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Nature上给做科研的四条黄金忠告

2011-08-30
Nature上给做科研的四条黄金忠告
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当我得到大学学位的时候 - 那是百八十年前的事了-----物理文献在我眼里就象一个未经探索的汪洋大海,我必须在勘测了它的每一个部分之后才能开始自己的研究。做任何事情之前怎么能不先了解所有已经做过了的工作呢?(How could I do anything without knowing everything that had already been done?). 万幸的是,在我做研究生的第一年,我碰到了一些资深的物理学家,他们不顾我忧心忡忡的反对,坚持我应该开始进行研究,而在研究的过程中学习所需的东西。这可是生死悠关的事。我惊讶地发现他们的意见是可行的。我设法很快就拿到了一个博士学位---虽然我拿到博士学位时对物理学还几乎是一无所知。不过,我的确得到了一个很大的教益:没有人了解所有的知识,你也不必(No on knows everything, and you don't have to)。 不要等到什么都懂啦,再去做实验,只有在做实验的过程中,边做边熟悉,所得所想,才记忆犹新,不易忘记。就像我们进入一个新的实验室或者开始做一个新的课题,不能等到啥都准备好啦,才去做,just do it,do your best! Yes,we don't have to know everything, but we try to know something in the work.知行合一。
   
另一个忠告就是,如果继续用我的海洋学的比喻的话,当你在大海中搏击而不被沉没时,应该到波涛汹涌的地方去。19世纪60年代末,我在麻省理工大学教书时,一个学生找我说,他想去做广义相对论领域的研究,而不愿意做我所在的领域-基本粒子物理学-方向的研究,原因是前者的原理已经很清楚,而后者在他看来则是一团乱麻。而在我看来这正是做相反决定的绝好理由。粒子物理学是一个还可以做创造性工作的领域。它在那个时候的确是乱麻一团,但是,从那时起,许多理论物理学家、试验物理学家的工作把这团乱麻梳理出来,将所有的(嗯,几乎所有的)知识纳入一个叫做标准模型的美丽的理论之中。我的忠告是:到混乱的地方去,那里才是行动所在的地方(go for the messes---that's where the action is)。 什么领域是最容易发牛文章的,最hot的,对,就是最混乱的领域,学科交叉最密集的领域,因为谁都不知道将来会发生什么的领域。

我的第三个忠告可能是最难被接受的。这就是要原谅自己虚掷时光(It is to forgive yourself for wasting time.)。要求学生们解决的问题都是教授们知道可以得到解决的问题(除非教授非常地残酷)。而且,这些问题在科学上是否重要是无关紧要的,-必须解决他们以通过考试。但是在现实生活中,知道哪些问题重要是非常困难的,而且在历史某一特定时刻你根本无从知道某个问题是否有解。二十世纪初,几个重要的物理学家,包括 Lorentz 和 Abraham, 想创立一种电子理论。部分原因是为了理解为什么探测地球相对以太运动的所有尝试都失败了。我们现在知道,他们研究的问题不对。在当时,没有人能够创立一个成功的电子理论,因为量子力学尚未发现。需要到1905年,天才的爱因斯坦认识到正确的问题是运动在时间空间测量上的效应。沿着这条路线,他创立了相对论。因为你总也不能肯定哪个才是要研究的正确问题,你在实验室里,在书桌前的大部分时间是会虚掷的。如果你想要有创造性,你就必须习惯于大量时间不是创造性的,习惯于在科学知识的海洋上停滞不前 (As you will never be sure which are the right problems to work on, most of the time that you spend in the laboratory or at your desk will be wasted. If you want to be creative, then you will have to get used to spending most of your time not being creative, to being becalmed on the ocean of scientific knowledge)。
科学需要我们做庞大的分母,没有无所事事的努力,哪能显示他们富有创造力的idea。所谓的创造性不是机械的bench work,而或许是一瞬间的灵光闪现。爱迪生说的天才是百分之九十九的汗水加百分之一的灵感,而且这百分之一是最重要的。不要为浪费的时间而哭泣,因为你会错过天才的灵感。我们都会浪费时间,天才的不同在于抓住的灵感。欧洲中世纪停滞不前的黑暗孕育了启蒙运动的光明。

最后,学一点科学史,起码你所研究的学科的历史。至少学习科学史可能在你自己的科学研究中有点用。比如,科学家会不时因相信从培根到库恩、玻普这些哲学家所提出的过分简化的科学模型而受到桎梏。科学史的知识是科学哲学的最好解毒剂。更重要的是,科学史的知识可以使你觉得自己的工作更有意义。作为一个科学家,你很可能不会太富裕,你的朋友和亲人可能也不理解你正在做的事情。而如果你研究的是象基本粒子物理学这样的领域,你甚至没有是在从事一种马上就有用的工作所带来的满足。但是,认识到你进行的科学工作是历史的一部分则可以给你带来极大的满足。看看100年前,1903年。谁是1903年大英帝国的首相、谁是1903年美利坚合众国的总统在现在看来有多重要呢?真正凸现出重要性的是 1903年Ernest Rutherford 和Frederick Soddy 在McGill 大学揭示了放射性的本质。这一工作(当然!)有实际的应用,但更加重要的是其文化含义。对放射性的理解使物理学家能够解释为什么几百万年以后太阳和地心仍是滚烫的。这样,就清除了许多地质学家和古生物学家认为地球和太阳存在了很长年代的最后一个科学上的障碍。从此以后,基督教徒和犹太教徒就不得不或者放弃圣经的直接真理性或者放弃理性。这只是从加利略到牛顿、达尔文,直到现在削弱宗教教条主义桎梏的一系列步伐中的一步。只要读读今天的任何一张报纸,你都会知道这一工作还没有完成。但是,这是一个文明化的工作,对这一工作科学家是可以感到骄傲的。
最后一个忠告作为给自己的一个理由,沿着这条路走下去,分子毕竟也是来自分母
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