提不出問題要在方法上找原因
發(fā)布日期： 2020-09-30 供稿：中國科學報
編輯：吳楠 審核：劉曉俏 閱讀次數(shù)：原文標題：提不出問題要在方法上找原因
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疑問是思想的起點,。一切有用的思想，都起于一個疑問,；一切科學發(fā)明，實際上都起于思想上的疑惑,。
“學源于思,，思起于疑。”中國工程院院士,、北京理工大學教授周立偉說,。善于提出問題和抓住問題是科學家最重要的素質(zhì)。
中國學術(shù)界最缺乏自由平等交流的風氣
愛因斯坦說,，提出一個問題,，往往比解決一個問題更重要。究其原因,，解決一個問題也許僅是一個數(shù)學上或?qū)嶒炆系募寄芏?，而提出新的問題、新的可能性,、從新的角度去看舊的問題,，卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標志著科學的真正進步,。
在談到科學研究中重要的是提出問題時,，周立偉指出，在現(xiàn)實中,，研究生們在做論文時提不出問題和研究的課題,，大都是由導師“代勞”，指定一個論文題目,，按照導師的思路去完成,，已成為一種普遍現(xiàn)象。
一般認為,，導師提出的題目或方向是值得考慮和研究的,，通常也是能出成果的，但對研究生的成長,，并不是最好的,。不少學有所成的研究生往往是自己提出研究課題，自己解決問題,，他們的收獲將更大些,。當然這樣做是有風險的。
在周立偉看來,，研究生之所以提不出問題,，在于科研環(huán)境功利化的影響，書讀得少,、知識面窄,、思想不開闊、思考上受到局限,、跳不出書本或前人的框框,，總覺得書本上寫的傳統(tǒng)的見解、權(quán)威的結(jié)論，都是天經(jīng)地義,、不可置疑的,。因此，束縛了研究生的思想,，雖有疑問,，卻不敢提出問題。
另外,，我國的學術(shù)環(huán)境不鼓勵研究生“高談闊論,，海闊天空”，輿論環(huán)境也常常壓制研究生“胡思亂想,，百家爭鳴”,，使研究生不敢把自己的idea說出來，怕大家笑話,，說自己狂妄,。
因此，周立偉認為,，重要的是,，要創(chuàng)造敢于提出問題、不怕提錯問題的學術(shù)環(huán)境和氛圍,。
這首先需要導師帶頭,，作出榜樣來。對此,，他深有體會,。
自古以來，師道尊嚴是我國教育界的優(yōu)良傳統(tǒng),，但過頭了卻成為師生之間學術(shù)交流的一道坎,。
在我國,，大家都習慣了導師所說的一切都是對的,，導師的思想和觀點是不容反駁的。這樣,，導師不是和研究生們平等地討論科學問題,，從而阻礙了學術(shù)的進步。
而在國外,，一個新的學派的形成,、一個科學理論的提出，都是經(jīng)過反復質(zhì)疑,、集思廣益后形成的,。
周立偉分享了一個例子。
諾貝爾物理學獎獲得者、量子力學哥本哈根學派的創(chuàng)始人尼爾斯·玻爾就是不怕把自己的科學思想暴露給學生和同事們的科學大師,。
他經(jīng)常到實驗室告訴大家自己有了新的idea,，后來發(fā)現(xiàn)其中十有八九是謬誤、不可行,，有時大家還笑話他出了一個臭點子,，玻爾那時也感到有點難為情。但當他一有新思想,，不管成熟還是不成熟,，總是立刻拿出來和大家分享。像這樣的學術(shù)氛圍在中國學術(shù)界是見不到的,。
“自由思想的學術(shù)交流是科學研究中不可缺少的,；中國學術(shù)界最缺乏的是自由、平等交流的風氣,?！敝芰フf。
重視科學方法在科學研究中的作用
除此之外,，還在于人才培養(yǎng)中方法論的缺失,。周立偉常說，科學研究沒有一成不變的方法,，也沒有萬無一失的共同模式,，但它是講究方法的。
許多研究生在進行科學研究時,，不認真思考其中的問題,、不講究科學方法，往往是前人怎么做我也這么做,，不考慮科學問題的實際,、不研究從何處切入最好、不尋找問題的突破口等,。如此導致科學研究往往是模仿多于創(chuàng)造,、改進多于發(fā)現(xiàn)。
周立偉十分重視科學方法在科學研究中的作用,。他認為,，對于一名科學工作者來說，正確的指導思想和合適的科學方法對于引導科學研究的進展十分重要,。
在談到“成像電子光學”的理論研究時,，他從科學方法的角度，談了自己是如何認真思考,，從而切入這一個科學問題的,。
探索和研究一種簡單明了的物理模型,，通過所選取的模型分析弄清楚相應的物理現(xiàn)象的特點，看它是否能夠相符地描述所研究的物理現(xiàn)象的基本特征,，并揭示其中蘊涵的主要規(guī)律（研究特殊性,，普遍性寓于特殊性之中）。
然后,，將這一模型作為出發(fā)點,，并進行演示，對所勾勒,、所推進的理論進行詳細的,、包括數(shù)學推演的研究，構(gòu)筑新理論的框架（模型推演）,。
研究時,，從簡單明了的模型演進出一套完備的理論，由簡單的情形推演到復雜的情形,，然后由特殊的理論過渡到構(gòu)筑普遍的理論,，使之成為一套成熟完備的理論（由特殊性演進到普遍性）。
自然,，理論的驗證需要實踐的考驗,，考察其適用的情況。
周立偉表示,，在科學研究中,，他實際上遵循的是物理學大師常用的一些科學方法，牛頓以后的物理學家大都是這種由特殊到普遍的研究風格,。當然,，這并不是科學研究唯一遵循的途徑，但周立偉的研究就是這樣做的,。
在談到新問題的產(chǎn)生時,，周立偉認為，通常有兩條途徑—— 一種是從無到有,，發(fā)現(xiàn)新問題,；另一種是從有到新，提出更新的問題,。
前者如哥尼斯堡7橋問題,，經(jīng)大數(shù)學家歐拉分析得出結(jié)論——不可能每座橋都走一遍,，最后回到原來的位置,；他給出了所有能夠一筆畫出來的圖形所應具有的條件。此乃拓撲學的“先聲”,。
后者如原子結(jié)構(gòu)模型的提出,，從湯姆遜的葡萄干面包模型（雖能解釋元素的周期性但不能解釋光譜現(xiàn)象）,，到盧瑟福的行星模型（能解釋原子結(jié)構(gòu)和原子輻射光譜線的穩(wěn)定性），再到波爾的原子能量的分立定態(tài)模型（可以解釋其他模型不能解釋的現(xiàn)象）,，一步一步地推進理論,。
周立偉認為，科學問題要從前人實驗,、文獻資料中的觀點和認識,，以及自己的實驗和經(jīng)驗中來。
因此,，研究生要分析：前人為什么做這一工作,？它的意義、推動力是什么,？前人的工作做了什么,，解決了什么，推進了什么,？前人的認識和經(jīng)驗,、理論和方法，以及有無漏洞,、局限和缺陷,？對于這一問題，自己與前人不同的觀點在哪里,？分析和比較事物各發(fā)展階段的異同,，總結(jié)出事物的規(guī)律。
關(guān)于提出疑問和問題的途徑,，他通常建議思考：1.某個理論內(nèi)部是否存在邏輯上的矛盾,；2.理論結(jié)構(gòu)是否符合簡單性與普遍性的要求；3.現(xiàn)有理論與經(jīng)驗事實之間有無矛盾,；4.對經(jīng)驗事實未能作出統(tǒng)一的理論說明,；5.理論的實際應用與現(xiàn)有技術(shù)條件的矛盾；6.不同理論體系之間的差異與矛盾等,。
在一次演講中,，有學生問周立偉，對一個科學問題的研究,，是聽之任之,，還是廢寢忘食不停地思考。周立偉認為,，科學研究中最重要的是思考,，但聽之任之和廢寢忘食是兩個極端，兩者都不可取,。
“重要的是,，你有沒有把這個問題一直放在腦子里,，有意識或無意識地常去思考它?！敝芰ソ忉?，當一個人真正把一個科學問題放在腦子里時，思考就會向該問題集中,，有可能在你吃飯時,，也有可能在你旅行中踏上旅游車的剎那間，一個科學想法涌現(xiàn)了——也許是解決此“問題”的idea出現(xiàn)了,?？茖W史中不乏這樣的例子。
當然,，周立偉補充,，提出問題要有科學精神，提倡多疑,、多問,、多想。多思考不是隨心所欲,、不是脫離實際亂疑或離奇荒謬的亂想,，要以科學原則為指導提出有意義的想法和問題。
周立偉認為,，科學研究是從已知探究未知,，獲得新知。
提出問題,、思考問題,，要從現(xiàn)有基礎出發(fā)，用現(xiàn)有科學知識和規(guī)律解析,、探究,、論證，尋找新的結(jié)論,。當選擇“問題”作為研究對象后,，經(jīng)努力實踐而做出先進可用的新東西，就叫作創(chuàng)新成果,。
從科學研究的角度講,，一般說來，創(chuàng)新可分四個層次：其一,，提出了一種全新的思想,。其二，發(fā)現(xiàn)了一種論證新思想的方法,。其三,，找到了一些用新方法論證新思想時可以使用的新資料,、新數(shù)據(jù),。其四,，用一種新的風格對問題進行分析與論證。
顯然,，第一種創(chuàng)新難度最大,，第二種次之。而一流科學家大多是在第一,、第二個層面上做出了原創(chuàng)性的貢獻,。考察,、分析他們創(chuàng)新成功的案例,，對于研究生深入理解創(chuàng)新具有特殊的意義。
周立偉希望研究生要學會通常的,、行之有效的科學研究方法,，包括演繹的方法——從個別到一般，歸納,、統(tǒng)計的方法——從一般到個別,，集成的方法——把先進的技術(shù)和方法都集成到項目里來。
只有重視科學研究的途徑,，才能更有效地促進研究生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題,。
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