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图片来自Pixabay 编者按： 做科学研究，首先要学习做研究工作的方法。所谓 “工欲善，必先利其器”，这句话就是讲改进和完善自己工作方法的重要性。 作者蒋百川博士后期间，因教授Flom “世界上有多少事没人做过，你做得过来吗？这不能成为你要做这个研究的理由”的反问，开始认识到学习 “研究方法” 的重要性。之后蒋百川进行了相关课程的学习，并在实践中不断改进，逐步掌握了这方面的知识。2013年他退休后开始陆续撰文分享积累的经验、心得体会，并汇聚成一本《科学研究的方法》。《知识分子》获作者授权，将陆续为大家分享书中内容，此为该系列的第四篇。 撰文 | 蒋百川（美国诺瓦东南大学教授） 责编 | 邓志英 ● ● ● 5. 数据的采集和处理 （1、2节请见本系列第一篇） （3节请见本系列第二篇） （4节请见本系列第三篇） “我是学实验物理的，实验是自然科学的基础。理论如果没有实验证明，是没有意义的。当实验推翻了理论之后，才可能创建新的理论。理论是不可能推翻实验的。” ——丁肇中 必须认识到，没有一种收集数据的方法可得到100%的准确和可靠的信息。数据收集的质量决定于若干因素（这在下面讨论各种方法时会谈到）。 作为一个研究者，你的研究技能之一是注意这些因素。一个有经验的和非专业的人员的主要差别在于他们是否懂得这一点，并能在数据收集过程中控制这些因素的影响。 精密的测量，仔细的观察，克服主观的倾向（bias），了解测量的精度和误差，都是实验者应有的素质。 在进行实验时，会显示出不同的研究者的能力和效率的极大区别。部分原因是天赋，部分是来自实践，还有部分是训练的结果。 以下提供一些一般必须遵循的原则： 1）实验人员必须了解仪器的工作原理、性能、和工作范围。 2）如果要对实验条件作一些改变，毎次只能改变一个条件，而保持其他条件如旧。这样做有利于发现实验中的问题。 3）预实验不仅可以测试和调整仪器，而且使实验者熟悉仪器的操作，实验程序，考虑或意识到哪里可能会出现问题，以及了解实验中的一些安全性方面的问题。 4）列表。列表使实验可以按步就班进行，不会遗漏测试的项目。 5）仪器定标。仪器定标必须由实验者亲自动手。在每次开始实验前，也要建立一套可行方法，去迅速检测仪器的工作状态有否被改变或破坏（这在仪器是公用的情况下尤为重要）。 6）数据处理和分析：真正有趣的实验是出现出乎意料结果的那种实验。实验者或研究工作者必须具备这种敏感性和洞察力，随时准备这种情况的出现。 弗莱明两次在实验室里获得意外发现的故事已广为人知。 第一次是1922年，患了感冒的弗莱明无意中对着培养细菌的器皿打喷嚏；后来他注意到，在这个培养皿中，凡沾有喷嚏黏液的地方没有一个细菌生成。随着进一步的研究，弗莱明发现了溶菌酶——在体液和身体组织中找到的一种可溶解细菌的物质。他以为这可能就是获得有效天然抗菌剂的关键。但很快他就丧失了兴趣：试验表明，这种溶菌酶只对无害的微生物起作用。 1928年运气之神再次降临。在弗莱明外出休假的两个星期里，一只未经刷洗的废弃的培养皿中长出了一种神奇的霉菌。他又一次观察到这种霉菌的抗菌作用——细菌覆盖了器皿中没有沾染这种霉菌的所有部位。不过，这一次感染的细菌是葡萄球菌，这是一种严重的、有时是致命的感染源。经证实，这种霉菌液还能够阻碍其它多种病毒性细菌的生长。 青霉素（弗莱明在确认这种霉菌是一种青霉菌之后选定了这个名字）是否就是他长期以来一直在寻找的天然抗菌素？它是可敷在伤口上的有效杀菌剂吗？进一步的试验表明，这种抗菌素作用缓慢，且很难大量生产。他的热情也随之凉了下来。在他转向其它研究项目之前，他在1929年发表的一篇论文中介绍了自己的上述发现，但当时这篇论文并未引起人们的重视。弗莱明在论文中提到青霉素可能是一种抗菌素，仅此而已。他没有开展观察青霉素治疗效果的系统试验。他给健康的兔子和老鼠都注射过细菌培养液的过滤液——进行青霉素的毒性试验，但从未给患病的动物注射过。如果当时他做了这方面的试验，这种“神奇药物”很可能会提早10年问世。 弗莱明（Alexander Fleming）。来源：Imperial War Museums |
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