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创新离不开科学方法 精选

已有 6030 次阅读 2022-8-2 12:33 |个人分类:科学创新|系统分类:科研笔记

创新离不开科学方法

武汉理工大学:刘永红

疫情能引起人们苦恼,然而,科研人定求创新,乃论文成功发表之要也,若没有有效的方法也能引起苦恼。本文打算论及三种科学方法,一旦你正确拿捏之,那么,创新之路就演变成成功的快车道,科技发展就全靠你——科研人。

一、最高端的一种科学研究方法:属性背逆方法

从概念上说,事物所具有的性质和特点称为属性。但神奇的是,把属性作为一项研究课题的前提,当顺应既定的属性研究不通时,变换属性从而改变前提,所研究的课题往往迎刃而解。这种方法我们称为属性背逆方法。

爱因斯坦,罗巴切夫斯基就是用这种方法获得成功的,像他们一样的全球科学巨星,真的是百年难遇。

值得指出的是,最高端的东西一般人不要随便碰,不要自以为是。其中的学问三天三夜都说不完。

二、最富有创造性的一种方法:类比方法

类比方法,亦称为类比推理方法。黑格尔说:“类比方法在经验科学里占很高的地位”(《小逻辑》p372)。

实际上,类比方法是很复杂的,因为类比方法是三大推理方法中的一种(另两种是,演绎推理和归纳推理,属于形式逻辑范畴)。类比法是最接近于辩证法的一种推理方法。

我们首先对其进行分类:一种分类是,定性类比方法和定量类比方法;另一种分类是,传统类比方法和模型类比方法。我们还要进一步分类:(1)简单共存类比方法;(2)因果类比方法;(3)对称类比方法;(4)协变类比方法(数学相似类比方法);(5)综合类比方法;(6)机械类比方法。

其中,协变类比方法还可以分两种情况:一种是,根据两个对象的各个属性在协变关系中的地位与作用的相似,推出它们的数学表达式也可能是相似的;另一种是,从两个对象的数学表达式的相似,推论它们在其他属性上也可能是相似的。

值得一提的是,类比方法不是总会成功,别以为屡次不爽,也有失败的时候。这里,仅举一例:

天文学家曾根据万有引力定律,把天王星轨道的异常,归因于一颗未知行星的摄动,从而成功预言了海王星的存在。后来,法国天文学家发现水星轨道的异常,于是类比了海王星的发现,也归因于一颗未知行星的摄动。但始终没有发现这颗行星的存在。失败!这是为什么呢?天文学家后来才弄明白,原来水星轨道的异常是由于广义相对论的效应引起的,并不是一颗未知行星的摄动引起的。成功!

最值得一提的是,机械类比方法是违背逻辑规则的作法。举例来说,一对男女恋爱本来好好的,由于迷信星座,以星推人,结果恋爱告吹。全怪机械类比“瞎参谋”,意味着恋爱也要讲究科学方法。

三、最有效、最简便的一种方法,应用科学运用最多的一种方法:移植方法

移植方法是最接地气的一种方法,为解决其他学科领域中所存在的疑难问题,往往采用移植方法,因为它给你提供启发和帮助,促使你手中的科学研究尽快得到新的进展。实际上,移植方法还具有综合方法的特点。从表面看似乎不相关联的现象或理论有意思地融合在一起,获得新的认识和新的方法。

要知道的是,一个新的发现,一个新的理论和新的方法一旦作出,很快就被科学家从各个角度予以观察、分析、推广和应用,使之产生最大的学术效益。特别是在科技前沿工作的人,埋头时间长,不抬头看看路,是不可取的。因为通过移植的方法可以产生新的理论,新的方向,新的分支,新的方法,甚至新的学科都有可能。举例如下:

1. 维纳创立控制论,就是多学科的综合。(领域 → 领域)

2. 笛卡尔的解析几何,是综合代数与几何融汇在一起而产生的新的数学方法。(同一学科,方法 → 方法)

3. 李斯特移植了巴斯特证明腐烂是由细菌造成的这一成果,发展了外科手术的消毒法。(原理启发 → 方法)

4. 生物物理或物理化学。(不同学科、不同理论方法的移植)

5. 细胞病理学或X线衍射技术。(科学仪器或实验技术的移植)

综上所述,科技创新真的离不开科学方法,因为学好科学方法不仅可以成就科学研究,重要的是,可以陶冶人的精神,从而摆脱愚昧的状态,让创新成为一种快乐,把一切苦恼扔进——大海。




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