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科研的洞察力来自何处?

撰稿人:陈南晖老师  来源:陈南晖老师科学网博客  发布时间:2017-02-13

本文核心问题:

什么是“洞察力”呢?科研工作需要“洞察力”吗?如果需要,那么,如何才能够获得“科研的洞察力”?


我们都知道,“苹果落地”是一种自然现象,而万有引力定律是一种科学规律,“苹果落地”现象的背后是万有引力在起作用。那么,如何才能通过现象发现这背后的某种科学规律呢

做过科研的人都知道,科研的一般流程是:选题,设计实验方案,搭好实验平台,具体操作实验得到实验数据,分析数据,最后得到结论。这整个流程很重要。有人会说,这个人人都知道,有必要在此啰嗦吗?根据我的个人经验,还真有必要。原因如下(至少但不限于以下几点):


第一,你的选题是跟踪模仿还是有自己大胆的想法,选题的依据是否可靠,实验方案中各个环节设计是否合理,成功的可能性大不大,一旦实验失败有无备选方案?

第二,你的实验平台性能如何,各部分、各环节之间的衔接好不好,每台设备的性能你是否熟悉,出现故障时你自己能否意识到,并且这些故障能否及时被排除?

第三,实验用的材料来源是否可靠,纯度如何,有没有受到污染,之前之后实验所用的材料是否一致,人员操作设备是否熟练,不同的人操作实验会不会导致不同的结果,数据会受到哪些方面的干扰,那些干扰可不可以被排除或是被抑制住,数据的信噪比如何?

第四,你分析数据的方法是什么,为什么要用这种分析方法,这种分析方法的优缺点是什么,还有没有更好的分析方法,你用的软件计算效率高不高、是不是需要一定的可视化?

第五,实验得到的这个结论可靠性如何,文献上有没有人报道过类似的结果(潜台词:你读的文献够多吗?),这个结果与其他人的一致还是不一致,这个结果支持还是不支持某种假说(潜台词:那些文献你都读懂了吗?),或是这个结果提示还存在有其他的可能性?

小编注:以上几点在做任何课题或者是写基金的时候都是需要仔细考虑的,陈老师总结得很好,推荐给大家)

最后,除了上面五点之外,我还是要再问一句,你相信自己的数据或分析的结果吗?你的数据或结果真的没有什么问题吗?通常情况下,听的人心里都会有些发毛,“我亲自做实验得到的数据怎么会有问题呢?”亲自做实验得到的数据或是亲自分析得到的结果并不能说明数据或结果一定没有问题,一旦整个过程的某个环节出了点错,哪怕很小的一点错误,都有可能导致最终结果发生大的错误。如果不养成对实验数据或结果经常反省的习惯,要是万一你的数据或结果出错了,整个研究就会产生大问题。所以说,“数据是整个实验的基石”、“小心驶得万年船”这两点任何实验科学家都必须认真对待。

说了这么多,有人就质疑:上面这些东西和“科研洞察力”有什么关系?好,我这就要问了:科研洞察力是用来干什么的?“用来发现科学规律的啊!”好吧,要是你的数据或结果出了错,你能够发现什么规律?【沉默】OK,只有数据或结果的可靠性得到了保证,那么,你就可以放心大胆地对你最终的实验结果作出任何猜想或假设了!但是要注意,“任何猜想或假设”是不能够脱离你的实验条件的!俗话说,“大胆猜想,小心求证”就是这个意思!你可以有自己疯狂的想法,这才是一个人创造力的体现,但是,没有数据支持的想法都是空想!拿错误数据支持自己想法的,更是错误!当然,更有可能的是,实验中产生了错误数据或错误的分析结果而自己却没有意识到,还以为钓到了一条大鱼的,就更是个糊涂虫!

一个经过长久严格训练的科学家对于上述整个科研流程烂熟于心的时候,科研洞察力就开始在其心中生长。实验中,数据和预期结果相比,一旦发现差异,对于这样的一位学者来说,若不是实验误差、实验出错,那就一定是新的现象或是新的规律!由此而导致的新发现正是这种科研洞察力的具体体现!

所以,一个实验室,如果导师和技术员对实验室新人进行过严格的科学培训的话,那么,这个实验室的数据和研究结果将是可信的,出现错误也是容易自我纠正的,这样的实验室就会不断发现新的现象和新的科学规律。





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