关于科学理论研究的一个观点

李宜和,乔庆鹏

(河南财政金融学院 计算机与人工智能学院, 河南 郑州 450046)

0 引言

在本文中,就从事科学理论研究的两个方面讲述笔者的一点心得体会,即主要阐述一个理论研究工作者从事理论研究而应该具备的基本条件和品性,当然也包含一些具体的方法。这两个方面是理论研究工作者应具备的基本态度,也是理论研究工作者从事理论研究应遵循的一些原则。

1 理论研究者应具备的科研态度

无论做任何事,我们都要有一个端正的态度。所谓态度,我们的理解是对自己从事的研究工作所持有的主观思想与对这项工作的个人感觉及如何落实的问题。个人感觉无非是对这项工作的爱好程度:如讨厌、无兴趣、有兴趣或者有强烈的愿望等,而这些又决定了自己如何具体落实这项工作。要想真正从事理论研究就必须有一个端正的态度。

1.1 坚定目标不动摇的态度

每个人一生中都有自己奋斗的目标或者理想。目标有大有小,大的目标可能短时间内无法实现,可以分步骤分阶段实现它。但要想实现自己的目标,可能会遇到各种各样的困难,其中有个人因素也有环境因素、社会因素等,由于不能克服这些困难,很多人就会慢慢地放弃自己的理想。事实也是如此,很多成功人士大都会想方设法克服困难而坚持实现自己的理想,相对来说,普通人由于不能坚持克服困难就会放弃或改变自己的理想。要想在科学理论上有所建树,肯定会遇到很多困难,所以不放弃自己的理想,努力实现自己的理想,是理论研究工作者必须具备的最基本的态度。当然,这里所说的坚定目标不动摇的态度,绝不能只是一句空话,要不断地努力去实现,不能心里只想着目标而不付诸行动,否则那就是空想。

1.2 遇到挫折不放弃的态度

要实现自己的理想,不可能一帆风顺。特别是很高的理想目标,在实践过程中,难免会遇到各种挫折,还会有很多失败。要想实现自己的理想,就要有遇到挫折不放弃的态度,否则就会半途而废。但是,要想坚持下来继续奋斗也是非常不容易的。特别是从事理论研究的科研人员,他们可能会花费很长时间,努力地苦思冥想,有时甚至认为自己已找到了一直想要解决问题的方法,但经过详细论证却证实这种方法还是不能解决问题。如果接二连三地遭到失败,可能就会有很多人难以从挫折中走出来,从而放弃自己的理想。而真正的成功者是不会放弃的,可能会消沉一段时间,但很快就会从挫折中重新站起来,重新审视自己的思想方法,找出原因,继续努力奋斗。所以,成功者往往都拥有一个良好的心态,具有强大的心理素质,能够反复从失败中站起来,寻找新的方法克服自己以前的错误,继而实现自己的理想。这样的例子举不胜举,令人印象深刻的是爱因斯坦的故事。大家知道,爱因斯坦在理论物理上做出过非常重大的贡献,但在发现这些物理规律过程中,他遭受过多少失败,心里受到多少煎熬又有多少人能够体会[1]。

1.3 克服困难坚持研究的态度

前面讲到的困难和挫折主要相对于研究者本人的主观因素,但实际上,每个人都不可能孤立地生活在这个世界上,在实现自己目标的同时,也会在现实生活中遇到各种各样的困难,因而也要克服这些困难,坚持下去。每个人的情况不同,遇到的困难也不一样,但克服困难的态度一定不能变。伽利略在晚年不仅健康状况很差,还遭到教会的压迫与监禁,但他仍然坚持进行科学研究;著名的理论物理学家霍金患上了帕金森综合征,全身瘫痪仍坚持做研究;诺贝尔在失去亲人后,冒着生命危险,好几次被炸得血肉模糊,仍然坚持研发的炸药;我国老一辈科学家中,很多人都是在生活非常困难的情况下依然坚持科学研究,从而作出了举世瞩目的贡献。因此,当我们看到别人成功时,不要仅仅是羡慕,还要看到他们的坚持与付出。同样,如果每个人都能坚持自己的目标并努力奋斗,就一定会有收获。我国著名科学家钱学森曾说过:不要失去信心,只要坚持不懈,就终会有成果的!

1.4 甘于平凡生活抵制各种诱惑的态度

从事理论研究,特别是最基础的理论研究,是一项非常复杂和困难的工作,具有长期性。很多年轻人一开始由于有强烈的愿望而从事这项工作,但经历了现实的生活后,绝大多数人慢慢选择了放弃。原因很简单,一是理论研究者要有扎实深厚的知识积累,要投入更多的时间精力,但即使如此也很难做出重大突破;二是研究得到的理论成果相对较少或者没有,相应的物质回报就会很少。因而理论研究者就会面临生活的压力,以至于很多年轻人选择放弃理论研究。所以从事理论研究的工作者要甘于平淡甚至清贫的生活,并且要抵制各种诱惑:不要羡慕别人较好的生活水平,更不要为了提高生活质量而选择薪水较高的职业或研究方向。

这里希望大家能明白理论工作者的实际情况:一个理论工作者可以甘愿过平淡甚至清贫的生活,但作为社会的一分子,他必须考虑自己的家庭,他也有让自己的家人过上幸福生活的责任;不能因为自己的爱好而让父母、爱人、子女受苦,所以面临这种压力他可能会被迫放弃自己的理想。虽然国家非常重视理论研究,对理论研究加大了投入,但理论研究具有复杂性、长期性及不确定性,而资金的投入往往与成果成正比,因而,很多理论研究者真正的待遇可能并没有得到相应的提高。而社会上有些人也片面地认为:理论研究根本不需要太多的资金投入。是的,理论研究不需要太多投入,但理论工作者也需要更好的生活。如果这种状况不能得到改变,那么从事基础理论的研究者就会越来越少。

当然如果决定从事理论研究,最好不要轻易放弃。一个很好的例子就是伟大的科学家法拉第[2]。看过有关法拉第资料的人都知道,他出生于一个贫苦家庭,兄弟姐妹很多,很小的时候就出来做工,幸运的是他的青少年时期都是在书匠铺里度过的。在这期间,他坚持自学,有机会聆听了化学家戴维的几次报告并做了详细的记录,他深受启发,愿意从事科学研究工作。虽然能力出众,但他的生活依旧很困难。对于现在的我们,生活水平远远超过了法拉第那个时代的生活水平,我们更应该像法拉第那样坚持自己喜爱的研究工作!

1.5 做事认真的态度

做任何事都要认认真真,不可粗心大意,否则就会出现问题。古人云:差之毫厘,谬以千里。现实生活中,由于粗心大意出现了多少事故,酝酿出了多少悲剧。当然,从事理论研究不一定都会出现这样的事故,但它会让理论研究走向歧途,以至于花费了大量的时间精力却得到一个错误的结果。所以,理论工作中的每一句话,每一个公式都要清楚地明白其来源和正确性,而不是想当然认为就应该是这样的。

1.6 实事求是,有信心和耐心的态度

实事求是很关键,我们做任何事一定要实事求是。比如我们制定一个目标,不能毫无根据,凭个人主观意愿就轻率地做出决定。一定要根据自己的实际情况、实际能力、目标本身的特点、难度等因素加以分析,从而制定出一个可行的目标。一般的做法是,先把一个目标分解成几个依次递进的小目标,若每个小目标都能实现或有实现的可能,则大的目标就有实现的可能。通过这样实事求是的分析,自己就会有很大的信心,但毫无疑问,不可能没有挫折,所以既要坚信自己又要有耐心,切不可半途而废!

2 从事理论研究的一般原则

2.1 具有扎实完备的基础知识

做科学研究特别是理论研究,研究者一定要有扎实完备的基础知识,这是显而易见的。每个人可能都有自己的学习方法,在这里只从学习的效果上说明如何做到,也就是如何做到“懂”“会”“用”这3个要点[3]。一是“懂”,就是能正确理解所学知识的真正含义,一定不能一知半解或者感到有些知识点无用而放弃;二是“会”,懂了并不意味着会了,会了才是真正地掌握了知识,一定要用自己的语言或亲自动手独立地把所学知识重新加工出来,切勿眼高手低;三是“用”,会了只是把知识学到了,还需要进一步加强巩固,最好的方法就是熟练运用它。

2.2 对知识具有融会贯通的能力

一名优秀的理论研究工作者,一定要具有把一门科学知识融会贯通的能力,切忌把每一节、每一章、每一本书独立起来,当然要想做到这点非常困难。也有很多人认为没有这个必要,认为只要把自己所研究领域的知识掌握就行了。这样的话,固然所掌握的知识比较深、比较透,但知识的广度就会受限,间接影响自己的研究能力。

2.3 要勤于思考

做研究工作一定要勤于思考。对于某些问题,可能一时不明白,但是一定要坚持思考,不能思考一段时间就放弃。当然,一个理论工作者在上述学习的过程中,不能只机械地全部接受,一定要对整个知识体系进行思考:是否所有的问题都已得到解决?还有哪些问题没有得到解决?整个知识体系是否都能自洽?有些知识有没有可能它不是正确的等诸如此类的问题。如果经过合理的、认真的分析,发现了问题,就要敢于提出来,敢于挑战权威。如果连一个问题都不能提出,谈何要解决问题。当然,提问题一定要慎重,要有合理的依据。

2.4 积极行动起来,探索解决问题的方法

能提出问题是非常关键的一个步骤,另一个步骤就是要解决自己提出的问题。其实这是一个问题,如果只提出问题而不能解决问题,所提的问题就失去了意义。怎样解决问题,当然要结合提出问题所涉及的整个知识体系。一般有两种解决方法:一是改进方式,即认为目前的理论是正确的,只不过需要进一步的拓展改进,比如麦克斯韦提出的位移电流的概念;二是否定方式,即认为目前的理论有误,或只是近似理论,这种情况就更复杂,需要改变目前理论的根基,最明显的例子就是相对论及量子力学对牛顿力学的改进。所以具体问题具体分析:我们必须从提出的问题切入,为什么会提出这样的问题,与现有理论整体性有无冲突等。因此,可以选择多种方式尝试解决问题。在此,举几个例子来说明。

其一是狭义相对论的建立[1]。通过麦克斯韦方程组得知,在任意惯性参考系下,光速是不变的,并且光是电磁波已被赫兹证实,而这个不变性与伽利略变换相矛盾。但这两个规律在宏观条件下都是成立的,因而洛伦兹采用改进法,提出一种可以接受的变换——洛伦兹变换。而爱因斯坦却采用了否定方案,他否定了牛顿的绝对时空观,提出光速不变假设,从而得到洛伦兹变换。

其二是海森堡方程[4]。一个多自由度体系,每一个广义坐标都可用傅里叶级数表示出来,即写成谐波的线性叠加,它的振幅和频率都是连续变化的积分常数和谐波阶数的函数。为了满足能量量子化条件及里德伯-里兹组合原则,就必须把广义坐标用两组分离的量子数表示出来,这样就构成一个矩阵表达式,再根据里兹组合原则和对应原理,得出量子力学的正则方程。

其三是狄拉克方程[5]。考虑到微观粒子具有自旋,狄拉克认为波函数是多分量的,再根据概率正定、几率守恒及相对论协变的要求,从而得出相对论性量子力学基本方程。

当然,我们现在分析别人的研究成果是容易的,而我们要面对的是自己遇到问题应当如何分析。借鉴是必须的,如何能够成功地解决问题,是需要理论研究工作者真正付出努力进行思考的,其中既有机遇又有挑战!

2.5 教研相长,温故而知新

一个很好的建议,就是教研相长,温故而知新。温故而知新,是流传了两千多年、富有哲学意义的思想,无论在何时都不会过时。怎样做到温故而知新呢?一个好的方式就是从事教学工作,可以多上几门本学科基础课程。这样就做到了温故,但如何知新呢?那就是我们不仅对学生采用引导启发式的教学,也要对自己采用这种方式,把自己看做是学生,尝试如何引导自己,如何启发自己,然后延伸到目前我们遇到的问题并尝试分析之。

3 总结

本文主要讲述笔者从事理论研究的一些心得体会,仅是一家之言,希望能对从事研究工作者有所帮助,疏漏或不足之处请大家予以批评指正。