研究科学

人类的文明历史已经有5000多年，这漫长的时间内出现过各种各样的文明，比如古埃及文明、玛雅文明等等，只不过这些古老的文明并没有得到很好的延续，全都因为灾难的到来，从地球上消失了，他们消失过后只留下了一小部分历史痕迹，科学家研究这些历史痕迹的过程中有重大发现。神存在吗？无论是我国神话传说，还是国外的历史古籍中，流传着关于史前文明的神话，我国同样是四大文明古国之一，有着5000年的历史，关于我国的神话传说自然而然少不了。古代人的眼中，他们坚信神是存在的，是神创造了世界，如果没有神仙及时出现，那么人类不会从地球上出现，随后又出现了女娲造人等等一些神话传说，实际上这全都是由于古代人留下的神话传说，他们只需要要寻求一个心理问题罢了。虽然民间常常提到神仙，可是在科学界里并没有承认鬼神了，他们坚信在这个地球上谁最根本是不存在。我们翻阅百万年的科学，历史上竟然发现了有三位科学家承认了神是存在的，比如牛顿、爱因斯坦和霍金，他们承认了神是存在的，那么这三位科学家又发现了什么呢？科学家研究神学牛顿作为提出万有引力的一位科学家，他提出的这一条理论刷新了众人对地球的看法，可是牛顿的后半生并没有立志研究万有引力，而是开始了研究炼金术，这让很多人不解，为什么一位如此伟大的科学家会选择研究神学呢？所有人都在是以牛顿一定是发现了某种秘密。爱因斯坦作为近代伟大科学家，他的出现给人类指明了方向，同时提出了相对论，让大家对宇宙有了一个新概念，他曾经说过上帝不会投掷色子，这句话似乎在告诉我们世间万物都井然有序，全都是被后期安排好的，至于是谁安排了这一切，只能用上帝来解释了。最后一个信奉神明的莫过霍金，他同时是一位伟大的科学家，虽然他在二十几岁患上了渐冻症，可是他一直没有放弃对宇宙的研究，同时他特别认同爱因斯坦的理论，他认为宇宙中的所有一切过于规律和总结，自从宇宙大爆炸理论被提出之后，我们仍然无法解释宇宙在诞生之前的空间是怎样，终于随着人类科学进，步对宇宙的认知能力越来越强，伴随而来的却是更多疑惑，让所有科学家们感到质疑。宇宙过于规整宇宙的出现实在是过于规律了，比如宇宙的诞生、恒星的出现，生命的演化等等，更像是被后期给调制而成，如果说宇宙是因为一场大爆炸诞生的，那么在此之前宇宙又是什么样呢？让我们不得不思考一下。不仅仅是宇宙中的事情，科学家们发现宇宙无时无刻向外扩张，那么在宇宙之外还隐藏着什么秘密呢？难道是传说中的上帝，控制着宇宙的变化吗？难以想象上帝的能量竟然是如此强大，可以随意控制宇宙中发生的事情，莫非宇宙真的是被神创造出来的呢？实际上宇宙的一切过于虚假，所以才让这三位科学家提出了自己的质疑，不得不说这三位科学家们在科学界内有很大成就，或许在后期研究神学是因为在科学领域方面已经没有任何问题限制他们三个，宇宙之外很有可能存在着其他空间，其它空间之外的力量有可能是神控制一切的发生。每一个人都有属于自己的宗教信仰，科学家们他们会信奉神，希望有一天能成功解开这一问题。

地球的地形千奇百怪。它们是都大自然的杰作。同时，它们也向人类揭示了自然界的各种秘密。因此，这些神奇的地方成了科学家科研的“圣地”。东太平洋北纬9度海底的热液喷口一直是科学家们感兴趣的，特别是那些位于北纬9度的“东太平洋海脊”上的热液喷口。像大多数热液喷口一样，这些喷口还将向海洋喷射富含矿物质的温水，吸引成千上万的外来生物。早在1991年和1995年，火山口附近的水下火山爆发为科学家们提供了一个，观察生物在经历这种破坏后如何还能“定居”在喷口区域的科研机会。阿根廷莫雷诺冰川随着地球的持续变暖，地球上大部分冰川正在融化，但阿根廷巴塔哥尼亚高原的莫雷诺冰川却不在其中它并没有融化。自1990年以来，研究人员每年都来这里测量冰盖的损失、移动、厚度以及冰盖下冰湖的深度。为了莫雷诺冰川的稳定性，科学家们提出了一个几何假设，即冰川周围陆地和湖底的物理性质可以阻止冰流融化冰川。美国切萨皮克湾农业径流、海平面上升、侵蚀和污染引起的问题都聚集在马里兰州的这片浅水区，科学家们来到切萨皮克湾研究这些影响。该地区面临的最严重问题是，富含氮磷的农业径流导致水域藻类过度生长，消耗水中大量氧气，从而杀死螃蟹、牡蛎等动物，从而改变沼泽生态系统。智利阿塔卡马沙漠智利北部的阿塔卡马沙漠拥有南半球最清澈的天空。它已成为天文学家借助强大的望远镜进行观测的理想场所。巴拉那望远镜直径8米，可以识别月球上的山峰。在阿塔卡马沙漠的另一个地区，正在建造世界上最先进的射电望远镜阿塔卡马大型毫米波天线阵列。美国中部平原若干年前，来自世界各地的100多名科学家“聚集”在美国中部平原，开始追逐龙卷风。与此同时，他们使用了10部移动雷达和25辆气象车来了解龙卷风是如何形成的，以及如何更准确地预测龙卷风。这个被称为“漩涡2号”的研究项目是研究计划的延续和扩展。当时，科学家成功捕捉到一场龙卷风，并获得了史上最详细的龙卷风数据。哥斯达黎加的拉塞尔瓦研究站这是世界上最重要的热带雨林研究站之一。因为24000英亩的原始雨林是私有的，科学家可以不间断地研究一系列不可思议的动植物。据统计，La Serva（拉塞尔瓦）生物研究站每年有240多篇生态系统、土壤科学和森林科学方面的研究论文被写出。婆罗洲岛的丹浓谷保护区这片低地森林是树种生物多样性研究人员的天堂。在这个地区，一片750亩的林地最多能种300种树木。但是为什么在正常情况下没有一个树种可以战胜其他树种，消灭其他树种的现象呢？科学家试图找出原因。加勒比海苏弗里耶尔火山苏弗里尔火山位于加勒比海的蒙特塞拉特岛，是世界上监测最严密的火山之一。在告别了长期休眠后，它于1995年爆发过一次，此后一直活跃。在火山周围的永久观测站的帮助下，研究人员监测了地震活动、隆起和二氧化硫。来自世界各地的地球动力学研究人员也聚集在岛上从而研究这个神奇的火山。格陵兰西北地区找到地球早期气候记录的方法不多。其中之一就是钻探地球上最深的冰盖。格陵兰是展开钻探冰的理想地方。现有的格陵兰冰核缺乏关键数据，这是上一次间冰期的记录，那是大约11.5万年前。EM间冰期的气候还是很温暖的，这与今天非常相似，这一时期冰中所含的气体对于理解当前的气候变化非常重要。自2007年以来，科学家们一直在格陵兰岛西北部的两个地区钻探冰芯。南极根据1959年签署的《南极公约》，南极大陆已成为科学保护区。在南极洲近70个研究站和数十个临时营地，科学家们不断收集气象数据，钻探深冰样本，研究生物。上图是帕尔默研究站，研究人员在那里研究南极海洋生态系统。

光合作用是地球上最重要的化学反应，是规模最大的太阳能转换过程。光合生物通过把太阳光能转变成化学能，固定二氧化碳为有机物，同时释放出氧，为地球上绝大多数生命提供食物和氧气。光合生物是自然界最高效的太阳能固定“机器”，平均每年通过光合生物的光合作用所同化的太阳能约为人类所需能量的10倍。光合作用不仅驱动着我们地球的环境变化、推动着高级生命的起源和进化，也使得人类文明的诞生和发展成为可能。光合作用反应中心如何工作？如何起源进化？我们人类能否利用自然界的光合作用机制来提高太阳能利用效率？科学家们一直在积极对光合作用机理开展广泛的研究，寻找这些问题的答案可以帮助我们解决粮食、能源和环境问题。近日，浙江大学医学院、良渚实验室联合中国科学院植物研究所在全球率先解析了一种古老的光合细菌——绿硫细菌的光合反应中心空间结构。该研究刷新了人类对古老光合生物的光合作用机理的认知，对于理解光合作用反应中心的“认祖归宗”(即进化生物学研究)具有重要的启示意义。这一研究于北京时间2020年11月20日，刊登在国际顶级杂志《科学》，论文第一作者为浙江大学医学院附属邵逸夫医院/浙江大学冷冻电镜中心博士后陈景华，通讯作者为浙江大学医学院附属邵逸夫医院/浙江大学冷冻电镜中心、良渚实验室张兴教授和中国科学院植物研究所匡廷云院士、沈建仁研究员。01 追本溯源 刨根问底反应中心是光合作用过程中实现光能-电能转化的核心结构，主要由光合膜上的色素蛋白复合体构成。根据不同反应中心的结构特点，一般将其分为以铁硫簇为末端电子受体的I型(type-I)反应中心和以醌为末端电子受体的II型(type-II)反应中心。在产氧光合生物例如蓝细菌和绿色植物中，这两类反应中心分别进化为两个不同分工的光系统，即光系统I和光系统II。其中，光系统II负责将水裂解后制造氧气；光系统I吸收太阳能，转变成化学能，固定二氧化碳，制造食物。早期地球不含氧气，是产氧光合作用把早期地球大气改造成有氧环境，对高等生物的出现和进化具有及其重要的作用。光反应过程复杂，反应中心蛋白的空间结构也极其复杂，因此在地球几十亿年的历史中只进化产生过一次，现在地球上的所有光反应中心蛋白都是从同一个祖先蛋白进化而来。追本溯源，科学家希望能够研究了解在早期地球环境下，古老的光合反应中心是什么样的空间结构，和现在高等植物的光合反应中心有何不同？早期的光合生物是怎么转化太阳能，同时又是如何一步步进化、提高能量转化效率的。然而沧海桑田，如今的地球与几十亿年前的环境已经有了天壤之别。如何找到合适的研究对象成为了首要问题。科学家们看中了光合细菌。这是一种35亿年前就在地球上出现的古老的原核生物体，它们或许保留着原始的光合作用系统。在经历漫长的生物进化和多次对生物界具有毁灭性的气候大灾变后，这些古老的生物依然顽强地活着。绿硫细菌是光合细菌大家庭中的一员，这类细菌能够从硫化氢、胶体状硫黄和硫代硫酸盐等物质获得电子而进行厌氧的光合作用。它们生活在例如印度尼西亚的Matano湖和黑海约110-120米的深水中，在那里，光照变得极其微弱，每个细菌一天也就能够捕获少量的光子。更有甚者，在墨西哥海岸附近发现有一种绿硫细菌，生活在水深2500米太平洋中的海底黑烟囱周围。在这么深的海底，阳光已无法企及，它们只能依靠热洋流的微弱热辐射而生存。那么，是什么让绿硫细菌在光照如此微弱的环境下仍能够进行光合作用呢？绿硫细菌的光合作用系统在结构上和其他细菌又有哪些差别呢？令人感到遗憾的是，尽管绿硫细菌已被发现数十年了，科学家们对它内部的光合作用系统的详细构造仍然了解甚少。这也使得它成为七大门类光合细菌中唯一一类反应中心空间结构没有被解析的光合细菌。02 反应中心 内有乾坤为何之前的科学家始终没有看清绿硫细菌反应中心原子结构层面的“乾坤奥秘”呢？首要原因在于绿硫细菌反应中心的样品制备极其困难。这是因为绿硫细菌作为一种厌氧菌对周围环境要求非常苛刻，反应中心复合体在有氧条件下极不稳定，低浓度的氧气就容易导致其变性。另一个原因是早期对于生物大分子结构的解析主要借助X射线晶体学，这种方法需要较多的样品且对样品的纯度和均一度都有很高的要求。双重因素下解析绿硫细菌反应中心的结构变得困难重重。浙大科研团队通过冷冻电镜技术，很好地解决了这一难题。他们优化了样品制备的各环节，获得了足够的蛋白样品，收集了近万张样品颗粒的电子显微镜成像图片，最终在世界上首次解析了绿硫细菌反应中心的结构，分辨率高达2.7埃，在该分辨率下，古老绿硫细菌反应中心的庐山真面目被首次揭开。绿硫细菌光合作用系统及内周捕光天线-反应中心复合体结构模型 科研团队发现，绿硫细菌的光合作用首先是通过一个巨大的外周捕光天线捕获光能分子，再通过一些内周捕光天线向位于细胞膜的反应中心传递，这些收集和不断向内传递的能量能够激发反应中心内部的两个特殊的叶绿素分子，促进其产生电荷的分离。在这个过程中，光能就会转变成了电能（电子），之后，这些电子会通过下游的一系列载体继续传递并最终传递给一个末端的电子受体，产生还原力，将二氧化碳等无机物转变成有机物。“之前科学家们推测绿硫细菌的反应中心是类似于绿色植物中的光系统I的。但我们从结构上‘看到’虽然它与光系统I有相似的地方，比如它们的蛋白结构比较像，但也有明显区别，绿硫细菌反应中心的色素数量比光系统I的要明显减少，而且色素的空间排布也不一样。”张兴介绍说，有意思的是，他们发现绿硫细菌的反应中心色素排列跟光系统II非常相似。“这兼具两种光系统结构特点的‘混沌状态’暗示绿硫细菌的反应中心可能代表了进化早期的光合生物反应中心的古老特征。”绿硫细菌反应中心与其他光合反应中心的色素排列比较(垂直于细胞膜平面视角) 从细胞膜平面的角度看，绿硫细菌反应中心的色素分子分为上下两层，两层叶绿素之间有一条“过道”。张兴说，在目前已经解析的反应中心结构中，“过道”里有一种作为桥梁的分子，可以把上层的能量传到下层，但是绿硫菌没有这个桥梁分子，上层与下层的能量就像“隔空抛物”一样传递。绿硫细菌反应中心与其他光合反应中心的色素排列比较(平行于细胞膜平面视角) “这也进一步验证了绿硫细菌反应中心，能量的传递效率比其他光合细菌的反应中心低很多。”陈景华介绍，效率低的另一个原因是，他们从结构中发现，绿硫细菌的内周捕光天线与反应中心的色素分子之间间隔距离较远，导致能量传递困难。03 解析结构 认祖归宗根据生物进化优胜劣汰的原理反推，越是进化完善的，越是“后生”的，越是不完善的，越是古老的。“地球上所有现存的光合作用反应中心都起源于相同的‘祖先’（一类原始的反应中心蛋白），并由该蛋白不断进化而形成现有的各种各样的反应中心。”张兴说，在高等植物中存在两种不同的光反应系统(光系统I和光系统II)，且各自是由不一样的中心蛋白构成，科学界的普遍共识是，地球上最早的反应中心是由两个相同的蛋白构成的同源二聚体，在进化的过程中两个中心蛋白慢慢发生变化，从两个一样的蛋白变成了两个不一样的异源二聚体蛋白，“而此次解析到的绿硫细菌反应中心正是这样由两个相同的蛋白构成的同源二聚体。”张兴课题组的研究证明，绿硫细菌反应中心是目前唯一发现具有两类反应中心结构特征的分子，填补了人类对光反应中心结构认知的空白。论文评审专家表示：“这项研究对于揭示30亿年前地球原始光合生物如何进行光合作用具有重要的启示，对于理解光合作用反应中心的进化极其重要。”了解了反应中心的结构特征之后，课题组下一步研究将努力获取更多的支撑数据。未来有望通过人工模拟光合作用机制、仿生设计光敏器件；改造植物光反应系统、提高太阳能利用率，从而提高农作物产量，缓解日益突出的粮食和能源问题。（原标题《成果登《科学》！浙大学者解析古老绿硫细菌光合作用反应中心原子结构》。编辑 樊成友）【来源：浙江融媒体】声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。 邮箱地址：newmedia@xxcb.cn

【对科学本身研究的基础】对科学本身的研究也需要基础，也需要有一定的条件，没有这些条件，即使是有专门的研究也得不出结果。这一栏目是对这一问题的叙述。这是基本研究，也是对科学本身研究的一个前提。按逻辑，只有在明白什么是世界以后，才能确定科学的基点，才能形成科学的研究，由此才能形成科学本身的理论和概括。科学是对世界的研究，所以，在对科学研究以前，首先就应当有对世界概念的研究，当人明白了“世界”以后，就等于找到了科学研究的基点。世界是一个人的世界这是一个最基本的理论，也是对世界的定义。现在人对世界有很多划分，有宏观世界、微观世界；精神世界、物质世界；动物世界、植物世界等，另还有地球和宇宙，但是一直没有找到问题的关键。世界究竟是什么？怎么才能对世界做出概括？如何才能将一切连接在一起，然后形成系统思维？对此，人必须给一个确定，由此可确定科学研究的基点。银河系一条消息，《科学家估算出银河系质量约为1.5万亿太阳质量》，如果将以上视为是世界的话，只能将人的思想带入宇宙。以上与地中心、日中心学说一样，会使科学局限在这一类研究。当然，现在的人早已不是这样，但是以此，对人的思想还是会形成限制。有人才有世界对世界首先应该是一种整体研究。前面我们已经确认行为科学、系统科学、管理科学和科学学是科学研究的基础学科，确认人性是科学的最基础内容，以对人的研究，所有的一切都是从思想开始的，没有人，没有思想，还有谁来研究和讨论这个世界？由此确定世界是一个人的世界。一切都是从思想开始的，由此确定世界是一个人的世界，有人才有“世界”，没有人还有谁来研究和讨论这个世界？由以上确定了世界的性质，抓住了问题研究的关键和核心，然后以此对科学再做研究，找到了科学的基点。对世界的定义：世界是一个“人的世界”。请注意，以上的研究不是一个简单的线性关系，看似简单，却经历过一个复杂的过程。由人性的研究，形成了一个对世界的懵懂意识，回过头结合社会对世界再做研究，确认人性、事理是整个科学和社会的研究基础，以此对人性、事理再做研究，使行为科学、系统科学、管理科学和科学学等获长足的进展，然后根据以上对世界做反复的研究，发现所有的链接首先都需要有思想，而且所有的思想都是为了人——为了人的需要，由此确认了以上的理论。对所有一切的研究、认识和链接，首先都需要有思想，而且所有的研究都是为了人——为了人的需要，由此确认了以上的理论。使思想变得开阔对科学本身的研究是一个渐进过程，从懵懂、模糊，到逐渐清晰，对科学的认识中间有许多研究，历经很多循环。以行为科学、系统科学、管理科学和科学学互为基础，互为介质对整个科学和世界进行研究，由此形成不断的认识，然后对世界的概念作专门研究，才形成了对世界的以上定义。不能凭借想象，必须通过科学，像这样看似简单的问题，却经历了这样的一个过程，也唯有此，才有可能使人的思想做到清晰、条理。当我们对世界做出定义以后，一下子使思想变得开阔和明朗起来。世界是一个人的世界，由此将人和人的思想与所有的一切连接在了一起，由此可以使人形成一个自觉与主动，使人能够遵照科学的法则对所有的一切进行研究，也由此才有可能形成系统，使所有的研究都进入科学。世界是一个人的世界，由此将人和人的思想与所有的一切连接在了一起。也唯有根据以上，才有可能使人对所有的相关一切进行研究，也由此才有可能形成系统的思维。也唯有此，才能使所有研究都进入科学。

新华社北京9月15日电题：面向未来做研究——聚焦2020未来科学大奖获奖科研成果新华社记者温竞华、萧海川日前，备受业界关注的2020未来科学大奖揭晓，其中哈尔滨医科大学第一附属医院教授张亭栋、上海交通大学教授王振义院士获“生命科学奖”，山东大学教授彭实戈院士获“数学与计算机科学奖”。因发现三氧化二砷和全反式维甲酸对急性早幼粒细胞白血病的治疗作用，张亭栋和王振义共同获得了2020未来科学大奖的“生命科学奖”。急性早幼粒细胞白血病（APL）曾经是最凶险和致命的白血病之一，化疗曾经是国际上的主流治疗方法，患者的5年存活率只有10％到15％。而近30年来，由于张亭栋和王振义的研究，APL治愈率已达到90%。上世纪70到80年代，王振义首创用诱导分化理论让癌细胞分化为正常细胞的方法，并最终发现全反式维甲酸可以在体外将急性早幼粒细胞白血病细胞诱导分化为正常细胞。几乎在同一时期，上世纪70年代初，张亭栋开启了他使用砒霜（三氧化二砷）治疗白血病的研究。那时，黑龙江省林甸县一个卫生院采用砒霜、轻粉、蟾酥几味剧毒中药配置的药物医治癌症，因效果好引得不少患者前往求治。这引起了时任黑龙江省中西医结合学会理事长、哈医大一院中医科主任张亭栋的注意。作为中西医结合的血液病医生，张亭栋很想在“血癌”上打开缺口，便开始对这一民间中医药方进行探索研究。在经过多次试验论证后，他和同事首次明确三氧化二砷可以治疗APL。在此基础上，王振义等人在上世纪90年代又创造性地提出“全反式维甲酸联合三氧化二砷”的治疗方法，使急性早幼粒细胞白血病的5年生存率从10%提高到95%。张亭栋和王振义的工作在国际上得到了验证和推广，三氧化二砷和全反式维甲酸成为当今全球治疗APL的标准药物，拯救了众多患者的生命。今年的“数学与计算机科学奖”授予山东大学教授彭实戈院士，则是为表彰他在倒向随机微分方程理论、非线性Feynman-Kac公式和非线性数学期望理论中的开创性贡献。三个令人“望而生畏”的研究项目，在金融数学学科领域却有着相当厚重的分量，成为学科的理论基础。它们在金融领域的应用和作用，引领了金融风险控制的潮流。彭实戈也被视作中国金融数学的开拓者。在彭实戈看来，许多科学研究都是立足现在、向未来演化，那么为什么不可以从未来开始、向现在演化呢？他顺着这一思路，在随机控制研究领域形成了倒向随机微分方程理论。开拓金融数学，则源于1992年法国同行的一句提醒。经过查证比较，倒向随机微分方程确实与金融领域关系密切，在量化投资、有价证券、金融衍生品等方面大有可为。而后彭实戈在金融数学和经济学的相关领域获得重要应用，为我国进一步开放和规范金融市场提供了理论和技术支持。如今，彭实戈依然在金融数学领域孜孜以求。他希望自己的理论能为所有的投资者提供风险保护，但在实践中却总会发现新的问题、新的变量需要纳入计算。“一支智能手表，收集再多心跳数据，也无法预测下一秒的心跳情况。”彭实戈说，非线性数学期望理论，就是希望帮助人们在大数据时代，从不确定性中寻找确定性。“科学进展本身就带有很强的不确定性。科学的未来，就在于人们保持对科学的向往。这本身就会推动科学的发展，也是设置未来科学大奖的初衷。”彭实戈说。（完）

对于科研工作者来说，在刚刚踏上自己的科学研究之路时，一定是对未来充满了美好的憧憬，也同时有一点点恐慌和不安，因为你们无法预测未来的科学研究是否会一帆风顺。以下是施一公教授基于自己的切身经历所提出的对学术品味、学术道德、学术道路的一些看法。一、做一个优秀的研究生，时间的付出是必须的所有成功的科学家有一个共同的特点，那就是他们必须付出大量的时间和心血。实际上，一个人无论从事哪一种职业，要想成为本行业中的佼佼者，都必须付出比常人多的时间和心力。有时，个别优秀科学家在回答学生或媒体的问题时，轻描淡写地说自己的成功凭借的是运气，不是苦干。这种客气的回答避重就轻，只是强调成功过程中的一个偶然因素，常常对年轻学生造成很大的误导；一些幼稚的学生甚至会因此开始投机取巧、不全力进取而是等待所谓的运气。说极端一点：如果真有这样主要凭运气而非时间付出取得成功的科学家，那么他的成功很可能是攫取别人的成果，而自己十有八九不具备真正在领域内领先的学术水平。神经生物学家蒲慕明先生在多个神经科学领域做出了重要贡献。十几年前，身处加州大学伯克利分校的蒲先生曾经有一封电子邮件在网上广为流传，这封邮件是蒲先生写给自己实验室所有博士生和博士后的，其中的一段翻译过来是这样说的：“我认为最重要的事情就是在实验室里的工作时间，当今一个成功的年轻科学家平均每周要有60小时左右的时间投入到实验室的研究工作......我建议每个人每天至少有6小时的紧张实验操作和两小时以上的与科研直接有关的阅读等。文献和书籍的阅读应该在这些工作时间之外进行。”这封邮件写得语重心长，用心良苦。其中的观点我完全赞同，无论是在普林斯顿还是在清华大学我都把这封邮件的内容转告实验室的所有学生，让他们体会。我从小就特别贪玩，不喜欢学习。但来自学校和父母的教育与压力迫使自己尽量刻苦读书，保送进了清华。尝到了甜头以后，我在大学阶段机械地保持了刻苦的传统，综合成绩全班第一、提前一年毕业。当然，这种应试和灌输教育的结果就是我很少真正独立思考、对专业也提不起兴趣。大学毕业后我去美国留学。博士一年级，因为对科研和专业没有兴趣，我内心浮躁而迷茫，无法继续刻苦，而是花了很多时间在中餐馆打工、选修计算机课程。第二年，我开始逐渐适应科研的“枯燥”，对科学研究有了一点儿兴趣，并开始有了一点儿自己的体会，有时领会了一些精妙之处后会得意地产生“原来不过如此”的想法，逐渐对自己的科研能力有了一点儿自信。这时，博士学位要求的课程已经全部修完，我每周五天从上午9点做实验到晚上7、8点，周末也会去半天。到了第三年，我已经开始领会到科研的逻辑和奥妙，有点儿跃跃欲试的感觉，在组会上常常提问，而这种“入门”的感觉又让我对研究增加了更多兴趣，晚上常常干到11点多。1993年我曾经在自己的实验记录本的日期旁标注“这是我连续第21天在实验室工作。”，以激励自己。到第四年以后，我完全适应了实验室的科研环境，再也不会感到枯燥，时间安排则完全服从实验的需要。其实，这段时期的工作时间远多于刚刚进实验室的时候，但感觉上好多了。研究生阶段后期，我的刻苦在实验室是出了名的。在纽约做博士后时期则是我这辈子最刻苦的两年，每天晚上做实验到半夜三点左右，回到住处躺下来睡觉时常常已是四点以后；但每天早晨八点都会被窗外街道上的汽车喧闹声吵醒，九点左右又回到实验室开始了新的一天。每天三餐都在实验室，分别在上午9点、下午3点和晚上9点。这样的生活节奏持续11天，从周一到第二周的周五，周五晚上乘坐灰狗长途汽车回到巴尔地摩的家里，周末两天每天睡上近十个小时，弥补过去11天严重缺失的睡眠。周一早晨再开始下一个11天的奋斗。虽然很苦，但我心里很骄傲，我知道自己在用行动打造未来、在创业。有时我也会在日记里鼓励自己。我住在纽约市曼哈顿区65街与第一大道路口附近，离纽约著名的中心公园很近，那里也常常有文化娱乐活动，但在纽约工作整整两年，我从未迈进中心公园一步。我常常把自己的这段经历告诉我实验室的学生，新生常常问我：“老师，您觉得自己苦吗？”我回答，“只有自己没有兴趣的时候觉得很苦。有兴趣以后一点也不觉得苦。” 是啊，一个精彩的实验带给我的享受比看一部美国大片强多了。现在回想起当时的刻苦，感觉仍很骄傲、很振奋！我在博士生和博士后阶段那七年半的努力进取，为我独立科研生涯的成功奠定了坚实基础。二、做一个优秀的研究生，必须具备批判性的思维要想在科学研究上取得突破和成功，只有时间的付出和刻苦，是不够的。批判性分析（critical analysis）是必须具备的一种素质。 研究生与本科生最大的区别是：本科生以学习人类长期以来积累的知识为主、兼顾科学研究和技能训练；而博士生的本质是通过科学研究来发掘创造新的知识，而探索新知识必须依靠批判性的思维逻辑。其实，整个大学和研究生阶段教育的很重要一部分就是培养critical analysis的能力，养成能够进行创新科研的方法论。这里的例子非常多，覆盖的范围也非常广，在此举几个让我难忘的例子。1.正确分析负面结果（negative results）是成功的关键作为一名博士生，如果每一个实验都很顺利、能得到预期的结果，除个别研究领域外，可能一般只需要6至24个月就可以获得博士学位所需要的所有结果了。然而，在美国，生命学科的一个博士研究生，平均需要6年左右的时间才能得到PhD学位。这一分析说明：绝大多数实验结果会与预料不符，或者是负面结果。很多低年级的博士生一看到负面结果就很沮丧，甚至不愿意仔细分析原因。 其实，对负面结果的分析是养成批判性思维的最直接途径之一；只要有合适的对照实验、判断无误的负面实验结果往往是通往成功的必经之路。一般来说，任何一个探索型研究课题的每一步进展都有几种、甚至十几种可能的途径，取得进展的过程就是排除不正确、找到正确方向的过程，很多情况下也就是将这几种、甚至十几种可能的途径一一予以尝试、排除，直到找到一条可行之路的过程。在这个过程中，一个可靠的负面结果往往可以让我们信心饱满地放弃目前这一途径；如果运用得当，这种排除法会确保我们最终走上正确的实验途径。 非常遗憾的是，大多数学生的负面实验结果并不可靠，经不起逻辑的推敲！而这一点往往是阻碍科研课题进展的最大阻碍。比如，对照实验没有预期结果，或者缺乏相应的对照实验，或者是在实验结果的分析和判断上产生了失误，从而做出“负面结果”或“不确定”的结论，这种结论对整个课题进展的伤害非常大，常常让学生在今后的实验中不知所措、苦恼不堪。因此，我告诫并鼓励我所有的学生：只要你不断取得可靠的负面结果，你的课题很快就会走上正路；而在不断分析负面结果的过程中所掌握的强大的批判性分析能力也会使你很快成熟，逐渐成长为一名优秀的科学家。 我对一帆风顺、很少取得负面结果的学生总是很担心，因为他们没有真正经历过科研上批判性思维的训练。在我的实验室，偶尔会有这样的学生只用很短的时间（两年以内，有时甚至一年）就完成了博士论文所需要的结果；对这些学生，我一定会让他们继续承担一个富有挑战性的新课题，让他们经受负面结果的磨练。没有这些磨练，他们不仅很难真正具备批判性思维的能力，将来也很难成为可以独立领导一个实验室的优秀科学家。2.耗费大量时间的完美主义阻碍创新进取Nikola Pavletich是我的博士后导师，对我影响非常大，他做出了一系列里程碑式的研究工作，享誉世界结构生物学界，31岁时即升任正教授。1996年4月，我刚到Nikola实验室不久，纯化一个表达量相当高的蛋白Smad4，两天下来，蛋白虽然纯化了，但结果很不理想：得到的产量可能只有预期的20%左右。见到Nikola，我不好意思地说：“产率很低，我计划继续优化蛋白的纯化方法，提高产率。”他反问我：“你为什么想提高产率？已有的蛋白不够你做初步的结晶实验吗？”我回敬道：“我虽然已有足够的蛋白做结晶筛选，但我需要优化产率以得到更多的蛋白。”他毫不客气地打断我：“不对。产率够高了，你的时间比产率重要。请尽快开始结晶。”实践证明了Nikola建议的价值。我用仅有的几毫克蛋白进行结晶实验，很快意识到这个蛋白的溶液生化性质并不理想，不适合结晶。我通过遗传工程除去其N端较柔性的几十个氨基酸之后，蛋白不仅表达量高、而且生化性质稳定，很快得到了有衍射能力的晶体。 在大刀阔斧进行创新实验的初期阶段，对每一步实验的设计当然要尽量仔细，但一旦按计划开始后对其中间步骤的实验结果不必追求完美，而是应该义无反顾地把实验一步步推到终点，看看可否得到大致与假设相符的总体结果。如果大体上相符，你才应该回过头去仔细改进每一步的实验设计。如果大体不符，而总体实验设计和操作都没有错误，那你的假设很可能是有大问题的。这样一个来自批判性思维的方法论在每一天的实验中都会用到。 过去二十年，我一直告诉实验室所有学生：切忌一味追求完美主义。我把这个方法论推到极限：只要一个实验还能往前走，一定要做到终点，尽量看到每一步的结果，之后需要时再回头看，逐一解决中间遇到的问题。3.科研文献（literature）与学术讲座（seminar） 的取与舍在我的博士生阶段，我的导师Jeremy Berg非常重视相关科研文献的阅读，有每周一次的实验室文献讨论，讨论重要的相关科研进展及研究方法，作为学生我受益匪浅。作为学生，我以为所有的科学家在任何时期都需要博学多读。 刚到Nikola实验室，我试图表现一下自己读文献的功底、也想与Nikola讨论以得到他的真传。1996年春季的一天，我精读了一篇《自然》周刊上发表的文章，午饭前遇到Nikola，向他描述这篇文章的精妙，同时期待着他的评述。Nikola面色尴尬地对我说：“对不起，我还没看过这篇文章”。我想：也许这篇文章太新，他还没有来得及读。过了几天，我精读了一篇几个月前发表于《科学》周刊的文章，又去找Nikola讨论，没想到他又说没看过。几次碰壁之后，我不解地问他：“你知识如此渊博，一定是广泛阅读了大量文献。你为什么没有读我提到的这几篇论文呢？”Nikola看着我说：“我阅读不广泛。”我反问：“如果你不广泛阅读，你的科研怎么会这么好？你怎么能在自己的论文里引用这么多文献？”他的回答让我彻底意外，大意是“我只读与我的研究兴趣有直接关系的论文。并且只有在写论文时我才会大量阅读。” 我做博士后的单位Memorial Sloan-Kettering Cancer Center有一个优秀的系列学术讲座，常常会请来各个生命科学领域的著名科学家来演讲。有一次，一个诺贝尔奖得主来讲，并且点名要与Nikola交谈。在绝大多数人看来，这可是一个不可多得的好机会去接近大人物、取得好印象。Nikola告诉他的秘书：请你替我转达我的歉意，讲座那天我已有安排。我们也为Nikola遗憾。让我万万想不到的是，诺贝尔奖得主讲座的那天，Nikola把自己关在办公室里，早晨来了以后直到傍晚一直没有出门，当然也没有去听讲座。以我们对他的了解，十有八九他是在写paper或者解结构。后来，我意识到，Nikola常常如此。 在我离开Nikola实验室前，我带着始终没有完全解开的谜，问他：如果你不怎么读文献，又不怎么去听讲座，你怎么还能做一个如此出色的科学家？他回答说：（大意）我的时间有限，每天只有10小时左右在实验室，权衡利弊之后，我只能把我的有限时间用在我认为最重要的事情上，如解析结构、分析结构、与学生讨论课题、写文章。如果没有足够的时间，我只能少读文章、少听讲座了。 Nikola的回答表述了一个简单的道理：一个人必须对他做的事情做些取舍，不可能面面俱到。无论是科研文献的阅读还是学术讲座的听取，都是为了借鉴相关经验、更好地服务于自己的科研课题。 在博士生阶段，尤其是前两年，我认为必须花足够的时间去听各相关领域的学术讲座、并进行科研文献的广泛阅读，打好批判性思维的基础；但随着科研课题的深入，对于文献阅读和学术讲座就需要有一定的针对性，也要开始权衡时间的分配了。4.挑战传统思维从我懂事开始，就受到教育：但凡失败都有其隐藏的道理，应该找到失败的原因后再重新开始尝试。直到1996年，我在实验上也遵循这一原则。但在Nikola 的实验室，这一基本原则也受到有理有据的挑战。 有一次，一个比较复杂的实验失败了。我很沮丧，准备花几天时间多做一些对照实验找到问题所在。没想到，Nikola阻止了我，他皱着眉头问我，“告诉我你为什么要搞明白实验为何失败？”我觉得这个问题太没道理，理直气壮地回答：“我得分析明白哪里错了才能保证下一次可以成功。”Nikola马上评论道：（大意）“不需要。你真正要做的是把实验重复一遍，但愿下次可以做成。与其花大把时间搞清楚一个实验为何失败，不如先重复一遍。面对一个失败了的复杂的一次性实验，最好的办法就是认认真真重新做一次。”后来，Nikola又把他的观点升华: （大意）“是否需要找到实验失败的原因是一个哲学决定。找到每一个不完美实验结果原因的传统做法未必是最佳做法”仔细想想，这些话很有道理。并不是所有失败的实验都一定要找到其原因，尤其是生命科学的实验，过程繁琐复杂；大部分失败的实验是由简单的操作错误引起的，比如PCR忘记加某种成分了，可以仔细重新做一遍；这样往往可以解决问题。只有那些关键的、不找到失败原因就无法前行的实验才需要刨根究源。 我选择的这些例子多少有点“极端”，但只有这样才能更好地起到震荡大家思维的作用。其实，在我自己的实验室里，这几个例子早已经给所有学生反复讲过多次了，而且每次讲完之后，我都会告诉大家打破迷信、怀疑成规，而关键的关键是：Follow the logic跟着逻辑走！这句话，我每天在实验室里注定会对不同的学生重复讲上几遍。严密的逻辑是批判性思维的根本。三、科学家往往需要独立人格和一点点脾气对社会人而言，科学研究是个苦差事；对真正的科学家而言，科学研究实在是牵肠挂肚、茶饭不思、情有独钟、妙不可言。靠别人的劝说和宣讲来从事科学研究不太可行，真正自己从心里感兴趣直至着迷、一心一意持之以恒地探奇解惑，才有可能成为一流的科学家，正所谓“不疯魔、不成活”。在这个过程中，独立人格和脾气显得格外重要。所谓独立人格，就是对世界上的事物有自己独立的看法。恰恰是一些有脾气的人不会轻易随波逐流，可以保持自己的独立人格。因为时间关系，这里就不举例了。四、不可触碰的学术道德底线做学问的诚实反映在两方面。首先是有一说一，实事求是，尊重原始实验数据的真实性。在诚实做研究的前提下，对具体实验结果的分析、理解有偏差甚至错误是很常见的，这是科学发展的正常过程。可以说，绝大多数学术论文的分析、结论和讨论都存在不同程度的瑕疵或偏差，这种学术问题的争论往往是科学发展的重要动力之一。越是前沿的科学研究，越容易出现错误理解和错误结论。 比较有名的例子是著名物理学家费米1938年获得诺贝尔奖，获奖的重要原因之一是他发现了第93号元素。实际上，尽管费米在1934年曾报道用中子轰击第92号元素铀可以产生第93号元素，德国的化学家哈恩在1939年1月发表论文，证明产生的元素根本不是93号元素，而是56号元素钡！但这个错误并没有改变费米是杰出的物理学家的事实，也没有影响他继续在学术上的进取。费米很快提出后来用于制造原子弹的链式反应理论并于1941年在芝加哥大学主持建成世界上第一座原子反应堆。 再举一个生命科学领域的例子，Edmond Fischer和Edwin Krebs因为发现蛋白质的磷酸化于1992年获得了诺贝尔生理学或医学奖，但如果仔细阅读他们发表于二十世纪五十年代的几篇关键学术论文，你会发现他们当时对不少具体实验现象的理解和分析与我们现在的理解有一定差距，用今天的标准可以说不完全正确；但瑕不掩瑜，这些文章代表了当时最优秀最有创意的突破。 举这两个例子是希望大家区分error与misconct的区别。比如一个实验由于条件有限，做出了一个结论，后来别人用更高级的实验手段、更丰富的实验数据推翻这个结论，那么第一篇只要详实地报道了当时的实验条件，更重要的是基于这些描述其他实验室都可以重复出其报道的实验结果，就情有可原，无须撤稿。但如果明知实验证据不足，为了支持某个结论而编造实验条件或实验证据，这就是造假了，视为学术不端。 但诚实的学问还有另外一层重要含义：只有自己对具体实验课题做出了相应的贡献(intellectual contribution)后，才应该在相关学术论文中署名。这一点，很多人做不到。大老板强势署名的事情屡见不鲜；更有甚者，利用其学术地位和影响力，使一些年轻学者不得不在文章里挂上自己的名字，有时还以许诺未来的科研基金来换取论文署名。这种做法不仅有失学术道德，更是会严重阻碍创新，对整个学术界风气的长远恶劣影响更甚于一般的造假。五、你不习惯的常识1.我们有限的认知不足以支撑一成不变的真理你们在课堂里学到的所有定律、公理等等，都是前人对自然现象的归纳总结，是现状下最好的归纳总结，可以有效解释这些现象、甚至预测一些还未发现的现象。也许这些定律和公理可以非常接近真理；但是，这些定律和公理仅仅是对现实的近似描述，都不是永恒的真理；随着人类对周围环境和宇宙认识的加深，这些定律和公理都会有失效的时候。这里最有代表性的例子应当是强大的牛顿万有引力定律；它可以解释太阳系行星围绕太阳的公转，但它无法完美解释水星近日点进动的问题，而需要引入爱因斯坦的广义相对论。所以，请同学们牢记：科学研究中没有绝对的真理，只有不断改进的人类对自然的认识！ 2.科学和民主是两个概念科学研究是探寻未知，其结果是科学发现和规律定理；而民主通常是指在决策过程中每个人都有发言权的现象和过程。很遗憾，但也许是很幸运，在科学研究的过程中，从来没有“少数服从多数”这一原则。实际上，在前沿和尖端的科学研究领域，常常是极少数人孤独地探索，做出一些有违常规的意外发现，这些发现也常常被大多数人排斥甚至攻击。但最终，极少数的这些科学探索者的发现还是会被学界和社会所接受。从苏格拉底到布鲁诺、哥白尼，这里的例子不胜枚举。虽然科学真理最初往往被极少数人发现的道理人人知晓，但到了日常科学研究中，在各种噪音中，真正能够全力探索、冷静辨别真伪的又有多少人能真正做到呢？ 其实，真正优秀的科学评价也不是简单的一人一票。我从霍普金斯大学读博士到普林斯顿大学做教授的这18年间，常常看到一个有趣的现象，那就是在一场激烈的学术讨论过程中，初始阶段大多数人坚持的观点逐渐被少数几个人的观点说服，成了实实在在的多数服从少数。这些少数人制胜的法宝就是精准的学术判断力和严密的逻辑。这种现象，在基金评审、科学奖项评审、重大科研课题讨论及评审等等过程中也常常出现。3.科学是高尚的，但科学家未必高尚走上科研的道路，每个人的动力都不同。有人可能是基于兴趣，有人可能是因为成就感，也有人就是把科研当成#科学#了追求名利、甚至仅仅是谋生的手段。所以，大家没有必要盲目崇拜所谓学术权威、盲目崇拜教授专家。 然而，在科学评价中，却是“论迹不论心”。也许以名利为手段的会最终心想事成，做出重大科学成果名利双收；也有清高淡泊醉心学术却因为种种原因一事无成的。这都是实实在在会发生的。但不论每一个个体是以什么目的、什么动力在做科研，科学的本质就是求真，科研的目标是不断拓展人类知识的边界、推动技术进步。而哪怕你的初衷只是把科研当成一份普通的工作、当成谋生的手段，如果你坚持走下去了，我也祝福你能够慢慢从日复一日的重复、无路可走的焦灼，到柳暗花明、灵光乍现的起伏中逐渐体会到从事科研的幸福感、满足感和成就感。真正的科研动力来自于内心的认同！真正的学术道德在完善科研管理体制之外，也有赖于每一个个体对于科研之道的认同而实现的自律。

导读：一个理发师不看造型书，改研究科学了，竟研究出颠覆世界的发明各位点开这篇文章的朋友们，想必都是很高的颜值吧，我们真的是很有缘哦，小编每天都会给大家带来不一样的军事资讯，如果对小编的文章或者其他的什么，有什么一些意见的话欢迎在下方积极评论哦，小编每条都会认真看的。那么本期的内容是：一个理发师不看造型书，改研究科学了，竟研究出颠覆世界的发明那么我们就来看看吧！据说在英国有一个叫克里斯??·沃德的理发师。完全没有任何学术背景，他全凭一时的兴致就开始研究高温材料，并最终获得了成功。他发明的耐热材料被命名为“星光”。如果将包裹有这种“星光”材料的鸡蛋用火焰喷枪在15,000摄氏度的高温下向鸡蛋喷洒，则大约几分钟后，鸡蛋中的蛋黄和蛋清仍会完好无损地流动。不帮人。我为这种新型的耐高温材料叹为观止。理发师如何学习高科技材料？事实证明，所有这些都源于灵感：1985年，曼彻斯特发生了空难。当时，一架客机因油路故障而起火，直接导致40多名乘客死亡。克里斯·沃德（Chris Ward）看到这一消息时，非常感动，因此有了一个主意，他想发明一种防火材料。然后，他开始了在家中厨房的发明之旅。经过大量的努力，努力得到了回报。他真的开发了一种具有非常好的隔热效果的材料-星光。材料“星光”被称为科学技术史上最传奇的发明。它的传奇不仅是因为它的发明家是理发师，而且还因为他得到了许多权威组织的认可，而且许多投资者也开始寻求合作，但最终归因于它的发明家的s强。坚持与失败，至于“星光”的真实公式仍是一个谜。自从发明“星光”材料以来，它已被电视台广泛报道，克里斯·沃德也因此而闻名。他甚至受到了英国国防部的关注。后来，英国国防部派遣了一位专门研究私人发明的专家来寻找克里斯·沃德。他想把这种材料带回去研究，看看这种材料有多少潜力，以及是否可以在其他领域使用。 。克里斯·沃德（Chris Ward）实际上不希望其他人知道“星光”的组成。经过深思熟虑，克里斯·沃德（Chris Ward）允许专家将材料带回去进行研究，但他还提出了无法分析材料的条件。配料方面，两党终于达成协议。专家将“星光”带到英国核武器研究所，以测试“星光”是否能承受核武器的高温。最终测试结果表明，“星光”确实可以承受核武器产生的高温。然后专家将“星光”发送给卡文迪许实验室。经过详细分析，他们发现“星光”的表面具有许多网状结构，并且这种结构确实可以在耐高温性中起作用。在几家大型科研机构的认可之后，克里斯·沃德（Chris Ward）和他的《星光》引起了很多关注。许多大公司都来这里与Chris Ward合作。这甚至包括非常有影响力的机构和公司，例如NASA和波音。但是克里斯·沃德一直有疑问。他担心“星光”技术会泄漏出去，因此他既没有申请专利，也不想与他人合作。唯一可接受的合作方式是让他投资技术并占据51％的股份。权益。但是，克里斯·沃德（Chris Ward）的情况对于那些机构和企业来说太严酷了，这等于冒了一切风险而对“星光”一无所知。因此，有人认为克里斯·沃德是个骗子。当然，很难说说谎者是否是说谎者，但是实际情况是直到克里斯·沃德（Chris Ward）在2011年去世之前，他和他的“星光”一直未能与公司或机构达成合作，克里斯·沃德（Chris Ward）没有透露。 “星光”公式。至此，一项可能颠覆世界的发明被埋葬了。感谢各位看完这篇文章，今天的分享就到这里了，喜欢小编的文章的话，请记得给小编点个赞哦，小编收到大家爱的鼓励，一定会元气满满，继续给大家推送每天不同的精彩内容的。长得好看的人都聚集过来啦，你还在等什么呢？ 注：图片来源于网络，如有侵权，请联系删除！

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。

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！