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如何提出一个好的科学问题

已有 30980 次阅读 2011-5-7 14:32 |系统分类:科研笔记| 北京大学, 出版社, 空间, 学术界, 里程碑

“提出问题”无论在学术界还是在工业界都是一个重要的“问题”。如何提出好的科学问题往往是科研过程中的首要问题。

 

科学论题是人类在认识客观世界过程时被“困惑”住的问题,而这些问题的“解决”都导致了“新知识”的产生。对近代科学起源时的天体运行规律的理解导致了经典力学的诞生;从对火的认识和利用则产生了化学;对生物世界多样性以及它们的“横向”(空间轴)和“纵向”(时间轴)的理解催生出了生命进化理论;DNA双螺旋的发现也开启了近代生命科学的大门。所以这些“科学知识”都是由“好奇”而产生的,是人们追求理解这个世界过程的产物。

 

另一个科学问题的来源是当前“知识逻辑体系”中的矛盾现象。量子力学就是符合这种情况:当我们应用当时已有的知识没有办法推演出电子等客体的实验现象时,一种新的概念和逻辑体系必须被引入进来。这种情况也正是库恩所提出的“科学革命”的概念(《科学革命的结构》,北京大学出版社)。所以,这也说明,科学知识是在不断“进化”和“更新”的,而不单纯的是在“积累”。

 

以上说的都是在科学史中的“里程碑”式的大事件。在我们当前时代下,而且在每个具体的研究领域中,不太可能或者说不太容易由我们去揭示和发现类似以上那些重要的科学发现,但即使在小的领域中,提出科学问题的“范式”是相通的。

 

简而言之,好的科学问题的提出有以下两个主要来源(纯属个人观点,请批评阅读):

 

1. 理论本身的发展。好的理论是那些能够以最少的“假设”推演出最广泛(能够被实验证实)的结论的理论。但,往往一个理论最初被提出时只是针对一个或一类实验结果的,而其后续的影响则远远超出了其最初设定的范围。热力学理论就是这样一个例子。所以,对一个刚刚起步的理论,引入新的概念和方法,不断扩展其应用范围,是一个比较好的研究策略。

 

2. 针对目前为止仍未认识清楚的问题进行研究。这种策略是最本源的途径,它一方面来源于人类的好奇心,一方面又有可能造福于人类。比如,当前我们对于癌症、艾滋病等疾病问题仍然认识不清,这样使得我们在处理这些疾病时方法不多。弄清楚这些问题无疑是十分重要的。从小的方面来说,对自己所研究领域的某些实验现象进行理解、解释也是好的科研方向。

 

有人曾经说过:问题的提出等效于问题解决了一半。当然,这个论断有一定的道理,毕竟我们要先弄清楚自己要干什么,才能真正把事情干好。但是,这个说法仍然不能掩盖在后续的“解决问题”过程中的可能的“艰辛”。其实,在很多时候,如何解决问题是最为耗时、耗力的环节。期望,自己能够若干年后,在经历了很多后,也能对该问题进行一些思考和总结。



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