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科研经验:让联想力帮个忙呗 精选

已有 5345 次阅读 2018-10-12 09:55 |个人分类:科研随想|系统分类:科研笔记| 科研经验, 联想力

 

爱因斯坦【1】说过:“超出人们寻常思维习惯的想象力,比知识更为重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。严格地说,想象力是科学研究中的实在因素。” 对科学家伙而言,多一点好奇心与想象力,甚至是“异想天开”,不囿于固有思维模式的约束,则有可能迸发出创新的火花。

联想力属于想象力的范畴,是灵感冒泡的源泉之一。大家晓得,好的想法往往是成功的一半,其可能来自于联想,然后基于逻辑分析加实证原则,验证想法的可行性,这样有可能会取得原始创新成果。

联想力的实质,就是能够把看似不同的方法和事物建立关联,其可突破常规思维定式的桎梏,有助于创新思维的形成。纵观科学发展史,依靠丰富的联想力取得成功的实例不胜枚举,其中阿基米德查皇冠案的故事【2】是一个著名的例子。阿塞米德在寻找“不能破坏皇冠的前提下,皇冠中是否掺杂了其他金属”的答案时,曾百思不得其解。忽然有一天,他洗澡时从澡盆溢水的现象中受到启发,意识到从盆子里溢出来的水就等于人体进入水中的体积。由此联想到,如果在容器里装满水,把皇冠沉进去,根据溢出的水量,也就可以知道冠的体积了。只要弄清冠的体积,下一步就好办了。依靠他想出的办法,最终破解了此案。

看科学史时,难免有些故事经过了艺术加工,或许有“水分”。下面,讲述一个不掺水分的真实故事。

2009年,“二班人”研究大型斜坡失稳预测问题时,发现诸多斜坡的稳定性受控于潜在滑面中的一个或多个锁固段,给出了失稳预测模型,并揭示了其失稳机制和演化规律。从回溯性验证的情况看,结果令人满意。搞到这一步的时候,“二班人”自然而然想到,若断层仅由软弱介质组成,其不可能积累较高的应变能,可能会发生中小地震,但难以发生大地震,故联想到发生大地震的断层中也应有“锁固段”。当时“二班人”想,是继续深化该型斜坡失稳预测研究呢,还是转换方向,把从锁固型斜坡失稳机理研究得到的方法用于地震预测尝试下呢,有点犹豫不决,因为科研的黄金时间不过短短数年,极其宝贵。恰好,这时候碰到了王院士,他以及不少同行认为“二班人”是工程地质领域的“怪才”,常有“另类”的想法,他也一直关注着“二班人”的研究,他问“最近有什么新进展吗?”于是“二班人”把上述想法和他简单谈了谈,他说“可以试试嘛,斜坡处于地壳浅表部,其稳定性受环境扰动的影响较大,即使这样,从你的研究看效果不错,而震源体埋藏深,受扰动的影响小,预计会有更好的效果。”

刚开始试的时候,立马遇到了一个难题。做预测必须要用到监测数据,监测斜坡演化过程用到的物理量一般是表面位移,由于滑面埋深较浅,对岩质斜坡,其表面位移通常可表征锁固段沿滑面的深部位移。然而,断层锁固段埋深一般为数十公里,采用地表或近地表监测量根本不行,唯一能反映深部情况且具有长期观测的数据是地震目录,能不能把其用上呢?当时“二班人”对地震方面的知识知之甚少,于是开始查阅文献,得知累积Benioff应变与锁固段沿断层滑移应变沾边,先假设其可作为替代量(后来这一问题已得到妥善解决),接着从文献中找震例进行回溯性分析检验,果不出所料,结果令人大喜过望。

说实话,“二班人”原来从没想到这一生能与地震预测沾边,当时想把锁固型斜坡失稳机理搞明白了也是该领域的一个重要突破,觉得不枉此生了。万万没想到的是,这一试上了“贼船”就下不来了,因为“贼船”上潜伏者诸多科学谜团,破案的过程太引人入胜啦。

再后来,经过长期的艰苦曲折探索,“二班人”及其团队创立了系统的标志性地震物理预测理论和配套方法,当年的“星星之火”逐渐燎原了。

总结下,联想力能够帮助科学家伙们打开一扇扇从“必然王国”通向“自由王国”的未来之门,但要靠理性而非感性选择其中正确的一扇。把联想力与严谨的科学求证有机结合起来,或许会惊喜连连,收获多多,有望突破更多的科技堡垒。

参考

1想象力是科研的“实在因素”

http://k.sina.com.cn/article_2803301701_a716fd4502000dm33.html

2谁知道阿基米德查皇冠案的经过?

https://zhidao.baidu.com/question/49662693.html




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