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蒲慕明:博士研究生如何做创新性研究?

文章作者:boen-tech 发布时间: 阅读次数:

导语

 

读文献不要只看文献描述的工作,还得有四个W:是谁做的(Who  did  it?)  、什么时候做的(When?)、在哪里做的  Where?)、为什么会做这工作(Why?)。

 

想了解重要的创新工作的来龙去脉,你就要读科学史、读科学家传记、要读科学家写的东西。二十世纪生物界最重要的就是分子生物学革命,这是怎样发生的?是谁做的?他们为什么能做出革命性工作?我一直建议每位同学、老师都要读《The  Eighth  Day  of  Creation》这本书(后台回复“8”获取下载链接),是Horace  Judson化了十多年功夫、访问了上百个科学家、从访问录音带整理出来的历史。

 

谈到读书,我想讲下面与创新性直接有关的,就是挑选性的阅读。你所在领域的文章不要出一篇读一篇,一下从电脑里下载一百篇,把你的领域所有文献全部下载,整天坐在那里读。对初学者来说,这种大量的阅读对你的健康是有害的,对你的创造性思维是有害的。为什么?这些文献把你的脑筋框住了,脑子里一大堆信息,你不知道怎么分析这些信息,不知道它们的重要性,哪些信息可靠?哪些不可靠?你都没有判断力。你全盘接受,把整个思路搞乱了。

 

                                                                                                                                                                                                                                                                                               ——摘自蒲慕明在中科院神经所年会上的讲话

 

蒲慕明,1948年出生于中国南京,籍贯广东 ,神经生物学家,中国科学院院士,美国科学院外籍院士,港科院创院院士 ,加州大学伯克利分校Paul Licht杰出生物学讲座教授 ,现任中国科学院神经科学研究所所长,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心主任。

 

1970年毕业于台湾清华大学物理系,1974年于美国Johns Hopkins大学获生物物理学博士学位,1974-1976年在美国普度大学生命科学系从事博士后研究,1976-1985年在美国加州大学艾文分校生物物理系任助理教授、副教授、教授,1985-1988年任耶鲁大学医学院分子神经生物学系教授,1988-1995年任美国哥伦比亚大学生命科学系教授,1995-2000年任美国加州大学圣地亚哥分校Stephen Kuffler讲座教授,2001-2006年任美国加州大学伯克利分校分子与细胞生物学系讲座教授和神经生物学部主任,2006-2013年任该校Paul Licht生物学杰出讲座教授。1999年起任中国科学院神经科学研究所首任及现任所长、神经可塑性研究组组长、高级研究员、博士生导师。2011年起任科技部重大科学问题导向973计划人类智力的神经基础首席科学家,2012年起任中科院战略性先导科技专项(B类)脑功能联结图谱首席科学顾问。

 

蒲慕明主要从事细胞膜生物物理、神经轴突导向机制、神经营养因子与神经突触可塑性的关系、突触可塑性的机制、神经环路功能等领域的研究 。目前已发表16CNS,其中:Cell3篇,Nature10篇,Science3篇。

 

以下为蒲慕明所长在中科院神经所年会上的讲话整理:

 

   一、什么是创新性研究   

 

大家都在说创新(creativity  or  innovation),整个科技界都在说创新。今天就谈谈我对创新的认识,根据我自己的经验来分析一下怎样的工作是创新性工作。我想把创新性研究的要素列出来,供大家参考讨论。

 

新颖性(Novelty):

 

概念或假说可以有新颖性,对自然现象有新颖的看法,就是概念的新颖性。发现新的现象也有新颖性,你做了一些探索性实验,有些自然现象以前没有人看到,你现在看到了。发现已知自然现象的新联系也算有新颖性,你发现这个现象与那个现象有关联的证据,虽然这些现象大家以前都看到,你提出这些现象之间有关联,就是新颖的发现。你也可以发明一些新的实验方法、新的分析方法,把以前人家做的东西,你用新的方式来处理、来研究、来分析,这也是新颖性。一个新颖的工作也可以是解决现在有争议的问题,虽然你没有提出新的观念或假说,但是你把有争论的问题解决了,这也是有新颖性。甚至对很老、很经典的概念,原来是大家都公认的概念,你现在有新的实验去驳倒以前那个概念,也是新颖性。所以有各式各样的新颖性,但所有的新颖性都有一个令人惊讶(surprising)的成分,能引人瞩目。

 

你需要有目标地去寻找新颖性工作吗? 你是怎么判断你的工作有没有新颖性?我想提出两点:

 

第一,你的工作是否具有新颖性不全依赖于进行前人没有做过的题目。

 

第二,尽管新颖性发现是不可预知的,但它又是无处不在的,看你是不是能注意到它们、发现它们。

 

常常有学生来问:我有一个假说,某某已经发现这个,另外人发现那个,现在我做这个实验一定会得到这样的结果,这是不是新颖的假说(novel  hypothesis)?

 

我的回答是这样的:首先我要问,假如你的实验结果能支持或证实你的假说,它会是令人惊讶吗?一个令人惊讶的假说通常是一个新颖的假说。假如你还未提出你的假说大家就知道你做出的实验肯定就是那样的结果,那就不是新颖性假说。但是,如果你的实验结果驳倒了你的假说,这反而可能是令人惊奇的结果。本来大家都这么想,但你的结果却恰恰相反,那很可能是新颖的发现。不过有一点是非常重要的,那就是你所在领域的同行是否会关注你的实验结果?你跟其他同行科学家说我得到的结果是反的,不是大家预料中的结果,假如同行听了都不在意,那这很可能就不是一个很有意思的新颖工作。这就是为什么在你完成你的实验之前把你的想法与你的同行交流是非常重要的。这也就是为什么一个能聚集高水平的同行科学家的科研环境,可以在开始或完成工作之前不断地与同行进行讨论是非常重要的。有意思的新颖性工作就是不管是正的或反的实验结果都能引起大家的惊奇,引起同行的瞩目。要引人瞩目,你的假说或实验必须是重要的,这里就要提到创新性工作的另一面,就是工作的重要性。

 

重要性(Significance):

 

创新工作应该不只是新颖的,不是说人家没做过你做了就是创新。创新必须要联系到重要性,新颖性和重要性是两个不可或缺的要素。

 

我有一个同事,在完成NIH四年项目评委工作后对我说:现在我终于不需要再读那些申请研究鸡爪对鸡屎的影响的经费申请书了。很多申请书的差别主要就在重要性这一点上。在生命科学领域,重要性常常在于你想研究的现象与活体动物中的自然现象的接近程度。举例说大家现在对神经元凋亡很感兴趣,我要提个申请书,研究机械力对神经元存活的影响,我要拿神经元培养皿放在摇床上去摇,然后研究怎样的频率、怎样的振幅可以使神经元凋亡。我也可以做定量的复杂的数据分析,研究机械力对各种神经元凋亡信号转导途径的影响。各位认为这是非常有意义的工作吗?有人会资助这个工作吗?当然大家都会摇头,没有什么意思嘛!你只是用摇床去杀死细胞,你做这个实验有什么意义呢?你要问的是在生理条件下,是否有类似的机械力存在,是否会杀死神经元。我还可以提出另外一个申请,去研究机械力对神经元功能的影响,也用培养神经元。我们都知道动物在生长时,组织生长伴随着的力可能会影响神经元,包括机械性压力对神经纤维的生长、神经元功能的影响。神经元对机械力敏感的离子通道可能会开放,导致了信号转导,影响神经元的功能。我建议去测定组织生长可能产生的机械力,并用微玻璃管在培养皿中的单个神经元上施加类似的机械力,以观察对神经纤维生长和神经元功能的影响。这样的申请书可能会得到同行评审的支持,并且认为是一个有意义的工作。

 

在生命科学领域,判断工作是否具有重要性的一个很基本的标准就是必须从生物体相关性来考虑你的工作的意义。

 

最后,你的工作的重要性不是你一个人说了算,通常是由你所在领域的同行的意见来决定。这就是为什么我们需要有论文指导小组,帮助你判断你的论文工作是否有意义。这就是为什么我们需要送文章到高水平的杂志,让高水平的同行来评审你的工作是否有意义。我们组长的研究工作的意义,同样也需要让国际一流的科学家来评审。

 

连续性(Continuity):

 

刚才我说了新颖性、重要性,创新工作还要有连续性。我说的连续性是指科学进展都是基于现在已有基础之上的。创新工作不是凭空出现的,即使最新颖的发现、最重要的创新工作,像爱因斯坦的光电效应研究也是基于普朗克的量子概念,相对论也是基于先前测量光速的研究,基于MaxwellPoincareLorentz等理论和数学基础之上发展出来的。没有一个创新性工作不是基于已知科学结构、概念框架、实验和分析方法。你的同行必须能够理解你的工作,这就是创新性工作的连续性。举一个极端的例子来说,特异功能非常新颖,你也可以说是非常重要的。 即使这些现象有重复性,但是它们不能基于我们现在已知的物理和化学原理以及对人类感觉系统的认识来理解,也不能通过现在已有的科研方法来进一步研究分析,所以它不是创新。

 

独特性(Uniqueness):

 

创新工作还有比较微妙的一面,就是它的独特性,创新性的研究往往在探索途径上显示其独特性。关于这个问题是有争论的,有人说科学发现没有什么独特性,今天你没发现,明天张三、李四同样也会发现。但是我的同事著名分子生物学家Gunther  Stent一直强调科学工作与创造性艺术(creative  art)一样,都具有其独特性。每个一流的科学创新工作与艺术篇章一样,都烙下了创作者的个人印记。所以有时虽然结果是一样的,但是一个漂亮的创新工作能把许多关键实验或证据巧妙地联系在一起,解决一个重要问题。换别人也许也能解决这个问题,但是解决的手段和方法可能要复杂得多,有些实验可能不大合适甚至不大可信。虽然得到了同样结论,但是取得结论的过程远不够简洁、漂亮、有确定性(definitive)。也就是说完成每个重要的创新性工作就像创造一件艺术品,科学家留下了他个人的印记。

 

完整性(Completeness):

 

一流的创新性工作常常具有完整性,就像画素描,必要的笔划都在那里。完整性与创新性工作的独特性直接相关,因为一个完整的形象如何被呈现于世是由各个科学家和艺术家他们自己决定的。就像画素描,重要的创新性工作常常并不需要包含所有的细节,但是必要的都在那里。一个二流的科研工作可能就是因为少了几笔。因为少了关键性的几笔,工作就不太有说服力,对于这个领域的贡献也就不够明确。

 

及时性(Timeliness):

 

创新的另一要素就是及时性。创新工作要在相关领域里产生短时程或长时程的影响,常常需要及时出现。所以能否有及时性是创新工作是否产生影响的一个因素。但是并不是所有创新性工作都是及时的,有的创新工作是早产的,出现时不被重视,其重要性多年之后才被发现。我们常常讲孟德尔的遗传定律是早产了几十年。但是一般来说及时性能帮助创新工作产生影响力。关于创新工作的完整性和及时性,我有些个人的经历和想法以后有机会再谈,现在讨论更实用的问题,就是如何进行创新工作。

 

  二、如何做创新工作  

 

科研工作怎样能有创新性?创造力是从何而来的?创造力能否学习? 这些都是难题,我不能声称说我有答案。在三十五年科研生涯中,我不断努力去做创新的工作,我只能谈谈我自己的经验和感想。

 

广铺触角(broad  scientific  exposure):

 

首先要学习把你的触角铺得广。我刚才说许多创新工作是把表面上不相关的现象联系在一起,别人没有想到这样的联系,你想到了,这就是令人惊讶、引人瞩目的创新。很多创新工作的源泉是联系。所以要有广泛接触、你的触角铺得广是做出创新工作的一个有益的条件。

 

就拿听学术报告来说,如果你认为不是与你有关的工作,就没有兴趣去听,那你就错了。事实上你需要常常听那些与你的工作好像无关的报告。听完这些报告你可能会突然有些想法、有些灵感,可以把别的领域的东西引用到你自己的领域来,做出创新工作。去听与你无关的报告可能比听与你工作直接相关的报告更重要。参加会议也是这样,有时参加与你工作无关的会议比参加与你工作直接有关的会议更有收获。今天香港科技大学叶玉如教授也在这里,大概15年前,我在巴黎参加了一个与我没有直接关系的会,我以前不认识的叶教授也在那个会议上,我们谈到她做的神经营养因子受体的工作,谈的过程中我们想到既然神经营养因子对神经生长与神经元存活有这么大影响,也许对神经突触功能也有影响,所以决定合作试试研究神经营养因子对神经突触功能的影响。我们回去后就马上动手做,完成后,1993年出了一篇文章,开创了突触可塑性研究里的一个小领域。所以把触角放远对做出创新性工作是非常有益的。

 

探索历史(Learn  the  history):

 

学习与你研究工作相关的历史对做出创新性工作也是非常有益的。我刚刚说创新性工作都是有连续性的,都是建立在前人工作之上的。我在上课时常常要求同学们,读文献不要只看文献描述的工作(What  was  done?,还有四个W 是谁做的(Who  did  it?)  、什么时候做的(When?)、在哪里做的  Where?)、为什么会做这工作(Why?)。知道创新工作的来龙去脉,将帮助你在你这个特定时间、特定情况下做出与以前那些工作一样具有创新性的工作。所有的科学论文从表面上看都是非常合乎逻辑的。陈述的通用顺序(科学八股文)都是像这样的:前人发现这个、发现那个,因而我们提出这个假说,做这样工作,得到这样结果。其实很多工作不是这样来的,而且常常是倒置的。人们偶然碰到一个现象,然后想到底怎么会是这样的?最后决定可以这么解释,可以和前人发现的这个、那个现象有关,才提出这个假说。科学八股文现在已成为科研写作的标准模式,没有真实反映科研工作的整个过程,需要你化很多力气才能找出来龙去脉。一些二十世纪初期的科学论文不是这样的。作者会诚实地告诉你他为什么做这个工作,原先可能希望得到其他结果,但是没有发现他想要的结果,可是在偶然之中得到了现在的发现,整个来龙去脉都跟你讲清楚了。为了简化或修饰,现在的论文都把真实的来龙去脉修改了。

 

想了解重要的创新工作的来龙去脉,你就要读科学史、读科学家传记、要读科学家写的东西。二十世纪生物界最重要的就是分子生物学革命,这是怎样发生的?是谁做的?他们为什么能做出革命性工作?我一直建议每位同学、老师都要读“The  Eighth  Day  of  Creation”这本书,是Horace  Judson化了十多年功夫、访问了上百个科学家、从访问录音带整理出来的历史。从四十年代中期到六十年代中期这二十年期间所有重要的分子生物学工作的历史都记录下来。它告诉我们分子生物学革命是怎样产生的。了解这些历史远远比上一门分子生物学课重要、比读一百篇最新的分子生物学论文重要。我在阅览室放了三本“The  Eighth  Day  of  Creation”,我想问问有几位同学看过?看几页都算,请举手……  好像还是少数人读了这本书。 三本书在阅览室,有空就可以去读,读多少是多少。在我们的阅览室还有许多类似这样的书,我希望大学都能抽出间隙时间,暂时抛开实验工作,化点时间到阅览室去读那些书。

 

挑选性阅读(Selective  Reading):

 

谈到读书,我想讲下面与创新性直接有关的,就是挑选性的阅读。你所在领域的文章不要出一篇读一篇,一下从电脑里下载一百篇,把你的领域所有文献全部下载,整天坐在那里读。对初学者来说,这种大量的阅读对你的健康是有害的,对你的创造性思维是有害的。为什么?这些文献把你的脑筋框住了,脑子里一大堆信息,你不知道怎么分析这些信息,不知道它们的重要性,哪些信息可靠?哪些不可靠?你都没有判断力。你全盘接受,把整个思路搞乱了。即使你已进入这个领域已经有段时间了,也不需要读你所在领域发表的每一篇文章。那你需要读什么?你所在的研究领域的重要综述你都要读,很多重要综述文章是由你所在领域的领袖人物写的,他们知道领域的研究现状、什么是重要的研究工作、什么问题已有定论、已经解决了、什么是现在尚未解决的问题,这些综述一个个跟你讲清楚。从那些综述中你可以发现一些重要的原始文献(包括以前的和现在最新的文献)需要你去钻研。认真读完这些,你就可以做你的研究工作了。只要是你所在领域的公认的尚未定论的问题,你就去做。现有的文献中有太多不完整、不准确、甚至是错误的工作。你实在没有必要浪费时间去钻研那些文献中的每个细节。没有定论的问题,你就去做,去发现新的现象,去提出你的假说,设计实验去验证。等你的工作有结果时,你再去读那些与你的研究工作有关的文献,这时你已有经验,你的阅读也有了针对性。你去找那些与你的工作有关的文献,看人家是怎么做出来的?为什么你的工作与人家不一样?不要担心你现在做的工作可能与已完成的工作有重叠,任何一个实验存在着许多变数,与以前别人做的实验完全重叠的几率是非常小的。在你已得到了实验结果后,这时你可以通读与你工作相关的文献。因为现在你能有目的、而且有经验去与别人比较你的工作结果。如果你的结果与别人不同,那你现在就可以去发现为什么不同。这就是有挑选性的阅读,特别是刚开始入门的研究人员,我认为这样的阅读方法更适当。

 

刚才我说只要是你所在领域公认没有定论的问题,你就去做,你的工作就可能有创新性的贡献。但是,已有定论的问题有时也可以去做。这就牵涉到阅读的另一面,就是与我先前讲到的探索历史有关。我建议你有挑选性地去探索已有定论的,大家公认的概念(或假说)的历史,阅读一些得到这些概念的  经典文献。你很可能会发现这些概念的实验基础不都是牢不可破的,有些实验所依赖的技术现在看来可能是有问题的。我认为这种情况是你做出重要贡献的一个好机会。

 

你现在可以设计一个新的实验,用以前没有的新技术重新验证大家已接受的概念,你可能会做出重要的贡献。以下两种情况可能会发生:

 

第一,你的新实验对那些已有概念提供了新的证据,你用新的技术进一步巩固了目前已有的科学概念,这也是创新性的贡献。

 

第二,如果你的运气好,你可能会发现反驳那些已有概念的证据。

 

遇到这种情况,你可是中大奖了!你将通过否定或修正目前已有定论的概念或假说对科学做出重要贡献。总而言之,重新研究以前已有定论”  的问题与探索新的尚未解决的问题,一样是推动科学进展的创新工作,因为科学的进展就是对我们理解自然现象的已有概念或假说的修正。所以,选择性地阅读你所在领域的重要概念或假说的经典文献,你可能会发现做出重要的创新工作的机遇。

 

敢于冒险(taking  risk):

 

创新工作常常需要冒险。很多新的工作可能引导重要结果,但也很可能会失败,人家不敢去做,你敢做吗?就像其他任何领域的人一样,科学家们有各种各样不同的性格。一些人不愿去冒险尝试新的工作,他们宁愿延伸以前的工作做出他们的贡献。然而,许多真正重要的创新工作是需要大步向前迈进,冒险走人家没有走过的路,用人家没有用过的方法。对于初学者来说,在尚未学会怎样一步一步踏实地进行科研之前,冒险显然是不合适的。但对于已经成长了的科学家,在自己所在的研究领域已有多年的经验,敢于冒险是做出重要创新性工作的必要步骤。我常喜欢用胡适的一句话,就是大胆假设,小心求证。大胆假设需要冒险,而小心求证就是确保你的冒险能得到真实的结果。在去年的年会上,我已经讲了许多关于怎样形成好的假说,怎样严谨求证你的假说的个人体会。

 

初入门的学生怎样学习敢于冒险创新的精神呢?让我们从每天收集到的实验数据做起。我有这样一个建议:对于你获得的所有实验数据,不管它们是否新颖,你应该大胆尝试去用以前没有用过的新方法去分析、去作图。用新的方法,你可能会得到新的信息,甚至会引导出创新性的发现。我常常听我们的同学说:以前文章就是这么分析和作图的,人家也发在很好的杂志上,我这样做不是就可以了吗?我说你要大胆,不要人家怎样做就照着做,那就不是进步。如果你能想出一个好的办法分析你的数据或作图,这已经是创新了。甚至你会遇到更好的境况-你从以前的文献中找不到可以教会你处理数据的方法。你不知道怎么分析,怎么作图,没有范例可以参照。如果真是这样的话,那么我更要恭喜你,因为这是原创性工作的明显迹象,你可能已经做出了具有原创性的工作。当你所创造的分析作图方法发表后,可能成为别人以后参照的范例。

 

正面对待批评(Positive  attitude  towards  critiques):

 

学习具有创造力,你必须学会用积极的态度正面对待学术批评。我不是说你永远全盘接受别人的批评,不假思索、不辩驳就写检讨。我是说你应该严肃地思考别人的批评,把它当作对你工作的挑战,经过理性思考后把它反应到你的工作中去,而不是立即采取感性的反弹反应。这点我觉到神经所很多同学非常欠缺,对我们的论文指导小组老师给的意见,同学常常有反驳的说法,许多反驳不是基于认真分析老师的意见的基础之上做出的反应。很大程度上是保自己的面子。有些同学总是认为自己很聪明,所有问题都想到了,不愿认真考虑别人的意见。

 

除非你真的是像爱因斯坦或莫扎特那样的天才(没有人知道他们的创造力从何而来),你需要通过其他的科学家对你的工作的批评来帮助自己、提高自己的创造力。创造力常常是在一群赋有创造性思维的科学家的批评中产生,当你不断地面对各种科学性挑战,并愿意接受和解决这些挑战,你的思维就会变得越来越赋有创造性、越加尖锐、老练。正面地对待批评的态度对一个科学家的成长是非常重要的,越能虚心听取别人的意见,认真思考批评意见的积极面,你越能提高自己。神经所的组长们的科研水平在过去的几年中为什么不断地提高?在很大的程度上是由于为了把我们的论文发表在高水平的杂志上,我们必须不断地认真思考并积极反应许多高水平杂志审稿者(包括许多具有创造性思维的科学家)对我们工作的批评。我们就是通过高水平的审稿者对我们工作的严厉的(有时是非常痛苦的)批评来提升我们的科研创造力。

 

向有创造性思维的科学家学习(Learn  from  creative  minds):

 

就像我上面所说,创造力往往起源于与具有创造性思维的科学家们的交流。这就引出我今天要讲的最后一点,那就是要向有创造性思维的科学家们学习。20世纪前五十年,Cavendish实验室可能是全世界创新科学工作最集中的地方,那个地方到底有什么特别?就是有一群具有创造性思维科学家。进去的人接受熏陶后,一个个变成具有创造力的科学家。我们不知道创造力怎么来的,但是有一点是可以确定的:一个聚集了许多赋有创造力的科学家的地方是培养创造力最好的地方。我们神经所没有十几个诺贝尔奖获得者整天绕着你转。所以退而求其次,你自己去找机会,你要积极地与到神经所访问的许多科学家交流,积极地参加神经所所有的讲座和研讨会。甚至更有效的,你可以上网或到我们的阅览室去查找这些具有创造性思维的人写得东西。每个大科学家都有传记或自己写的自传,你认真看看他是怎样做出好的工作来的,你看多了,慢慢就会改变你的思路,使你变得更赋有创造力。简单地说,我确信认真研读赋有创造力的科学家的作品是培养创造力的一个有效的途径。

 

创新思维的几个来源

如果没有创新性思维,就没有办法谈科研问题。经过几年的科研工作,自己在这方面有了积累一些切身体会和感想。

 

一、创新性思维的源泉

 

1)交叉学科的学习过程

我身边有个点子特多、特好的人,连续中了5NFSC面上项目和一个重点项目。他的学习经历是:师范学院本科,农业大学硕士,医学博士,后来还在生物物理方面与某综合大学做了些合作研究。这个交叉学科的背景知识,正是他思维开阔的重要基础吧。

 

他的思维是发散型的多向思维。他在考虑医学问题时,可以将物理或化学中很基础的问题与之巧妙联系起来。刚开始接触时你会觉得这思维很怪异、很不可理解,但听他分析讲解之后你就有恍然大悟的感觉,最后就是拿到NSFC资助了。在他身上,这样的例子比比皆是。也成了我们学习的榜样。

 

其实说怪也不怪,国外很多人可能都有类似经历吧。其他专业的我不太清楚,仅知道搞医学生物学的那些科学家,他们的基础学科的知识非常扎实,以至于同样得出了一个结果,在他们的讨论里面,总会科学的预见这个结果的可能意义,而我们就不一定做得到!这也是他们高明之处,也是学科交叉的力量所在!从这个意义上讲,一个名符其实的双学士学位,有时可能要比一个直线发展、并在同一个学校获得的硕士学位要更容易产生创新思维。

 

因此,交叉学科学习对拓展思维非常有益。

 

2)不同专业的人员交流过程

 我们都有同感,在不同专业不同层次人员交流中,会突然打开你多年的谜团。因此,科研工作者加强交流是很重要的。有时候参加一次学术会议,什么都没有听进去,但却使你有了一个想法idea),那就已经很有收获了!说白了,这个idea的产生,其实就是在别人报告的刺激下,自己所谓灵感的爆发。对于大多数人来讲,要重新学习一个专业可能很难,因此,跟不同专业人员的交流可能是获得创新思维更有效的一种方式方法。

 

这个问题还可以说大点。我国具有自主知识产权的海扶超声聚焦刀的产生过程就是这样的。王教授的专业是妇产科,他在与工科学者的交流过程中提出如果将超声聚焦,是否可以用于肿瘤治疗?这样,一个原始的创新就出来了。我们可以想象:产生超声、以及超声聚焦的设备,都是工科学者的拿手好戏;生物医学专业工作者看来很复杂甚至不能解决的问题,在他们看来,有可能就是小菜一碟!这就是现在很多研究小组的人员构成发生变化的重要原因之一,研究小组中既有医学生物学的、也有工科的、计算机、数学、物理、化学、化工的,这样的团队是很有战斗力的团队。

 

3)刚刚接触新的领域时

跟日常生活中刚刚进入一个新环境时对周围一切都特别警惕和关注一样,搞科研也是如此。你多年的知识结构和专业背景,都可能在这一刻与新领域内的任何东西的任何细节发生碰撞,产生火化。过了这段时间,火化可能就越来越少了,而且思维定势也逐渐形成。因此,要十分珍惜这段时间和这种机会!

 

记得我从临床医学专业(临床医生)考硕士研究生,结果被调配到了一个基础研究所。接触的是一个相当陌生的领域,是一个搞研究的领域,这和临床医生有很大差别。就是在刚刚进入研究室的那段时间,我的新思维新点子很多,虽然有很多都是被后来的工作证实为可笑的想法,但就是从中产生了一些有用的想法,老板对此也很高兴。再往后,新点子就很少了;到最后,我的思维几乎就跟他们一样,没有什么创新的地方了。

 

就是这个过程,让我真正认识到,我的博士学位一定不能在获得硕士学位的同一个单位攻读!应该吸取其他新的思维方式和研究模式。

 

4)特别要注意你身边点子花样本身多的人

搞科研要分人的,不是任何人都适合的。就医学来讲,有人特擅长搞临床,有人特别能搞创新发明。还有人就是创新思维很发达,想法多、奇、怪、新,这种人可能会有较好的创新思维。跟这种人交流,你也会受益匪浅!

 

5)注意实验过程中出现的意外

国内的科研课题,许多都是在开题论证的时候就已经知道结果了,这其实是一种很不好的倾向。在这种情况下,实验结果有时候刚刚和我们预想的结果相反,或出现我们根本就没有预料到的新情况,然而,这很可能才是问题的真实结果。因此,此时千万不要简单的以为这是实验出了错,或者是意外,而应该想到这有可能就是新发现的开始!是创新性发现的苗头!!在这种指导思想下,应该重复实验,确认所谓的意外究竟是事物的本来面目还是一些干扰和假相,一旦经实验确信正确,那就可能是很好的一个出发点。

 

二、创新性思维的天敌

 

1)从众心理和思维定势

科研思维也有一种奇怪的现象,就是同一个单位的人容易搞相同或相似的解决方案,并形成一种定势,限制你的创新性思维。比如在申请NSFC过程中就可看出,有一个人搞凋亡中标了,大家都来搞凋亡;有一个人搞RNAi中标了,大家都来RNAi。结果是盲目跟踪,毫无创新可言。在此,姑且将这种怪现象说成是从众心理和思维定势

 

在从众心理影响下,定势一旦形成,就不容易跳出来。我原来所在的研究所,就有一个类似的情况,见什么热就搞什么,没有从一而终的精神,打一枪换个地方。

 

要真正潜心搞科研,一开始就应该努力避免跟跳入了身边同事的一个模子里面去了!!避免一叶障目。当然,看文献不全面、不权威,也是限制思维的一个重要因素。我们看文献应该看一定档次的,具有不同倾向的观点,不能选择文献来看,只有这样才能真正拓展思维、发现真谛!!

 

2)先入为主

在社会交往中容易犯的一个错误就是:以貌取人。我们在科研中往往也会犯这种错误。在对现象了解还不全面的情况下,就认为已经了解了本质的东西,结果闹笑话。我们有些专家,正因为他是专家,他对自己的观点就深信不疑,于是对别人的研究结果先入为主的进行了一次并不真正客观的评估;非常可惜的是,有些专家在过高估计自己的观点的正确性的同时,忽视了对立的意见或观点。结果必然限制创新性思维的发展,并产生错误导向。

 

比如,生物医学专业的人可能都知道,脓毒症的发病机制至今还没有搞清楚。但在我们的媒体上居然会看到我国在脓毒症治疗方面取得重大突破之类的报道。相关专家在这些报道中还能泰然处之,显然他们的观点是有局限性的,并没有反应这个领域的真实现状,并不是真正取得突破进展了!!而是变了个花样再一次重复了国外相关研究的结果而已。相反,刚入门的学生看文献就没有个人嗜好和观点选择倾向,所以更客观些。或许,这些学生也许才真正知道那个领域内真正发生了什么、还有什么不同意见、那些是已经发生过的、那些是还没有发生的,等等。然而学生的那种并非先入为主的相对客观些的观点即使提出来,有人相信吗?

 

创新的成功始于选题的成功

 

创新的成功始于选题的成功,但选题平庸、创新不足和重复性选题是当前科研选题中的突出问题。医学由于其学科的特殊性,科研选题不同于一般的科研选题。我们在实际科研管理工作中,发现许多科技人员选题问题依然比较突出,特别是在创新的把握上,如何引导显得尤其重要。

 

一、 关于科学研究的本质特征

 

科学研究是人类探索未知、创造、发展和应用知识的认识活动过程。联合国教科文组织用“RD”(研究与发展”)来表示科学研究的概念。马克思认为:科学研究是精神的生产。美国科学家罗斯坦认为:科学研究是扩大或修改知识为目的的批判性的透彻的探索工作。日本内野晃认为:科学研究就是追求真理探索学问的行为。美国资源委员会则定义为:科学研究是科学领域中的探索和应用,包括对已经产生知识的整理统计图表及其数据的收集编辑和分析研究工作。我国国家教育部定义是:“科学研究是指为了增进知识包括关于人类文化和社会的知识以及利用这些知识去发明新的技术而进行的系统的创造性工作。这些概念或定义的内涵和外延都非常丰富,都有合理性,但概括起来不外乎是创造知识和整理知识。

 

如果要给医学科研下一个定义的话,可以概括为,医学科学研究是探索人体生命本质和疾病相互转化的规律,寻求防病治病和恢复健康的方法的认识活动过程。因此,科学研究的本质特征是创造性与非重复性,并同时具有探索性、继承性和复杂性的特征,其表现形式为信息”——知识产品。但创造性与非重复性是科学研究的最本质特征,这也是科研选题必须遵循的首要原则。

 

二、科研选题重要性的再认识

 

科学研究的程序主要包括科研选题、课题设计、实验观察或调查、实验结果及资料的加工整理、总结分析并提出研究结论,撰写研究报告或申请专利与推广应用等。简而言之,就是提出问题,验证假说,得出结论,或者说就是提出问题,解决问题。在这几个环节中,选题是科研过程的战略性步骤和起点,是科学研究的首要环节。科研选题是根据选题的原则并遵循选题的程序,确定研究的具体科学技术问题的过程。爱因斯坦与他的学生费尔得合著的《物理学的进化》一书指出:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已。而提出新的问题,新的可能性,以新的角度去看旧的问题,却需要创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。科学学家贝尔纳也曾指出:“课题的形成和选择,无论是作为外部的经济技术要求,抑或作为科学本身的要求,都是科研工作最复杂的一个阶段。一般说来,提出课题比解决课题更困难。

 

这里他们都特别强调,“提出问题选择问题的重要性,可见正确地提出问题等于解决了问题的一半的说法是有一定道理的。因此,科研选题是科学研究过程中具有战略意义的首要问题和关键环节,是贯穿于全部科研工作的主题思想,是指导科学研究各项工作设计安排的主线。选题恰当与否,其意义在于科研选题关系到整个科研工作的成败与成果水平的高低,关系到国家目标能否得到体现,关系到科技人员的成长与成才,关系到科研管理活动的效能,包括人力、物力、财务的节约与浪费等。对选题而言,科研选题是对某一科学问题在理论上和实验技术方面的概括。它集中反映了选题者基本理论与专业知识的丰富程度,实验技术与方法的熟练程度,科学思辩能力的强弱程度,知识结构的合理程度与知识面的广度。因此,它体现了选题者的科学天才、智慧、经验和技巧。正如Oliver(1991)所说:“和其他事业一样,科学中的成就往往属于最懂得战略、战术的科学家,而不一定属于最有天才、最有技巧、最有知识或著作最丰富的科学家。

 

作者认为,一个创新性强,科学意义和应用价值重大而可行的课题,可以概括我三句话,即目标要高,思路要新,方案可行。目标要高:“基础研究世界第一,应用研究效益第一。坚决不重复前人已做过并得到肯定的工作,一般不重复近期文献报道的工作,必须做前人没有做过的工作。思路要新:要善于在错综复杂的矛盾或疾病现象中寻找新的切入点和突破口,科研思路独辟蹊径,耳目一新。方案可行:技术路线新颖、简洁;方法先进,或者说与科研目标相匹配”;观察指标能充分说明研究结果及推论,即用最简洁的路线、最简单的方法、最少的指标完成研究课题,实现研究目标。

 

三、创新原则的把握及其相关问题

 

创新性是科学研究的灵魂。它体现科学研究的真正价值。一个课题如果没有创新,是没有任何意义的,也不能算作是真正意义的科学研究,只能是学习或重复前人的工作。创新可分为两大类:第一类是原始创新,原始创新的核心在于所在研究领域中基本概念上的建立或突破、新方法的建立或在新的领域内的拓展。基础研究的工作主要属于原始创新。如诺贝尔奖80%以上都属于原始创新。第二类是次级创新。次级创新主要表现在对现有概念、理论、方法等的补充和改良。应用基础研究和大部分应用研究多属于次级创新。***主席在1995年全国科技大会上的讲话中指出:“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。如果自主创新能力上不去,一味靠技术引进,就永远难以摆脱技术落后的局面。一个没有创新能力的民族,难以屹立在世界先进民族之林。科学研究就是要求新、求异、求真,要有独到的见解。因此,创新是民族自立之本,是科学研究的第一要义、核心和标志。实际中如何把握创新是一个突出的难点。要真正做到创新,应解决好以下的几个认识上的问题:

 

1. 处理好国家目标与创新的关系

所谓国家目标就是在我国现代化建设过程中,科技工作必须围绕国家经济建设和社会发展中的重大关键性科技问题进行布置和规划。概括地讲,国家目标就是发展经济,提高国家的整体科技水平,增强综合国力。具体体现在国家的科技发展规划、计划或项目招标指南中,973规划、863计划、国家自然科学基金项目招标指南等。选题要把注重在学科领域内创新和体现国家经济、社会与科技发展目标有机地结合起来,因为选题的准确与否,体现了对科学发展趋势的了解与预测,体现了对市场需求的预测,体现了对国家经济、社会与科技发展目标的理解程度。只有把两者结合起来,才能真正说是选准了课题,瞄准了目标,同时又有创新。

 

2. 处理好前沿与自身特色的关系

科学研究的前沿是指已知与未知的界面。分为热前沿和冷前沿。热前沿即当前有多数人围绕某一问题进行研究。常常是在某一学科或领域取得突破性进展,或者出现了新的技术手段有利于进一步深入研究时形成的。如从基因水平揭示疾病的发生机制,探求新的防治方法及基本病理过程,是国际也是我国基础医学和临床医学的热前沿。冷前沿当前很少有人研究,但却是蕴藏着重大意义的问题,常常是由于人们难于着手或未予以重视的问题。而特色是科学家们长期围绕一个主题的系列研究并通过积累,形成的传统性研究方向与专长。前沿要探索,特色不能丢。已经形成的传统特色研究方向可从前沿借用新的理论、手段和方法来解决当前课题面临的问题,进一步形成自己的优势和特色避免一窝蜂上前沿。而对于还没有形成自己特色,的年青科技工作者,在把握学科发展趋势的同时,从学科发展的前沿去选题,走前沿和尖端要快,从而尽快把研究工作推向前沿。

 

3. 处理好现有基础与创新的关系

现有工作的积累是创新的前提和基础,单从书本、文献上找热门课题,赶时髦是做不出开拓性工作的。选题要站在世界科技发展的潮流之中,要有专业的敏感性。有人认为,最好的选题不是现在的热点,而是在两三年后凸现出来的东西,这样的人才才有可能领导一个方面的开拓性工作。

 

4.在学科的融合、交叉和综合中体现创新

充分注意学科交叉和跨学科研究选题。学科交叉根据其交叉程度的不同,大体有三种形式。一是方法上的交叉,即借用其它学科的研究方法和技术手段来解决本学科的问题,得出单一学科无法得到的指标、数据和结论;二是不同学科、不同专业的研究人员互相结合,针对同一问题,从不同侧面去探求问题的本质和规律,这需要不同专业的研究人员进行广泛合作,共同对研究内容、研究方法和研究结果加以综合分析,以求获得整体性、综合性的结论;三是学术思想上的交叉、互融,用单一学科的理论基础和技术手段不能取得理论性突破,需要其它学科新理论的参与,共同设计研究方案的解决途径,达到学术理论之间的碰撞、互补和衔接,这也是最深层次和最应鼓励与支持的一种学科交叉。应提倡从多学科的融合中提出新问题,选出新方向,应改变那种只在本学科范围内选题的习惯。但在实际工作中,很多所谓交叉项目,往往只是一些方法上的交叉应用,真正从学术思路上交叉的项目少。严格意义上的交叉,必须从学术思想、预期目标、技术方法等方面实现结合,离开任何一个学科都不能完成既定目标。

 

5 与创新密切相关的科学观、系统观问题

(1)注意医学科学研究的特点即系统性与复杂性 

医学面对的人是一个有机整体,是一个包括多种物质运动形式、多层次、多因素相互作用的复杂的开放系统。系统性和复杂性是人体、疾病和医学科研的基本特征。在选题、设计和结果验证等科研过程中要引起高度重视。否则,不但课题中不了标,就是中标了,其实验结果也难以让人信服。这也是医学研究的难点。

 

(2)医学科学研究必须十分关注生物学(生命科学)的发展动态 

从总体上讲,医学科学的发展是随着生命科学的发展而发展的,因为生物学研究的是正常生理状态下生命发生、发育与调控的规律,而医学科学研究的是病理状态下疾病发生、发展与转归的规律。许多学科联系紧密,密切相关。如解剖学病理解剖学,生理学病理生理学,细胞生物学细胞病理学,分子生物学分子病理学,基因组学$C基因病理学。临床医学研究又必须十分关注基础医学的发展。如免疫学临床免疫学,药理学临床药理学,神经生物学神经病学,微生物学、寄生虫学病原生物学,生物化学临床生物化学等等。随着人类基因组计划的完成,医学科学研究可充分吸收其研究成果,来阐明疾病的发生机理,进而建立新的临床诊断方法和治疗方法。

 

(3)树立大科学观念科学发展至今天,人类已进入大科学时代。

当代生命科学由于受到人类基因组计划(HGP)的冲击,正在发生着一场影响广泛而深刻的革命。随着HGP的完成,医学也将进入分子医学基因医学时代,同时一些新的研究领域正在不断涌现,如生物芯片、基因信息学、蛋白质组学等。因此,在科研选题中,也应树立现代科学的大科学观念”,树立基因观念基因病理学观念”,而相应的科研思维模式、方法和手段都应有所转变。对当代医学科学的发展,不仅要熟悉自己所在的学科领域(局部),还要了解整个医学的发展态势(全貌),既要知道自己所处的位置,又要知道同行的领域和动向。科研选题在科研活动中具有重要地位,一定意义上讲科研选题的成功,科研就成功了一半,认真作好科研选题,突出注重选题的创新性原则,是对每个科技工作者的基本要求,应引起科研管理部门的高度重视。

 

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