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今天我们来讲讲科研过程中一个非常重要的方法——假说。 有的时候，我们在开始一项研究，但可能发现相关知识很缺乏，没有有效的确定的基础，我们很难直接进行研究。因此，我们有时候会先假设各种现象之间的逻辑关系，在针对与此进行测试和进一步研究。这种方法叫做假说。 假说是一种可检验的预测，可以是一个错误的或一个真实的陈述，之后在研究中检验其真实性。
比如，一位研究农村重男轻女的学者，很难针对这个课题直接下手，不过，他可以先构建以下假说: 一个社会的文盲率越高，重男轻女就会越严重； 一个社会的父权制越高，重男轻女就会越严重； 一个社会的传统习俗越多，重男轻女就会越严重； 然后他会根据这几个假说，进行相关的调查研究，最后得出结论，再进行对比。 假说是对可以观察到的现象的一种试探性的、可验证的解释。假设的范围很窄——不像理论，理论涵盖了广泛的可观察到的现象，并从许多不同的证据中得出结论。而假说一定要简单明了，并且可以反复测试验证。 下面我们来说说科学史上最著名的三个假说，看了这几个例子，一定会假说这种研究方法更加了解。 1. 伊凡·巴甫洛夫（Ivan Pavlov）和他的狗(1903-1935) 这就是著名的条件反射实验。 伊凡·巴甫洛夫是生理学家、心理学家、医生，曾获得诺贝尔生理学奖，也是经典条件反射理论及高级神经活动学说的奠基人。
自1903年起，这位前苏联的科学家开始了一系列长达数十年的条件反射研究。 他做了一个假说：狗狗受到条件反射的影响。 给饿了的狗狗一盘食物，它会流口水。在这种情况下，刺激(食物)会自动触发特定的反应(流口水)。后者是对前者的一种天生的、未习得的反应。 而铃声是一种中性刺激。对狗狗来说，这种声音没有内在的意义，如果它以前从未听到过，这种声音就不会引起本能的反应。 相比之下，但看到食物肯定会。 那么如果在狗狗接受食物之前，经常接触相同的中性刺激（铃声）的狗狗，会将这种中性刺激与进食行为联系起来。最终，当遇到这种中性刺激（铃声）时，狗狗应该开始以可预测的速度流口水——甚至在没有给它食物的时候。
因此，当巴甫洛夫和他的实验室助手在喂食前摇铃，研究人员让狗在心理上将铃声与进餐时间联系起来。由于反复暴露在铃声中，狗在进食之前就开始流口水。 在这个实验里，巴甫洛夫还引入了量化这个概念——他通过测量每只狗产生的唾液量，来量化它们的反应。 巴甫洛夫和他的助手们之后又做了一个更复杂的实验，来研究条件反射。一只狗狗总是在进食时，听到节拍器以每分钟60下的速度敲击。而当它听到每分钟40拍的慢节奏敲击后，就再也吃不到东西了。 2. 艾萨克·牛顿（Isaac Newton）的辐射棱镜(1665) 在牛顿之前，光的颜色是一个谜。
牛顿做了一个假说：白光是可见光谱中所有颜色的混合。因为这些颜色的波长各不相同，那么当一束阳光穿过玻璃棱镜时，每种颜色都会以不同的角度折射，单独分离。 1665年夏天，他在英国剑桥的一间黑暗的房间里进行玻璃棱镜的实验。他在一个百叶窗上开了一个四分之一英寸(0.63厘米)的圆孔，让一束阳光照进这个地方。然后他对着这束光线举起棱镜，一个长方形的、五颜六色的光投射到对面的墙上。 投射到墙上的光，有33.65厘米高，6.6厘米宽，从上到下依次是红色，橙色，黄色，绿色，蓝色，靛蓝色和紫色的光，正好是彩虹的颜色。 牛顿推断，阳光由彩虹所有颜色的光的混合，而棱镜以不同的角度弯曲（折射）它们，可以将颜色分离出来。
不过，他不能百分百确定。所以牛顿用一个小变化重复了这个实验。 这一次，他拿了第二个棱镜，让它拦截彩虹状的光线。当折射的颜色进入新的棱镜，它们重新组合成一个圆形的白色光束。 换句话说，牛顿取了一束白光，把它分成一束不同的颜色，然后重新组合。最终证明了他的假说。 罗伯特·潘恩（Robert Paine）的海星(1963-1969) 罗伯特·潘恩是一名生态学家，对顶级捕食者在环境中的作用十分着迷。 他在上世纪60年代，做出了一个假说：捕食者的数量限制了作为他们食物的生物的数量。那么当一个地区，一种主要的捕食者被消灭后，被捕食的物种会变得更多。
紫海星（学名奥克拉赫海星）大部分生活在海边岩石上，以贻贝、帽贝、藤壶、蜗牛等为食。根据这个假说，如果没有了紫海星，贻贝、藤壶和蜗牛的数量会激增。 1963年6月，他在华盛顿州的Mukkaw湾开始了这项雄心勃勃的实验。 在实验之前，潘恩观察记录了居住在他决定测试的地区的15种不同的动物和藻类。 之后，潘恩在十年间，一直清理Mukkaw湾的紫海星，尽力让一部分海岸线的岩石部分完全没有海星，并一直记录这个地区物种数量的变化。
他的记录显示，没有紫海星的控制，藤壶的数量激增。随后，加利福尼亚贻贝取代藤壶，它们主宰了这片土地。通过大量地将自己固定在岩石上，贻贝逐渐淘汰了其他生命形式。之后，这里变得不适宜很多物种生存，甚至连海绵、海葵和藻类等紫海星不吃的生物也不见了。 潘恩发现，所有这些物种在附近他未触及的另一片海岸线上仍然繁衍生息，这就排除了总环境变化的影响。 这个实验证明他的假说错了，最终他发现处于食物链顶端的动物不仅会影响到它们捕食的动物。除掉顶级捕食者会引发连锁反应，从根本上改变整个生态系统。
在上面三个例子里，我们可以看到假说这种方法在科研中的重要性： 1. 为今后的研究指明了方向； 2. 它指定了研究人员的关注点； 3. 它有助于设计研究技术； 4. 它防止盲目研究； 5. 它保证了准确性和精确性。 但是，一定要注意这一点，就是做的假说一定可以要有预测性，一定能被重复验证，最好能用科学方法量化。在提出一个假说并设计实验时，一定要仔细的思考，去掉其他可能影响的变量。 如果喜欢这篇文章，请关注刘老师，每天带来硬核科普。 |
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