我们经常能够听到很多学生和家长说要做背景提升，要做“科研”项目，尤其是“很有含金量”的那种。“科研”一词，仿佛学术塔上最顶的皇冠，听起来非常的“高大上”。那么这篇咱们就来探讨一下，到底什么是科研（Scientific Research），以及关于科学思维（Scientific Thinking）的探讨。

先来简单回顾一下人类科学探索的几千年发展史。我们经历了从经验科学到精确科学逐步演变的发展阶段。从公元前3000年-15世纪，大致是经验科学的发展阶段。这段时间的科学探索，主要都是靠经验言传，给的也都是定性的描述。经验科学的探索范式如下：前人通过A过程得到B结果，后人也可操作A过程得到B结果。且A过程和B结果均为定性或半定量的描述，带有的主观痕迹也比较明显。像国内的陶瓷和中医研究，就是经验科学探索的典型例子（这也是传统中医给人感觉良莠不齐的症结所在）。

大概从15世纪至今，我们才慢慢进入到精确科学的发展阶段。“精确定量，科学推演”成为了精确科学的主要特点。精确科学的探索范式也有了较大发展：以精确定量描述为基础，以高等数学为主要工具，对于科学理论的推演与实验可客观、精确定量、任意可重复的验证，其结果具有鲜明的客观性。人类进入精确科学的发展阶段虽短，但却硕果累累。像普朗克常数的测定，超大规模集成电路的制备等等，都是精确科学探索的典型成果。

除了越来越追求精确之外，科学研究的另一个发展特点，在于严密逻辑的培养和运用。从逻辑推理的角度来看，科学研究通常会用到这几类常见的推理方法：1.形而上学法（孤立、片面、静止看问题），目的是为了简化问题，从而研究真实客观规律（例如我们在教科书上常常见到的“空气阻力忽略不计”等表述）。形而上学法在科学研究当中很多情况下较有效，但由于简化或近似而带来的逻辑漏洞有时候不能被忽略。2.归纳推理法，例如：地球与月球互相吸引，地球与太阳互相吸引，地球与火星相互吸引……由此得出宇宙万物相互吸引的规律。3.演绎推理（尤其指演绎未经证明的假说），这是一种从一般（大前提）到特殊（推论）的逻辑推理方法。例如相对论，量子力学等理论，都是先有科学家们提出假说，后面再进行验证的。

上述的几个逻辑推理和论证方法都对科学发展有很大帮助。但更重要的，是目前最广泛使用的科学研究方法——伽利略科学研究范式。范式总结如下：

a

精确实验，总结实验规律

b

提出假说，定量解释实验规律

c

根据假说，利用数学和逻辑推理，获得推论或预言

d

对推论或预言进行客观、精确定量、任意可重复的实验检验

e

修改理论和假说

f

实验检验假说和理论

因此“真相”来了：我们学生和家长说的“科研”项目，实际上指的就是根据伽利略科学研究范式进行的训练。

• 探索“新冠疫情对家乡经济的影响”——可以是一个科研项目；
• 探索“学校出台没收手机政策后，对学生GPA的实际效果”——也可以是一个科研项目；
• 探索“我目前笔记本电脑上键盘的细菌分布及对人的致病性”——这也可以是一个科研项目！

遵循“伽利略科学研究范式”去进行探索，就是我们所说“科学研究”，也即“科研”。一定程度上，世间万事万物皆可“科研”。

科学研究的方法是严谨的。本质上，科学研究的过程追求的是“精确任意可重复”，而不求“绝对精确无限可重复”，因此，科学与数学、哲学和逻辑学等学科领域有着本质的区别。但又由于科学理论获取方法的严谨性，使得“科学理论”能得以与“真理”齐名。

同时，我们也要意识到科研方法的局限性。科学理论不等于“绝对的”真理。精确是相对的，不精确是绝对的；可重复是相对的，不可重复是绝对的；科学实验的绝对“客观性”也会经常受到质疑。

也正因如此，在不断地否定和创新中，科学理论也会一直向前发展。科学否定是一种扬弃的过程。若要否定A理论，并不是否定A理论的全部，在一定的范围内，A理论永远是正确的；只是超出该范围后，A理论将不再适用，而要用新理论B所替代；超出B理论所适用的范围后，将被更先进的C理论所取代……例如经典的牛顿力学和狭义相对论，就是一个典型的例子。

科学否定与创新互相伴随。而科研的道路也是一个不断积累的过程。因此，我们需要有扎实的学术基础，才能引领重大的创新。而要具有一流的创新成果，我们也必须具备一流的思维方式。而众多参加科研项目的反复训练，本质上也是为了锻炼我们的思维方式——这就是我们所说的科学思维。而我们之所以会建议学生们出国留学，从学术的角度上看，也是希望学生们能学习不同的思考方法，科学态度，以及通过交叉课程的学习，从而优化我们的思维方式。

看到这里，有些家长和学生可能会问：“要获得一流的科研创新成果，谈何容易呀？咱家的孩子不一定是做科研的料，那还要做吗？”

的确，要获得世界最先进的科研成果，不是一日之功。但在科研的过程当中，我们也可以收获许多，尤其是科学精神（Scientific Spirit）的培养：严谨治学、锐意创新、敢冒风险、踏实勤奋、百折不挠、学术争鸣、包容失败、团结协作、探索真理、追求卓越……这也是做科研项目能给我们带来的种种宝贵“精神硕果”。

还有些家长和学生可能会担心：“现代科学发展迅猛，会不会以后越来越难有科学创新或者突破？”

这个担心也是多余的。摆个事实：最近数十年来，世界上每年科学论文发表数量越来越多，人类重大发现（尤其在交叉科学领域）的频率越来越高。同时，科学发展迅速，但学科及交叉学科还远不够完备；科学发展本身必然加速科学发展。因此，从理性判断，我们丝毫看不出科学创新的难度随时间有越来越难的趋势。

洋洋洒洒写了这么多，是时候来个小结。科学研究，说起来可以很复杂，其实也可以很简单——用科学方式探索万物，皆为“科研”。求学期间，获得科研成就不一定是目的，理性思维和科学精神的培养可能更为关键。科学思辨，离不开数学和逻辑推理的学习和积累；科学创新，也鼓励更多交叉学科和跨界领域的火花碰撞。在宇宙之魂的最高境界，科学、艺术、哲学、科幻、宗教等一切学科均相互贯通。