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在基金感想的后面,有同学提出:“只要针对问题,那么实验方案一类的必然是简单的。而不可能是复杂的。但是你一旦这么写立马就被人毙了:这么简单的事情,做什么做!”我再说点儿感想。
如果申请书“有幸”到了对所提问题没有兴趣或者“太有感情”的评阅者手里,很可能遭遇不幸,这是没办法的事情;同样,虽然申请没写好却到了“伯乐”的手里,它也可能通过。这些“专业外”的因素,暂且不提。
申请书当然应该有一个好问题——像老爱说的,提出一个问题比解决一个问题更重要——但更重要的是,自己提出的问题还必须要别人相信你可能解决它或者至少逼近它。如果你的实验和技术路线不能让人看到曙光,那它应该是显得“太难”而不会是“太简单”。(“简单”的情形我还没遇到过。)
对一个具体问题来说,实验必须有很强的针对性,而不能是对一个现象的简单再现或者是普通实验的N次重复。例如做滑坡的,如果将它简化为一个刚体从斜面滑下,那实验就别做了,因为只要那么假定了,一切结论都可以从经典力学推到出来;如果考察土体结构在滑动中的变化,这样的实验也别做了,因为别人做过千百次了——我要问的是:假如实验数据已经摆在你面前了,你怎么办?例如你研究宇宙起源,你还要做微波背景观测么?现在CMB数据已经放在你面前了,你能读出什么来?如果这会儿还没有一点儿想法,那么实验做了也是浪费。
实验为什么?为了在理论的框架里添加强化剂,为了确定理论需要的某些参数,或者为了检验理论的某个预言——借阿加莎的大侦探波洛的话说(大意),在实验之前,该知道的我几乎完全知道了,不知道的,是那些不可思议的东西;所以请实验来演示那些东西,看是不是有那些东西;如果真的有,那么我自以为知道的东西就可能错了,或者不够完整——于是我要改变我的思想……
这是我理解的实验的作用,尽管不够全面,但应该“差不多”了。核心在哪儿呢?在于有没有理论的设想。我见过很多开题报告,题目都不错,但实验都是重复人家的,即使有所不同,也只是操作的不同或材料的不同。作者们有一个共同的良好愿望:理论模型可以从实验结果自然产生出来。所以,我们经常可以在报告里看到这样的句子:“通过XX实验,利用YY方法,分析实验数据,最后建立模型。”——什么方法?怎么分析?什么模型?还是那句话,假如数据都有了,你怎么做?大家想知道的,正是这一点;而很多同学不知道这一点;或者知道了却没写出来。
那些没有理论的实验结果,最后如何呢?是把实验的数据点在坐标图上,显出什么样子,就用什么曲线去拟合,那就是它的“模型”了——其实,那什么都不是,只是原始数据的另一种表达方式而已!还有,如果数据点没有任何关系呢?那大概就只能像《卡萨布兰卡》里那位警长说的了:找一个理由嘛!【而且,只要数据足够多,总能找出一些关系来;只要数据足够少,更是可以用简单曲线来拟合——如果找不出一个物理的解释,那些东西就什么也不是。】
我们不能跟着眼睛或仪器所看到的现象走,那些东西大家都见过千百年千百次了,再多看几眼也是白看。我们要用好奇心来做实验,要让它为我们的心愿服务。最后再复习一遍康德的名言(《纯粹理性批判》第二版序,Werner S. Pluhar英译)
When approaching nature, reason must hold in one hand its principles, in terms of which alone concordant appearances can count as laws, and in the other hand the experiment that it has devised in terms of those principles. Thus reason must indeed approach nature in order to be instructed by it; yet it must do so not in the capacity of a pupil who lets the teacher tell him whatever the teacher wants, but in the capacity of an appointed judge who compels the witnesses to answer the questions that he puts to them.
在面对自然时,我们一手理性,一手实验;但不是像小学生那样老师要什么就做什么,而是像法官那样要证人回答他提出的问题。
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GMT+8, 2024-11-22 19:31
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