正在猶豫是否考研的同學,可能心裡都產生過這個疑問:研究生三年時間都做什麼?和本科階段有什麼區別?
上了研究生的同學,可能也時不時會想:研究生這三年我應該做什麼?怎麼做才能不虛度光陰?
作為一名研究生導師,我認為研究生最應該學會的是“科學研究”,這樣才不負“研究生”這個稱呼。
你可能會想:學了科學研究有什麼用呢?以後工作不搞學術,學了也白學,用不上。
等等,你確定知道科學研究的真正涵義?科學研究雖然包含“科學”兩個字,但是可不表明它只和科學有關、不能用在日常生活中。
下面就讓我們一起來看一看科學研究是什麼。
1、科學研究是一種方法
百度百科上說:科學研究是指利用科研手段和裝備,為了認識客觀事物的內在本質和運動規律而進行的調查研究、實驗、試製等一系列的活動。
我覺得這個回答指出了科學研究的目的和一部分內容,但並沒有說出科學研究的概念——科學研究是什麼。
科學研究是一種方法,一種尋找答案的方法。不管是在學習中還是生活中,你都有需要尋找答案的時候。
想想當你面對自己不知道的東西時,是不是會不由自主產生一些疑問?例如,面對新冠疫情,很多人都想知道“新冠病毒是從哪兒來的”。
在嘗試回答這些疑問的時候,可以採用不同的方法。
有的人憑自己的直覺或常識來回答。
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也可以直接從專家那裡詢問答案。
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還可以上網閱讀一些文章後形成自己的判斷。
在所有尋找答案的方法中,科學研究是其中一種。
與其他方法不同的是,科學研究這種方法,能夠在最大程度上確保答案是真的。
為什麼科學研究能做到,而其他方法不能?這是因為:一,科學研究收集數據的過程嚴謹、客觀;二,科學研究遵循一個自我驗證的流程。
正是因為這些原因,儘管不同領域的科學家們研究的問題不同,但是他們在為未知的問題尋找答案時,都採用科學研究的方法。
可能是被科學家們廣泛採用的原因,我們將這種方法稱為“科學研究”。但是,這種方法並不是科學家的專利。
如果你想在生活中找到最可靠的答案來解決實際問題,你也可以用科學研究這種方法。
下面就讓我們一起來看一看怎麼應用科學研究。
2、科學研究的步驟
我以“新冠病毒哪裡來”這個問題為例,來說明科學研究方法的實施步驟。
1)根據現有事實提出假設
目前已知的事實有:新冠病毒是一種冠狀病毒,和導致非典(SARS)、中東呼吸綜合徵(MERS)的病毒屬於同一個家族。這三種冠狀病毒都能感染人類,導致呼吸系統疾病。
導致非典和中東呼吸綜合徵的病毒都根源於蝙蝠(病毒天然宿主),分別通過果子狸和駱駝(病毒中間宿主),傳染給人。
最初的一些病人有很多都曾去過武漢華南海鮮市場。在585份從華南海鮮市場採集的環境樣本中,33份含有新型冠狀病毒。在這33份中,14份集中在交易野生動物的商鋪。
根據以上事實,一些科學家們運用溯因推理,假設“新冠病毒根源於蝙蝠,通過某種或多種動物作為中間宿主傳染給人”這一可能的答案。
雖然目前這個答案只是假設 ,但是它指明瞭一條可以探索的方向,讓科學家們可以著手去做一些具體事情,來驗明事情的真相到底是不是假設的那樣。
2)從假設推出若干推論
一般情況下,提出的假設比較抽象,沒有辦法直接去驗證它,需要將它分解為一些可以直接去驗證的部分。
怎麼分解呢?科學家們通過演繹推理,從假設推導出一些可以被驗證的推論。
一,新冠病毒與蝙蝠身上的某種病毒比較相似。
二,在華南海鮮市場上販賣的某種野生動物身上的病毒與新冠病毒一樣或非常相似。
三,這種野生動物與蝙蝠之間有交集,病毒有機會從蝙蝠身上傳到這種野生動物身上。
因為這些推論都是從假設演繹推理出來的,所以如果假設是真的,那麼這些推論就是真的。
如果科學家們能夠驗證這些推論是真的,那麼,他們提出的那個假設就非常可能是真的。反過來,如果這些推論被驗證不是真的,那麼,假設不是真的可能性就很大。
之所以不能全盤肯定或否定假設,是因為我們不能排除自身的侷限性:很可能從假設可以推導出更多的推論,只不過我們現在並不知道。只有我們能夠驗證所有推論,才能完全肯定或否定假設,否則只能說可能性很大。
因為推論和假設之間有上述的真假聯動關係,所以科學家們就可以通過驗證推論來探索所提答案的真假。
3)根據推論設計並實施觀察或實驗
怎麼驗證推論呢?針對每個推論,科學家們親自去觀察或做實驗,通過自己收集來的數據來檢驗推論。
為了驗證推論“新冠病毒與蝙蝠身上的某種病毒比較相似”,一些科學家們對收集到的新冠病毒樣本進行了全基因組測序。然後將新冠病毒的基因序列與許多來自蝙蝠的冠狀病毒基因序列進行對比。
科學家們在觀察和實驗時都遵循特別的規定和嚴格的步驟,所使用的工具也往往是標準的。
為什麼要觀察或實驗呢?因為通過觀察或實驗收集的數據,才是世界給我們的真實回應。這種數據比道聽途說、主觀猜想、引用權威這些方法得來的數據都要可靠。我在文章 中有詳細解釋。
4)分析觀察或實驗結果得到結論
觀察或實驗的結果常常是很多數據,科學家們通過分析這些數據,運用歸納推理,得出數據所表明的意思。
繼續我們的例子。在將新冠病毒的基因序列與許多來自蝙蝠的冠狀病毒基因序列進行對比之後,科學家們發現:新冠病毒與一種蝙蝠冠狀病毒RaTG13有96.2%的基因序列相似。
另外,他們還發現,這兩種病毒的S蛋白基因都比其他SARS類冠狀病毒要長。
根據這些實驗結果,科學家們推出結論:新冠病毒與蝙蝠冠狀病毒RaTG13非常相似。
大家需要注意,從實驗結果到推論其實是有一個邏輯跳躍的:基因序列一致到什麼程度算非常相似,以及是否基因序列相似就能說明兩個病毒相似,這些判斷都是偏主觀的。
只要使用歸納推理,這個跳躍就不可避免。因此我們並不能百分之百確定這個結論是真的。
5)比較觀察或實驗結論與所提推論,驗證假設
科學家們把經過觀察或實驗所得的結論,與之前提出的推論進行對比,通過對比結果來決定是支持還是拋棄假設。
繼續我們的例子。科學家們的實驗結論是新冠病毒與蝙蝠冠狀病毒RaTG13非常相似,這與推論一“新冠病毒與蝙蝠身上的某種病毒比較相似”是一致的。可以在一定程度上支持假設。
然而僅這一個推論成立並不足以證明假設是真的。這是因為截至目前為止,另外兩個推論尚未得到驗證。
如果不能完全支持或拋棄假設,那麼就需要等待更多的事實出現,或者嘗試從假設推導出更多的推論進行驗證,或者探索其他假設的可能性,或者修改假設、使其更加精確。
最後總結
科學研究是一種尋找答案的方法。
與其他方法相比,科學研究能夠在最大程度上確保答案是真的。
研究生最應該學會的是科學研究。雖然經常應用於科學和哲學中,科學研究這種方法也可以應用到日常生活裡。
本文作者學亦思,關注研究生階段的師生關係、科學研究、論文寫作。
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關鍵字: 2019未來科學大獎 科學研究 傳染病