常用科學方法歸納

學術界對於科學的定義，至今沒有一個大家公認的簡明定義和說法，即使在不同版本的詞典和辭書中，科學的定義也是公說公婆說婆。其原因大體上是因為科學是一個異常複雜的事物，涉及到科學哲學等很多問題。

但是，沒法給科學下一個精確的定義，並不妨礙我們使用科學的方法去實踐我們的理論，在這裡對歷史上出現的，如今還常常被我們用到的一些科學方法做一個簡單的歸納，以便在今後的學習和實踐過程獲得一些啟迪。

1. 受控實驗法：該方法於1590年由弗朗西斯·培根首先採用。

當我們研究某一課題的時候，實際情況往往十分複雜，結果通常是很多因素共同作用的結果——在這樣的情況下，我們是無法做研究的。

所以想到了簡化系統模型的方法：

（1）將眾多因素設置為常量和無關變數，使得這些因素不會影響最終結果。

（2）定義自變數和因變數。自變數是實驗假定的原因變數，而因變數實驗假定的結果變數。

比如：蘋果落地，如何使用受控分析法得出：v=v(初始值)+at的結論？

首先確定無關變數：大氣浮力，地球自轉和公轉的影響，物體的性質和大小對下落速度的影響，風力作用……對於初始速度的選擇，可以設置不同的實驗組選擇不同的初始值，所以初始速度也是無關變數。

其次，確定自變數和因變數：該命題中，自變數是下落物體的時間，因變數是下落的最終速度。

現在，受控實驗法被廣泛應用於社會學和經濟學領域，用於建立眾多的理論模型，再利用數理統計知識，建立因變數與自變數之間的回歸關係函數表達式。

2. 必要重複原則：這個理念是1665年，由羅伯特·玻意耳提出的，即是：所有的實驗結果必須可以重複檢驗，這樣才能確保其真實性。

顯然只有可以重複檢驗的結果，在實踐中才有意義，不解釋。

3. 採用隨機化進行實驗設計：

我們在基因上就已經被設計為帶有偏見的動物，而且偏見和先入為主的觀點會嚴重的影響我們對事物做出的判斷以及我們對世界方方面面的體驗。比如：男孩更喜歡汽車玩具，女孩更喜歡洋娃娃小熊等絨毛玩具，這樣的差異在現代研究中，被認為是文化和玩具商的誤導造成的結果。絕大多數地方衝突，也是由於人類的偏見性思維造成的，不管是以色列與巴勒斯坦，還是印度語巴基斯坦；衝突中，對於誰挑起的矛盾，誰應該負責，誰應該作出讓步，雙方很少持有相同看法。

而隨機化實驗的目的，正是為了減少實驗設計者和參與者的主觀意識而造成的結論謬誤。近乎所有需要實驗的學科都引入了隨機化理念。

4. 可證偽原則——英國哲學家K.波普爾創立的科學哲學理論。

卡爾波普的證偽主義理論被稱為現代所有科學發展的基本哲學理論。他認為，一切科學理論都是科學家的自由猜測和假設，是針對問題的試探性理論，是可錯的，科學的標誌在於理論的可證偽性。

可證偽主義對科學最大的貢獻是它允許科學也包含錯誤，並承認科學要受到經驗的局限性影響。科學實驗，應是針對問題提出試探性的理論，並把理論交付經驗檢驗，理論在檢驗中遭到證偽進而被淘汰，然後用一個新的更好的理論來替代舊理論。

卡爾波普理論在實踐中也具有著巨大的指導作用，比如：

（1）大膽猜測：科學不是認識過程，是一個猜測過程。波普反對歸納法，認為歸納是從有限的事例推廣到無限的定律，但是有限並不能證明無限。

（2）理論不能證實，只能證偽：證偽是指找出一個反例，從而否定理論使其不能證實。放之四海而皆準的真理是不存在的。

（3）區分非科學的分解標準：不能證偽的理論就是非科學的。比如：明天可能下雨也可能不下雨(不可證偽)，宗教神話(不可證偽)，一加一等於二(不可證偽)……這些都不是科學理論。

（4）提出了科學的增長試錯法：1. 提出問題；2. 給出假設；3. 從各種假設中篩選出逼真度最高的；4. 新理論被證偽。

5. 對照實驗：始於20世紀30年代。

一般地，在研究某一課題時，我們都需要把實驗分為實驗組和對照組，實驗組與對照組無關變數影響應該是相等、平衡的，所以，實驗組與對照組兩者的差異，可認定為是來自實驗變數的效果造成的。

對照實驗顯然是非常必要的，它可以消除操作者的傾向性知識產生的影響。比如：我們需要研究很多大公司保持優秀業績的原因所在，於是我們把20家公司的資料放在一起對比尋找共同特徵，最極端的情況下，可能會得出這樣一個結論：我們發現這20家公司都有大樓，於是我們認為公司的優良業績是因為它們都有大樓——如果我們擁有一個對照組，裡面包含了次優秀（較最優秀的公司稍遜色一點的公司，因為如果對照組是完全糟糕的公司，在這個例子中也是沒有意義的）的20家公司，那麼一定可以避免得出這個荒唐而毫無意義的結論。

6. 雙盲實驗：始於20世紀50年代。

所謂雙盲，既是指對於受試驗的對象及研究人員都不知道哪些對象屬於對照組，哪些屬於實驗組。只有在所有資料都收集及分析過之後，研究人員才會知道實驗對象所屬組別。該方法是對如上對照實驗方法的改進和補充。

在醫學、心理到社會科學及法證都諸多領域，都會用到雙盲方法進行實驗。

7. 元分析：將多個研究結果組合的統計方法。

嚴格說，元分析是一種定量分析手段。它運用一些測量和統計分析技術，總結和評價已有的研究，其目的是為了凸顯出某種單項研究顯現不出的潛藏規律。該方法在1976年由美國學者格拉斯提出。

比如青少年心理與教育研究等社會學領域，因為研究課題具有教高的複雜性（影響結果的因素眾多），採用元分析，是一種有效降低研究手段複雜度的方法。但是元分析的研究質量，和元分析所採用的文獻檢索可能存在片面性和數據的質量是正相關的，低質量的文獻只能獲得低水平的結論。

回顧人類的文明史，我們可以明顯的感覺到文明的進程正在加速：從狩獵時代到農業時代，用了十幾萬年；從農業時代到工業時代，用了幾千年；從工業時代到原子時代，用了兩百年；而進入信息時代，僅僅用了幾十年。

這種加速的巨大原因，是源於人類發明了一系列能夠發明和發現新事物的系統方法，我們稱之為科學方法。正是依靠這些方法，使得研究萬物，創造新理念的速度成千上萬倍的提高。可以說，科學方法是推動我們現代社會呈現指數級進步的原動力。

同時，技術的進步，又使得科學方法得到不斷的改進和完善，比如計算機模擬技術的使用，就為我們創建理論和生成數據提供了便捷。