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日新斋

汪凤炎的博客

 
 
 

日志

 
 
关于我

汪凤炎,男,博士,教授,博导,心理学家。主攻文化心理学和教育心理学。现主持1个教育部人文社科重点研究基地2016年度重大项目。出版个人专著3部,合著5部,主编教材3部。在国内外权威与核心学术刊物上发表论文50余篇。专著获教育部中国高等学校科学研究优秀成果奖(人文社会科学) 三等奖2次,江苏省哲学社会科学优秀成果奖一等奖2次,二等奖2 次,三等奖1次,霍英东教育基金会第十届高等院校青年教师奖(研究类)三等奖,第十四届中国图书奖等。2011年9月被评为江苏省第四期“333高层次人才培养工程”第二层次培养对象。

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科研到底拼的是什么  

2017-01-15 16:46:51|  分类: 心田拾穗 |  标签: |举报 |字号 订阅

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来源:中国科学报、科学网博客,作者:鲍海飞

 

科研的事即是个人的也是国家的。说是个人的,是因为有个人的专业、兴趣和志向在里面;说是国家的,是因为国家在某一个方面的重视、投入和依赖程度。为什么有的人、或国家能够在科研上取得一项又一项的突破和建树,其中的奥妙在哪里呢?在科研的道路上,个体之间存在着科研之拼,国家之间也存在着更激烈的拼。对于个体而言,从事科学研究,拼的是什么呢?我以前写过一些,科研拼的是脑力、体力和持久力。进一步,如果想在这条大路上走的话,若想在科研的道路上取得更大的成绩或突破,科研到底应该拼的是什么呢?除了上面所提到的三种力,还有哪些因素值得进一步考虑呢?下面是一些近来的思考。

1.科研拼的是思想的痴迷和煎熬

  科研的确拼的是脑力、体力和持久力

拼脑力是因为科研需要的是不停地思考,需要的是不停的肯定和否定过程。若有所发明、发现和创造,就需要具有很高的顿悟力、领悟力和直觉洞察力。同样,科研拼的不是一朝一夕,而是长年累月的工作,因此,需要好的体力和持久力。

在文献的阅读中,在实际工作困境的逼迫下,会面对很多棘手的问题,而这些问题往往没有现成的答案,或是曾经无人涉猎的领域,于是就要寻求解决方案和突破口。而往往这些问题的解决并不是一蹴而就,因此,除了脑力、体力的考量外,更多的还需要思想的煎熬:能否领略其中的奥秘,能否抓住问题的核心,能否摸索出好的方法,又如何去验证等,是否费了九牛二虎之力,结果是徒劳、前功尽弃等,这实实在在是一个心理上和肉体上的煎熬过程。

面对自然,很多人都会产生疑惑和发现问题,但只有有心人才发现其中的端倪。这是因为他能为之不懈地观察和思索,用心专一,是长年累月的自发的、主动的探索,伴随着的是无尽的思想煎熬。有很多这样的故事可以说明这个问题。比如,阿基米德当年解决皇帝的王冠中是否掺了其它金属的问题,如何不损坏王冠而能够解决这个问题摆在了眼前。于是他就痴迷地思考着皇帝交给他的任务,茶不思饭不想。一天,在他进入浴盆洗澡的时候,突然产生了灵感,他想到了答案。那一刻,他忘记了一切,忘记了自己还没有穿衣服,就狂奔了出去,边跑边喊:“我找到了,我找到了”。后来,通过实验,他验证了王冠的密度比纯金的低,从而判定王冠中掺了金属银。苯环发现的故事也是一样。据说,德国的化学家凯库勒在1856年的时候,因为对一种物质的结构式未搞清楚而一直烦恼。一天,他忽然在梦里得到了答案,一条蛇在疯狂地追咬着自己的尾巴,于是,他豁然开悟,明白了苯环这种物质的结构。不管这个故事的真假,但它说明了只有深入的思考和思想煎熬才能带来意想不到的结果。皇天不负有心人,天上不会无缘无故地掉下馅饼。在日常的工作和学习中,不仅要培养发现问题的能力,质疑的精神,发散性的思维,天马行空的想法,还要勇于实践探索出路去解决问题。科研离不开禀赋,科研拼的是百思不得其解之后突然的顿悟,拼的是一种思想的冲动,是思想不受常规思考的束缚。因为在那一时刻,在四处碰壁无路可走的情况下,思想在煎熬着。科研拼的就是一种思想的煎熬,科研拼的是如醉如痴的迷恋,科研拼的是一股韧性和爱琢磨的劲,科研拼的是放下包袱开动脑筋,科研拼的是主动思考而不是被动思考,科研拼的不是老师布置的作业得过且过,科研拼的是思想的独立性。

一位前辈说过,不仅仅是要做一个学者,而是更要做一个思考者和行动者。试问一下,我们有多少人,在面对问题时,能够思前想后、辗转反侧,时刻煎熬自己的人?由于痴迷,由于煎熬,专心致志的人就更加显得‘书呆子气’!我们又有多少书呆子啊!?

2.科研拼的是底层的深入思考、专研和运用

说白了,科研拼的是对问题的一种思考过程和认识深度。是否还有他山之石可以攻玉,是否还有曲径通幽?这就需要从底层思考。更进一步具体说,针对问题,能否对其物理模型、图像进行把握和理解,能否建立新的物理模型,以及能否理解和运用好数学这个工具。由此,找到好的物理模型和相应的数学方法,通过软件与硬件的开发,完成思考到实践的过程。

比如,通讯中的信号处理方法,如何把信号发射出去并还原回来,就是调制和解调的过程。不仅有调幅的方法,还有调频、调相的方法,不仅有模拟的调制和解调,还有数字的调制和解调等方法。数学上,虽然就是一个或几个最简单的三角函数正弦波的作用关系,但到底在实际上如何使用和应用,如何演绎和运用这个正弦波,需要我们对照模型和理论深入思考和研究。再比如,在频谱和数字信号处理分析中,有傅里叶变换,有拉氏变换,然后还有数学上更简洁的Z变换。数学就是这样一步一步地深入拓展开来,让我们认识到问题的深度和广度以及多样性。物理原理和数学方法是我们的左右脑。这就需要从底层开始。

只有对物理模型深刻的体会,对数学深入的理解和运用,才能融会贯通落到实处的具体问题上。说白了,就是理论和实际的结合,而不只是凭空想象,空为纸上谈兵。这些年,我们看到国际上许多大公司在硬件和软件的发展突飞猛进。比如计算机的CPU、闪存的发展,计算机操作系统一代又一代的升级。如果没有底层的深入理解和艰苦工作,我们就不能看到每隔一段时间就有新的产品更新换代。空中楼阁固然美丽,但那毕竟是海市蜃楼,浮光掠影。

当早晨的阳光照射时,一切都将随风逝去。创新需要从底层做起,底层有很大空间。科研拼的是能否抓住问题的本源,抓住哪些原理性的根本问题,然后再由心思缜密的工程师将它们实现。华为公司的一个做法是要把科学家和工程师完美地结合在一起。

  科研拼的是想象力和实际操作能力的结合,是物理和数学完美的结合

DNA双螺旋的发现也说明了这个问题。早期人们一直猜测其结构,到底是两个链、三个链、甚至是四个链的问题。作为一个研究人员,你也可能猜测到是两个链盘旋在一起构成的,但是只有你拿出数据,拿出X-射线衍射试验的数据,再结合你的模型,相互印证了,那么你就解决问题了。你也就从根上解决和认识了这个问题。这才是知行合一的境界和完美体现。

3.科研拼的是心仪的处女地

  你只有钟情于那片土地,你才能深情地播撒种子,才能不断地浇水施肥,为它挡风遮雨、捉虫去害。你才不会见异思迁、移情别恋。你知道,播种是为了收获,于是你才会挥汗如雨,汗流浃背,你才会面朝黄土背朝天。因为,你相信那片土地,因为你有梦想,你面朝大海,在等待着春暖花开。于是你才能不辞辛劳,不舍昼夜地工作。你才能有勇气和夸父去比追日。你才敢投资,你才投入精力那鲜有人问津之地,你才敢啃硬骨头。

袁隆平先生心仪的是那片水光潋滟的一波稻米之水,于是才会有他几十年如一日地流连忘我的工作:手把青秧插满田 低头便见水中天。王选先生中意的是那一个个方方正正的汉字,于是才有他不舍昼夜地噼噼啪啪地敲击键盘的工作。

  在很多别人没有重视、甚至是忽视的领域,而你却能够痴迷和独具慧眼,于是便不顾一切冲上去。说穿了,科研拼是方向啊。有的人不乏聪明智慧,头脑很灵光,总会灵机一动计上心来,但往往都是小智慧。有人的不乏坚持持久,但方向搞错了。有相当一部分人,跟着其它人亦步亦趋,没有自己的自留地。当然,跟风也不是不能做出成绩,但能产出多少、并在科学上能否留下浓重的一笔就值得反思了。

  搞研究、耐得住寂寞,咬定青山不放松的劲头还是需要的

4.科研拼的是由内向外的拓展能力

早一些时期,科研似乎在拼谁拥有什么样的先进设备和仪器,因为用先进的设备做的东西很容易出成果。比如原子力显微镜刚一开始出现的时候,只要写的文章里有了原子力显微镜的照片,那么这样的文章就十有八九就会被录取。曾经,科研一度拼的是拿来主义,就是实用主义。当前的一些科研,似乎在拼文章,拼跟风。只要谁先做出个什么东西,受到追捧,于是,很多人便一窝蜂而上。人家做什么,我们就捕风捉影地跟着做什么。其实,跟着做也没有什么,而是要在做的过程中不断发现和创造属于自己的东西。这样才不至于亦步亦趋。

科研拼的是拓展力、扩展力和延伸力。

扫描探针显微镜(SPM)的发展就是这样。1982年瑞士苏黎世G.Binning H.Rohrer 等人发明了扫描隧道显微镜之后,他们又发明了能够在绝缘体表面上进行分析的原子力显微镜,这极大地拓展了扫描显微镜的应用研究领域。显然,他们并没有一直拘泥于扫描隧道显微镜的领域。如今,许许多多聪明的科研人员发挥了主观能动性,又创造出了各种各样的扫描探针显微镜,如化学力显微镜,液体中的显微镜等。由于世界各国急需这样的设备,于是使这一领域从科学走向了产业。这无疑是摩尔定律在扫描探针领域的一个延伸。而这也体现了所谓:道生一、一生二,二生三,三生万物的思想。只有这样,勇于开拓,才能披荆斩棘,乘风破浪,取得人类进步的阶梯。科研需要这种外向的举一反三的拓展能力。

5.科研拼的是上下求索的环境

  本来不想写说这个话题了,但是还是忍不住想说几句。我们的科研人员也都不乏聪明才智、身体力行,也做了不少工作,但是为什么我们难以取得大的成果?一个感觉是个人单打独斗的多,一个是没有承前启后的研究工作,再一个就是没有持久的研究作风和干劲。如果要是还处在一个单调枯燥的环境下工作时间久了,就更缺乏了前进的动力,这就导致难以在科研上取得大的成果。

  我们经常看到国外的一些研究机构或公司,不时地推出新产品,不时地‘炫’。我感觉这是他们能够集中优势的人力、物力和资源,一旦瞄准方向就能够加大马力,快速地出成果,而不是仅凭个人那一点有限的本事来‘炫’。现在的科研更需要集体的整合能力。一个人浑身是铁能打几颗钉啊!

再说一点,科研拼的是一个环境,是一种气氛

一个有战斗力、凝聚力的团队就是一个好的系统和环境,它涵盖了一个‘产品’从头到脚的全部生产过程和细节。无论是大环境还是小环境,麻雀虽小五脏俱全,团队和系统为研究者和新人提供了多样性和完整性,这就增长了个体的知识、阅历和见识,而不是孤陋寡闻。

在一个良性循环的集体中,人们的工作是有条不紊、承上启下,既有继承又有发展,方向和前景是明确的,对问题的解决是不时有灵感的碰撞和智慧的火花在闪耀。

在交流与工作中,每个人对问题的理解和感悟都不同,会有人不时地对你棒喝,对你提出新的问题和疑难,在你的心灵之中产生了碰撞。这些对个体的成长和个体对集体的贡献都有着积极的作用。在这样的环境下,人们能够看到个体的成长、个体的价值、个体对集体的贡献,个体得到的回报、集体的闪光点、集体的荣耀等。因此,在这样的环境下,你的心思会专一、思考会专注、思维更加积极。因为你时刻会感觉到你属于这个积极蓬勃向上集体中的一员。无论中微子、还是引力波的试验,当今的科研拼的更是一种集体的智慧和荣耀!

  总之,科研的探索是自发的、主动的,自底层的、由内向外的上下求索过程,这种求索不为名所惑,不为利所动,而完全是一种对真理的追求和热爱。

从事科学研究不是在象牙塔里找到一个心灵慰藉的避风港,而是不断寻求一个思想、想象力和创造力得到不断的撞击、唤醒和激发之地。

比如,学生与师长在一起要营造出一种学术氛围,好的引导和有意义积极的辩论、讨论等都很重要。创新不是喊出来的,而是在实际工作环境下摸爬滚打中凝练出来的,是工作中迫切需要的改良、提高和待解决的实际问题。研究人员应该不断获得独立的思考能力、洞察能力与交流能力。

从学习和创造的角度来说,是给那些热衷于研究的人员一个思维活跃、开放、自由的学术气氛和环境,在无拘无束的环境下才能激发构想出好的想法和创造出更好的东西。学生只有在一个大的开放的环境下,在一个充满了各行各业的人物下的集体中,才能得到锻炼,才能使他们的眼界开阔,才能使他们的想法得到实现,才能锻炼他们的思维。相反,我们很多学术环境则是狭隘和封闭的。

另一方面,在构筑顶层的同时,依然要不忘底层,甚至要花费相当的精力去钻研底层的东西。不能说完全摒弃科学中的快餐文化,但如果不去专研底层的东西,就难以探索出新的东西,即使创新了,也是很有限的,不会有太多深度的。这就需要,在理论方面,自己要深入学习和挖掘,设备要自己研发和开拓。没有这样的打算和做法,理论就不会有所突破,设备就做不了更新换代,更谈不上理论与实际的结合。这在一个集体合作中就更显得重要和突出,发挥个人的主观能动性和创造性。

科研拼的是梦想的力量,科研拼的是一种痴迷的情怀。在那个过程中,在那一段时间内,在他的心里,在他的学术求索世界里,在他的思想驰骋世界里,他心无旁骛、不舍昼夜,甚至是不能自拔,乃至殚精竭虑,然后才是他豁然开悟。

我经常会发现,自己在读书的时候,一本书从头到尾,看着看着,不知不觉便又看到了第一页。这是因为源头在吸引着我,这是因为源头给了我前进的动力。

若有一天,踏入芝兰之室,你闻到其香而不知其香的时候,那么你已经融入了一个积极向上探索的集体,你已经在不知不觉中去走一条探索的道路了。

  科研是一条艰辛的道路,并不是每个人都能取得成功,但为什么还有人在孜孜以求?我想这是因为他的心中有一份热爱和执着,还有一份挑战,还有一颗孩童的心。科研拼的不只是三板斧的一时痛快,而是一个人毕生的追求、热爱和信仰。

  王国维先生的三层境界的确不假。还是引上它作为结尾以勉励吧。

  古今之成大事业、大学问者,必经过三种之境界:"昨夜西风凋碧树。独上高楼,望尽天涯路。"此第一境也。"衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴。"此第二境也。"众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处。"此第三境也。此等语皆非大词人不能道。然遽以此意解释诸词,恐为晏欧诸公所不许也。"

 

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