為了回答清楚「論文實驗失敗,能畢業嗎?」這個問題,本系列三篇文章分別從「如何看待實驗失敗」、「為什麼實驗成敗與畢業無關」、「實驗失敗時該怎麼辦」這三個角度來回答。
當實驗結果不能驗證假設時,我們的第一想法是應該做些什麼來補救。補救的途徑有三個。
上一篇文章我們介紹了首先要考慮的補救途徑——檢查科研過程是否出錯。一般情況下,在檢查過程中都會有所收穫,從而發現之前的「實驗結果不能驗證假設」其實是假象。
如果你檢查完整個科研過程,沒有發現任何失誤,或者在改正了失誤之後仍然得出實驗結果不能驗證假設的結論,那麼你就需要考慮下一個補救途徑了。
你需要記住一點,你在研究最一開始提出的研究問題和假設,並不是確定了之後就不可更改了。不到最後提交論文的那一刻,研究問題和假設都可以變化。
當你的實驗結果不能驗證最初提出的假設的時候,不妨仔細看看你的實驗數據,看看能不能有意外的發現。要知道,歷史上有很多科學的巨大進步都產生於小小的不起眼的意外發現中。例如,倫琴發現X射線、瑞利和拉姆齊發現氬氣、弗萊明發現青黴素,等等。
在你分析實驗數據有新發現之後,你需要為這個新發現找到它能夠驗證的假設和回答的問題,從而使得實驗結果和假設一致。
先有研究問題和假設,再設計實驗得出結論,就好像先有媽媽再有孩子,研究流程順理成章。而為新發現匹配研究問題和假設的過程,就反過來了,是一個領著孩子找媽媽的過程。這個過程並不容易,可能還需要增加額外的實驗。
便利貼的發明就是一個很好的例子。便利貼最關鍵的部分是背後那種低粘性膠水。在便利貼發明之前,這種不粘的膠水被發明出來並閒置有5年的時間了。
3M公司的斯賓塞·西爾沃本想發明出一種強力膠水。經過日夜辛勞,沒想到卻得到一種可重複使用、對壓力敏感的低粘性膠水。在之後的5年中,雖然西爾沃不斷推廣他的低粘性膠水,但是由於沒能找到該膠水可以解決的問題,而一直沒有任何結果。
直到3M公司的另一位科學家亞瑟·傅萊在聽過西爾沃的介紹之後,嘗試用這種低粘性膠水將寫有歌詞的小紙條臨時固定在讚美詩書中,這才為西爾沃的低粘性膠水找到了歸宿。
亞瑟·傅萊(Arthur Fry)
我覺得,正是有這一途徑的保證,我們才會看到大部分已經發表的論文給出的都是研究結果可以驗證假設的結論。這是因為有經驗的研究者即使不能解決他最初設定的研究問題,也往往能夠從實驗結果中總結出一點新的東西,從而讓研究過程圓滿。
我們一起來看青黴素的發現者亞歷山大·弗萊明是如何做的。在他發現青黴素的殺菌效果後,他其實是想要進一步研究青黴素作為藥劑的臨床治療價值的。
然而,他一直無法成功從培養液中提取足夠純度和數量的青黴素供治療使用。你可以說他的「實驗失敗」了。但是,他沒有就此止步,而是為自己的實驗結果找到了可以解決的研究問題,並發表了論文。
他利用青黴素可以殺死很多細菌、但不能傷害流行性感冒B病菌的特性,解決了研究流行性感冒B病菌的學者們面臨的問題——如何得到純化的流行性感冒B病菌。
1929年弗萊明發表的關於青黴素的論文
在這篇文章中,我們詳細介紹了當實驗結果不能驗證假設的時候,補救的第二條途徑——尋找是否有新的發現。
如果你在分析實驗數據時有新的發現,可以嘗試為這個新發現找到它能夠驗證的假設和回答的問題,從而使得實驗結果和假設一致。
下一篇文章我們介紹第三條途徑。