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科學研究的前瞻與回顧

时间:2005-07-10 15:04来源:Scientieic American 繁体中文版 作者:dunhill 阅读:

不論是前瞻式或回顧式的研究方式,都可能對科學進展做出創造性的貢獻。
撰文╱蒲慕明,美國加州大學柏克萊分校分子及細胞生物學教授。


過去幾年裡,我常思考一個剛開始做科學研究的學生或剛進入一個新領域的科學家常面臨的問題:怎樣選擇研究的課題,或者選定了課題後做什麼實驗。我想科研選題可有兩種方式,我稱之為「前瞻式」與「回顧式」。這兩種方式從截然不同的策略開始,但最終都可能使你對科學做出貢獻,同時又享受到探索與發現的樂趣。

前瞻式研究的第一步,你徹底檢索你感興趣的領域的文獻,精讀最新最「熱」雜誌裡最「熱」的文章,搞清楚這個領域裡已解決的和未解決的問題。然後,你開始針對未解決的問題設計自己的實驗。這些問題常常是最近「熱」文章尚未涉及的下一步。這是一種正規的科研方式——探索未知、追尋新知、一種往前看的「前瞻式」研究。但是,這種方式對一個科研新手或剛進入新領域的科學家是有問題的,因為在你完成你夢想的實驗之前,類似的實驗很可能早被已有成就的實驗室先發表了。很顯然,大多數未解決的重要問題的下一步工作,必定已在許多實驗室中進行。一個新手要和他們競爭,顯然是處於極為不利的地位。

對新手來說,第二種回顧式研究則提供了一個比較合適的方式。回顧式研究的第一步,你把所有「熱」雜誌「熱」文章都暫擱一邊,讀幾篇你所選的領域裡最近的權威綜述,從這些綜述中選出幾個你感興趣,在這領域裡已被公認的、接受的概念和假說。下一步就是去圖書館尋找這些假說所依據的原始文獻(這些文獻可能太老而無法從網上下載)。在仔細閱讀這些文章後,你開始設計一個新的實驗,用過去沒有的新技術或方法,再度檢測這個假說(你不能完全依照舊方法去重複舊實驗,因為複製別人的實驗是不受重視的)。你的實驗可能有兩種結果。第一,你可能證實了舊的實驗結果是正確的,因為你使用了新的實驗技術或方法,為一個公認的重要假說提供了新證據,對這個領域是有相當的貢獻,可以發表在高水準的雜誌。另一個可能是你的實驗結果與舊的實驗結果不符或甚至相反,那你就「中獎」了。你的證據可以對目前公認的假說提出質疑,流行的概念與假設需要重新考慮,你可以發表一篇「熱」文章,一連串的新研究課題也將從此誕生。

科學的進展就是不斷對目前流行的假說進行修正。前瞻式研究從累積新的資訊來迫使假說修正。回顧式研究則從檢測已知資訊的可靠性直接指出假說的破綻。但是,在這個電子通訊和資訊爆炸的時代,新一代科學家卻反而因「資訊」陷入了一個嚴重的危機:不能有效選擇和消化輕易即可獲得的資訊。我深深感到新入科研之門的年輕學生最不該做的,就是大量下載所有與他領域有關的文獻,而且努力去讀所有的文獻。一個科研新手往往很難判斷所得資訊的可信度與其意義,已存在的大量資訊難免造成不必要的困惑。事實上,科學界氾濫成災的文獻,對年輕科學家富有創造力的心智可能會造成窒息性的傷害。(警告:讀大量文獻有礙健康!)

身為一個神經生物學家,我常常在想,大腦處理資訊的創造性與大腦已存資訊量之間有什麼關係?為什麼科學上最富有創造性的,尤其是在物理與數學領域,常常是在科學家年輕的時候完成的?為什麼大腦的創造力似乎隨年齡而衰退?我現在的假說是「資訊量」與「創造力」之間可能是成反比的。每一個新存入神經網絡的資訊,都是對創造性處理資訊的一個新的約束。知識累積愈多,腦中各式各樣的框架也愈多,而這些已知的框架正是創新的主要障礙。因此,對知識極謹慎、有「抵制性」地選擇吸收,可能是保持創造力的重要一環。

本文轉載自《科学人》(Scientieic American 繁体中文版)2003年5月號 http://www.sciam.com.tw/forum/forumshow.asp?FDocNo=217&CL=16

(责任编辑:泉水)
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