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關(guān)于科研方法的思考,戴世強 上海市應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)研究所 上 海 大 學(xué) http:/ 2012年8月29日,應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)高級講習(xí)班,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,2,楔 子,時代呼喚大批德識才學(xué)兼?zhèn)涞目萍加⒉牛?機遇只垂青于那些懂得怎樣追求她的人； 工欲善其事必先利其器，方法極其重要； 正確運用科研方法可收到事半功倍之效； 學(xué)科帶頭人必須率先遵守科研道德規(guī)范。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,3,大 綱,一、 引言 二、 科研工作者必備的素質(zhì) 三、 科研工作的準備 四、 科研工作方法要點 五、 科研工作的組織 六、 結(jié)束語,一、引 言,問題： 科研工作者為什么要掌握科學(xué)的方法論？ 科研工作要取得優(yōu)秀業(yè)績應(yīng)做怎樣的準備？ 科研工作的基本方法和技巧是什么？ 作為學(xué)科帶頭人，怎樣組織科研攻關(guān)？,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,5,一、引 言,關(guān)于科學(xué) 定義科學(xué)是由建立在經(jīng)驗和邏輯基礎(chǔ)之上的關(guān)于自然界的各種現(xiàn)象及其相互關(guān)系的普遍性和精確性陳述構(gòu)成的有組織的知識。 “科學(xué)是尋求我們感覺經(jīng)驗之間規(guī)律性關(guān)系的有條理的思想。它是直接產(chǎn)生知識、間接產(chǎn)生行動的手段?！?愛因斯坦,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,6,一、引 言,關(guān)于科學(xué) “科學(xué)就是整理事實，以便從中得出普遍的規(guī)律或結(jié)論?！?達爾文 science一詞源于拉丁文scientia（求知、知識）；現(xiàn)譯名“科學(xué)”源于日語（福澤諭吉）譯法；由康有為引進（1893），原譯名“格致”。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,7,一、引 言,關(guān)于科學(xué) 科學(xué)的內(nèi)涵 1、科學(xué)是系統(tǒng)化、理論化的知識體系； 2、科學(xué)是創(chuàng)造知識體系的認識活動； 3、科學(xué)是一種社會機制。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,8,一、引 言,關(guān)于科學(xué)研究 自然科學(xué)研究的任務(wù)： 1、對未知的自然領(lǐng)域進行研究探索，以 揭示和掌握自然界各種事物的本質(zhì)和 運行變化規(guī)律基礎(chǔ)研究； 2、研究如何將科學(xué)研究的成果轉(zhuǎn)化為生 產(chǎn)力和物質(zhì)產(chǎn)品應(yīng)用基礎(chǔ)研究。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,9,一、引 言,關(guān)于科學(xué)研究 名人名言： “觀察自然，研究它們所生的萬物；追求萬 物，推究其普遍或特殊的關(guān)系；再想法抓住自 然界中的秩序，抓住它行進的方向，抓住它發(fā) 展的法則，抓住那些變化無窮的構(gòu)成自然界的 秩序所用的方法；這些工作在我看來，乃是追 求真實知識的唯一法門。這等工作還能給我們 以真正的益處；同時還能給我們找出許多最溫 暖、最純潔的樂趣，以補償生命場中不能避免 的苦惱?！?拉馬克（ J. Lamarck）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,10,一、引 言,關(guān)于方法：為達到某種目的采取的途徑、手段或 策略 方法（method）探源： 希臘語 (沿著）+（道路） (途徑、方法） method 中文 墨子天志：量度方形之法知行之法,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,11,一、引 言,關(guān)于科學(xué)方法： 科學(xué)方法：認識自然或獲得科學(xué)知識的程序或過程，是從科學(xué)認識過程中總結(jié)出來的規(guī)律，是具有普遍性的方法。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,12,一、引 言,名人名言 “在探索的認識中，方法也就是工具，是主觀方面的某個手段，主觀方面通過這個手段與客體發(fā)生關(guān)系。 相反地，在真理的認識中，分析方法不僅是許多已知規(guī)定的集合，而且是概念的自在和自為的規(guī)定性?！?黑格爾（G.W.F.Hegel）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,13,一、引 言,名人名言 “在科學(xué)領(lǐng)域，方法至為重要。一部科學(xué)史，在很大程度上就是一部工具史，這些工具無論有形或無形由一系列人物創(chuàng)造出來，以解決他們遇到的某些問題。每種工具和方法都是人類智慧的結(jié)晶?！?薩頓（G. Sarton) “科學(xué)是隨著研究方法所獲得的成就而前進的?！?巴甫洛夫（I.P.Pavlov）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,14,一、引 言,科學(xué)方法的發(fā)展歷程： 觀察方法在實踐中產(chǎn)生（古天文學(xué)）； 邏輯方法的創(chuàng)始（公元前63世紀，古希臘：泰勒斯、德謨克利特、亞里士多德、歐幾里德）。運用演繹推理，從經(jīng)驗觀察上升到理論認識。亞里士多德創(chuàng)立形式邏輯上的科學(xué)方法論和公理方法；導(dǎo)致歐幾里德幾何原本問世；,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,15,一、引 言,科研方法論的發(fā)展歷程： 數(shù)學(xué)方法開始形成（ 公元前52世紀，古希臘：畢達哥拉斯、帕拉圖、阿基米德）。首先提出自然界的規(guī)律可用數(shù)學(xué)把握，提倡用數(shù)學(xué)解釋萬物。阿基米德首次把實驗的經(jīng)驗研究與演繹推理結(jié)合，建立杠桿定理、浮力定律。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,16,一、引 言,科研方法論的發(fā)展歷程： 實驗方法逐漸形成 13世紀的羅吉爾培根率先提出實驗科學(xué)；15世紀的達芬奇和吉爾伯特強調(diào)實驗在認識中的作用；1516世紀，伽利略為現(xiàn)代實驗科學(xué)的奠基人；16世紀弗朗西斯培根成為實驗科學(xué)的哲學(xué)代言人，他的新工具的問世是標志；,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,17,一、引 言,科研方法論的發(fā)展歷程： 邏輯方法的發(fā)展：兩條主線 * 16世紀弗朗西斯培根發(fā)展了歸納邏輯方法，建立了邏輯分析中的求同法、差異法和共變法；17世紀波義耳、18世紀林奈將其拓廣到化學(xué)和生物學(xué)； * 17世紀笛卡兒發(fā)展了演繹邏輯方法，構(gòu)建了數(shù)學(xué)新體系解析幾何； 17世紀牛頓將力學(xué)整理成演繹體系，自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理問世。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,18,一、引 言,科研方法論的發(fā)展歷程： 假說方法的普遍應(yīng)用（17世紀由笛卡兒提出，洛克、萊布尼茲豐富和發(fā)展；19世紀后普遍應(yīng)用）。假說方法突破了傳統(tǒng)方法。著名的假說有：宇宙演化的星云假說、生物學(xué)的進化論、物理學(xué)的熱素假說、化學(xué)中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)假說等。假說本身是理論知識的一種形態(tài)，一旦驗證成立，就上升為科學(xué)理論或定律。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,19,一、引 言,科研方法論的發(fā)展歷程： 自然辯證法方法的創(chuàng)立。19世紀馬克思、恩格斯創(chuàng)建了自然辯證法，為正確研究自然科學(xué)方法論奠定了理論基礎(chǔ)。恩格斯的自然辯證法對觀察、實驗、歸納和演繹、分析和綜合、歷史與邏輯的統(tǒng)一、科學(xué)假說等科研方法都做了深入考察和分析。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,20,一、引 言,科研方法論的發(fā)展歷程： 系統(tǒng)科學(xué)方法的形成。 樸素的系統(tǒng)科學(xué)方法由亞里士多德、萊布尼茲、黑格爾等提出，近幾年才逐步形成。此方法擺脫了傳統(tǒng)方法的束縛，將事物聯(lián)系起來，系統(tǒng)地、動態(tài)地考察，從整體上考察復(fù)雜系統(tǒng)，將定量方法（如動態(tài)模擬法、信息方法、反饋方法、綜合集成方法等）引入各個學(xué)科，使科研方法產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,21,一、引 言,科研方法論的發(fā)展歷程： 數(shù)學(xué)方法的發(fā)展。亞里士多德歐幾里德伽利略牛頓萊布尼茲發(fā)展的數(shù)學(xué)方法近年來取得了長足的進步，對宏觀、微觀特性的描述發(fā)揮了很大的作用。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)學(xué)已滲透到所有的自然科學(xué)領(lǐng)域以及部分社會科學(xué)領(lǐng)域。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,22,一、引 言,科研方法的特征： 科研方法來源于科研實踐； 正確的科研方法引領(lǐng)科學(xué)的發(fā)展； 科研方法的適用性和作用超越具體領(lǐng)域； 正確的科研方法呈現(xiàn)美學(xué)特征。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,23,一、引 言,方法論的重要性：名人名言 “跛足而不迷路的能趕過雖健步如飛但誤入歧途的人?！?培根（ F. Bacon） “科學(xué)方法是通向絕對知識或真理的唯一入口和唯一道路。整個科學(xué)的統(tǒng)一是在于其方法而不在于材料” 皮爾遜（ K. Pearson）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,24,一、引 言,方法論的重要性：名人名言： “吾嘗終日而思矣，不如須臾之所學(xué)也；吾嘗歧而望矣，不如登高之博見也。登高而招，臂非加長也，而見者遠；順風(fēng)而呼，聲非加疾也，而聞?wù)哒?。假輿馬者，非利足也，而致千里；假舟楫者，非能水也，而絕江河。君子生非異也，善假于物也?！?荀況,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,25,一、引 言,科學(xué)研究必須有正確的方法 名人名言： “初期研究的障礙，乃在于缺乏研方 法。無怪乎人們常說，科學(xué)是隨著研究方 法所獲得的成就而前進的。研究方法每前 進一步，我們就提高一步。因此我們頭等 重要的任務(wù)是制訂方法。” 巴甫洛夫,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,26,一、引 言,科學(xué)研究必須有正確的方法 名人名言： “未來的研究工作者多數(shù)不是天才，給這些人以若干科研方法的指點，較之聽任他們憑借個人經(jīng)驗事倍功半地去摸索，應(yīng)有助于他們早出成果?！?貝弗里奇（ W.I.B. Beveridge）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,27,一、引 言,名人名言 “如果在實踐中有可能通過研究方法的指導(dǎo)來縮短科學(xué)工作者不出成果的學(xué)習(xí)階段，那么，不僅可以節(jié)省訓(xùn)練的時間，而且科學(xué)家做出的成果也會比用較慢方法培養(yǎng)出來的科學(xué)家多得多?！?貝弗里奇,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,28,一、引 言,2. 掌握方法比掌握知識更重要 愛因斯坦的觀點“方法比知識更重要”充分明 了掌握科研方法的重要性。 名人名言： “認識一位天才的研究方法，對于科學(xué)的步 并不比發(fā)現(xiàn)本身更少用處，科學(xué)研究的方法經(jīng)常 是極富興趣的部分?！?拉普拉斯（ P.S.Laplace）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,29,一、引 言,2. 掌握方法比掌握知識更重要 名人名言： “良好的方法能使我們更好地發(fā)揮運用天賦的才能，而拙劣的方法可能阻礙才能的發(fā)展。因此，科學(xué)中難能可貴的創(chuàng)造性才華，由于方法拙劣可能被削弱，甚至被扼殺；而良好的方法則會增長、促進這種才華。” 貝爾納(C. Bernard),2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,30,一、引 言,2. 掌握方法比掌握知識更重要 素質(zhì)教育要點：教給學(xué)生知識，不如教 會學(xué)生掌握和應(yīng)用科研、學(xué)習(xí)方法重要。 名人名言： “科學(xué)知識是點成的金，最終有限； 科學(xué)方法則是點石成金的手指，可以產(chǎn)生 無窮的金?！?蔡元培,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,31,一、引 言,2. 掌握方法比掌握知識更重要 名人名言： “教，關(guān)鍵在于授之以漁；教書，關(guān)鍵在于教給學(xué)生一種思考問題的方法。也就是說，教師給予學(xué)生的，不應(yīng)是魚，而應(yīng)是捉魚的方法。教學(xué)的過程，就在于讓學(xué)生搞清模型的意義。因為模型反映的是事物的本質(zhì)，是對客觀事物的近似描述。我們要引導(dǎo)學(xué)生提出模型，通過抓模型，教給學(xué)生提出問題、分析問題、解決問題的方法?！?錢偉長,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,32,一、引 言,3. 完善自身知識體系從事創(chuàng)造性科研的必由之路 具有必要的科學(xué)知識積累是進行創(chuàng)造性 科研工作的必要條件，而學(xué)習(xí)和研究科學(xué) 研究的思維方式和方法，則是充分條件。 而知識積累過程中，正確的科學(xué)方法更是 必不可少的。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,33,一、引 言,3. 完善自身知識體系從事創(chuàng)造性科研的必由之路 名人名言： “我們每個人手中都有一把自學(xué)成材的鑰匙，這就是：理想、勤奮、毅力、虛心和科學(xué)方法。” 華羅庚,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,34,一、引 言,案例：近代科學(xué)方法奠基人伽利略的科研方法 伽利略在力學(xué)研究中以實驗方法為中心，還綜 合運用邏輯方法、觀察方法、抽象方法、數(shù)學(xué)方 法等基本方法，為近代力學(xué)和物理學(xué)開了先河。 以自由落體研究為例，這是伽利略力學(xué)研究的突 破口。 亞里士多德的錯誤觀點：落體以勻速下落，速 度與落體的重量成正比。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,35,一、引 言,案例：伽利略的落體研究方法 步驟一：伽利略采用邏輯方法，設(shè)計了一個“思想實驗”：用短繩系住重量不同的大小石塊，使之自由下落，按亞里士多德觀點導(dǎo)得矛盾； 步驟二：伽利略采用觀察方法，1589年進行了比薩斜塔落體試驗，觀察到10磅的球與1磅的球同時落地；,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,36,一、引 言,案例：伽利略的落體研究方法 步驟三：伽利略進一步采用實驗方法，設(shè)計了一個“沖淡引力”的斜面滑落實驗。因比薩斜塔僅56米，落體落地過快不易看清。在斜置光滑槽內(nèi)滾下，引力“減少”，實驗發(fā)現(xiàn)，大小球滾動速度相同，且與斜面夾角無關(guān)。 步驟四：伽利略做了單擺實驗，發(fā)現(xiàn)只要擺長相同，擺動速度就相同. 與擺重?zé)o關(guān)；,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,37,一、引 言,案例：伽利略的落體研究方法 步驟五：伽利略運用數(shù)學(xué)方法，確定了下落高度與加速度、時間的依賴關(guān)系。從而徹底否定了亞里士多德的錯誤觀點； 步驟六：伽利略進一步運用實驗方法，設(shè)計了雙斜面滾球?qū)嶒?，并用抽象方法，發(fā)現(xiàn)了慣性原理（牛頓第一定律）。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,38,二、科研工作者的必備素質(zhì),名人名言：巴甫洛夫的臨終遺言 “我對我國有志于科學(xué)的青年有什么祝愿呢？首先， 循序漸進。我一說起有成效的科學(xué)工作者這一最重要的條件時就不能不情緒激動。循序漸進，循序漸進，循序漸進在未掌握前一項時決不開始后一項。但是切勿成為事實的保管員。要透徹地了解事物的奧秘，持之以恒地搜尋支配它們的法則。第二，謙虛切勿狂妄自大、目空一切。由于狂妄，在必須同意他人時你會固執(zhí)己見，你會拒絕有益的、善意的幫助，你會喪失客觀的頭腦。第三，熱情。記住：科學(xué)是要求人們?yōu)樗暙I畢生的。就是有兩次生命也不夠用。在你的工作和探索中一定要有巨大的熱情?！?2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,39,二、科研工作者的必備素質(zhì),科研工作者必須德識才學(xué)兼?zhèn)?德，指的是道德； 識，指的是膽識； 才，指的是才干； 學(xué)，指的是學(xué)問。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,40,二、科研工作者的必備素質(zhì),德識才學(xué)兼?zhèn)涞臉藴剩?鮮明正確的政治立場和臻于完美的道德品質(zhì)； 高屋建瓴的遠見卓識和洞若觀火的大局觀念； 卓越非凡的觀察、實驗、推理、分析、操作的實際才干； 豐富淵博的學(xué)問根底和牢固扎實的知識基礎(chǔ)。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,41,二、科研工作者的必備素質(zhì),美德的標準： 愛國敬業(yè)、銳意創(chuàng)新、求真務(wù)實、無私無畏； 開拓者的品格：事業(yè)心和進取心；迎戰(zhàn)困難的決心；難以滿足的好奇心；循序漸進的耐心；服從真理的平常心,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,42,二、科研工作者的必備素質(zhì),卓識的標準： 目光銳利、大局在握、胸有成竹、運籌帷幄； 帥才的風(fēng)度：以洞察全局的心胸掌握科學(xué)發(fā)展態(tài)勢；以與時俱進的眼光把握科研前沿方向；以只爭朝夕的心態(tài)果斷進行決策行動；以匠心獨具的慧眼拋棄細枝末節(jié)，抓住實質(zhì)和要害。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,43,二、科研工作者的必備素質(zhì),高才的標準： 明察秋毫、思維活躍、善于實踐、方法精當； 實干家的才華：善于發(fā)現(xiàn)問題、歸納問題；善于解決問題、闡釋問題,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,44,二、科研工作者的必備素質(zhì),博學(xué)的標準： 博大精深、融會貫通、縱橫捭闔、運用靈活 大學(xué)問家的底蘊：終生學(xué)習(xí)，博覽群書，一業(yè)為主，博采眾長。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,45,二、科研工作者的必備素質(zhì),德識才學(xué)的關(guān)系： “德”是指揮部，做出正確的戰(zhàn)略指導(dǎo)； “識”是參謀部，指引正確的主攻方向； “才”是戰(zhàn)斗隊，開展有效的戰(zhàn)術(shù)行動； “學(xué)”是后勤部；提供必要的智力保障。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,46,二、科研工作者的必備素質(zhì),德識才學(xué)的關(guān)系： “德”是指揮部，做出正確的戰(zhàn)略指導(dǎo)； “識”是參謀部，指引正確的主攻方向； “才”是戰(zhàn)斗隊，開展有效的戰(zhàn)術(shù)行動； “學(xué)”是后勤部；提供必要的智力保障。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,47,二、科研工作者的必備素質(zhì),德識才學(xué)的關(guān)系（古訓(xùn)）： “夫才須學(xué)也，學(xué)貴識也。才而不學(xué)，是為小慧；小慧不識，是為不才?！?章學(xué)誠（清） “夫有學(xué)無才，猶愚賈操金，不能殖貨；有才無學(xué)，猶巧匠無楩柟斧斤，弗能成室?！?劉知幾（唐） “學(xué)如弓弩，才如箭簇。識以領(lǐng)之，方能中鵠。善學(xué)邯鄲，莫失故步；善求仙方，不為藥誤。我有神燈，獨照獨知，不取亦取，雖師勿師?！?袁枚（清）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,48,二、科研工作者的必備素質(zhì),德識才學(xué)的關(guān)系： 有才無德，則貽害無窮； 有德無才學(xué)識，則有志難成； 有才無識，則只能蠅茍于雕蟲小技； 有才無學(xué)，則難以創(chuàng)業(yè)； 有學(xué)無才無識，則只能空懷滿腹經(jīng)綸， 孤芳自賞。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,49,三、科研工作的準備,科研工作的六大環(huán)節(jié)： 學(xué)習(xí)選題調(diào)研 立題運作總結(jié) 前四個環(huán)節(jié)屬于準備階段，而“學(xué)習(xí)”是貫穿始終的基本環(huán)節(jié)。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,50,三、科研工作的準備：學(xué)習(xí),基本環(huán)節(jié)學(xué)習(xí) 夯實基礎(chǔ)，厚積薄發(fā)； 帶著問題，追求學(xué)問； 孜孜不倦，終生學(xué)習(xí)； 不取亦取，雖師勿師。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,51,三、科研工作的準備：學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)五忌： 1）通盤接受，食古不化； 2）死記硬背，頭腦僵化； 3）貪多求全，難以消化； 4）時停時續(xù)，漫無計劃； 5）追求細節(jié)，漠視方法。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,52,三、科研工作的準備：學(xué)習(xí),前輩教誨： “所謂在科學(xué)上成年人思維上的發(fā)展，只能到達青年時期打的基礎(chǔ)所能到達的高度的說法，確實有一定的道理?！?貝弗里奇（ W.I.B. Beveridge） “讀書時不要盡信書上所言，而要推敲細思?！?F.培根,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,53,三、科研工作的準備：學(xué)習(xí),前輩教誨： “具有正確的研究觀點的人養(yǎng)成這樣的習(xí)慣，把書上所言同自己的知識經(jīng)驗加以比較，并尋找有意義的相似處。這種學(xué)習(xí)方法也是形成假說的一種方法?！?貝弗里奇 “成功的科學(xué)家往往是興趣廣泛的人。他們的獨創(chuàng)精神可能來自他們的博學(xué)?！?貝弗里奇,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,54,三、科研工作的準備：學(xué)習(xí),前輩教誨： “要有知識積累，才能無往而不勝?！?郭永懷 “學(xué)習(xí)是享受，學(xué)無止境?！?王淦昌 “平居有古人，而學(xué)力方深；落筆無古人，而精神始出。” 袁枚,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,55,三、科研工作的準備：學(xué)習(xí),前輩教誨： “為學(xué)正如撐上水船，一篙不可放緩?！?朱熹,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,56,三、科研工作的準備：學(xué)習(xí),前輩教誨： “ 不可閑談廢時 日講經(jīng)書三起 日看綱目數(shù)頁 通曉時務(wù)物理 參讀古文詩賦 讀書必須過筆 會課按時蚤完 夜讀仍戒晏起 疑誤定要力爭?！?王文清：岳麓書院學(xué)規(guī),2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,57,三、科研工作的準備：學(xué)習(xí),前輩教誨： “可能有人說我這個錢偉長是有才能的，其實不然。我愿意不隱諱地告訴青年朋友們，如果我曾作出了一點成績的話，那么這點成績也確確實實是用艱苦學(xué)習(xí)、不懈努力取得的。這幾十年來，無論在國外還是在國內(nèi)，也無論條件好壞、環(huán)境優(yōu)劣，我都一直是盡力而為的。因為我清楚地知道，任何人，不管他的天資如何，成就多么大，只要停止了努力就不能繼續(xù)進步。今天不努力，明天就落伍；長期不努力，那就必然完蛋！正因為我堅守這個信念，二十多年來雖然經(jīng)受了各種各樣的磨難，但我從未放棄過努力，所以我自信在專業(yè)上沒有掉隊?！?錢偉長,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,58,三、科研工作的準備：學(xué)習(xí),前輩教誨： “我28歲學(xué)力學(xué)，44歲學(xué)俄語，58歲學(xué)電池知識。不要以為年紀大了不能學(xué)東西，我學(xué)計算機是在64歲以后，我現(xiàn)在也搞計算機了，當然不像年青人那么好，不過也嚇不倒我。真理只有一條，國家需要你干，你就學(xué)?？捎袀€基礎(chǔ)，這個基礎(chǔ)是靠你們在正規(guī)的教育里培養(yǎng)的，不要輕視了基礎(chǔ)。沒有我當時的物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)的基礎(chǔ)，我現(xiàn)在就什么也干不了，學(xué)什么東西都有困難。所以，我不是天才，我的學(xué)習(xí)是非常勤奮的，我發(fā)現(xiàn)很多東西我還不懂，需要，我就學(xué)?！?錢偉長,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,59,三、科研工作的準備：學(xué)習(xí),前輩教誨： “到現(xiàn)在晚上八點以后是我的自學(xué)時間，一直到12點。晚上最安靜，我可以安安靜靜地自學(xué)，獲得我所不懂的東西。我畢竟是有經(jīng)驗，自學(xué)得很快，這是我長期鍛煉出來的。我可以說，我沒有懶過，我的知識沒有老化?！?錢偉長,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,60,三、科研工作的準備：學(xué)習(xí),前輩教誨： “我有很多20年前、40年前不懂的東西，現(xiàn)在還不懂，我有功夫再把它們拿出來解決，有的解決了，我覺得就是很大貢獻；有的沒解決，有時晚上還經(jīng)常在想，怎么這個問題到現(xiàn)在還沒解決？不要緊，將來有人解決。學(xué)問就是這樣，應(yīng)該覺得自己不懂的東西很多，那你就是很有學(xué)問；你覺得什么東西都懂，你大概是沒有學(xué)問的?！?錢偉長,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,61,三、科研工作的準備：學(xué)習(xí),前輩教誨： “學(xué)生的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)。除了學(xué)習(xí)自然科學(xué)和技術(shù)知識以外，還要學(xué)點文史知識，學(xué)點經(jīng)濟知識，學(xué)點管理知識，也要參加生產(chǎn)勞動和社會實踐?！?錢偉長,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,62,三、科研工作的準備：學(xué)習(xí),前輩教誨： “自學(xué)要有本事，第一是會找資料，你需要的資料。第二是自己會讀這些資料，能很快從這些資料中最核心最有用的東西，能整理得有條有理，跟原來學(xué)的東西掛上鉤。第三是要有眼光，能夠看到進一步發(fā)展的景象。有了這三個能力，你就永遠不會落伍，一直到退休為止?！?錢偉長,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,63,三、科研工作的準備：選題,選題五原則： 必須有前沿性； 必須有新穎性； 必須有重要性； 必須有原創(chuàng)性； 必須有可行性。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,64,三、科研工作的準備：選題,選題四忌： 方向陳舊，拾人牙慧； 雕蟲小技，嘩眾取寵； 動態(tài)不明，倉促上陣； 目標過大，難以勝任。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,65,三、科研工作的準備：調(diào)研,調(diào)研要領(lǐng)： 面向?qū)嶋H，細致觀察 細查文獻，詳略有致（精讀與略讀) 統(tǒng)攬全局，明確方向 抓住要害，窮追猛打,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,66,三、科研工作的準備：調(diào)研,前輩教誨 “你要解決一個問題，就需要收集情況，也需要向已經(jīng)寫出的書本學(xué)習(xí)，要向許多龐雜的資料進行學(xué)習(xí)，還要到現(xiàn)場去看問題發(fā)生的情況，背景怎么樣？這樣才能弄清楚這個問題的本質(zhì)，才能想出處理這個問題的方法，” 錢偉長,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,67,三、科研工作的準備：調(diào)研,前輩教誨 “論文要常?？?，而且要會看，因為論文涉及第一線問題，有的部分你看不懂，因為你沒有學(xué)過這一方面的東西，怎么辦？跳過去。大的東西理解了，小的東西自然會解決，你走路用不著等路上的小石頭都撿完了再走，不需要的，跳過去，繞過去，爬過去就行了?？偟哪阋莆?，不要一字一句都去摳，你沒有那么多時間。念論文注意那么幾條：要節(jié)省時間，抓它最重要的東西，抓這篇論文的特色；文中提出什么新觀點，這你非要理解不可；用了什么新方法，老方法你不用看；得到了什么結(jié)論，好的文章會講還遺留了什么問題，也應(yīng)注意?！?錢偉長,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,68,三、科研工作的準備：立項,立項要點： 正確把握定位，做力所能及的事情； 明確主攻方向，有限時間完成有限目標； 合理分解課題，提出分段實現(xiàn)的目標； 制定研究方案，精心安排各項計劃； 5. 提出課題申請，爭取多方支持。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,69,三、科研工作的準備：立項,寫課題申請書五招： 1）言簡意賅地寫好立項依據(jù)。從實際和理論角度闡明本項目意向、立題意義、國內(nèi)外動態(tài)、預(yù)期產(chǎn)生的效果。第一小段（100200字）為“項目眼”，相當于新聞報道中的“新聞眼”（新聞導(dǎo)語），概括點明上述各項，下面再展開；所述的國內(nèi)外研究動態(tài)必須正確、具體；立項意義要強調(diào)迫切性、可用性，但不宜夸大。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,70,三、科研工作的準備：立項,寫課題申請書五招： 2）鮮明生動地寫好研究內(nèi)容。突出地羅列申請的特色和創(chuàng)新點（即與眾不同之處）及技術(shù)路線。課題申請?zhí)貏e重視創(chuàng)新，強調(diào)做國內(nèi)外前人沒做過的工作，即，有前沿性和開創(chuàng)性的工作；敘述內(nèi)容時應(yīng)避開艱澀深奧的術(shù)語堆砌，技術(shù)路線要具有可信性和可行性，切忌過分抽象；要用心鋪敘擬解決的關(guān)鍵問題，強調(diào)獨特性。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,71,三、科研工作的準備：立項,寫課題申請書五招： 3）實事求是地寫好研究基礎(chǔ)。說明：自身素質(zhì)和經(jīng)歷、何時開始關(guān)心、注意該課題、有何高師指點、已獲何種成績（列出本人論文總篇數(shù)及與申請有關(guān)的篇數(shù)和篇名，別列出不相干的論文），突出你的種種優(yōu)勢，使人相信此類項目非你莫屬，由你來做最合適；但也要避免列出本人太多的成果，不然有人要說，你都已經(jīng)做完了，干嗎還來申請？,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,72,三、科研工作的準備：立項,寫課題申請書五招： 4）畫龍點睛地寫好內(nèi)容提要。不要超過規(guī)定字數(shù)，可與上述“項目眼”適當重復(fù)（最好用不同的語言），使人看了提要后，后面內(nèi)容不看也行。通常最后才寫提要。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,73,三、科研工作的準備：立項,寫課題申請書五招： 5）恰如其分地表述申請內(nèi)容。既不過于張狂，也不必過于謙恭。盡量做到敘述生動、具體，切忌羅嗦、重復(fù)；要有一種平常的申請心態(tài)，切莫急于求成，要做到不達目標，決不罷休。這樣，你就不會夸大事實、急于表現(xiàn)，也不會過分謙讓、底氣不足、畏縮不前；允許自己申請失敗一兩次，失敗了總結(jié)經(jīng)驗，來年再殺“回馬槍”。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,74,三、科研工作的準備：立項,研究生開題報告六要點（參考提綱）： 研究目標 立題依據(jù)（理論意義、應(yīng)用背景） 國內(nèi)外研究動態(tài) 研究方案、技術(shù)路線 關(guān)鍵問題和可能難點 預(yù)期計劃（調(diào)研、初稿、定稿、預(yù)答辯、答辯等項的時間節(jié)點）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,75,四、科研工作的方法要點：應(yīng)用數(shù)學(xué)過程,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,76,四、科研工作方法要點：應(yīng)用數(shù)學(xué)過程,建模的基本步驟： 1）透徹了解所處理的問題； 2）分析對結(jié)果產(chǎn)生影響的主要因素； 3）抓住關(guān)鍵因素提出基本假設(shè)； 4）選用合適的數(shù)學(xué)工具進行表述。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,77,四、科研工作方法要點：技巧,八大主要科研技巧： 基于實驗； 專于機遇； 長于假說； 樂于想象； 勤于頓悟； 精于推理； 勇于攻關(guān)； 善于總結(jié)。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,78,四、科研工作方法要點（I）：實驗,實驗（ 現(xiàn)場觀測、實驗室實驗、數(shù)值實驗）要領(lǐng)： 有明確的目的性； 有準確性和排他性； 有簡單性和可行性； 有可再現(xiàn)性和魯棒性； 注意結(jié)果的正常性和反常性。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,79,四、科研工作方法要點（I）：實驗,前輩教誨： “實驗有兩個目的， :觀察迄今未知或未加解釋的新事實；以及判斷為某一理論提出的假說是否符合大量可觀察到的事實?！?杜博斯（ R.J.Dubos） “應(yīng)該盡可能在研究工作的開頭進行一項簡單的關(guān)鍵性實驗，以判斷所考慮的基本架設(shè)是否成立?！?貝弗里奇,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,80,四、科研工作方法要點（I）：實驗,實驗的計劃和實施： 確定總體目標； 完成設(shè)施準備； 小型簡單實驗； 正式規(guī)模實驗； 數(shù)據(jù)處理整理； 具體結(jié)果分析。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,81,四、科研工作方法要點（I）：實驗,觀察,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,82,四、科研工作方法要點（I）：實驗,實驗,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,83,四、科研工作方法要點（I）：實驗,理論分析,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,84,四、科研工作方法要點（II）：機遇,偶然的機遇導(dǎo)致重大發(fā)現(xiàn)的實例： 弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素； 伽伐尼發(fā)現(xiàn)電流； 奧斯特發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)； 倫琴發(fā)現(xiàn)X射線； 詹納發(fā)現(xiàn)牛痘疫苗； 赫歇爾發(fā)現(xiàn)天王星； ,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,85,四、科研工作方法要點（II）：機遇,抓住機遇的必要條件： 1）有扎實的知識基礎(chǔ)，對可能的反?，F(xiàn)象能做出及時反應(yīng)； 2）要有海闊天空的、不拘一格的想象力，善于進行創(chuàng)造性思維。 赫歇爾發(fā)現(xiàn)天王星就是典型例子。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,86,四、科研工作方法要點（II）：機遇,前輩教誨： “人們猜想，對大自然最細微逸出常規(guī)舉動十分注意，并從中得益，這種罕見的才能是否就是最優(yōu)秀研究頭腦的奧秘，是否有些人能出色地利用表面上微不足道的偶然事件而取得顯著成果的奧秘。在這種注意的背后，則是始終不懈的敏感性?！?格雷格（ A.Gregg）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,87,四、科研工作方法要點（III）：假說,假說技巧要點： 1）發(fā)揮想象能力，大膽假設(shè)； 2）運用各種技巧，小心求證； 3）隨時擯棄謬誤，服從真理； 4）不斷更新觀念，修正設(shè)想； 5）及時總結(jié)經(jīng)驗，推陳出新。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,88,四、科研工作方法要點（III）：假說,前輩教誨： “假說是研究工作中最重要的智力活動手段?！?貝弗里奇 “沒有大膽的猜測就沒有偉大的發(fā)現(xiàn)?！?高斯（ C.F.Gauss） “過于相信自己的理論或設(shè)想的人，不僅不適于作出新發(fā)現(xiàn)，而且會做很壞的觀測?！?貝爾納(C.Bernard）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,89,四、科研工作方法要點（III）：假說,前輩教誨： “我一貫力求思想不受拘束，這樣當某一假說為事實證明錯誤時，不論我對自己的假說如何偏愛，我都放棄它。我想不起哪一個最初形成的假說不是在一段時間過后就被放棄，或被大加修改的?！?達爾文（ C.R.Darwin）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,90,四、科研工作方法要點（IV）：想象,想象（創(chuàng)造性思考）的來源： 困難的刺激； 好奇心的激勵； 討論的啟迪。 創(chuàng)造力知識量發(fā)散型思維,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,91,四、科研工作方法要點（IV）：想象,前輩的教誨： “有了精確的實驗和觀測作為依據(jù)，想象力便成為自然科學(xué)理論的設(shè)計師。” 廷德爾（ J.Tyndall） “要真正做到多思，我們必須甘心忍受并延續(xù)那種疑惑的狀態(tài)，這是對徹底探究的動力，這樣就不至于在未獲充足理由之前接受某一設(shè)想或肯定某一信念?！?杜威,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,92,四、科研工作方法要點（IV）：想象,前輩的教誨： “牛頓從落下的蘋果想到月亮的墜落問題，這是有準備的想象力的一種行動。根據(jù)化學(xué)的實際，道爾頓富于建設(shè)性的想象力形成了原子理論。戴維特別富有想像力；而對于法拉第來說，他在全部實驗之前和實驗之中，想像力都在不斷起作用并指導(dǎo)著他的全部實驗。作為一個發(fā)明家，他的力量和多產(chǎn)，在很大程度上應(yīng)歸功于想像力給他的激勵?！?廷德爾,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,93,四、科研工作方法要點（IV）：想象,前輩的教誨： “具有豐富知識和經(jīng)驗的人，比只有一種知識和經(jīng)驗的人更容易產(chǎn)生新的聯(lián)想和獨到的見解?！?泰勒（ E.L.Taylor）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,94,四、科研工作方法要點（V）：頓悟,頓悟突然躍入腦際的、能解決問題的觀念或思想?；蛑^直覺。 科學(xué)創(chuàng)造心智過程( Poincare )： 對問題的長時間思考“腦風(fēng)暴” 平凡的觀念組合涌現(xiàn)非凡的新觀念、新思想（也可能出現(xiàn)在腦風(fēng)暴平息后的無意識狀態(tài)中）。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,95,四、科研工作方法要點（V）：頓悟,頓悟產(chǎn)生的必要條件及其利用： 1）對問題的持續(xù)自覺思考（思想準備）； 2）排除一切干擾的思慮（排他性思維）； 3）無中斷之虞的外部環(huán)境； 4）有張有弛的思維（存在無意識狀態(tài)）； 5）與他人的思想接觸，碰擦“火化”（討論、閱讀等）； 6）隨時記錄頓悟結(jié)果。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,96,四、科研工作方法要點（V）：頓悟,頓悟成功的例子： 阿基米德發(fā)現(xiàn)阿基米德定理； 達爾文頓悟生物進化論； 華萊士頓悟“適者生存”； 龐加萊演繹非歐幾里德幾何變換方法； ,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,97,四、科研工作方法要點（VI）：推理,推理的種類： 演繹型推理； 歸納型推理； 類比型推理； 歸謬型推理。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,98,四、科研工作方法要點（VI）：推理,演繹型推理的路線： 假設(shè)觀測推斷結(jié)論 | | 公理邏輯演繹定理 從一般到特殊（因果）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,99,四、科研工作方法要點（VI）：推理,演繹型推理的實例：幾何學(xué)公理化 基本概念：基本元素（點、線、面） 基本關(guān)系（結(jié)合、順序、合同） 基本公理： 結(jié)合公理 順序公理 合同公理 平行公理 連續(xù)公理 （參看希爾伯特：幾何學(xué)基礎(chǔ)）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,100,四、科研工作方法要點（VI）：推理,歸納型推理的路線： 實驗觀測數(shù)據(jù)綜合定律 | | 數(shù)據(jù)分析資料歸納公理 從特殊到一般（果因）,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,101,四、科研工作方法要點（VI）：推理,歸納型推理的實例： 開普勒定律的建立 第谷的天文觀測數(shù)據(jù) 開普勒的歸納和整理 行星運動三大定律,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,102,四、科研工作方法要點（VI）：推理,推理要領(lǐng)： 推理需要充分的知識基礎(chǔ)； 推理需要反復(fù)深入的思索； 推理需要基于正確的假定； 推理需要正確的邏輯思路； 推理切忌違反思辯規(guī)律（如不能將事實混同于對事實的解釋等）。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,103,四、科研工作方法要點（VII）：攻關(guān),科研工作的困難： 科研工作的本性：對未知的探索； 習(xí)慣勢力和傳統(tǒng)觀念的阻遏； 真理與謬誤的共存。 正確的態(tài)度： 知難而進，堅忍不拔，從善如流,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,104,四、科研工作方法要點（VII）：攻關(guān),前輩的教誨： “科學(xué)上沒有平坦的大道，真理長河中有無數(shù)礁石險灘。只有不畏攀登的采藥者，只有不怕巨浪的弄潮兒，才能登上高峰采得仙草，深入水底覓得珍珠?！?華羅庚,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,105,四、科研工作方法要點（VIII）：總結(jié),總結(jié)=成果表述：論文、報告、專利 總結(jié)的基本原則： 實事求是； 準確全面； 鮮明生動； 言簡意賅。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,106,四、科研工作方法要點（VIII）：總結(jié),科技寫作“八股”： 標題摘要引言正文 結(jié)論致謝文獻附錄,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,107,四、科研工作方法要點（VIII）：總結(jié),1）標題：概括全文要旨 不宜過長、過短：合適的長度 中文1015個字；英文1220個詞； 切忌抽象空泛； 切忌羅嗦冗長； 忌用縮略語； 少用專業(yè)特殊符號,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,108,四、科研工作方法要點（VIII）：總結(jié),2）摘要：概述方法、結(jié)果：100150個詞 不必大段敘述工作的意義； 不要寫得太短； 突出工作進展； 不要引用文獻； 避免引述公式、方程。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,109,四、科研工作方法要點（VIII）：總結(jié),3）引言：繼往開來的陳述工作的緣起和意義、前人的思路和成果、本人的發(fā)展（包括方法和主要成果）。篇幅約占全文的1/5 切忌忽略前人的進展； 切忌忽略本人工作的繼承性和創(chuàng)造性； 切忌重復(fù)摘要中的敘述； 切忌過于簡短。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,110,四、科研工作方法要點（VIII）：總結(jié),4）正文：成果的全面鋪敘實驗、觀測的設(shè)施、過程；建模的假定、表述；研究方法；演繹過程；結(jié)果分析。 切忌忽略工作的前提條件； 切忌過于細膩、拖沓； 切忌混淆本人和前人的工作； 切忌單純陳述，忽視分析、深化。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,111,四、科研工作方法要點（VIII）：總結(jié),5）結(jié)論綜述本文成果并展望未來工作 切忌簡單地重復(fù)摘要和引言中的語言； 切忌武斷、草率、目空一切； 展望中保護自己的知識產(chǎn)權(quán)。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,112,四、科研工作方法要點（VIII）：總結(jié),6）致謝：感謝資助單位和幫助過你的主要人員。 7）參考文獻 引用足夠數(shù)目的文獻（一般論文：1020篇），且必須在文章中提及； 注意文獻的代表性、經(jīng)典性、新穎性。 8）附錄：重要的、須陳述的演繹過程（包括公式推演、重要程序等）。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,113,五、科研工作的組織,學(xué)科帶頭人應(yīng)有的品格： 德識才學(xué)兼?zhèn)洌?良好的組織調(diào)度能力； 無所不在的親和力； 一流的表述能力； 吃苦在前，享樂在后。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,114,五、科研工作的組織,科研組織工作要點： 合理整合課題組人力； 人盡其用，各得其所； 有難同當，有福共享； 定期交流，營造濃厚的學(xué)術(shù)氣氛； 絕不把組員當作廉價勞動力； 身先士卒，率領(lǐng)大家沖鋒陷陣。,2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,115,六、結(jié)束語,科研方法研究是一門深邃的學(xué)問； 以上所述僅僅起拋磚引玉的作用； 大家應(yīng)各自創(chuàng)造適合自己的方法； 大千世界變幻無窮，方法無定規(guī)； 期待著涌現(xiàn)德識才學(xué)兼?zhèn)涞挠⒉牛?2019/7/20,國家自然科學(xué)基金,116,謝謝！,