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以智慧之光照亮科学探索之路 精选

已有 6929 次阅读 2022-4-7 21:58 |个人分类:建言献策|系统分类:科研笔记

2020年,我给博士生上课时,某同学问了我一个问题:什么是最顶级的智慧?当时,我这样回答:对做科研的人来说,最顶级的智慧与无与伦比的创造力画等号,即其能攻克别人不能解决的难题。我自感这样的解释太抽象,难以令人满意。过几天,我又将给博士生上网课,为预防同学问类似问题时我的解答不给力,特意做了点功课——写就了这篇文章。

纵观科学史,科学大师凭借丰富的想象力、深邃的洞察力、严密的逻辑推理能力与强劲的论证能力,为科学发展和社会进步做出了载入史册的伟大贡献,其均是高度智慧的结晶,不懈探索的产物。

由于科学之树上低垂的果实几乎已被摘完,留下的都是难啃的“坚果”——更加复杂的难题,故解决之难度极大。

为攻克这些难题,研究者需要找到正确的破解之道。然而,科研具有方式随意性、灵感瞬间性、路径不确定性等特点,故研究者在科学探索之初找不到或摸不准路径是常态,甚至方向满拧也并非罕见。鉴于此,为前行时尽可能找准路径以少走弯路,研究者需充分发挥自己的智慧。

莎士比亚指出:简洁是智慧的灵魂(Brevity is the soul of wit)。可不嘛,翻开科学史的画卷,科学大师历经千辛万苦,从貌似毫无规律的现象中找到了普遍规律,把貌似不相干的事物相联系发现了支配原理;令人惊奇的是,描述这些规律和原理的公式是如此简洁。譬如,前些年评选出的世界十大最美公式中,名列前三的分别是麦克斯韦方程组、欧拉公式与牛顿第二定律。

简洁一方面源于“自然界总是习惯于使用最简单和最容易的手段行事”;另一方面源于科学大师在解决复杂难题时,掌握了主控“行事”的参量及其本质联系。例如,牛顿用时间、空间、物质和力四个基本概念构建了统一的经典力学体系,麦克斯韦用简洁的数学语言实现了电、磁、光的统一。

因此,为攻克涉及多变量及其相互作用的事物演变机制和规律难题,研究者须以化繁为简的招数应对;而要做到此,研究者需要:(1)融会贯通多学科知识;(2)跳出原来的条条框框,以独辟蹊径的思路开拓创新;(3)善于去伪存真、去粗取精,以抓住要害和根本。如此,才能筛选出少数主控参量,揭示本质机制,进而基于机制建立以主控参量表征的简洁理论模型,即实现规律的定量描述。由此而论,以智慧进行科学探索之路,实质上是追寻至简之路;但要找到此路,需经历曲折复杂且艰辛的穷究过程。

确实,简洁是智慧的灵魂。此智慧之光可照亮研究者的科学探索之路,以便其绕过路上的陷阱、避开路上的泥潭,直奔科学峰顶。

参考(略)

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