百科:科学研究(Scientific research),一般是指利用科研手段和装备,为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列的活动,为创造发明新产品和新技术提供理论依据。科学研究的基本任务就是探索、认识未知。小编认为,要正确理解“科学研究”的定义,首先要知道什么是科学。那么,什么是科学呢?试问,人们为什么要在有关“科学”的杂志上投稿?显然,人们之所以要在有关“科学”杂志上投稿,根本目的就是为了让自己的观点获得人们的充分认可。试问,人们为什么要办“科学”杂志?显然,人们之所以要办“科学”杂志,就是为了获得更多的被人们充分认可的观点。试问,自然科学教科书上的观点是不是被人们充分认可的观点?答案当然是肯定的。比如,自然科学教科书上的“万有引力定律”其实就是被人们充分认可的,牛顿的观点。因为,自然科学教科书上的观点也都是“在一定时间,一定范围和一定条件下”被人们充分认可的观点。比如“万有引力定律”在量力科学范围内就不适用。由此我们就可以知道“科学”完整、正确的定义了,即:科学就是在一定时间,一定范围和一定条件下被人们充分认可的观点。由此,科学研究的定义也就昭然若揭了,即:科学研究就是人们在一定时间,一定范围和一定条件下为了获得“被人们充分认可观点”的研究。由此,科学探索的定义也就水落石出了即:科学探索就是人们在一定时间,一定范围和一定条件下为了获得“被人们充分认可”的观点的探索。
正在犹豫是否考研的同学,可能心里都产生过这个疑问:研究生三年时间都做什么?和本科阶段有什么区别?上了研究生的同学,可能也时不时会想:研究生这三年我应该做什么?怎么做才能不虚度光阴?作为一名研究生导师,我认为研究生最应该学会的是“科学研究”,这样才不负“研究生”这个称呼。你可能会想:学了科学研究有什么用呢?以后工作不搞学术,学了也白学,用不上。等等,你确定知道科学研究的真正涵义?科学研究虽然包含“科学”两个字,但是可不表明它只和科学有关、不能用在日常生活中。下面就让我们一起来看一看科学研究是什么。1、科学研究是一种方法百度百科上说:科学研究是指利用科研手段和装备,为了认识客观事物的内在本质和运动规律而进行的调查研究、实验、试制等一系列的活动。我觉得这个回答指出了科学研究的目的和一部分内容,但并没有说出科学研究的概念——科学研究是什么。科学研究是一种方法,一种寻找答案的方法。不管是在学习中还是生活中,你都有需要寻找答案的时候。想想当你面对自己不知道的东西时,是不是会不由自主产生一些疑问?例如,面对新冠疫情,很多人都想知道“新冠病毒是从哪儿来的”。在尝试回答这些疑问的时候,可以采用不同的方法。有的人凭自己的直觉或常识来回答。也可以直接从专家那里询问答案。还可以上网阅读一些文章后形成自己的判断。在所有寻找答案的方法中,科学研究是其中一种。与其他方法不同的是,科学研究这种方法,能够在最大程度上确保答案是真的。为什么科学研究能做到,而其他方法不能?这是因为:一,科学研究收集数据的过程严谨、客观;二,科学研究遵循一个自我验证的流程。正是因为这些原因,尽管不同领域的科学家们研究的问题不同,但是他们在为未知的问题寻找答案时,都采用科学研究的方法。可能是被科学家们广泛采用的原因,我们将这种方法称为“科学研究”。但是,这种方法并不是科学家的专利。如果你想在生活中找到最可靠的答案来解决实际问题,你也可以用科学研究这种方法。下面就让我们一起来看一看怎么应用科学研究。2、科学研究的步骤我以“新冠病毒哪里来”这个问题为例,来说明科学研究方法的实施步骤。1)根据现有事实提出假设目前已知的事实有:新冠病毒是一种冠状病毒,和导致非典(SARS)、中东呼吸综合征(MERS)的病毒属于同一个家族。这三种冠状病毒都能感染人类,导致呼吸系统疾病。导致非典和中东呼吸综合征的病毒都根源于蝙蝠(病毒天然宿主),分别通过果子狸和骆驼(病毒中间宿主),传染给人。最初的一些病人有很多都曾去过武汉华南海鲜市场。在585份从华南海鲜市场采集的环境样本中,33份含有新型冠状病毒。在这33份中,14份集中在交易野生动物的商铺。根据以上事实,一些科学家们运用溯因推理,假设“新冠病毒根源于蝙蝠,通过某种或多种动物作为中间宿主传染给人”这一可能的答案。虽然目前这个答案只是假设,但是它指明了一条可以探索的方向,让科学家们可以着手去做一些具体事情,来验明事情的真相到底是不是假设的那样。2)从假设推出若干推论一般情况下,提出的假设比较抽象,没有办法直接去验证它,需要将它分解为一些可以直接去验证的部分。怎么分解呢?科学家们通过演绎推理,从假设推导出一些可以被验证的推论。一,新冠病毒与蝙蝠身上的某种病毒比较相似。二,在华南海鲜市场上贩卖的某种野生动物身上的病毒与新冠病毒一样或非常相似。三,这种野生动物与蝙蝠之间有交集,病毒有机会从蝙蝠身上传到这种野生动物身上。因为这些推论都是从假设演绎推理出来的,所以如果假设是真的,那么这些推论就是真的。如果科学家们能够验证这些推论是真的,那么,他们提出的那个假设就非常可能是真的。反过来,如果这些推论被验证不是真的,那么,假设不是真的可能性就很大。之所以不能全盘肯定或否定假设,是因为我们不能排除自身的局限性:很可能从假设可以推导出更多的推论,只不过我们现在并不知道。只有我们能够验证所有推论,才能完全肯定或否定假设,否则只能说可能性很大。因为推论和假设之间有上述的真假联动关系,所以科学家们就可以通过验证推论来探索所提答案的真假。3)根据推论设计并实施观察或实验怎么验证推论呢?针对每个推论,科学家们亲自去观察或做实验,通过自己收集来的数据来检验推论。为了验证推论“新冠病毒与蝙蝠身上的某种病毒比较相似”,一些科学家们对收集到的新冠病毒样本进行了全基因组测序。然后将新冠病毒的基因序列与许多来自蝙蝠的冠状病毒基因序列进行对比。科学家们在观察和实验时都遵循特别的规定和严格的步骤,所使用的工具也往往是标准的。为什么要观察或实验呢?因为通过观察或实验收集的数据,才是世界给我们的真实回应。这种数据比道听途说、主观猜想、引用权威这些方法得来的数据都要可靠。我在文章信息洪流中,如何辨别信息真伪?第一步:查看是否有可靠证据支持中有详细解释。4)分析观察或实验结果得到结论观察或实验的结果常常是很多数据,科学家们通过分析这些数据,运用归纳推理,得出数据所表明的意思。继续我们的例子。在将新冠病毒的基因序列与许多来自蝙蝠的冠状病毒基因序列进行对比之后,科学家们发现:新冠病毒与一种蝙蝠冠状病毒RaTG13有96.2%的基因序列相似。另外,他们还发现,这两种病毒的S蛋白基因都比其他SARS类冠状病毒要长。根据这些实验结果,科学家们推出结论:新冠病毒与蝙蝠冠状病毒RaTG13非常相似。大家需要注意,从实验结果到推论其实是有一个逻辑跳跃的:基因序列一致到什么程度算非常相似,以及是否基因序列相似就能说明两个病毒相似,这些判断都是偏主观的。只要使用归纳推理,这个跳跃就不可避免。因此我们并不能百分之百确定这个结论是真的。5)比较观察或实验结论与所提推论,验证假设科学家们把经过观察或实验所得的结论,与之前提出的推论进行对比,通过对比结果来决定是支持还是抛弃假设。继续我们的例子。科学家们的实验结论是新冠病毒与蝙蝠冠状病毒RaTG13非常相似,这与推论一“新冠病毒与蝙蝠身上的某种病毒比较相似”是一致的。可以在一定程度上支持假设。然而仅这一个推论成立并不足以证明假设是真的。这是因为截至目前为止,另外两个推论尚未得到验证。如果不能完全支持或抛弃假设,那么就需要等待更多的事实出现,或者尝试从假设推导出更多的推论进行验证,或者探索其他假设的可能性,或者修改假设、使其更加精确。最后总结科学研究是一种寻找答案的方法。与其他方法相比,科学研究能够在最大程度上确保答案是真的。研究生最应该学会的是科学研究。虽然经常应用于科学和哲学中,科学研究这种方法也可以应用到日常生活里。本文作者学亦思,关注研究生阶段的师生关系、科学研究、论文写作。
十八世纪末和十九世纪初,近代自然科学体系刚刚确立,各门学科都很幼稚,科学发展的主流是分化而不是综合。因此,那时就“把这些自然过程结合为一个伟大整体的联系的科学”,当作历史任务来完成是不可能的。黑格尔和谢林当时企图建立“凌驾于一切科学之上”的“科学的科学”也是根本无法实现的,它只能是自然哲学,而不是科学学。科学学诞生的年代是二十世纪中期,这时正是现代科学技术迅速发展的年代,科学学经过了近代科学长期的孕育,是一门应运而生的学科。我们知道,二十世纪的科学技术,一方面是各门学科继续向专业化方向发展,形成将近二、三千种具体的学科:另一方面,各门分支学科又互相渗透,形成一系列边缘学科和综合性学科。自然科学的高度综合化,把现代科学技术连成统一的整体,自然科学的高度专业化又把科学体系分成更细密的结构和层次。自然科学的整体化趋势和结构的历史演化,把其自身的运动规律愈来愈明显地暴露出来。这样一来,研究科学的运动规律,就不但有了必要,而且也有了可能,科学学就是在这样的历史条件下诞生的。1937年,波兰学者奥索夫斯基夫妇首次提出科学学的名字。两年后,英国贝尔纳教授所写的《科学的社会功能》一书,详细地论述了数量分析方法,科学结构的理论模式以及科学政策和科学管理问题。这部著作实际上奠定了科学学的基础,开辟了科学学的研究方向。科学学诞生的另一个条件,是社会的科学能力的形成和科研领域生产关系的确立。本世纪六十年代,“大科学”兴起。科学研究最后结東了“一张纸加一支笔的个体劳动方式。由数十万名科学家组成的科学劳动者大军,由价值数百亿计的巨型实验技术装备,由多得无法计量的图书、情报资料,以及由千千万万群众性的科教、科研、科普队伍,形成了一种超越科学家个人研究能力之上的集体力量(社会的科学能力),并且构成了全社会范围内的科学劳动结构。这样一来,历史便把科学管理的任务提到议事日程。科学管理经验的总结,更加清楚地显示出科学的规律来,科学管理充当了科学学诞生的助产士。因此,我们有足够的理由认为,科学学是现代科学技术高度发展的产物,是社会生产发展的一定阶段的必然结果。科学学的生命力同现代科学技术一样是无穷的。它的巨大的实用价值和理论意义,促使各国学者都来研究科学学。1964年,英美学者为了纪念贝尔纳《科学的社会功能问世二十五周年,专门出版了一本名叫《科学的科学》论文集。1965年,贝尔纳和麦顿在第一届国际科学史大会上联名做了《在通向科学学的道路上>的报告,论述了科学学的研究对象,意义和性质,以及未来发展的方向等等。1971年,在第十二届国际科学史大会上,成立了科学学的国际组织一国际科学政策研究委员会。该会于1975~1977年先后在德国、法国、波兰举行了有关科学学的国际讨论会。目前。苏联、东欧和西方几个主要资本主义国家,都成立了专门的科学学组织,出版了大量有关科学学的著作和期刊。这些事实都说明,科学学已经成为国际上公认的新的独立学科。那么,科学学到底是研究什么的呢?简单地说,就是研究科学自身结构及其运动规律的学问。科学学是研究科学的科学结构(或知识结构)的演化规律,并且利用这些规律来预测各门学科的发展趋势,预测新学科的生长点,借以选择正确的研究方向。这个分支学科叫科学结构学。比如,我们经常遇到的“物理学和化学那一个更基本”的问题,“力学应不应当算做基础科学”问题,都是科学结构学所要研究的重大课题。这些间题,有点像天文学上早期提出的“月亮和星星谁远谁近”的问题。当时,天文学是没有能力解决这些问题的。但是,后来人们发现了万有引力定律,可以用科学的方法测定天体的远近距离。这样一来,分布在天球上的杂乱无章的天体就有了次序了。它们之中有的属于太阳系,有的属于银河系,有的属于总星系,等等,后来,人们又根据它的温度和光谱来推算它们的年龄,形成天体演化的概念,天文学逐步形成一门严密的科学。现在,科学结构学有点像天文学的早期状况。人们对两、三千种分支学科发生浓厚的兴趣,试图从它们的相互关系当中找出结构层次和演化规律来。但是,目前还没有找到科学的方法来对数千种分支学科进行“分类”。反映到各国科学管理当中,就是学科分类的任意性甚大,争论也十分激烈。正因为现代科学管理的需要,才引起科学学家们对这一课题的高度重视。又比如,“基础科学、技术科学和应用科学的关系”间题,这也是各国科学管理中常遇到的困难问题。反映到科研经费上,各国对三大学科的投资比例各不相同。苏联的比例为1:4.7:2,而美国则为1:1.4:4.6。三大学科门类的比例关系究宽有没有客观标准?各国的具体标准是否一样?这些都需要科学结构学加以研究。目前,人们提出的三大学科的立体结构模型正是解决这一问题的大胆尝试。它试图用结构参数的方法来寻找其中的最佳比例关系。研究科学发展的动力,即社会的科学能力问题,也是科学学的个重要任务。所谓“科学能力”,就是推动科学加速发展的内在动力。通常我们都知道,用相等的科学投资,在不同的国家会产生不同的科学效果。科学能力水平高的国家,少量投资可以得到比较多的科研成果;科学能力低的国家,投资虽多,成果仍然寥寥无几。这是为什么?还有,近代科学的发展,各国是不平衡的。这一个国家科学兴起,那一个国家科学衰蓉,彼此起伏,波浪前进,互相赶超,竞争榜魁造成个又一个科学中心。试间:是什么因素决定各国科学的兴起和衰落呢?用什么办法来衡量赶超速度呢?这又是现实生活向科学能力提出的一个重大课题。科学能力学包括的内容甚广其中主要的是研究科学人才间题,研究科学家队伍形成的集团研究能力问题,研究科学家创造性心理学间题。因为科学劳动是一种创造性劳动,它比任何一种物质生产劳动都更需要人的主观能动性和高度创造力。如何有效地发挥个人的创造力,显然需要研究创造性心理活动。比如,信心在科学研究中的重要性问题。同样是两个能力相同的科学家,一个对自己的工作,信心百倍,大胆创新:一个对自已的课题,谨小慎微,生怕触犯权威,结果也会是很不相同的。怎么样才能使科学家在最佳的心理状况下工作,最大限度地发押其创造力,这就成了科学能力学所要研究的重要课题。科学还要研究科学与社会的关系问题,这里就不做介绍了。
自然真谛,道德相承。万物法行于道,遵循以德,故谓道德也。道,天地规律,运乎自然;德,精神文明,大道所向。无道,德不长存;无德,道失逆行。遵道崇德,方能永恒!注释:自然真理,道与德相互承载。道法运行万物,顺应德而发展,故此称为道德。道,自然规律,支配自然演化;德,精神文明,大道的方向。没有道,德不能长存;没有德,道便逆行而失道。遵守道崇尚德,才能实现永恒!科学是什么?科学包括科学精神(文明)和科学技术(科技),科学精神(文明)为人类文明建设指引方向,科学技术(科技)为人类社会发展奠定基础。科学是几百年前,由一批追求真理、不畏生死的科学先驱建立起来的。他们既有崇高的科学精神(正如,哥白尼为证明真理宁死不屈),又具备严谨的科学知识。那时,科学是文明与科技的结合,科学家是道德文明与科技发展的开拓者。而如今,科学家普遍丧失掉科学精神,一味地发展科学技术。这样的科学还科学吗?人类利用科技过度开垦、砍伐,盲目发展工业排放废水、废气,致使地球生态遭受破坏,自然灾害频发、疾病种类越来越多(科学违背科学理念,依照人类意志发展);各国研制先进武器用于军事战争,使地球陷入毁灭风险(科学家沦为政权的奴隶,正如宗教时期神学沦为神权的奴隶)。纵观近代社会形态,科学带来的危害不亚于它有利的方面。这一切都是由于科学家丧失科学精神引发的后果(科学仅保留科学技术的属性,丧失掉科学精神的属性,已经不科学了)。什么才是真正的科学?科学若树立“科学发展观”(重视自然规律制定科学发展路线),不被“人的意志”所左右(不因人类的私欲而违背自然规律),又岂会导致生态破坏引发自然灾害?科学家若是坚守“道德观念”(以“人性”和“道德”做为科学研究的根本理念),不被政权或组织所利用(不为任何私利政权或组织服务,比如,科学家不应该受政府约束,研发任何危害社会的产品),又岂会使人类社会陷入灭顶之灾?俗话说,科学无国界(所有国家的科学家当以全人类和全社会发展为中心,而不是服务于某个政府或组织,科学家的职责是为社会发展而服务),科学家不听命任何集团所提出有违道德的行为,他们只服务于全人类、全社会(科学家只做对全人类有利的研究和开发,不应听从任何政府或组织,做出对全社会有危害的行为)。故而,科学应该超越国界(世界各国的科学家应以全人类为中心,而不属于任何国家所有),科学家不应受政权管束(科学家不听从任何政权或组织所提出对全社会有危害的行为,比如,真正的科学家不应该为国家研发军事武器以及任何对社会有危害的项目)。这样才算得上真正的科学。
医学心理学是心理学的一个分支,其研究方法从属于心理学的研究方法,但也有某自己的特点。以下仅就医学心理学研究方法的一些原则及几种常用方法作一概述。一、理论依据解决任何问题时都应先提出工作假说,然后通过实践来证实、否定和修改这种假说。这种假说又可称理论依据。不同理论基础会有特殊的研究方法,如动力心理学派采用心理分析方法,行为主义用条件来反射方法。有时同一种方法也可为不同理论服务,但在具体作法和解释结果时却彼此不同。二、科学性科学研究必须有科学性,但在具体进行过程中有时会缺乏科学性。增强科学性的方法首先是要有科学态度,即实事求是的态度。不能从主观愿望出发,对待任何事物必须采取客观态度。其次是实践,在实践中学习方法、科学思路、敏锐的观察力并善于总结经验和教训。实践就是去做,自己动手。医学心理学是一门既有理论又是实践的学科。如果不亲自动手,不经常投身于实际工作中,知道一些理论而不能解决实际问题,这种理论是无用的。以下分三节介绍医学心理学的一些常用研究方法。临床法不是专指临床医学中的方法,它是与实验法相对而言。临床法的主要特点是对个人的行为作系统的和综合性的详尽描述,无比较标准。在具体作法上还可分个案史(case history)法、观察法(observation method)和调查法(survey method)等方法。它是医学心理学,特别是临床心理最常用的一种方法。实验法也需要临床法相配合,例如在提供研究材料(如病人)时,一定要用临床法。在检验实验室的结果时,也要采用临床方法。一般来说临床法可在如下几方面起作用:①详尽描述一些罕见的重要现象和事物;②形成假说:通过对详尽的个案招待的分析和归类而形成新的假说;③印证理论:理论为一般性、概念化。通过临床法的研究,使它在个案中得到印证。临床法有应用广泛、实施方便、不要特殊仪器等优点,但也有一定限制。主要是在收集历史、观察和调查行为时,较难排除主观和偏见,或者将个人愿望加入收集的材料中,这样便损害了科学性,因此需要其他客观方法来补充。
美丽山水科学研究的重要性不言而喻。1978年,邓小平同志在全国科学大会上重申,“科学技术是生产力”是马克思主义观点。1988年,他更是提出科学技术是第一生产力。改革开放以来,我国一直重视科技的投入。2018年,我国的研发投入达到4748.1亿元,全球排名第二,占全球份额的21.68%[1]。当今世界,正面临百年未有之大变局。国家间的竞争日趋激烈,科技竞争更加引人注目。2019年,中国现代国际关系研究院张力研究员在《瞭望》撰文指出,全球科技竞争决胜未来大势。科技成果束之高阁当然不能成为生产力,必须要转化到生产领域。1996年,我国就颁布了《促进科技成果转化法》,2015年也进行了修订。近年来,科技成果转化的例子也层出不穷。2017年,山东理工大学科研团队的新材料专利转让费高达5.2亿元;同年,同济大学的一项专利转让也达到3800万元。2019年,我国首次发布科技成果转化年度报告《中国科技成果转化2018年度报告(高等院校与科研院所篇)》。报告显示,科技成果转化合同金额达121亿元,同比增长66%;合同项数为9907项,同比增长34%。但也存在成果与市场需求脱节的问题,承接企业科研能力不足的问题等。这些海量科技成果转化费令大众眼羡,尤其是社会科学学者。其实,社会科学研究服务社会管理,间接效益更大。比如村庄规划是一种行政管理工作,但规划编制、实施、评估等过程都离不开科学研究。笔者之前提出一个观点,科学研究就是要建立一套标准化体系,降低认识世界的成本或者提高工作的效率。行政管理纷繁复杂,又有诸多层级,其标准化的方法就是“约定俗成类”。为降低分歧、便于传播,管理者就会把社会事务简化为一些较为通俗的概念。比如,“四个现代化”、“改革开放”、“一个中心,两个基本点”。这样,既方便行政工作,又有利于抓住重点。以村庄管理为例,2005年,党中央关于社会主义新农村建设提出了“生产发展、生活富裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的要求。2017年,党的十九大又将乡村振兴战略上升为国家战略,党中央、国务院印发了《关于实施乡村振兴战略的意见》,编制了《乡村振兴战略规划(2018-2022年)》等,提出了“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”的总要求。根据国家空间规划体系改革精神,村庄规划是我国农村区域的详细规划。作为村庄尺度的“多规合一”的实用性规划,村庄规划应该兼具发展规划和空间规划的特性。因此,我们在编制任何一个村庄规划的时候,要按照产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕要求,结合村庄的实际情况,研究存在的问题和解决问题的方法,最后用规划的语言体系表达出来。从村庄规划的科学研究需求看,至少包括三个层次的研究:一是村庄规划编制技术研究。我国幅员辽阔,村庄众多,自然禀赋差异、经济水平差异、公共基础设施差异等都使得村庄规划没有放之四海而皆准的模板。因此,各地都需要结合自身的实际,形成一套较为实用的编制技术规范体系。如湖南省印发《湖南省村庄规划编制技术大纲(试行)》、四川省印发《四川省村规划编制省级导则(试行)》等,很多省已经行动。二是村庄规划实施技术研究。村庄规划正是“麻雀虽小五脏俱全”。比如,村庄规划实施需要借助国土综合整治工作,这就需要结合村庄实际,编制村庄的全域国土综合整治方案。再比如,历史文化名村的保护修复工作,还需要研究地方建筑材料、施工工艺等。三是村庄规划涉及的基础研究。这些研究不只针对一个村或者一个镇,但其研究成果可以成果转化支持村庄规划,如农业灌溉技术、土壤改良技术、道路施工工艺等。笔者2013年在陕西参观了陕西地建开展的“砒砂岩与沙复配成土造田”研究,该成果对于我国黄河中游砒砂岩区的村庄规划就具有转化价值(该成果获得2019年度国家科学技术进步奖二等奖)。当然,编制村庄规划的过程中,不一定都要从零开始。规划编制单位更多地侧重于第一项研究,同时,也要吸收后面研究的成果,降低规划的编制成本。最后,用通俗的语言来阐述社会管理和科学研究的关系,那就是行政管理把复杂东西简单化,科学研究把简单东西复杂化。通过“两化”,纷繁复杂的社会问题就变成系统的科学问题。问题找准了,剩下的就是解决了,正所谓研究的目标导向、问题导向。
这种牺牲精神可以延伸到什么程度?每年,众多的科学工作者放弃一切,投身科研,为人类的知识增砖添瓦,贡献力量。有时我会想,那些轻率和肆意谴责科学工作者所事的事业的人从来没有考虑过这些指责意味着什么。无所作为、站在一边随意讥讽是一回事儿,投身工作,历经艰苦磨练,嬴得发表言论的权利又是另一回事儿。就我而言,我一直是一个平静温和的旁观者,没有胆量对那些从事我不了解的行业的专业人土指指点点,即使是有幸参与的领域,我也不敢随便对经验丰富的专家指手画脚。很多人率性地谴责用活的动物做实验。这些人站在捍卫动物利益的立场上,情真意切地呼吁,让人们确信用动物做实验没有什么用。纽约洛克菲勒医学研究院的西蒙费勒克纳尔博士(D. Simon Flexner)不得不面对言过其实甚至耸人听闻的新闻报道,这些报道根本不属实。最近,在费勒克纳尔博土的领导下,医学院成功地研制出流行性脑脊膜炎( epidemic cerebro-spinal meningitis)的治疗方法。为了研制这一疗法,使用了约15个动物做实验,其中大部分是猴子,这是事实,但是我们也要看到,每一个失去生命的动物将挽救无数人的生命。像费勒克纳尔博士及其同事这样无私的人绝不会让无辜的动物忍受不必要的疼痛。我曾被竭尽全力拯救一个儿童生命的危急尝试的故事深深震撼,这是我的一个同事在故事发生后不久写信告诉我的;在这里值得重复下。亚力克西斯卡雷尔博士(Dr. Alexis Carrel)是费勒克纳尔博士的同事,锲而不舍的试验和丰富的临床经验使他的医术精湛,造诣颇高。一次出色的外科手术医学院的一个同事亚历克西斯卡雷尔博士一直在进行一些有趣的实验性外科手术研究,成功地完成了动物间的器官移植及不同物种间的血管移植。最近,他有机会将这种技术运用到人体身上,成功地挽救了个婴儿的生命,这次手术引起了组约医学界的极大兴趣。纽约一位知名的年轻外科医生去年3月生了一个婴儿,由于某些原因,婴儿的血液会从血管中渗出,流入身体的组织中。一般情况下,这位晏儿会死于内出血。婴儿出生5天后,已经出现死亡的迹象。婴儿的叔叔也是这个领域最杰出的专家之一,婴儿的父亲、叔叔和其他一两位医生共同会诊,却筹莫展,完全想不出什么解决办法。恰好这位父亲对卡雷尔博士在研究所从事的工作印象深刻,曾花了几天研究过他的方法。他确信如果能够挽救孩子的生命,那么唯一可能的办法就是直接输血。而当时只在成人身上实施过这种手术,婴儿的血管太细,看上去不可能成功地实施手术。在这种手术中,两个人的血管不但要连接在一起,而且光滑的血管内壁也要粘合在一起。如果血液与血管的肌层接触,就会凝结成块,阻塞血液的循环。幸运的是,卡雷尔博士曾在一些非常小的动物血管上做过实验。这位父亲相信,如果这个国家有人能够成功实施这个手术,这个人一定是卡雷尔博士。当时已是午夜时分,卡雷尔博士过来后,这位父亲向他解释,孩子估计无论如何也保不住了,请他傲最后的努力。卡雷尔博士立即答应动手术,但也表示手术成功的概率微乎其微。父亲给孩子提供血液,两个人都不能用麻醉药。孩子太小,只有1条静脉血管粗点,可以用来输血。血管在腿的后面,位置很深。在场的一位杰出的外科医生找到了这根血管。之后,他说孩子已经没有生命迹象,无论从哪点看,都已经死亡10分钟了。看到这种情景,他提出是否还有必要进行这次尝试。然而父亲坚持必须继续进行手术,于是外科医生找到父亲手腕上的桡动脉,在手臂上打开6英寸的口子,以便把血管拉出来,与婴儿的静脉血管连接起来。后来,参加手术的这个外科医生将这次手术称为“铁匠活儿。他说婴儿的血管只有火柴般大小,又脆弱得像湿了的香烟纸,看上去任何人都不可能成功地将这两条血管连接起来。然而,卡雷尔博士完成了这项伟大的工程。后来,在场的医生均称其为外科史上的最引人注目的事件。来自父亲动脉的血液流入婴儿的身体,大约有1品脱。第一丝生命迹象出现了,婴儿的一只耳朵上部出现了淡淡的粉色。接着,完全变蓝的嘴唇也开始变成红色,突然,晏儿像洗了热辣的芥末澡一样,身体变成粉红,然后开始放声啼哭。大约8分钟后,两条血管被分开,手术完成了,此时,婴儿开始哭着要东西吃了。喂饱后,它开始正常地吃饭睡觉,之后完全康复。后来,这位父亲参加了奥尔巴尼立法委员会会议,反对上次会议中悬而未决的限制动物实验的法案。他讲述了这个故事,并说,在看到卡雷尔博士的实验时,他并没有想到这些实验这么快便可以拯救人类的生命;他更加没有想到拯救的是自己孩子的生命。助人的重要原则如果能够教会每个人自己帮助自己,我们便找到了世界上许多罪恶的根源。这是一个重要原则,尽管反复强调,很多人仍然熟视无睹,在这里有必要重新谈一下这个老生常谈的话题。能够给一个人带来持久益处的唯一一件事情就是为自己做的事情。不费吹灰之力获得的财富通常不是福气而是祸害。这是我们反对投机的主要原因一一不是因为从事投机活动失去的比得到的多,虽然事实确实如此一一而是因为在投机中获利的人,从成功中受到的伤害通常比失败带来的伤害多得多。在金钱或者其他物质的赠予上,道理也一样。只有在一种情况下,接受赠予的人才能真正受益。我们只有帮助他们自助,他们才能得到永久的赐福。疾病问题研究专家告诉我们,越来越多的迹象表明,抵抗疾病的力量存在于身体内部,只有这些抗体低于正常水平时,病毒才有机会肆虐。所以,抵御疾病的方法是提高整个身体的机能;一旦疾病维身,战胜它的方法就是帮助体内早已存在的这些天然的抵抗组织。同样,一个人生活中的失败几乎都源于人格的缺陷、身体、精神、性格、意志力或者性情方面的不足。因此,克服这些缺陷的唯一办法就是从内部完善自身。通过自身的完善,就会克服导致失败的缺陷。只有通过自身的这些努力,才能真正地帮助自己不断前进。我们都希望生命的祝福能够尽可能惠及每个人。人们会制定出许多粗陋的方案,其中一些完全忽视了人性的本质,如果这些方案得以实施,可能会把我们的整个文明拖入无望的苦难中。我认为,人们经济地位存在差异的主要原因在于人性的差异。我们只有更广泛地帮助那些品质高尚的人形成强大的人格,オ能更广泛地分配财富。正常情况下个身体健康、思维敏捷、品质良好、意志力坚强的人不会生活窘困,物质匮乏。如果不通过自身的努力,一个人就永远不可能拥有这些品质就像我说的,别人能够为他的最多的事情就是帮助他自助。我们必须永远记住,用在帮助入类进步的钱多少也不算多。因此,让所有支出都尽可能发挥最大的价值,是一件多重要的事情啊!坦率地讲,本着减少浪费、资源优化的原则,我赞同企业以恰当和公平的方式合并与合作;浪费意味着实力的削弱。我真诚地希望并完全相信这一原则不但适用于商界,最终也适用于赠予的艺术。合并与合作不仅仅能应对企业更加复杂的形势,适应企业发展的趋势,同时对那些致力于为大多数人谋福利的人来说,也是一种有吸引力的、最有效的方式。
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。
百科中对科学方法的表述为:科学方法是人们在认识和改造世界中遵循或运用的、符合科学一般原则的各种途径和手段,包括在理论研究、应用研究、开发推广等科学活动过程中采用的思路、程序、规则、技巧和模式。在心理学中,主要是指利用科学思维从事科学研究,从而得出所研究对象的本质和规律。基本上所有科学家采用的都是相同的步骤,无论他们从事的是心理学、生物学、物理学还是其他科学事业。因此,使这些领域具有科学性的是“方法”,研究的是什么主题并不重要。一、提出假设科学方法首先需要一个具体的,可检验的观点或预测,这被称为假设(hypothesis),它通常只代表一个更全面、更宏大的解释的一部分。假设必须是可以被检验的,也就是说,假设必须用可以被证明是正确或错误的方式表达出来。但是要注意一点,如果我们只是做出价值判断,那么这条假设是无法检验的。科学的目标不是做出价值判断,也无法回答不能进行实证检验的问题。比如说,生命的意义是什么?人有没有权利选择自我终结?尽管科学有助于我们理解这类问题,但最终要常逻、信仰、立法、共识或其他科学方法以外的方法来找到答案。提出假设后,接下来,必须知道如何检验假设。这意味着用具体的术语定义研究中的所有方面,这些术语被称为操作性定义(operational definition)。操作性定义,又称操作定义,是根据可观察、可测量、可操作的特征来界定变量含义的方法。即从具体的行为、特征、指标上对变量的操作进行描述,将抽象的概念转换成可观测、可检验的项目。从本质上说,下操作性定义就是详细描述研究变量的操作程序和测量指标。大家可以想一想孟德尔豌豆杂交实验中的操作性定义有哪些?豌豆?豌豆花?豆荚?还是其他什么?有了假设和操作性定义后,我们便可以采取科学研究的第一步了,接下来我们要检验假设。这时候,我们就可以看到占星术、算命、星座值了的伪科学最大的缺陷就在于它们从来不用科学步骤检验自己。二、收集客观数据这一步是我们开始实证研究的地方。从字面上看,“实证”意味着基于经验,这与主观论断或者不负责任的推测截然不同,但是,我们要清楚,绝对不能把某个人的经验归为“实证”,无论一个人的经验多么具有说服力,它依然只是轶事或证词,需要在科学研究的受控条件下接受检验。三、分析结果,接受或拒绝假设在我们收集了足够的数据之后,下一步既采用某种数学公式或统计公式分析方法去深入分析这些数据(当然现今已有各种各样的分析工具,傻瓜式操作,不过如果想要深入了解,还需要进一步去休息统计的相关课程,如果只是想要简单知道怎么回事,百度一下,并不困难)。如果经过严格分析,数据足以证实我们的假设,那么我们便可以直布假设得到了证实;如果不是这样,我们会拒绝这个假设。无论是哪种结果,我们都获得了一定的知识,起码知道对,或者不对。四、发表、评论和重复验证结果科学方法的最后一步是在专业期刊上发表论文,或者在专家会议上作报告,偶尔也会把研究内容写成书,让科学界对它进行仔细地检查和评论,然后等待评论者的回应。简单来说就是是骡子是马牵出来溜溜,同行觉得这项研究有趣且重要,或者说侵犯了人家的领域,尤其是如果它对其他研究或对一条广泛被认可的理论提出了挑战,那么同行们会寻找研究设计中的瑕疵,或者他们会自己重新做一遍,看是否能得到相同的结果,即重复验证(replicate)实验,当然了,当假设通过所有障碍后,才会有相关的论文发表出来,被广泛接受。有趣的一点事,所有的科学发现都是暂时的,永远不缺突破性的新发展,甚至可能会被全盘否决,被更好的、更完备的、更先进的、更严密的知识所替代。尽管现在的科学方法并不是一种完善的体系,但它是迄今为止检验有关自然界的各种观点的最好方法。