科学研究方法有哪些

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

科学研究高大上 很深奥，我实属门外汉，但我对这方面还是有点兴趣 有所思考的，想到了一些科研方法自我感觉应该是有些道理的，特分享出来 供学习与吐槽！怎么做科学研究？一.发现科研课题苹果为什么是从上往下落 而不是向上？这是牛顿发现的经典科研课题，许多人说：“此课题的发现是牛顿的幸运灵感闪现而已，极少数人能有此幸运发现类似经典课题的。”真的是如此吗？并非如此，到今天已经出现了超多的自然理论，若真的是几十年一遇的灵感造就，那么今天的自然理论恐怕不会有多少个，能有很多是因为发现科研课题与得到理论都是有其方法的，可以有目标性的快速发现科研课题。有目标性的快速发现科研课题的方法：发问法。所谓发问法指的是对现象或事物进行发问，发问的关键词有“为什么” “怎么”“什么”等疑问词。比如对苹果落地这个现象进行发问，为什么+苹果会往地上落？如此这个经典的苹果落地课题轻松发现，若不发问就很难想到课题，这就是老师常说的“多问个为什么”的好处。为什么苹果成熟了是红的？为什么苹果长在树上 而不是地下？有些问题看上去很sb 实则很复杂，人们的认知是那个事物原本就是应该那个样子的 常识而已，所以真正解释起来却只能用“就是如此无需解释”来解释，做科研就是要深入研究这些常识现象背后的本质（原理机制），现象如同几何证明题中的结论，而原理是科研要寻找的公理论据，一个原理可以解释很多同类问题 很多应用，原理的归纳作用 让人类理解自然变得简单。二.研究目标对象的哪些方面主要有这些方面：如何产生 有什么用途性质（物理化学生物） 构成 如何变化（随着因素的变化规律）拿火来说明，研究如何产生火？火的用途？火的物理化学性质？火的构成？变化（氧气增多火势更旺）。其实按照编程中类的组成，可说成研究目标对象的属性与方法，至于属性和方法通常会有许多，抓住重要的来研究就行。三.如何了解目标对象了解目标对象就是要研究出二中所说的哪些方面，这需要观察对象 收集数据 统计分析 做实验等科研常有方法。四.如何解答关于对象的为什么比如扫帚为什么是一根根细细的弹性杆扎成的？解释为什么通常是从这样情况下的用途出发，说出这样设计的用途（证明有好处）就解释了为什么，这里扫帚的为什么：我想是因为细杆能够接触到极小的缝隙将缝隙中的垃圾清理出来，密集的细杆组成的整体可以将坑坑洼洼的地上的垃圾打扫得很全面，若是粗杆或放大到面板小坑中的垃圾清理不到。五.学习能力人类造物多来自于对自然造物的学习，学习能力是人类的天赋能力，通过学习可以掌握想要的许多能力（本领），比如语言 文字 唱歌 做饭 工作等，可是如果不去学习就根本不可能天生就会这些，学习带来能力的提高与增加，人与人的差距也因学习程度的不同 而突显出来，做科研更是如此 有学习意识 善于勤于学习才能不断提高自我。六.借力意识科研目标是研究对象的能力，可以弄清对象能力实现的原理 人造机器应用原理实现相同能力，也可以直接利用对象的能力帮助自我，这就叫做借力，比如牛力气大 用其拉货；用毛驴 磨豆浆；用树藤做绳子；用石头做武器。借力也可说成是利用外部工具吧。百度知道里的一些关于爱问为什么的回答：小时候喜欢提出问题的科学家 　答：1、瓦特：他在厨房里看祖母做饭。灶上坐着一壶开水。开水在沸腾。壶盖啪啪啪地作响，不停地往上跳动。瓦特观察好半天，感到很奇怪，猜不透这是什么缘故，就问祖母说？什么玩艺使壶盖跳动呢" 　2、 牛顿：直到有一天，当牛顿在花园的苹果树下思索，一个苹果落到他的脚边时，牛顿终于获得了顿悟，他的问题也逐渐被解决了. 　　3、爱因斯坦：爱因斯坦5岁的时候，有一天，爸爸从兜里掏出个指南针给他玩。他拿着摇来摇去，发现里面的小针总是指着一个方向。他想看看是什么东西吸着小针，打开一看，什么也没有发现。难道是小针在作怪吗？他开始对科学产生了（兴趣 爱好）。我女儿今年6岁很聪明，老爱问为什么，听人说小孩爱问为什么就说明他有可能成为科学家，请教哪位大虾指点。答：这是这个年龄段的孩子普遍存在的现象，因为他想了解这个世界，当然聪明的孩子如果好好引导，努力培养，成为科学家也是有可能的，这说明你的女儿先天潜质不错，还需外在力量培养造就。为什么说小孩爱问问题会比较聪明？答：不是说爱问问题的小孩就一定聪明，而是爱问问题的小孩好奇心和探究欲很足，好好维护、培养他的这种天性，将来大有用处。聪明有很多种，也许这是一种。

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。

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。

我们并无任何已被确认的、能理解全部自然现象的科学理论。撰文 | 卢昌海The most incomprehensible thing about the world is that it is comprehensible.- Albert Einstein科学的目的很佩服做哲学研究的人，无论什么话题都能够洋洋洒洒地写出几十万言。有时候觉得他们有点象诗人，小中见大，平中见奇，能够把一个简单的概念写复杂了。一部沉甸甸的著作常常会引起人们本能的敬畏，一句听起来似懂非懂的话常常让人觉得“嗯，有点哲学味”。这种敬畏，这种“哲学味”，在一定程度上使大众疏远了科学。曲高则和寡，自古如此。科学的数学结构是抽象的，但科学的理念却是朴素的[1]。当爱因斯坦为指南针神秘的方向性感到惊讶时，他只有4岁，还没有来得及读亚里士多德，也还看不懂康德。后来人们认为爱因斯坦是个天才，但那时候的他还只是一个晚熟的孩子。他感到了惊讶，因为他不知道事情为什么会这样；他后来成为了物理学家，因为他想知道事情为什么会这样。只有真正朴素的理念才能和一个4岁孩童的朦胧理性产生耦合，而我深信一个真正朴素的理念是不需要用几十万字才能说清楚的。这个宇宙的演化是有逻辑规律的，这个宇宙间丰繁多姿的现象背后是有原因的，这是科学存在的前提，也是任何智慧存在的前提。至于这个宇宙为什么是有逻辑规律的，这并不属于科学的范畴。我们存在于这样一个宇宙之中，这是一个基本的经验事实[2]。这个经验事实也意味着逻辑推理的有效性是一个近乎于先验的基本事实。就象宇宙间所有的其他存在一样，科学的存在也是有因果的，科学存在的具体形式是和它所要达到的目的紧密相联的。环顾我们周围的世界，从草木竹石到飞禽走兽，从戈壁草原到冰川湖泊，小至蝼蚁尘埃，大至日月星辰，世间的现象是如此的千变万化，无穷无尽，就象满地的珍珠，如若没有丝线相串，何以尽拾？科学也是这个道理，万物无穷而人力有限，理解事物的唯一有效的方法就是简化。把许多现象归结为一个道理，窥一隅而知全貌，就是一种最有效的简化。寻求对自然现象的这种简化是人类试图理解、预言和利用自然现象的最重要途径，也是科学朴素而优美的目标。当然，我们也应当看到，“简化”是一个比较含糊的字眼，不问内涵地追求简化会使人误入歧途。最大而又最荒唐的简化莫过于把一切归因于上帝，就象《圣经》所宣称的，那比牛顿定律、麦克斯韦方程式，或相对论的基本原理简单多了。但那不是科学，因为《圣经》只不过是把它所要“解释”的东西罗列了一遍，上帝第一天创造什么，第二天创造什么……如此而已。哪怕略去其中无数的错误不论，这种所谓的“解释”除生添一个上帝外，也并不构成任何实质意义上的简化。更重要的是，这种“简化”缺乏人们对科学的一个很基本的期盼，那就是要能够预言未知或未来的现象。仅限于对已知及已经发生过的现象进行罗列、归纳或整理，哪怕做得很到位，也更接近于历史而不是科学。那么，对自然现象什么样的理解能够构成实质意义上的简化，并且具有科学所必须具有的预言能力呢？是以逻辑推理为依据的理解。把科学的理论框架建立在逻辑推理之上是其力量的重要源泉，也是科学有别于宗教的一个极其本质的特征。在一个科学理论中，从基本原理到对现象的解释，是以逻辑推理的方式来衔接的。由于——如前所述——逻辑推理的有效性是一个近乎于先验的基本事实，我相信人类远在意识到“逻辑”这个概念之前，就已经在本能地运用着初等的逻辑推理了。逻辑推理具有极大的延展性和客观性。从一个科学理论的基本假设出发，运用逻辑推理可以衍生出近乎于无限的推论，而且这些推论是以非常确凿并且独立于个人意志的方式存在着的。一个科学理论一旦提出，就以一种严谨而谦虚的方式存在于学术界。任何人都有权对它的基本假定和逻辑推论进行检验。任何一个那样的检验如果得出明确的否定结果，就意味着理论被推翻，或者其局限性被发现。科学理论的这一特征被科学哲学家波普尔（Karl Popper，1902-1994）提升到了一个很核心的地位。波普尔写过许多大部头的书，其中一个基本的观点，就是认为一个理论成为科学理论的必要条件是这个理论具有可证伪性（falsifiability）。也就是说一个理论要成为科学理论，必须明确地提出在何种情形下自己可以被推翻。这一点初看起来很出人意表，因为通常人们在思考科学理论时，往往是从证明而不是证伪的角度去考虑的。但细想一下其实却不难理解，因为一个科学理论的推论是无穷尽的，再多的实验也只能加强它的可信性而无法证明它的正确性。相反，由于科学理论有着明晰的逻辑结构，要推翻它却只要有一个确凿的反例就可以了。人性有弱点，科学家是人，因而也不例外。疏忽、偏见，甚至蓄意的伪造都有可能带来谬误。科学之所以能够在探索自然的漫长征途中去芜存菁，获得卓越的发展，正是得益于科学理论严密的逻辑性和科学界这种公正、谦虚和理性的态度，这是人类智慧的骄傲[3]。综上所述，科学的目的可以大致地叙述为：科学寻求的是对自然现象逻辑上最简单的描述。注释1. 本文所说的科学是指自然科学。2. 喜欢“人择原理”的话，可以认为假如这个宇宙不是这样的，那就不会有任何“人”来问“宇宙为什么会是这样的”。这不仅是因为在一个没有逻辑规律的宇宙中不可能产生所谓的智慧生命(想一想什么是智慧)，而且也是因为问问题本身就是一种逻辑的思维方式。在一个没有逻辑规律的宇宙中，这样的思维方式是没有意义的。因此我们在这里问这个问题本身就已经假定了宇宙是有逻辑规律的。3. 相形之下，政治舞台和宗教神坛上不容挑战的唯一真理之类的自我标榜是何等的虚伪。小议数学与物理先来议论几句数学与物理的关系，抛砖引玉吧（大家快把玉准备好！）。Einstein曾经表达过这样的意思（这些都是十好几年前看过的东西，现在书留在了杭州老家，只能凭记忆说了）：数学当它不与物理实在相联系的时候，它是严格的，而当它与物理实在相联系的时候，它就不再严格了。以几何为例，最初它来源于经验，但经过长时间的演化，到了Hilbert时代已经演化成了一个非常纯粹的形式体系。Hilbert有句名言，大意是说把几何公理中的点、线、面换成啤酒、酒瓶和酒杯（或是别的三样东西，或是不同的顺序，记不清了）也可以。这就是说几何体系中的那些基本概念，它们究竟是什么并不重要，重要的是它们满足几何公理。事实上那些概念本身正是用公理来定义的，它们并不需要对应于现实或经验世界中的任何具体的东西。也正因为如此，对于这样的形式体系，我们可以谈论它的自洽性、完备性，可以谈论体系中任何具体命题的正确性，但对整个体系本身却不谈它的正确与错误（如果谈的话，正确指的往往就是自洽）。一个数学体系是否被数学界所认可，是否是一个数学意义上的有效体系，关键在于其是否自洽（原本还可以加上完备性，但由于Gdel同志把水大大地搅浑了，就先从略，以后再论）。物理体系则不同，除了自洽之外，还有一个是否正确的问题，即是否构成对自然的一种可接受的描述的问题。一个理论体系，即便没有任何矛盾，但如果它与观测不符，就无法成为一个物理理论，在物理中立足。这是物理与数学的一个很大的差异。但是在一种情况下数学也具有了是否正确的问题，那就是当我们把数学体系中的概念与物理现实中的概念对应起来的时候。比方说如果我们把几何中的线对应于物理上真空中的短程线（当然也可以象Hilbert那样把线对应于酒瓶，但对于普通酒瓶来说几何公理显然是不成立的），那Euclid几何立即就变成了对物理世界的一种描述，几何也就变成了一种物理。在荣升为物理理论的同时，几何失去了数学意义上的真理性，它必须接受观测的检验，并且完全有可能被证伪——即Einstein所说的“不再严格”。关于原则上不可观测的东西原则上不可观测的东西通常不是物理学研究的对象。不过这并不意味着物理学就不可以涉及这类东西。如果一个物理理论与实验符合得很好，可以解释许多物理现象，并且具有预言能力……一句话，具有一个优秀物理理论的各种性质，但同时却涉及了一些原则上不可观测的东西。这样的理论是不会仅仅因为它涉及了原则上不可观测的东西就被摒弃的。举个例子来说，暴胀宇宙模型通常涉及大量与我们观测宇宙在因果上隔绝——从而在原则上不可观测——的其它宇宙，但这并没有成为物理学家研究这一理论的障碍。物理学家们不仅积极地研究这样的理论，而且并不认为有必要修改理论，使之恰好只包含可观测的东西（为其它目的而修改则是另外一回事）。这就好比我们不会介意用一个定义域包含整个实轴的函数(比如线性函数)来描述一组原则上取值只能为正的实验结果。不过物理学家们虽然不会仅仅因为一个理论涉及了原则上不可观测的东西就摒弃它，但另一方面，他们也不会因为一个理论在可观测区域与实验相符，就轻易赋予其对原则上不可观测区域的描述以实在性。科学理论中的预言是针对原则上可观测的现象而言的（需要说明的是，对原则上可观测还是不可观测作区分判定，本身就有赖于我们对物理世界的理解，从而往往不是永恒不变的。因此本文所着眼的并非是指出具体哪些东西是原则上不可观测的，而只是说明一个物理理论不会仅仅因为涉及到(起码在当时被认为是)原则上不可观测的东西就被摒弃）。容易被物理学家抛弃的是那些只涉及原则上不可观测的东西，或者以那些东西为主体，却对可观测现象缺乏良好描述能力的理论。要注意的是，在这里被接受与被抛弃之间的界限是十分模糊的。把这一界限搞清楚通常是科学哲学家喜欢的课题。不过我觉得科学哲学之所以有那么多流派，很重要的一个原因就是科学哲学家们往往试图把一些没有可能、或没有必要精确化的东西加以精确化。对一个本质上模糊的东西精确化显然会有许多不同的做法，在模糊地带各人可以有不同的划界方法，每种划界方法都有其道理，同时却不免都有反例（否则就不模糊了）。出现反例大家就修改界限，结果改来改去，把界限改得跟分形似的，却依然说不清道不明，形成永远争论不完的话题。:-)小议物理学与哲学哲学与物理学的差异之一是哲学侧重于通过思辩的方式来研究问题，而物理学（现代物理）侧重于通过数学的方式。在一些很基础的物理问题上物理学家也许并不比哲学家高明太多，就象在一次马拉松赛跑的开始十米中我们可以与冠军选手跑得一样快，但这并不意味着两者之间差异就真的很小。在science community中，没有了哲学家与没有了物理学家，其后果是完全不同的。现代物理的任何进展几乎都不可能由纯哲学思辩来获得，即使是当一些进展出现后人们可以回溯到某位哲学家的思想时也一样，因为那些思想本身并不足以成为现代科学，而且往往永远也不足以单独成为现代科学。我怀疑如果人们足够仔细，也许会在某位哲学家的文字中找到暗示弦而非粒子是世界本原的见解，没有人会认为这样的哲学家和Edward Witten差不多高明，或对物理世界的理解差不多深刻。一些物理学家的确从纯哲学著作中得到过方法论上的启示，但不是所有物理学家都如此。在很多时候，物理学家从自己的研究中得到的方法论上的心得虽不如哲学家的思维那样精致，但在引导科学研究时却未必不如从哲学家那里学来的有效。这么说不是要抹杀哲学的意义（我自己对哲学也不无兴趣），不过我认为不能因为在某些方面物理学和哲学一样无能为力，就认为两者对现代科学所起的作用可以比拟。其实别说哲学，在某些大家一样无知的领域，物理学甚至不比神学、巫术，乃至街头混混的癔语高明多少（所有的“零”都是差不多的），但最终将是物理学而非其它成为探索自然本原最锐利的武器。「小议数学与物理」、「关于原则上不可观测的东西」、「小议物理学与哲学及科学的内容与科学的方法」是作者在其个人主页上与网友讨论时发表的有关“什么是科学”的短文。科学的内容与科学的方法除科学的目的外，在本文中我们还将用到一个有关科学的基本事实，那就是：有关科学的基本事实：我们并无任何已被确认的、能理解全部自然现象的科学理论。上述事实应该是足够显而易见的，而且显然是被科学界所普遍认可的。当然，我们都知道，世界要比科学界大得多，在科学界之外也有很多人宣称自己在做“研究”，并且口气往往很大。如果他们当中有人认为自己已经有了可被确认的、能理解全部自然现象（从而可以推翻上述基本事实）的理论，那么我愿意从无数个自然现象之中举出一个特定的现象——μ 子反常磁矩——供他们做初步自检。明确了科学的目的及上述有关科学的基本事实，我们就可以以之为出发点，来回答一个对本文来说具有核心意义的问题，即什么样的方法是我们追求科学的目的时应该采用的正确方法？这个问题的答案并不复杂。我们首先注意到：既然我们并无任何已被确认的、能理解全部自然现象的理论，那么为追求科学的目的所提出的任何东西就都存在出错的可能性。而既然存在出错的可能性，那么纠错就是必不可少的。因此，追求科学目的的正确方法所须满足的第一个基本特征就是允许纠错，并且具有纠错能力：追求科学目的的正确方法所须满足的基本特征之一：允许纠错，并且具有纠错能力。既然需要纠错，那么接下来的一个很自然的问题就是：以什么为依据来纠错？这个问题的答案也很简单：既然科学寻求的是对自然现象逻辑上最简单的描述，那么纠错的依据显然就是自然现象及逻辑推理。由于我们了解自然现象的基本途径是观测与实验[1]，因此追求科学目的的正确方法就必须尊重观测与实验，尊重逻辑推理。这是纠错的依据，也是追求科学目的的正确方法所须满足的第二个基本特征：追求科学目的的正确方法所须满足的基本特征之二：尊重观测与实验，尊重逻辑推理。这两个基本特征正是科学方法的基本特征，反过来说，任何方法只要切实满足上述基本特征，就是科学方法，这可以说是科学方法的定义（或定义的一部分）。虽然科学哲学的推理大都是模糊的，有时甚至是似是而非的，但上述推理在我看来是例外，只要认同前面所列的科学的目的及基本事实，上述特征就是必然推论，在这点上并无多少模糊性。从这个意义上讲，科学方法不仅优于其它认知方法，而且还是追求科学目的的唯一正确的方法。当然，这里有必要说明一点，那就是不用科学方法，或者说用不正确的方法，未必一定不能产生出对科学有用的东西，它只是不能系统性地产生那样的东西，而且随着科学的不断发展，不用科学方法而产生出对科学有用的东西的可能性会越来越小。为民科辩护的人常常会说：民科的东西未必一定是错误的。说得很对，其实别说是民科的东西，哪怕是胡乱敲击键盘的猴子敲出的东西，也会有一个不为零的概率能包含一些正确的东西（是否有人愿意为了那样的概率来阅读那样的东西，就另当别论了）[2]。但是，不管用什么方法得到的东西，如果要成为科学理论，就必须接受科学方法的检验[3]。在本文的最后，我们稍稍扯远一点。参与或旁观过有关科学与宗教的讨论的读者也许大都见过这样的场景，那就是每当有人提出科学优于宗教时，往往就会有人反驳说科学也有不能解释的东西[4]。在这里我们要顺便强调一点，那就是：我们支持科学，首先支持的是科学的方法，其次才是科学的内容。科学与人类对未知世界的其它一些认知方式之间最本质的差异，在于他们对待未知及对待自身的态度迥然不同。科学的自我纠错、自我完善的能力是许多其它认知方式所不具有的。许多人以科学也有不能解释的东西来为宗教等辩护，看似思路开阔，不拘泥于已有的知识体系，实际上却忽略了一个最重要的地方：那就是正因为已有的知识体系存在局限性，才更需要一种像科学那样能够客观理性地对待自身局限性，随时愿意接受证伪的认知方式，这是我们认为科学远远优于其它认知方式的最深层的原因。正是因为科学具有这种素质，我们通过科学方法所获得的知识才远比通过其它认知方式所得到的东西更客观，更接近正确，也更有希望达到正确。但这种通过科学方法所获得的知识——即科学的内容——尽管已是人类知识中最值得珍视的部分，它的价值与科学方法相比仍是其次的。只要科学方法存在，哪怕所有具体的知识都失去了，使科学的直接解释能力暂时降到与宗教一样薄弱的地步，假以时日，科学依然能够重新发展起来，并远远超越其它认知方式。注释1. 我通常用“观测”表示对来自于自然现象的信息的直接接收(比如观测行星的运动)，而用“实验”表示对人为安排过的现象所做的观测。不过实际上，哪怕“观测”也并不是完全直接的，而是与理论有关(比如任何通过视觉的观测都依赖于光学理论)。观测和实验与理论之间的关系实际上是一种相当复杂的依赖关系。不过它们之间必不可少的自洽要求还是能让我们区分好的与坏的理论体系。比方说，如果一个理论体系认为真空中的光线是七扭八歪的，那么我们观测到的椭圆轨道经过这种光学理论一反推，就会对应于相当复杂的行星轨道。相应的，引力理论就不可能如牛顿引力那样简单。那样的理论体系——如果能够建立起来的话——就会明显不如我们现有的理论体系来得优越。2. 需要说明的是，在这里提到胡乱敲击键盘的猴子并非是要用一个概率更小的例子来贬低民科。事实上，从文字上碰对一些东西的概率，固然是民科远远高于胡乱敲击键盘的猴子；但另一方面，一涉及到具有一定复杂度的技术性内容，情况就恰好相反：胡乱敲击键盘的猴子会有一个不为零的概率碰对，而民科由于翻来覆去只会在自己那口井里扑腾，碰对的概率反倒是零。因此这两者是互有长短，而非一者贬低另一者的关系。3. 当然，如前所述，方法往往取决于目的，科学的方法是为了追求科学的目的而采用的方法，在所有可能的方法中，它只是一个小小的部分。在这个世界上，不同的人有不同的追求，如果所追求的不是科学的目的，那么相应地，所采用的也就不一定是——甚至一定不能是——科学的方法。比方说，如果所追求的是某种不容挑战的教条——比如《圣经》或某某主义，那么所采用的就会是一些截然不同的方法，比如自欺、欺骗、附会、偷换概念、混淆逻辑、答非所问、选择性目盲、选择性遗忘、请不听话的人“喝茶”、请很不听话的人上“火刑柱”，等等，这些都不是科学的方法。4. 有关这一点的进一步讨论，可参阅拙作科学哲学讨论中的 “大规模杀伤武器”。补注1. 由于科学具有的众所周知的力量，“科学”二字得到了广泛的应用，使很多东西变成了“科学”。这其中一个重要的例子是“社会科学”。什么是社会科学？我心目中的定义是：使用科学方法研究社会现象的学科。这个名称要想名副其实，社会科学就同样需要遵循科学方法的基本特征(特征二所提到的“尊重观测与实验”可改成“尊重社会调研结果”等)。用这个标准来衡量，当年那种不允许对某某主义纠错的学科就不能称为社会科学(因为不符合科学方法的特征一)。2. 在本文发表之后，快刀浪子网友提出了一个问题，那就是奥卡姆剃刀(Ocam'sRazor)算不算是科学方法的基本特征？我的看法是：奥卡姆剃刀在科学经常受到伪科学或宗教渗透的年代是很有用的，因为它可以把上帝之类没有逻辑价值的假设“剃”掉。不过，虽然伪科学与宗教至今仍在社会上盛行，但它们对科学界的渗透已大不如前。当代科学家在从事研究时，纠错、观测、实验、逻辑推理等仍是日常行为，但已极少有机会用到奥卡姆剃刀(因为已极少有科学家在研究中提出没有逻辑价值的多余假设)。因此我没把奥卡姆剃刀列为科学方法的基本特征，虽然它也可以视为是科学目的中“逻辑上最简单”这一用语的推论之一。本文经作者授权发表，略有删节。欲读作者更多文章，可查看卢昌海个人主页www.changhai.org。特 别 提 示1. 进入『返朴』微信公众号底部菜单“精品专栏“，可查阅不同主题系列科普文章。2. 『返朴』提供按月检索文章功能。关注公众号，回复四位数组成的年份+月份，如“1903”，可获取2019年3月的文章索引，以此类推。《返朴》，科学家领航的好科普。国际著名物理学家文小刚与生物学家颜宁共同出任总编辑，与数十位不同领域一流学者组成的编委会一起，与你共同求索。

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。

工欲善其事，必先利其器。好的教育方法可以帮到我们更好地化解面临的教育问题。以下是12种比较常用的科学教育方法，家长可根据实际情况，在养育孩子过程中灵活地加以运用。01 发现并关注孩子的正面行为这种方法适用于所有的场景，越早使用效果越好。具体做法是，当父母发现孩子的正面行为，也就是表现出良好的行为时。就要当着孩子的面把他的良好行为给描述出来，并加以肯定，这等于是在给孩子传递一个信号：“原来我做这样做是对的！”这样就起到了巩固孩子良好行为的作用，孩子以后的良好行为也会越来越多，而不好的行为会越来越少。02 帮孩子制定明确合理的规则每个孩子都要有规则意识，而给孩子规则意识最好从孩子刚学会爬就开始，从最简单也最容易让孩子理解和接受的游戏规则做起，再逐渐从游戏规则延伸到健康安全规则、社会交往规则、生活规则、做事规则、学习规则直至做人规则为止。不要小看这些规则，孩子规则意识建立得越早，家长后期在教育上就越轻松。这里以生活规则为例，比如让孩子做到饭前便后要洗手、不挑食、不随便乱丢垃圾、物有定位、按时睡觉等等，这些规则最终通过习得变成一种固定的好习惯。当然，父母不能只是满足于帮孩子制定规则，还要让孩子清楚地知道哪些方面是可以做的，哪些方面是不可以做的，这样孩子就能学会约束自己的行为，有明确的界限感。制订明确合理的规则，可在很大程度上起到约束孩子行为的作用，提高孩子的自我管理能力。03 让孩子共同参与规则的制定制定规则不是父母一方的权利，而是父母与孩子双方共同的权利，孩子也有参与规则制定的权利。在孩子还小的时候，父母可以帮助孩子制定规则，但随着孩子逐渐长大，父母就要根据孩子的发展状况，大约在4岁以后，就可让孩子参与制订与自己相关的规则。包括学习计划、每天的作息时间安排等等。让孩子参与规则的制定，体现了孩子的意愿和自主性，由于规则是孩子参与制定的，他在心理上就不容易产生排斥感，会更容易遵守。同时，在这个过程中，还可以培养孩子的做事计划性。04 有限选择法这种方法比较适用于容易跟孩子发生冲突的场景，孩子大约两三岁后可以使用。父母可以给孩子两到三个不同的选项，而且这些选项都在父母可以接受的范围内。因此，不管孩子做出哪种选择，都和父母最初的想法大体一致。有限选择法既给了孩子一定的决定权，又巧妙地把孩子的行为限定在可控制的范围之内，能够减少孩子因为争夺权利带来的争端。05 承担自然的后果这种方法适用于孩子做了错事或者把事情搞砸了的情况，比如孩子不小心把水杯打翻，把书撕坏了，发脾气时把玩具摔了等。对孩子的错误行为，父母不要过度地指责，只要求孩子承担因自己行为所造成的后果。比如，孩子把水杯打翻了，导致水洒了一地。父母对孩子如果是劈头盖脑的一顿责骂，只会造成孩子情绪的对立，如果换种方式，这样问孩子：“水洒了应该怎么办？你会用什么方法去解决它……”引导孩子看到自己的问题，并承担因自己的过错而产生的后果——自己动手把地上的水渍给擦干净。让孩子承担自然的后果，这对孩子来讲就是一种难得的自我教育，孩子从中将学会对自己的行为负责，减少了父母的唠叨斥责以及亲子之间的矛盾等。06 暂时性剥夺孩子喜欢或看重的东西这种方法适用于孩子做了错事，自然后果无法及时显现，或者是孩子自己无法承担后果的情况。针对以上这种情况，暂时性剥夺孩子最看重或最喜欢的东西，是一种比较理想的教育方式，能够让孩子在犯错误之前，不得不认真做一番权衡。对爱犯错误的孩子能起到一定的警示作用。07 只针对孩子错误的行为进行批评这种方法适用于孩子做了错事、需要批评指正的时候，比如孩子说话没有礼貌，欺负别的小朋友等等。当孩子做了错事，父母只要针对孩子错误的行为本身批评就可以了，尽量不要扩大批评面，比如针对孩子的性格、人格和能力等方面作出批评，比如对孩子说：“你真是讨厌！”“你怎么这么没用，尽给家里惹事！”“你就是被大家讨厌……”等等。行为性批评能让孩子知道自己的错误之处，但是不会影响到孩子对自己的认知。08 只针对孩子良好的行为进行赞扬这种方法适用于任何的场景。当孩子需要赞扬的时候，父母要具体地描述出孩子做得较好的行为，比如说：“你这次的作业写得很工整，你一定很用心……”等等，这种只针对具体行为的赞扬方式，能够让孩子知道自己哪些行为做得好，并在以后把这些好的行为给巩固下来。09 正面的具体的指导这种方法适用于孩子因为缺乏正确的技巧和方法，做错了事情或者不会做事情时父母的指导。父母要明确地、具体地告诉孩子应该怎么做，要做什么，而不是告诉孩子不要做什么。正面的具体的指导，能让孩子学会做事的方法，还不容易引起孩子的抵触心理。10 对孩子某些不良言行的选择性忽视这种方法适用于孩子想用不良言行吸引大人注意的场景。当孩子出现不良言行时，父母可假装没有看到或听见孩子的不良言行，这样可避免孩子为了引起父母的关注，不断重复错误的言行。比如孩子讲脏话骂人，父母就采取故意忽视的方式，假装没听见孩子骂人的话。过不了多久，孩子自己都觉得没有意思，就会停止了。父母若能合理运用选择性忽视，可以减少孩子的很多不良言行。11 适当延迟满足这种方法适用于孩子提出不是必须满足的需求时，适当延迟满足可以让孩子体验等待，培养耐心。适当延迟满足可以提高孩子的自控力，但是不适用于生活必需品。对于生活必需品，父母要尽可能地及时满足。12 请求孩子帮助这种方法适用于父母希望孩子完成一些事情的场景，父母用向孩子求助的方法来提出自己的要求。与直接命令的方式相比，请求孩子帮助，充分体现了父母对孩子人格的平等和尊重，会让孩子更有成就感。结语父母若能合理运用以上这12种常用教育方法，可大大减少孩子的不良行为的发生，帮助父母更好地解决与孩子在成长中的教育问题，并进一步促使亲子关系的和谐。

大家有没有这样的的感受，我们在上学的时候，学习十分认真，认真的听老师讲课，认真的记录笔记，生怕忘记一个字，恨不得把老师讲的全部都记录在本，这样认为就学习好了；下课后，拼命的学习读书，一个字一个字的看，把所有的娱乐时间都用在的学习上，而学习好的同学，草草的记个笔记，认真的做做题，没看到他们辛苦卖力的学习，可一道考试测验，总是被他们甩得找不到北。这究竟是为了什么。最近，总结出一套学习方法，系统学习了学霸的特点。之所以为成学覇，重点有三点。一是专注力。专注力是拉开差距的重要的一环。现在，手机电子产品、快手、直播、电子游戏太多，太多，打扰了我们的学习，我们如果保持专注力就显得十分重要。提升专注力的核心方法是冥想，也就是身心灵合一的境界，首先，我们要保持舒服的姿势，清空大脑，清空不是意味睡着，而是努力做到心无挂念，刚开始可能做不到，但是努力持续的做；其次，全身放松，将心身集中到呼吸上，不要刻意的用力呼吸，而是自然缓慢的匀速呼吸，可以用倒数数的方式。从100数到1，刚开始可能受到杂念干扰无法集中，但是，不要放弃，有了杂念以后，尽快地把意识拉回就行了。反复练习以后，专注力就得到了提升，有了良好的专注力是行为处事的基础。二是快速获取知识的能力。看书文章我们要两遍阅读，一遍是略读，对目录，大纲进行粗略的阅读，第二遍精读，结合自己的所需和遇到的问题，将需求与所要读的知识进行有机融合，这样，学习就有了针对性，学以致用的效果就出来了。为了提高自己的阅读速度，可以用手指图的方式，尽量不要默读和读出声音，因为我们需要的是理解书中的知识，如果默读和读书声音就是影响了我们的读书的速度。三是越强的记忆力。我们现在回想生命中的人和事，那些令人感动的和让我们恐惧的事情往往最难忘。所以，提升记忆能力的关键是让学习的知识对自己有触动。这里有几个方法。一是影响法，也就是我们学习的看图说话，用电影，影像的方式记录。二是系统化，有个逻辑连接和记忆连接，这里面，逻辑连接是新知识的学习与自己以往知识可以形成逻辑关系的连接，通过系统化，结构化的推理方式，让记忆变得简单；另一种是记忆宫殿，找个熟悉的房间，将所有需要记录的东西，按顺序进行摆放，然后回忆物品的摆放顺序，将其串联，而后，将物品换所需要记忆的知识这样我们就会极大的提升记忆效效。同时，我们对知识定期进行复盘也很重要，温故而知新说的就是这个道理。我们学过的知识，要用过电影的方式，进行回想，尽可以努力的想，不要看答案，痛苦是让大脑难忘的有效方式，越是觉得难的东西，越要努力去尝试，否则我们总在舒适区，就无法成就学霸气质。综述，良好的专注力，快速获取知识能力和超强的记忆力是我们练就学覇气质的关键三个环节，通过持续的刻意练习，一定能够一步步的向学霸靠近的。

之前和大家分享过，有效学习的过程要学会在学习中进行编码、巩固和检索三个步骤。编码就是大脑会把感官获得的东西转化成有意义的信息；巩固就是通过有时间间隔的回顾和复习，强化这些短期记忆，把它们变成长期记忆；检索就是从记忆中把学到的知识提取出来，用它们来解决实际问题。关于“编码、巩固和检索”的进一步阅读：超牢记忆法：教你过脑不忘的学习力！在这个编码、巩固和检索的基础上，如何才能实现高效学习呢？这里给你总结了9个科学高效的方法：1、检索式学习法检索学习，就是透过各种让大脑觉得有点困难的方式把知识提取出来，从而深化记忆，以及用它们来解决实际问题。怎样进行检索练习呢？其实方法也很简单，比如课后的测验、自我提问或测试、间隔练习、不同科目和技能的穿插练习等等。检索式学习法要想达到最佳效果：①重复多次检索比一次检索效果好，这很好理解，一个知识你如果经常拿出来用，那么你肯定能把它烂熟于心。②而且，检索之间最好有一定的时间间隔。这涉及到了大脑的一个记忆机制“必要难度法则”，也就是我们提取一项记忆时越费劲，在想起来后，我们就能记得越牢。而隔了一段时间再检索，我们对知识的提取能力会变弱，回忆内容就会更费劲，但回忆起来之后记忆就会被强化；而且隔了段时间再复习，我们会发现哪些内容更容易被遗忘，从而有针对性地复习，让自己记得更牢。对于间隔时长，学习之后要及时检索练习一次，然后可以间隔一天再练习，让睡眠帮你遗忘一部分东西。但也要注意，间隔时间不要太长，让自己忘记太多东西，否则就不是检索了，而是重新学习。2、多样化学习法所谓多样化，就是要既会集中练习，突破难点；又要学会穿插学习、交替学习，把既相关、又不同的学习内容混合在一起学习。多样化学习之所以有效，原因在于：首先，考试的时候就是多种知识和题型的穿插、交替，平时交替学习、练习，会更有助于临场的发挥；其次，交替学习要求我们辨别不同知识的区别，这会深化我们对知识的理解，比起简单的重复，能让我们掌握的更牢。怎样进行多样化学习呢？比如，在学数学的时候，把数学中的函数题、几何题、统计概率等题目都混合在一起来练习。这样的长期练习，会让你在遇到问题时，能快速的从大脑中调取出最合适的知识、公式来解答问题。小结：平时的学习练习中，集中学习和穿插交替学习要有效的结合起来。如果你对某一项知识掌握的不好，则可以专门抽出一段时间，专门针对这一目标进行集中练习。比如：我的语文阅读理解差，我就每天抽一个小时来专门做阅读理解、总结整合各种答题思路和技巧。如果单一的知识都掌握的差不多，可考试的时候总是找不到思路，那么平时在学习练习时，就要进行穿插学习，比如去做做综合试卷，而不是单独练习某一个板块的内容。3、合意困难学习法心理学家发现，学习的难易程度和学习效果成反比，你在学习某件事物的时候耗费的努力越多，你学得就越扎实。而学习越轻松，效果反而越不好。所以，制造合意困难能够加强学习效果。合意困难，指的是那些学习者加大努力就能克服的困难；是那些能够触发大脑编码和检索过程，对学习产生正面价值的困难。比如听课的时候不记笔记，逼着自己更主动、更认真地去听课、思考、记忆（很多人听课基本就是在记笔记，啥也没听进去）；学习了某个知识点之后，就主动地去找一些相关习题做一做；读完一本书之后，给自己提出一些问题，然后根据阅读回答这些问题；学完一项知识后，把自己学到的东西给别人讲一遍等等。4、反馈学习法一个人想要进步，要学会判断自己知道什么，不知道什么，这样才能在进步的同时不断调整自己。我们多多少少都会有一些认知偏见，比如错觉和记忆扭曲。心理学家发现，对于过去发生的事情，我们总喜欢站在自己的立场去描述，而且根本意识不到自己说的可能不是事实，我们以为自己对过去的记忆是正确的，实际上这种记忆很可能被扭曲。我们还很容易对熟悉的东西产生一种错觉，好像自己非常了解它，但实际上很多内容都是我们脑补出来的。比如填鸭式学习就会给我们产生一种错觉：例如死记硬背后以为自己掌握了某个知识，可换一个方式提问就不知道怎么回答了。如何才能避免认知偏见呢？答案就是给自己建立一套客观高效的反馈机制，具体方法就是：经常使用测验与检索，来发现自己的薄弱环节进行弥补。具体可分为三个步骤：第一步是进行测试，通过测试看看自己的知识和技能在哪一方面欠缺；第二步是通过间隔练习或其他方法提高自己的能力；第三步是再次检测自己，看看哪些地方做了改进，哪些地方还需要下功夫。这是一个打磨技能的过程，通过这种方法，你才能弥补自己的弱点，把潜能尽可能的发挥出来。5、赛博学习法赛博就是英文cyber的音译，意思是领航员、控制权。赛博学习法的核心就是，在学习过程中，要掌握学习的主动性，学会提问，让疑问带领着你去学习。亚当·罗宾逊认为，尖子生在学习某个科目的时候，都会有意无意地问自己12个问题，这12个问题也是赛博学习法的基础：我阅读这篇文章的目的是什么；关于这个话题，我已经知道些什么；这篇文章的主要内容是什么；作者接下来要说什么；“专业问题”是什么；针对这些信息，我能提出什么问题；第一次态度检查；这篇文章里哪些是重要信息；针对这些信息，我要如何进行改述和总结；我应该如何组织这些信息；我如何用图表来说明这些信息；对我而言，这些信息的记忆点是什么；这些信息如何才能与我已知的知识结合起来；如何记住这些信息；这些信息如何才能与我已知的知识结合起来？进一步阅读：学习时多思考这12个问题，看学渣如何逆袭成学霸！6、激发灵感法面对棘手问题时，许多杰出人士表示：是瞬间的灵感帮自己找到解决问题的突破口。这种“灵光一闪”，或者忽然开窍的情况，我想每个人或多或少都曾有过体验吧？比如做数学题的时候，半天做不出来的题，可能因为你上了一个厕所、做另外一道题时看到的某个提示、或者旁人的一句提点等，一下子就来了灵感，从而解答出来。灵感其实是可以被我们主动激发出来的，具体的做法是：第一步：打断。当你苦苦钻研问题，却迟迟找不到方法时，我们要主动打断自己，让自己停下来去做点其它的事情。打断会让我们忘掉对问题的预先假设，从而开拓思路，帮我们找到新的解决方案。第二步：激活。通过“放松、轻度用脑、高度用脑”三种休息方式转换思路，引发灵感。（放松比如听音乐、散步、慢跑等；轻度用脑比如看书、玩小游戏、看新闻等；高度用脑比如琢磨难题、切换做题等）第三步：有意识地进行反思。经过前两步，对于脑海里浮现出的一些观点、想法、念头，进行评估和思考，看要如何使用它们。7、学会借助工具，建立记忆线索。在记忆学习中，灵活运用一些记忆技巧，建立记忆线索，可以起到事半功倍的效果。比如我们常用的谐音法、图像法、联想法、位置法、结构法等等。像“精英特速读记忆训练软件”中的：①“编码定位记忆、扑克牌记忆”就用到了谐音/意义/形象转化记忆、位置记忆、联想记忆、图像记忆，就是把你要记忆的东西和一系列实体位置（比如我们熟悉的身体、家居家具）联系起来，建立记忆线索。②而其中的“思维导图记忆”就用到了图像记忆、结构记忆、索引记忆等。延伸阅读：手把手教你几种高效记忆的训练方法！思维导图记忆法，如何用思维导图整理并记住一本书？8、利用知觉和睡眠，让潜意识“自动学习”最新研究已经证明，睡眠能提升我们对知识的记忆力和理解力。据说门捷列夫的化学元素周期表就是在梦中整理排列出来的。科学家依据睡眠时人类眼睛的动作，把睡眠分为：非快速动眼睡眠和快速动眼睡眠。人们清醒的时候是接收信息，体验与学习来自外在世界的讯息。非快速动眼睡眠是反思，处理新的事实、技能，剔除噪声且巩固记忆。快速动眼睡眠是整合，为新的信息建立彼此连结，并与过去经验结合，洞见、创意、灵感大多来自于此。关于睡眠的科学，可以看看这篇文章，我从《why we sleep》一书中摘录了一小部分关于睡眠的真相和守则：关于睡眠的9个真相，健康睡眠的7项守则！9、养成终身学习的习惯终身学习跟学习效率有什么关系？其实关系很大，学习就像滚雪球一样，新知识是以旧知识为基础的，我们所学越多，新旧知识之间的联系也就会越多。新旧知识的联系不断增多、融合，我们的学习效率和能力，也就会逐渐变强。而且科学研究发现，人类智力并非一成不变，我们可以通过增加大脑中的神经连接提高智力水平。人在出生时，大约有一千亿个神经细胞，这些神经细胞被称作神经元，连接神经元的是突触，神经元通过突触传递信号，这些突触之间会形成神经回路/连接。这些连接的数量，决定了一个人的记忆和学习能力。最重要的是：这些神经连接会持续变换，即便到了六十岁，它仍在发展。所以只要我们活到老学到老，就可以不断改变大脑，提高智力水平！如何才能做到活到老学到老，实现终身学习呢？第一，要培养自己的成长心态。《终身成长》一书的作者卡罗尔·德韦克把一个人的思维模式分为成长型和固定型：固定心态的人认为我们的智力水平在出生时就定型了，很难通过后天改变，遭遇失败的时候他们也会认为是自己无能；而成长心态的人相信自己的智力可以通过后天改变，所以他们愿意更主动的学习，面对失败的时候也会深度挖掘，尝试不同的策略。比如对于阅读能力差的人来说，固定心态的人会觉得自己的阅读能力就这样了，没办法改变、提升了，从而自暴自弃；但成长心态的人却会主动的去寻找方法练习，比如学习“精英特快速阅读的技能”，从而让自己的阅读能力得到锻炼提升。第二，要像专家一样刻意练习。专家不是天生的，《刻意练习》一书的作者安德斯·艾利克森指出，想要成为某个领域的专家，平均要在专业上投入一万小时，或者十年的练习时间，而其中最出色的人，把大部分时间都花在“刻意练习”上。也就是说专家级的表现，是来自于高质量的刻意练习，而不是遗传因素。刻意练习不是简单的反复做一件事，它是以目标为导向，有针对性的练习，不断超越自己现有的水平；在练习的过程中，练习者要思考如何进步，不断尝试，才能积累大量心智模型经验，知道如何应对复杂情况，一次比一次好；刻意练习最好在老师或教练的指导下进行，他们可以提供准确的反馈，帮助学习者找到需要提高的环节（没有老师指导没关系，要学会自己制造反馈，比如前面提到的反馈机制）。主要内容参考：《认知天性》、本尼迪克特凯里《如何学习》、亚当·罗宾逊 《如何学习》、《终身成长》、《刻意练习》文/G先生