如何做好科研 轉(zhuǎn)自王自法的世界-搜狐博客
幾天前，好幾位看過(guò)我的博客的朋友都告訴我，作為一個(gè)國(guó)家級(jí)研究所的所長(zhǎng)，你應(yīng)該多寫(xiě)一點(diǎn)科研的東西。我覺(jué)得這個(gè)建議比較好，所以準(zhǔn)備斷斷續(xù)續(xù)地寫(xiě)一些自己對(duì)科研的看法。有人會(huì)問(wèn)，你自己的科研怎么樣？如實(shí)地告訴你吧，不咋地，但是，我會(huì)努力的。不過(guò)，既然坐在研究所所長(zhǎng)的位子上，就不應(yīng)該過(guò)多地考慮自己個(gè)人的科研，而是應(yīng)該考慮研究所如何發(fā)展，或者更大一點(diǎn)地說(shuō)，中國(guó)的地震工程研究應(yīng)該怎樣走下去？
要想做好科研，首先要做的事情是什么？我覺(jué)得應(yīng)該是求德。這么說(shuō)太空洞，什么是德？如何積德？在無(wú)數(shù)和德可以掛上邊的品質(zhì)之中，誠(chéng)實(shí)和公正應(yīng)該是重中之重。我們來(lái)看幾個(gè)例子。
大家都知道大科學(xué)家達(dá)爾文的科學(xué)貢獻(xiàn)，那就是提出了進(jìn)化論，寫(xiě)出了巨著《物種起源》。1931年，22歲的達(dá)爾文隨“貝格爾”號(hào)環(huán)球考察，歷時(shí)5年，隨后，根據(jù)自己的所見(jiàn)所聞開(kāi)始了進(jìn)化論思想的寫(xiě)作。然而，1858年2月，科學(xué)家華萊士寫(xiě)出了《論變種無(wú)限地偏離原始類型的傾向》一文，提出了他自己的物種進(jìn)化觀點(diǎn)，和達(dá)爾文的思想不謀而合。華萊士將這篇寫(xiě)好的論文寄給同行達(dá)爾文征求意見(jiàn)，同時(shí)委托他轉(zhuǎn)給地質(zhì)學(xué)家賴爾審閱，看看能否出版。達(dá)爾文看了這篇論文之后，發(fā)現(xiàn)華萊士的觀點(diǎn)與自己的“自然選擇”的進(jìn)化論見(jiàn)解不謀而合，就想放棄發(fā)現(xiàn)的優(yōu)先權(quán)。后來(lái)，地質(zhì)學(xué)家賴爾和植物學(xué)家胡克共同推薦華萊士的這篇論文與達(dá)爾文在1844年起草的有關(guān)論文摘要以及達(dá)爾文1857年寫(xiě)給美國(guó)學(xué)者Asa Gray的信一起，在1858年7月1日的林奈學(xué)會(huì)上宣讀，從而奠定了科學(xué)進(jìn)化論的基礎(chǔ)。達(dá)爾文和華萊士的誠(chéng)實(shí)，以及地質(zhì)學(xué)家賴爾和植物學(xué)家胡克的公正是科學(xué)界的榜樣。
2002年度日本學(xué)者田中耕一等因?yàn)閷?duì)大分子質(zhì)量的測(cè)定的工作而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。這項(xiàng)工作是在他28歲時(shí)做實(shí)驗(yàn)時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)的，其結(jié)果也只是在東京舉行的一個(gè)小型國(guó)內(nèi)會(huì)議上發(fā)表，當(dāng)時(shí)并沒(méi)有得到太大的重視。獲獎(jiǎng)以后，當(dāng)日本記者問(wèn)他如何得到導(dǎo)致獲諾貝爾獎(jiǎng)的科研靈感的時(shí)候，他回答說(shuō)：是因?yàn)橐粋€(gè)錯(cuò)誤。他錯(cuò)誤地把一種溶液混入了另一種溶液，因?yàn)樗?dāng)時(shí)對(duì)化學(xué)、生物化學(xué)理論等相關(guān)知識(shí)的無(wú)知而導(dǎo)致他將研究持續(xù)下去。他不知道，按照當(dāng)時(shí)的理論，蛋白質(zhì)大分子是不大可能被離子化從而被測(cè)量質(zhì)量的。
９０年代初，人類遺傳因子的研究熱潮迭起，測(cè)量蛋白質(zhì)質(zhì)量成為該項(xiàng)研究的必需手段之一。不久，德國(guó)學(xué)者對(duì)田中的方法作了改進(jìn)，使之適用范圍大大擴(kuò)展。美國(guó)加州大學(xué)的兩位學(xué)者還專程到日本與他交流并要求合作。正是這些學(xué)者在自己的論文中介紹了田中1987年的原始論文，才有可能使田中的名字揚(yáng)名國(guó)外，才有可能使瑞典諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)定委員會(huì)認(rèn)定生物大分子質(zhì)量的原始思想應(yīng)該出自田中耕一。
一個(gè)社會(huì)底層的科研人員在獲得諾貝爾獎(jiǎng)之后承認(rèn)自己的工作是誤打誤撞的結(jié)果，歐美大科學(xué)家在自己的工作中不忘注明引用田中的原始論文，和諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)定委員會(huì)的公正評(píng)判，哪一點(diǎn)不是我們作科學(xué)研究需要首先學(xué)習(xí)的內(nèi)容？
也許你會(huì)說(shuō)，達(dá)爾文的故事太古老，田中的故事太遙遠(yuǎn)，那就告訴你一個(gè)我們身邊的故事吧。這是我從當(dāng)事人那里親自聽(tīng)來(lái)的。在中國(guó)的地震工程研究領(lǐng)域，
在當(dāng)今的中國(guó)社會(huì)，動(dòng)不動(dòng)就是發(fā)明一個(gè)“X氏理論”，國(guó)際領(lǐng)先；動(dòng)不動(dòng)就將一個(gè)還不是本科的私立學(xué)校說(shuō)成是最有影響的高校之一；把國(guó)外的零件買回來(lái)貼上自己的標(biāo)簽號(hào)稱是自創(chuàng)；應(yīng)用陰陽(yáng)八卦可以算出太陽(yáng)系的第十大行星；利用《易經(jīng)》等可以證明四色理論；發(fā)明永動(dòng)機(jī)等等、等等。
要想真正地有水平，應(yīng)該是走出所門(mén)、校門(mén)、系統(tǒng)門(mén)、行業(yè)門(mén)乃至國(guó)門(mén)，讓別人評(píng)價(jià)，不要關(guān)起門(mén)來(lái)沾沾自喜地認(rèn)為“我是老大我怕誰(shuí)”！誠(chéng)實(shí)地承認(rèn)自己的差距，公正地對(duì)待自己的結(jié)果，我們才有可能更上一層樓。
所以，我想說(shuō)的是，要想在科研上有所作為，要想成為一代科學(xué)宗師，必須具備其德，要誠(chéng)實(shí)、要公正，要有一代宗師的寬廣胸懷！
學(xué)習(xí)科學(xué)發(fā)展史
做好科學(xué)研究的準(zhǔn)備工作之一是學(xué)好人類科學(xué)的發(fā)展歷史，看看歷史上科學(xué)是如何發(fā)展的，別人的東西有什么可以被我們借鑒的？我給大家推薦一本書(shū)，由《自然》雜志編輯Peter Tallack主編，英國(guó)皇家研究院院長(zhǎng)Susan Greenfield寫(xiě)前言的《科學(xué)之書(shū)》（The Science Book），副標(biāo)題是“影響人類歷史的250項(xiàng)科學(xué)大發(fā)現(xiàn)”。
這本書(shū)列舉了從公元前35000年的上古時(shí)代開(kāi)始至公元2000年為止的250項(xiàng)重大科學(xué)研究?？赐赀@本書(shū)以后，我感慨萬(wàn)千。
中國(guó)號(hào)稱是“四大文明古國(guó)”之一，和巴比倫（今天的伊拉克附近的西亞）、埃及和印度并列為四大文明古國(guó)。按照國(guó)外的定義，這個(gè)四大文明古國(guó)是我們自己定義的，見(jiàn)：
http://www.answers.com/topic/four-great-ancient-civilizations
但是，通篇閱讀《科學(xué)之書(shū)》這本書(shū)，只有兩個(gè)地方提到中國(guó)，一個(gè)是計(jì)算的起源，談到中國(guó)古代曾經(jīng)用到一、二、三等來(lái)計(jì)數(shù)，同時(shí)，它又指出，蘇美爾人公元三千年前就已經(jīng)開(kāi)始使用60進(jìn)制，也就是我們至今仍然使用的時(shí)間、角度等度量系統(tǒng)。這個(gè)時(shí)間比我們知道的中國(guó)最早的朝代，夏朝，還要早幾百年。
另一個(gè)提到中國(guó)的地方是史前天文學(xué)，提到了三個(gè)文明（埃及、巴比倫和中國(guó)）對(duì)季節(jié)、氣象和天地相互關(guān)系等方面的貢獻(xiàn)，但是從時(shí)間的排列上，中國(guó)也必埃及等晚了一到兩千年。
實(shí)在是想不通，堂堂五千年的華夏歷史，我們能夠說(shuō)出來(lái)的就只有這些？想一想我們至少還有《九章算術(shù)》，那還不行？《九章算術(shù)》應(yīng)該出現(xiàn)在公元一世紀(jì)的下半葉，但是，根據(jù)《科學(xué)之書(shū)》記載，希臘人歐幾里得的《幾何原本》早在公元前300年就已經(jīng)出現(xiàn)，比我們要早400多年。更加令人生氣的是，該書(shū)還提到，《幾何原本》的譯本還被傳到亞洲、歐洲和地中海地區(qū)！
那么，我們不是也有祖沖之那樣的大科學(xué)家？是的，早在公元400多年，祖沖之就算出了圓周率在3.1415926和3.1415927之間。查查歷史，在公元前200多年阿基米德利用96邊形早已算出了圓周率是3.1418（順便說(shuō)一句，祖沖之之前的劉徽也是利用96邊形，可是只算到3.14），從理論上說(shuō)，又比我們?cè)缌?span lang="EN-US">600多年！對(duì)圓周率后來(lái)發(fā)展的科學(xué)貢獻(xiàn)應(yīng)該歸功于約翰－朗伯特，他在1768年證明了圓周率是一個(gè)無(wú)理數(shù)。1997年，人們利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)算出了小數(shù)點(diǎn)后面的515億多位，仍然沒(méi)有找到任何規(guī)律！
氣不過(guò)，只好求教于中國(guó)人民的好朋友，世界著名的中國(guó)科學(xué)技術(shù)史研究專
李約瑟高度贊揚(yáng)了中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)的偉大成就，批評(píng)西方?jīng)]有認(rèn)識(shí)到中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)對(duì)世界文明所做出的偉大貢獻(xiàn)。他列舉了我們常說(shuō)的四大發(fā)明，認(rèn)為我們中國(guó)人是全世界首先發(fā)明磁性指南針、炸藥、造紙術(shù)和印刷術(shù)，以及接種牛痘（這點(diǎn)還有比較大的爭(zhēng)議）的國(guó)家。
同時(shí)，他又提出了至今令全世界仍然無(wú)法回答的問(wèn)題是，“既然中國(guó)古代科學(xué)技術(shù)成就非常偉大，但是中國(guó)的古代文明為什么沒(méi)有發(fā)展出現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)”？這就是著名的李約瑟難題。
為什么會(huì)是這樣？李約瑟自己給出了答案。
第一， 在中國(guó)，真正的封建主義并不存在，中國(guó)大統(tǒng)一以后的封建制度是一種“官僚封建制度”，束縛了中國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1）中國(guó)是農(nóng)業(yè)國(guó)，沒(méi)有城市化，信息交流中斷；2）中國(guó)的政治體系不是依賴選舉，而是依賴于朝廷的任命，官僚思想濃厚；3）重農(nóng)輕商，阻礙了科技發(fā)展。
第二， 中國(guó)所處的地理環(huán)境決定阻礙了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。中國(guó)北面是沙漠，西面是雪山，南面是叢林，東面是海洋，每年有颶風(fēng)、洪澇。中國(guó)龐大的水利網(wǎng)建設(shè)消耗了大量的資源，阻礙了科學(xué)研究的前進(jìn)。
這些，我都贊同，但是，我覺(jué)得，中國(guó)至少還有一個(gè)重要的原因，那就是，持續(xù)不斷的戰(zhàn)爭(zhēng)和改朝換代浪費(fèi)了資源、助長(zhǎng)了官僚作風(fēng)、提高了人們從政的欲望，人們還哪有時(shí)間去搞科研？
因此，李約瑟總結(jié)說(shuō)，“中國(guó)人在科學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)明上的確非常偉大。問(wèn)題是：它們?yōu)槭裁礇](méi)有繼續(xù)上升到理論，構(gòu)筑起其理論體系，或如西方那樣，發(fā)展出現(xiàn)代科學(xué)？”
這正是我想要問(wèn)的！為什么？這個(gè)問(wèn)題是否是我們每一個(gè)科研工作者都需要回答的問(wèn)題？
了解中外文化
在第二講中，我們提到了華夏文化的創(chuàng)新結(jié)果。這里，我想就中外文化的不同之處談?wù)勎业囊稽c(diǎn)個(gè)人看法，算是拋磚引玉吧。
大家知道，中華文化的精髓是中庸。中華文化在經(jīng)歷了東周時(shí)代的春秋、戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的繁榮，后來(lái)由于秦朝的統(tǒng)一，焚書(shū)坑儒運(yùn)動(dòng)，極端的中央集權(quán)，給文人們留下的只能是溜須拍馬，唯皇上的一切言論為圣旨，嚴(yán)重地阻礙了自由科學(xué)思想的發(fā)展。在一個(gè)平民沒(méi)有任何發(fā)言權(quán)的時(shí)代，人們?yōu)榱嗣髡鼙Ｉ?，即使有不同想法也不敢說(shuō)出來(lái)，久而久之，就形成了一個(gè)中庸的習(xí)慣，每一個(gè)人都以隨大流而自豪。
所以，天子朝廷式的集權(quán)制度使得“學(xué)而優(yōu)則仕”極端盛行，每一位學(xué)習(xí)好一點(diǎn)的人，為了自我利益的最大化，最后的選擇只能是走向官場(chǎng)，形成一個(gè)惡性循環(huán)的體系。學(xué)習(xí)好的人削尖著腦袋往上爬，途中歷盡千辛萬(wàn)苦，到達(dá)一定的官位，愈發(fā)享受和擴(kuò)大官位的利益，而官位的利益越來(lái)越大，吸引著越來(lái)越多的人相互踩踏，爭(zhēng)先恐后地往上涌。
中庸的文化使得我們的習(xí)慣是“槍打出頭鳥(niǎo)”，不管你的意見(jiàn)是否正確，只要是和大流不同，都被視為異己，都被打入冷宮。熟悉科學(xué)發(fā)展史的人們知道，一個(gè)創(chuàng)新的科學(xué)思想絕對(duì)不是一個(gè)從一開(kāi)始就是被大眾認(rèn)可的思想，所以隨大流的思想肯定不是創(chuàng)新的思想，雖然并不是每一個(gè)極端的思想都可能導(dǎo)致創(chuàng)新，但是沒(méi)有自己獨(dú)特的主見(jiàn)肯定不會(huì)有新的突破。“槍打出頭鳥(niǎo)”的習(xí)俗阻礙了個(gè)人思維的自由發(fā)展，嚴(yán)重制約著中國(guó)的科技進(jìn)步。
有了“槍打出頭鳥(niǎo)”的習(xí)慣，中庸的文化倡導(dǎo)的只能是求同，強(qiáng)調(diào)群體的共性。這樣的群體就像一個(gè)工廠出來(lái)的流水線產(chǎn)品集合。從管理的角度，這樣的群體管理也是簡(jiǎn)單得不能再簡(jiǎn)單的了。因此，在中國(guó)，每一個(gè)人都需要找一個(gè)和自己類似的群體，就像任何一只大雁一樣，必須要找到自己的隊(duì)伍，永遠(yuǎn)是雁隊(duì)中的一只。群體的共性決定了每一個(gè)問(wèn)題都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案，而群體中的每一個(gè)人都必須向這個(gè)貌似標(biāo)準(zhǔn)的答案目標(biāo)靠近。這樣的團(tuán)體行為對(duì)于大的工程項(xiàng)目是非常有用的，但是對(duì)于科學(xué)研究卻是巨大的災(zāi)難。
從邏輯學(xué)來(lái)說(shuō)，群體的求同就是歸納方法。張三有兩條腿，李四有兩條腿，王五也有兩條腿，所以每一個(gè)人都有兩條腿，這樣的思維就是歸納法。歸納法本身沒(méi)有什么錯(cuò)誤，但是，歸納法描述的是共性，是表象的總結(jié)，是感性認(rèn)識(shí)的集合，是由個(gè)體推向基本原理的理論，所以，利用歸納法本身難以產(chǎn)出具有特殊性的創(chuàng)新性結(jié)果。重要的是，利用歸納法得出的結(jié)果不一定是完全正確的。例如，王自法晚上不在家，王自法一般晚上在辦公室，所以，王自法在辦公室。這是一個(gè)典型的歸納法的例子，但是，肯定不是最準(zhǔn)確的結(jié)果。要想創(chuàng)新，只有從感性走向理性，從一般走向特殊，可是，我們的古代文化不支持特殊、不支持理性的思考。
與此相反，西方文化的特點(diǎn)是求異、強(qiáng)調(diào)個(gè)體的作用。在西方社會(huì)，政府的作用不像古代的中國(guó)，至少不是強(qiáng)權(quán)、專制的政府，所以，在西方社會(huì)，對(duì)個(gè)人輿論自由的約束主要來(lái)源于教會(huì)，而教會(huì)沒(méi)有執(zhí)政的權(quán)利，因此，個(gè)人的自由思想得到高度的解放，各種奇異思路層出不窮。和“學(xué)而優(yōu)則仕”的作用剛好相反，越是強(qiáng)調(diào)個(gè)人特征，個(gè)人的特征就越加明顯。為了更加突出自己的個(gè)性，求異就自然成了每個(gè)人的追求。任何一個(gè)人，如果希望得到別人的認(rèn)同，只有凸現(xiàn)自己的特色，那么，各種創(chuàng)意自然就隨之而來(lái)。難怪現(xiàn)代科學(xué)能夠在西方起源并得到發(fā)揚(yáng)廣大。
求異的途徑，在邏輯上就是使用演繹方法。演繹的方法是以一般性的知識(shí)為前提，推理出對(duì)個(gè)別事物的認(rèn)識(shí)或者理論，這恰恰就是創(chuàng)新。一般地說(shuō)，演繹推理是從一般到特殊、從合理的前提得出結(jié)論的推理過(guò)程，它的目的就是希望發(fā)現(xiàn)前提和結(jié)論之間是否存在著有規(guī)律、合乎邏輯的內(nèi)在關(guān)系。演繹法有兩個(gè)基本方面，一個(gè)是前提要真實(shí)，二是論證要正確，最后通過(guò)實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)推演出來(lái)的結(jié)果是否符合實(shí)際情況。例如，下面的例子是一個(gè)典型的演繹法的范例。人有兩條腿，張三是人，所以張三有兩條腿。當(dāng)然了，你可以狡辯說(shuō)張三生下來(lái)是一個(gè)魚(yú)娃，那我只能無(wú)話可說(shuō)。
記得上個(gè)世紀(jì)70年代末，中國(guó)開(kāi)始了討論“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的問(wèn)題，這樣的事情在今天看來(lái)根本就是不可思議，在當(dāng)時(shí)卻是巨大的突破，由此可知中國(guó)的思想被禁錮了多少年！
到了開(kāi)放思想，努力創(chuàng)新的時(shí)候了！
科研的三種境界
剛回國(guó)的時(shí)候，我們老所長(zhǎng)的朋友、一直關(guān)心工力所發(fā)展的著名科學(xué)
剛開(kāi)始的時(shí)候，對(duì)
一、 昨夜西風(fēng)凋碧樹(shù)，獨(dú)上高樓，望盡天涯路。這句話的愿意是指即使是在惡劣的環(huán)境中，也要親自登高望遠(yuǎn)，掌握全局。我感覺(jué)
二、 衣帶漸寬終不悔，為伊銷得人憔悴。這句話的愿意是指自己逐漸變瘦，但是也不后悔，為了它，我愿意自己憔悴。將這句話應(yīng)用到科學(xué)研究上面來(lái)，應(yīng)該是指，在經(jīng)歷了第一境界之后，向著自己的目標(biāo)，孜孜不倦地、任憑自己逐漸憔悴、身體漸漸消瘦，我們努力工作、無(wú)怨無(wú)悔，為了自己的追求，為了自己目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。第二種境界應(yīng)該是多數(shù)人難以做到的事情。我個(gè)人認(rèn)為，決定能否成為成大事者，就是要看他是否能夠渡過(guò)第二種境界。在這個(gè)方面，我需要努力的可就多了去啦。
三、 眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處。第三種境界指的是我們?cè)诘诙N境界里苦苦尋求，歷盡千山萬(wàn)水，艱難地追求自己的目標(biāo)，一直難以有自己滿意的結(jié)果。突然間，在自己根本認(rèn)為不太可能的地方，終于找到了自己想要的結(jié)果。第三種境界表示了至少兩層意思。第一層的意思是，一個(gè)偉大的成果往往不是按照自己計(jì)劃出來(lái)的，擴(kuò)充地說(shuō)，真正的創(chuàng)新經(jīng)常出現(xiàn)在自己認(rèn)為最不可能的地方；第二層意思是，不管自己多么努力，是否能夠達(dá)到自己追求的理想境界仍然是未知的，因?yàn)橐删蜑橐粋€(gè)大科學(xué)家，必須天時(shí)地利人和，三者缺一不可，而且有的時(shí)候，還需要一點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)氣。
所以，要想做好科研，要有遠(yuǎn)大目標(biāo)，要艱苦努力，偶爾還需要一點(diǎn)小運(yùn)氣，這就是搞科研的三種境界。
忍受孤單和貧窮
今天我們繼續(xù)如何搞好科研的話題，主題是孤單和貧窮。我覺(jué)得，如果想做好科研，必須有忍受孤單和經(jīng)歷貧窮的準(zhǔn)備。孤單，更多的是心理的壓力，而貧窮卻是擺在我們面前的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
為什么要忍受孤單？因?yàn)榭蒲惺且粋€(gè)長(zhǎng)期的腦力勞動(dòng)，很多時(shí)候是難以產(chǎn)生明顯的、漂亮的、有轟動(dòng)性的成果。如果你選擇的是特別熱門(mén)的領(lǐng)域，世界各地和你一樣聰明、勤奮的科學(xué)家大有人在，如何在他們之前做出成果，顯然是一個(gè)非常有挑戰(zhàn)性的工作。這種挑戰(zhàn)經(jīng)常是幾個(gè)月、幾年甚至是幾十年地持續(xù)下去。在沒(méi)有得到結(jié)果之前，你走的是一條很少有人陪同的崎嶇小道，是注定需要承受孤獨(dú)的。同樣的，如果你選擇的是一個(gè)別人沒(méi)有做過(guò)的新領(lǐng)域，沒(méi)有類比的資料，沒(méi)有參考的航標(biāo)，你就像大海中迷航的小船，不知什么時(shí)候達(dá)到自己科研的彼岸，還是要承受寂寞。
有點(diǎn)時(shí)候，即使你得到了結(jié)果，尤其是特別創(chuàng)新的成果，一般是很難立刻得到公認(rèn)的。試想，如果全世界都認(rèn)同你的觀點(diǎn)，那么這樣的觀點(diǎn)顯然沒(méi)有新穎性。如果是一個(gè)特別創(chuàng)新的結(jié)果，必然在開(kāi)始的時(shí)候可能得到各個(gè)方面的批評(píng)和指責(zé)，有的是從純科研的角度對(duì)你的方法不贊同，有的是對(duì)你的結(jié)果的不信任，有的是既得利益者出于自私的反對(duì)，而承擔(dān)這樣的結(jié)果，當(dāng)然主要只能是你個(gè)人，因此你會(huì)孤孤單單地堅(jiān)持自己的結(jié)果，直至它被證明或者被最終否定。歷史上，為著自己的科學(xué)研究獻(xiàn)出自己的生命的人也大有人在，例如哥白尼等。所以，搞好科研的一條就是要承受寂寞和孤單。
還是舉幾個(gè)例子吧。第一個(gè)例子是證明了Fermat’s Last Theorem的普林斯頓大學(xué)的Andew Wiles教授。他從還提時(shí)代就對(duì)費(fèi)馬大定律產(chǎn)生了興趣，并持之以恒。我們來(lái)看看他自己是怎么說(shuō)的。
I was a ten year old and one day I happened to be looking in my local public library and I found a book on maths and it told a bit about the history of this problem and I, a ten year old, could understand it. From that moment I tried to solve it myself, it was such a challenge, such a beautiful problem, this problem was Fermat's Last Theorem.
這里說(shuō)了三件事，第一，他10歲的時(shí)候在公共圖書(shū)館看到了該問(wèn)題（我國(guó)什么時(shí)候也到處是公共圖書(shū)館呀？）；第二，他當(dāng)時(shí)就能理解這個(gè)問(wèn)題；第三，他自己認(rèn)識(shí)到這個(gè)問(wèn)題的難度，并下決心開(kāi)始解答這個(gè)問(wèn)題。但是，意識(shí)到費(fèi)馬大定律的難度，他并沒(méi)有選擇它作為自己的博士論文研究?jī)?nèi)容。他說(shuō)，
... the problem with working on Fermat is that you could spend years getting nothing so when I went to Cambridge my advisor John Coates was working on Iwasawa theory of elliptic curves and I started working with him...
可見(jiàn)在Wiles教授的科學(xué)研究路上他是多么的孤單！之后，他時(shí)候不忘對(duì)費(fèi)馬大定律證明的追求，他說(shuō)，
... after a few years I realized that talking to people casually about Fermat was impossible because it generated too much interest and you cannot focus yourself for years unless you have this kind of undivided concentration which too many spectators would destroy...
所以，他選擇了孤單地只身前行。直至1995年，他才完全證明了費(fèi)馬大定律，如果從他10歲算起，這時(shí)時(shí)間已總共過(guò)去了32個(gè)年頭！
忍受寂寞的第二個(gè)例子是美國(guó)人梭羅。大約在160年前，他拿上工具，獨(dú)自一人來(lái)到馬薩諸塞州康科德城的瓦爾頓湖邊，用自己帶來(lái)的工具砍下了松樹(shù)，搭建了一間小木屋，從此開(kāi)始了自我放逐式的隱居式生活。在此后兩年多時(shí)間里，他備嘗無(wú)人問(wèn)津的寂寞，將自己在大自然中觀察與勞作得來(lái)的感受寫(xiě)成了著名的《瓦爾頓湖》一書(shū)。兩年多時(shí)間鮮于和外界接觸，其承受的寂寞的壓力可想而知。所以，不能忍受寂寞和孤獨(dú)是難以成就科學(xué)上的大業(yè)的。
做好科研的另一個(gè)條件是需要準(zhǔn)備過(guò)貧窮的日子。為什么？因?yàn)榭蒲斜旧聿粫?huì)馬上得到直接的經(jīng)濟(jì)效益，尤其是在科研沒(méi)有完成的時(shí)候。世界就是這么不公平，年輕的時(shí)候，有精力，有闖勁，可以做出好的科研成績(jī)，但是，沒(méi)有經(jīng)濟(jì)條件。到老一點(diǎn)的時(shí)候，地位高了，經(jīng)濟(jì)也好了，作科研的動(dòng)力和沖勁缺不知跑到哪里去了。當(dāng)今世界，除了中國(guó)的情況例外，做研究
就拿大家都熟悉的
今天，在日本最好的大學(xué)東京大學(xué)當(dāng)教授，地位應(yīng)該是夠高的吧？
所以，我想說(shuō)明的事情有兩個(gè)方面。第一，要搞科研，就必需放棄掙大錢的思想；第二，中國(guó)的少數(shù)教授收入奇高的想象是不正常的，早晚需要被糾正。
如果想掙大錢，要么去公司，要么搞開(kāi)發(fā)。我這里的開(kāi)發(fā)是指開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，而不是我們中國(guó)常見(jiàn)的科技圈錢活動(dòng)。例如，美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校的Jacobi教授因?yàn)殚_(kāi)發(fā)出了移動(dòng)芯片，成立了QualComm公司，讓自己、學(xué)校和公司的員工發(fā)財(cái)，那是對(duì)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)。相對(duì)比，我們的各種安全鑒定、環(huán)保鑒定等各類強(qiáng)制性靠法律邊緣吃飯的科技服務(wù)，能產(chǎn)生多少科學(xué)價(jià)值？
中國(guó)號(hào)稱是剛剛超過(guò)日本成為世界第二大科技投入國(guó)，可是，我們的產(chǎn)出咋樣？為什么？我想，有相當(dāng)一部分錢被課題相關(guān)者放入了自己的腰包，讓一些搞科研的人成了相當(dāng)富裕的人，這是不正常的。真正的科研者，是要有過(guò)貧窮生活準(zhǔn)備的。又想搞科研，又想發(fā)財(cái)，世界上哪有那么多的好事？
所以，當(dāng)一切回歸真值的時(shí)候，就是需要各位搞科研的人忍受在社會(huì)中相對(duì)貧窮的時(shí)候。
什么是科學(xué)
今天我們言歸正傳，談一談如何搞好科研。因?yàn)檫@是一個(gè)系列雜記，以前已經(jīng)有了五篇，所以這次就應(yīng)該是第六講?？蒲惺强茖W(xué)研究的簡(jiǎn)稱。科學(xué)研究包涵兩個(gè)方面的內(nèi)容，一個(gè)是科研，一個(gè)是研究。研究是手段，而科學(xué)才是目標(biāo)，是最后追求的結(jié)果。如何準(zhǔn)確地理解科學(xué)的內(nèi)容，對(duì)如何搞好科研有著至關(guān)重要的作用。
一 科學(xué)二字的歷史
應(yīng)該說(shuō)，中國(guó)最初使用科學(xué)二字的是我國(guó)近代著名的革新派代表人物康有為。1893年康有為依據(jù)日本的資料，首次使用“科學(xué)”兩個(gè)字。后來(lái)，嚴(yán)復(fù)在翻譯《天演論》時(shí)，再次使用了“科學(xué)”二字。從此，“科學(xué)”二字就在中國(guó)使用開(kāi)來(lái)。
要說(shuō)中文中“科學(xué)”二字的根源，可能應(yīng)該追溯到日本的近代著名教育學(xué)家和啟蒙大師福澤諭吉。福澤是日本近代著名的啟蒙思想家，也是明治時(shí)期最為杰出的教育家，他將“science”譯為“科學(xué)”，也許康有為在撰寫(xiě)相關(guān)資料的時(shí)候，直接或者是間接地受到了福澤的影響。
要說(shuō)，福澤的“科學(xué)”來(lái)源于英文的“science”，這一點(diǎn)應(yīng)該沒(méi)有爭(zhēng)議。英文的“science”一詞又是源于拉丁文的“scientin ”，而“scientin ”又起源于古拉丁文的“scio”。所以，“scio”才是“科學(xué)”二字的原始鼻祖。
有人也許反對(duì)這樣的歷史說(shuō)法，說(shuō)我們的《黃帝內(nèi)經(jīng)》、《九章算術(shù)》、李時(shí)珍的《本草綱目》、祖沖之的數(shù)學(xué)圓周率、張衡的地動(dòng)儀、再加上漢朝的指南車等，要么是科學(xué)研究的經(jīng)典大成，要么是歷史的科技突破，怎么能說(shuō)科學(xué)是國(guó)外的東西？但是就科學(xué)這個(gè)詞組來(lái)說(shuō)，在沒(méi)有找到更加確鑿的證據(jù)之前，應(yīng)該還是被定義為舶來(lái)品！
二 科學(xué)的定義
《辭?！穼?duì)“科學(xué)”的解釋是這樣的?？茖W(xué)是運(yùn)用范疇、定理、定律等思維形式反映現(xiàn)實(shí)世界各種現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律的知識(shí)體系，是社會(huì)意識(shí)形態(tài)之一。從某種意義上說(shuō)，科學(xué)來(lái)源于社會(huì)實(shí)踐，服務(wù)于社會(huì)實(shí)踐?？茖W(xué)的發(fā)展和作用受社會(huì)條件的制約。在現(xiàn)代社會(huì)，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力?，F(xiàn)代科學(xué)正走向兩級(jí)分化，一個(gè)是學(xué)科高度分化，另一個(gè)是學(xué)科高度綜合。
所以，科學(xué)有三個(gè)部分組成。一是反應(yīng)本質(zhì)和規(guī)律，二是知識(shí)體系，三是社會(huì)意識(shí)形態(tài)。科學(xué)總是以自己的形式逼近真理，逼近事物的本質(zhì)和規(guī)律?？茖W(xué)是真理在發(fā)展中某個(gè)階段的意識(shí)形態(tài)表現(xiàn)。用我們自己的話來(lái)說(shuō)，科學(xué)反應(yīng)的是一種態(tài)度、一種方法，更是一種觀點(diǎn)。
科學(xué)是一種“知識(shí)體系”。“知識(shí)體系”所表明的是一種系統(tǒng)的、全面的知識(shí)集合。嚴(yán)格按照這個(gè)定義，也許中國(guó)的最古老的著作應(yīng)該是《九章算術(shù)》，而國(guó)外的就應(yīng)該是歐幾里得的《幾何原本》了。認(rèn)真閱讀這兩本書(shū)，我們還是需要承認(rèn)我們的差距。且不說(shuō)知識(shí)的完備性，單從外表來(lái)看，至少《幾何原本》的許多敘述方法都比較接近今天的表達(dá)方式，講述的是一般的規(guī)律，而我們的《九章算術(shù)》則是以文字描述為主的，討論的大多數(shù)都是具體的算例，企圖以算例來(lái)闡明數(shù)學(xué)規(guī)律。
三 科學(xué)與偽科學(xué)
尊重知識(shí)是人類最為突出的特征之一，正是因?yàn)槿绱?，許多看似科學(xué)卻不是科學(xué)的內(nèi)容，或者是打著科學(xué)的幌子的例子，在歷史上甚至是在科學(xué)已經(jīng)相當(dāng)發(fā)達(dá)的今天仍然是普遍存在的。這些貌似科學(xué)卻不是科學(xué)的內(nèi)容可以歸結(jié)為偽科學(xué)。需要說(shuō)明的是，偽科學(xué)雖然不是科學(xué)，但是它還不是絕對(duì)負(fù)面的東西，有的偽科學(xué)雖然不能歸類為科學(xué)，但是可以作為人類的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，對(duì)我們還是很有用處的。
正是因?yàn)榭茖W(xué)的重要性，歷史上有許多人都曾經(jīng)希望弄清楚科學(xué)的具體內(nèi)容。到底什么樣的東西是科學(xué)的，什么樣的東西是偽科學(xué)的？我們看看歷史上科學(xué)哲學(xué)家們到底都是怎么說(shuō)的?？偨Y(jié)起來(lái)，大概有以下六種理論。
第一個(gè)嘗試就是普遍信任理論。許多哲學(xué)家試圖通過(guò)普遍信任來(lái)區(qū)分是否是知識(shí)，是否是科學(xué)的。他們認(rèn)為，如果有足夠的人強(qiáng)烈地相信一個(gè)陳述，那么這個(gè)陳述的內(nèi)容，所表達(dá)的規(guī)律就應(yīng)該是科學(xué)的。事實(shí)上，要反證這個(gè)理論非常容易，一方面，這個(gè)世界上有許多人相信神靈、天堂、地獄，崇拜宗教，而這些內(nèi)容當(dāng)然不能算成是科學(xué)地。另一個(gè)方面，一個(gè)真正科學(xué)的出現(xiàn)，多數(shù)情況是不被相信的，例如哥白尼學(xué)說(shuō)，例如牛頓理論的初期，例如愛(ài)因斯坦提出相對(duì)論理論的開(kāi)始幾年。顯然，普遍信任理論不成立。
第二個(gè)理論就是休謨理論。休謨理論定義的科學(xué)的核心有兩個(gè)，一個(gè)數(shù)量的抽象推理，另一個(gè)是經(jīng)驗(yàn)的推理。他說(shuō)，對(duì)一本書(shū)，一個(gè)理論，我們要問(wèn)：“它包含任何涉及量或數(shù)的抽象推理嗎？沒(méi)有。它包含任何涉及事實(shí)和存在的經(jīng)驗(yàn)推理嗎？沒(méi)有。那么，就將它付之一炬吧，因?yàn)樗械牟贿^(guò)是詭辯和幻想”。如果按照休謨的定義，那么，十七世紀(jì)的巫術(shù)應(yīng)該算作是科學(xué)，因?yàn)樗舶嗽S多經(jīng)驗(yàn)的推理。早期的英國(guó)皇家協(xié)會(huì)的著名會(huì)員格蘭威爾甚至將巫術(shù)當(dāng)作經(jīng)驗(yàn)推理的典范來(lái)推廣。所以，休謨的理論也是不攻自破。
第三個(gè)理論就是誠(chéng)實(shí)性理論。這類科學(xué)家認(rèn)為，理論需要面對(duì)現(xiàn)實(shí)，科學(xué)推理的主要條件之一就是理論應(yīng)該得到事實(shí)的支持。這個(gè)一點(diǎn)沒(méi)錯(cuò)，也可能是目前最為容易被大家接受的一個(gè)觀點(diǎn)。事實(shí)上，這里有一個(gè)陷阱。歷史上，許多科學(xué)的提出并不是基于事實(shí)的。雖然牛頓認(rèn)為自己的學(xué)說(shuō)是基于開(kāi)普勒提供的觀測(cè)事實(shí)，但是，開(kāi)普勒認(rèn)為，行星的軌跡是橢圓，而牛頓理論卻認(rèn)為，只有當(dāng)行星互不干擾時(shí)（事實(shí)上行星是有相互干擾的），才能有橢圓軌道，因此，為了解釋兩者的差別，牛頓不得不發(fā)明了攝動(dòng)理論。安培被認(rèn)為是電學(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)的宗師，他的許多理論都是基于自己或者別人的實(shí)驗(yàn)得到的。但是，當(dāng)大家認(rèn)真閱讀他的經(jīng)典著作《明確由實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)的關(guān)于電動(dòng)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)理論》，在這本書(shū)的最后部分，他自己親口承認(rèn)有一些實(shí)驗(yàn)從來(lái)沒(méi)有真正做過(guò)，甚至是必要的實(shí)驗(yàn)儀器也沒(méi)有購(gòu)置或者建造過(guò)！給于誠(chéng)實(shí)性理論最大打擊的是愛(ài)因斯坦理論。在這個(gè)理論出現(xiàn)之前，人們認(rèn)為牛頓理論就是上帝給于的最終定律，是放之四海而皆準(zhǔn)的理論。因此，企圖以事實(shí)為基礎(chǔ)的誠(chéng)實(shí)性來(lái)證明科學(xué)與否也是不可取的。
第四個(gè)理論就是概率理論。這個(gè)理論認(rèn)為，如果一個(gè)科學(xué)理論的數(shù)學(xué)概率很高，它就是科學(xué)的，反之，如果它的概率很低，就是不科學(xué)的。這個(gè)理論基本上是誠(chéng)實(shí)性理論的延伸，只不過(guò)給出了一個(gè)連續(xù)的定義。遺憾的是，1934年，當(dāng)代最有影響的哲學(xué)家卡爾-波普爾證明，在任何特定數(shù)量的證據(jù)下，所有理論，當(dāng)然包括科學(xué)的和偽科學(xué)的，其數(shù)學(xué)概率都等于零！這就全盤(pán)否定了誠(chéng)實(shí)性理論和概率理論。波普爾進(jìn)而提出了自己的理論，這就是第五個(gè)理論。
第五個(gè)理論就是潛在證偽理論。波普爾認(rèn)為，每一個(gè)理論都應(yīng)該提供一個(gè)否定自己的反例，如果這個(gè)反例成立，那么自己就是偽科學(xué)。應(yīng)該說(shuō)，波普爾的理論更加相似于一種科學(xué)研究方法而不是科學(xué)本身。問(wèn)題是，所有提出自己理論的科學(xué)家，當(dāng)然時(shí)刻準(zhǔn)備著修改自己的理論，以應(yīng)付可能出現(xiàn)的反例。歷史上，利用可證偽法否定的科學(xué)理論還不是很多。
與波普爾相反，二十世紀(jì)另外一位有影響的哲學(xué)家湯姆-庫(kù)恩在1962年發(fā)表了著名的《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》一書(shū)，徹底地否定了波普爾的理論。他提出了另外一個(gè)理論，就是科學(xué)的心理特征理論，可以稱之為第六種理論。庫(kù)恩認(rèn)為，科學(xué)的發(fā)展不受客觀規(guī)律的支配，而取決于科學(xué)家的心理轉(zhuǎn)換，是屬于科學(xué)心理學(xué)，乃至是社會(huì)心理學(xué)的范疇。不用說(shuō)，要偽證庫(kù)恩的理論非常容易，所以不需要重復(fù)了。
最近，又有一些科學(xué)哲學(xué)家提出了各種不同的變種版本，包括拉卡托斯的科學(xué)綱領(lǐng)理論，但是基本上沒(méi)有超出以上六種模型。遺憾的是，由于我自己的天分不夠，沒(méi)有能夠理解這些偉人們的理論精華，所以，如果你們問(wèn)我，怎樣才能是科學(xué)的。我只能誠(chéng)實(shí)地告訴你，我不知道。
雖然如此，我覺(jué)得，區(qū)別科學(xué)與否應(yīng)該至少有一個(gè)界限，這個(gè)界限是什么，應(yīng)該是見(jiàn)仁見(jiàn)智的事情。我個(gè)人認(rèn)為，科學(xué)與否的判定標(biāo)志是它的預(yù)測(cè)性。那些僅僅反映過(guò)去已經(jīng)發(fā)生的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)而不能預(yù)測(cè)未來(lái)規(guī)律的理論充其量就是一個(gè)過(guò)去經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，不能被稱之為科學(xué)。反之，如果能夠預(yù)測(cè)未來(lái)發(fā)生的事物的本質(zhì)和規(guī)律，就應(yīng)該是科學(xué)的。例如牛頓理論，它能夠精確地預(yù)測(cè)72年之后出現(xiàn)的哈雷彗星，例如愛(ài)因斯坦理論，它能夠精確地預(yù)測(cè)星際間的距離在白天和黑夜是不同的，等等。
是呀，要是哪天我們的地震相關(guān)科學(xué)也能夠像相對(duì)論那樣，準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)地震的發(fā)生、破壞的形成和災(zāi)害的傳播，乃至控制，那該是一個(gè)多么美好的境界呀！
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