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好的科研idea如何产生——发现问题篇 精选

已有 2678 次阅读 2019-5-21 15:41 |系统分类:科研笔记| 科学研究, 研究模式, 创新性研究

研究能创造新思想、新方法和新发现。创造新思想的过程似乎令人畏惧,甚至有些神秘。在一些显然非结构化的环境中,神秘的研究过程将产生新的发现和知识。选择一个好的研究问题是进行科研的重要部分。培养对研究问题的品味和学习如何识别好的问题可能需要多年的经验(其实,获得经验和培养研究品味本身就是博士生涯的一部分)。

事实上,研究过程比看起来要更加公式化。应用特定的公式化方法对于识别和解决重要问题非常有效。下面,本文将针对我们在研究中经常遇到的挑战,提出一些研究模式。

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如何发现具有研究价值的问题?当然,需要解决的问题主要是一些棘手的问题,但其中只有一部分对研究者来说是有价值的,剩下的问题最好留给其他人解决。培养研究品味可以帮助我们决定哪些问题值得解决,但首先要从哪里找到研究问题呢?下面是一些在实际应用中有用的研究模式。

开发秘密武器,寻找着力点。成为某个领域的专家,或者挖掘其他人没有的知识或资源。掌握一些专业知识,你会变得更有吸引力并具有价值,人们会开始向你提出各种想法,希望与你合作。你所掌握的专业技能可以是多种形式,实际上能成为你的秘密武器。你可以开发出一个理论模型或分析方法,供他人在此基础上开展研究,那么你就有可能成为这些研究思想的中心。比如《生活大爆炸》中,SheldonAmy发现了宇宙的超不对称性理论。一旦你拥有了这个秘密武器,你就可以用来解决别人无法解决的问题,或者提出别人可能想不到的解决方案。这时,你就可以应用你的专业知识来发现具有价值的研究问题。

重新审视那些条件或许已经改变的老问题。老问题可能成为新问题的主要来源。以前对老问题的解决方案可能受到某些条件限制,例如仪器精密度、环境因素、成本、或理论还不成熟等等。然而,科学技术在不断进步。一个5年前难以阐述或难以解决的问题,可能会突然迎刃而解,因为旧的假设条件现在已经不成立,或者因为新技术的出现,之前难以解决的问题突然变得更容易处理。同样是《生活大爆炸》中,Sheldon和Amy的诺贝尔奖有力竞争者,两个实验物理学家,他们的实验本来是注定要失败的,直到SheldonAmy提出了超不对称性理论,他们发现他们的实验居然可以证明这个理论,误打误撞实现了惊天逆转,成为诺奖的热门候选人。所以我们有必要定期重新审视多年来一直棘手且无法解决的问题或者曾经被认为是失败的作品,并考虑最近的技术发展是否使这些问题变得更容易处理。许多领域的研究都有未解决的问题(不仅仅是理论!),你应该继续留意那些基本技术的发展。

寻找痛点,逐个击破。对于工业界(甚至其他研究人员)来说,重复出现的问题都是值得关注的。在科研中,如果同样的问题不断重复出现,并每次都以同样愚蠢、低效或次优的方式来解决的话,那么显然是需要改进方法的。工业领域经常面临类似的重要问题,但或许因为工作繁重,他们无法抽出时间反思是否应该采取一种全新的方法来解决一个老的、反复出现的问题。但幸运的是,研究人员有足够时间考虑:问题是否以正确的方式得到解决?或者是否存在“痛点”,并且能用一个全新的方法来消除?

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树立远大理想,列出梦想清单。许多研究方案的最终目的都是为了让每个人的生活变得更好。想想“伟大”的研究问题——治愈癌症,把人类送上月球等等。这些梦想看起来像科幻小说,但实际上都是可以实现的。每个梦想都包含许多子问题,其中一些需要创造新的知识。(如果不需要新的发现,问题早就轻而易举地解决了。)鉴别研究问题的一个好方法是为自己列出一份梦想清单,以及一份你想知道答案的问题清单。如果你既不知道答案,又不能发现问题,那么难题永远得不到解决。根据科研的定义,回答这些问题就是从事科研。困扰你的可能是宏大的目标,也可能是简单的问题。好的研究起点就在于确定自己希望解决哪些问题从而让世界变得更加美好。

将一般问题特殊化。将一般性问题限制在不同的研究范围内,有时会产生一系列新的问题。

将特殊问题一般化。某些领域内的问题一直受制于找到具体的解决方案,而没有推及到解决同类问题的普适方案。在阅读有关某个特定问题的相关论文时,弄清某篇论文是否提出某种一般性的方法,如果某篇论文仅仅提供了问题某个方面的具体解决方案,那么就还有进一步开展一般性研究的空间。

寻找关键点。在寻找可以进行一般化研究的问题领域时,需要确定该问题领域的关键要素,即搜集到的各方面相关论文都是基于一些已经得到解决的基本问题,而这些基本问题可能是一个重大的研究问题,因为许多具体的解决方案都是依赖于现有的解决方案。

在下一篇文章中,我们将继续讨论解决问题的研究模式,敬请期待。

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