文献阅读中如何寻找科学问题——以构造变形研究为例

何文刚

（遵义师范学院工学院，贵州遵义563006）

1 引言

科学问题是一定历史时代的产物，时代所提供的知识背景决定着科学问题内涵深度和解答途径，只有通过对科学背景知识的深入分析，才能提出有价值的科学问题，而同一问题，在不同的知识背景下，其内涵深度也是不同[1,2]。然而，在科学研究中，存在许多不够恰当的选题。特别是很多学者喜欢用“第一次”表述其研究成果的创新性，如最近十多年来在，部分学者用第一次提出“渠流模式”来解释某种构造变形现象，其实该模式在Holden(1998)就已经提出并加以论述[3]。总之，有关不合理的科学用语和选题现象数不胜数。因此，科学问题的恰当选择非常必要。本文通过自己博士论文选题的体会对此进行探讨。在科学研究中，科研论文的发表及创新性观点的提出是研究的必备环节，其对研究人员的工作具有非常重要的导向作用，而科研论文的选题占有重要的角色，因为它关系到论文质量的高低以及创新。如果研究论文的科学问题前人已经研究透彻并逼近客观真理，这样的选题及论文只是重复，则该论文质量不高或者只是浪费时间，而且有的论文因选题没有科学性且论述的不可靠而误导了后续读者，其影响是非常可怕的。总而言之，科学问题的选择具有非常重要的价值，而在阅读中如何寻找科学问题，将对科研人员的研究工作具有非常重要的指导意义。笔者以阅读构造变形文献，寻找该领域科学家在探索科学问题的前后关系以及其科学问题产生的文献根源为起点，探讨这一学术问题。

2 构造变形研究中的科学问题研究及其探索

在构造变形科学问题探讨中，一大批科学家对该领域的发展贡献了毕生精力，形成了目前有关挤压、走滑及伸展等构造体系的几何学、运动学及动力学的研究成果。科学问题的发展总是站在前人认识的基础上创新。如构造变形砂箱实验重要代表人物之一意大利科学家Bonini先生，笔者看过他大量的砂箱模拟实验论述[4-8]，从中发现一个问题，他就关于褶皱-冲断带中Outward Propagation of Folding（译：向外扩展褶皱构造）和PassiveRoofDuplex（译：被动顶板双冲构造）两个典型构造样式，开展了一系列的研究，其中向外扩展褶皱构造样式问题最早来源于Banks和Warbueton（1986）对前展式逆冲构造被动顶板之上层序的被动滑动论述时涉及；而被动顶板双冲构造是Davis和Engelder(1985)在研究阿巴拉契亚褶皱变形样式时提出[9,10]。这两种构造样式常常发育在造山带的褶皱-冲断带前缘。因此，Bonini先生在阅读前人文献的基础上，开展了有关褶皱-冲断带前缘向外扩展褶皱构造样式和被动顶板双冲构造样式的物理模拟研究，认识到这两种构造变形分别产生于不同的构造环境，被动顶板双冲构造样式越过叠瓦式逆冲带，而滑脱层之上的向外扩展褶皱构造样式则发生一定转换变化，同时认识到了其变形具有一定差异性并发表在Journal of Geophysical Research期刊上。在2003年，Bonini先生在开展冲断带滑脱褶皱、褶皱幅度及底辟构造实验时，仍然围绕向外扩展褶皱构造样式和被动顶板双冲构造样式开展研究，相关成果在Tectonics期刊上发表。2007年，Bonini先生针对脆-韧性冲断带，开展了变形模式和构造运动学指向的研究，仍然利用前期研究主题被动顶板双冲构造样式和向外扩展褶皱构造样式，考虑了二者的过度形式（Composite-roof Duplex），并发表在Journal of Structural Geology期刊上。

从Bonini先生紧紧围绕向外扩展褶皱构造样式和被动顶板双冲构造样式这一褶皱-冲断带前缘变形样式，归纳总结到进行深入研究这一研究工作过程，可推测出科学问题的产生是可以在阅读文献时归纳总结提出，然后就该问题逐渐深化并扩展研究领域，使得研究总是站在前缘，科学问题总是不缺乏，问题的解释也越来越完善，认识更加合理。但是寻找科学问题选择仍然难度大，对博士研究生仍然不易。

深知科学问题产生难度大，笔者在平时的工作中不断琢磨，经常与导师交流并系统、详细研究导师的科研论文、项目研究报告等文献资料，从另一渠道了解科学研究的主题。周建勋教授在2016年发表了一篇有关侧向摩擦力对俄勒冈卡斯卡底古陆构造变形影响的文章[11]。文章中引用了有关前人对侧向摩擦力影响因素探讨和构造变形控制因素的文献资料。笔者以顺藤摸瓜方式，把论文中列举的前人文献阅读了一遍。发现科学问题来自几个地方：有关三维变形认识，Tikoff在1999年的“位移控制构造特征”一文，认为在运动学和动力学研究中，三维构造变形研究非常重要且当时对该问题的理解还很不够，同时以三维方式去考虑构造变形，往往会得到惊人的结果甚至所得结果会与预想结论相反（Analyzing deformation in three dimensions often leads to surprisingandcounter-intuitiveresults），而这一认识又是Tikoff（1999）引用于FossenandTikoff(1994)和TreagusandLisle(1997)的文献中[12-15]。而有关俄勒冈卡斯卡底古陆南北段运动学指向差异研究，在当时所建立的模式中，向陆的运动学指向没法解释（Mckay，1992，1995），针对这一问题前人开展了大量的研究[16,17]，如Mckay（1992）认为是断层的倾向滑动，影响了南北向构造变形，而周建勋教授（2007）则用软弱基底累积性收缩解释了该向陆的运动学指向[18]。在2016年的研究中，周建勋教授又根据侧向摩擦的研究成果，再一次解释了该向陆构造变形的差异。从卡斯卡底古陆运动学指向，特别是褶皱-冲断带中少见的向陆一侧的运动学指向研究这一科学问题，前人开展了近30年的研究。可见文献中科学问题探索比较漫长且难，经理论分析解释这一变形现象较为困难，而该问题在理论研究中又具有科学性，值得探讨。周建勋教授抓住了卡斯卡底古陆向陆汇聚少见这一变形特征及理论解释难以满足之处，用侧向摩擦影响去进一步回答了其运动学指向这一科学问题，并发表在GeologicalSocietyofAmericanBulletin期刊上。

从以上周建勋教授选择和处理科学问题看出，阅读文献能够较好地了解前人研究现状，并有利于甄别前人认识，寻找具有一定前沿的科学问题。这期间，存在很多困难，需要坚实的理论基础和敏锐的洞察能力，这需要平时不断总结和提炼。同时笔者发现，有的科学问题一直是永恒的话题，在一定的时期内是无法寻找到科学证据的，需要不断探索。如刘少峰教授（2015）发表在Tectonic期刊上关于古特提斯洋斜向汇聚关闭这一科学认识，早在张国伟教授等（2003,2004,2014）关于秦岭-大壁造山系及勉略缝合带等研究中就有一定的涉及[19-22]。刘少峰教授利用年代学、沉积作用和沉积物源及褶皱-冲断带变形样式，在前人研究的基础上进一步回答了古特提斯洋的汇聚关闭方式。

3 结论与认识

通过以上Bonini先生、周建勋教授和刘少峰教授三位科学家在部分科研选题及他们文献中的科学问题来源追溯，笔者取得了以下三个方便的认识：

1）科学问题，应该具有前瞻性，应具有理论深度，而且研究比较漫长。Bonini先生围绕褶皱-冲断带Outward Propagation of Folding和Passive Roof Duplex构造样式及其扩展，开展了近10年；卡斯卡底古陆向陆的运动学指向的谜团困扰研究近30年，至今研究仍在继续；特提斯洋的关闭、闭合方式及其机制研究一直在进行，从张国伟教授早先的设想到刘少峰教授的论述已经历了10余年。这些科学家均是抓住了科学问题的关键，并在深度上拓展，形成了应有的科学问题。

2）阅读文献，寻找科学问题时需要有较强的判断力和敏锐的洞察力，因为我们过去是在不断的接受知识，而对知识的系统理解和甄别科学问题缺乏判断能力，以至于花了大量时间读了上百篇文献而仍然一头雾水，很难准确把握。同时，对科学问题，必须有敏锐的洞察力才能够快速的抓住问题的本质。

3）阅读文献需要方法，笔者把从导师那里得到的启发，分享给读者，愿读者在研究中有所收获。引言（Introduction）部分是我们寻找科学问题的有效出发点，这不是随意跨谈，也不是无根据之举，需要你慢慢品尝。在这里，科学问题的来龙去脉及产生，研究的方法和技术以及最终认识都会得到系统叙述，你可以吸取所需。

作为一个科研工作者，研究的科学问题来源很多，但通过独立去完成阅读并带给我们科学问题，需要我们选择有效的方法、敏锐的观察和大量的积累，形成一个合乎逻辑且具有创新性的选题，这样方能有所建树，带来个人美好的科学春天！