科學(xué)發(fā)現(xiàn)的必由之路

【摘 要】假說(shuō)演繹法是很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)的必由之路。假說(shuō)演繹法包括四個(gè)步驟：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題→提出假說(shuō)→演繹假說(shuō)→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)分離定律的過(guò)程完美詮釋了這四個(gè)步驟。 作為科學(xué)工作者，一要保有一顆好奇之心，有一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛。二要尊重客觀事實(shí)，不可臆造。三要遵循科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律：假說(shuō)演繹法。

【關(guān)鍵詞】孟德?tīng)?豌豆雜交 假說(shuō)演繹法 好奇之心

孟德?tīng)柺且粋€(gè)了不起的生物學(xué)家，獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了基因分離定律和基因自由組合定律。孟德?tīng)柅@得成功的原因主要有4點(diǎn)①正確選用豌豆作為實(shí)驗(yàn)材料；②研究時(shí)采用單因素到多因素的方法；③用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果；④科學(xué)地設(shè)計(jì)了試驗(yàn)程序。

科學(xué)的實(shí)驗(yàn)程序指的就是假說(shuō)演繹法，假說(shuō)演繹法是很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)的必由之路。假說(shuō)演繹法包括四個(gè)步驟：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題→提出假說(shuō)→演繹假說(shuō)→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)分離定律的過(guò)程完美詮釋了這四個(gè)步驟。

一、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

孟德?tīng)枌?duì)自然有一顆好奇之心，對(duì)植物雜交充滿了熱愛(ài)。他的本職工作是修道院修道士的工作。工作之余，孟德?tīng)栆?guī)整了一個(gè)肥沃的菜園子，全身心投入到植物雜交的樂(lè)趣中。在對(duì)豌豆的雜交試驗(yàn)中，孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)了問(wèn)題。純種高莖豌豆和矮莖豌豆雜交，子一代表現(xiàn)為高莖，那么矮莖到哪去了呢？矮莖是消失不見(jiàn)了？還是隱藏在子一代高莖中？孟德?tīng)栕屪右淮咔o自交，子二代出現(xiàn)了高莖豌豆和矮莖豌豆。孟德?tīng)柊炎右淮斜憩F(xiàn)出來(lái)的高莖稱(chēng)為顯性性狀，把會(huì)“躲貓貓”的矮莖稱(chēng)為隱性性狀。孟德?tīng)柦y(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，子二代高莖豌豆和矮莖豌豆的數(shù)量比例總是接近3：1。

孟德?tīng)栍猛愣沟钠渌誀钪貜?fù)了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果一樣，最后都出現(xiàn)了3：1的現(xiàn)象。為什么總是3：1，這其中必然蘊(yùn)藏著某種規(guī)律，孟德?tīng)枦Q心把這個(gè)規(guī)律找出來(lái)。

二、提出假說(shuō)

查閱了很多了資料，前輩科學(xué)家沒(méi)有對(duì)這個(gè)現(xiàn)象給出過(guò)答案。孟德?tīng)柋仨毆?dú)立給出自己的解釋。孟德?tīng)栕屑?xì)分析了實(shí)驗(yàn)，反復(fù)推敲，日夜苦思冥想，大膽地做了很多了想象，最后給出了自己的解釋。1、生物的性狀是由遺傳因子決定的（遺傳因子其實(shí)就是我們后來(lái)熟悉的基因），遺傳因子有顯性和隱性之分。遺傳因子不融合、不消失2、體細(xì)胞中遺傳因子是成對(duì)存在的。3、生物體在形成生殖細(xì)胞——配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子彼此分離，分別進(jìn)入不同的配子中，配子中只含有每對(duì)遺傳因子中的一個(gè)。4、受精時(shí)，雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。孟德?tīng)柕募僬f(shuō)超越了時(shí)代。孟德?tīng)栍米约旱募僬f(shuō)完美地解釋了豌豆雜交試驗(yàn)。如下圖。

很多人研究做到這一步應(yīng)該已經(jīng)洋洋得意，沾沾自喜，急于發(fā)表自己的結(jié)論了。別急，研究還沒(méi)有結(jié)束。因?yàn)檫@只是假說(shuō)，對(duì)與不對(duì)，還沒(méi)有驗(yàn)證呢。

三、演繹假說(shuō)

自己的解釋對(duì)不對(duì)呢？孟德?tīng)枌?duì)自己的假說(shuō)進(jìn)行了演繹推理，然后用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。孟德?tīng)柺沁@樣演繹的，按照假說(shuō)，子一代高莖基因是雜合（Dd）的。如果讓高莖（Dd）和矮莖（dd）雜交，理論預(yù)測(cè)后代應(yīng)該有高莖豌豆，也有矮莖豌豆，而且高莖和矮莖比例應(yīng)該是1：1如下圖：

這個(gè)雜交被稱(chēng)為測(cè)交。如果實(shí)際結(jié)果符合理論預(yù)測(cè)，說(shuō)明理論正確。如果實(shí)際結(jié)果不符合理論預(yù)測(cè)，說(shuō)明理論錯(cuò)誤。

四、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

孟德?tīng)柊凑昭堇[進(jìn)行了測(cè)交實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)播種、澆水、施肥，開(kāi)花后細(xì)心對(duì)高莖（Dd）

豌豆和矮莖（dd）豌豆進(jìn)行了人工異花傳粉，收獲種子，再播種。孟德?tīng)栍眯量嗪湍托牡却愣钩砷L(zhǎng)，等待著開(kāi)花結(jié)果，等待著收獲！最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果，收獲的后代中高莖豌豆和矮莖豌豆比例1：1，符合理論預(yù)期，這說(shuō)明孟德?tīng)柕募僬f(shuō)是正確的，假說(shuō)變成了經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了的正確結(jié)論。后人把孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)的這個(gè)定律稱(chēng)為基因分離定律。

孟德?tīng)柕难芯窟^(guò)程給與我們很多有益的啟示。作為一個(gè)科學(xué)工作者，首先對(duì)自然要保有一顆好奇之心，才能發(fā)現(xiàn)自然種種奇妙之處，才有極大的熱情投入到孜孜不倦的研究中。當(dāng)我們遇到生活中一些奇怪的自然現(xiàn)象時(shí)，不要錯(cuò)過(guò)，要學(xué)會(huì)刨根問(wèn)底，多問(wèn)幾個(gè)為什么？這是怎么發(fā)生的？在給出自己的解釋時(shí)不可憑空胡想，要先對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)觀察，深入分析思考。構(gòu)建自己的理論要建立在事實(shí)的基礎(chǔ)上，不可憑空想象，脫離實(shí)際，空中樓閣?？茖W(xué)研究不是寫(xiě)小說(shuō)，可以隨意編排情節(jié)。在創(chuàng)造自己的理論時(shí)，在事實(shí)的基礎(chǔ)上要敢于大膽想象，不拘泥于傳統(tǒng)，突破傳統(tǒng)，創(chuàng)造新世界。理論的邏輯要嚴(yán)密，經(jīng)得起推敲。

當(dāng)我們用自己的假說(shuō)很好地解釋了某一個(gè)現(xiàn)象時(shí)內(nèi)心必定是喜悅的，充滿了滿足感的。但是別著急發(fā)表自己的理論。因?yàn)檎胬硎切枰聦?shí)來(lái)檢驗(yàn)的。怎么檢驗(yàn)？用自己的理論進(jìn)行演繹推理，對(duì)未來(lái)會(huì)發(fā)生的事進(jìn)行預(yù)測(cè)，或者對(duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)。如果實(shí)際結(jié)果符合理論預(yù)期，證明理論正確。如果實(shí)際結(jié)果與理論預(yù)期不一致，說(shuō)明理論錯(cuò)誤。那么你需要對(duì)你的理論進(jìn)行修正，或者提出新的理論。然后再實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，不斷重復(fù)假說(shuō)演繹這個(gè)過(guò)程，直到得到正確的結(jié)論。萬(wàn)不可自欺欺人，明明實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與預(yù)期不符，強(qiáng)行修改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，急于證明自己，急于發(fā)表研究成果。這是學(xué)術(shù)造假，研究者大忌。尊重客觀事實(shí)是每個(gè)研究者最起碼的職業(yè)操守。

作為科學(xué)工作者，一要保有一顆好奇之心，有一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛。二要尊重客觀事實(shí)，不可臆造。三要遵循科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律：假說(shuō)演繹法。具備了這三點(diǎn)，就比較容易取得研究成果。