基礎(chǔ)理論科研的idea從何而來(lái)？

—— 一封寫(xiě)給中國(guó)的科學(xué)博士和他們導(dǎo)師的公開(kāi)信





    投入科研常常需要準(zhǔn)備多久才算適宜呢,？不僅是針對(duì)研究生,，也許還應(yīng)該包括本科生。是不是該把這個(gè)提問(wèn)再粗略地分類(lèi)一下才好呢,？

    比如：

    1.“投入常規(guī)的應(yīng)用科研要準(zhǔn)備多久”,？
    2.“投入國(guó)內(nèi)空白而發(fā)達(dá)國(guó)家已有的先進(jìn)常規(guī)的應(yīng)用科研要準(zhǔn)備多久”？
    3.“投入任何國(guó)家都沒(méi)有的向前的基礎(chǔ)理論科研要準(zhǔn)備多久”？

    一般而言,，期望的科研目標(biāo)的高低,，決定著研究者需要蓄勢(shì)待發(fā)的準(zhǔn)備周期的長(zhǎng)短。處于研究生階段,，最大的科研弊端,，莫過(guò)于天天去調(diào)閱各種已發(fā)表和已出版的各種文獻(xiàn)，急著發(fā)表多篇SCI或EI這類(lèi)論文,，或者全力以赴地著急地幫助導(dǎo)師協(xié)作完成各種國(guó)家級(jí)和省級(jí)的項(xiàng)目,。這是國(guó)內(nèi)最常見(jiàn)的通病。

    由于我國(guó)的研究生是應(yīng)試錄選的,，被很多人美化為“嚴(yán)進(jìn)寬出”,。錄取率低而畢業(yè)率高。而關(guān)鍵的是：希望考研的學(xué)生,，很多都未必具有進(jìn)行科研的研究實(shí)力,，而是出于各種個(gè)人利益的目的，走上了考研之路,。

    一個(gè)人的科研能力,，這不是導(dǎo)師可以培養(yǎng)出來(lái)的。如同運(yùn)動(dòng)員一樣,，需要一定的天分,。如果先天就不具備奪冠的身體素質(zhì)，再怎么請(qǐng)名教練培訓(xùn),，最終還是竹籃打水一場(chǎng)空,！同樣，從事科研不無(wú)相似,，考研的考分再高也無(wú)用,。

    美國(guó)的博士研究生被中國(guó)人可笑地簡(jiǎn)化為“寬進(jìn)嚴(yán)出”。這是很搞笑的,。一個(gè)人究竟最后有沒(méi)有科研能力,？美國(guó)逼迫這些不用考試就直接跟著導(dǎo)師讀博的學(xué)生,，在做畢業(yè)答辯論文的時(shí)候,，必須要寫(xiě)出一篇具有在前人基礎(chǔ)上的創(chuàng)造性的論文。

    再看看德國(guó)人海森堡的學(xué)生經(jīng)歷,，先是在本國(guó)讀了沒(méi)幾年,，就出國(guó)做了法國(guó)索末菲的學(xué)生。而索末菲發(fā)現(xiàn)海森堡具有一種通常學(xué)生都很難得的物理直覺(jué),，感到把他留在自己身邊讀研究生,，會(huì)耽誤這個(gè)年輕學(xué)生的物理天才。于是，趕緊把他轉(zhuǎn)手推薦給比自己實(shí)力更強(qiáng)的玻爾,。海森堡對(duì)這位大名鼎鼎的新導(dǎo)師玻爾當(dāng)然十分崇敬,，可是他偏偏卻和玻爾的想法不一致，直言不諱地批評(píng)已經(jīng)被當(dāng)時(shí)物理學(xué)界公認(rèn)的玻爾量子力學(xué)理論,，說(shuō)玻爾原子的電子軌道是虛假的,，沒(méi)有絲毫的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，他說(shuō)他不相信玻爾的量子力學(xué)是正確的,。

    當(dāng)然,，玻爾很大度，對(duì)于海森堡這個(gè)學(xué)生的這種堅(jiān)韌的學(xué)術(shù)批評(píng),，或許是認(rèn)為這是德國(guó)人特有的一種民族性格吧,。玻爾一直都很寬容地對(duì)待這位和自己學(xué)術(shù)意見(jiàn)相左的學(xué)生，允許海海森堡固執(zhí)己見(jiàn),，自由去發(fā)揮他個(gè)人的思想,，這正是玻爾作為一名導(dǎo)師最偉大的地方。試想：要是把玻爾換做是一個(gè)中國(guó)大陸的某名人院士,，假如該院士的某個(gè)學(xué)生敢于斗膽學(xué)習(xí)和仿效海森堡,，直言不諱地聲稱(chēng)那種已被世界公認(rèn)的該院士的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)是不正確的，一直頑固地和該導(dǎo)師在學(xué)術(shù)上對(duì)著干,，不僅等不到論文答辯,，很可能早就被逐出師門(mén)了！

    玻爾是一個(gè)偉大的導(dǎo)師,，他手下的幾個(gè)外國(guó)學(xué)生：海森堡,，狄拉克，泡利等學(xué)生,，玻爾始終都允許每個(gè)學(xué)生的個(gè)性的自由發(fā)展,，也一直都容忍和在學(xué)術(shù)上和自己作對(duì)的學(xué)生海森堡。玻爾的這種放任和寬懷的最后結(jié)果,，連他本人也沒(méi)有預(yù)料到：這個(gè)海森堡竟然是埋葬自己和索末菲一手締造的舊量子力學(xué)的終結(jié)者,！海森堡在同學(xué)狄拉克的幫助下，創(chuàng)立了新量子力學(xué)——矩陣力學(xué),。

    海森堡的故事告訴了人們：讀研究生一定要有選擇,，即選擇最優(yōu)秀的導(dǎo)師，類(lèi)似于索末菲,，玻爾這樣的導(dǎo)師,，這樣你才能真正的有所作為，所謂“強(qiáng)將手下無(wú)弱兵”,。作為一個(gè)學(xué)生如果不首先選擇好的導(dǎo)師,，或者好的學(xué)校,，等于自毀個(gè)人的科研前途。假如赴美讀博,，就要首選加大伯克利分校,，次選哈佛，三選加大洛杉磯分校,。因?yàn)檫@三個(gè)是全美博士教育最成功的學(xué)校,。

    海森堡的故事告訴了人們：對(duì)于那種舉世公認(rèn)的玻爾量子力學(xué)，即使其中關(guān)鍵性的概念集沒(méi)有實(shí)驗(yàn)的證實(shí),，也是可以徹底扳倒的,。因?yàn)槲锢韺W(xué)不是數(shù)學(xué)，盡管這種玻爾的量子力學(xué)最后的結(jié)論可以用實(shí)驗(yàn)鑒定真?zhèn)涡?。海森堡的主張,，?jiān)持要以可被實(shí)驗(yàn)操作證偽的物理概念為核心，物理學(xué)應(yīng)該最大程度減少那些不能被實(shí)驗(yàn)證偽的純數(shù)學(xué)性的物理概念,。凡是那些沒(méi)有實(shí)驗(yàn)支持的“物理概念集”,，都是值得懷疑的，雖然這些概念能夠推導(dǎo)出的最后結(jié)果具有實(shí)驗(yàn)上的可證性,。

    海森堡的故事還告訴人們：一個(gè)年輕的學(xué)生做科研,，要勇闖那種舉世未知的明日科學(xué)世界，就是要敢于直接沖擊任何國(guó)家還都沒(méi)有的,、向前的基礎(chǔ)理論課題,，而不是在更低的應(yīng)用科研目標(biāo)上浪費(fèi)人生最寶貴的青春年華！然而,，這種基礎(chǔ)科研的idea從何而來(lái)呢,？

    這的確是一個(gè)很好的關(guān)鍵性話題?？上?，在我們國(guó)家，正如[游客]gyls1314 [2010-9-30 13:30:47] ip:202.122.32.* ……,，我們搞得“科研”不是西方意義的科研,。

    諸如這種“重技術(shù)-輕理論”的“兩彈一星”，“863”,，“973”之類(lèi),，壓根就不需要你有什么“科研的idea”！那是上頭給你安排指定好的項(xiàng)目,。中國(guó)科學(xué)家和工程師不過(guò)是國(guó)家的長(zhǎng)工,，就如同古代中國(guó)地主家里的長(zhǎng)工,。中國(guó)古代的知識(shí)分子為啥不能發(fā)明數(shù)學(xué),？不能發(fā)明科學(xué),？而只會(huì)做各種地主家讓你做的數(shù)學(xué)應(yīng)用題，只是一名會(huì)干各種地主布置下來(lái)的各種技術(shù)活的工匠,。

    可惜,，20-21世紀(jì)太多的中國(guó)的臭老九，就是非常爭(zhēng)先恐后地習(xí)慣做這種“重技術(shù)-輕理論”的國(guó)家長(zhǎng)工和工匠,，他們把這種諸如“兩彈一星”,，“863”,“973”之類(lèi)的上頭布置下來(lái)的工匠活，美其名曰是“科研”,。固然,，我們不能否認(rèn)國(guó)家布置下來(lái)的大量數(shù)學(xué)應(yīng)用題和大量技術(shù)活不屬于科研范疇?？墒?，這些無(wú)多少，甚至就沒(méi)有任何向前性研究的活,，你若是不干的話,，那么連養(yǎng)家糊口的工資也掙不上了。問(wèn)題的關(guān)鍵是,，那種“重理論-輕技術(shù)”的基礎(chǔ)理論科研,，也需要人來(lái)做，甚至需要“這個(gè)國(guó)家最聰明的人”來(lái)做,！

    國(guó)家作為地主,，發(fā)展工業(yè)經(jīng)濟(jì)，發(fā)展信息產(chǎn)業(yè),，發(fā)展強(qiáng)大軍備,，當(dāng)然少不了無(wú)數(shù)的長(zhǎng)工和工匠?？墒?，國(guó)家為何要強(qiáng)行把所有的科學(xué)家和工程師都捆綁為長(zhǎng)工和工匠呢？古希臘為何會(huì)發(fā)明數(shù)學(xué)和科學(xué),？就是因?yàn)檠诺淙松钪?，這個(gè)國(guó)家的最聰明的一些人，絕對(duì)是不能去做長(zhǎng)工和工匠的,。國(guó)家養(yǎng)著他們,，從不給他們?nèi)Χㄗ鋈魏尉唧w的俗事和俗物，放任他們從事抽象的幾何學(xué),，幾何學(xué)基礎(chǔ)之上的哲學(xué)和形而上學(xué),，還有用幾何學(xué)去描述自然的科學(xué)。因?yàn)?，柏拉圖認(rèn)定大自然是按照數(shù)學(xué)方案設(shè)計(jì)的,。這種觀點(diǎn)已經(jīng)深入了希臘知識(shí)分子的靈魂深處,。當(dāng)阿基米德分心研究工程技術(shù)中常見(jiàn)的各種“超越代數(shù)曲線”（他們稱(chēng)作“機(jī)械曲線”），被同行好心地加以勸阻,。

    中國(guó)的理工類(lèi)博士以上的知識(shí)分子的總數(shù)雖然在2009年已經(jīng)是世界第一多,，可是他們幾乎全是清一色的長(zhǎng)工和工匠，他們也不需要任何什么“科研的idea”之類(lèi)的東東,。至于那種從事“重理論-輕技術(shù)”的基礎(chǔ)理論科研的中國(guó)數(shù)學(xué)家和科學(xué)家身份的知識(shí)分子,，在國(guó)內(nèi)幾乎已經(jīng)都絕跡了60多年了。

    科研的idea從何而來(lái),？這種問(wèn)題,，不僅身為中國(guó)學(xué)生一臉茫然，就是中國(guó)學(xué)生的博導(dǎo)們也往往只會(huì)給出那種似是而非的“經(jīng)驗(yàn)回答”,。

    “有什么樣的師傅,，就有什么樣的徒弟——因?yàn)橥降苁歉鴰煾祵W(xué)藝的”。這是一個(gè)永遠(yuǎn)無(wú)法解套的,、類(lèi)似于計(jì)算機(jī)上的死循環(huán)問(wèn)題,，它所導(dǎo)致的現(xiàn)實(shí)結(jié)果很?chē)?yán)重。很像是生物圈的遺傳育種學(xué)一樣：“有什么樣的種子,，最終就有什么樣的結(jié)果”,。中國(guó)人早就已經(jīng)全然忘記了什么是古希臘人發(fā)明創(chuàng)造的“科研”，中國(guó)人只善于玩“任務(wù)版”,，“OEM版”和“山寨版”,。這種復(fù)制改良的本領(lǐng)，可謂是世界第一,，無(wú)人能比,！

    然而，美日歐這些國(guó)家卻忠實(shí)地繼承了古希臘人的科研傳統(tǒng),，他們知道“科研的idea”從何而來(lái),？那一定不是從中國(guó)人最熟的“上面下發(fā)的課題”中來(lái)，而只能從自由研究人人都不知的世界中來(lái),。直言之,，就是在研究已知理論的基礎(chǔ)上，并勇敢地跨越出這個(gè)熟悉已知的世界的最后邊界,，長(zhǎng)年累月地,、無(wú)目標(biāo)地、非理性地,、非邏輯地,、非歷史地在向前方黑暗未知的世界中盲目探索！

    科研的idea從何而來(lái),？

    或許,，未來(lái)的中國(guó)長(zhǎng)工和工匠中的部分人,，一旦有一天也能像美日歐的數(shù)學(xué)家和科學(xué)家一樣，知道這個(gè)idea不能提前預(yù)知,，只能來(lái)自于他們不熟悉,，甚至連美日歐也一無(wú)所知的那個(gè)彼岸世界的時(shí)候,，覺(jué)醒了的他們,，也許會(huì)要求朝廷給他們恩賜自由，不再做長(zhǎng)工和工匠,，開(kāi)始學(xué)習(xí)做一名真正的數(shù)學(xué)家和科學(xué)家,，回歸古希臘人開(kāi)創(chuàng)的這種向前科研，勇敢地離開(kāi)他們所熟悉的此岸世界,，沖進(jìn)全人類(lèi)都未知未識(shí)的彼岸世界,，進(jìn)行偉大的探險(xiǎn)，加入到名副其實(shí)的科研的隊(duì)伍中來(lái),。

    當(dāng)然,，探索彼岸世界是需要做充分預(yù)備的。這就是第一個(gè)話題“投入科研要準(zhǔn)備多久”,？當(dāng)躍躍欲試的海森堡,、狄拉克、泡利等眾多年輕學(xué)生來(lái)到玻爾身邊的時(shí)候,，玻爾對(duì)他們語(yǔ)重心長(zhǎng)又極其果斷地說(shuō)道：“去皇宮的路很遙遠(yuǎn)”,！這頗有點(diǎn)像西方那種落入窠臼、老生常談的童話故事：一個(gè)王子想要抱得美若天仙的公主歸來(lái),，他必須要勇敢地殺出一條血路,，九死一生，用力量和智慧才能斬盡途中遇到的所有極其強(qiáng)大兇狠無(wú)比的妖魔鬼怪,。

    科研的idea從何而來(lái),？

    一般具體而言，需要分為三個(gè)不同的等級(jí),。

    第一級(jí)那就是先要對(duì)現(xiàn)有的科學(xué)理論,，重新進(jìn)行識(shí)別和重組。比如,，牛頓根據(jù)從自己老師那里學(xué)會(huì)的微積分幾何學(xué),，加以提高，并熟練地用這種新幾何學(xué),，對(duì)前人笛卡爾,，伽利略，開(kāi)普勒,，以及同時(shí)代胡克,，惠更斯的理論,，進(jìn)行偉大的綜合統(tǒng)一，創(chuàng)建出公理化的質(zhì)點(diǎn)力學(xué),。又比如,，在19世紀(jì)，描述宏觀世界的自然現(xiàn)象的龐大經(jīng)典力學(xué)理論體系和描述微觀世界的自然現(xiàn)象的龐大經(jīng)典熱力學(xué)理論體系都已經(jīng)完工,。這時(shí),，麥克斯韋和波爾茲曼等物理學(xué)家使用了經(jīng)典力學(xué)的概率統(tǒng)計(jì)模型重新再造了整個(gè)經(jīng)典熱力學(xué)，如此一來(lái),，這種經(jīng)典統(tǒng)計(jì)物理學(xué)就一舉成功地統(tǒng)一了描述宏觀世界的經(jīng)典機(jī)械力學(xué)和描述微觀世界的經(jīng)典熱力學(xué),！這是科學(xué)史上空前未有的一個(gè)令人目眩、極其輝煌的偉大統(tǒng)一,！這種世界觀給出的是：微觀自然界和宏觀自然界,，都必須歸順于經(jīng)典力學(xué)理論體系中來(lái)，它們遵循著相同的物理學(xué)定律,。19世紀(jì)的這種無(wú)與倫比的科學(xué)成就,，很自然地征服了全世界所有的科學(xué)家！還比如,，愛(ài)因斯坦所寫(xiě)的“論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)”,，他從麥克斯韋的電動(dòng)力學(xué)中提煉出來(lái)“洛倫茲時(shí)-空變換群”之后，用它成功地把牛頓的機(jī)械力學(xué)和麥克斯韋的電動(dòng)力學(xué)統(tǒng)一了,。

    第二等級(jí)就是要在前人的基礎(chǔ)上,，勇敢地創(chuàng)造性地去擴(kuò)展前人沒(méi)有能夠抵達(dá)的最遠(yuǎn)邊界。比如,，拉格朗日和哈密頓,，就是把牛頓質(zhì)點(diǎn)力學(xué)各自獨(dú)立地加以史無(wú)前例的拓展，創(chuàng)立拉格朗日力學(xué)和哈密頓力學(xué),。雖然不是什么革命性的科研,，多少都令人有些出生恨晚的沮喪，就如拉格朗日在分析力學(xué)的序言里滿腹辛酸和嫉妒得所說(shuō)的那樣：“只有一個(gè)宇宙,，而牛頓發(fā)現(xiàn)了它的秘密”,。又比如，涉足全部數(shù)學(xué)領(lǐng)域和全部科學(xué)領(lǐng)域的歐拉,，今天全世界大學(xué)中的物理學(xué)分支的書(shū)寫(xiě)范式,，幾乎全都是歐拉一個(gè)人創(chuàng)立的！即大學(xué)教材中：質(zhì)點(diǎn)力學(xué),，剛體力學(xué),，流體力學(xué)，彈性力學(xué)（即振動(dòng)力學(xué)），波動(dòng)力學(xué)等等,，編排順序,，物理公式表達(dá)的數(shù)學(xué)形式，都是歐拉制定的,，并被一直繼承到今天,。歐拉是數(shù)學(xué)史和科學(xué)史上有史以來(lái)最偉大的通才和巨匠，此外他對(duì)各種物理方程的求解理論——即“數(shù)學(xué)物理方法”這門(mén)獨(dú)立學(xué)科的貢獻(xiàn)也是無(wú)人能比的,！其最大的遺憾,，莫過(guò)于他極其輝煌的一生，對(duì)數(shù)學(xué)和科學(xué)均缺乏重大的原創(chuàng)性貢獻(xiàn),。又比如,，偉大的數(shù)學(xué)家馮•諾依曼用數(shù)學(xué)公理化的形式,，重新再造了整個(gè)量子力學(xué),，被全世界所有大學(xué)一直沿襲至今！

    第三個(gè)等級(jí)就是從前人的此岸世界縱身一躍,，跨入前所未有的彼岸世界,，并把這部分的彼岸世界徹底征服，將它化作此岸世界的新的版圖,！比如,，麥克斯韋創(chuàng)立的“電動(dòng)力學(xué)”，它是人類(lèi)歷史上和科學(xué)歷史上,，第一次用“物質(zhì)場(chǎng)模型”成功統(tǒng)一了空間局域性的“物質(zhì)粒子模型”和空間全域性的“物質(zhì)波動(dòng)模型”,。如果立足嚴(yán)格的數(shù)學(xué)幾何學(xué)，更準(zhǔn)確地講,，就是用“連續(xù)物質(zhì)場(chǎng)模型”成功統(tǒng)一了連續(xù)空間局域性的“連續(xù)物質(zhì)粒子模型”和連續(xù)空間全域性的“連續(xù)物質(zhì)波動(dòng)模型”,。又比如，海森堡創(chuàng)立量子矩陣力學(xué),，薛定諤創(chuàng)立的量子力學(xué),，狄拉克創(chuàng)立相對(duì)論量子力學(xué)。這是人類(lèi)歷史上和科學(xué)歷史上,，第二次用“物質(zhì)場(chǎng)模型”成功統(tǒng)一了空間局域性的“物質(zhì)粒子模型”和空間全域性的“物質(zhì)波動(dòng)模型”,。如果立足嚴(yán)格的數(shù)學(xué)幾何學(xué)，更準(zhǔn)確地講,，就是用“離散泛函物質(zhì)場(chǎng)模型”成功統(tǒng)一了離散泛函空間局域性的“離散泛函物質(zhì)粒子模型”和離散泛函空間全域性的“離散泛函物質(zhì)波動(dòng)模型”,。又比如，愛(ài)因斯坦創(chuàng)立的“廣義相對(duì)論”（這個(gè)名稱(chēng)不正確,，一般在美國(guó)被稱(chēng)作為“引力時(shí)-空?qǐng)稣?#8221;）,，成功地刷新和改寫(xiě)了以往的牛頓的永遠(yuǎn)和時(shí)間無(wú)關(guān)的穩(wěn)恒態(tài)的靜止不變宇宙模型，給出一種和時(shí)間密不可分的非穩(wěn)恒態(tài)的運(yùn)動(dòng)變化宇宙模型（當(dāng)然，愛(ài)因斯坦本人沒(méi)有這么做,，他為了防止這種非定態(tài)的宇宙模型,，追隨牛頓的定態(tài)宇宙模型，特意增加了一個(gè)宇宙常數(shù)項(xiàng),。事后,，為此追悔莫及！）,。

    只有以上的這三種形式的基礎(chǔ)理論科研才是所謂的向前研究的科研,。至于什么叫作科學(xué)研究呢？如果是繼承性的常規(guī)應(yīng)用科學(xué)研究,，那就是research,；假如是創(chuàng)造性的向前理論科學(xué)研究，那就是study,。

    也只有這三種不同等級(jí)的科研工作,，才能締造出中國(guó)人耳熟能詳?shù)摹⑾碜u(yù)全球的,、所謂的“學(xué)術(shù)大師”,。為何三種不同等級(jí)的科學(xué)研究，就等同于第一次剛剛踏進(jìn)校門(mén)的小學(xué)生的study呢,？因?yàn)檫@種科學(xué)研究就像馬蒂斯的創(chuàng)立的“野獸派”,，他甚至跟著自己的兒子來(lái)重新study畫(huà)這種兒童畫(huà)——即野獸派特有的這種繪畫(huà)風(fēng)格。一個(gè)兒童去繪畫(huà),，他就是用一種全新的,、好奇的眼光，來(lái)打量這個(gè)他一點(diǎn)兒都不熟悉的未知陌生世界,，這恰好就是數(shù)學(xué)家和科學(xué)家探索研究彼岸世界的情形一樣,，只能是像第一次剛剛踏進(jìn)校門(mén)的小學(xué)生一樣，從最無(wú)知的第一步,，跌跌撞撞地study,，無(wú)法胸有成竹地去research。而且,，當(dāng)數(shù)學(xué)家和科學(xué)家闖入了這種彼岸世界做這種向前研究的study的時(shí)候,，以往那種對(duì)付此岸世界而慣用的那種調(diào)閱各種已發(fā)表和已出版的各種文獻(xiàn)著作的卓有成效的做法，這時(shí)全部統(tǒng)統(tǒng)失靈,，再也毫無(wú)任何指導(dǎo)意義和價(jià)值了,！