如何与学生一起创新

2007.08.25

与学生一起创新的关键，是要有正确的判断和足够的决心，而且在学生打退堂鼓时绝不给退路。

我们去年发表的一个工作是在不同的实验构型下测量空气和水的界面非线性振动光谱。这篇文章很长，原因是要clarify该项研究中很多相关的问题。紧接着我们又推广了实验构型的分析方法，发现它是很有用的工具，还利用它发现了很多具有重要意义的新的现象。

昨天在Tufts大学Shultz教授问我们当时是怎么想到做不同构型下的实验的。我说大概四年前我们发现对同一个实验体系自己的数据和文献中的数据有所不同，我们分析之后认为可能是由于大家使用的实验构型不同的结果，于是就做不同构型下的实验，重复他人的数据，同时发展分析的方法。

Shultz教授说他们在七八年前也注意到了不同实验室的数据之间的差别，也考虑国其中的原因，其中也想到过不同的实验构型可能是原因之一，可是她建议学生作不同实验构型下的实验，但学生觉得困难而不太愿意做，结果后来他们就把这事儿给忘了，直到看到我们的文章才想起来。所以她特别问我是如何说服学生做这个实验的。

界面非线性振动光谱到现在已经有整整20年的历史，我们进行此项研究到现在刚好5年。我们研究的很多现象其实在前人的数据中或多或少都有线索，但很多这种线索因为各种各样的原因被忽略或遗忘了。

我告诉Shultz教授，我当时分析了各种原因，觉得最有可能的的原因是实验构型依赖，如果是实验构型依赖，那么我们就可能把构型依赖测量当作一个新的可以普遍推广的方法，用来发现新的现象。一开始我的学生也觉得改变构型的实验很难，他估计改变一次实验构型应为需要做各种优化调节，需要大概一个礼拜的时间。再因为文献中有一两个不是很重要的其它界面的测量中用到了不同构型的测量，结论也不很明确，所以学生不太想做。我说这个事情很重要，可以解决很多试验中的疑问，所以一定要做，而且是一定要当成当时第一要紧的事情来做。结果我们在一两个月的时间中就得到了需要的实验结果。熟练之后，学生们发现其实改变实验构型的实验并不难，现在每个学生都可以很熟练地进行操作。当然，分析数据和写出论文并不容易，后来又花了一年多文章才发表出来。

在研究中，导师和学生的判断和决心都是非常重要的。我常给学生讲，如果是在战场上，班长命令士兵上去炸掉一个火力点，士兵是不可以犹豫和拒绝的，如果士兵拒绝，班长要么用枪顶着他上，或者干脆枪毙掉他再让另一个人上，最后没有人了就自己上。我们做新的或困难的研究，并不涉及到送命的问题，最多有时候不顺利拖延一点毕业时间，学生是没有任何理由因为觉得困难或者自己认为不必要而不去做。但是如果解决得了重要问题，这就是学生一辈子可以自豪的成就。听了我的这些话之后，Shultz教授就给他的学生说：You see, now you guys don't have any excuse not to do the difficult experiment anymore.

在2004年1月在杭州动力学领域973项目研讨会上我和杨学明在闲谈时告诉他我们发现不同人的数据有所不同，我还告诉他我分析很可能是因为构型依赖的关系。学明虽然不了解我们的研究细节，但他知道空气和水的界面的非线性振动光谱的重要性，所以凭借科学上的直觉，他也建议我们一定要把其他人的实验数据通过改变构型重复出来，这也正和我的直觉一致。

所以，因为想法比较清楚，我在推进这件事情上没有任何犹豫，也不允许学生找任何借口放慢其进度。因为我知道我们能想出来的这些想法，其他人也随时有可能会领悟到，关键在于谁能有更清晰的想法和贯彻的决心。通过和Shultz教授的这番讨论，更表明我们当时的判断和做法是正确的。

科学研究中的创新，主要是看是否有很好基础的人愿意和有决心去做一些冒险的研究（risky research）。我常告诉学生在科学上要有战死疆场的决心才能做出真正好的研究，当然这绝不是没有目的地去送死，因为我们有好的训练和知识准备，信心和决心就变得很重要。学生很多时候没有信心，一方面是对自己不够信任，另一方面是对导师不够信任。这些信任不会从天上掉下来，还需要通过不同方式去培养和增强。困难在于这种事情往往并没有一定之规或简单的办法。但不管怎样，如果士兵老是认为班长是让自己去送死，那么这个士兵不是该被当场枪毙，就是应该被送上军事法庭。

不管怎么说，如果一个研究能够很成功，那么一定是学生和导师都能在正确的时间和正确的问题上做出正确的判断和选择，而且在有困难的时候能够坚持下去。

在正确的时间和正确的问题上选择放弃，有时候也非常重要。但放弃是为了寻找新的开始，总选择放弃不能带来什么。我们一生都在逃避和坚持中做选择，有时候容易，有时候艰难。我们能够教给学生的，无非是以身作则地让他明白好的工作是如何做出来的。坚持和逃避，都需要信心和决心，还需要智慧。

我们在这个工作上的进展，或许是一个比较好的例子。其实大家都有放弃之后发现不应该轻易放弃的例子，我们也绝不例外。当然，好在那些放弃看来损失不大，所以就不提了。

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