1、科学研究方法科学研究方法与治学谈与治学谈 题记 科学研究没有一成不科学研究没有一成不变的方法，也没有万无一失变的方法，也没有万无一失的共同模式，但它是讲究方的共同模式，但它是讲究方法的。法的。科学研究方法与治学谈科学研究方法与治学谈前言前言治学三境界与治学三境界与科学创造四阶段科学创造四阶段科学研究的途径科学研究的途径中国古人之治学中国古人之治学科学研究方法之一例科学研究方法之一例治学之道治学之道结束语结束语前言 所谓科学研究，广义地说，就是创造所谓科学研究，广义地说，就是创造知识和综合整理知识的工作，在科学知识和综合整理知识的工作，在科学技术的现有水平上前进一步。技术的现有水平上前进一步。科
2、学研究必须以取得新的结果作为衡科学研究必须以取得新的结果作为衡量成功与否的标准。这是一种创造性量成功与否的标准。这是一种创造性劳动。新的结果可能是新发现、新理劳动。新的结果可能是新发现、新理论，或是新方法、新工艺；也可能是论，或是新方法、新工艺；也可能是新材料，或新器件等等。新材料，或新器件等等。科学研究必须在前人的基础上有所创科学研究必须在前人的基础上有所创新新。科学研究全过程中贯穿创造性。科学研究全过程中贯穿创造性。前言 科学史有无数创造性的例子：科学史有无数创造性的例子：有的人埋头于实验，通过细心观察，有的人埋头于实验，通过细心观察，发现了新的现象，如伦琴发现发现了新的现象，如伦琴发现X
3、射线；射线；琴纳通过接种牛痘防治天花，从而奠琴纳通过接种牛痘防治天花，从而奠定了免疫学；定了免疫学；有的人按预定的概念与计划去实验，有的人按预定的概念与计划去实验，取得了预期的结果，如居里夫人从大取得了预期的结果，如居里夫人从大量的沥青铀矿中提炼出放射性元素钋量的沥青铀矿中提炼出放射性元素钋和镭；和镭；有的人通过广泛的观察、体会，有的人通过广泛的观察、体会，“悟悟”出新概念，从而提出新理论，如达出新概念，从而提出新理论，如达尔文的进化论；尔文的进化论；科学研究有各种不同的方法和途径科学研究有各种不同的方法和途径 有的人由纯粹的数理演绎，提出新概有的人由纯粹的数理演绎，提出新概念，预见新现象的存
4、在，如麦克斯韦念，预见新现象的存在，如麦克斯韦的电磁场理论；的电磁场理论；有的人修正旧的理论，提出新的假说有的人修正旧的理论，提出新的假说，这些假说在当时似乎都违反常识，这些假说在当时似乎都违反常识，如爱因斯坦创立相对论；如爱因斯坦创立相对论；有的人将不同学科联系、组织起来，有的人将不同学科联系、组织起来，建立起新领域而取得了成功，如维纳建立起新领域而取得了成功，如维纳建立控制论。建立控制论。所有这一切都说明，获得创造性成所有这一切都说明，获得创造性成果的途径是多种多样的，显然不存在果的途径是多种多样的，显然不存在什么一成不变的方法。什么一成不变的方法。（1 1）有提出问题、确定选题的能力）有
5、提出问题、确定选题的能力 提出问题的基础是要具有坚实的基提出问题的基础是要具有坚实的基础理论和广博的知识。学问和经验是础理论和广博的知识。学问和经验是提出问题、创立假说的源泉；提出问题、创立假说的源泉；主要是培养归纳能力主要是培养归纳能力阅读文献和阅读文献和收集资料后的思考和判断的能力收集资料后的思考和判断的能力.好奇心、不墨守成规、敢于直面科好奇心、不墨守成规、敢于直面科学现实、敢于向权威挑战也是不可缺学现实、敢于向权威挑战也是不可缺少的品质少的品质。科学研究培养年青学人三个能力(2)(2)有提出、阐述假说（假设、方案）有提出、阐述假说（假设、方案）的能力的能力,有批评、判断种种假说（假设有
6、批评、判断种种假说（假设、方案）的能力；、方案）的能力；这主要是培养思维能力这主要是培养思维能力逻辑思维逻辑思维（分析、对比、推理）和形象思维的（分析、对比、推理）和形象思维的 能力。能力。(3)(3)有证明假说（假设、方案）的有证明假说（假设、方案）的 是非真假的能力；是非真假的能力；这主要是指实践能力这主要是指实践能力设计能力、设计能力、实验能力、深入考察、观察事物的能实验能力、深入考察、观察事物的能力。力。有了这三种能力，研究生将来到有了这三种能力，研究生将来到社会上，便能具备：社会上，便能具备：1.1.敏锐的感应能力敏锐的感应能力;即对各种变迁局即对各种变迁局 势作出快速而恰当的反应；
7、势作出快速而恰当的反应；2.2.弹性的适应能力弹性的适应能力;即行为模式具有即行为模式具有 可塑性、不墨守成规，能快速适应可塑性、不墨守成规，能快速适应 环境的变迁；环境的变迁；3.3.丰富的创意能力丰富的创意能力;即能不断产生新即能不断产生新 颖颖(Idea)Idea)思路和方案。思路和方案。关于学习能力、创造能力关于学习能力、创造能力 学习能力主要体现在如何快速达到前人学习能力主要体现在如何快速达到前人的水平，创造能力主要体现在如何超的水平，创造能力主要体现在如何超过前人的水平。研究生主要培养创造过前人的水平。研究生主要培养创造能力（提出问题和解决问题的能力）能力（提出问题和解决问题的能力
8、）培养正确的思维方法更为重要。培养正确的思维方法更为重要。若单纯进行知识和技术的灌输，而没有若单纯进行知识和技术的灌输，而没有一种正确的思维方法指导，难于成为一种正确的思维方法指导，难于成为四化建设的高级科技人才；它只能培四化建设的高级科技人才；它只能培养头脑僵化、缺乏应变能力的人。养头脑僵化、缺乏应变能力的人。学习能力、创造能力学习能力、创造能力和正确思维和正确思维治学三境界治学三境界与创造四阶段与创造四阶段治学三境界与创造四阶段治学三境界与创造四阶段 三种境界三种境界 王国维王国维 古今之成大事业、大学问者，必古今之成大事业、大学问者，必经过三种之境界：经过三种之境界：“昨夜西风凋碧树。独
9、上高楼，昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯路。望尽天涯路。”此第一境也。此第一境也。“衣带渐宽终不悔，为伊消得人衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。憔悴。”此第二境也。此第二境也。“众里寻他千百度，蓦然回首，众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在，灯火阑珊处。那人却在，灯火阑珊处。”此第三境此第三境也。也。也。治学的三种境界治学的三种境界 迎着困难，勇于攀登，高瞻远望，苦迎着困难，勇于攀登，高瞻远望，苦苦思索苦思索,“独上高楼，望尽天涯路独上高楼，望尽天涯路”；这是处于创造沉思中的情景。这是；这是处于创造沉思中的情景。这是第一种境界。第一种境界。追求真理，百折不挠，无论多大挫折追求真理，百折不挠，无论
10、多大挫折，终不后退，终不后退,“衣带渐宽终不悔，为衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴伊消得人憔悴”；这是研究探索中的这是研究探索中的情景。这是第二种境界。情景。这是第二种境界。几经艰苦奋斗，突然受到启发，顿时几经艰苦奋斗，突然受到启发，顿时恍然大悟，原来事物的奥秘，正隐藏恍然大悟，原来事物的奥秘，正隐藏在在“灯火阑珊处灯火阑珊处”；这是直觉的顿悟；这是直觉的顿悟、成功的欢悦的情景。这是第三种境、成功的欢悦的情景。这是第三种境界界治学三境界对应创造三阶段治学三境界对应创造三阶段 “三种境界三种境界”之说正说明了在科学之说正说明了在科学探索和艺术创作中存在着三个阶段：探索和艺术创作中存在着三个阶段：高
11、瞻远瞩、构想沉思的准备阶段高瞻远瞩、构想沉思的准备阶段-准备期准备期 覃思苦虑、孜孜以求的探索阶段覃思苦虑、孜孜以求的探索阶段-探索期探索期 不断追求、终有顿悟的收获阶段不断追求、终有顿悟的收获阶段-豁朗期豁朗期 王国维先生的这一论述蕴含着深邃的王国维先生的这一论述蕴含着深邃的哲理，其真知灼见发人深思哲理，其真知灼见发人深思。科学创造四阶段科学创造四阶段 从事科学研究的人似乎还需要一种从事科学研究的人似乎还需要一种境界，即：境界，即：“行到水穷处，坐看云起行到水穷处，坐看云起时。时。”(王维诗王维诗)。“行到水穷处行到水穷处”可可状实践检验，状实践检验，“坐看云起时坐看云起时”则是理则是理论升
12、华。论升华。科学研究中第四种境界科学研究中第四种境界验证期验证期 创造性思维豁然贯通仅仅是创造的创造性思维豁然贯通仅仅是创造的端倪初露，茅塞顿开、灵感突现并不端倪初露，茅塞顿开、灵感突现并不是完整的创造，如果不加以完善验证是完整的创造，如果不加以完善验证、发展或加工扬弃，那么尽管这些思、发展或加工扬弃，那么尽管这些思想火花十分可贵，可是浅尝辄止，仍想火花十分可贵，可是浅尝辄止，仍可能功亏一篑，丧失了创造中本应得可能功亏一篑，丧失了创造中本应得到的最有力的成果。到的最有力的成果。曹冲称象曹冲称象 曹冲把一个大象的重量称出来了。曹冲把一个大象的重量称出来了。曹冲聪明之处在于：曹冲聪明之处在于：一有
13、联想才能见过曹操海上练兵一有联想才能见过曹操海上练兵时舰船装上兵员与武器后下沉。曹冲时舰船装上兵员与武器后下沉。曹冲有举一反三的能力。有举一反三的能力。二有抽象能力玩过弹弓打鸟，以二有抽象能力玩过弹弓打鸟，以石计数的游戏。曹冲有以石代象，以石计数的游戏。曹冲有以石代象，以石称重的抽象能力。反映了中国孩子石称重的抽象能力。反映了中国孩子的直觉能力。的直觉能力。但曹冲和先人没有把问题从理论上但曹冲和先人没有把问题从理论上升华提高。升华提高。曹冲一个聪明的孩子曹冲一个聪明的孩子。阿基米德称王冠阿基米德称王冠 “阿基米德称王冠阿基米德称王冠”由由“现象现象”（物体浸入水中水溢出的现象）到提（物体浸入水
14、中水溢出的现象）到提出出“假说假说”（重量相同、密度不同的（重量相同、密度不同的金属溢出的水是不同的），解决了实金属溢出的水是不同的），解决了实际问题，再进入验证期，将现象升华际问题，再进入验证期，将现象升华,归纳为归纳为“原理原理”（后人认为是（后人认为是“定理定理”、“定律定律”）阿基米德不但找到了辨别金王冠中阿基米德不但找到了辨别金王冠中是否掺入了其他金属的方法，而且在是否掺入了其他金属的方法，而且在他的著作论浮体中进一步总结了他的著作论浮体中进一步总结了液体静力学的基本原理后人称为阿液体静力学的基本原理后人称为阿基米德定理。基米德定理。科学研究要重视验证期科学研究要重视验证期和理论升华
15、和理论升华 阿基米德不但有联想能力、逻辑判阿基米德不但有联想能力、逻辑判断能力、抽象能力，还有理论升华能断能力、抽象能力，还有理论升华能力提高到理论高度来认识的能力。力提高到理论高度来认识的能力。这是作为一个科学家必须具备的能力这是作为一个科学家必须具备的能力。阿基米德科学家，浮力定律的创。阿基米德科学家，浮力定律的创始人。始人。对对“曹冲称象曹冲称象”，仅停留在某一实，仅停留在某一实际问题的解决上。我们没有将问题从际问题的解决上。我们没有将问题从理论上升华，也没有发现先人对理论上升华，也没有发现先人对“曹曹冲称象冲称象”的现象有进一步阐述的记录的现象有进一步阐述的记录。直接称出大象是人们办不
16、到的事，直接称出大象是人们办不到的事，但一块块石头的重量是可以称出来的但一块块石头的重量是可以称出来的 1.1.曹冲用大船的沉浮先把象的重量曹冲用大船的沉浮先把象的重量变换成石头的重量，这一步用变换成石头的重量，这一步用L L表示表示 2.2.再称石头的重量，这一步用再称石头的重量，这一步用A A表示表示 3.3.又将石头的重量变换成大象的重又将石头的重量变换成大象的重量。这一步跟量。这一步跟L L交换恰好相反，我们用交换恰好相反，我们用L L1 1表示表示。三步连起来可以写成。三步连起来可以写成L L1 1AL.AL.它表示先实行它表示先实行L L，再实行再实行A A，最后实最后实行行L L
17、1 1。这样就把大象重量称出来了。这样就把大象重量称出来了。“曹冲称象曹冲称象”今人总结的今人总结的共轭控制方法的先祖共轭控制方法的先祖 数学上一般把数学上一般把L L1 1ALAL称作称作A A过程的共轭过程的共轭过程。过程。我们将我们将L L1 1ALAL称为与称为与A A共轭的共轭的控制方法，控制方法，它通过它通过L L变换和变换和L L1 1变换变换，把我们原来不能控制的事变为我，把我们原来不能控制的事变为我们可以控制的们可以控制的A A过程去完成。过程去完成。A A的控的控制范围在施行了制范围在施行了L L和和L L1 1变换后扩大变换后扩大了。例如：一种混匀固体的方法。了。例如：一
18、种混匀固体的方法。L L将固体溶于某种液体，将固体溶于某种液体，A A控制液体混匀的方法，控制液体混匀的方法，L L1 1 L L的反变换，将溶液蒸干。的反变换，将溶液蒸干。这样这样L L1 1ALAL过程就使混合液体的方法过程就使混合液体的方法扩大了控制范围，用于混匀固体。扩大了控制范围，用于混匀固体。科学研究要重视理性思维，科学研究要重视理性思维，重视理论升华，重视验证期重视理论升华，重视验证期 关于验证期，举爱因斯坦建立和验证关于验证期，举爱因斯坦建立和验证广义相对论的例子。广义相对论的例子。1913191319151915年爱年爱因斯坦在导出协变形式的引力场方程因斯坦在导出协变形式的引
19、力场方程后，等待着实验验证的曲折历程。后，等待着实验验证的曲折历程。爱因斯坦预言，从远处的恒星发出的爱因斯坦预言，从远处的恒星发出的光线，如果过太阳表面，光线必被引光线，如果过太阳表面，光线必被引力场所折弯。力场所折弯。19141914年算出，光线偏转年算出，光线偏转的角度是的角度是0.870.87秒弧度秒弧度,1915,1915年他修正年他修正为为1.751.75秒弧度。秒弧度。爱因斯坦认为证实这爱因斯坦认为证实这个理论的最后证据只能来自在日蚀过个理论的最后证据只能来自在日蚀过程中拍摄的靠近太阳的星星的照片。程中拍摄的靠近太阳的星星的照片。“为了证实理论的正确性，为了证实理论的正确性，弗罗因
20、特弗罗因特里希里希19141914年年7 7月率队到克里米亚做日蚀月率队到克里米亚做日蚀实验，但实验没有做成，他被俄国人实验，但实验没有做成，他被俄国人当做间谍抓起来。爱因斯坦非常沮丧当做间谍抓起来。爱因斯坦非常沮丧。直到直到19191919年年5 5月，消息传来，英国的爱月，消息传来，英国的爱丁顿爵士领导的两个观测队分别在巴丁顿爵士领导的两个观测队分别在巴西和西非拍摄的日全蚀照片，其观测西和西非拍摄的日全蚀照片，其观测结 果 分 别 为结 果 分 别 为 1.6 1(1.6 1(0.3 0)0.3 0)和和1.98(1.98(0.12)0.12)秒弧度。实验与爱因斯秒弧度。实验与爱因斯坦的预
21、言吻合，爱因斯坦这才松了一坦的预言吻合，爱因斯坦这才松了一口气。口气。与牛顿一样，爱因斯坦成为人类历史与牛顿一样，爱因斯坦成为人类历史上最伟大的科学家。上最伟大的科学家。文学艺术的创造与科学探索求知的过文学艺术的创造与科学探索求知的过程，是很复杂的。客观的观察和分析，程，是很复杂的。客观的观察和分析，深入的思考和创造的想象力，对于文学深入的思考和创造的想象力，对于文学艺术与科学研究的创造，过程大致是相艺术与科学研究的创造，过程大致是相同的。同的。凡是革命性的科学研究，原创性的艺凡是革命性的科学研究，原创性的艺术创新，都会探究或描写自然界实在术创新，都会探究或描写自然界实在的本性，这也是共同的。
22、但的本性，这也是共同的。但 科学实验自然，科学家必离我与自科学实验自然，科学家必离我与自然；然；文学描写自然，文学家必融我于自文学描写自然，文学家必融我于自然。然。科学与文学艺术的异同科学与文学艺术的异同 文学艺术重灵感、重形象思维；文学艺术重灵感、重形象思维；而而科学重实证、重抽象思维，从逻辑方科学重实证、重抽象思维，从逻辑方法以及从已有之经验，寻求问题的解答法以及从已有之经验，寻求问题的解答。只有经过验证的事物，证明了它的正只有经过验证的事物，证明了它的正确性，才能算是完成了一个科学研究的确性，才能算是完成了一个科学研究的全过程。全过程。李白诗：李白诗：“白发三千丈。白发三千丈。”众人感众
23、人感觉诗人的浪漫，夸张。明知不符合现觉诗人的浪漫，夸张。明知不符合现实，并不指责诗人。实，并不指责诗人。科学家连白发三丈都不能讲，因为科学家连白发三丈都不能讲，因为没有根据，拿不出证明来。没有根据，拿不出证明来。科学是讲究实证的。科学是讲究实证的。科学与文学艺术的异同科学与文学艺术的异同 文学艺术主要关注内在精神世界文学艺术主要关注内在精神世界,如如情感、虚构和精神情感、虚构和精神,是相对主观的是相对主观的;读李清照的诗读李清照的诗:生当为人杰生当为人杰,死亦为鬼雄死亦为鬼雄,至今思项羽至今思项羽,不肯过江东不肯过江东。她抒发的是对一名悲剧英雄的情她抒发的是对一名悲剧英雄的情感和追思感和追思。
24、她期盼有项羽这样宁死。她期盼有项羽这样宁死不逃避责任的英雄，重振大宋王朝不逃避责任的英雄，重振大宋王朝雄风的愿望。雄风的愿望。文学艺术关注内在精神世界文学艺术关注内在精神世界 科学科学,例如物理学关注的是运例如物理学关注的是运动、物体和力的客观世界。动、物体和力的客观世界。无论科学或是文学艺术无论科学或是文学艺术,都有灵都有灵感勃发的问题感勃发的问题,但物理学家在灵感但物理学家在灵感以后以后,就需不可缺的数学证明就需不可缺的数学证明,展现展现出来的物理学框架是序列的、抽象出来的物理学框架是序列的、抽象的数学方程搭建起来的。的数学方程搭建起来的。科学关注客观世界的实在科学关注客观世界的实在科学研
25、究的途径科学研究的途径楔子楔子 一个侦破故事一个侦破故事:1996:1996年年“京城劫钞案京城劫钞案”京城京城 2.8”“6.3”8.27”2.8”“6.3”8.27”三起劫三起劫钞案钞案 作案手法类似：盗车抢劫弃车作案手法类似：盗车抢劫弃车换车逃逸。换车逃逸。破案突破口：米黄色尼桑桥车被盗案破案突破口：米黄色尼桑桥车被盗案乃是前兆。找车是突破口。乃是前兆。找车是突破口。结论是：突破口找对了，正确的思维结论是：突破口找对了，正确的思维导致正确的结果导致正确的结果。搞科学研究颇像搞侦破，都是运用搞科学研究颇像搞侦破，都是运用自己的思维去分析、去推论。科学工自己的思维去分析、去推论。科学工作者最
26、重要的一点是要有作者最重要的一点是要有“创造性创造性智慧智慧”（Creative intelligenceCreative intelligence），要有要有“思想（创意、点子）思想（创意、点子）”即即IdeaIdea。科学研究中必须要有自己的科学研究中必须要有自己的 IdeaIdea，否则就是复制，就是模仿；不是创新否则就是复制，就是模仿；不是创新，更不是创造。，更不是创造。什么是什么是 Idea Idea 呢？呢？IdeaIdea是用已知的是用已知的事物作根据，由此推测到别种事物的事物作根据，由此推测到别种事物的作用。也就是说，具有推论的作用。作用。也就是说，具有推论的作用。推论的作用是
27、从已知的事物推及未知推论的作用是从已知的事物推及未知的事物。有前者作根据，作基础，而的事物。有前者作根据，作基础，而对后者发生作用，这是有条理的思想对后者发生作用，这是有条理的思想作用。作用。Idea Idea 的特点是：的特点是：(1)(1)须先有一种疑惑困难的情境做起点须先有一种疑惑困难的情境做起点 如：接连三次运钞车抢劫案的发生如：接连三次运钞车抢劫案的发生(2)(2)须有寻思搜索的作用，要寻出新事须有寻思搜索的作用，要寻出新事物物 、新方法、新手段来解决这种疑惑、新方法、新手段来解决这种疑惑困难，即寻找突破口。困难，即寻找突破口。如：盗车抢劫弃车换车逃逸如：盗车抢劫弃车换车逃逸的规律，
28、找被盗车是一个突破口。的规律，找被盗车是一个突破口。Idea Idea 的基本条件是：的基本条件是：严格合乎逻辑，概念清楚，切合实际严格合乎逻辑，概念清楚，切合实际 科学研究的过程，实际是不断产生科学研究的过程，实际是不断产生IdeaIdea的过程，的过程，IdeaIdea贯穿科学研究的全贯穿科学研究的全过程。过程。研究课题从一般地提出到具体化，直研究课题从一般地提出到具体化，直到课题任务的完成，必须建立一个合到课题任务的完成，必须建立一个合乎逻辑的程序（步骤）、思考和方法乎逻辑的程序（步骤）、思考和方法 科学研究人员必须对研究的途径、程科学研究人员必须对研究的途径、程序以及方法，即科学研究的
29、全过程有序以及方法，即科学研究的全过程有明确的明确的认识认识。科学研究途径框图 线索线索突破口突破口假说（假设）假说（假设）前验评价（假说前验评价（假说含义的展开）含义的展开）后验评价（排除后验评价（排除错误、确证、实错误、确证、实 践检验）践检验）问题的解问题的解决（新问决（新问题的出现）题的出现）疑难问题的疑难问题的提出提出疑问（疑疑问（疑难问题的难问题的由来）由来）假说的假说的修正修正验证验证期期酝酿期酝酿期探索期探索期顿悟期顿悟期疑难问题的提出疑难问题的提出疑难问题的提出疑难问题的提出 两个问题：疑问和提出疑难问题。两个问题：疑问和提出疑难问题。疑问是思想的起点。一切有用的思疑问是思想
30、的起点。一切有用的思想，都起于一个疑问；一切科学发明，想，都起于一个疑问；一切科学发明，实际上起于思想上的疑惑。实际上起于思想上的疑惑。“学原于思，思起于疑学原于思，思起于疑”。但是，有疑问并不等于能提出问题但是，有疑问并不等于能提出问题。特别是有些看法似乎已经是常识，是。特别是有些看法似乎已经是常识，是传统的见解，是书本上写的，是权威的传统的见解，是书本上写的，是权威的结论，虽有疑问，却不敢提出问题。结论，虽有疑问，却不敢提出问题。科学始于问题科学始于问题1.1.问题促使理论的产生问题促使理论的产生 理论的任务在于试图解决问题。理理论的任务在于试图解决问题。理论是一种尝试，猜测，假设，科学家
31、论是一种尝试，猜测，假设，科学家根据他的怀疑、猜想、理论、想法、根据他的怀疑、猜想、理论、想法、灵感去盘问自然界。灵感去盘问自然界。如果没有问题，也就不会有对问题如果没有问题，也就不会有对问题的解释即理论。的解释即理论。2.2.问题推动科学的发展问题推动科学的发展 问题是促进科学发展的动力。问题是促进科学发展的动力。问题促使人们思索，发展科学。问题促使人们思索，发展科学。问题导致科学知识的发展。问题导致科学知识的发展。问题不断增进科学的深度和精确性。问题不断增进科学的深度和精确性。3.3.问题是认识活动的起点问题是认识活动的起点 对于科学家的研究，作为起点的总对于科学家的研究，作为起点的总是问
32、题。在科学研究中，我们心目中是问题。在科学研究中，我们心目中必须有一个确定的问题，对这个问题必须有一个确定的问题，对这个问题，我们要用观察、实验或理论来加以，我们要用观察、实验或理论来加以解决。解决。提出问题要有科学精神。提倡多疑、提出问题要有科学精神。提倡多疑、多问、多想，多思考，不是随心所欲多问、多想，多思考，不是随心所欲、脱离实际乱疑或离奇荒谬的乱想，、脱离实际乱疑或离奇荒谬的乱想，要以科学原则为指导提出有意义的问要以科学原则为指导提出有意义的问题。题。科学研究，是从已知探究未知，获得科学研究，是从已知探究未知，获得新知。提出问题，思考问题，要从现新知。提出问题，思考问题，要从现有基础出
33、发，用现有科学知识规律去有基础出发，用现有科学知识规律去解析、探究、论证，寻找新的结论。解析、探究、论证，寻找新的结论。科学研究中，有些问题也可能是合理科学研究中，有些问题也可能是合理而有意义，但限于知识水平、环境条而有意义，但限于知识水平、环境条件、认识能力，难以求得结论。件、认识能力，难以求得结论。问题从何而来？从前人的实验、文问题从何而来？从前人的实验、文献资料中的观点和认识和自己的实验献资料中的观点和认识和自己的实验和经验来。要分析：和经验来。要分析：1 1、前人为什么做这一工作：意义、推、前人为什么做这一工作：意义、推动力；动力；2 2、前人的工作做了什么，解决了什么、前人的工作做了
34、什么，解决了什么，推进了什么；认识和经验；理论和，推进了什么；认识和经验；理论和方法；有无漏洞和缺陷？方法；有无漏洞和缺陷？3 3、对这一问题自己与前人不同的观点、对这一问题自己与前人不同的观点、认识和经验；、认识和经验；4 4、分析和比较事物各个发展阶段的异、分析和比较事物各个发展阶段的异同，总结出事物的规律。同，总结出事物的规律。提出疑问和问题的途径(1)(1)某个理论内部的逻辑矛盾；某个理论内部的逻辑矛盾；(2)(2)理论结构上不符合简单性与普遍理论结构上不符合简单性与普遍 性的要求；性的要求；(3)(3)现有理论与经验事实之间的矛盾现有理论与经验事实之间的矛盾(4)(4)对经验事实未能
35、作出统一的理论对经验事实未能作出统一的理论 说明；说明；(5)(5)理论的实际应用与现有技术条件理论的实际应用与现有技术条件 的矛盾；的矛盾；(6)(6)不同的理论体系之间的矛盾不同的理论体系之间的矛盾。科研方法的一般途径科研方法的一般途径1 1、演绎的方法演绎的方法 演绎演绎是从个别到一般，设置一个理论前是从个别到一般，设置一个理论前提（公认的或严密论证的），把理论一步提（公认的或严密论证的），把理论一步步演绎下去，得到这个命题的正确结论。步演绎下去，得到这个命题的正确结论。有严密的逻辑、推理，不由不使人信服。有严密的逻辑、推理，不由不使人信服。2 2、归纳、统计的方法、归纳、统计的方法 归
36、纳归纳是从个别到一般，即从一定数量的是从个别到一般，即从一定数量的个别性事实，抽象、概括出一般性原理。个别性事实，抽象、概括出一般性原理。即收集资料，以事例的积累的能量说服人即收集资料，以事例的积累的能量说服人3 3、集成的方法技术研究的途径、集成的方法技术研究的途径 集成是集成是把他人成熟的方法用自己的思想把他人成熟的方法用自己的思想改进，或是尝试把先进技术应用到自己的改进，或是尝试把先进技术应用到自己的课题，以取得的进展来说服人。课题，以取得的进展来说服人。寻找突破口（切入点）寻找突破口（切入点）一是以过去的研究作为自己的起点。一是以过去的研究作为自己的起点。注注意前人文献中不同作者报告的
37、特点和意前人文献中不同作者报告的特点和差别，前人研究中的差别，前人研究中的“空白空白”和和“不一致不一致”的地方，的地方，寻找知识上的寻找知识上的“空空挡挡”，在原范畴内寻找未开发的处女，在原范畴内寻找未开发的处女地。地。二是广泛浏览各种资料，二是广泛浏览各种资料，了解其它学科了解其它学科的进展，注意有无可利用的新原理、的进展，注意有无可利用的新原理、新技术，新技术，将它将它“移植移植”到我的科学到我的科学问题上，在原范畴中寻找一个出口问题上，在原范畴中寻找一个出口，与别的范畴结合交融，从而开拓新领与别的范畴结合交融，从而开拓新领域域突破口（切入点）（切入点）选定的二条途径寻找突破口（切入点）
38、框图寻找突破口（切入点）框图所研究的所研究的课题课题分析课题分析课题按课题收集资料按课题收集资料选择与综合选择与综合选择突破口（主攻方向）选择突破口（主攻方向）分离要解决分离要解决的任务的任务系统化系统化研究研究目的目的一般的设想一般的设想具体化具体化假说假说（假设、试验性理论）（假设、试验性理论）假说的提出假说的提出 研究工作本身就是研究工作本身就是“提出假说，找寻提出假说，找寻证据证据”或或“大胆假设，小心求证大胆假设，小心求证”。假说产生于新发现的事实与已有的理假说产生于新发现的事实与已有的理论发生矛盾时，是推动人们认识发展论发生矛盾时，是推动人们认识发展的内部动力。的内部动力。为了解决
39、这种事物的矛盾，需对新事为了解决这种事物的矛盾，需对新事物的原因、本质、规律性作出初步的物的原因、本质、规律性作出初步的假定，这就是假说。假定，这就是假说。假说是一个作者对现实世界（科学领假说是一个作者对现实世界（科学领域）的观点或说法（科学理论）提出域）的观点或说法（科学理论）提出自己的想法：自己的想法：“现实现实”应该是这样。应该是这样。科学的发展是通过不断提出试探性的猜科学的发展是通过不断提出试探性的猜想（假说），并不断反驳，即排除猜想想（假说），并不断反驳，即排除猜想（假说）中的错误而实现的。（假说）中的错误而实现的。1.在文献资料、观察、实验和理论的基在文献资料、观察、实验和理论的基
40、础上，从现实出发，对所获得的材料进础上，从现实出发，对所获得的材料进行加工制作，针对问题提出猜测性的假行加工制作，针对问题提出猜测性的假说。说。2.翔实记述数据，观察归纳各派学说翔实记述数据，观察归纳各派学说，提出某种作为理论基本前提的猜测性，提出某种作为理论基本前提的猜测性假说假说，3.由逻辑推演出理论系统，抽象出概念由逻辑推演出理论系统，抽象出概念，导出逻辑推论，提炼自己的假说。，导出逻辑推论，提炼自己的假说。前验评价前验评价（假说的推论）（假说的推论）前验评价（假说的推论）前验评价（假说的推论）提出假说后，就要找证据，以证据来判提出假说后，就要找证据，以证据来判断、来说明自己假说的断、来
41、说明自己假说的“正确正确”和和“真真实实”。故故假说作为工具来揭示新的事实假说作为工具来揭示新的事实，而不应将其视为自身的终结。，而不应将其视为自身的终结。假说提出之后，前验评价必须应用演绎假说提出之后，前验评价必须应用演绎逻辑，推导出若干结论或推论；前验评逻辑，推导出若干结论或推论；前验评价是在一系列的实验、抽象的或数学的价是在一系列的实验、抽象的或数学的方程上搭建起来的。方程上搭建起来的。比较这些结论和陈述，分析其逻辑关系比较这些结论和陈述，分析其逻辑关系。判定理论是否严谨，是否自相矛盾。判定理论是否严谨，是否自相矛盾。尝试性解决尝试性解决（假说与前验评价）（假说与前验评价）突破口突破口后
42、验评价后验评价假说假说实验与观察实验与观察理论或理论体系理论或理论体系（定律）（定律）前验评价前验评价尝试性解决尝试性解决后验评价（排除错误）后验评价（排除错误）后验评价（排除错误）l一个发现或一项研究是否具有创造性一个发现或一项研究是否具有创造性及其创造价值的大小，需要实践的检及其创造价值的大小，需要实践的检验和社会的承认以作出评价，这是科验和社会的承认以作出评价，这是科学研究活动的最后一个环节。学研究活动的最后一个环节。l经过前验评价后，用演绎推理从最可经过前验评价后，用演绎推理从最可检验的理论或假说（假设）推导出预检验的理论或假说（假设）推导出预见，同观测、实验、生产中的应用结见，同观测
43、、实验、生产中的应用结果一一加以比较。这一步叫后验评价果一一加以比较。这一步叫后验评价，即实践检验、也叫排除错误。，即实践检验、也叫排除错误。l排除错误是科学研究的一个重要步排除错误是科学研究的一个重要步骤；研究人员要批判和检验所提出骤；研究人员要批判和检验所提出的大胆猜想作试探性解决（理论、的大胆猜想作试探性解决（理论、假说、设想和方案等）。假说、设想和方案等）。l批判是批判是“找毛病找毛病”，检验则是，检验则是“确定错误确定错误”。如果检验的结果表明。如果检验的结果表明，这理论是错误的，那就加以排除，这理论是错误的，那就加以排除。通过批判和排除错误，可以确保。通过批判和排除错误，可以确保理
44、论的虚假内容减小或不增加。理论的虚假内容减小或不增加。l排除错误可归纳为排除错误可归纳为“大胆尝试，大胆尝试，严格检验。严格检验。”科学研究方法的特点科学研究方法的特点（1 1）Idea Idea 始于问题，终于问题；始于问题，终于问题；科学研究的过程，实际是不断产科学研究的过程，实际是不断产生生 Idea Idea 的过程的过程 （2 2）科学研究五步骤：）科学研究五步骤：前面前面1 13 3步：疑难问题步：疑难问题1 1突破突破口口2 2假说假说3 3，主要偏向于归纳法，主要偏向于归纳法；后面；后面4 45 5步：前验评价步：前验评价4 4后验后验评价评价5 5，主要偏向于演绎法。假说，主
45、要偏向于演绎法。假说是承上启下的关键。是承上启下的关键。(3)(3)科学研究的途径实际是猜想科学研究的途径实际是猜想反驳的过程。反驳的过程。提出假说的过程是一个猜想的提出假说的过程是一个猜想的 过程，排除错误的过程，即反驳的过程，排除错误的过程，即反驳的过程。也是一个批判的、革命的过过程。也是一个批判的、革命的过程。程。科学研究中创造性活动的特点(1)(1)科学始于问题。科学始于问题。(2)(2)科学的本质在于创造。科学的本质在于创造。(3)(3)提出假说（技术方案）是创造提出假说（技术方案）是创造 性最强的重要环节。性最强的重要环节。(4)(4)批判态度应贯彻于全部研究，批判态度应贯彻于全部
46、研究，批判作为反驳的重要环节，乃批判作为反驳的重要环节，乃 是科学方法的最主要的表征。是科学方法的最主要的表征。创新贯穿于科学研究的全过程创新贯穿于科学研究的全过程 科学研究的每一步骤，如选题、找突科学研究的每一步骤，如选题、找突破口、提出假说或总体技术方案、观破口、提出假说或总体技术方案、观察实验、逻辑证明、技术实验与技术察实验、逻辑证明、技术实验与技术实施、物化成果、后验评价等等，作实施、物化成果、后验评价等等，作者都应该有自己的者都应该有自己的“Idea”Idea”。要在事实的基础上作进一步推论（逻要在事实的基础上作进一步推论（逻辑的与非逻辑的），进行理性加工。辑的与非逻辑的），进行理性
47、加工。通过考察事实、物化成果、后验评价、通过考察事实、物化成果、后验评价、推广应用等，进一步验证假说或技术推广应用等，进一步验证假说或技术方案的正确性。方案的正确性。这样的过程可能要反这样的过程可能要反复多次，才能得到正确的结果复多次，才能得到正确的结果。中国古人的治学（现代科学方法的始祖）古人的治学：学一问一思一辨一行古人的治学：学一问一思一辨一行 中庸一篇第20章最后三段，系统论述了古人的治学，表达了中国传统文化的精华。读后，可以说是茅塞顿开，不由不佩服我国古代学者在治学方法上的严谨周密，表达文词之精美简洁。对这三段古文,我按着我的理解，试着翻译如下（宋体是原文，黑体是我的译文。）中庸一篇
48、第中庸一篇第2020章最后三段：章最后三段：“博学之，审问之，慎思之，明辨博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。之，笃行之。”“博学知识，详问原由，慎密思博学知识，详问原由，慎密思考，辨论明理，实践笃行。考，辨论明理，实践笃行。”学、问、思、辨、行学、问、思、辨、行中庸传授研中庸传授研究学问之道究学问之道 “有弗学，学之弗能，弗措也。有弗学，学之弗能，弗措也。要么不学，学就要学能掌握，绝不半途而废要么不学，学就要学能掌握，绝不半途而废 有弗问，问之弗知，弗措也。有弗问，问之弗知，弗措也。要么不问，问就要问个清楚，绝不轻易罢休要么不问，问就要问个清楚，绝不轻易罢休 有弗思，思之弗得，弗措也。有
49、弗思，思之弗得，弗措也。要么不思，思就要思有创意，绝不稀里糊涂要么不思，思就要思有创意，绝不稀里糊涂 有弗辨，辨之弗明，弗措也。有弗辨，辨之弗明，弗措也。要么不辨，辨就要辨明道理，绝不模糊马虎要么不辨，辨就要辨明道理，绝不模糊马虎 有弗行，行之弗笃，弗措也。有弗行，行之弗笃，弗措也。”要么不行，行就要行得彻底，绝不虎头蛇尾要么不行，行就要行得彻底，绝不虎头蛇尾“人一能之，己百之；人一能之，己百之；“别人一遍能做好，我做它一百遍；别人一遍能做好，我做它一百遍；人十能之，己千之。人十能之，己千之。别人做十遍能做好，我做它一千遍。别人做十遍能做好，我做它一千遍。果能此道矣，果能此道矣，果真是这样做了
50、，果真是这样做了，虽愚必明，虽柔必强。虽愚必明，虽柔必强。”愚蠢必会变得聪明，柔弱定会变得愚蠢必会变得聪明，柔弱定会变得刚强。刚强。”“学学”是是观察自然现象、观察自然现象、广泛地学习各种知识广泛地学习各种知识等，以等，以获取信息，即框图上的线索（文献资料获取信息，即框图上的线索（文献资料）“问问”是详尽细密地询问事物的原由，发现问是详尽细密地询问事物的原由，发现问题和提出问题，即框图上的疑难问题的提出；题和提出问题，即框图上的疑难问题的提出；“思思”是谨慎思考解决问题的方案和途径，即是谨慎思考解决问题的方案和途径，即框图上的突破口和假说；框图上的突破口和假说；“辨辨”是运用思辨方法进行推论，
