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。

第八章 观察

“知识来源于对周围事件中相似处和重现情况的注意。” ——威尔弗雷德•特罗特

科学的观察

由上所述，可以看到观察者对复杂情况所做的报告是如何不可靠。确实。即使对简单现象进行观察和作准确的描述也是十分困难的。科学实验在于挑选出某些事物，借助适当的方法和工具进行观察。这些方法和工具一般误差校小，作出的结果能够再现，且能符合科学知识的普遍观念。贝尔纳将观察分为两种类型：(1）自发观察或被动观察，即意想不到的观察；(2)诱发观察者主动观察，即有意识地安排的，通常是根据假说安排的观察。此处我们所关心的主要是前一种类型。

进行有效的自发观察，首先必须注意到某个事物或现象。观察者自觉或不自觉地将观察到的事物与过去经验中有关知识联系起来；或在思考这一事物的过程中提出了某种假说，这时，观察到的事物才有意义。上一节中我们谈到思维对于变化或差异具有特殊的敏感性。这一点对于科学的观察十分有用，但是更重要而且更困难的是，观察（此处主要是思维过程）事物之间表面上貌似无关的相似点或者相互关系。本章开始引用的特罗特的话就是指这个而言。只有富兰克林（B俄njamin Frank1in)（富兰克林（I706一1790),美国政治家和科学发明家。―译者）超群出众的才能，才看到了摩擦生电和闪电之间的关系。最近，兽医发现一种狗的疾病，症状为脑炎和爪垫硬化。过去或许也见过多起这类病例，但未有人注意到脑炎和爪垫硬化间的奇怪联系。

人们不可能对所有的事物都作密切的观察，因而，必须加以区别，选其要者。在从事某一学科方面的工作时，“有训练的”观察者总是有意识地搜寻根据自己所受教育认为有价值的具体事物，但是，在进行科学研究时，他常常只能仰仗自己的辨别能力，只能靠自己的一般科学知识、判断，以及有时靠自己设想的假说来指导。正如洛克菲勒基金会医学科学会主任格雷格所说：

“研究人员必须运用其绝大部分的知识和相当部分的才华，方能正确选出值得观察的对象。这是一个举足轻重的选择，往往决定几个月工作的成败，并往往能把一个卓绝的发明家同„„一个只是老实肯干的人区别开来。”

据说法拉第被邀请观察实验时，总是问要看的是什么东西。但同时，他自己也还注意观察其他现象。他遵循上一节中乔治所列举的原则，即应该搜寻每一个细节的原则。然而，在做创造性的观察时，这一原则是帮助不大的。贝尔纳认为，人们在观察实验时思想应该不受约束，以免在出于先入之见只是搜寻预期的特征时，忽视了其他的情况。他说，这是实验方法的一个最大障碍，因为看不到意料之外的东西就可能导致给人错误印象的观察。他说：“走进实验室时，摆脱掉你的想象力，就象脱掉你的大衣一样。”达尔文的儿子这样写到达尔文：

“他渴望从实验中得到尽量多的知识，所以不让自己的观察局限于实验所针对的那一点，而且他观察到大量事物的能力是惊人的……他的头脑具有一种技能，对他做出新发现似乎是特殊可贵的有利条件。这就是从不放过例外情况的能力。”

做实验的时候，我们如果仅仅注意那些预期的事物，就很可能错过预料之外的现象。而这些现象，尽管开始时可能令人不解，却最可能导致意想不到的重要事实的发现。有人说，正是例外的现象可能用来解释常见的现象。每当发现不正常的现象时，就应搜寻与之可能有联系的情况。要做出创造性的观察，最好的态度不是仅只注意主要之点而排除其他，而是留神意外的现象，须知所谓“观察”不是消极地注视，而是一种积极的思维过程。

对事物进行科学的观察，就是要进行最专注的详审细察，必要时要借助摄影。做详尽的笔记和绘图都是促进准确观察的宝贵方法。这就是要求学生在实习课中画图的主要原因。伯内特爵士在研究流感的过程中解剖了数以万计的老鼠，对每一只的肺部他都用透镜进行了检查并精心绘制了损害情况。在记录科学的观察时，我们永远应该精益求精。

培养那种以积极探究的态度注视事物的习惯，有助于观察力的发展。在研究工作中养成良好的观察习惯比拥有大量学术知识更为重要，这种说法并不过分。在现代文明中，我们的观察器官迅速退化，而原始时代的狩猎者却非常发达。科学家需要有意识地发展这种能力，而实验室和临床的实际工作应在这方面起有益的作用。举例说，观察动物时，应该有计划、有步骤地进行观察，并有意识地记录下诸如品种、年龄、性别、颜色斑纹、形态特征、眼暗、天然孔口、饱腹或空腹、乳腺、皮毛状态、举止行为等特点，并记录其周围环境，包括其粪便排泄物或食物渣滓。当然，除此以外，对有病的动物还要进行临床检查。

进行任何形式的观察都要有意识地寻找可能存在的每个特点，寻找各种异乎寻常的特征，特别是寻找见到的各事物之间，或是事物与已有知识之间任何具有启发性的联系或关系。这最後一点我指的是在观察平皿培养时注意细菌菌落是抑制还是助长其附近的菌落；在实地考察时，要注意疾病与牧场类型、气候或管理制度之间的联系。我们观察到的大部分关系都是出于机遇，并不具有重要意义，但偶尔也有一两点导致富有成效的设想。观察时最好将统计学置之脑後，并对观察到的资料中那些最微小的联系所可能具有的意义加以考虑，尽管从数学角度乍一看去可能是不屑一顾的。对十分有限的素材进行认真观察得到的发现，要超过将统计学应用于大量素材而得到的发现。後者的价值主要在于检验由前者产生的假说。在观察时，人们应该培养善疑多思的思想方法，注意搜寻值得追踪的线索。

观察训练遵循着与其他任何方面的训练相同的原则。首先必须刻苦勤奋，随着实践的增多，行动逐渐变得不知不觉或无意识，遂养成习惯。进行有效的科学观察还必须有良好的基础，因为只有熟悉正常情况，才能注意到不寻常或未加释明的现象。

提要

要对复杂情况作出精确的观察是极端困难的，观察者在在不自觉地产生谬误。有效的观察意指注意到某个事物，并通过将它和某个注意到的或已知的事物联系起来，赋予其意义；因此，观察既包含知觉因素又包含思维因素在内。

观察到一切是不可能的，因此观察者必须把大部分注意力集中在选定的范围内，但应同时留意其它现象，尤其是特殊的现象。