从相互作用原理谈科学方法

高 峡旭升王

近日看《科学网》两篇文章，一篇是消息：山东农业大学孔令让及其团队从小麦近缘植物长穗偃麦草中克隆出抗赤霉病主效基因Fhb7，并成功将其转移至小麦品种中，这一小麦抗赤霉病育种机制的研究成果，今年4月10日在线发表于《科学》杂志。对此，中国工程院院士、“杂交水稻之父”袁隆平评价， Fhb7基因的发现和抗病机制解析对水稻、玉米等作物育种同样具有重要意义，其在育种领域的推广应用，将有力提升我国农作物种质资源创新水平，为产业提质增效、确保国家粮食安全提供重要保障。-《找到了！小麦“癌症”克星是它》http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2020/4/438151.shtm

另一篇是王旭生教授博文：中国水文地质学界叱咤风云老前辈——沈照理教授，很重视前苏联学者首先提出的水-岩相互作用概念，提出“整个地质发展历史可以说就是一部水-岩相互作用的历史”。水-岩相互作用概念已经成为国际上广泛采用的科学术语。

从科学术语相互作用视角来看，前一篇研究涉及小麦和真菌相互作用，后一篇研究涉及水-岩相互作用。本博文之所以将相互作用概念放在这里，是想通过这一概念来谈谈科学方法。由于掌握科学方法在中国公民素质中十分薄弱，而且伴随着科研领域的微细化和科研视野的狭窄，对科学方法的掌握似乎有缩减之虞。过分局促的科研空间有窒息科学方法生存的可能，导致科学研究经常陷入迷茫，出现“山穷水复疑无路”的窘境，至使科研常常难以为继。

相互作用概念在300多年前近代科学初期诞生。它以1686年牛顿发现万有引力，编著伟大著作《自然哲学的数学原理》为标志。相互作用原理不仅对人类认识自然作用独特，对科学认识方法，开启智慧，也产生难以估量的作用。回过头来看，相互作用原理为构筑唯物辩证法基本要素，如运动与联系、对立与统一、发展与过程等作了自然科学最精妙的准备，在影响人类自然科学观及世界观，形成科学方法论贡献了丰富养分。

相互作用领域无限：力的相互作用、植物相互作用、蛋白质相互作用、真菌和植物之间相互作用、流体与岩石相互作用、病毒与环境相互作用、新冠病毒与人体相互作用、不同文化之间的相互作用---，自然界中无不存在物体之间的相互作用。

有形质的自然如此，无形质的思想认识也如是。

与我工作时及退休后的兴趣着力点相关，学术交流规律中也有相互作用原理。科学学创始人贝尔纳于1939年在《科学的社会功能》经典著作中，是这样将相互作用概念引入科学传播领域的。他说，“现代科学的最伟大的发现有一些有赖于不同来源的思想的相互作用。只有当吸收了不同中心的思想的工作者聚集一堂的时候，才会产生这样的发现。玻尔原子理论是我们一切现代物理学的基础。它所以能产生，就是因为玻尔在德国吸收了普朗克的量子理论，以后又到卢瑟福的实验室工作，并且在那里接触到原子核的理论。这种交流的价值是再大也不过了。我们确信这种交流还没有在科学发展中充分发挥它可以发挥的作用。一个实验室的科学家对另一个实验室的同道的访问，几乎每次都会带来一项新情报或者一个新观点。这是无论读多少书也办不到的。” 贝尔纳将相互作用概念引入新领域，奠定了他学术交流理论开创者至高无上的地位。

科学史中，众多科学家从相互作用原理出发，创建出属于他们自己的卓越理论贡献。

相互作用原理发现者牛顿，视宇宙为一台精密的机器，各个部分通过推拉与其它部分发生相互作用。牛顿与其它科学大师共同开辟了近代科学的道路，这条路路提供了一种方便而又简单的方式来总结对宇宙的整体认识，统治人类宇宙观200多年，至今相互作用原理在科学探索中仍然发挥着难以限量的作用。

相互作用原本是太阳系诞生以来大自然写给自身的心路记录，但自牛顿发现并提出后，它已经形成科学研究的一种启发机制，人类不断将其腾挪贯通到自然科学多个领域。运用相互作用原理于不同学科，成为众多科学家成功的重要路径。

之所以如此，是因为相互作用原理与其它理论成果一样，经历了人类认识 “一般”与“特殊”辩证关系的考验。牛顿是从研究太阳、地球、月球特定物体之间的关系，提炼出具有普遍意义的力的相互作用原理。后人将这一普遍原理应用于不同领域，给研究者带来特定的超乎寻常的非凡成果。

以上叙述向我们展示，掌握相互作用原理，有如具有倒江泻河之势，使运用者自成经纬，举一反三，就有可能激发你蛰伏的潜能，做出研究者始料不及的贡献。完全可以设想，尚有众多新型相互作用还未被发现，或可从旧领域出发开辟新途径，从一般的相互作用探索特殊的相互作用。

掌握科学方法，打开智慧宝藏。科技创新战略时代，不仅需要大力倡导科学家精神，还需要加强科学思想、科学方法的传播，这是提高公民科学素质、迈进科技强国现实的、紧迫的、时代的呼唤。

                 高 峡   2020年4月15日