第一种方法是：面向社会，着眼实际，到社会的需要中发现问题，寻找研究课题。恩格斯曾经说过：“社会一旦存在技术上的需要，则这种需要就会比10所大学更能把科学推向前进。”大家知道，在古埃及，由于丈量土地，研究尼罗河水的泛滥变化，以便找到规律，得到更大的收益，就促进了几何学的发展；我国古代的四大发明也都是当时社会和生产提出的需要；综观近代科学技术发展史上建树了功勋的那些科学家、工程师，他们绝大多数是从生产实践出发，发现了生产实践中的需要，从而抓住了科学技术进步中的有价值的问题作为自己研究课题的。本世纪40年代为了解决自动装置的不稳定问题，人们去研究负反馈的自动控制系统，形成古典控制理论； 学习效率 50年代末空间技术的迅速发展对控制论又提出了新问题，因而又促使“近代控制理论”的问世；随着大型的电子计算机的出现，对现代工业中的控制问题又提出了要求，这样又提出了现代控制理论的课题。所以说，分析当前实践中的问题，研究科学技术和实践中的矛盾之所在，了解社会实践对科学技术的要求和呼声，就能从中发现问题，寻找到我们的研究课题。第二种方法是分析矛盾，发现问题。所谓矛盾是指实验事实和现有理论观点之间的矛盾。认真分析事实，分析实验数据，弄清研究对象的性质，充分暴露实验事实与现有理论、观念的矛盾，在矛盾比较尖锐的地方提出问题，提出新的假说，设计新的实验验证方案，是现代科学技术发现研究课题的重要方法。1956年杨振宁、李政道发现弱相互作用字称不守恒定律就是这种方法的典型例子。他们详细研究了各处实验资料后，发现在1956年以前，一切微观过程都遵从宇称守恒定律的概念虽然是为物理学家普遍接受的，但是实际上只是强相互作用和电磁作用过程中的宇称守恒定律得到了实验证实，而弱相互作用中宇称守恒定律始终没有得到实验证实。于是，他们以创造性的洞察力“不仅把事实搜集在一起，而且以新观点看它们……”提出了弱相互作用宇称不守恒定律的新假说、新理论。随后，在吴健雄领导下的实验工作证实了他们的假定。分析矛盾，发现问题，确定课题还必须实事求是，对科学技术和实践、实验两方面的情况作周密、深入的调查研究。为此，对于在这三部曲的第一阶段，我们建议不妨可从以下几方面着手来进行调查研究。即从“内、外”、“纵、横”、“正、反”、“新、旧”等方面入手。所谓“内、外”，即是在自己本学科的内外、国内和国外的研究成果范围的内外等方面进行事实的搜集、文献检索、动态研究等工作。
而所谓“纵、横”则是本学科的深试、广度方面，以本门学科和交叉学科，边缘学科等方面横向渗透、学科交叉来综合分析。“正、反”则是指在研究某个问题时，既有正向思维，又有逆向思维，要考虑一个问题有“利”之处，也应考虑其有“弊”之点。而“新、旧”的意思则是告诉大家在研究问题时，旧的概念、旧的方法应尽可能全都收集到，同时对一些新的提法、新的观点也不要放过。科学研究必须立足于事实和资料。只有当事实和资料丰富、全面而又真实可靠时，才有可能形成正确的概念、判断和推理。第三种方法是敢于质疑，勇于挑战，摆脱旧体系、旧框架，从传统观念束缚下跳出来。以物理学力例来说，我们在学习基础课时，除了学习基础知识外，同时也不可避免地学习了物理框架，受原有的体系的先人为主的影响，伟大的物理学家牛顿在他的《自然哲学的数学原理》一书中曾说：“我奉献这一作品，作为哲学的数学原理，因为哲学的全部责任似乎在于——从运动的现象去研究自然界的力，然后从这些力去说明其他想象。”这就是牛顿所发展和使用的框架，即物理的全部责任是寻找力，然后，再用这些力去预言或预测其他运动。但是，物理框架不是一成不变的，一代人有一代人的标准，这个标准也就是框架，下一代人往往认为上一代人对问题的提法本身就不对，而解释框架的不对和指出框架的不对这就是发展。例如，对行星运动的描述，在哥白尼一开普勒时期，他们追求的是寻找运动的“和谐”，开普勒认为水、金、地球、火、木、土等几个大行星的排列，是由宇宙和谐所决定的，开普勒研究宇宙规律时，使用的就是和谐性的框架，即所谓的多面体模型。他的许多著作是用音乐符号写的，因为他认为天上的事物应当与音乐一样是十分和谐的。到了牛顿这一代，他不采用这个框架了，牛顿的框架的核心是力，是力所决定的因果性。伟大的物理学家爱因斯坦，则是通过哲学观点和逻辑思考提出新的物理框架，建立相对论的。根据爱因斯坦的广义相对论，运动是用弯曲时空来解释的，在这种体系中并没有牛顿意义下的引力。按照牛顿的框架要解释物体的运动就要寻找力；按爱因斯坦的观点要解释物体的运动就要弄清时空的弯曲。
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