如何提出研究問題和研究假設(shè)？ | 科學(xué)研究的方法（二）
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編者按：
做科學(xué)研究，首先要學(xué)習(xí)做研究工作的方法。所謂 “工欲善，必先利其器”，這句話就是講改進(jìn)和完善自己工作方法的重要性。
作者蔣百川博士后期間，因教授Flom “世界上有多少事沒人做過，你做得過來嗎？這不能成為你要做這個研究的理由”的反問，開始認(rèn)識到學(xué)習(xí) “研究方法” 的重要性。之后蔣百川進(jìn)行了相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，并在實(shí)踐中不斷改進(jìn)，逐步掌握了這方面的知識。2013年他退休后開始陸續(xù)撰文分享積累的經(jīng)驗(yàn)、心得體會，并匯聚成一本《科學(xué)研究的方法》?！吨R分子》獲作者授權(quán)，將陸續(xù)為大家分享書中內(nèi)容，此為該系列的第二篇。
撰文 | 蔣百川（美國諾瓦東南大學(xué)教授）
責(zé)編 | 鄧志英
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3.
如何提出研究問題和研究假設(shè)？
（1、2節(jié)請見本系列第一篇）
在上節(jié)中（閱讀文獻(xiàn)與綜述的寫作），我講到對于剛進(jìn)入研究領(lǐng)域的科學(xué)工作者，首先是需要進(jìn)行閱讀文獻(xiàn)與寫作綜述。這就像我們?nèi)ズ＿呌斡緯r，先沿著海灘走走，看看水面的情況，有時候還用手捧起一點(diǎn)海水抹抹身體，活動一下，這都是 “下水” 之前的準(zhǔn)備工作。
在文獻(xiàn)看得差不多了，綜述的寫作也開始后，就應(yīng)該想一下，怎樣著手我自己的研究工作。這時候首先要問自己，我的總的研究方向是什么，也就是打算干三、五年，甚至一輩子想要研究的東西。譬如拿我來說，從做博士論文開始就把方向定在研究近視眼，因?yàn)橐皇歉械接猩鐣枰?，二是自己有興趣。直到七十歲退休，主要的研究工作都是圍繞在這個領(lǐng)域。確定了總的研究方向以后，便要考慮現(xiàn)在從哪一點(diǎn)著手。這就是要提出你當(dāng)前要著手研究的問題是什么？我主張是從大處著眼、小處著手。研究方向要定得長遠(yuǎn)，研究問題要定得具體。
研究問題（Research Question）究竟是指什么？
a. 首先必須是你有興趣去研究的一個問題；
b. 是具有挑戰(zhàn)性的吸引人的問題；
c. 是與已有知識密切有關(guān)的問題，通過研究這個問題，其答案可以加深或擴(kuò)大我們原有的認(rèn)識；
d. 是一個簡單而直接的問題，應(yīng)該避免抽象而不具體的問題以及有太多變量的問題；
e. 研究問題必須有可行性，也就是通過實(shí)驗(yàn)、觀察、調(diào)查等可以找到答案的問題。
對于剛剛起步的研究工作者，開始時要把研究問題定得簡單一點(diǎn)。但是簡單并不等于沒有深度和難度，不等于不能有重大發(fā)現(xiàn)。切記：“Garbage in, garbage out”，好的研究結(jié)果來自于提出好的研究問題?？茖W(xué)工作和成果是要逐步積累的，這就像打仗一樣（雖然我沒有打過仗，但很喜歡看描寫戰(zhàn)爭的歷史小說），總的目標(biāo)是消滅一個集團(tuán)軍或攻下一座城市，但真正打起來，還是要以每次消滅一個連、一個營，攻占一個據(jù)點(diǎn)為一次行動的目標(biāo)。一個成功的科學(xué)家就應(yīng)該像一個將軍，他會在一個領(lǐng)域發(fā)表一系列的文章。起初時候旁人不知他的最終目的，但在一個階段之后，你會發(fā)現(xiàn)原來他是有步驟有計(jì)劃地解決了一個大問題。
在確立自己的研究問題時，關(guān)鍵是學(xué)會將一般問題轉(zhuǎn)化成一個可以研究的問題。記住，不是所有的問題都可以轉(zhuǎn)化為研究問題。例如，我們經(jīng)常有很多 ‘想法’，這可能是潛在的研究問題，但是將它們轉(zhuǎn)化成真正有意義的研究問題不總是很容易的。
我認(rèn)識一位資深教授，毎天上班，他都會給他的學(xué)生帶去很多奇思妙想，然后讓他們作為課題去研究研究。我以為其實(shí)他還不懂將他的這種想法轉(zhuǎn)換成研究問題的重要性，這樣的風(fēng)格也害苦了他的研究生，他們有時候不知道如何著手，有時候是浪費(fèi)時間和財(cái)力，只做出一些垃圾的東西。
此外，形成一個研究問題，需要你在相應(yīng)領(lǐng)域有豐富的知識，熟悉有關(guān)的研究方法，還需要你長期的用心思考，特別是在閱讀與掌握已有文獻(xiàn)之后，要能找到在現(xiàn)在的研究結(jié)果的基礎(chǔ)上再深入下去的突破口，對于初學(xué)者來講，這方面是會有困難的。所以在開始時應(yīng)多求得導(dǎo)師的指導(dǎo)和幫助，多與同學(xué)討論，并且每次做研究時要有目的地學(xué)習(xí)如何才能形成一個好的研究問題。
在形成研究問題時，關(guān)鍵在于概念的應(yīng)用及假設(shè)的提出。此時，必須將概念轉(zhuǎn)化為可以量度的變量。當(dāng)一個概念（concept）可以用數(shù)值來量度時，這個數(shù)值就稱之為變量（variable）。
下面用具體的例子說明無法量化的和可以量化的概念，例如：這個菜很好吃、睡得不香、不喜歡這個電影、他是一個好人，這些都是屬于無法量化的概念；這個程序很有效、這個醫(yī)院對病人有高質(zhì)量的服務(wù)、這項(xiàng)工作很浪費(fèi)時間、在這個單位有歧視婦女的情況，則屬于可以量化的概念。
有時候，需要先從概念到指標(biāo)（index）再到變量。例如：富有，學(xué)術(shù)成就是兩個概念。與它們相對應(yīng)的指標(biāo)有，（富有）收入、固定資產(chǎn)，（學(xué)術(shù)成就）學(xué)位、業(yè)績、職位等級、研究成果、學(xué)界地位等。與這些指標(biāo)相對應(yīng)的變量則是，（富有）年收入、房產(chǎn)、汽車、存款、投資、其他財(cái)產(chǎn)，（學(xué)術(shù)成就）學(xué)士/碩士/博士、所教課程、講師/副教授/教授、發(fā)表文章數(shù)量/雜志影響因子/文獻(xiàn)引用次數(shù)、學(xué)會/專業(yè)雜志中職務(wù)等等。
關(guān)于變量的種類大扺有：
a. 從因果關(guān)系的角度：分自變量、因變量、外部變量（或稱中介變量）；
b. 從研究設(shè)計(jì)的角度，自變量有主動型和屬性型兩種；主動型是可以被操作、變化或控制。如在一種刺激/反應(yīng)關(guān)系的測量中刺激值就是主動型自變量的例子（而反應(yīng)值則是因變量）。屬性型是不能變化或控制，例如受試者（物）的特征，如年令、性別、教育程度等。
c. 從測量角度來看待變量，也會有兩種途徑劃分變量種類：即測量單位是離散型的（命名的或序數(shù)的）或連續(xù)型的，以及測量單位是定性的或定量的。
以下舉一個例子來說明上述的步驟：某社會學(xué)工作者對酒精中毒這個危害社會與個人的問題很感興趣。他把這個問題細(xì)分為如下方面：酒精中毒的特征、形成過程、對家庭的影響、社會對酒精中毒的態(tài)度、對酒精中毒者的處理模式及有效性等等。然后他選擇其中之一，以 “酒精中毒對家庭影響” 作為研究工作的首要方面。據(jù)此提出如下研究問題：
酒精中毒對婚姻關(guān)系的影響；
酒精中毒如何影響兒童的生活；
酒精中毒如何影響家庭的經(jīng)濟(jì)。
進(jìn)一步他需要檢查一下，為實(shí)現(xiàn)這些研究目的，
所需的工作量，
他的時間，
他的財(cái)力，
他或他的導(dǎo)師在這方面的技術(shù)專長。
最后再重復(fù)思考一下：
是否對此問題的研究真正有興趣，
是否同意這個研究目的，
他可利用的資源（如受試者、時間、財(cái)力），
自己的專長能否勝任這項(xiàng)研究。
在這幾點(diǎn)上都得到肯定之后，他便可以確立這項(xiàng)研究工作的研究問題。
在形成研究問題的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步提出研究假設(shè)（hypothesis）。“假設(shè)”是研究者對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一種嘗試性的猜測，它的正確與否還是末知的，大部分情形是在討論兩個或多個變量之間的一種特殊關(guān)系。通常，一個假設(shè)可用實(shí)驗(yàn)或觀察加以支持或否定。一個假設(shè)證錯容易，但要證對不易。
一般來講，研究假設(shè)有如下的特征：
a. 假設(shè)必須是簡單和單一的；
b. 假設(shè)必須是可以被驗(yàn)證的；
c. 假設(shè)必須是與已知的知識有聯(lián)系的；
d. 假設(shè)必須是可操作的。
研究假設(shè)的形式，從推演角度來看，分歸納式或演繹式，從表達(dá)角度來分，有敘述變量之關(guān)系式及敘述變量之差別（Null hypothesis，零假設(shè)）式。
下面再用一個實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來說明怎樣形成的不同研究假設(shè)。
有一個研究的目的是：母子保健服務(wù)（MCH），營養(yǎng)品免費(fèi)供應(yīng)（NS）和嬰兒死亡率的關(guān)系。在研究中，研究者將所有被考察與跟蹤的嬰兒分為四種情況：
1）同時享有免費(fèi)營養(yǎng)品及母子保健服務(wù)（MCH＋NS），
2）僅享有母子保健服務(wù)（MCH），
3）僅享有免費(fèi)營養(yǎng)品（NS），
4）均不享有母子保健服務(wù)及免費(fèi)營養(yǎng)品（對照組）。
于是，可以有好幾種方式來形成研究的假設(shè)：
1）不同的處理方式不會影響死亡率 （零假設(shè)），
2）MCH＋NS 組相對于其他三組有較低死亡率 （差別假設(shè)），
3）嬰兒死亡率在MCH 組在五年內(nèi)將被控制在3%的水平 （患病率假設(shè)），
4）嬰兒死亡率在五年內(nèi)在MCH 組比NS 組低3 倍 （關(guān)聯(lián)假設(shè)）。
本文大致上介紹了在科學(xué)研究開始階段，研究者必須思考并明確提出研究問題，并進(jìn)一步對研究結(jié)果提出假設(shè)。只有好的可行的問題，才會有好的研究結(jié)果。研究者經(jīng)過自己不斷地探索、艱苦地工作，通過驗(yàn)證一個個假設(shè)，才可能上升到建立理論，甚至確立為定律。
現(xiàn)在有些人往往把理論與應(yīng)用對立起來。我的兩位導(dǎo)師（美國），他們在退休前寫的最后一篇論文，都不約而同地總結(jié)了自己多年從事科學(xué)研究的體會，他們的結(jié)論是，好的理論工作必然來源于實(shí)際問題，實(shí)際問題的真正解決又靠理論上的突破，兩者相輔相存，交叉地發(fā)展和前進(jìn)。這一點(diǎn)我將會在今后的文章里再作詳述。
下一篇，將講述《科學(xué)研究的方法》中“實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)”。
作者簡介
蔣百川
美國NOVA東南大學(xué)教授，國際級眼視光學(xué)專家、美國視光研究院研究員，衛(wèi)生部近視眼研究所外方所長。
