前言

所谓科学研究,广义地说,就是创造知识和综合整理知识,在现有的科学技术水平上前进一步。科学研究必须有一个新的结果来衡量成功与否。这是一种创造性的劳动。新的结果可能是新的发现、新的理论或新的方法,也可能是新的工艺、新的器件或新的材料等。总之,科学研究要求我们在前人基础上有所创造,有所发现,有所前进。因此,科学研究实质上就是对新知识的探求,对于具有创新精神的人特别具有吸引力。

翻开科学史,我们可以看到无数这样的例子: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X射线,为新时代的物理学奠立了第一块基石;琴纳通过接种牛痘防治天花,开创了免疫学的先河。有的人按预定的概念与计划去实验,取得了预期的结果。如居里夫人从大量的沥青铀矿中提炼出放射性元素钋和镭。有的人通过广泛的观察、体会,“悟”出新概念,从而提出新理论,如达尔文的进化论。亦有人概括前人的实验和现象,由纯粹的数理演绎,提出新概念,预见新现象的存在,如麦克斯韦的电磁场理论。还有人修正旧的理论,提出新的假说。这些假说在当时似乎都违反常识,如爱因斯坦创立的相对论。也有人将不同学科联系、组织起来,建立起新的理论而取得了成功,如维纳建立控制论。

所有这一切都说明,获得创造性成果的途径是多种多样的,显然不存在什么一成不变的方法,但这并不等于没有一些共同的规律和特点。科学发展的历史同样表明,许多科学问题的提出和解决,常常是科学方法上获得一定突破的结果。

“科学研究方法”中的“方法”一词源于希腊文“methodos”,意为“遵循某一道路”,即为了实现某一目标,必须按一定顺序采取的步骤。因此,科学研究方法或科学方法(scientific method)本来是指获得科学知识应该遵循的程序。但是,现代科学哲学达到的成就之一,就是认为不存在发现和发明的机械程序和万无一失的方法,正如不存在包治百病的灵丹妙药一样。尽管如此,许多著名科学家仍十分重视科学方法在科学发现中的作用,一再强调科学研究方法的重要性。

天文学家拉普拉斯在评价牛顿的工作时说过:“认识一位天才的研究方法,对于科学的进步……并不比发现本身更少用处。科学研究方法经常是极富兴趣的部分。”

生理学家巴甫洛夫说:“初期研究的障碍乃在于缺乏研究方法。无怪乎人们常说,科学是随着研究方法所获得的成就而前进的。研究方法每前进一步,我们就提高一步。随之在我们面前也就开拓了一个充满种种新鲜事物更辽阔的远景。”

生理学家贝尔纳说:“良好的方法使我们更好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。”

中国今天的青年一代,比起前辈来,是很幸运、幸福的,能在宽松的学术环境中研究学问,钻研科学,能学到不断涌现的新知识;但是,对其要求也很多,如专业精通、知识广博、“软”“硬”都行、全面发展等。21世纪的科学技术是智力、知识和信息的革命,但智力的发挥、知识的创造,以及信息的传播都离不开思维。因此,对于新一代的大学生和研究生,单纯进行知识和技术的灌输,而不加以正确的思维方法的指导,是难以使之成为“四化”建设的高级科技人才的,只能将其培养成头脑僵化、缺乏应变能力的人。因此,希望我国的青年学人,不仅具有广博精深的科学知识,而且能灵活应用科学方法,还要具有正确的思维方法。

通常,人们往往重视具体知识的学习,因为它能收到立竿见影的效果。科学方法比具体知识抽象。学习科学方法往往不能像学习具体知识那样能见到实际的效果。科学方法的学习有时只能意会,而难以言传,是只有“悟”才能体会的。人们往往认为,只要下苦功,就能出成果。这是一种误解。对于科学研究,如果缺乏正确的思维和良好的方法,那么苦功并不总是有效果的。

科学方法的训练着眼于锻炼人们有活的学问、知识。书本知识很重要,但科学研究并不能直接从书本中找到答案,而要把它变成活的学问和活的知识。这就要靠有意识的思想活动,思考假说(假设、方案)和解决问题的途径。这种有意识的思考活动,正是一个研究生在求学期间最需要培养的。

我深深地感到,青年学人,如果完全靠他(她)自己慢慢摸索,那么到他(她)学会使用科学研究方法时,最富创造力的年华或许已经逝去。因此,如果我们这些过来人能对我国未来新一代的科学研究工作者给予科学方法(包括学习方法、治学方法和思想方法)的指点,使他们尽快掌握科学研究方法与学习方法,学会正确的科学思维方法,而不是听任他们凭借个人经验事倍功半地去摸索,将有助于他们增长才干,提高科学的鉴识力,创造性地开展工作,早出成果,早日成才。我衷心希望青年学人重视科学方法的学习,锻炼和培养自己独立工作与学习的能力。

在这本《藏绿斋札记·情系科研》中,主要是总结自1978年以来自己作为一个指导教师在大学生和研究生培养中所看到、想到、认识到的问题,特别是指导研究生总结学习和学位论文工作中的得失,以及自己在科学研究上走过的路。本书实际上是我这些年来指导研究生过程中断断续续写的随笔,大多是为会议发言或报告而准备的,或是随感而发的想法与意见。其中很大一部分是和自己的研究生谈及的科学研究方法、学习方法、思想方法、写作方法等,谈不上全面和系统。我的愿望是本书提出的问题能引起大家的兴趣,抛砖引玉,得到老师和专家们的指教,共同讨论,将大学生和研究生的培养工作做得更好。

本书有很大一部分是对科学研究方法的探讨。科学研究方法归根结底是思维方法问题,是一个哲学问题。我的哲学知识是贫乏的,我只粗浅地读过一些哲学著作。因此,有关方法论的叙述必定不如那些专门从事方法论研究的人,但我想我从亲身参与科学研究和教学的角度去感悟、发掘其中的内在联系,叙述自己的一些体会,也许正是某些方法论研究者难以做到的。读者可以看出,关于科学研究方法的叙述我有一些自己的想法和理解。我想尽可能地挖掘得更深入些,希望能找到一些在指导研究生的研究与学习上具有普遍意义的东西,但确实为我的学识水平所限制,可能流于表面和肤浅。此外,本书中尚有一部分专门谈及治学与为人的问题。我从事教学科研几十年的体会是,为人比为学更重要:首先是做一个堂堂正正的、大写的人;其次才谈得上什么专门家。

本书的部分内容曾在校内外讲演,并在内部刊物上发表和结集出版,引起了一些老师和学生的兴趣。在他们的鼓励下,我做了一些整理,先后以《一个指导教师的札记》《科学研究的途径——一个指导教师的札记》为书名,于1998年和2007年由北京理工大学出版社出版,但很快就被卖完了。将书出版后,我得到了不少鼓励和建议。这次以题名《藏绿斋札记·情系科研》出版,除了对原有的文稿进行修订外,还增补了《谈中西方治学的途径》以及《斯文有传,学者有师——献给指导教师的10个建议》两篇文章。因为《立志、勤奋、创造、成才》一文与后面一本文集的《立志高远,笃学诚行》一文的内容有重复,故把该文删去了。此外,还在每篇文章的前面加上一句作者题记,概括我的认识和感悟。我希望这本书能受到读者的喜欢,也期望得到大家的指正。

当将本书第一版《科学研究的途径——一个指导教师的札记》交付印刷时,我用了“涓涓细流”4个字。这是我国著名的老作家冰心女士为现代文学纪念馆题的字,把她几十年的文章比作大海中的涓涓细流。我觉得用这4个字来形容我的这本小书非常贴切。它是科学海洋中的一小股潺潺细流。如果它能引起青年学人对于科学方法的重视并觉得有所帮助的话,我的目的和愿望也就达到了。

第一版写于2006年11月

改于2015年7月