科学研究的艺术

W.I.B.贝弗里奇 著

陈捷 译

W.I.B.Beveridge

THE ART OF SCIENTIFIC INVESTIGATION

William Heinemann Ltd. London, 1961

威廉•伊恩•比尔德莫尔（William Ian Beardmore，WIB）贝弗里奇是澳大利亚动物病理学家，也是剑桥大学动物病理学研究所所长。他于1908年4月23日出生在澳大利亚新南威尔士州朱尼市，并于2006年8月14日去世。他是1957年的《科学研究的艺术》和1977年的《上一次大瘟疫》的作者

第一章 准备工作

跛足而不迷路能赶过虽健步如飞但误入峡途的人。——弗兰西斯・培根（培根(Francis Bacon,1561一1626)，英国著名哲学家、小品文作家和政治家。一译者）

学习

科学研究工作者是活到老学到老的。由于必须使自己跟上知识的发展，研究人员的准备工作是永无止境的。这主要通过阅读当前的科学期刊。如同看报一样，这种学习成为习惯，构成科学家正常生活的一部分。

1952年版的《世界科学杂志一览》编入了五万多种期刊（目前已达十万种期刊。一译者）。简单计算就可看出：这相当于一年阅读近二百万篇文章，或一周四万篇。这说明，除了阅读与自己最相关的那一小部分文献外，要想多熟悉其它是绝对不可能的。大多数科学研究工作者，试图定期查看或至少是翻阅二十种到四十种期刊文章的标题。同看报一样，大部分资料只略读一下，只有那些可能有所裨益的文章才细加阅读。

初学者应该请教本行中有经验的研究工作者，以了解哪些杂志对自己最为重要。文摘期刊总是比原期刊迟後一段时间，仅就这点而言，价值也很有限。但文摘刊物能使科学工作者了解各种不同的文献内容，对那些接触不到大量杂志的人尤为可贵。在通过索引刊物和目录查找参考资料，并学会使用图书馆方面，需给学生以适当的指导。

通常，对于述及有关自己手头问题的文献要仔细地阅读。然而，也有科学家认为这样做并不明智，这一点乍一看去似乎令人不解。他们说：阅读他人有关这一课题的文章会限制思想，使读者也用同一方法去观察问题，从而使寻求新的有效方法更加困难。有人甚至提出理由，反对过多阅读所要研究的学科领域中一般性的论文。凯特林（Charles Kettering)曾参与发现把四乙基铅作为发动机燃料的抗震剂，并改进了卡车、公共汽车用的柴油机。他说过：阅读传统教科书会使人墨守陈规，而摆脱陈旧规则和解决这个问题本身一样费劲。很多成功的发明家并不是在他们受到训练的科学领域做出了辉煌的发现。巴斯德(Louis Pasteur)（巴斯德(1822-1895)，法国化学家、细菌学家，近代微生物奠基人。―译者）、梅契尼科夫（梅契尼科夫〔1845-1916),俄国胚胎学家，免疫学的细胞学说创立人之一。1888年到法国巴斯德研究所。―译者）、伽伐尼（伽伐尼(1737一1798),意大利物理学家和生理学家。―译者）就是著名的例子。一个名叫米尔斯的牧羊人，没有受过科学研究的训练，却发现了很多科学家末能发现的一种防止澳大利亚羊群发作肉蝇病的方法。发明生产廉价钢方法的贝塞麦(Henry Bessemer）说过：

“比起许多研究同样问题的人，我有一个极大的有利条件，那就是：我没有被长期既定的惯例所形成的固定观念束缚思想，造成偏见。我也未受害于认为现存一切都是对的那种普遍信念。”

但是，如同许多这类“门外汉”那样，贝塞麦虽在一个学科领域中一无所知，并摆脱了既定思想方式的影响，但在其他学科领域中却是有知识、有训练的。贝尔纳的话也是同样的意思：“构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。”所有从事创造性研究工作的人都面临这一难题。拜伦(George Gordon Byron)（拜伦(1788一1824),英国大诗入。—译者）写道：

“要有独到之见必须多思少读。但这是不可能的，因为在学会思考以前势必先已阅读。”

肖伯纳（Gorgd Bernard Shaw)（肖伯纳(1856-1950),出生于爱尔兰的英国著名剧作家兼评论家。一译者）的妙语“读书使人迁腐”很说明问题，并不象初看起来那样荒诞无稽。

这一现象可以这样解释：当满载丰富知识的头脑考虑问题时，相应的知识就成为思考的焦点。这些知识如果对于所思考的问题已经足够，那就可能得出解决的方法。但是，这些知识如果不够，而在从事研究工作时往往如此，那么，已有的一大堆知识就使得头脑更难想象出新颖独创的见解，其原因下面再谈。此外，有些知识也许实际上是虚妄的。在这种情况下，就会对新的有成效见解的产生造成更严重的障碍。

因此，如若研究的对象是一个仍在发展的学科，或是一个新的问题，或问题虽已解决但是一种新的看法，这时内行最有利。但是，如若研究的是一个不再发展的学科，这一领域的问题业已解决，那么就需要一种新的革命的方法，而这种方法更可能由一个外行提出。内行几乎总是对革新的思想抱着怀疑的态度，这正说明已有的知识成了障碍。

解决这个问题的最好方法是批判地阅读，力求保持独立思考能力，避免因循守旧。过多的阅读滞碍思想，这主要是对那些思想方法错误的人而言。若是用阅读来启发思想。若是科学家在阅读的同时积极从事研究活动，那就不一定会影响其观点的新鲜和独创精神。无论如何，多数科学家都认为；研究一个问题时，对该问题己经解决到什么程度一无所知，是更为严重的障碍。

开始从事研究工作的年轻科学家，最普遍的一个错误是：尽信书上所言，把报道的实验结果与作者对结果的解释混为一谈。培根说：

“读书时不可存心诘难作者，不可尽信书上所言，…而应推敲细想。”

具有正确研究观点的人养成这样一种习惯，把书上所言同自己的知识经验加以比较，并寻找有意义的相似处和共同点。这种学习方法也是形成假说的一种方法。例如，达尔文(Chirles Robert Darwin)（达尔文（1809-1882),英国博物学家，生物进化论的奠基人。著有《物种起源》，提出以自然选择为基础的进化论。―译者）和华莱士（Alfred Russel Wallace)（华莱士（1823-1913），英国博物学家，自然选择学说建立者之一。1858年独立提出生物进化的自然选择学说。一译者）就是这样想到进化论中适者生存这个观点的。

成功的科学家往往是兴趣广泛的人。他们的独创精神可能来自他们的博学。正如我们以後在“想象力”一章里要谈到的，独创精神往往在于把原先没有想到有关连的观点联系起来。此外，多样化会使人观点新鲜，而过于长时间钻研一个狭窄的领域则易使人愚钝。因此，阅读不应局限于正在研究的问题，也不应局限于自己的学科领域，实在说甚至不应拘于科学本身。然而，除了与自己直接有关的外，为了最大限度地节省用于阅读的时间，绝大部分资料可以浮光掠影，一带而过，而仰仗提要和书评来跟上主要的进展。科学研究工作者如不培养广泛的兴趣，其知识面可能越来越狭窄，只局限于自己的专业。教书的一个有利条件是：一个兼做教学工作的科学家比一个单纯从事研究工作的科学家，要求在更为广泛的领域里跟上学科的进展。（好的科学家应有听各种学科讲座的雅兴。）

对于普遍规律具有清晰的概念，而不把它们看作一成不变的法则，这比用一大堆琐碎的技术资料来充斥头脑重要得多，因为这种技术资料在参考书和索引卡片上很容易找到。对于创造性思维来说，见林比见树更重要。学生有只见树木不见森林的危险。一个头脑成熟，对科学事物有过深思熟虑的科学家，不仅有时间积聚技术细节，而且掌握了足以见到森林的全局观。

上述这些决不是要贬低在基本科学方面打下完备基础的重要性。在广阔的领域里泛读和“略读”能有多大价值，很大程度上取决于读者是否有足够的知识面，以便迅速度量所报道的新成果，井攫取其中重要的发现。所谓在科学上成年人思维的发展，只能到达青年时期打的基础所能支撑的高度的说法，确实有一定道理。

在无需细读的时候，学会略读的技巧是很有帮助的。正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有特别意义的部分。当然，有些写作的风格本身就比其他更适合于略读。对于严密推理或已经提炼的文章，或任何一篇读者意欲深入钻研的文章，则不可略读。

大多数科学家发现，做索引卡片的方法很有用，即在卡片上把与自己工作特别有关的文章作出简明的摘要。再者，做摘要的过程也能帮助记忆文章的要点。在通篇快读对全貌有所了解以後，读者可以回到那些这时方才充分认识其意义的章节段落，重新阅读，并做笔记。

一个刚刚毕业的学生，第一年常常学习一门别的科目，以便使自己有更好的条件做研究工作。过去那些说英语的从事研究工作的学生，如果不懂德语而又在中学学过法语，通常选学德语。我认为：在生物学方面，选学生物统计学对学生更有好处，其重要性下一章里再谈。能够读懂德语在从前是很重要的，但是，近十年来，用德语写的生物学和医学著作数量很少，以後几年之内也不会很多。诸如斯堪的纳维亚和日本等国的科学家，过去经常用德语写作，现在则几乎完全用英语。随着科学在美国和英联邦的大发展，英语正在成为科学上的国际语言。一个生物学的学生若非有特殊理由要学德语，我则认为在德国科学振兴以前，他应把时间花在其它更有用的事情上。

在这方面也许值得一提德国伟大的化学家奥斯瓦尔德（奥斯瓦尔德（1853-1932),出生在拉脱维亚的德国化学家。―译者）有点不同寻常的观点。他主张做研究工作的学生不宜于学习语言。他认为：拉丁文的传统教学法尤其毁坏科学观。

斯宾塞(Herbert Spencer)（斯宾塞(1820-1903),英国哲学家。―译者）也指出：语言学习易于助长对权威的尊崇，从而不利于独立判断能力的发展。而这种独立判断能力，对于科学家是特别重要的。

好几位著名的科学家，包括达尔文和爱因斯坦（Albert Einstein)在内，都对拉丁文深恶痛绝。这也许是由于他们独立思考的头脑，与不去搜寻佐证而培养一种接受权威的习惯是格格不人的吧。

上一段中关于语言学习可能造成有害影响的观点并不是普遍都能接受的。然而，在决定要不要学习一种语言或一门别的科目的时候，还有一个因素要加以考虑。那就是：学习价值不大的科目消耗了学习别的科目所需的时间和精力。而思想活跃的科学家经常面临着一个所谓兴趣竟争的问题：他难得有足够的时间去做所有想做和应该做的事，所以必须对可以忽略什么作出抉择。

培根说得好：我们必须决定知识的相对价值。卡恰尔公开反对一切知识皆有益的一般观点；反之，他说，学习无用的科目即使不占据头脑中的实际位置，也占用了宝贵的时间。虽则如此，我并不想说科目的选择应该完全从实用的观点出发。我们科学家简直无暇阅读一般的文艺作品实在是件憾事。

学生如果不能上生物统计学的课，则可选读有关这个科目的易懂的书或文章。我所知道最合适的有斯内德克(G. W. Snedecor)的著作，论述将统计学应用于动植物实验。还有希尔(A.Bradford Hill）的著作，主要谈人体医学中的统计学。托普莱(Topley)和威尔逊(Wilson）的细菌学教科书中有一章关于生物统计学在细菌学中的应用，很精采。费歇尔（R. A. Fisher)（费歇尔（1890一1962)，英国统计学家。―译者）教授的两本书是经典著作，但有些人认为作为入门学习太难。如果生物学家对生物统计学不感兴趣，则不必要求他成为这方面的专家。但是，他在这方面应拥有足够的知识，以免无故忽视或过分迷信，而且，他应该知道什么时候该向生物统计学家请教。

年轻科学家还要注意科学论文写作的技巧和艺术。科学论文的英语水平一般不高，无懈可击者寥寥无几。人们的主要意见还不在于英语不够优美，而是不清晰，不准确。正确使用语言之所以重要，不仅在于要能够正确地报道研究活动，而且因为我们大部分的思维是通过语言进行的。有几本很好的小册子和文章是关于科学论文的写作的。特里利斯专谈写作和编辑的技巧。卡普和奥尔伯特则主要论述如何写作各种英语文体。安德逊写了一篇有关设计科学论文中图表的文章，非常有用。我发现，撰写书刊摘要帮助很大，能使我们通晓科学成果报道中出现的那些最严重的错误，同时受到惜墨如金的良好训练。

通过阅读科学伟人的生平和著作，科学家丰富了自己的生活，加深了对科学的理解。从这些书本中得到的启示使许多青年科学家受用终生。我可以推荐两本最近出版的精采传记：杜博斯的《路易・巴斯德：科学的自由骑士》和马夸特的《保罗・埃利希（Paul Ehrlich》（埃利希(1854-1915),德国细菌学家，免疫学和化学疗法的先驱。―译者）。

近年来人们越来越注重研究科学史。科学家对此都应略有所知。科学史对学科的日趋专门化是最好的弥补，并能扩大视野，更全面地认识科学。有些这方面的著作不是写成单纯的编年史，而是深人评价知识的发展，把它看作演变的进程。还有浩瀚的文献论述科学的哲学观和科学方法的逻辑学。人们是否要进行这方面的研究取决于个人爱好，但是一般说来，这种学习对从事科学研究帮助不大。（哲学家要抓狂了。）

参加科学会议对青年科学家是很有帮助的。在科学会议上，青年科学家可以看到怎样通过发展别人的工作来对知识作出贡献，看到怎样评议论文，根据什么评议论文，并对同行科学家的个性有所了解。认识你所读论文的作者，甚至仅仅知道他们的容貌，都会给科学研究增添不少兴味。科学会议也是一个很好的场所，表现科学上无任何独断专行的健全民主气氛。因为在会议上，那些老资格的科学家也同样可以受到批评。

应争取一切机会参加著名科学家举行的次数不多的特别报告会，因为这种报告会常常给人以极大的启发。例如伯内特（F.M.Burnet)14,1944年说过这样一件事:1920年他出席了马森(Orme Masson）教授的报告会。马森教授是一个对科学怀有真正感情的人，他不仅极其清晰地说明了原子物理的未来发展，而且描述了对事物有了新的理解後那种内心的愉快。伯内特说：虽然报告的内容他已大部忘却，但是当时激动的感受却终生铭记在心。