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科研的最好法子是先热火朝天干起来

时间:2021年12月14日 作者:文双春 来源: 中国科学报

近几年,国内大学纷纷鼓励本科生早进课题、早进实验室、早进团队,跟老师做研究。笔者所在学院从2015年开始推行“本科生科研能力提升计划”,至今有6个年头。每次推介该计划时,都毫无例外有学生提问:如何做科研?
 
学生之所以反复提出这个问题,我琢磨可能与学生多年来接受的学校教育有关。正如美国科学家奥赞·瓦罗尔著的《像火箭科学家一样思考》中所说,在学校里,老师给我们留下了一种错误印象,即科学家走的是一条通往光明的坦途,“只要学习某一门课程,掌握一种学习科学的正确方法及一条正确的公式,就能在标准化考试中正确回答问题”。
 
这个问题让人从何答起?我只好每次都给出这个回避式回答:科研新人不必纠结如何做科研,科研的最好法子全在撸起袖子加油干中,所以你只要走进课题,跟着老师好好干就行了。
 
姑且为这个回答找点理论依据和名人背书。
 
其一,科研工作的属性决定了科研的最好法子全在科研过程中。
 
“自然和自然的规律隐藏在黑夜之中。上帝说:让牛顿降生吧!于是一片光明。”英国诗人蒲柏1727年为牛顿写的墓志铭既是对牛顿成就的最好评价,也是科研工作属性的生动写照——科研是在黑暗中探索未知。
 
美国哥伦比亚大学生物系教授法尔斯坦在他的著作《无知:它怎样驱动科学》中说,科学研究是在黑屋子里四下摸索,撞上无法辨认的事物,寻找难以察觉的幻影,就像在黑屋子里寻找黑猫。这种观点尽管与许多人特别是非科学家对科研的看法或想象截然相反,但事实就是如此。
 
数学家怀尔斯把自己证明费马大定理的过程比作在一座黑暗的宅邸中前行。首先进入一个房间,四下里七试八试,误打误撞,忽然找到了电灯开关(往往是由于机缘巧合),于是灯亮了,每个人都感叹:“噢,原来是这么一回事儿!”然后,又前往下一个黑暗的房间,一切重新开始。他说,“没有黑暗中的摸索,这些成果就不可能存在。”
 
爱因斯坦用类似说法描述了他自己的科学发现过程,“我们的最终结果几乎是不证自明的。但是,多年来在黑暗中寻找一种只可意会、不可言传的真理,强烈的欲望及自信和疑虑反复交替,直到打破僵局,真相水落石出。只有亲身经历过这一切的人才知道是什么感觉”。
 
 
其二,科研是一种天生就会或置身其中自有办法的“活儿”,就像恋爱,用不着别人教的。
 
科研必需的基本素养和能力,如好奇心、求知欲、提问等,人生而有之。
 
美国作家平克在他的著作《驱动力》中说,人类有“发现新奇事物,进行挑战、拓展并施展才能以及探索和学习的内在倾向”。
 
最关键的是,科研最重要的是热情,而找到或具有热情,显然不是别人能教给你的。
 
路遥的《平凡的世界》里,田晓霞爱上了孙少平,给孙少平写了封情书,请父亲田福军提点修改意见。田福军对田晓霞说:“不过我说心里话,你们还年轻,我不知道你们是不是最终能走到一起。这个世界呢就是一个充满着变化的世界。所以管它呢!先把火烧起来。”
 
过来人都有体会:科研跟恋爱一样,过程和结果都充满不确定性,所以最好的法子是不问法子,而是“先把火烧起来”,也就是先热火朝天地干起来。
 
诺贝尔生理学或医学奖得主、现代神经科学之父拉蒙—卡哈尔在《学习的方法》一书中说:“……就像恋爱中的男子,每天都会在他心爱的女人身上发现新的优点,一直对所观察之物保持着浓厚兴趣的人最后必然能察觉有价值的细节和不寻常的特性,这些东西往往会从循规蹈矩、懒于思考的观察者的眼皮底下逃走。”
 
问别人(包括老师)如何做科研就像请教别人如何谈恋爱,别人可以告诉你方法,甚至可以帮你介绍对象,但别人无法帮你找到热情。
 
其三,撰写如何做科研的书或文章的作者,他们的科学成就(如果有的话)都不是用他们自己写的方法做出来的。
 
说到科学方法,培根的《新工具》和笛卡尔的《谈谈方法》堪称经典。遗憾的是,科研新手即使把这两本经典烂熟于心,对自己的科研也不会有什么帮助。
 
拉蒙—卡哈尔指出,在培根和笛卡尔的著作中都有体现“科学方法中存在万灵药”的观点。“诚然,该观点可以很好地开拓思维,但是却无法更加有效地告诉别人如何发现。”他忍不住引用Josephde Maistre对《新工具》的评语,“那些做出过重大科学发现的人从未读过它,培根本人靠他自己的理论也从未做出过任何发现。”而对于笛卡尔的方法,拉蒙—卡哈尔则说,这位法国哲学家的成就并不是通过对其方法的运用取得的,而是像其他人一样,在无意识中抓住了机会,从而清晰、精确地阐明了哲学和几何学方面的问题。
 
爱因斯坦在他的《自述》中说:“我作为一个学生并不懂得获取物理学基本原理的深奥知识的方法是与最复杂的数学方法紧密相连的。在许多年独立的科学工作以后,我才渐渐明白了这一点。”
 
同样的,诺奖得主也不知道如何才能得诺奖。把目光再拉到身边,不难发现,研究生导师之间科研成就的高低,区别不在于他们知道什么,而在于他们做什么。
 
 
其四,科研纵使有一些需要掌握的方法和技能,最好的方式也是在做中学。
 
美国作家祖卡夫的《像物理学家一样思考》中写道,前哥伦比亚大学物理系主任、诺贝尔物理学奖得主拉比说:“学生做实验的智力内涵……也就是开创新领域的创意和能力……我们教得不够深入……我个人的看法是这种事你要自己来。”
 
为什么“这种事你要自己来”?
 
我想起了轮扁斫轮的故事。古时一个叫轮扁的斫轮工匠从他所从事的行当中得出一个真谛:“臣不能以喻臣之子,臣之子亦不能受之于臣。”
 
他是这么给齐桓公解释的:“我砍削木材制作轮子,如果砍得慢了就会做得过于粗糙,轮子会因松动而不牢固;砍得快了又会做得太紧,它会因滞涩而难以楔入。只有砍削得不快不慢,轮子做得不松不紧才正好。但如何才能做到不快不慢、不松不紧而又运转自如呢?我说不出道道儿,可这其中确实是有窍门的。这窍门我无法明明白白地告诉我儿子,我儿子也无法从我这里得到做轮子的经验和方法,只能靠自己心领神会。所以,我已经七十岁了,还在独自做轮子。”
 
科研的法子不用教,最好法子全在撸起袖子加油干中,那还要老师做什么或老师的作用在哪儿呢?
 
诺贝尔化学奖得主Robert Lefkowitz给出了最好回答。Lefkowitz指导过200多名学生,其中许多人获得重大研究奖,一人获得了诺奖。他因此经常被问到指导学生的秘诀是什么。他说他没有指导的秘方,“事实上,在我经营自己实验室的头二十年里,我几乎没有想过指导。我只是在做研究,并试图劝说我实验室的学生跟我一起去旅行”。
 
http://blog.sciencenet.cn/u/SoSoliton
《中国科学报》(2021-12-09第8版博客)
 
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