科研方法面面觀

科研方法是一個龐大的話題，涉及科研活動的方方面面，大到很多人無從下手來學習和把握，搞不清楚自己如何才能掌握科研方法，甚至不知道什麼才算是先進的科研方法——究竟是小到用好Excel作圖處理資料，還是大到每天遵守好科研專案管理的4W原則（Who，What，When，How），或是應該用更大的視角來評判？本文論述科研方法的論文描述、能力範圍、創新理念——分別對應科研方法的操作、能力、意識。

論文的作者對科研方法印象深刻的部分大概是論文的“方法與材料”部分的撰寫經歷。不少作者感到迷惑的是方法（method）與方法論（methodology）之間的區別。概括來講，學術論文中的方法與方法論在理論層次、研究重點、分類方式、論述方式、對論文創新性的貢獻這五個方面均有所不同。方法論比方法在理論層次上更高，在範圍上更大。方法論強調多個方法的匯總，因此比方法具備更強的系統性和理論性。方法是指為解決某問題所採用的具體手段，而方法論則是將多個具體手段匯總提煉成為帶有共性的概括，以及手段差別之間的比較，用於解釋不同手段的異同原因和優化組合的辦法。方法是系統工程中的一個元素或子元素，而方法論則是整個系統工程。方法是局部，而方法論是總體。方法的研究特點是深而窄，而方法論的研究特點是淺而寬，並更加關注方法之間的相關性。方法論是用來尋找最佳方法或最佳方法組合的理論。方法論關注的並不是方法本身的細節，而是所用方法在全部可能採用的各種方法中所起的作用、組合方式和局限性。換言之，當談論的內容是涉及幾個不同方法之間的關係而非其中一個方法時，就是在談方法論。在論文中論述方法，其實就是將自己做科研工作的步驟一步一步地具體寫出來，包括材料、工具、儀器、軟體、過程、分析方法、誤差處理等。在論文中論述方法論，則是在闡述系統中各方法之間的關係。由於方法論的範圍比方法更大，在方法論上做出原創性貢獻的難度要大於在某個方法上獲得突破的難度。

科研工作的目的是發現新的科學現象、創造新的工作方法或發明新的科技產品。從掌握科研方法的能力範圍的角度來講，科研方法涉及又快又好地達成科研目的之所有活動，包括選擇科研課題、撰寫科研經費申請、編制科研計畫、執行專案管理流程、分析、設計、測試、協調、參與資料管理、撰寫學術論文或發明專利等。對於理工科研究人員來講，先進的科研方法在分析、設計、測試等資料策劃和資料產生的工作中，具體體現在對於三大通用基礎的運用水準——即系統工程，可靠性工程，優化技術。

在科研思路的創新理念方面，在各個學科領域，從還原論到系統論的科研方法演變是需要高度關注和宣導的。還原論是主張將高級運動形式還原為低級運動形式的一種哲學觀點。它認為自然世界中的每一種現象都可以看成是更低級、更基本的現象的集合體或組成物。還原論派生出來的方法論手段就是對研究物件不斷進行深入分割剖析到最原始的狀態，化複雜為簡單。例如，現代醫學源自解剖，從人體器官、神經系統、骨骼等宏觀層次逐步走向微觀，分科越來越精細。對細胞、基因和分子等微觀元素的觀測、解構和分析，被廣泛應用于現代醫學的診療過程，這就是還原論的發展思路。還原論將複雜事物解構為若干孤立部分，分別研究各部分的屬性、結構和功能，簡化研究對象的複雜性，是科學研究中非常重要的方法。

系統論則是強調研究各組成部分之間的相互作用，將研究重心放在系統的整體表現上。系統論克服了還原論在將整體分解為部分時割裂或忽視各種相互作用的局限，揭示了相互關係的存在及其重大意義，並且闡明達到系統整體最佳的途徑。從上世紀下半葉開始，隨著系統工程理論的發展，研究和宣導系統論達到了一個高潮。在科學技術領域，還原論曾經所處的思維模式主導地位已經從根本上被系統論動搖。系統論思維模式已經上升到了一個更加重要的統治地位。而且，這種在思維模式和創新理念上的轉變將在各行各業更加普及和深化。系統生物學、系統設計等領域的重大發展都是典型的例子。