如何做出一手漂亮的科研成果？
吃瓜群眾普遍認為，科學是人類理性活動的典範。"科學不僅教給你知識，還教會你獨立思考。"在我們的印象中，科學家應該是最不迷信權威，最具有獨立思考能力的一群人！正所謂"吾愛吾師，但我更愛真理！" 正所謂"追求科學需要特殊的勇氣！" 那麼，什麼是科學呢？科學的根基是否真的像我們想像的那麼牢固嗎？科學家真的是一群一言不合就撕逼權威的人嗎？
答案是："Oh, no!"
一，推理的分類
科學的基本精神就是："Talk is cheap, show me a proof !" 說話有依據，不信口開河是擁有良好科學素養的基本表現。謠言止於科學，一個有科學素養的人，"不造謠，不傳謠，更不逛窯！"
那麼，如何才能做到說話有依據呢？如何才能做到讓和你爭論的人都感嘆到："他說的好有道理，我竟無言以對呢？" 一般來說，我們可以使用三類推理模式，來做到這一點。
第一種是演繹推理。
例如——
前提：我最不喜歡地域歧視者和河南人。
推論：我是個地域歧視者，且我最不喜歡地域歧視者。
結論：我最不喜歡我自己。
演繹推理具有邏輯必然性，即只要前提為真，那麼演繹推理得出的結論一定為真。
並非所有的推理都是演繹的。
例如——
前提：我曾經被8個天秤座女生傷害過。
前提：你是一個天秤座女生。
結論：我們不合適。
這種推理叫做歸納推理，歸納推理不具有邏輯必然性。因為我們很容易想到，即使我曾經被8個天秤座女生傷害過，但也許存在著第9號天秤座女生，這是一隻傻白甜，不會互相傷害，只懂互相關愛。所以即使前提為真，用歸納推理得出的結論也不一定為真。這真是一個悲傷的故事！
還有一種非常重要的非演繹推理。
例如——
前提：食品櫃里的乾酪不見了，僅留下一堆乾酪碎屑。
前提：昨天晚上聽到了來自食品櫃的刮擦的聲響。
結論：所以，乾酪是被老鼠偷吃了。
乾酪有可能是被熊孩子偷吃了，他巧妙地留下一些碎屑以使這看起來像是老鼠的傑作。刮擦聲響可以由許多方式造成——也許是由於水壺加熱過頭。儘管如此，這個推論卻顯然是一個合理的推論。假設老鼠吃掉了乾酪似乎比其他各種解釋都更為合理。因為很顯然的原因，這種類型的推理叫做最佳說明的推理（inference to the best explanation），簡稱為IBE。
若想使用IBE，我們需要某種方法來確定競爭性假說中哪一個提供了對事實的最佳解釋。通過什麼標準來確定這一點呢？一種常見的答案是，最佳解釋指的是最簡單或者原因最少的解釋。
回顧一下食品櫃乾酪的例子。其中有兩個事實需要解釋：丟失的乾酪和刮擦的聲響。老鼠假說僅僅假定了一個原因——老鼠——來解釋兩個事實。熊孩子假說必須假定兩個因素——一個奇怪的熊孩子和一個過度加熱的水壺——作為條件來解釋同樣的事實。所以老鼠假說假設的原因更少，因此更好。
達爾文的進化論也是這樣。達爾文的理論能夠解釋關於生物世界非常廣泛的事實，並不止是物種之間解剖學上的相似性。正如達爾文了解的那樣，這些事實中的每一個都可以通過其他的方式得到解釋。但是進化論能一攬子解釋所有的事實——這就是使它成為最佳解釋的原因。
那麼IBE和普通的歸納哪一種是更基本的非演繹推理模式呢？
哲學家吉爾伯特·哈曼認為普通的歸納最終要依賴於IBE。
因為無論何時作出諸如「至今所有已檢驗的金屬片都導電，所以所有的金屬片都導電」這樣的普通歸納推論，我們暗中都在訴諸解釋性的觀點。我們假設的是，對於樣本中的金屬片為何導電的正確解釋，無論它是什麼，都必然推出所有的金屬片導電；這就是我們進行歸納推理的原因。但是如果我們相信，樣本中的金屬片之所以導電是因為（例如）一個實驗人員對其進行了處理，我們就不會推出所有的金屬片都導電。
其他一些哲學家認為IBE本身依附在普通的歸納之上。
讓我們回顧一下上文的食品庫乾酪的例子。我們為什麼認為老鼠假說是一種比熊孩子假說更好的解釋呢？大概是因為，我們知道一般的熊孩子通常是不偷吃乾酪的，而老鼠卻不然。但是，這是我們從普通的歸納推理中得到的知識，建立在我們對於老鼠和熊孩子先前行為觀察的基礎之上。所以按照這種觀點，若想決定在一組競爭性的假說中哪一個是對事件的最佳解釋，我們總是訴諸從普通的歸納中獲得的知識。
儘管對IBE和普通的歸納誰更為基本存在著爭議，但通常人們都習慣性地把非演繹推理統稱為歸納推理。
二，休謨歸納問題
演繹推理是一種比歸納推理更可靠的推理方式，歸納推理很有可能使我們從一個真前提推出一個假結論。儘管存在這種缺點，我們卻似乎一直依賴歸納推理，甚至很少對它進行思考。
科學家們也頻繁地使用歸納推理。事實上，無論何時從有限的資料數據獲得一個更普遍的結論，科學家們都要運用歸納推理，這是他們一直使用的方法。
然而，是什麼證明了我們對於歸納的信任是正確的？我們該怎樣說服拒絕歸納推理的人他們是錯誤的？
18世紀蘇格蘭哲學家大衛·休謨（1711——1776）對這一問題給出了一個簡單而又激進的答案。他認為，運用歸納的正當性不可能完全從理性上被證明。休謨承認，我們在日常生活和科學活動中時刻都在運用歸納方法，但是他主張這僅僅是一種與理性無關的動物性習慣。
設想你如何去說服本該相信而不相信歸納推理的人，你會怎麼說呢？
你也許會說：「看，歸納推理至今都在發揮著很好的作用。通過運用歸納方法科學家已經分裂了原子、使人類登上月球、發明了計算機，等等。反之，那些不曾運用過歸納方法的人已經走向痛苦的死亡。他們吞下砒霜，認為它們能滋養身體，從高樓上跳下，認為可以凌空飛翔，等等。因此，運用歸納推理顯然會讓你受益匪淺。」
但是，這當然無法說服懷疑者。因為，聲稱歸納值得信賴是因為它迄今為止都發揮著很好的作用，這本身就是以一種歸納的方式在進行推理。對於尚不信任歸納方法的人來說，這種觀點是沒有說服力的。
休謨指出，我們的歸納推論建立在自然的齊一性假設之上。即我們未檢驗過的物體將在某些相關的方面與我們已經檢驗過的同類物體相似。但是我們無法證明自然齊一性是正確的。如果我們試圖依靠經驗來論證自然的齊一性，我們就會陷入循環推理。
這種引人興趣的觀點已經在科學哲學領域產生了巨大的影響，並且這種影響力今天仍在持續。在通常情況下，我們認為科學正是理性探究的範式。對科學家們所說的關於世界的一切，我們深信不疑。每一次坐飛機旅行，我們都把自己的生命放在設計飛機的科學家的手上。但是科學卻依賴著歸納，休謨的觀點似乎表明歸納不可能被理性地辯護。
如果休謨正確，建立科學的基礎看起來就不如我們所希望的那樣堅固。這種使人困惑的情形被稱為休謨歸納問題。
三，科學和偽科學
20世紀一位頗具影響的科學哲學家卡爾·波普爾接受了休謨的觀點，他相信休謨已經表明歸納推理完全是非理性的。大多數哲學家認為科學過分依賴歸納推理的事實是顯然的，由於過於明顯，以至於幾乎不需要再有辯論。如果真是這樣，那麼，科學不是也是一種完全非理性的活動嗎?
波普爾說：「我可以重建科學理性的根基，使科學大廈危而復安，日月幽而復明。」 那麼波普爾是怎麼做的呢？
波普爾認為，科學可以不依賴于歸納推理，科學家需要的僅僅是演繹推理。波普爾的基本觀點是這樣的：儘管不可能證明某科學理論確實來源於一個有限的數據樣本，卻有可能證明某理論是錯誤的。
假設一個科學家一直在思考關於所有金屬都導電的理論。即使她測試的每一片金屬確實都導電，這也不能證明該理論是正確的。但是哪怕她僅僅找到一片金屬不導電，就可以證明這個理論是錯誤的。因為，從 「 這片金屬不導電 」 到 「 所有的金屬片都導電是錯誤的 」 的推論是演繹的——前提必然導致結論。
所以當這名科學家發現她測試的每一片金屬片都導電時，她不說能我已經成功地證明了所有金屬片都導電的理論，因為實際上她並未證明。她應該說我嘗試證偽所有金屬片都導電的理論，但是失敗了。
波普爾提出了他對科學的定義。什麼是科學？科學理論的基本特徵是它應具有可證偽性。具有可證偽性但尚未被證偽的理論都可以稱之為科學理論。
稱一個理論是可證偽的並不是說它是錯的。而是說，它意味著該理論能夠作出一些可以用經驗進行檢驗的特定預測。
因此一個可證偽的理論是指我們能夠發現它是錯的——它不能和每一個可能的經驗過程相容。波普爾認為一些所謂的科學理論是不滿足這一條件的，因此根本不應該被稱為科學，它們不過是偽科學。
弗洛伊德的精神分析理論是波普爾鍾情的偽科學例子之一。利用潛意識、精神的升華等概念，精神分析理論可以解釋一切心理問題。弗洛伊德對病人說：你憎恨你的媽媽。病人說：哇哦，有道理。弗洛伊德說：我是對的。如果病人說：我才沒有，你胡說，你真噁心。弗洛伊德會說：你的憤怒表明我剛才的話切中要害，你有意將你這種想法壓抑起來。所以我是對的……
波普爾認為，馬克思的歷史理論也存在這種問題。馬克思主張，在全世界的工業化社會中，資本主義將讓位於社會主義並最終走向共產主義。但是當這一斷言沒有變成現實之時，馬克思主義者並沒有承認馬克思的理論是錯的，而是會提出一種特殊的辯解來說明發生的事實現象其實與他們的理論完全一致。例如，他們也許會說走向共產主義的必然進程由於福利國家的興起暫時減緩了速度，福利國家的興起「軟化」了無產階級並削弱了他們的革命熱情。
四，範式和科學革命
那麼，科學家的主要工作任務真的是構建一系列理論並不斷嘗試去證偽它們嗎？美國科學史學家和科學哲學家托馬斯·庫恩在深入研究了科學史後，對此作出了否定的回答。
庫恩在其1963年出版的偉大著作《科學革命的結構》中，將科學史概括為被偶爾的科學革命中斷的漫長常規科學時期。科學革命指的是現存科學思想被新的思想徹底代替的劇變時期。科學革命的例子包括天文學中的哥白尼革命、物理學中的愛因斯坦革命以及生物學中的達爾文革命。每一次革命都導致了科學世界觀的根本變化。
庫恩對常規科學進行解釋的核心概念是範式。範式包括兩個組成部分：首先，某一科學共同體的所有成員在某一特定時期都能接受的一系列基本的理論假設；第二，由上述理論假設解決了的、出現在相關學科教科書上的一系列「範例」或特定科學問題。
例如，牛頓的經典力學範式就包含以下一些基本理論假設：時間和空間是絕對的，長度和時間間隔的測量與觀測者的運動無關，物質間相互作用的傳遞是瞬時到達的，一切可觀測的物理量在原則上可以無限精確地加以測定。經典力學範式還包含一系列美妙的範例，例如自由落體，平拋運動，勻速圓周運動，簡諧振動，機械波，行星運動軌跡等等。
簡而言之，一個範式就是對科學的總體觀點——聯結科學共同體並且允許常規科學發生的一系列共享的假設、信念和價值觀。
常規科學準確地講包括什麼呢？按照庫恩的觀點，常規科學主要是一種解惑的活動。無論一個範式多麼成功，它都將遇到特定的困難——那些它無法涵蓋的現象、理論預見和實驗事實之間的齟齬，等等。常規科學家的工作就是試圖消除這些較小的困惑，同時使得對範式的改變儘可能少。
所以常規科學是一種相當保守的活動——它的研究人員不是試圖作出任何驚天動地的發現，而僅僅是要發展和擴充既存的範式。
最重要的是，庫恩強調常規科學家並不試圖檢驗範式。相反，他們不加疑問地接受範式，並在範式所設定的範圍內開展研究。
常規科學家是非常聰明的，他們不至於認為自己能夠這麼輕易地顛覆現在的相對論，能夠這麼輕易地顛覆現在的量子論。他們是不加疑問地接受量子論，不加疑問地接受相對論，並且在範式所設定的範圍內開展研究，而不是像民間科學家那樣，開創一個新的範式，在一個新的範圍內開展研究。一個接受過良好訓練的科學家總是會不加疑問地接受範式，並且在範式所設定的範圍內開展研究，因為只有這樣才能夠保證做出受到同行認可的學術成果。
如果一位常規科學家得到了一個有悖於範式的實驗結果，他通常會假定實驗方法有誤，而不認為是範式錯了。範式本身是不可商榷的。
常規科學的時期一般能持續幾十年，有時甚至是幾個世紀。在此期間科學家們逐漸地闡釋範式——恰當調整範式，充實細節，解答越來越多的困惑，擴大範式的適用範圍，等等。
隨著時間的推移，出現了反常——那些不論常規科學家們如何努力都無法與範式的理論假設相一致的現象。當反常在數量上還很少的時候，它們容易被忽視。但當反常累積得越來越多時，一種逐漸增強的危機感就籠罩著科學共同體。對既存範式的信心瓦解了，常規科學的進程也暫時趨停。
這標誌著庫恩所說的「革命的科學」時期的開始。在此時期，主要的科學觀念都處於公開競爭的地位。各種對舊範式的替代方案被提出，最終，一種新的範式就被確立。
大約需要一代人的時間，科學共同體的所有成員都轉而信奉新範式——這標誌著科學革命的完成。因此，科學革命的本質就是從舊的範式轉向一種新的範式。
在解釋為什麼一種新範式在科學共同體內能夠快速獲得認同的問題時，庫恩重點強調了科學家們之間相互的同行壓力。如果一種特定的範式擁有強有力的倡導者，它就更有可能贏得廣泛的認同。
例如，假設很多傑出的科學家都已經轉變了他們的範式，都已經從牛頓的經典力學的範式轉變到了愛因斯坦的相對論力學的範式。你是一個小小的科學家，一個小小的教授，難道你敢堅持說牛頓是對的，愛因斯坦是錯的？哪怕你真的認為愛因斯坦的相對論簡直就是痴人說夢，不可理喻？這就是科學家們相互之間的同行壓力。如果你依然堅持牛頓範式，認為愛因斯坦的相對論是一個愚蠢的理論，那麼你的同行們就會認為你是一個不稱職的科學家，是一個差勁的科學家，甚至認為你根本就不配當科學家，是一個民科。孩子啊，還在懷疑相對論，肯定是民科無疑啊。
庫恩對於科學史的描述蘊含著重要的價值，可以看成一份科研世界中的生存指南，值得所有科研工作者，尤其是民間科學家好好學習。
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