我们在科研中，经常需要做点实验，推导一些理论，对于刚入门的研究生来说，大多数情况下，在实验结果出来之前，似乎无法知道实验的结果，在理论结果推导出来之前，似乎也是茫然无所知。实际上，这样的表现正是科研能力不成熟的表现。培养好的科研能力，就是要将有形的实验和细致的推理搬进心里，而非完全依赖有形的实验和推理。这和中医所描述的“内证”似有相似之处。

所谓搬进心里，是指在内心构建实验方案，并合成实验结果，在内心进行理论公式的推导，并得到最终的结论。这对于科研来说是非常重要的一种能力。我把这种能力称为虚拟推演能力。

其一、虚拟推演能力能够检验我们对于基础理论的熟练程度。很多同学依赖于笔头，离开笔头就记不住基本方程和定理。这对于思考问题非常不利。研究生的基本功之一就是要对本领域的经典理论要非常之熟悉，以至于随手就应该能够写出相关的公式和结论。如果我们不能达到这样的程度，我们就必须时时刻刻要去翻阅资料，也就不断地打断了思路的连续性。将所有的公式和理论都装进了脑子，好比电脑的内存增加了，一切都在内存中搞定，效率和不停地硬盘数据交换相差万里。对于实验结果的内心预知也是考察我们对于基本理论和基本工具的了解和熟悉程度。给了一个实验方案，就应该能够大体知道实验的效果，甚至是基本的长相。因为任何结果都是可以用基本理论来解释的，也同样可以用这些基本理论来推测合理的结果。

其二、虚拟推演能力是过滤大量垃圾想法的有效工具。我们经常会有些想法，但是经验表明绝大多数想法可能都不是值得深入研究和关注的，只有少量的想法具备成为成果的能力。如果我们对于每一个想法都没有这样的虚拟验证的能力，那就需要花费大量的时间和精力去实际验证，可是当结果不理想之后，就失去了目标，而且对于其他的想法失去了信心。当然，也存在在一定时间内，我们可验证的想法就很有限，也可能因此失去验证有些好想法的能力。很多科研成就较高的人就有非常好的洞察力，也侧面证明这种虚拟验证的效果。当然有些人把洞察力解释成一种感觉，或者感性的结论，我认为这还没有真正理解洞察力的根源。实际上，很多基本功非常高的学者，不管是在第一时间能够给出答案，也能给出过程，那就说明这不是简单的结论，甚至包括很多细节，在第一时间可能就已经得到。

其三、虚拟推演能力是科研摆脱办公室的唯一方法。科研和事务性工作有很大的不同，后者就是按部就班的做好计划中的事情，而科研或多或少需要我们思维的结果。坐在办公室只是我们一生时间的很少一部分，大多数时间我们可能是在路上，在床上躺着，在运动场上或者在酒桌上，这些场合看来和科研没有丝毫的关系，但是这不能阻碍这些看似垃圾的时间一样可以为科研做出重要的贡献。就我本人的粗浅经历，我的大多数科研想法并不产生于办公室，更多是在其他场合。在这时候，手头没有笔，更没有实验设备，虚拟验证能力就非常重要。我们可以顺着这个小小的思想火花进一步向前推演，或许就能够真正抓住一个好的想法。而具体的实验或者手动的推导，仅仅是虚拟验证的真实实现，或许在很多情况下，就是虚拟验证的实战演习罢了，真正的创造过程已经结束。

其四、虚拟推演能力是考察我们宏观把控力的有力武器。宏观把控能力在很多领域的研究中很重要，尤其是跨学科的科研，细节和知识量都很大，需要我们在短时间内做出重要的判断的选择。而虚拟推演则是把理论和工具都虚拟化，在思维中进行试验，这样能力的训练有利于培养我们的信息联系能力，而信息联系能力正是宏观把控能力的要素。我们不能孤立的看待一个小细节，而是应该把很多细节合成一个整体来观察，这就要求我们在观察某一个细节的同时，其他细节的信息在同步虚拟的参与。通过观察局部而探知全局，这都需要我们做合理的虚拟推演。在生活中，在书本上，我们都能看到有些人经过长时间的思考，一气呵成，将方案或者文章一笔写就，其原因就在于方案和文章已经存在，并经过了虚拟推演。

其五、虚拟推演能力可以提高我们的体验高度。没有很宽广的内心是做不到虚拟推演的，而宽广的内心正是我们体验能力的基础。个人的体验是将自己投射到一个场景中，这个投射过程有点类似于虚拟推演。推演能力越强，投射的效果越明显，而我们能获得的体会也越真实，越强烈。假如我们被感动的能力弱了，那说明我们麻木了，也同样说明，我们的投射能力弱了，虚拟推演能力弱了，自然科研能力就不可能很高。我们可以看到很多艺术大家沉浸在自己的世界里，那不是一个静态的过程，而是一个虚拟的真实世界在活动，外界无从查知，但是对于当事人来说，更甚于真实。这种能力越强大，得到的体验也越强烈。

我相信，虚拟推演能力对于科研是不可或缺的，它既能考验我们的基本功，能快速过滤大量的垃圾想法，扩展科研的时空界限，提高我们的宏观把控能力，提高我们的体验能力，因此对于科研和生活来说，都是有百利而无一害。当然，这种能力并不容易获得，它需要多年坚持不懈的有意识的努力培养，养成虚拟推演的习惯，不断提高虚拟推演的能力和效果。由此，我们的科研效果可能就会更好，生活的感觉也会更加的舒适些。

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2012.07.16