如何提出研究问题和研究假设？ | 科学研究的方法（二）
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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，此为该系列的第二篇。
撰文 | 蒋百川（美国诺瓦东南大学教授）
责编 | 邓志英
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3.
如何提出研究问题和研究假设？
（1、2节请见本系列第一篇）
在上节中（阅读文献与综述的写作），我讲到对于刚进入研究领域的科学工作者，首先是需要进行阅读文献与写作综述。这就像我们去海边游泳时，先沿着海滩走走，看看水面的情况，有时候还用手捧起一点海水抹抹身体，活动一下，这都是 “下水” 之前的准备工作。
在文献看得差不多了，综述的写作也开始后，就应该想一下，怎样着手我自己的研究工作。这时候首先要问自己，我的总的研究方向是什么，也就是打算干三、五年，甚至一辈子想要研究的东西。譬如拿我来说，从做博士论文开始就把方向定在研究近视眼，因为一是感到有社会需要，二是自己有兴趣。直到七十岁退休，主要的研究工作都是围绕在这个领域。确定了总的研究方向以后，便要考虑现在从哪一点着手。这就是要提出你当前要着手研究的问题是什么？我主张是从大处着眼、小处着手。研究方向要定得长远，研究问题要定得具体。
研究问题（Research Question）究竟是指什么？
a. 首先必须是你有兴趣去研究的一个问题；
b. 是具有挑战性的吸引人的问题；
c. 是与已有知识密切有关的问题，通过研究这个问题，其答案可以加深或扩大我们原有的认识；
d. 是一个简单而直接的问题，应该避免抽象而不具体的问题以及有太多变量的问题；
e. 研究问题必须有可行性，也就是通过实验、观察、调查等可以找到答案的问题。
对于刚刚起步的研究工作者，开始时要把研究问题定得简单一点。但是简单并不等于没有深度和难度，不等于不能有重大发现。切记：“Garbage in, garbage out”，好的研究结果来自于提出好的研究问题。科学工作和成果是要逐步积累的，这就像打仗一样（虽然我没有打过仗，但很喜欢看描写战争的历史小说），总的目标是消灭一个集团军或攻下一座城市，但真正打起来，还是要以每次消灭一个连、一个营，攻占一个据点为一次行动的目标。一个成功的科学家就应该像一个将军，他会在一个领域发表一系列的文章。起初时候旁人不知他的最终目的，但在一个阶段之后，你会发现原来他是有步骤有计划地解决了一个大问题。
在确立自己的研究问题时，关键是学会将一般问题转化成一个可以研究的问题。记住，不是所有的问题都可以转化为研究问题。例如，我们经常有很多 ‘想法’，这可能是潜在的研究问题，但是将它们转化成真正有意义的研究问题不总是很容易的。
我认识一位资深教授，毎天上班，他都会给他的学生带去很多奇思妙想，然后让他们作为课题去研究研究。我以为其实他还不懂将他的这种想法转换成研究问题的重要性，这样的风格也害苦了他的研究生，他们有时候不知道如何着手，有时候是浪费时间和财力，只做出一些垃圾的东西。
此外，形成一个研究问题，需要你在相应领域有丰富的知识，熟悉有关的研究方法，还需要你长期的用心思考，特别是在阅读与掌握已有文献之后，要能找到在现在的研究结果的基础上再深入下去的突破口，对于初学者来讲，这方面是会有困难的。所以在开始时应多求得导师的指导和帮助，多与同学讨论，并且每次做研究时要有目的地学习如何才能形成一个好的研究问题。
在形成研究问题时，关键在于概念的应用及假设的提出。此时，必须将概念转化为可以量度的变量。当一个概念（concept）可以用数值来量度时，这个数值就称之为变量（variable）。
下面用具体的例子说明无法量化的和可以量化的概念，例如：这个菜很好吃、睡得不香、不喜欢这个电影、他是一个好人，这些都是属于无法量化的概念；这个程序很有效、这个医院对病人有高质量的服务、这项工作很浪费时间、在这个单位有歧视妇女的情况，则属于可以量化的概念。
有时候，需要先从概念到指标（index）再到变量。例如：富有，学术成就是两个概念。与它们相对应的指标有，（富有）收入、固定资产，（学术成就）学位、业绩、职位等级、研究成果、学界地位等。与这些指标相对应的变量则是，（富有）年收入、房产、汽车、存款、投资、其他财产，（学术成就）学士/硕士/博士、所教课程、讲师/副教授/教授、发表文章数量/杂志影响因子/文献引用次数、学会/专业杂志中职务等等。
关于变量的种类大扺有：
a. 从因果关系的角度：分自变量、因变量、外部变量（或称中介变量）；
b. 从研究设计的角度，自变量有主动型和属性型两种；主动型是可以被操作、变化或控制。如在一种刺激/反应关系的测量中刺激值就是主动型自变量的例子（而反应值则是因变量）。属性型是不能变化或控制，例如受试者（物）的特征，如年令、性别、教育程度等。
c. 从测量角度来看待变量，也会有两种途径划分变量种类：即测量单位是离散型的（命名的或序数的）或连续型的，以及测量单位是定性的或定量的。
以下举一个例子来说明上述的步骤：某社会学工作者对酒精中毒这个危害社会与个人的问题很感兴趣。他把这个问题细分为如下方面：酒精中毒的特征、形成过程、对家庭的影响、社会对酒精中毒的态度、对酒精中毒者的处理模式及有效性等等。然后他选择其中之一，以 “酒精中毒对家庭影响” 作为研究工作的首要方面。据此提出如下研究问题：
酒精中毒对婚姻关系的影响；
酒精中毒如何影响儿童的生活；
酒精中毒如何影响家庭的经济。
进一步他需要检查一下，为实现这些研究目的，
所需的工作量，
他的时间，
他的财力，
他或他的导师在这方面的技术专长。
最后再重复思考一下：
是否对此问题的研究真正有兴趣，
是否同意这个研究目的，
他可利用的资源（如受试者、时间、财力），
自己的专长能否胜任这项研究。
在这几点上都得到肯定之后，他便可以确立这项研究工作的研究问题。
在形成研究问题的基础上，可以进一步提出研究假设（hypothesis）。“假设”是研究者对于实验结果的一种尝试性的猜测，它的正确与否还是末知的，大部分情形是在讨论两个或多个变量之间的一种特殊关系。通常，一个假设可用实验或观察加以支持或否定。一个假设证错容易，但要证对不易。
一般来讲，研究假设有如下的特征：
a. 假设必须是简单和单一的；
b. 假设必须是可以被验证的；
c. 假设必须是与已知的知识有联系的；
d. 假设必须是可操作的。
研究假设的形式，从推演角度来看，分归纳式或演绎式，从表达角度来分，有叙述变量之关系式及叙述变量之差别（Null hypothesis，零假设）式。
下面再用一个实验设计来说明怎样形成的不同研究假设。
有一个研究的目的是：母子保健服务（MCH），营养品免费供应（NS）和婴儿死亡率的关系。在研究中，研究者将所有被考察与跟踪的婴儿分为四种情况：
1）同时享有免费营养品及母子保健服务（MCH＋NS），
2）仅享有母子保健服务（MCH），
3）仅享有免费营养品（NS），
4）均不享有母子保健服务及免费营养品（对照组）。
于是，可以有好几种方式来形成研究的假设：
1）不同的处理方式不会影响死亡率 （零假设），
2）MCH＋NS 组相对于其他三组有较低死亡率 （差别假设），
3）婴儿死亡率在MCH 组在五年内将被控制在3%的水平 （患病率假设），
4）婴儿死亡率在五年内在MCH 组比NS 组低3 倍 （关联假设）。
本文大致上介绍了在科学研究开始阶段，研究者必须思考并明确提出研究问题，并进一步对研究结果提出假设。只有好的可行的问题，才会有好的研究结果。研究者经过自己不断地探索、艰苦地工作，通过验证一个个假设，才可能上升到建立理论，甚至确立为定律。
现在有些人往往把理论与应用对立起来。我的两位导师（美国），他们在退休前写的最后一篇论文，都不约而同地总结了自己多年从事科学研究的体会，他们的结论是，好的理论工作必然来源于实际问题，实际问题的真正解决又靠理论上的突破，两者相辅相存，交叉地发展和前进。这一点我将会在今后的文章里再作详述。
下一篇，将讲述《科学研究的方法》中“实验的设计”。
作者简介
蒋百川
美国NOVA东南大学教授，国际级眼视光学专家、美国视光研究院研究员，卫生部近视眼研究所外方所长。
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