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中国科学报:严加安:创新乃科研之魂
2012-12-03 | 编辑:

作者:严加安  来源于:《中国科学报》  发表时间:2012-12-01 

科研工作贵在创新。到底什么才叫创新?统计学家C.R.Rao在他的《统计与真理》一书中有如下一段论述:“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。”像牛顿和莱布尼茨创建的微积分、爱因斯坦的相对论、美国气象学家洛伦兹的混沌理论等就是这种最高水平的创新。绝大多数科研创新工作属于第二类水平的创新。

科研工作如何才能做到某种创新呢?我个人的体会是:首先是要有长期的知识积累,这是创新的基础。任何创新工作都不是凭空出现的,即使是最高水平的创新也要基于前人成果,像爱因斯坦的相对论也是基于先前对光速测量的研究和Lorentz变换等数学理论的。

第二,要选择好研究课题。如何选课题呢?最便捷的方法是阅读你所在研究领域由领军人物写的综述文章,从中了解该领域的研究现状、已有的重要工作和尚未解决的问题,然后再进一步研读那些具有原创性思想的重要文献。选题要瞄准那些具有挑战性的问题。

第三,要对研究的问题有浓厚兴趣,要全身心投入,并对解决问题有强烈愿望;要了解别人在相关问题的已有研究成果,要重视与同事和同行的讨论和交流,别人不经意的评论可能使你产生顿悟。

第四,要有丰富的想象力和敏锐的直觉。

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。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。”

所谓直觉,就是没有经过意识推理而对某事物产生的理解和判断。爱因斯坦在纪念普朗克60岁生日的演讲中说:“物理学家的最高使命是得到那些普遍的基本定律,由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。要通向这些定律,没有逻辑推理的途径,只有通过建立在经验的同感的理解之上的那种直觉。”法国著名数学家庞加莱认为:“我们靠逻辑来证明,但要靠直觉来发明。”这里所说的“发明”,我理解是指能独立发现问题或提出问题。

第五,创新需要灵感。所谓灵感,就是一种近乎无意识或潜意识的非逻辑式的创造性思维活动,是对某一问题长期思考以后突然产生的思想火花。灵感有时产生于全神贯注思考问题之际,有时却是在不经意间或意识朦胧之中。爱因斯坦说他的创新思维活动“产生于有一种能用文字或其他符号来与他人交流的逻辑结构之前”,这就是一种灵感。

灵感来自何处?首先,它来源于对问题的潜心研究和知识的积累。其次,灵感也来源于对生活的细微观察,来源于对不同现象的类比和联想。1934年的一天,英国物理学家史考特·罗素在河边散步,恰好有一只小木船从他身边驶过,这时他观察到船头卷起一股激浪,但激浪异乎寻常地以单个波峰的形式向前传播。这一现象激发了他的灵感,后来经过精心研究,提出了著名的“孤立波”理论。我对创新的感言是:科技创新犹如化学反应,知识是载体,直觉、想象和灵感是催化剂。

第六,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。我的做法是,为了保持研究活力和对研究问题有新鲜感,每隔一段时期(8~10年)就改变一下自己的研究领域。在新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。

第七,做学问除了要提高自己的专业素质外,还要加强文学和艺术修养来提高文化素质。文理相通,一个有较高文化素质的人思路就比较开阔,能高瞻远瞩、富于联想、触类旁通。创新理念不是来自逻辑思维,它是源于形象思维,而形象思维的能力大小取决于一个人的文化素质高低。

爱因斯坦就酷爱艺术,他是一个演奏小提琴的高手。据他的回忆录或关于他的传记,爱因斯坦很多物理上的发现与他演奏小提琴有关,是在演奏小提琴过程中他突然来了灵感,然后把这个灵感记录下来,再进行研究。所以他曾经坦言:“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。”如何开拓想象力?英国思想家培根说:“读史使人明智,读诗使人灵慧”,灵慧就是聪明,有灵气,这在很大程度上就是富有想象力。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。”由此看来,想象力跟一个人的艺术修养关系非常密切。

最后,从国家层面来说,为科学研究营造一个开放的、宽松的和学术自由的科研大环境,对提升我国科研自主创新能力是至关重要的。

       

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