科學研究的藝術

W.I.B.貝弗里奇 著

陳捷 譯

W.I.B.Beveridge

THE ART OF SCIENTIFIC INVESTIGATION

William Heinemann Ltd. London, 1961

威廉•伊恩•比爾德莫爾（William Ian Beardmore，WIB）貝弗里奇是澳大利亞動物病理學家，也是劍橋大學動物病理學研究所所長。他於1908年4月23日出生在澳大利亞新南威爾士州朱尼市，並於2006年8月14日去世。他是1957年的《科學研究的藝術》和1977年的《上一次大瘟疫》的作者

第一章 准備工作

跛足而不迷路能趕過雖健步如飛但誤入峽途的人。——弗蘭西斯・培根（培根(Francis Bacon,1561一1626)，英國著名哲學家、小品文作家和政治家。一譯者）

學習

科學研究工作者是活到老學到老的。由於必須使自己跟上知識的發展，研究人員的准備工作是永無止境的。這主要通過閱讀當前的科學期刊。如同看報一樣，這種學習成為習慣，構成科學家正常生活的一部分。

1952年版的《世界科學雜志一覽》編入了五萬多種期刊（目前已達十萬種期刊。一譯者）。簡單計算就可看出：這相當於一年閱讀近二百萬篇文章，或一周四萬篇。這說明，除了閱讀與自己最相關的那一小部分文獻外，要想多熟悉其它是絕對不可能的。大多數科學研究工作者，試圖定期查看或至少是翻閱二十種到四十種期刊文章的標題。同看報一樣，大部分資料只略讀一下，只有那些可能有所裨益的文章才細加閱讀。

初學者應該請教本行中有經驗的研究工作者，以了解哪些雜志對自己最為重要。文摘期刊總是比原期刊遲後一段時間，僅就這點而言，價值也很有限。但文摘刊物能使科學工作者了解各種不同的文獻內容，對那些接觸不到大量雜志的人尤為可貴。在通過索引刊物和目錄查找參考資料，並學會使用圖書館方面，需給學生以適當的指導。

通常，對於述及有關自己手頭問題的文獻要仔細地閱讀。然而，也有科學家認為這樣做並不明智，這一點乍一看去似乎令人不解。他們說：閱讀他人有關這一課題的文章會限制思想，使讀者也用同一方法去觀察問題，從而使尋求新的有效方法更加困難。有人甚至提出理由，反對過多閱讀所要研究的學科領域中一般性的論文。凱特林（Charles Kettering)曾參與發現把四乙基鉛作為發動機燃料的抗震劑，並改進了卡車、公共汽車用的柴油機。他說過：閱讀傳統教科書會使人墨守陳規，而擺脫陳舊規則和解決這個問題本身一樣費勁。很多成功的發明家並不是在他們受到訓練的科學領域做出了輝煌的發現。巴斯德(Louis Pasteur)（巴斯德(1822-1895)，法國化學家、細菌學家，近代微生物奠基人。―譯者）、梅契尼科夫（梅契尼科夫〔1845-1916),俄國胚胎學家，免疫學的細胞學說創立人之一。1888年到法國巴斯德研究所。―譯者）、伽伐尼（伽伐尼(1737一1798),意大利物理學家和生理學家。―譯者）就是著名的例子。一個名叫米爾斯的牧羊人，沒有受過科學研究的訓練，卻發現了很多科學家末能發現的一種防止澳大利亞羊群發作肉蠅病的方法。發明生產廉價鋼方法的貝塞麥(Henry Bessemer）說過：

“比起許多研究同樣問題的人，我有一個極大的有利條件，那就是：我沒有被長期既定的慣例所形成的固定觀念束縛思想，造成偏見。我也未受害於認為現存一切都是對的那種普遍信念。”

但是，如同許多這類“門外漢”那樣，貝塞麥雖在一個學科領域中一無所知，並擺脫了既定思想方式的影響，但在其他學科領域中卻是有知識、有訓練的。貝爾納的話也是同樣的意思：“構成我們學習最大障礙的是已知的東西，而不是未知的東西。”所有從事創造性研究工作的人都面臨這一難題。拜倫(George Gordon Byron)（拜倫(1788一1824),英國大詩入。—譯者）寫道：

“要有獨到之見必須多思少讀。但這是不可能的，因為在學會思考以前勢必先已閱讀。”

肖伯納（Gorgd Bernard Shaw)（肖伯納(1856-1950),出生於愛爾蘭的英國著名劇作家兼評論家。一譯者）的妙語“讀書使人遷腐”很說明問題，並不象初看起來那樣荒誕無稽。

這一現象可以這樣解釋：當滿載豐富知識的頭腦考慮問題時，相應的知識就成為思考的焦點。這些知識如果對於所思考的問題已經足夠，那就可能得出解決的方法。但是，這些知識如果不夠，而在從事研究工作時往往如此，那麼，已有的一大堆知識就使得頭腦更難想象出新穎獨創的見解，其原因下面再談。此外，有些知識也許實際上是虛妄的。在這種情況下，就會對新的有成效見解的產生造成更嚴重的障礙。

因此，如若研究的對象是一個仍在發展的學科，或是一個新的問題，或問題雖已解決但是一種新的看法，這時內行最有利。但是，如若研究的是一個不再發展的學科，這一領域的問題業已解決，那麼就需要一種新的革命的方法，而這種方法更可能由一個外行提出。內行幾乎總是對革新的思想抱着懷疑的態度，這正說明已有的知識成了障礙。

解決這個問題的最好方法是批判地閱讀，力求保持獨立思考能力，避免因循守舊。過多的閱讀滯礙思想，這主要是對那些思想方法錯誤的人而言。若是用閱讀來啟發思想。若是科學家在閱讀的同時積極從事研究活動，那就不一定會影響其觀點的新鮮和獨創精神。無論如何，多數科學家都認為；研究一個問題時，對該問題己經解決到什麼程度一無所知，是更為嚴重的障礙。

開始從事研究工作的年輕科學家，最普遍的一個錯誤是：盡信書上所言，把報道的實驗結果與作者對結果的解釋混為一談。培根說：

“讀書時不可存心詰難作者，不可盡信書上所言，…而應推敲細想。”

具有正確研究觀點的人養成這樣一種習慣，把書上所言同自己的知識經驗加以比較，並尋找有意義的相似處和共同點。這種學習方法也是形成假說的一種方法。例如，達爾文(Chirles Robert Darwin)（達爾文（1809-1882),英國博物學家，生物進化論的奠基人。著有《物種起源》，提出以自然選擇為基礎的進化論。―譯者）和華萊士（Alfred Russel Wallace)（華萊士（1823-1913），英國博物學家，自然選擇學說建立者之一。1858年獨立提出生物進化的自然選擇學說。一譯者）就是這樣想到進化論中適者生存這個觀點的。

成功的科學家往往是興趣廣泛的人。他們的獨創精神可能來自他們的博學。正如我們以後在“想象力”一章里要談到的，獨創精神往往在於把原先沒有想到有關連的觀點聯系起來。此外，多樣化會使人觀點新鮮，而過於長時間鑽研一個狹窄的領域則易使人愚鈍。因此，閱讀不應局限於正在研究的問題，也不應局限於自己的學科領域，實在說甚至不應拘於科學本身。然而，除了與自己直接有關的外，為了最大限度地節省用於閱讀的時間，絕大部分資料可以浮光掠影，一帶而過，而仰仗提要和書評來跟上主要的進展。科學研究工作者如不培養廣泛的興趣，其知識面可能越來越狹窄，只局限於自己的專業。教書的一個有利條件是：一個兼做教學工作的科學家比一個單純從事研究工作的科學家，要求在更為廣泛的領域裡跟上學科的進展。（好的科學家應有聽各種學科講座的雅興。）

對於普遍規律具有清晰的概念，而不把它們看作一成不變的法則，這比用一大堆瑣碎的技術資料來充斥頭腦重要得多，因為這種技術資料在參考書和索引卡片上很容易找到。對於創造性思維來說，見林比見樹更重要。學生有隻見樹木不見森林的危險。一個頭腦成熟，對科學事物有過深思熟慮的科學家，不僅有時間積聚技術細節，而且掌握了足以見到森林的全局觀。

上述這些決不是要貶低在基本科學方面打下完備基礎的重要性。在廣闊的領域裡泛讀和“略讀”能有多大價值，很大程度上取決於讀者是否有足夠的知識面，以便迅速度量所報道的新成果，井攫取其中重要的發現。所謂在科學上成年人思維的發展，只能到達青年時期打的基礎所能支撐的高度的說法，確實有一定道理。

在無需細讀的時候，學會略讀的技巧是很有幫助的。正確的略讀可使人用很少的時間接觸大量的文獻，並挑選出有特別意義的部分。當然，有些寫作的風格本身就比其他更適合於略讀。對於嚴密推理或已經提煉的文章，或任何一篇讀者意欲深入鑽研的文章，則不可略讀。

大多數科學家發現，做索引卡片的方法很有用，即在卡片上把與自己工作特別有關的文章作出簡明的摘要。再者，做摘要的過程也能幫助記憶文章的要點。在通篇快讀對全貌有所了解以後，讀者可以回到那些這時方才充分認識其意義的章節段落，重新閱讀，並做筆記。

一個剛剛畢業的學生，第一年常常學習一門別的科目，以便使自己有更好的條件做研究工作。過去那些說英語的從事研究工作的學生，如果不懂德語而又在中學學過法語，通常選學德語。我認為：在生物學方面，選學生物統計學對學生更有好處，其重要性下一章里再談。能夠讀懂德語在從前是很重要的，但是，近十年來，用德語寫的生物學和醫學著作數量很少，以後幾年之內也不會很多。諸如斯堪的納維亞和日本等國的科學家，過去經常用德語寫作，現在則幾乎完全用英語。隨着科學在美國和英聯邦的大發展，英語正在成為科學上的國際語言。一個生物學的學生若非有特殊理由要學德語，我則認為在德國科學振興以前，他應把時間花在其它更有用的事情上。

在這方面也許值得一提德國偉大的化學家奧斯瓦爾德（奧斯瓦爾德（1853-1932),出生在拉脫維亞的德國化學家。―譯者）有點不同尋常的觀點。他主張做研究工作的學生不宜於學習語言。他認為：拉丁文的傳統教學法尤其毀壞科學觀。

斯賓塞(Herbert Spencer)（斯賓塞(1820-1903),英國哲學家。―譯者）也指出：語言學習易於助長對權威的尊崇，從而不利於獨立判斷能力的發展。而這種獨立判斷能力，對於科學家是特別重要的。

好幾位著名的科學家，包括達爾文和愛因斯坦（Albert Einstein)在內，都對拉丁文深惡痛絕。這也許是由於他們獨立思考的頭腦，與不去搜尋佐證而培養一種接受權威的習慣是格格不人的吧。

上一段中關於語言學習可能造成有害影響的觀點並不是普遍都能接受的。然而，在決定要不要學習一種語言或一門別的科目的時候，還有一個因素要加以考慮。那就是：學習價值不大的科目消耗了學習別的科目所需的時間和精力。而思想活躍的科學家經常面臨着一個所謂興趣竟爭的問題：他難得有足夠的時間去做所有想做和應該做的事，所以必須對可以忽略什麼作出抉擇。

培根說得好：我們必須決定知識的相對價值。卡恰爾公開反對一切知識皆有益的一般觀點；反之，他說，學習無用的科目即使不占據頭腦中的實際位置，也占用了寶貴的時間。雖則如此，我並不想說科目的選擇應該完全從實用的觀點出發。我們科學家簡直無暇閱讀一般的文藝作品實在是件憾事。

學生如果不能上生物統計學的課，則可選讀有關這個科目的易懂的書或文章。我所知道最合適的有斯內德克(G. W. Snedecor)的著作，論述將統計學應用於動植物實驗。還有希爾(A.Bradford Hill）的著作，主要談人體醫學中的統計學。托普萊(Topley)和威爾遜(Wilson）的細菌學教科書中有一章關於生物統計學在細菌學中的應用，很精采。費歇爾（R. A. Fisher)（費歇爾（1890一1962)，英國統計學家。―譯者）教授的兩本書是經典著作，但有些人認為作為入門學習太難。如果生物學家對生物統計學不感興趣，則不必要求他成為這方面的專家。但是，他在這方面應擁有足夠的知識，以免無故忽視或過分迷信，而且，他應該知道什麼時候該向生物統計學家請教。

年輕科學家還要注意科學論文寫作的技巧和藝術。科學論文的英語水平一般不高，無懈可擊者寥寥無幾。人們的主要意見還不在於英語不夠優美，而是不清晰，不準確。正確使用語言之所以重要，不僅在於要能夠正確地報道研究活動，而且因為我們大部分的思維是通過語言進行的。有幾本很好的小冊子和文章是關於科學論文的寫作的。特里利斯專談寫作和編輯的技巧。卡普和奧爾伯特則主要論述如何寫作各種英語文體。安德遜寫了一篇有關設計科學論文中圖表的文章，非常有用。我發現，撰寫書刊摘要幫助很大，能使我們通曉科學成果報道中出現的那些最嚴重的錯誤，同時受到惜墨如金的良好訓練。

通過閱讀科學偉人的生平和著作，科學家豐富了自己的生活，加深了對科學的理解。從這些書本中得到的啟示使許多青年科學家受用終生。我可以推薦兩本最近出版的精采傳記：杜博斯的《路易・巴斯德：科學的自由騎士》和馬夸特的《保羅・埃利希（Paul Ehrlich》（埃利希(1854-1915),德國細菌學家，免疫學和化學療法的先驅。―譯者）。

近年來人們越來越注重研究科學史。科學家對此都應略有所知。科學史對學科的日趨專門化是最好的彌補，並能擴大視野，更全面地認識科學。有些這方面的著作不是寫成單純的編年史，而是深人評價知識的發展，把它看作演變的進程。還有浩瀚的文獻論述科學的哲學觀和科學方法的邏輯學。人們是否要進行這方面的研究取決於個人愛好，但是一般說來，這種學習對從事科學研究幫助不大。（哲學家要抓狂了。）

參加科學會議對青年科學家是很有幫助的。在科學會議上，青年科學家可以看到怎樣通過發展別人的工作來對知識作出貢獻，看到怎樣評議論文，根據什麼評議論文，並對同行科學家的個性有所了解。認識你所讀論文的作者，甚至僅僅知道他們的容貌，都會給科學研究增添不少興味。科學會議也是一個很好的場所，表現科學上無任何獨斷專行的健全民主氣氛。因為在會議上，那些老資格的科學家也同樣可以受到批評。

應爭取一切機會參加著名科學家舉行的次數不多的特別報告會，因為這種報告會常常給人以極大的啟發。例如伯內特（F.M.Burnet)14,1944年說過這樣一件事:1920年他出席了馬森(Orme Masson）教授的報告會。馬森教授是一個對科學懷有真正感情的人，他不僅極其清晰地說明了原子物理的未來發展，而且描述了對事物有了新的理解後那種內心的愉快。伯內特說：雖然報告的內容他已大部忘卻，但是當時激動的感受卻終生銘記在心。