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以科学精神攻坚克难 精选

已有 11633 次阅读 2020-11-16 09:36 |个人分类:热点关注|系统分类:科研笔记

应北京科技大学“自然科学爱好者协会”的邀请,我20201115日(昨天)下午,为数百名师生做了一场“以科学精神攻坚克难——以我团队的地震预测研究为例”的演讲。

为使演讲生动有趣,从“我为什么貌似年轻”开讲,说到:我已是近60岁的人啦,但从外貌上看不像,原因是原创科研让我沉浸在科学发现的喜悦中,长期保持愉悦的心态自然不显老。各位要想永葆青春,就从事原创科研吧。

在谈到“科研人员的使命”时,我强调:有志科研人员要做顶天立地的科研,即建立原创科学理论,攻克卡脖子技术。然而,做原创科研难度极大,因为探索在“无人区”,无现成范式可参考;攻坚在“最高峰”,一切都要白手起家。鉴于此,需要科研人员有“十年磨一剑”的毅力,还要甘于清贫,忍得住别人的冷嘲热讽。例如,2009年以前,因做跟风式科研,善于发文章争横向项目,我是一个开宝马、住豪宅、享美食的“土豪”;2009年以后,为让自己静心做原创研究,基本不再承接横向项目,由此成为了“贫农”,还常被别人谩骂和攻击 。

2009年,因杰青申请失利,我在郁闷中突发灵感,突然明白了锁固段是主控一类滑坡演化的关键阻滑地质结构,认识到锁固型滑坡存在两种解锁启滑机制,提出了这两种机制的临界位移判据,发现位移比为常数,使该类滑坡的预测成为可能。这样就把复杂的滑坡问题转化到了简单的锁固段问题。我们知道,自然万物的演化非常复杂,要从错综复杂的现象中找到本质规律,要走化繁为简的道路。牛顿曾说过:“把复杂的事情简单化,可以发现新定律。” 我们的研究表明,此言不虚。

对锁固型滑坡的研究取得初步成功后,因好奇心驱动,从滑坡联想到了地震,开始了10多年的艰苦探索,结果上了“贼船”没有下来,因为地震“好玩”。好奇心,是人们认识世界的起点,是探求新知的内在渴望,更是基础研究的原始冲动和活力所在。 接下来,让我们启动揭示地震演化过程之谜的旅行吧……。

我从地震预测的研究现状开始,以孕震锁固段为抓手,简单介绍了多锁固段脆性破裂理论发展的来龙去脉,强调:(1)只有科学理论的公理化才能保证科学理论的普适性;(2)科研的归宿是从百花齐放百家争鸣走向“一统江湖” ;(3)理论必须得到实证才能令人信服。那么,该如何建立科学理论呢?我的答案是:(1)提炼问题要抓本质,因为“万变不离其宗”;(2)思考问题要缜密,因为“全部科学只不过是思维的精致化”;(3)分析问题要透过现象看本质;(4)解决问题要走“大道至简”的路径。

在谈及普适规律与普适常数时,我指出:普适性是科学理论需具有的基本性质,普适理论往往伴随着普适常数。例如,我们建立的多锁固段脆性破裂理论涉及到常数1.48,其是一个能描述锁固型滑坡演化与浅源、中源与深源标志性地震演化的普适常数。

如何判断科学理论的正确性呢?这是不少朋友经常问我的一个问题。关于此,我总结了四点:(1)逻辑自洽,即保证逻辑链严密性、闭环性;(2)得到实证,要保证证据的无偏性、强壮性;(3)普适性;(4)简单性。

在谈到“科学发现的前提”时,我指出:(1)需要丰富的多学科知识积累, 如解决地震预测问题,需掌握地学、力学、物理学与非线性科学知识;(2)需要逆向思维;(3)需要灵感;(4)需要较高的科学素养,以少走弯路;(5)需要耐得住寂寞,坐得住冷板凳。

结合我们的地震预测研究,我理解的科学精神是:(1)实事求是是科学精神的核心——逻辑严密性与实证强壮性;(2)求真务实是科学精神的灵魂——格物致知,知其然还要知其所以然;(3)开拓创新是科学精神的关键——独辟蹊径探索,科学探索永无止境;(4)质疑与包容是科学精神的属性——理性质疑,去其糟泊、取其精华。

有志科研人员应追求什么呢?我认为:(1)以夺冠为目标,因为“自然科学研究是竞争性的,在科学研究中只有第一名,没有第二名”;(2)善于瞄准且从事第一流的工作 ——“做别人从没有做过的工作,或力争将现有的定论推翻”;(3)追求“研质”而非“颜值”。

最后,我谈到:真正的科学家,应当有情怀、有担当、有理想、有激情,以为人类认识世界的知识库增添有重要价值的贡献为目标,以造福人类为宗旨。 

演讲用时约两小时。演讲结束后,围绕“科学精神与科研追求”话题,师生们踊跃提问,我一一做了简短的解答。

感谢协会的精心安排!

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