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。

第八章 觀察

“知識來源於對周圍事件中相似處和重現情況的注意。” ——威爾弗雷德•特羅特

科學的觀察

由上所述，可以看到觀察者對復雜情況所做的報告是如何不可靠。確實。即使對簡單現象進行觀察和作準確的描述也是十分困難的。科學實驗在於挑選出某些事物，藉助適當的方法和工具進行觀察。這些方法和工具一般誤差校小，作出的結果能夠再現，且能符合科學知識的普遍觀念。貝爾納將觀察分為兩種類型：(1）自發觀察或被動觀察，即意想不到的觀察；(2)誘發觀察者主動觀察，即有意識地安排的，通常是根據假說安排的觀察。此處我們所關心的主要是前一種類型。

進行有效的自發觀察，首先必須注意到某個事物或現象。觀察者自覺或不自覺地將觀察到的事物與過去經驗中有關知識聯系起來；或在思考這一事物的過程中提出了某種假說，這時，觀察到的事物才有意義。上一節中我們談到思維對於變化或差異具有特殊的敏感性。這一點對於科學的觀察十分有用，但是更重要而且更困難的是，觀察（此處主要是思維過程）事物之間表面上貌似無關的相似點或者相互關係。本章開始引用的特羅特的話就是指這個而言。只有富蘭克林（B俄njamin Frank1in)（富蘭克林（I706一1790),美國政治家和科學發明家。―譯者）超群出眾的才能，才看到了摩擦生電和閃電之間的關係。最近，獸醫發現一種狗的疾病，症狀為腦炎和爪墊硬化。過去或許也見過多起這類病例，但未有人注意到腦炎和爪墊硬化間的奇怪聯系。

人們不可能對所有的事物都作密切的觀察，因而，必須加以區別，選其要者。在從事某一學科方面的工作時，“有訓練的”觀察者總是有意識地搜尋根據自己所受教育認為有價值的具體事物，但是，在進行科學研究時，他常常只能仰仗自己的辨別能力，只能靠自己的一般科學知識、判斷，以及有時靠自己設想的假說來指導。正如洛克菲勒基金會醫學科學會主任格雷格所說：

“研究人員必須運用其絕大部分的知識和相當部分的才華，方能正確選出值得觀察的對象。這是一個舉足輕重的選擇，往往決定幾個月工作的成敗，並往往能把一個卓絕的發明家同„„一個只是老實肯干的人區別開來。”

據說法拉第被邀請觀察實驗時，總是問要看的是什麼東西。但同時，他自己也還注意觀察其他現象。他遵循上一節中喬治所列舉的原則，即應該搜尋每一個細節的原則。然而，在做創造性的觀察時，這一原則是幫助不大的。貝爾納認為，人們在觀察實驗時思想應該不受約束，以免在出於先入之見只是搜尋預期的特徵時，忽視了其他的情況。他說，這是實驗方法的一個最大障礙，因為看不到意料之外的東西就可能導致給人錯誤印象的觀察。他說：“走進實驗室時，擺脫掉你的想象力，就象脫掉你的大衣一樣。”達爾文的兒子這樣寫到達爾文：

“他渴望從實驗中得到儘量多的知識，所以不讓自己的觀察局限於實驗所針對的那一點，而且他觀察到大量事物的能力是驚人的……他的頭腦具有一種技能，對他做出新發現似乎是特殊可貴的有利條件。這就是從不放過例外情況的能力。”

做實驗的時候，我們如果僅僅注意那些預期的事物，就很可能錯過預料之外的現象。而這些現象，儘管開始時可能令人不解，卻最可能導致意想不到的重要事實的發現。有人說，正是例外的現象可能用來解釋常見的現象。每當發現不正常的現象時，就應搜尋與之可能有聯系的情況。要做出創造性的觀察，最好的態度不是僅只注意主要之點而排除其他，而是留神意外的現象，須知所謂“觀察”不是消極地注視，而是一種積極的思維過程。

對事物進行科學的觀察，就是要進行最專注的詳審細察，必要時要藉助攝影。做詳盡的筆記和繪圖都是促進準確觀察的寶貴方法。這就是要求學生在實習課中畫圖的主要原因。伯內特爵士在研究流感的過程中解剖了數以萬計的老鼠，對每一隻的肺部他都用透鏡進行了檢查並精心繪制了損害情況。在記錄科學的觀察時，我們永遠應該精益求精。

培養那種以積極探究的態度注視事物的習慣，有助於觀察力的發展。在研究工作中養成良好的觀察習慣比擁有大量學術知識更為重要，這種說法並不過分。在現代文明中，我們的觀察器官迅速退化，而原始時代的狩獵者卻非常發達。科學家需要有意識地發展這種能力，而實驗室和臨床的實際工作應在這方面起有益的作用。舉例說，觀察動物時，應該有計劃、有步驟地進行觀察，並有意識地記錄下諸如品種、年齡、性別、顏色斑紋、形態特徵、眼暗、天然孔口、飽腹或空腹、乳腺、皮毛狀態、舉止行為等特點，並記錄其周圍環境，包括其糞便排泄物或食物渣滓。當然，除此以外，對有病的動物還要進行臨床檢查。

進行任何形式的觀察都要有意識地尋找可能存在的每個特點，尋找各種異乎尋常的特徵，特別是尋找見到的各事物之間，或是事物與已有知識之間任何具有啟發性的聯系或關係。這最後一點我指的是在觀察平皿培養時注意細菌菌落是抑制還是助長其附近的菌落；在實地考察時，要注意疾病與牧場類型、氣候或管理制度之間的聯系。我們觀察到的大部分關係都是出於機遇，並不具有重要意義，但偶爾也有一兩點導致富有成效的設想。觀察時最好將統計學置之腦後，並對觀察到的資料中那些最微小的聯系所可能具有的意義加以考慮，儘管從數學角度乍一看去可能是不屑一顧的。對十分有限的素材進行認真觀察得到的發現，要超過將統計學應用於大量素材而得到的發現。後者的價值主要在於檢驗由前者產生的假說。在觀察時，人們應該培養善疑多思的思想方法，注意搜尋值得追蹤的線索。

觀察訓練遵循着與其他任何方面的訓練相同的原則。首先必須刻苦勤奮，隨着實踐的增多，行動逐漸變得不知不覺或無意識，遂養成習慣。進行有效的科學觀察還必須有良好的基礎，因為只有熟悉正常情況，才能注意到不尋常或未加釋明的現象。

提要

要對復雜情況作出精確的觀察是極端困難的，觀察者在在不自覺地產生謬誤。有效的觀察意指注意到某個事物，並通過將它和某個注意到的或已知的事物聯系起來，賦予其意義；因此，觀察既包含知覺因素又包含思維因素在內。

觀察到一切是不可能的，因此觀察者必須把大部分注意力集中在選定的范圍內，但應同時留意其它現象，尤其是特殊的現象。