[科学探索]科学研究的基本规则 [复制链接]

●李传亮

从前写过一篇博文“科学的基本属性”，介绍了科学具有“客观、实证、逻辑、证伪”四个基本属性，其中客观和逻辑是科学的显性特征，而实证和证伪都是科学研究的过程。科学研究必须遵守一定的规则，否则科学界会陷于一片混乱。科学研究的规则不像法律那样有明文规定，而是科研工作者们约定俗成的做法。进入了科学这个圈子，就必须遵守这些规则，否则，会遭到科学界成员的反对和排斥。

1、证实需要穷尽

科学是普遍规律，具有普适性，科学不允许有例外。因此，提出一个新理论，必须通过各种方法加以证实，证实过程需要穷尽所有个例，也就是常说的严格检验。因此，建立新理论是极其困难的事情。“穷尽所有个例”在大多数情况下都是难以做到的，但是能有足够多的例证而又没有反证的情况下，也可以暂时接受新理论。生物是通过进化而非神创所产生的，虽没有穷尽每一种生物，但也没有看到反例，因此，进化论基本上是可以确立的。

2、证伪只需特例

与证实不同，要证伪一个理论则是极其简单的，由于科学不允许有例外，因此，只需要有一个反证就足以将一个理论推翻。远的例子不说，身边的例子就有很多。例如有人说低渗透储层存在启动压力梯度，泥岩的渗透率极低，若存在启动压力梯度，油气则运移不出来，也就无法聚集成藏了，而事实上油气运移出来了，有很多油气藏客观存在。这说明启动压力梯度其实并不存在。

3、谁主张谁举证

科学界普遍遵守“谁主张谁举证”的规则，A主张某理论，必须由A来举证，不能让B来举证。比如近几年讨论最多的中医伪科学问题，中医宣称自己是科学在先，科学界人士攻击中医为伪科学在后，因此，要平息此事件，有人就说反中医人士需拿出中医是伪科学的例证出来，这就犯了程序错误，应该先由中医拿出自己是科学的证据出来才行，即阴阳五行是否经过了科学的严格检验，若没有，就表明中医是科学的主张还没有被证实。

4、不存在无需证

人们没有办法证明一个并不存在的东西的，不存在的东西也是不需要证明的，只有存在的东西才需要证明。你若说上帝存在，你就必须拿出存在的证据。上帝本来就不存在，若让人去证明上帝的不存在，则是不合规则的。

科学研究的基本规则应该人人遵守，但很多研究者及管理部门对其过于漠视了，这大概能够部分解释中国科学界的近况了。。。

沙发。。。
最近在看储层超压的文章，看到李老师的了，呵呵

板凳也不错呀！

科学有险阻，苦战能过关。

当前中国的科学研究也多半成了一种谋生发财的手段，那就和经商一样要去符合一些市场规则了，明的或者潜的，但基本上都不是本帖提到的“基本规则”

科学与社会环境的关系？！

我觉得题目叫做科学研究的基本规则不太合适，是否可以仔细斟酌一下，给人感觉像是玩游戏，一定要制定个游戏规则，规则的制定总是人为的，科学是很科学的，你说的这些‘规则’，我觉得应该是科学研究自身的要求，叫科学研究的原则是否会妥当些？

嘿嘿嘿，不错，谢谢李老师

        基本同意李老师的意见，但是感觉说的有点绝对，理由如下。

      一、证实需要穷尽

     关于“科学是普遍规律，具有普适性，科学不允许有例外。因此，提出一个新理论，必须通过各种方法加以证实，证实过程需要穷尽所有个例，也就是常说的严格检验。”
     这句话好像不妥，科学不是普遍规律，但它研究普遍规律。石油有机成因说算不算科学？符合概论统计的规律算不算科学？

     二、证伪只需特例

     如果科学不允许有例外，那如何解释分段函数呢？很多方程也都是有条件的，必须是条件一定的条件下，没有例外，这个好像称不上普适。

     三、谁主张谁举证

    关于“科学界普遍遵守“谁主张谁举证”的规则，A主张某理论，必须由A来举证，不能让B来举证。”

    事实上，并非如此，更像是一场接力赛：

     1、地质学研究方面

     例如，1912年，魏格纳提出大陆飘移的假说，从地质构造、古生物、古气候等各个方面取得了大量经验证据的支持，但由于有关大陆飘移的原动力和飘移方式等大陆飘移本身问题得不到更深层理论的解释，因此，这种假说，在本世纪30—40年代，一度消声匿迹，未能得到科学家们的广泛承认。只是到了60年代，由于海底扩张说、板块构造说的崛起，解决了大陆飘移的原动力和飘移方式的问题，也就是大陆飘移的问题得到了更深层次的理论解释或说明，才又衰而复兴，被人们所普遍接受。

     2、天文学的研究上

      为了解科学假说及其特点，我们看看科学家培塞尔对天狼星有伴星的猜测是怎样进行的。在1844年，德国天文学家培塞尔研究天狼星位置的变化，发现天狼星的运动具有周期性的偏差，即忽左忽右地摆动。为何会产生这种现象？这在当时是天文学中的一个谜。他根据对天狼星观测的材料，以万有引力定律为理论根据，对天狼星位置的周期摆动做出假定性的解释：可能是因为有一个光度较弱、质量较大的伴星，它们围绕着共同的引力中心运转，随着伴星位置的不同，就使天狼星具有周期性的摆动现象。这就是培塞尔提出的科学假说。1862年，人们真的观察到了天狼星的伴星，培塞尔的科学假说被证实了。

     3、物理学上宇称不守恒定律的发现与检验。

     1956年，李政道和杨振宁在深入细致地研究了各种因素之后，大胆地断言：τ和θ是完全相同的同一种粒子(后来被称为K介子)，但在弱相互作用的环境中，它们的运动规律却不一定完全相同，通俗地说，这两个相同的粒子如果互相照镜子的话，它们的衰变方式在镜子里和镜子外居然不一样！用科学语言来说，“θ-τ”粒子在弱相互作用下是宇称不守恒的。
在最初，“θ-τ”粒子只是被作为一个特殊例外，人们还是不愿意放弃整体微观粒子世界的宇称守恒。此后不久，同为华裔的实验物理学家吴健雄用一个巧妙的实验验证了“宇称不守恒”，从此，“宇称不守恒”才真正被承认为一条具有普遍意义的基础科学原理。
吴健雄用两套实验装置观测钴60的衰变，她在极低温(0.01K)下用强磁场把一套装置中的钴60原子核自旋方向转向左旋，把另一套装置中的钴60原子核自旋方向转向右旋，这两套装置中的钴60互为镜像。实验结果表明，这两套装置中的钴60放射出来的电子数有很大差异，而且电子放射的方向也不能互相对称。实验结果证实了弱相互作用中的宇称不守恒。
  
      4、数学上的猜想，堪称奇葩。

     如数学上的著名猜想也不是本人举证的，但是极大地推动了数学的发展。
     费马大定理　康威－诺顿猜想
     魏依猜想
     几何化猜想
     四色定理( 2008理论证明完成）
     庞加莱猜想
     卡塔兰猜想（2002年4月证明正确，帕德博恩大学的罗马尼亚数学家普雷达•米哈伊列斯库(Preda Mihăilescu)证明，由尤里•比卢(Yuri Bilu)检查，大幅使用了分圆域和伽罗华模）

      5、近代科学研究的典范

     从物理学的发展历程来看，由哥白尼提出的日心说，经由第谷、开普勒、伽利略的卓越工作，最后由牛顿集大成而得以确立。经过对天体运动的长期思考和理论探究，最终发现了万有引力定律，将地面上物体的运动规律与天体的运动规律统一起来，这一伟大的发现是科学探究里程中的一座不朽的丰碑。
大概是,哥白尼提出日心说,被宗教禁锢。但是在伟大的科学家伽利略毅然不顾自身安危,勇敢的站出来说日心说的正确的，并用自制的望远镜--伽利略牌望远镜.证明日心说。但是伽利略却被宗教组织抓起来关进大牢,直到他死之前还在坐牢，那时他都快七十了。伽利略之后,有伟大的天文学家第谷，通过二十多年的精确的观察天体的运动(那时人们认为天体的运动是完美的圆周运动--托勒枚观点)。发现似乎可以证明是圆周运动，但只是有点小小的误差，第谷的助手伟大的天文学家开普勒,在第谷的观察资料(它们精确的让人难以置信)基础上,算出观察的结果与理论值有8分的误差,正是这8分的误差导致了开普勒三大定律的发现。开普勒放弃了托勒枚的本轮的观点，认为天体的运动不是椭圆而是圆。才得到，理论与实验一致的结果，进而总结出开普勒三大定律。后来，牛顿在开普勒三大定律的基础上结合自己的牛顿三定律推导出了著名的万有引力定律。

三、假说和猜想都不是科学，被证实后才是科学。这句话我完全赞同，问题是讲的科学研究的基本规则。假说和猜想就是其中的很重要的部分。因此胡适提倡”大胆假设小心求证“的科学研究思想。