作的过程,而且,只有关注过程的科学性,才能保证结果的科学性。根据对国家形势的判断,2005年,笔者根据前期研究成果,成功申报国家社科基金政治学课题“政治文明进程中的程序化建设研究”,2008年,出版了《程序的监督与监督的程序》一书。在了解国家大事的基础上,还需要对科学研究和申报课题的发展趋势作一番研究。所谓趋势,是事物发展的方向,它是由该事物内在的规律性所决定的。把握了趋势,我们就有了掌握该事物的自主性和自立性,也就有了掌控它和解决它的能力和力量。数据显示,这些年来,国家重视和加大社会科学研究的投入,不仅国家课题总量在增加,而且专为青年人设立的课题数增加幅度在提高;增加了重大课题的数量,需要有高水平、多学科的团队组织申报;在限制申报数量,提高中标率的前提下,对一般高校而言,又增加了申报的难度———这就是我们面临的科学研究和申报课题的发展趋势。二、确立问题意识,打好研究基础 现实问题是一切研究的源头,关注社会,与时俱进是一切研究者的职责。这里笔者要谈的是知识分子的社会良心和社会责任问题。什么是知识分子,词典上的解释是:“具有较高文化水平,从事脑力劳动的人。”①时代在发展,社会在进步,这种解释显然不能准确地描述现在的“知识分子”了。笔者以为,在当下,一个有良知、有社会责任感的知识分子应该是知识和文凭、关注和投入、批判和建设三者的完整统一。首先,知识分子应该具有相应学术背景和专业素质。一定的文凭是反映其水平的标志,但是,在今天信息爆炸的时代,有些文凭却出现了与知识相悖的情形,这是需要我们认真对待的。其次,知识分子应该对现实社会有所关注和投入。不论是从事什么学科的研究,它的结果都会直接或间接地影响和服务于我们生存的社会。一个有良知的知识分子对社会、对身边的事情应该关注并积极参与其间。第三,就是对现实社会的批判和建设。这个社会需要有人不断地批判,只有批判才能让人们看到和看清社会上存在的矛盾和问题;这个社会同时需要建设,因为只有建设我们的社会才能进步发展得更快。批判与建设是两个并行不悖的统一体,在实施时不可顾此失彼和重此轻彼。只有把这三者结合起来,才算是一个完整的知识分子。问题意识是我们考虑选题和解决选题的起点和终点。无论是做硕士、博士论文,还是做科研课题,都要强调问题意识。只有不断发现问题,科学研究才会有目标。而且社会科学研究项目都是针对当前的学术前沿问题和社会实际问题来立项的。《国家哲学社会科学研究“十二五”规划》也对需要立项的课题提出要求:“坚持理论联系实际,推进理论创新。鼓励和引导广大哲学社会科学工作者贴近实际、贴近生活、贴近群众,深入开展调查研究,从实践中提炼研究题材,从群众中发掘思想智慧,提出真知灼见。”做好科研课题,尤其是国家重大课题或重点项目,除了有问题意识,还要有一批前期成果。前期的研究对课题申报有重要意义。首先,它反映了研究者在该领域的研究进程。国家要组建一个课题组,肯定要选择对这个领域熟悉的人,而要熟悉一个领域,需要有很多年的研究经历。如果你完全是这个领域里的陌生人,你的申报材料就无法体现出你对这个领域前沿问题的认识,评审专家对你恐怕也不会认可。其次,前期成果足以表现研究者在这个领域的研究能力和水准。研究成果一般来说反映了研究者的水平,通过研究者提供的前期成果,可以让评审专家了解申报者目前的研究成就,这是进行下一步深入研究的前提。研究成果也是分档次的,申报时应多填写自己在较高级刊物上发表的成果,一般或较低级刊物的东西可少填或不填。当然,一些青年课题对前期成果的要求不是那么高,大家都是年轻人,都在一个起跑线上,都没成果,那就看课题论证的质量了。如果有一些前期成果,即便在青年组里还是有优势的。前期成果的积累是一个过程,“平时不烧香,临时抱佛脚”显然是不行的。而且,我们所从事的前期研究并不都是为了申报课题,它也是不断地凝练研究方向和提高研究水平的一个过程。一个人在长期的研究生涯中,如果能有几个或多个不同的研究方向,对于开阔视野和提高素质也是大有好处的。三、注重学科交叉,力求创新有独见 科研在高校工作中占有重要地位,搞科研要求有创新意识。所谓创新首先就是要在自己的学科领域内有新的创见。一篇论文,一个课题,总要有点新思想、新观点、新发现、新视野、新理论、新素材、新方法等。科学研究是在前人或以前的基础上做出的具有自己独创的工作,它具有时间和空间的相对唯一性。笔者评审过很多申请报告,格式整理得很好,理论上说得也很对,就是没有提出有价值的问题,没有自己创新的地方,这种课题是难以通过的。在本学科内寻找新的课题是大家的共识,但是,不要忘记交叉学科也是重要的创新领域。当代科学发展的一个突出表现,就是社会科学内的各学科以及社会科学与自然科学的“合流”趋势。社会科学与自然科学、人和自然之间的鸿沟正在缩小。②交叉学科是指形成于数学科学、自然科学与哲学科学、社会科学之间交汇区域的跨界学科或边缘学科。③从我国第七个五年计划开始,新兴学科和交叉学科已经成为国家科学技术发展战略的一个重要发展方向,并且列入了国家的长远规划,开展跨学科研究“将不断拓展甚至爆发新的研究领域,引导、促进新兴学科特别是新兴交叉学科的孕育发展”④。因此,我国“十二五”时期研究的主要任务就强调要“实施跨学科重大专项研究,大力促进基础学科之间、基础学科和应用学科、哲学社会科学和自然科学的渗透融合,在推动各学科互为借鉴、共同发展中培育新的学科增长点”。所以,我们可以多用一点交叉学科的知识,从另外一个学科的角度来解读一些传统的东西,很可能产生别开生面的研究成果。笔者20世纪80年代在《长江日报》评论理论部工作的时候研究奖励学,较早提出“建立中国特色奖励学”。先后出版《奖励的奥妙》、《奖励的科学与艺术》科普类的小册子,后完成《激励论:发掘人力资源的奥秘》和《神奇的杠杆———激励理论与方法》等理论专著。奖励是一个老话题,很多学科都有自己的研究成果。我学习了心理学、教育学、伦理学、经济学、社会学等学科的论著,发现里面都有专门的章节来论述奖励。我在前人和多学科研究的基础上,引入了信息论的概念,提出了自己的见解:奖励是社会对人们良好行为和成果的一种积极肯定的信息反馈——促使人们将这种行为或成果保持和增强,加快人的自我发展和完善,为社会创造更大的效益。⑤这个定义既不违背各学科的解释,又能够运用到各学科中去,是一种在更宏观层面上对奖励这种现象的重新解读。我既著书立说,也不断结合现实奖励中出现的新问题在众多媒体上发表论文和评论,在研究奖励的同时也开展了包括惩罚在内的激励论研究,这是一个更大范围的研究,为了更好地发挥各学科的优势,在研究过程中,聘请相关学科的研究人员共同完成了这个研究项目。目前,对交叉学科的研究正在蓬勃发展,自然科学和社会科学都互相吸收彼此的概念和研究方法,新的研究领域不断涌现。交叉学科的研究比传统的学科内的研究要难一些,关键是要能够打通学科壁垒,打破传统的思维模式的局限。但是,开创交叉学科也是有条件的,不是所有的学科都能交叉出新的研究领域,因为学科的差异本质上是各学科研究对象和知识体系的不同,这些不同学科的沟通、融合都需要一定的条件,这需要研究人员从差异中找出沟通和融合的基础,这也是我们发现新课题、新方法和新视角的重要领域。另外,不管什么学科,推理和案例对于人文社科类课题研究都很重要。做研究首先就是要学会逻辑推理,就是要按照一定的因果关系把道理讲清楚;其次,就是在论证过程之后,一定要用本学科的理论将案例讲清楚,讲出本学科的特色来。今天的博士论文,我们已经习惯了使用数学的方法来论证,这很好。数学进入社会科学是学科交叉的前奏,今天,定量研究方法已经在社会科学领域广泛使用。马克思说过,“一种科学只有在成功地运用数学时,才算达到了真正完善的地步”⑥。可是研究课题里面怎么用数学才叫科学呢?一位学者曾写文章谈到这样一件事,说有一批研究人员到农村进行研究,他们调查了很多数据,最后发现农民很辛苦,文章问,有必要进行这样的调查研究吗?农民肯定很苦,这是不用调查的结论。新闻传播学也很需要定量的研究方法,但是这种数据能不能经得起推敲?由此得出的结论对不对?这些问题都值得研究,科学的研究方法还需要科学的使用。关注社会问题的目的就在于服务于它、服务好它,作为一个知识分子就是要运用自己学到的东西来说明和解读我们社会中的各种矛盾和问题,而且说明得越多,成绩就越大。四、结合教学,促进科研 对教师来说,第一位的任务就是教学,培养创新型人才就是高校教师的宗旨,所以,科研首先应该为教学服务。优秀的教师不仅体现在其一流的科研能力,还体现在其优秀的教学能力。一个优秀的教师要把学科前沿的问题提出来,要把学科的最新发展状况和自己的研究成果传授给学生,以培养学生的创新意识和创新能力。如果学校没把学生培养出来,老师搞再多的课题都没用。高校教师的主要任务是培养学生,老师的职称是“教授”而不是“研究员”。所以老师如果课上得很好,立项的科研项目即便不多,还是应该按照教师的系列给予副教授、正教授、博导等待遇。中国人民大学新闻学院有一位老师,一心扑在教学上,不仅课讲得很好,对学生也表现出极大的热情,深受学生喜爱,但就是没有博士学位,一直是副教授,我以为是不妥当也是不公正的。高校的管理政策应该调整以保证教学在高校工作中的主体地位。一句话,科研就是要有利于教学,促进教学,教学和科研不是两张互不相关、不可转换的孤立物。近几年来,从教育部到各高校都十分重视对学术规范和道德的教育。而我在2006年就开始至今给新闻学院本科三年级的同学讲授新闻学前沿专题:学术创新与学术规范。我在课堂上讲这门课,自己也收集了一些资料,做过一些调查,撰写过相关论文。2011年,刚好遇到教育部发布一个“科研诚信和学风建设”的专项课题,我以“数字时代大学生学术规范教育调查”为题中标了一个课题。我们的教学并不都有与科研相关的课题,但是,教学中确实有一些问题是需要研究和可以研究并出成果的,而且这些研究又是有利于促进教学的。当老师的应该有这样的责任心。五、注重科研团队的建设 科学研究,尤其是重大课题和跨学科的课题研究,单靠一两个人是无法完成的,需要有不同专业的研究人员来共同攻关,因此加强科研团队的建设非常重要。重大课题的横向联系除了学科和学科队伍以外,还有权利和义务的问题,涉及课题的分割、权力的分割等问题。研究团队内部合理的分工对于保障研究工作的顺利进行意义重大。如果一个课题因为分割不公正或者信息不对称,引起麻烦也是我们不愿意看到的,务必在事先就要规范好。团队如何组建,首席专家与参与者的责、权、利如何划分,这些都是新形势下的新问题,需要认真考虑。从学校的层面讲,应该为科研人员的团队建设提供政策上的保障,尤其是要为青年科研人员的成长提供优良环境和适当的条件,不断优化高校科研队伍资源配置。从老师的角度来说,也应提倡多学习一点其他专业特别是跨学科知识,拓展自己的视野和研究思路。课题申报书的填写也是有一定规范的,科研处要组织一些填写报表的培训讲座,尽量减少因为申报书填写不规范引起的申报失败。除了上面说的问题外,有关成果评价和经费管理也需要研究改进。现在的国家级课题,每年结项的比率是一半多一点,获得优秀的更少。而我们对研究者学术水准评价和职称晋升,大多只认主持了多少项目,而没有检查是否完成了。结果是有的人仅靠设计课题拿了前期经费去做别的事,这不仅有损学风,而且也是对国家经费的一种浪费。在学术刊物经常可以看到这样的论文,项目资助来源的日期是好多年前的批号。形势都发生了很大变化,论文中的某些观点还具有针对性吗?物质都是在一定的时空中运行的,不同的时间对研究内容有不同的要求。当下许多社科基金课题(包括重大项目)都要求在1—3年内完成,一是为中央决策提供最新成果,二是该项研究符合当时的形势。所以我认为,完整的考核体系应该是:主持并在期限内(如有延期需报有关部门批准)完成了多少项目,获得优秀者应予奖励。