为什么中国现在还没有非常重量级的科学突破？我个人认为，中国的科学家基础非常好，勤奋可能是这个世界上没有一个国家比得上的。我感到，与西方比，中国科学家不仅要有基础，不仅是要勤奋，还要有胆识。有胆就是敢，要敢为天下先，敢于提出不同的见解，敢于坚持自己的意见去做。更重要的是有识，就是你要有非常尖锐的目光，不要让大的发现从你眼皮底下溜过去。
科学顿悟——李白、庄子的启发
首先来看一下科学方法。大家知道科学方法有两种：一种是实验，除了数学以外，所有其它的科学发展都要靠实验，归根到底科学是实证性的；另外一种就是理论，理论是什么呢？理论就是根据一定的前提，用逻辑推理的方法，从前提推导出结论来。请想一想，除了实验与理论以外，还缺少什么东西？我的想法是，现在不是提倡创新吗？不是提倡原创性吗？我感觉到真正原创性的东西需要有突破。要有突破，怎么能达到呢？光靠逻辑思维是没有办法突破的，因为逻辑思维只是从已知的前提出发，然后用一步一步的推理推出结果。说到底，结论已经隐含在前提里面，从根本上讲，并没有新的东西。你要有新的东西，就必须突破这个前提，必须突破这个逻辑体系，提出一个新的体系来。就是科学探索的顿悟，这点和艺术、文艺的灵感是极为相似的。大家都知道著名国学家王国维的“治学三境界”，最后一个境界是：众里寻她千百度，暮然回首，那人却在灯火阑珊处。暮然回首为什么会发现那人在灯火阑珊处呢？一个原因是你已经众里寻她千百度，你已积累了很多资料，但是最后的突破是带有偶然性的。不仅是带有偶然性，而且可以从别的领域得到启发的。
日本著名物理学家汤川秀树，以提出介子说获得诺贝尔奖，他写了一本书。书中说，他在科学研究中的突破，和李白、庄子很有关系。他特别提到李白一篇文章的开头：“夫天地者万物之逆旅，光阴者百代之过客”，他从这两句话中得到灵感，就怎样处理微观基本粒子的时空观得到了启发。他又从《庄子》的“为混沌开七窍”悟出了基本粒子从一个最原始、没有特性的东西分化出来成为各种各样的粒子。所以他认为东方的哲学思想、东方的文化、东方的文学，对他的科学研究非常有启发。
“分久必合”——从分析法到综合法
大家都读过《三国演义》，开宗明义的几句话是：“天下大事，分久必合，合久必分”，我感觉到后面两句话不仅是对天下大事，对科学也适合。西方科学在文艺复兴以前是没有分化的，甚至连科学这个名称也没有，而是叫做“自然哲学”。当时的学者，像达·芬奇那样的人，用现在的眼光来说是横跨各个领域，他既是画家，又是雕塑家，又是生理学家，又是医学家，又是建筑师，又是航空理论家……他的头衔可以报出一打以上。科学的分化是在文艺复兴以后，特别是工业革命以后逐步分化的。分化到今天，已经越分越细。这个分化是推动自然科学的，我们今天所享受的各种物质文明，都是近三百多年来自然科学和技术的突飞猛进所造成的结果。一个很重要的原因，就是分。分！不仅是分科，使大家可以集中精力于一个专门学科，专心致志地去研究；分！更重要的是运用分析法。分析法的老祖宗是伽里略，他做了一个很重要的实验，就是斜塔实验。斜塔实验看起来很简单，但其思想非常重要。在伽里略以前，人们普遍认为越是重的东西所受到的重力加速度就越大，速度就越快。伽里略说：不对！他指出：物体无论轻重，在重力场作用下的加速度和速度都是相等的，斜塔实验的轻重两个球同时落地，证明伽里略是对的。别以为斜塔实验看上去很简单，实际上这开了近代科学使用分析法的先河。为什么这样说呢？古希腊学者与伽里略的想法不一样，主要因素是空气阻力。一根羽毛掉下来很慢，而一个铅球掉下来很快，差别在于空气阻力。伽里略的功劳在于撇开空气阻力的因素，光是研究在重力下这个物体的加速度和速度，结果他得出了与古希腊学者不同的结论，开了现代科学分析法和实验法的先河，这是一件了不起的事情。这就是为什么千禧年的时候大家选最有影响的科学家，他的名字在里面。
我个人的看法：今天是到了分久必合之时，为什么这样说呢？因为形势变了。现代科学研究的对象越来越复杂。很多人认为21世纪的主流科学是生物学，生物是一个极端复杂的大系统。就拿人体来讲，就拿大脑来讲，我这样问：“你把人体的每一个细胞、每一个分子、每一个原子都弄清楚了，你就了解人体了吗？你对大脑里的每一个神经元、每一个突触，以及其中的每一个分子、原子、基本粒子统统研究透彻，你就了解大脑的功能了吗？”显然不是的，对这种复杂系统，我们习惯于物理的思考，物理学有个特点：你越深挖就越根本。物理学最根本的东西还在更深的地方，我们现在还不知道。但是生物学和脑神经科学是不一样的，我相信这方面最后的突破不是靠往深处发掘，而是要从整体观念探索横向的联系，要考虑各个方面的综合性因素。换句话说，光靠分析法不够，还需要综合法。五年前，我在《科学》上发表了一篇文章，就提出这个想法，我说：“新世纪的曙光在东方”，我当时是这样讲的：“综合法必将东山再起”。所以我们现在要考虑到整个科学的由分到合，百川归海，文化合流。
重要的是要有新思想——NEW IDEA
前几天我在几所中学里作讲演，现代中学生很有头脑。我讲到合，讲到要消除各个行业之间的阻隔，要培养通才。一位女学生站起来，她说：“沈先生！你说要培养通才，而达·芬奇这样的通才是天才，我们都是凡人，凡人是成不了通才的。你要是样样都学，就样样不精，结果变成了万金油。你对这个问题怎么看法？”这个问题很有挑战性，我回答她：“我理解你的意思，所谓通才教育，不是叫你每样都去学，而是叫你根据自己的爱好、本身的基础和条件，然后根据当前形势，选择最适合你的东西去广泛地学习。”根据我的观察，科学家越是钻得深的越是容易跳出来。这和井底蛙不一样，青蛙在井里，那口井越是深就越难跳出来。我打了个比喻，这个井底是个弹簧，你越是往下钻得厉害，那个弹簧越压缩得紧，然后你一松手就蹦起来越高。我讲这个话是有根据的：美国著名物理学家盖尔曼，他是一位神童，非常聪明。他研究基本粒子的规则——“重子八重态”，提出“夸克”，得了诺贝尔奖。你猜后来他干什么？如今他在新墨西哥沙漠里的圣菲研究所做大系统的研究，研究自我意识。从基本粒子到自我意识，这个当中有多少跨距啊！
第二位是美国的著名物理学家费因曼，量子场论专家。他提出了费因曼图，他在场论当中解决了发散问题，和日本的朝永振一郎一起得了诺贝尔奖。费因曼的兴趣十分广泛，他研究美洲土著的手鼓；他到俄罗斯的西伯利亚去研究原始部落；他曾经破译过玛雅文字。他最著名的一手，就是1985年美国的一个太空梭在天空中爆炸，很多人都找不出原因，他做了个实验，把一个橡皮圈浸在液氦里面，拿出来往桌子上一摔，碎了！他说问题就是你们的密封橡皮圈受不了低温，太脆的缘故。这个人的兴趣是广泛得不得了。
盖尔曼有些发现并非只是他一个人的，而是与别人同时发现的，一位犹太人叫尼曼（YuvalNe＇emann），原先是军人，以色列政府派他到伦敦去担任武官。他爱好物理学，有机会到剑桥大学听课。听了几年以后，他不做武官了，就去钻研粒子物理，结果他和盖尔曼同时提出“重子八重态”。很可惜的是他没有得诺贝尔奖，但他和盖尔曼在这个问题上做出的贡献是半斤八两的。这样例子可以举很多，比如说大家知道的一位著名的美国天文物理学家哈伯，他以发现宇宙膨胀著称，于是才有宇宙大爆炸说。哈伯原本是军人，退伍后当律师，后来才从事天文学研究。
最近发表的微波各向异性检测结果，发现95％以上的宇宙物质是看不见的暗物质和暗能量，其中25％是暗物质，70％是暗能量。
没有评论:
发表评论