談談科學精神|姬揚

谈谈科学精神|姬扬

2018年5月30日是第二屆“全國科技工作者日”,這是我國9000萬科技工作者的節日,體現了黨和國家對科技工作和從業人員的重視。作為一名普通的科技工作者,藉此機會,我想結合自己的學習和工作經歷,談談我對科學精神的看法。

科學精神就是實事求是,具體問題具體分析,不唯書、不唯上、不為尊者諱。說的很簡單,但是做起來卻不容易,很多人都是“道理我都懂,就是做不來”。術業有專攻,每個人在自己熟悉的方面容易保持科學精神,可是其他方面卻很容易犯糊塗。我自己也不例外。比如說,北京中關村附近有很多科技工作者,可是每年都有被騙子忽悠的,不僅是大學生、研究生,還有教授、研究員,甚至得到過國家獎勵的科學家。原因很簡單,因為在忽悠這方面,騙子們才是專業人士,我們大家都是業餘選手。

1978年3月,全國科學大會召開的時候,我還是個一年級的小學生,完全不知道“改革開放”已經開始,更別提什麼“科學的春天”了。後來才朦朦朧朧地知道,讀書可以改變個人的命運,科學能夠促進社會的發展。記得沒過幾年,家裡買了一本書《青年科學家談科學》,裡面當然有數學所著名的陳景潤老師,好像還有物理所的趙忠賢老師和楊國楨老師。他們講了些什麼,現在完全記不得了,但是我逐漸喜歡上學習物理、進而從事物理學研究,多多少少還是受到了一些影響。高中參加中學生物理競賽的時候,一道考題居然就是關於釔鋇銅氧高溫超導體的,那時候的我完全沒有想到,將來我竟然有機會親耳聆聽趙老師和楊老師的報告,甚至還打過一點點交道。

1988年,我考上了大學,開始了10年專業性的物理學習。本科的時候主要是學習各種課程,碩士階段開始參與一些光學方面的科研工作,博士階段做的是半導體物理學方面的研究。因為我在中學的時候進行過一些數學和物理競賽方面的訓練(就是現在所說的“奧數”和“奧物”),大學的時候也還認真地學習,所以,做起各種題目來是沒有問題的。但是,直到大二大三的時候,讀了趙凱華老師的《定性和半定量物理學》,我才意識到,物理學不是數學,物理圖像比精巧的計算更重要,後來碰到了《費曼物理學講義》,更是加強了自己在這方面的訓練。

進入研究生階段以後,逐漸意識到科學研究不僅僅意味著學習,更多的是發現和解決新的問題。現在我經常說,學習和讀書是最簡單的事情,因為試卷上的任何題目,如果你不能在五分鐘裡做出來,那肯定是思路錯了。題目出現在試卷上,本身就是一個強烈的提示,這個問題是可以解決的,而且一定是可以在5分鐘裡解決的;現實世界裡遇到的問題就沒有這麼友好了,它不會告訴你需要多長時間才能做出來,甚至不保證它是可以解決的。大家都知道,研究生階段最重要的就是培養學生勤于思考的習慣、善於發現問題和解決問題的能力,但是,說起來容易,做起來難,特別是基礎科學的研究,雖然說能力和成果是強烈正相關的,但確實有很多時候還是要看運氣。後來,我見過很多能力非常強的人、但是運氣不太好,並沒能做出特別突出的成果;我也見過很多能力一般、但是運氣爆棚的人,做出了重要的發現。所以我也經常說,研究是要靠運氣的,之所以培養一大批具有比較好的基礎知識和獨立的科研能力的人,就是為了把他們放出去,朝各個方向努力,總有一些人會做出好結果的。現在的科研領域很講究潮流,大家都跟著熱門跑,其實並不一定對科學有利,特別是基礎科學的研究。

1998年,我博士畢業了。雖然也做了一點工作,有了一些經驗,但是並不知道自己是不是適合繼續從事科研工作。周圍的老師們和同學們當然鼓勵我,但是自己還是心裡打鼓。我想,再努力幹個幾年,如果真的能做出比較好的工作,那就留下吧,否則還是考慮剛按其他什麼更有前途的事情好了。這樣就開始了我在國外四年的博士後研究工作。那時候,國外實驗室的條件比國內強很多,研究風氣和思維習慣更是有很大的差別,進一步促進了自己的成長,特別是對物理像的強調。我記得,剛去的時候,小組裡經常進行各種學術討論,我總覺得他們談的不是物理,當然更不是數學,而是哲學,為此我還抱怨過幾次。後來我才認識到是因為自己的視角太狹窄了,過於關注於技術細節,而忽視了整體的圖像。從此,我才成為一名真正意義上的科技工作者。

現在的科研界很講究發表頂尖工作,其實是追求發表在頂尖雜誌上的工作。這倒不一定完全是壞事,畢竟科學研究需要各種資源,需要對從業者進行衡量(誰也不是活在真空裡的)。這也不是現在才有的現象,20年前就是這樣了。我的運氣比較好,也在所謂的頂尖期刊上發表過一些工作。但是,也就是在那個時候,我遇到了第一次重大打擊,在相當程度上改變了自己對科學研究的看法。大概在2001年左右,我開始認真考慮回國發展,考慮回去做當時很熱門的單分子物理和器件的研究工作。那時候,這個領域的科研明星是貝爾實驗室的肖恩,他在兩年時間裡發表了17篇Nature和Science文章,還有其他幾十篇高檔次文章,得到了無數的獎勵,大家都在討論他什麼時候會得諾貝爾獎。我也很關注他的工作,在其基礎上設想了一些未來的工作方案。可是有一天,哇哦,突然爆出了一個大新聞,這傢伙做的東西都是假的,真是晴天霹靂!事後看來,他露出的馬腳也簡單,幾種不同器件的特性曲線居然有這完全相同的數據,連噪音都一樣。這對我的打擊很大,因為我發現自己讀文章有巨大的缺陷,居然看不到這樣的虛假結果,居然在這樣的偽劣基礎上設計自己未來的研究計劃。我還算幸運的,沒來得及真正開展工作就知道自己被誤導了,隔壁實驗室的一個朋友,為了重複肖恩的結果,整整耽誤了自己兩年的辛苦工作。從此,我對所有的學術文章都保持了很高的警惕性,隨時告訴自己,發表自愛頂尖雜誌上的工作並不意味著它就是對的。當然,大家在理論上都知道這一點,但是真做起來的時候卻不一定做得很好。現在也時不時會出類似的學術醜聞。

2002年回國以後,我開始從事半導體自旋物理學方面的研究工作,這跟我在國外的研究幾乎沒有任何聯繫。主要是因為考慮到現實的條件,我也逐漸適應如何在不是最好的條件下開展自己感興趣的工作,幸運的是,我一直得到了所在單位、國內同行和各種科技管理單位的支持。2008年的時候,我做了兩件比較重要的決定:在繼續做好自己研究工作的同時,我開始從事一些教學工作,以及一些科技著作的翻譯工作。原因大概是為了接觸更多的青年工作者,把一些科學知識告訴更多的人。

開始的幾年,我教的是研究生的課程,2016年開始,也給本科生上課。我發現最大的問題是,大部分學生跟我當年一樣(雖然他們現在的見識比我當前強多了),太相信書本,太相信權威(其實也不是什麼權威)。總認為白紙黑字的東西就是正確的,頂尖期刊上發表的工作肯定是重要的。還有一個問題是,很多學生腦袋裡似乎有個開關,上課的時候、考試的時候,就把開關往左一撥,馬上就能牛頓定理、科學分析,可是到了生活中、進了實驗室,開關就撥到了右邊,各種怪力亂神的東西都覺得很正常了。扭轉這種局面,我嘗試著在一些課程裡讓學生們尋找“忽悠人的科學新聞”,甚至在上課的時候故意講一些錯誤的東西(當然會在下課前告訴他們),讓他們認識到,科學精神最重要的就是保持合理的懷疑,不認為任何東西是必然的——除非經過無數科學實踐檢驗的基本原理。我經常跟學生們說,中學學到的知識99%是正確的,大學學到的知識90%是正確的,而研究生階段可能只有50%。

我還花了許多時間翻譯了一些科學著作。翻譯是個出力不討好的事情,現在很多的翻譯作品是“集體”的結晶、“外包”的成果。我不是這樣做的,在10年的時間裡,我獨自翻譯了大概10本書,已經出版了6本。為什麼要這麼做呢?因為我認為,物理學的未來在中國,物理學的教學也必然要用中文。在我們頭腦中的物理圖像和最終產物、精確的數學語言之間,人類的自然語言是當然的中介。那種自然語言是最好的科學中介呢?現在很多人覺得當然是英語,但我有不同的想法。縱觀科技發展史,顯然可以看到,經濟的發展對科技的發展起到了決定性的作用。在某個時代處於主導地位的科學語言有過很多,但還沒有誰能千秋萬載、一統江湖。拉丁語、法語什麼的就不說了,德語曾經主導了世界,但是衰敗了;俄語也曾經風行一時,但也逐漸隨著蘇聯的滅亡而消失了;日語大概從來就沒有雄心成為科學語言,從其對新名詞大多采用音譯的方法就可以看出。英語現在是一家獨大,但是,隨著中國經濟的發展和國力的強盛,中文完全有可能取而代之。我認為,物理學要繼續發展,不可能脫離物理學的中文教學。我覺得我們應當投入一些時間和精力為打好基礎做些貢獻,翻譯一些優秀的物理學文獻,這個工作當然是一個浩大的工程,需要很多人的努力,但是我可以先從自己力所能及的地方做起。這是我進行科學著作翻譯的一個主要理由。

在此過程中,我越來越認識到,科技工作者不僅要做好自己的研究工作,還要努力讓更多的人瞭解一些科學研究的具體過程,掌握一些基本的科學研究方法,也就是說具有初步的科學精神,並把這種精神應用在自己的生活和工作中去。特別是,我注意到現在社會上有一些人打著“科學”的旗號、卻幹著不科學的事情,各種忽悠人的科學新聞時有發生,更有不法之徒打著“高科技”的幌子、作者坑蒙拐騙的勾當。比如說,納米材料、量子技術和人工智能都是21世紀以來突飛猛進的科技領域,可是打著“納米防護”、“量子保健”、“人工智能優化”旗號的偽劣產品也是層出不窮,“磁化水”之類的純忽悠產品更是不僅挑戰科技人員智商、還從對科技知識一知半解的普通民眾那裡大賺黑心錢。白紙黑字的東西不一定是正確的,穿著白大褂的人物也不一定是科學家,騙子也可以穿白大褂,大忽悠也可以出書。這麼簡單的道理,現實生活中確實有很多人不理解,或者說知道做不到。我覺得自己要出來說些話,所以,在2014年的時候,我在科學網上開了個博客,我也要發言了。

在科學網的博客裡,我很少談論自己正在進行的科研工作,主要是為大眾介紹一些物理學知識(主要是大學普通物理),講講自己對科研和教學的看法,還寫了很多文章揭露我認為的大忽悠。中國的文化傳統是“說好不說壞”,就算知道某件事不對頭、某個人不靠譜,最多也就是私下說說,甚至裝作不知道,因為“察見淵魚者不祥,智料隱匿者多殃”。我的博客裡有一個欄目就叫作“察見淵魚者不祥”,專門揭露各種忽悠人的科學新聞,比如說,美國NASA的“無工質引擎技術”,馬斯克的“火星大氣改造計劃”,霍金的“攝星計劃”,最近甚至還發現我們的大學物理課本里居然也在宣傳“磁化水”。即使在一些頂尖期刊上發表的熱門工作,我覺得不對勁的,也會在這裡發表自己的意見——專業的成果應該進行專業的評價,如果不認同應該去發表成果的雜誌那裡討論,原則上確實如此,但是一些明顯違背基本物理規律的事情,我覺得完全沒有必要等著他忽悠人。我的這些文章,雖然也有相當一些讀者,可是我並不知道它們到底有什麼作用,因為科普的工作是個長期的事情,不可能立竿見影的,我也只是盡到自己的責任而已。

從自己這些年來與科研和科普有關的各種經歷中,我覺得可以看出科學精神最重要的一些要素是:保持對世界的好奇心,保持合理的懷疑精神,堅持自己動手的實幹精神。有了這些,再加上努力和一點點運氣,每個人都可以把自己的學習和工作做好,在生活裡減少被別人忽悠的機會,盡一己之力推動社會向前發展。至於說具體做什麼、到底怎麼做,倒是其次的事情,完全可以由自己決定,因為現在是相當自由的社會,只要你願意付出相應的努力,準備承擔相應的後果,基本上你想做什麼都是可以的。

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本文作者姬揚是中國科學院半導體研究所研究員。

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