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科学研究的艺术
译者前言
这是一本论述科学研究的实践与思维技巧的书。

作者威廉·伊恩·比德莫尔·贝弗里奇（William Ian Beardmore Beveridge）1908年出生于澳大利亚，于1947年起任英国剑桥大学生物病理学教授，是一位卓有成效的科学家。

本书综合了本世纪和上世纪一些著名科学家的经验、教训，立论鲜明，编排醒目，语言也饶有风趣。

在这百花盛开的科学的春天，作为万紫千红中的一束，译者愿将这本书介绍给我国有志于科学的读者。

关于本书的宗旨、内容和对象，原作序言已有说明，无需译者赘述。

在此仅就本书作者的观点略谈一二。

马克思、恩格斯在《神圣家族》一文中说：“科学是实验的科学，科学就在于用理性方法去整理感性材料。

归纳、分析、比较、观察和实验是理性方法的主要条件。

”本书作者的观点正是如此，他十分注重实验和观察，非常强调审慎推理与客观判断。

就是对待“机遇”、“直觉”、这些偶然性很大的因素，作者也一再强调只有准备的头脑才能认出机会，利用机会；“直觉”必须以对问题持续自觉的思考来作思想上的准备。

作者这种贯穿始终的科学态度是符合辩证唯物主义原则的，是一个自然科学工作者最可贵的品质。

同时，作者的治学态度也十分严谨。

他反复强调在进行实验或观测时，要密切注意细节，作出详细的笔记，切不可把观察到的现象与实验者本人对现象的解释二者混为一谈。

他一再告诫人们，切勿让推理的进展超越事实，否则定会误入歧途。

另一方面，他主张用批判的阅读来武装头脑，力求保持独立思考能力，避免因循守旧。

他还鼓励科学工作者彼此切磋，互相探讨，打开眼界，以免鼠目寸光，作井蛙之叹。

这本书的最后两章着重论述了科学的组织工作、科学工作者必备的条件和素质以及科学家生活的种种特点。

因此，本书不仅对那些攀登险峰的勇士是一根得力的柱仗，而且对那些选拔勇士、组织攀登的现代“伯乐”也是一本很好的参考书。

当然，作者也有自己的缺陷和时代的局限性。

他反对科学工作者阅读哲学书，认为那些浩如烟海的著作对科学用处不大；他看不到社会主义制度促进科学技术发
展的积极方面，错误地认为是“政治干预科学事物”，是“会使专制主义进入科学”；他宣扬科学上的新发现大多来自机遇或直觉，用了两章的篇幅试图论证科学新发现中机遇和直觉的重要性，未免有些过分，有些例证也未免有些玄虚。

联系到作者所处的历史条件以及他所生活的社会制度，联系到资本主义社会中唯心主义哲学的泛滥，对这些观点的产生我们是可以理解的。

尽管如此，本书仍不失为一本值得一读的科学读物。

读者若能实事求是的加以分析，去粗取精，去伪寸真，批判的吸取其精华所在，那么，对我们学会做科学研究是不无好处的。

本书根据第三版译出。

有些地方做了必要的注释。

限于译者水平，错误、缺点在所难免，望读者批评、指正。

译者
一九七八年四月
序言
精密仪器在现代科学中有重要的作用。

但我有时怀疑，人们是否容易忘记科学研究中最重要的工具必须始终是人的头脑。

人们固然花费了不少时间和精力去训练和武装科学家的头脑，但是，对于如何充分利用头脑，在技术细节上却几乎未加注意。

在科学研究的实践和思维技巧亦即艺术方面，尚无一本令人满意的书把有关知识顺理成章。

这种不足促使作者写此书作为研究工作入门的导引。

这本书是对这一复杂艰深论题的小小的贡献，对象首先是即将从事研究工作的学生，但也希望能吸引更广泛的读者。

由于我个人的科研经验得自对传染病的研究，所以本书首先是为这一学科的学生而写。

但对于实验生物学的其他专业，本书也几乎全部适用，其大部分内容则适用于任何一门学科。

我力图分析作出新发现的方法，综合有成就科学家观点中带有普遍性的东西，并写进那些会对青年科学家有用而又有趣的材料。

为了把这些素材写的简明易懂，有些地方我采用了坦率的说教口吻，也可能将某些有争辩的观点过分简化了。

但是，教条主义是与的原意背道而驰的。

我试图推断并简明尽可能多的科学研究指导原则，以至于摆在学生面前的可能是一些具体的见解。

我并不要求读者接受我的观点，而是把这些观点看成供他思考的建议。

科学研究是一种高度复杂而又难以捉摸的活动，在研究人员的头脑中往往并不明确。

这或许就是多数科学家认为无法就研究方法进行正规教育的缘故。

大家都承认，科学研究的训练应主要是自我训练，若能在实际研究操作中得以有经验科学家的指点则更好。

尽管如此，我仍相信可以从别人的经验中学到某些教益和一般的原则。

常言道：“智者请教他人，傻瓜只学自己。

”诚然，任何一种训练，都远远不止于听别人的指点。

人们要学会把原理付诸实践，并养成运用原理的习惯，必须假以实践。

但是，在应该掌握那些技巧方面得到指导，也是有所裨益的。

很多情况下，本书仅仅是指出了可能遇到的困难，亦即必要时必须全力正视并克服的困难。

然而，言之在先亦不无帮助。

所谓科学研究就是对新知识的探求，所以对有独创精神的人特别具有吸引力，他们所用的方法也需要不同的方法。

但是，有些基本原理和思维技巧是大多数类型的科学研究共同使用的，至少在生物学领域是如此。

法国大生理学家贝尔纳（Claude Bernard）说：
“良好的方法能使我们更好的发挥运用天赋的才能，而拙劣的方法则可能阻碍才能的发挥。

因此，科学中难能可贵的创造性才华，由于方法拙劣可能被削弱，甚至被扼杀；而良好的方法则会增长、促进这种才华。

……在生物科学中，由于现象复杂，谬误的来源又极多，方法的作用较之其他科学甚至更为重要。

”［１５］具有天赋研究能力的旷世稀才不会得益于研究方法的指导，但未来的研究工作者多数不是天才，给这些人以若干科研方法的指点，较之听任他们凭借个人经验事倍功半地去摸索，应有助于他们早出成果。

有一次一位著名科学家告诉我，他经常故意一段时间不管学生，以便使他们有机会自己适应工作。

这种以非沉即浮原理为依据的方法，用于甄拔人才，或许有其可取之处，但是，比起把孩子扔进水里的原始方法，我们今天有更好的教游泳的办法了。

人们普遍认为：多数人的创造能力很早几开始衰退。

对于一个科学家来说，姑且假定他迟早会懂得怎样最好地进行研究工作，但如果完全靠自己摸索，到他学会这种方法是，他最富有创造力的年华或许已经逝去。

因此，如果在实践中有可能通过研究方法的知道来缩短科学工作者不出成果的学习阶段那么，不仅可以节省训练的时间，而且科学家做出的成果也会比一个用较慢方法培养出来的科学家所能做的
多。

这只是一种推测，但起可能具有的重要意义是值得考虑的。

另一种考虑是：为未来的研究工作者所必须的正规教育两日益增长，这就有可能会缩短最富创造性的年华。

也许这两种不良后果都可能因我们所建议的知道方法而有所缓解。

试图研究如此广泛复杂的课题的任何一本书，也许都难免忽悠不足之处。

我希望本书能起抛砖引玉的作用，引起更多成就比我大，经验比我多的作者来就这个题材撰述，丰富这方面已有的系统化的知识。

作为在心理学方面没有受过任何正规教育的我，竟然论及研究工作的心理学方面，不免失于冒昧。

但是，想到生物学家涉及到心理学并不比心理学家或逻辑学家涉足生物学研究有更多误入迷津的危险，就又增添了勇气。

大多数论述科学方法的著作都从逻辑学或哲学角度着眼。

本书则侧重与科学研究的心理活动和实践。

我觉得很难按逻辑顺序编排所讨论的各个不同题目。

关于机遇、假说、想象力、直觉、推理和观察个章，现在的次序完全是作者任意安排的。

第一章第二部分总结了科学研究的步骤。

我破费周折地搜寻了一些小故事来说明作出新发现的经过，因为这些小故事对于那些想了解知识进展过程的人可能有用。

每个小故事按其最适于说明的科学研究特定方面，在有关章节中引用，但起影响所及决不限于一点。

其它的小故事收集在附录部分。

我在好几处都提到了自己的经验，作为一种直接知识的来源，对此，在这里预先表示歉意。

对于向我提供有益的建议、批评和参考资料的各位朋友和同时，我谨表示衷心感谢。

承蒙下列各位好意替我审阅初稿，并提出了宝贵的意见，他们是艾伯克龙比（M.Abercrombie）博士、安德鲁斯（C.H.Andrews）博士、巴特利特（F.Bartlett）爵士、巴切勒（G.K.Batchlor）博士、克龙比（A.C.Crombie）博士、尤尔（T.K.Ewer）博士、格雷厄姆-史密斯（G.S.Graham-Smith）博士、格林德利（G.C.Grindley）先生、琼斯（H.L.Jones）先生、拉佩奇（page）博士、马丁（C.Martin）爵士、麦克唐纳（I.Macdonald）博士、麦克利蒙特（G.L.McGlymont）博士、斯蒂芬森（S.Stephenson）博士以及威尔金森（D.H.Wilkinson）博士。

然而决不能因为此认为上述各位科学家赞同本书的全部观点。

第二版序
本书出版以来，不少科学家或撰写书评或个别交谈，对本书所述研究方法表示
赞同，作者对此不胜感激。

在主要原则问题上迄未见到严重分歧。

因此在第二版时作者可以更大的信心将本书奉献给读者。

作者收到许多热心人的来信，或证实书中的观点，或指出默写小的错误，作者谨此表示谢忱。

第二版仅在默写小的地方做了更动，唯对“推理”作了部分的改写。

W．I．B贝弗里奇
1953年7月于剑桥大学
第三版序
第三版仅在第二版的基础上做了写小的改动，大多属于次要的性质，附录中增添了两个很好的例子以说明机遇的作用。

W．I．B贝弗里奇
1953年7月于剑桥大学
目录
译者前言 1
序言 2
第二版序 4
第三版序 5
第一章准备工作错误!未定义书签。

学习7
着手研究问题13
提要15
第二章实验16
生物学实验16
实验的部署与估价20
给人错误印象的实验23
提要25
第三章机遇25
实例25
机遇在新发现中的作用28
认出机遇的机会30 利用机会32 提要35 第四章假说35 实例35 假说在研究中的运用39 运用假说须知40 提要43 第五章想象力43 丰富的想象43 虚假的线索47 好奇心激发思考49 讨论激励思想51 受条件限制的思考52 提要53 第六章直觉54 定义与实例54 直觉的心理学57 探索与捕获直觉的方法60 科学鉴赏力62 提要63 第七章推理64 推理的限度与危险64 在研究中运用推理的注意事项67 推理在研究中的作用71 提要73 第八章观察73 实例73
观察中的某些一般原则74
科学的观察77
提要79
第九章困难80
对新设想的抗拒心理80
与新发现的对立83
解释的谬误86
提要89
第十章战略和战术89
研究工作的计划和组织89
不同类型的研究93
科学研究中的移植法。

95
战术96
提要101
第十一章科学家102
研究工作要求的性格102
鼓励和报酬104
科学研究的道德观106
各种类型的科学头脑108
科学家的生活111
提要117
附录机遇再新发现中起作用的其他实例117
参考文献错误!未定义书签。

第一章准备工作
“跛足而不迷路能赶过虽健步如飞但误入歧途的人。

”----弗兰西斯.培根
学习
科学研究工作者是活到老学到老的。

由于必须使自己跟上知识的发展，研究人员的准备工作是永无止境的。

着主要通过阅读当前的科学期刊。

如同看报一样，
这种学习成为习惯，构成科学家正常生活的一部分。

1952年版的《世界科学杂志一览》编入了五万多种期刊。

简单计算就可以看出：着相当于一年阅读近二百万篇文章，或一周四万篇。

这说明，除了阅读与自己最相关的那一小部分文献外，要想多熟悉其它是不可能的。

大多数科学研究工作者，试图定期查看或至少是翻阅二十种到四十种期刊文章的标题。

同看包一样，大部分资料只略读一下，只有那些可能有所裨益的文章才细加阅读。

初学者应该请教本行中有经验的研究工作者，以了解哪些杂志对自己最为重要。

文摘期刊总是比原期刊迟后一段时间，仅就这点而言，价值也有限。

但文摘刊物能使科学工作者了解各种不同的文献内容，。

在通过索引刊物和目录查找参考资料，并学会使用图书馆方面，需给学生以适当的指导。

通常，对于述及有关自己手头问题的文献要仔细阅读。

然而，也有科学家认为这样做并不明智。

这一点乍一看去似乎令人不解。

他们说：阅读他人有关着一课题的文章会限制思想，使读者也用同一的方法去观察，从而使寻求新的有效方法更加困难。

有人甚至提出理由，反对过多阅读所要研究的学科领中一般性的论文。

凯特林(Charles Kettering)曾参与发现把四乙铅作为发动机燃料的抗震剂，并改进了卡车、公共汽车用的柴油机。

他说过：阅读传统教科书会使人墨守陈规，而摆脱陈规则和解决这个问题本身一样费劲。

很多成功的发明家并不是在他们受到训练的科学领域作出了辉煌的发现。

巴斯德（Louis Pasteur）、梅契尼科夫(ИльяИльичМечииков)、伽伐尼（Luigi Galvani）就是著名的例子。

一个名叫米尔斯（J. H. W. Mules）的牧羊人，没有受过科学研究的训练，却发现了很多科学家未能发现的一种防止澳大利亚羊群发作肉蝇病的方法。

发明生产廉价钢方法的贝塞麦(Henry Bessemer)说过：
“比起许多研究同样问题的人，我有一个极大的有利条件，那就是：我没有被长期既定的惯例所形成的固定观念束缚思想，造成偏见。

我也未受害于认为现存一切都是对的那种普遍信念”。

但是，如同许多这类“门外汉”那样，贝塞麦虽在一个学科领域中一无所知，并摆脱了既定思想方式的影响，但在其他学科领域中却是有知识、有训练的。

贝尔纳的话也有同样的意思：“构成我们学习最大的障碍的是已知的东西。

”所有从事创造性研究工作的人都面临这一难题。

拜伦（George Gordon
Byron）写道：
“要有独到之见必须多思少读。

但这是不可能的，因为在学会思考之前势必已先阅读。

”
肖伯纳（George Bernard Shaw）的妙语“读书使人迂腐”很说明问题，并不象初看起来那样荒诞无稽。

这一现象可以这样解释：当满载丰富知识的头脑考虑问题时，相应的知识就成为思考的焦点。

这些知识如果对于所思考的问题已经足够，那就可能得出解决的方法。

但是，这些知识如果不够，而在从事研究工作时往往如此，那么，已有的一大堆知识就会使头脑更难想象出新颖独创的见解，其原因下面再谈。

此外，这些知识也许实际上是虚妄的。

在这种情况下，就会对新的有成效见解的产生造成更严重的障碍。

因此，如若研究的对象是一个仍在发展的学科，或是一个新的问题，或问题虽已解决但是一种新的看法，这是内行最有利。

但是，如若研究的是一个不再发展的学科，这一领域的问题业已解决，那么就需要一种新的革命的方法，而这种方法更可能由一个外行提出。

内行几乎总是对革新的思想抱着怀疑的态度，这正说明已有的知识成了障碍。

解决这个问题的最好方法是批判的阅读，力求保持独立思考能力，避免因循守旧。

过多的阅读滞碍思想，这主要是对那些思想错误的人而言。

若是用阅读来启发思想，若科学家在阅读的同时积极从事研究活动，那就不一定会影响其观点的新鲜和独创精神。

无论如何，多数科学家都认为：研究一个问题时，对该问题已经解决到什么程度贻误所知，是更为严重的障碍。

开始从事研究工作的年轻科学家，最普遍的一个错误是：尽信书上所言，把报道的实验结果与作者对结果的解释混为一谈。

培根说：
“读书时不可存心诘难作者，不可尽信书上所言，……而应推敲细思。

”[7]
具有正确研究观点的人养成这样一个习惯，把书上所言同自己的知识经验加以比较，并寻找有意义的相似出和共同点。

这种学习方法也是形成一种假说的一种方法。

例如，达尔文（Charles Robert Darwin）和华莱士（Alfred Russel Wallace）就是这样想到进化论中适者生存这个观点的。

成功的科学家往往是兴趣广泛的人。

他们的独创精神可能来自他们的博学。

正如我们以后在“想象力”一章里要谈到的，独创精神往往在于把原先没有想到有关连的观点联系起来。

此外，多样化会使人观点新鲜，而过于长时间专研一个狭窄的领域则易使人与钝。

因此，阅读不应局限于正在研究的问题，也不应局限于自己的科学领域，实在说甚至不应拘于科学本身。

然而，除了与自己直接有关的外，为了最大限度地节省用于阅读的时间，绝大部分资料可以浮光掠影，一带而过，而仰仗提要和书评来跟上主要的进展。

科学研究工作者如不培养广泛的兴趣，起其知识面可能越来越狭窄，只局限于自己的专业。

教书的一个有利条件是：一个兼做教学工作的科学家比一个单纯从事研究工作的科学家，要求在更为广泛的领域里跟上科学的进展。

对于普遍规律具有清晰的概念，而不把它们看作一成不变的法则，这比用一大堆琐碎的技术资料来充斥头脑重要得多，因为这种技术资料在参考书和索引卡片上很容易找到。

对于创造性思维来说，见林比见树更重要。

学生有只见树木不见森林的危险。

一个头脑成熟，对科学事物有过深思熟虑的科学家，不仅时间积聚技术细节，而且掌握了足以见到森林的全局观。

上述这些决不是要贬低在基本科学方面打下完备基础的重要性。

在广阔的领域里泛读和“略读”能有多大价值，很大程度上取决于读者是否有足够的知识面，以便迅速度量所报道的新成果，并摄取其中重要的发现。

所谓在科学上成年人思维的发展，只能到达年轻时期打的基础所能支撑的高度的说法，确实有一定道理。

在无需细读的时候，学会略读的技巧是很有帮助的。

正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有特别意义的部分。

当然，有些写作的风格本身就比其他更适合与略读。

对于严密推理或已经提炼的文章，或任何一篇读者意欲深入钻研的文章，则不可略读。

大多数科学家发现，做索引卡片的方法很有用，即在卡片上把与自己工作特别有关的文章作出简明的摘要。

再者，做摘要的过程也能帮助记忆文章的要点。

在通篇快读对全貌有所了解后，读者可以回到那些这时方才充分认识其意义的章节段落，重新阅读，并做笔记。

一个刚刚毕业的学生，第一年常常学习一门特别的科目，以便使自己有更好的
条件做研究工作。

过去那些说英语的从事研究工作的学生，如果不懂德语，如果不懂德语而又在中学学过法语，通常选学德语。

我认为：在生物学方面，选学生物统计学读学生更有好处，其重要性下一章里再谈。

能够读懂德语在从前是很重要的，但是，近十年来，用德语写的生物学和医学著作数量很少，以后几年之内也不会很多。

诸如斯堪的纳维亚和日本等国的科学家，过去经常用德语写作，现在正成为科学上的国际语言。

一个生物学的学生若非有特殊理由要学德语，我则认为在德国科学振兴以前，他应把时间花在其它更有用的事情上。

在这方面也许值得一提德国伟大的化学家奥斯瓦尔德（）有点不同寻常的观点。

他主张做研究工作的学生不宜于学习语言。

他认为：拉丁文的传统学法尤其毁坏科学观。

斯宾塞（）也指出：语言学习易于助长对权威的尊崇，从而不利于独立判断能力的发展。

而这种独立判断能力，对于科学家是特别重要的。

好几位著名的科学家，包括达尔文和爱因斯坦（）在内，都对拉丁文深恶痛绝。

这也许是由于他们独立思考的头脑，与不去搜寻佐证而培养一种接受权威的习惯是格格不入的吧。

上一段中关于语言学习可能造成有害影响的观点并不是普遍都能接受的。

然而，在决定要不要学习一种语言或一门别的科目的时候，还有一个因素要加以考虑。

那就是：学习价值不大的科目消耗了学习别的科目所需的时间和精力。

而思想活跃的科学家经常面临着一个所谓兴趣竞争的问题：他难得有足够的时间去做所有想做和应该做的事，所以必须对可以忽略什么作出抉择。

培根说得好：我们必须决定知识的相对价值。

卡恰尔（）公开对一切知识皆有益的一般观点；反之，他说，学习无用的科目即使不占据头脑中的实际位置，也占用了宝贵的时间。

虽则如此，我并不想说科目的选择应该完全从实用的观点出发。

我们科学家简直无暇阅读一般的文艺作品实在是件憾事。

学生如果不能上生物统计学的课，则可选读有关这个科目的易懂的书或文章。

我所知道最合适的有斯内德克（）的著作，论述将统计学应用于动植物实验。

还有希尔（）的著作，主要谈人体医学中的统计学。

托谱莱（）和威尔逊（）的细菌学教科书中有一章关于生物统计学在细菌学中的应用，很精彩。

费歇尔（）教授的两本书是经典著作，但有些人认为作为入门学习太难。

如果生物学家对生物统计不感兴趣，则不必要求他成为这方面的专家。

但是，他在这方面应拥有足够的知识，以
免无故忽视或过分迷信，而且，他应该知道什么时候该向生物统计学家请教。

年轻科学家还要注意科学论文写作的技巧和艺术。

科学论文的英语水平一般不高，无懈可击者寥寥无几。

人们的主要意见还不在于英语不够优美，而是不清晰，不准确。

正确使用语言之所以重要，不仅在于要能够正确的报道研究活动，而且因为我们大部分的思维是通过语言进行的。

有几本很好的小册子和文章是关于科学论文的写作的。

特里利斯（）专谈协作和编辑的技巧。

卡普（）和奥尔伯（）则主要论述如何写作各种英语文体。

安德逊（）写了一篇有关设计科学论文中图表的文章，非常有用。

我发现，撰写书刊摘要帮助很大，能使我们通晓科学成果报道中出现的那些最严重的错误，同时受到惜墨如金的良好训练。

通过阅读科学伟人的生平和著作，科学家丰富了自己的生活，加深了对科学的理解。

从这些书本中得到启示使许多青年科学家受用终生。

我可以推荐两本最近出版的精彩传记：杜博斯（）的《路易·巴斯德：科学的自由骑士》和马夸特（）的《保罗·埃利希（）》。

近年来人们越来越注重研究科学史。

科学家对此都应略有所知。

科学史对学科的日趋专门化是最好的弥补，并能扩大视野，更全面的认识科学。

有些这方面的著作不是写成单纯的编年史而是深入评价知识的发展，把它看作演变的进程（例见[20，25]）。

还有浩瀚的文献论述科学的哲学观和科学方法的逻辑学。

人们是否要进行这方面的研究取决于个人爱好，但是一般说来，这种学习对从事科学研究帮助不大。

参加科学会议对青年科学家是很有帮助的。

在科学会议上，青年科学家可以看到怎样通过发展别人的工作来对知识作出贡献，看到怎样评议论文，并对同行科学家的个性有所了解。

认识你所对论文的作者，甚至仅仅知道他们的容貌。

都会给科学研究增添不少兴味。

科学会议也是一个很好的场所，表现科学上无任何独断专行的健全的民主气氛。

因为在会议上，那些老资格的科学家也同样可以受到批评。

应争取一切机会参加著名科学家举行的次数不多的特别报告会，因为这种报告会常常给人以极大的启发。

例如伯内特（）1994年说过这样一件事：1920年他出席了马森（0教授的报告会。

马森教授是一个对科学怀有真正感情的人，他不仅极其清晰地说明了原子物理的未来发展，而且描叙了对事物哟了新的理解后那种内心的愉快。

伯内特说：虽然报告的内容他已大部忘却，但是当时激动的感受却终生铭记在新。