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科研突破：思路决定出路精选

已有 9835 次阅读 2022-1-26 12:51 |个人分类:建言献策|系统分类:科研笔记

毋容置疑，思路的正确性与可行性直接决定着行动的成功率，所以说思路决定出路。

从认识论的角度看，思路受思想支配，即思想是思路的源头。思想是人类独有的精神瑰宝，是开启世界大门的钥匙。法国哲学家安托·法勃尔·多里维指出：“人类是一种使思想开花结果的植物，犹如玫瑰树上绽放玫瑰，苹果树上结满苹果。”拿破仑强调：“世上只有两种力量，一种是剑，另一种是思想，而思想最终总是战胜剑的力量！”纵观科学史，科学大师之所以取得彪炳千秋的成就，无一不是源自思想的力量。譬如，伽利略的自由落体运动、麦克斯韦妖、牛顿的水桶和抛球、爱因斯坦的电梯与火车、薛定谔的猫等等这些著名的思想实验，均在塑造科学的历史进程中起到了至关重要的作用。

要产生思想，特别是独辟蹊径的新思想，离不开深度思考。深度思考是一切正确策略与方法的起源。通过不断地在探索过程中刨根问底、一探究竟，则可能突破思维定式，可能找到攻克科学难题的锦囊妙计，还可能提升自己看待问题、分析问题与解决问题的境界。由此而论，取得科研突破的成功人士，不一定比别人付出了更多的汗水，但一定比别人付出了更多的思考，且思考模式是正确滴。

为深化对本文主旨的理解，我举一个实例。

为解决地震预测科学难题，科学家们首先想到“把地下搞明白”，这似乎是理所当然的正常思路。为此，有些国家先后启动了“地球透镜计划”、“地球深部探测计划”、“地下明灯计划”等。那么，即使“把地下搞明白了”，真能解决地震预测难题吗？

在回答该问题前，不妨先看看下述类似的问题：

在实验室做岩样破裂实验，岩样的岩性、组构与结构已知。若岩样强度和对其加载速率未知，单凭监测信息能预测岩样被加载至何种应力状态断裂吗？

露头良好的危岩体（图1），岩性和结构已知，前人基于各种监测信息能可靠地预测其失稳吗？

显然，在未掌握岩样或岩体断裂前兆和损伤规律的前提下，答案是否定的。反之，掌握了前兆和规律，即使不知道岩样或岩体的具体岩性和结构，我们也能结合监测信息做出可靠的预测。

图1 某危岩体照片

（照片来自网络，无商业目的，在此致谢！）

通过上述类比知，“把地下搞明白”并不是解决地震预测难题的首要和必要条件。我们的研究表明，只要依据严密的逻辑推理阐明了主要发震结构（锁固段）及其属性，结合实证认清了其破裂行为（地震产生模式和演化规律），且明确了地震的关联性，那么结合监测信息起码可预测某种类型的大地震——标志性地震，而厘清地下锁固段的分布只不过有助于判断标志性地震的震源位置（由于锁固段的尺度大，而标志性地震的震源位于其中的一个小区域，故通过探测厘清锁固段分布的实际用途并不大，即并非是首要和必要条件）。

再回首看这些计划的实施效果。这些计划已实施多年，虽然投入了大量的人力、物力和财力，但是几乎未能推动地震预测研究的实质性进展。为何美国国家研究理事会仍提出地球科学2020-2030年的优先研究问题之四：“What is an earthquake?”由此可见一斑。

再引申一步。人们研究包括地球科学在内的诸多难题，面临着既看不见也摸不着的“黑箱”当道。在这样的情况下，人们唯有基于大量的监测/观测信息，靠聪明的头脑和勤劳的双手，才能找到攻克这些难题的出路。例如，人类无法登陆太阳，即不能开展对太阳内部的实地探测，但依赖于丰富的观测信息，科学家们根据科学原理和推理，能大致推测太阳的内部结构，能明确太阳发热发光源于其内部的核聚变，能预判未来太阳的演变趋势。

确实，自然事物的演变极其复杂，然万变不离其宗。通过不断地深度思考凝练出关键科学问题，进而找到解决该问题的突破口——出路，才能锁定“宗”。只有这样，才能尽量避免无效科研，才能从迷茫中看到曙光，才能从貌似无解中找到通解，才能把好钢用在刀刃上。

参考（略）

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