008. 思维能力培养中的研究方法

科学思维能力的培养

前言

看到杨志峰等[1]的《环境科学概论》中有科学思维思维培养的一节，便有了写一些文字的兴趣。

本来以为，阐明了思维方式、解决在科学思维方面的卡脖子问题就够了，现在到了要做《提升科研能力，建设新深圳》这个项目时发现还不是那么回事，必须系统地来做这个题目。

环境科学是一门复杂系统的学问，以人类为主体的环境庞大而复杂，环境的各组成成分除了本身的特征外各成分之间都有相互作用。动态发展性与可变性是环境问题的特点，但也不是无章可循，其动态中有稳定性，变化则存在条件的变化。

现在的复杂系统理论并不十分成熟，虽然有这样那样的版本，前面所说的环境问题的特点便是复杂系统的要义。人们对于系统理论的认识已相当完备，但也只须记住一句话：对于问题的认识需要从细节到系统，从系统到细节，来来回回地反复，尽可能地将每一个细节搞清楚。也就是说，对于细节的认识只有放在其所在系统之中才能认识清楚。

系统是具有时空的，时空是有边界的，也就是系统的节点。在节点之内系统具有同一性，这是把握系统边界的要点。

研究方法无非归纳与演绎，归纳是总结，演绎可用于证明结论、也可扩展结论。归纳的结论都须做验证，可以不用写出来。

这是基本的研究方法，但科学研究没这么简单，还有一些思维方法和学习方法的要求，本文便是说明思维方法方面的。

我国与西方国家在科研技术方面还有很大的差距，现在出现了卡脖子问题，因此本文就重要。

1 思维的两种方式

在李孟楼的《科学研究方法》有很多思维方式，其实思维有两种方式：语言思维和意象思维，两者都遵循逻辑，不存在非逻辑思维。

大前提错了还能得到正确的答案，于是便有了直觉法和灵感法，这会使得人们心存侥幸而不再深入了解大前提。

意象是指将语言、现实情景转化为意识情景，意象思维为人类天生便有的能力，语言思维是后天培养的。

两者并不相独立，常相互转换，不存在纯粹的语言思维和意象思维。

思维的差别在于所依据的基础是否正确、思考方式是否符合思维的基本规律和规则。

杨志峰等[1]引用了William P,Marry2002科学思维能力模型，“分析能力帮助我们综合分析所收集的资料；创新思维要求我们努力用与众不同的方法去解决问题；利用逻辑思维进行科学推理可以得出有条理的结论；得出结论以后不断深入思考，提出问题，对结论进行科学求证，这就是批判思维和科学反思。”。

不找William的原文了，没有创新思维的，实事求是易创新。“批判思维或科学反思”[1]是乱玄了，科学求证不外乎归纳与演绎。信息不全的归纳和演绎结论都需要验证，验证的方法与研究的方法相同，需要系统足够多的细节信息。细节与系统、细节与细节、细节与条件、系统与条件、现象与常识都须相协调，其中每一点都可能存在问题，因此科研工作并不容易。

有学生在楼下测噪音，问：刚在路边测了，现在在楼下测，但是楼不振动，老师为什么让我们测？这便是学生的思维方式有问题，没有将情景转换成意象，只不过是一个回音共振。利用这一点还可以测波长，这是演绎法，共振是演绎所依据的常识。

有学生问分光光度计为什么不消零？分光光度计四个比色皿吸光率或有不同。这个答案很简单，但学生们为什么就想不到呢？他们已知比色皿的吸光率是不同的，这说明学生对分光光度计构件组成不甚了解而产生了思维盲区。

2 信息求真

意象思维总存在一个人为的加工程序，这便可能会存在已知有差，因此便对思维有一些要求：

①所依据的理论或判断须正确，②信息准确，③思维过程符合思维规律和规则。

从一个真实的细节逐渐扩展开去，直到整个系统都能得到解释，这其中的难点是细节信息求真。信息求真需要技术，不是实地调查了就可以的。必须做实地调查和直接参与材料处理和研究过程，确保每一个步骤正确无误。实地调查、亲自研究的重要性有以下几点：有机会验证信息的正误，采样方法的正误、处理材料方法的正误、判断所依据的理论的正误。

获取的信息可能会有偏差或错误，处理方式亦或有不当，研究所依据的理论可能有错，这就要求信息的获取、处理和研究应是同一人，这样就比较容易发现某个环节的问题。

在一些习以为常的看起来很简单的地方往往会有问题，这是卡脖子问题能存在的关键。

信息处理方式与信息的来源有关，用spss处理数据须谨慎，多元统计分析在分类方面是欠缺的。有很好的把握概念的能力便具有简单地处理信息的能力。

宏阔的时空不可以夸越微小的实在。

当一位科研工作者实地调查和研究过程而仅依赖经验时，那他的科学之路也就基本上快到头了。人总是要到这一步的，精气神的变化所致，但是演绎法却可使其扩展一些学问，经验也不是一无是处。

实事求是易创新，因条件而发生的变化。

亲自调查的好处是可以适时地补充调查信息。

3系统边界

系统在时间上有节点，在空间上有大小。系统在节点前后可以是不同的，也可以是重复的。在系统空间中，其构成因素保持同一性。

宇宙坐标理论：坐标是四维的，超过了四维的空间可以将其中的物体撕裂。物质在其

所处的不同大小的坐标中是不同的。

4实地调查、亲自处理材料和研究的重要性。

按实验方案搜集的材料是不完全的，只在研究的时候才能了解信息的情况。

5世界有多复杂，知识要求就应相应地多。

6思维敏感性的培养

不能在项目相关的几个领域领先，也就不能在一个领域领先，这是复杂系统研究的特点为。环境科学涉及的相关学科较多，对于这些相关学科都要熟知是不大可能的，但项目相关领域的部分却是需要精益求精的，甚至要超过专业方面的专家，这又要求对其基本面需要一个大致的了解，平时不大可能对项目相关领域有足够的储备，因此，环境学科要求的基础知识会较多，等到需要时便容易扩展。除此之外，平时遇到一个问题就要多琢磨，以此来扩展知识面。

敏感反应起于敏感因素的存在，思维的敏感性在于三个方面：①对于常识的熟练度，②对于信息了解程度，③对于归纳与演绎方法的熟练度。一般容易存在问题的有：①着重于对常识的把握而不能辩识其是否正确，②缺乏对演绎方法的训练，③对于细节信息把握习惯于常规的了解而不够细致。这个三个问题之中的焦点是缺乏将问题细化，这只是一个习惯的问题，不是能力，但处理问题的结果却大不一样。

7、逻辑问题

当前的论文常见的是逻辑应用的不够好，信息获取方式会限制信息的扩展范围。

8科学能力培养途径不局于一途

人类关于科学思维已基本上构成了一个比较完备的系统，但要将其转化成自己的科学思维能力还需要相当的培训，这个培训可不局一格。音乐不只是误乐，可以培养时空之辩，现在的通识课程仅将其当作一种欣赏是不正确的。玩游戏可以学习如何把握好细节。

9结束语

作者从混沌之中走出来花了近三十年的时间，回过头来看，思维的科学并不复杂，但要做到严谨确需要相当的训练。在思想上不能给侥幸留下任何空隙，到了这个程度科研工作也就会变得容易了。也就是说，科研工作的背后需要很多的工作要做。

在作者研究问题的过程中发现我们对于自己的基础知识不自信，并不是没有学过。这在一些学科方面是很明显的，错的太过基础，一眼能看出来的错误却可以长期地存在于书本之中。

虽如此，本文只解决个人科研工作的卡脖子问题，并不解决一个国家的科研卡脖子问题。

参考资料

1杨志峰等，[环境科学概论]。2004，7，科学出版社。

2李孟楼，[科学研究方法]。2009，2。中国农业出版社。