【科技随笔】
关于如何做学问,苏轼有句名言:“博观而约取,厚积而薄发”。下面是“厚积薄发”的三个范例:
我国著名代数学家曾炯早年留学德国,他一生中只用德文撰写发表了三篇论文,使他成为20世纪对近世代数发展有重大贡献的代数学家之一。
著名数学家冯康发表在数学期刊的论文只有22篇,其中国外期刊论文两篇。但他一生在计算数学领域有两次重大突破:一是开创有限元方法,二是创建了哈密尔顿系统的辛几何算法。他逝世4年后的1997年被追授国家自然科学奖一等奖。
最具传奇色彩的是华人数学家张益唐,他于2013年(时年58岁)在孪生素数猜想研究方面取得突破性进展,获得了多项国际大奖,而此前他只发表过两篇文章。
科研工作贵在创新。什么是创新?著名统计学家C.R.Rao在他的《统计与真理》一书中有如下论述:“创新可以有不同的种类。最高水平的创新是一种新思想和新理论的产生……另外一种不同水平的创新是指在一个已存在法则范围内的新发现,而这种新发现在某个特殊领域内具有巨大的意义。”像牛顿力学和爱因斯坦相对论就是最高水平的创新。绝大多数科研创新是属于第二类水平的。
科研如何才能做到某种创新呢?我有如下的体会。
第一,创新需要有长期的知识积累,这是创新的基础。爱因斯坦曾经说过:“创造一个新理论并不像是摧毁一个旧谷仓,然后在原地建一座摩天大厦。它倒像是在攀登一座山,获得了新的、更宽阔的视野,在我们的起点和它的丰富环境中发现意料之外的联系。”
第二,创新需要有丰富的想象力。所谓想象力,就是头脑中创造一个念头或者画面的能力,也就是形象思维能力。在创新这一点上,爱因斯坦认为“想象力比知识更重要”。他还说:“提出一个问题往往比解决问题更重要,因为解决问题也许仅仅是数学上或实验上的技能而已,而提出新的问题,新的可能性,从新的角度看旧的问题,都需要有创造性的想象力。”如何开拓想象力?德国诗人歌德说:“只有通过艺术,尤其是通过诗,想象力才能得到激活。”看来想象力跟一个人的艺术修养的关系更密切。爱因斯坦喜欢拉小提琴,是小提琴的演奏高手。他曾经坦言:“物理给我知识,艺术给我想象力,知识是有限的,而艺术所开拓的想象力是无限的。”
第五,创新需要有一定的机遇,然而“机遇只施惠于有准备的头脑”(巴斯德语)。但我不认可“机遇是可遇不可求”的说法。我认为在一定条件下可以人为地去创造产生机遇的环境。例如,为了保持研究活力和对研究问题有新鲜感,我每隔一段时期(8年至10年)就改变一下自己的研究领域。在新的研究领域里机遇自然会多一些。在改变研究领域的过渡期内,我往往也同时研究几个相关领域。
近年来,我常以“我心目中的科学和艺术”为题去大学或中学做公众 告。 告结束后常有人问我,能否给出读古典诗词对我做科研有帮助的例子,我的回答是:具体例子没有,但艺术修养对我的科研选题和论著写作的影响是潜移默化的。我在科研中喜欢追求获得某个定理或命题成立的充分必要条件,我的几项重要成果的文章都很短小,这可能是古典诗词对我潜移默化的影响。关于科研创新,我曾写过一个感言:“科研创新犹如化学反应,知识是载体,直觉、想象和灵感是催化剂。”
《光明日 》( 2022年01月20日16版)
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