The Art of Scientific Investigation

莫奈的眼镜
2018-03-26 01:18:12
【前言】
      新的学期开学,导师推荐我的第一本书便是它——《科学研究的艺术》。虽然在念研究生,可从未认真想过自己会从事科学研究工作。尽管如此,我会十分羡慕做研究的人。其一,他们或多或少地促进了人类的发展,为社会进步做出了贡献;其二,科学工作者的钻研、耐性、定力是令人敬佩的;其三,潜心做研究的人会自得其乐。觉着这世界有什么牵挂着他,引起了他的关注和好奇,把自己和世界紧密联系了起来。正如书中所说,“从事科学研究确实能使人心满意足,因为科学的理想赋予生命以意义”。或许,某一天,我也找到了那个让我欲罢不能想去破解的问题,从此走上了学术的不归路呢?
      不过讲真,这本书该是研一上就拿来看一看的,对初入研究生的我们有非常大的指导和帮助,能解答我们内心的困惑,也能给予我们继续思考继续前行的力量。虽然作者是从事生物学的研究,但是书中所涉及的内容适合任何专业的宝宝们。因为举了非常多的案例,所以非常通俗易懂,语言也生动活泼,可以像看小说一样不知不觉的看完,自然,在看科学家们的故事的同时对自己研究方法、思维的开拓也会起到一定的积极作用。


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【前言】
      新的学期开学,导师推荐我的第一本书便是它——《科学研究的艺术》。虽然在念研究生,可从未认真想过自己会从事科学研究工作。尽管如此,我会十分羡慕做研究的人。其一,他们或多或少地促进了人类的发展,为社会进步做出了贡献;其二,科学工作者的钻研、耐性、定力是令人敬佩的;其三,潜心做研究的人会自得其乐。觉着这世界有什么牵挂着他,引起了他的关注和好奇,把自己和世界紧密联系了起来。正如书中所说,“从事科学研究确实能使人心满意足,因为科学的理想赋予生命以意义”。或许,某一天,我也找到了那个让我欲罢不能想去破解的问题,从此走上了学术的不归路呢?
      不过讲真,这本书该是研一上就拿来看一看的,对初入研究生的我们有非常大的指导和帮助,能解答我们内心的困惑,也能给予我们继续思考继续前行的力量。虽然作者是从事生物学的研究,但是书中所涉及的内容适合任何专业的宝宝们。因为举了非常多的案例,所以非常通俗易懂,语言也生动活泼,可以像看小说一样不知不觉的看完,自然,在看科学家们的故事的同时对自己研究方法、思维的开拓也会起到一定的积极作用。
       期望你能愉快地开启阅读之旅~
【作者简介】
     作者威廉·I·B·贝弗里奇(1908—2006):澳大利亚微生物学家和动物病理学家,曾任英国剑桥大学动物病理学教授以及世界卫生组织的顾问。他最早发现了猪流感和20世纪初西班牙大流感二者之间的联系。 2006年,其著作《科学研究的艺术》《发现的种子:〈科学研究的艺术〉续篇》荣登“20年来对中国影响最大的100本书”之列。
     译者陈捷:美国电气电子学工程学会 (IEEE) 终身院士。
【精彩呈现】
         书的原名叫做《the art of scientific investigation》。英文中“Art”的含义比汉语中“艺术”要广,含有“a skillful method of doing something, esp. something difficult”,也可以说做是“技巧、方法”。对于研究者来说,如果找到正确的打开方式,充分利用自己的头脑,自然能少走许多弯路,在创造力丰富的时候产生更多的结果。这本书,主要便是要向我们介绍科学研究的实践和思维技巧。
           首先,来一波干货——介绍科学研究的基本套路。第一步,养成阅读论文的习惯。首先了解哪些杂志、期刊在自己领域是重要的(Top期刊),可根据期刊影响因子和导师推荐;其次,略读和详读论文。所谓略读,即粗略读(大致浏览标题、摘要),目的是迅速度量所报道的最新成果,攫取重要的发现;所谓详读,说明这篇文章引起了你的兴趣或与你所研究领域密切相关,这时候制作索引卡片很重要,可在一张excel表格中列出文章的重要信息(标题、期刊、研究主题、框架和思路、创新、不足、结论、个人思考等),做摘要的过程中也能帮助记忆文章的要点,为未来发展可打下良好基础;第二步,确定选题。选题最好在导师的指导下进行,初期选择容易出成果的题目,避免过度打击自信心。如果你已经幸运地找到了一个研究问题,那么做文献综述是十分必要的。综述的目的在于了解当前学者对该问题的研究程度,得到了什么结论,还有哪些是尚未解决的,可查阅教科书、最新评论等等。论文的查阅主要有几方面,一是直接在google scholar搜索与研究主题相关的下载,二是关注研究领域top期刊上的相关文章,三是阅读经典论文的参考文献步步追踪。当然,你需要去整理资料、弄清资料之间的相互关系,关注知识上的空缺以及不同作者报告中的差别和矛盾之处,为个人研究提供基础。第三步,确定框架和分析方法,进行实验工作。在做这一步时一定要周密考虑、精心构思,考虑到一切可能的因素,然后单刀直入,不做虚功;最后一步,撰写论文。在论文写作时要注意表达清晰、准确,惜墨如金。平日里可以多做写作练习的训练,如撰写书刊摘要。
          关于论文阅读,书中提出了对立的观点。部分人认为阅读他人关于这一课题的文章会限制思想,使读者也从这一观点上去观察问题,从而使创新变得更加困难,“构成我们学习最大的障碍是已知的东西,而不是未知的东西”。跨领域研究者往往有新的突破的主要原因是“他们的思想不为长期既定惯例形成的固定观念所束缚左右,也不接受那些所谓现存的一切都是正确的普遍观念”。然而,这并不代表着阅读无用。在研究一个问题时,对该问题已经解决到什么程度一无所知,则是更大的障碍。实际上,若研究对象是一个尚不成熟正在发展的学科,内行更有利;若学科处于非常成熟有固定套路、停滞发展的状态,外行更容易跨领域提出新的观念。对初入门的研究者而言,正确的阅读论文的方法是批判地阅读,带着问题和质疑去阅读,力求保持独立思考地能力,用阅读来启发思想,把书上所言同自己的知识经验相比较,并寻找相似点和共同点。
         关于“兴趣“的问题。成功的科学家往往是兴趣广泛的人,他们的独创精神可能来源于他们的博学多才。过于长时间钻研一个狭窄的领域容易使人愚钝、思路闭塞、缺乏创新。然而,兴趣与兴趣之间往往存在着竞争关系。因为人们很难得有足够的时间去做所有想做和应该做的事情,所以必须对什么是可以忽略的东西做出选择。正如培根所说,我们必须决定知识的相对价值。面对浩瀚的知识海洋,如何做出平衡,是我非常需要考虑的问题。所谓最困难之处就在于,我无法准确知道哪些是有价值的哪些是无价值的。于是,目前的做法是浅尝辄止,试图了解不同学科的思维方式和关注核心,尽管不会成为专家,但是在有必要使用到它们的时候能够及时请教。
         关于”思考“的问题。思考究竟是如何产生的呢?是凭借逻辑推理亦或是书中所提的直觉、想象力?根据思维方法的不同,我们可以把科学家粗略划分为两种,其一是条理型的研究人员,他们一步步谨慎推理,收集资料,通过逻辑关系来找到解决方法;其二是推测型的研究人员,他们运用想象和直觉来得到解决的方法,凭借实验和观察对自己的假说进行检验。类比来看,前者像是演绎法,从基本概念或原理出发,运用逻辑分析方法来验证事实,后者更多是归纳法,从大量事实出发,观察并思考,用科学研究去整理事实,以便从中得到普遍的规律和结论。(二者所关注的其实是略有不同的)。是推理还是想象?是客观还是主观?
        来看看作者是怎样看待推理的?作者反复强调推理或逻辑分析的局限性。“人类主要凭借机遇或其他,而不是逻辑,创造了艺术和科学。”作者强调,我们应该按照事物的本来面目来观察事物而非必须按照公认的观点所表现的信念来促进知识的发展。考虑到在推理过程中,由于每一种现象、每一个条件都非常复杂,人们对其认识又不够,所以前提是不明确的,因而使得推理不可靠。作者认为,推理在研究工作中的作用不是获得事实性或理论性的新发现,而是证实、解释、并发展基于经验或观察得到的结果,进而形成一个普遍的理论体系。笔者认为,这一观点有一定的学科局限性。例如在数学、物理学和化学方面,基本前提建立得较为牢固,附随的条件可较严格地规定和控制,尚未听说数学是建立在观察的基础上的。
         再来看看作者是如何对”直觉“、”想象力“、”机遇“这些非常偶然、不确定的因素在科学研究中的作用做出解释的?“机遇只垂青那些懂得怎样追求它的人”,机遇时刻都在,能注意到机遇并意识到其重要作用并做出解释,才是科学家所做的事情。积极、勤勉、勇于尝试、养成对一起未经解释的观察现象进行思考的习惯非常重要。“想象力”强调思想中新的组合来自合理的联想、幻想,拓展自己的思维面。与别人讨论交流能够激发灵感。“直觉”是指对某些情况的一种突如其来的顿悟或理解,也就是人在不自觉的想着某一些问题的时候,虽不一定但常常跃入意识的一种使问题得到澄清的思想。直觉产生有一些必要的条件,如对问题进行了一段时间的专注的研究,对方法非常渴求,放下工作转而考虑其他,拥有不被打断的专注思考的时间,与别人接触或讨论,时刻带着纸和笔记录自己的想法,然后突然产生了一种戏剧性的想法,属于下意识地思考。睡醒和起床之间地半小时非常有助于发挥我的创造性工作。期待的想法,总是在我一睁眼时大量涌现。深夜是适合思考的时候。所以,不要为深夜的失眠而感到痛苦。其实,总的看来,所有的这些非主观、不确定因素都是建立在对研究问题的深入思考的基础上的。只有真正入了门,真理才会一步步向你走来。
        关于科学研究的动机。我们都知道科学研究是一个非常复杂、非常耗体力的事情,到底是什么支撑着人们做科学研究呢?首先,做科学研究的人都是对这个世界充满好奇的,他们受到了未知世界精神上挑战的吸引,并试图施展才智以寻求答案。虽然要受到未知事物痛苦的折磨,但是当你终于确实明白了某件事情时,你所感到的快乐是人类所能感到的一种最大的快乐,是人类心灵所能感受到的最真实而又最鲜明的感情,无法忘怀。虽然,好像现实生活的世界里很多的研究变得不纯粹,被职称、薪资所绑架,但是,那是别人的事。要成为像导师说的那样,不为其他,只为着自己做一件事——在纷繁复杂的世界里做一个纯粹的人。嗯,能感受真正快乐的人。
         最最后,希望你身上保有一些科学研究者必备的特质——有好奇心也有热情、对问题能深入钻研、坚韧不拔忍受失败也能从头开始和最重要的——保持思想的独立性。
【批判地看】
        作者分章来介绍科学研究中的准备工作、实验、机遇、假说、想象力、直觉、推理、观察、困难、战略战术、对科学家的要求,虽有一定的体系,但章节与章节之间交叉甚多,而且总是说到了一个事物的正反两个方面,贯穿了科学研究是艺术,无一定之规的思想。
        作者对研究的认知也更多局限于本学科的基础套路,对生物学的学术非常有益,但不一定适用于所有学科。
        人文社科类的“科学”研究与自然科学类的“科学”研究有所差异。
        作者仿佛过多强调了直觉和机遇的重要性,有些唯心主义。必须意识到一切偶然因素都建立在扎实的科学研究基础之上。
【后面的话】
        写到这里,终于算是写完了。每次都唠唠叨叨地扯上一堆。
       本不懂研究是什么,可是觉着在导师那儿看到了学者的样子,觉着很好,也有丁点儿想成为像他一样的人。对新事物——系统的认知激发了内心的思考,也曾深夜带着问题睡觉早晨带着答案醒来,也曾感受到过思考、批判、质疑的纠结和复杂,大概是前十几年学习里从未有过的体会吧。就像是科学研究需要传承,导师的全面关系流管理理论,如果他退休后就销声匿迹,好像实在是有些太过可惜了呀~
        想成为一个继承人。可是,却害怕自己没有那样的天赋和能力。
        无论如何,要加油加油加油。
        不害怕努力,只害怕努力的成果为0.
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