【完整版毕业论文】自然辩证法课程论文---漫谈科研

1、I然辩证法课程论文漫谈科研在科学中，研究课题是问题而不是话题。“潮汐”不是一个研究课题，它是 一个话题。“潮汐显示出什么规律性？”和“什么导致潮汐？ ”则都是研究课题。什么是好的研究课题什么是一个好的研究课题，即好的科学问题要估价一个问题，我们首先必 须弄明，它的解答是什么样子的，它取什么样的形式 ？例如，认知心理学中的一 个科学问题是“人们用来解决困难问题的程序是什么？这个问题的解答可能采 取的一种形式是一种计算机程序。它用表处理语言写成，能解决人们认为是困难 的问题。解答的可检验性一旦一个解答被提出来了，这个解答的经验可检验性将是一个好的研究问题 的重要特征。古人曾毫不犹豫地猜想假设、或推

2、测月球是个抛光了的水晶球。 这 个假说在有望远镜以前是难以检验的。 直至有了望远镜，伽利略才得到了有力的 证据表明月球表面是粗糙的事实上，那上面有山脉。在望远镜发明以后，月球 表面特征成了比以往好得多的研究问题。解答的质量一个好的研究问题的第二个特征是，它的解答（如果找到了）将被认为是有价 值的。对这一点的最起码的检验或许是：如果把解答发表在一家有声誉的期刊上， 至少将有两个人索取论文复印件。美学价值一个解答会被认为是有价值的，如果它在数学上是美的。许多科学家认为麦克斯韦方程或狭义相对论的闵可夫斯基时空表示形式是科学问题的美前解答，而不管它们可能具有的任何其他价值。对科学的价值除了因美而引起的

3、赞叹外，科学问题的解答可能被认为有价值，因为它们解 释了以前只能描述性地概括的现象，或者因为它们结合并概括了以前被认为是分 离的和独特的一些现象的描述。一般说来，它们之所以被认为有价值，在于它们 在所研究的科学中处于中心地位，它们在基本方向上推进了科学，对其未来的进 步作出了贡献。实用价值最后，科学问题的解答可以被认为有价值， 因为它们提供了物理的，生物的 或社会的新技术，对人类有实际的效用。发现解答的可能性一个好的科学问题的第三个特征是，有某种理由去设想这个问题的解答经过 与其价值相称的努力，是可以找到的。（我把这一点与如果找到了解答，解答的 检验可行性区分开来，虽然这两种可行性是紧密相关的

4、 ）。攻克一个科学问题的 可行性，随时间而异。在某个特定时刻，谈某个特定问题，可能时机尚不成熟。 随着情况的改变（通常是一种新仪器的发明），从前难以攻克的问题会变成可解决 的了。对于一个科学家，重要的是能够及时觉察出，变化已经发生，以前鞭长莫及 的一个重要问题的解答，现在已经力所能及了。第一个到达一个科学家不仅要解决问题，而且要解决前人未曾解决过的问题。 新颖性是 科学贡献的一个必不可少的成分。 没有奖赏会颁给科学定律的第二个发现者。 也 不尽然：伽利略在得知荷兰发明了望远镜以后， 几天内就造出了望远镜，他因此 而获得了很大的声名。但是，他获得声名的真正原因是因为他造出了一个比他的 先行者更好

5、的望远镜，利用它极其有效地发现并研究了金星的盈亏变相、 太阳黑 子、月球上的山等新现象，并且看出这些现象是支持哥白尼系统的判决性资料。 利用和改进前人的发现可能是对科学的重要贡献。 有很多这样的例子。但在其活 动中必须有某种新的和有价值的东西。发现新课题一种可能性是这位科学家是第一个发现这个课题的人。首先发现新课题这件 事本身不象会是偶然发生的。他所在的好环境可能使他得到那种工作在相同问题 领域的其他科学家所得不到的信息。或者，有一个问题，已被确认为是重要的， 但又是在现有的知识与技术下无法解决的。那么，得到攻克它的新工具或新方法 就有可能成为优先者。有些科学家从近期出版的专业期刊论文中寻找他

6、们的研究课题。这是导致科学中一窝风的主要原因。这也是找好研究课题的拙劣策略。因为从这些来源选择 的问题，很可能不是基本性的，而只是局部或暂时性的；也因为在这研究领域中 的每个人在相同的时间里都注意刊了这个问题。 赛跑的马大多哪里是相对的优势 和秘密的武器使你能赢得第一 ？基于同样的理由一一过度的竞争，一个变得很热 门因而也是很拥挤的研究领域，通常不是寻找研究课题的好地方。 当发现自己的 研究领域突然变得很热门时，通常就为自己转移到其它更嫩绿的牧场提供了一个 好的理由。爱看到事物阴暗面的人则不这样。他们会说一个人最好等到成为教授， 得到了研究投资的报偿之后，才转移研究领域。总之，如果一个科学家有

7、理由相信，他有可行的办法去解决一个好问题， 而 其他科学家尚未注意到这个问题或这个问题的求解可行性， 或者尚未得到必要的 求解手段，那么，对于这位科学家来说，这是一个好的课题。第一个到逸目的的 机会极大。才智够吗？然而，大多数情况下，好的课题是众所周知的，别的科学家已经在进攻着。 凭什么可以相信一个人将是第一个解决这些问题的人？一个应当予以很少信任 的理由是，某个科学家自认为他或她比工作在同样课题上的其他科学家更聪敏。 一个科学家要有可靠的证据表明他是非常聪敏， 然后才能得出结论说单凭他的超 常才智就能有比较的优势。秘密武器知识与技术撇开超常才智不谈，让我们回到前面比较的优势：别人所不具备的知

8、识（可能是从N遥远的学科或不平常的以往经验来探讨这个问题的结果 ）。例如，生物化学家汉斯-克雷布斯攻克丁一个著名的（和重要的）问题：确定 洁的有机体的含氮化合物转换成尿素的化学反应途径。他的秘密武器是研究活的有机体的化学反应的组织切片法。这是他在这个方法的发明人奥托瓦尔堡的实 验室当博士后时获得的。当克雷布斯开始他的工作时，这个方法尚未被广泛使用。新现象：意外比较优势的另个一来源是通过对自然界或实验室里的一个新现象未曾预期 的观察得来的信息。当弗莱明观察一个他放了几个星期没洗的脏的陪替氏培养皿 时，意外地发现，皿中的细菌已经被长在皿的边缘的霉菌所消解了。这个意外发现之所以可能是因为弗莱明有一个

9、“有准备的头脑”；他的关于细菌的知识使他 足以发现细菌被杀死了，他知道由已知的规律不能解释这个现象， 同时他能识别 出长在接近于死亡了的细菌处的霉菌。只有当你有着基于已有知识的期望以及这 些期望被你所观察到的现象所违反时，才能发现意外。科学如赌博使一个科学家能捷足先登的秘密武器是别的科学家所不掌握的知识或方法。 在股票市场里，别人已经具备的知识不会帮一个人发财。同样的赌博规律也适用 于科学。科学的各种风味科学活动有着许多独特种类的好目标， 包括：（1）找一个好问题，（2）探索对 一组现象的好的表示，（3）寻找隐藏在数据里的规律，（4）寻找解释为什么描述性 规律有效的机制，（5）推导一个定律或理

10、论的逻辑推论，（6）发现有趣的新现象， （7）发明新仪器，（8）计划和执行一组实验去阐明现象。由于有这么多不同的、有希望的科学活动，科学能容纳极其广泛的不同人材 理论的，实验的、数学的、观测的、机械的、发明的人材等等。工作策略前面讨论了有关选择好的研究课题的工作策略。 什幺是应当指导科学家的其 它经验观测？有效地分配时间对搞好科学工作非常重要。粗略地讲，一个人需要在学习与工作之间划分他的时间。当然，这两者之间的界线并不总是那么分明，因为摘科学导致新知识，因而导致学习。进而，一个 人可以提出一些策略用于获得世上文献中已有的知识，同时提出另外一些分配“工作”时间的策略。我将接下去讲这两个话题，不过

11、讲的顺序与这里提的顺序 正好相反。多少个问题一般说来，一个科学家将他或她的所有工作时间都投人到单独一个问题上， 并不是一个有效策略，这有几方面的理由。首先，某些极端重要的问题往往也有 很长的预期成熟时间。在等待这寄予厚望的重大成果的漫长岁月里，这位科学家怎样能保持他的信誉和研究经费的来源？ 一个方法是，在做这重磅炸弹式的科学研究的同时，平行地做一些面包加黄油式的（或保饭碗的）科学研究。我这里不是 把“面包加黄油”当贬义词用，而是用它来描述一种科学，这种科学或许并不那 么壮观，但确是有价值的，并且可能有较短的完成周期。如果讲实情的话托玛斯库恩已经讲过，大多数科学都是面包加黄油式的科学。其次，寄予

12、厚望的长周期成果未必总能出现， 不是每次赌博都能成功的。为 了较好地保持一位科学家在世人心目中的形象和这位科学家的自尊心，较好的做法是不把所有的赌注押在一次掷骰子上。从更深层次的心理学基础上讲，理由在 于科学家对于长周期项目的不确定性的忍耐能力， 可以因在其它项目上的成功所 不时提供的正反馈而增强。分散风险有益于心理健康。第三个理由是，让课题不时地休闲，可以使科学家忘掉导致他们走上错误道 路的错误观念，而用一个新的观点去重新考虑问题。第四，面包加黄油的论据的一个变形是：如果一个科学家想转移到新的领域， 可能需要可观的学习投资，而其成果又未必能马上得到。当进行新的学习时，科 学家可以继续在他以前

13、的专门领域中多产地工作。第五，眼观八方比隅于一角要有趣得多。 科学应当有趣味。如果一门科学没 有乐趣，就很难成为好科学，因为人们只有做最乐于做的事时， 才能把事情做得 特好。一个科学家应当同时从事多少个项目？这可能得取决于这位科学家以及课题的深度。同时，这也取决于这位科学家 能够定心坐下来苦苦思考一个课题的能力，而暂时不管也在吵吵嚷嚷着要引起他 的注意的所有其他课题。这很容易转移注意去做那些截止期最紧的课题，或者结 构最清楚的课题，而忽略那些结构不那么好一一但或许是更基本的课题。做一点 自我观察就可以告诉一个科学家许多关于他或她自己在有好几个课题同时列在 日程表上时，处理这些问题的能力。计划到

14、什么程度？现时的基金组织看来有个根古怪的想珐：科学家应当能够详细地设计下两年 要做的实验。谁要是能够做到这一点，谁就是在做比较枯躁单调的课题（可能有价值，但仍不失为枯躁单调）。科学研究需要有方向感一知道最终目标和中间目标，但也需要有灵活的策 略，能够对研究过程中的发现，尤其是意外发现，作出反应。在做一个实验以前， 精心地设计它，周密地确定测量些什么以及怎样分析实验结果，这些都是好的。 但是，在尝试性地进行实验的过程中，还应当严密地仔细观察实验对象的行为以 发现意外事件一一实验设计时未曾预料到的非期望事件。如果幸运的话，这些意外发现将报偿整个实验的努力，甚至可能毋需去儆完整个实验。学习策略毋庸赘

15、言，科学家远在知道其研究领域的各种事情之前，就开始了工作 （否 则，他们将终生由社会养着，他们会没有时间从事新的工作 ）。因此，要活跃于 科学之中，他们必须毕生坚持学习。要学习，就必须有学习的时间分配策略。“跟踪”大多数科学家，乃至刚入门者，对于怎样多学一些他们当前研究的狭窄的专 门领域，都有一定的概念。通过使用专门的文献书目工具及他们阅读的文章中引 用的参考资料，他们知道怎样找出有关文献。我不是说所有的科学家对此都做得 很好，但是，他们能够做好，尤其是当他们想发表文章而编辑或审稿人坚持要求 此点时。首先，一个人要逐步积累可能感兴趣的领域中的朋友。 其次，大多数领域改 变是非常渐进的。不是每月，甚至不是每年，都有“突破”。转换领域即使在最高度发展了的科学中，例如，物理学或化学中，一个有才智的人也 可以在大约七年（加减两年）之内准备好作创造性的工作。但是，这个期间包含了 很多用于接受一般教育和作学位论文的时间。实际用于积累该领域的知识可能需 要三年一一不是学所有该学的东西，那是从来没有的事一一而是学到足以开始创 造性的研究就行