清华大学研究生教育mp2016-05-30 16:10:40阅读(1)评论(0)

　　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 和 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、凝聚力的团对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。