博文
“按部就班”是“相机应对”的基础
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上周末，我在科学网上发表了一篇题为《按部就班的科学研究方法》的博文。
一位热心的游客对此文作了如下评论：“世界上从来就不存在‘按部就班’的科学研究方法，否则，科学‘发现’不仅能够预测，几乎人人都可以成为科学家！”
我的答复是：“谢谢您的评论。客观世界是十分复杂的，大多数情况是不能‘按部就班’处理的。面对这种情况，只有先搞清‘按部就班’，才能针对各种变化随机应变。‘按部就班’是随机应变的理论基础。我正在写的另一篇博文将简单地讨论这个问题。”
“我正在写的另一篇博文”已在今晨完成，就是：
张星元：“按部就班”是“相机应对”的基础
按部就班的（经典的）科学研究方法以如下假定为前提：
① 在自然界观察到的事件都有其发生的原因；
② 事件发生的原因是可以找到的；
③ 自然界发生的事件可以用一般规律或模式来描述；
④ 重复发生的事件可能有同样的原因；
⑤ 一个人能做到的实验结果别人也能重复；
⑥ 基本的自然规律的应用与事件发生的地点、时间无关。
由此可见，按部就班的（经典的）科学研究方法是在这种理想状态下进行的方法。然而实际情况是：
① 在自然界观察到的事件并不是都有其发生原因的；
② 事件的发生往往是由多种原因先后促成的，原因是难以找到的；
③ 自然界发生的许多事件往往难以用一般规律或模式来描述；
④ 重复发生的事件不一定是由同样的原因引起的；
⑤ 一个人能做到的实验结果别人不一定能重复；
⑥ 基本的自然规律也有它们的应用范围，与事件发生的地点、时间实际上是有关系的。
由此可见，人们面对的现实世界是十分复杂的，严格的理想状态是不存在的。大多数研究项目不是“按部就班”处理的。面对这种情况，只有先搞清理想状态下的“按部就班”，才能针对各种变化的情况做出相机应对。“按部就班的科学研究方法”是一种理想化的方法的模型，是科学研究方法的基础。换句话说，“按部就班”是“相机应对”的基础。
“理想气体”的研究也许是我们比较熟悉的例子。为了弄清真实气体的行为规律，先研究了“理想气体”，尽管世界上并不存在“理想气体”。
理想气体也是一种理想化的模型，理想气体为假想的气体。
以如下假定为前提：
① 气体分子间无作用力，
② 气体分子本身不占有体积，
③ 气体分子与容器器壁发生完全弹性碰撞。
实际情况是：
① 气体分子间存在微小的作用力，
② 气体分子本身占有微小的体积，
③ 气体分子与容器器壁发生的碰撞并非完全弹性碰撞。
以如下假定为前提：
① 气体分子间无作用力，
② 气体分子本身不占有体积，
③ 气体分子与容器器壁发生完全弹性碰撞。
实际情况是：
① 气体分子间存在微小的作用力，
② 气体分子本身占有微小的体积，
③ 气体分子与容器器壁发生的碰撞并非完全弹性碰撞。
从理想气体的概念出发，导出理想气体状态方程。“理想气体”的概念把握住了气体的特征，简化真实情况，进而深入研究，掌握规律。
真实气体处于气压愈低、温度愈高的状态时，性质愈接近理想气体。最接近理想气体的气体为氦气。当理想气体状态方程运用于实际气体时，会有所偏差，我们可根据涉及的问题和条件，在理想气体的基础上，对规律进行必要的修正、补充。
按部就班的科学研究方法，是一种理想的科学研究方法。在真正的实践中，科学工作者并不需要像做广播体操那样一节一节地往下做的，通常有所变通。在获得大多数诺贝尔科学奖的英美科学界流传着这样一种说法，诺贝尔奖得主的创意许多是来自喝下午茶。下一篇博文将顺着这个思路聊一聊所谓“灵感涌现”和“类触旁通”的问题。
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