科学之路（The art of scientific investigation）

pangwei

原 序
精密仪器在现代科学中有重要的作用。但我有时怀疑，人们是否容易忘记科学研究中最重要的工具始终是人的头脑。人们固然花费了不少时间和精力去训练和充实科学家的头脑，但是，对于如何充分利用头脑，在技术细节上却几乎未加注意。在科学研究的实践和思维技巧方面，尚无一本令人满意的书把有关知识贯穿起来。这种不足促使我写此书作为研究工作入门的导引(写书的目的)。这本书是对这一复杂艰深论题的小小贡献，首要的对象是即将从事研究工作的学生，但也希望能吸引更广泛的读者(本书的对象，reader)。
我力图分析获得新发现的方法，综合有成就科学家观点中带有普遍性的东西，并写进那些会对青年科学家有用而又有趣的材料。为了把这些素材写得简明易懂，有些地方我采用了坦率的说教口吻，这可能将某些有争辩的观点过分简化了。 但是，教条主义是与我的原意背道而驰的，我试着推断并阐明尽可能多的科学研究指导原则，以至于摆在学生面前的可能是一些具体的见解。我并不要求读者接受我的观点，而是把这些观点视为供他们思考的建议。
科学研究是一种高度复杂而又难以捉摸的活动，在研究人员的头脑中往往并不明确。这或许就是大多数科学家认为 ，无法就研究方法进行正规教育的缘故。大家都承认，科学研究的训练主要是自我训练，若能在实际研究操作中得到有经验科学家的指点则更好。尽管如此，我仍相信可以从别人的经验中学到某些启示与原则。常言道『智者请教他人，傻瓜只学自己。』诚然，任何一种训练，都远远不止于听别人的指点。人们要学会把原理付诸实施，并养成运用原理的习惯，必须透过实践。但是，在应该掌握那些技巧才能正确的得到指导，也是有所裨益的。 很多情况下，本书仅仅是指出了可能遇到的困难，亦即必要时必须全力正视并克服的困难。然而，言之在先亦不无帮助。
(关于科学方法的重要性)所谓科学研究就是对新知识的探求，所以它对有独创精神的人特别具有吸引力，他们所用的方法亦各不相同。甲所遵循的方法对乙则未必合用。不同的学科也需要不同的方法。 但是，有些基本原理和思维技巧是大多数科学研究共同使用的，至少在生物学领域是如此。FaGuo大生理学家贝尔纳 (Claud Bernard) 说：『良好的方法能使我们进一步地发挥运用天赋的才能，而拙劣的方法则可能阻碍才能的发挥。因此，科学中难能可贵的创造性才华，由于方法拙劣可能被削弱，甚至被扼杀；而良好的方法则会增长、促进这种才华。 ... 在生物学中，由于现象复杂，谬误的来源又极多，方法的作用较之其它科学更为重要』
具有天赋研究能力的旷世稀才不会得益于研究方法的指导，但未来的研究工作者多数不是天才，给这些人一些科研方法的指点，较之听任他们凭借个人经验事倍功半地去摸索，应有助于他们早日获得成果。有一次一位著名科学家告诉我，他经常故意一段时间不管学生，以便使他们有机会自己寻找适应工作的方法。这种以非沉即浮原理为依据的方法，用于甄拔人才，或许有其可取之处，但是比起把孩子扔进水里的原始方法，我们今天有更好的教游泳的办法 。
人们普遍认为，大多数人的创造能力很早就开始衰退。对于一个科学家来说，姑且假定他迟早会懂得如何最有效地进行研究工作，但如果完全靠自己摸索，到他学会这种方法时，他最富有创造力的年华或许已经逝去。因此，如果在研究中有可能通过研究方法的指导 ，来缩短科学工作者摸索的学习阶段，那么，不仅可以节省训练的时间，而且科学家获得的成果也会比一个用较慢方法培养出的科学家所能做的多。这只是一种推测，但其可能具有的重要意义是值得深思的。另一种考虑是：未来的研究工作者所必需的正规教育量日益增加，这就有可能会减少他们最富创造性的年华。也许这两种不良后果都可能因我们所建议的指导方法而有所解决。
试图研究如此广泛复杂课题的任何一本书，也许都难免会有不足之处。我希望本书能起抛砖引玉作用，引起更多成就比我大、经验比我多的作者来就这个题材撰述，丰富这已有的系统化的知识。对于在心理学方面没有受过任何正规教育的我，竟然论及研究工作的心理学，不免失于冒昧。但是，想到生物学家涉足心理学并不比心理学家或逻辑学家涉足生物学研究有更多误入迷津的危险，就又增添了勇气。大多数论述科学方法的著作 ，都从逻辑学或哲学角度看眼，本书则侧重于科学研究的心理活动和实践。
(本书的结构及主要内容)我觉得很难按逻辑顺序编排所讨论的各个不同题目；关于机遇、假设、想象力、直觉、推理和观察各章，在次序上完全是作者任意安排的。第一章第二部分总结了科学研究的步骤。我颇费周章地搜寻了一些小故事来说明新发现的经过，因为这些小故事对于那些想了解知识进展过程的人可能有用。每个小故事均按其最适于说明的科学研究方案，在有关章节中引用，但其影响所及决不限于一点。其它的小故事收集在附录部份。我在好几处都提到了自己的经验，作为一种直接知识的来源，对此，在这里预先表示歉意。
对于向我提供有益的建议、批评和参考数据的各位朋友和同事，我谨表示衷心感谢。承蒙下列各位好意替我审阅初稿，并提出了宝贵的意见，他们是艾伯克龙比 (M. Abercrom-bie) 博士、安德鲁斯 (C.H. Andrews) 博士、巴特利特 (F. Bartlett) 爵士、巴切勒 (G.K. Batchlor) 博士、克龙比 (A.C. Crombie) 博士、尤尔 (T.K. Ewer) 博士、格雷厄姆-史密斯 (G.S. Graham-Smith) 博士、格林德利 (G.C. Grindley) 先生、琼斯 (H.L. Jones) 先生、拉佩奇 (G. Lapage) 博士、马丁 (C. Martin) 爵士、麦克唐纳 (I. Macdonald) 博士、麦克利蒙特 (G.L. McClymont) 博士、斯蒂芬森 (M. Stephenson) 博士以及威尔金森 (D.H. Wilkinson) 博士。然而决不能因此认为上述各位科学家赞同本书的全部观点。