1.7 科學方法的4個步驟

學習目標：

解讀對一個想法進行科學檢驗所需的4個基本步驟。

對任何想法進行科學檢驗都需要遵循4個基本步驟。我們可以將這4個步驟應用于探究糖使兒童亢奮的問題（見圖1-5）。基本上所有的科學家都遵循相同的步驟，無論他們從事的是心理學、生物學、化學、天文學，還是其他任何科學研究工作。因此，讓這些領域具有科學性的是方法，而非它們的主題。

1.7.1 提出假設

首先需要一個具體的可檢驗的想法或預測，它們也被稱為假設（hypothesis）。這個術語的字面意思是“小理論”，因為它通常只代表一個更宏大的理論解釋中的一部分。比如，某個假設預測內向的人容易被外向的人吸引，這個假設可能是整合所有浪漫吸引構成要素理論的一部分。假設還可能只是激發我們好奇心的一個有趣的觀點，就像我們研究糖對兒童的影響一樣。

為了可檢驗，假設必須具有潛在的可證偽性，也就是說，必須用一種可證明其正確或錯誤的方式來表述。讓我們用下述假設來說明如何進行檢驗：糖讓孩子變得亢奮。我們可以通過讓孩子吃糖，然后觀察他們的活躍水平來檢驗這一假設。如果我們發現孩子的活躍水平沒有增加，那么這個假設就被證偽了。如果我們僅陳述一個價值判斷，比如，糖對孩子“有害”，這條假設就無法被證偽?？茖W不以做出價值判斷為目的，也無法回答不能進行實證檢驗的問題。表1-2列出了一些科學方法無法解答的問題。

注：科學方法不適用于回答這些不能實施客觀、實證檢驗的問題。

雖然科學有助于我們理解這些問題，但問題的答案最終要通過邏輯、信仰、立法、共識或其他科學方法以外的方式來尋找。

之后，科學家必須清晰地思考如何檢驗所提出的假設。他們需要用具體的術語定義研究的每個方面，這些術語被稱為操作性定義（operational definitions）。以下就是我們這項研究的操作性定義。

• “孩子”的操作性定義。我們無法對世界上所有的孩子進行檢驗。因此，我們對“孩子”的操作性定義可能是附近小學三年級某個班的所有學生。
• “糖”的操作性定義。類似地，我們可以將我們所說的“糖”定義為軟飲料中的含糖量。例如，如果我們決定使用七喜作為糖的來源，那么“糖”的操作性定義就是一罐七喜中的38克糖。（我們需要使用不含咖啡因的飲料，如七喜，以避免咖啡因對兒童行為可能產生的混淆影響。）
• 亢奮的操作性定義。這就比較復雜了。假設我們專門訓練了一批觀察者，他們會在下面這個5點量表上對每個孩子的行為進行評分。

那么，如果我們在研究中給一些孩子喝含糖飲料，給其他孩子喝含人造甜味劑的同種飲料，我們可以將“亢奮”操作性地定義為，含糖飲料組的平均活躍程度的評分顯著更高。

掌握了假設和操作性定義，我們就已經向科學研究邁出第一步了。接下來，讓我們來檢驗我們的假設。（像占星術或算命這樣的偽科學的最大失敗之處就在于，它們無法真正采取這一步驟來檢驗自身的主張。）

1.7.2 收集客觀數據

我們的實證研究從這里開始。從字面上看，實證意味著“基于經驗的”——與完全基于希望、權威、信念或者“常識”的推測形成鮮明對比。然而，如果我們錯誤地將某個人的經驗歸類為“實證的”，那么這個術語的字面定義可能就是有誤導性的。無論一個人的經驗多有說服力，它仍然只是軼事或口頭證詞，需要在科學研究的受控條件下接受檢驗。正如我們在本章前面部分的“批判性思維”一節中所探討的那樣，假設一個人的經驗也適用于其他人是危險的。

實證地研究問題意味著仔細地、系統地收集證據，我們需要采用幾種被證明可行的方法中的某一種，在下一節我們將深入探討這些方法。設計這類方法是為了避免我們的預期、偏見和歧視所導致的錯誤結論。實證研究的優點在于我們可以更有信心地將獲取的數據（data）應用或推廣到更多人身上。

1.7.3 分析結果

在收集完數據之后，我們會用一些數學或統計公式來分析數據。如果你討厭數學，也不用擔心：對統計過程的詳細解釋已經超出了本書的范疇——事實上，接受高等心理學教育的學生會修習關于統計方法的全部課程！然而，在我們的實驗中，統計分析相對簡單且直接，因為我們只想知道攝入含糖飲料的孩子的評分是否高于攝入無糖飲料的孩子。如果“是”，我們就可以宣布我們的假設得到了支持。如果“不是”，我們就否定這一假設。無論是哪種結果，我們都會獲得一些知識。

1.7.4 發表、評論并重復實驗結果

科學方法的最后一步，是把完成的研究結果公布出來，接受科學界的審查和評論，你可以通過在專業期刊上發表論文、在專業會議上做報告，或者把研究內容寫成一本書來完成這最后一步。之后研究人員需要等待評論者的回應。

如果同行認為這項研究有趣且很重要——尤其是當它挑戰了其他研究或一個被廣泛認可的理論——那么評論者可能會尋找你研究設計中的缺陷：主試是否恰當地選取了被試？統計分析是否正確？是否有其他因素也能導致這一結果？或者，他們可能會重復這項研究來對它進行檢驗。為了對實驗進行重復檢驗（replicate），他們會自己重新做一遍，看看是否能得到相同結果。

事實上，我們所進行的糖對孩子影響的研究是馬克·沃爾雷奇和他的同事們（Mark Wolraich et al.，1995）之前所做研究的簡化復制。他們的研究持續了3周，比較了一組高糖飲食的孩子和另一組低糖飲食（含人造甜味劑）的孩子。與坊間流傳的智慧相反，研究人員發現兩組孩子在行為和認知（心理）功能上沒有差異。因此，如果我們的研究發現了“高糖”效應，那么它就與沃爾雷奇的發現相矛盾，最后它會受到仔細的審查和批評。

論文在正式發表前還要進行專家評審，以斃掉那些在設計或實施上有缺陷的研究。期刊編輯和圖書出版商（包括本書的出版商）通常會征求專業審稿人的意見。一般情況下，作者會收到有益的、即使有時是令人痛苦的修改建議。只有當一個假設掃清了這些障礙，編輯們才會予以出版付印，學者們才會將它暫定為科學的“真理”。

但我們要強調的是，科學發現永遠是暫定的。只要它們還沒被推翻，它們就永遠要面對來自新研究的威脅，或是需要一個新的解釋，或是把以前的研究成果送到學術垃圾里。因此，沃爾雷奇關于糖的研究結果最終也可能會被更好、更權威的知識所取代（盡管在本書撰寫時還沒被推翻）。顯然，科學方法并不是一個完美的系統，但它卻是迄今為止檢驗關于自然界的各種觀點的最好方法。因此，它是人類最偉大的智力成果之一。