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2019年11月03日

给年轻科学家的信

  总体来说,这是一本非常“诚恳”的书,作者将自己对科研的感悟倾注其中,结合大大小小的例子,希望年轻科学家受到启发,建立对科研的正确认识,少走一些弯路。

  惭愧的是,我并不算年轻的科学家。但毕竟从事科研一年有余,结合自身,谈谈自己获得的启发。

  1.“对科学研究来说‘形成概念’的能力更重要”

  威尔逊告诉我们,对于科学研究,数学并非关键,“形成概念”的能力更重要。何为“概念”?举个例子,数学中的点、线,物理学中的力。“概念”在现实中是不存在的,是对现实的一种解释,或是一种抽象。如点和线在现实中是不存在的,只是对现实的抽象。力是牛顿用来解释为什么苹果会掉在地上,但是力并不能直接从现实中观测到。在计算机科学中,根本的概念是“计算”,图灵也因阐述清楚“计算”这个概念而被称为计算机科学之父。

  通过这些例子可以发现,“形成概念”的能力越强,越有可能成为著名的科学家。然而,这个能力很难训练和测评。甚至不清楚这个能力是天生的,还是可以通过训练得到。

  当然,如果发现自己“形成概念”的能力不是很强,你还可以选择另一条路,技术。如今科学和技术结合越来越紧密,发明一种技术,或者改进某种技术仍然可以青史留名。如改进蒸汽机的瓦特。

  2.“何谓科学”

  “形成概念”是科学家重要的能力,不同的科学家也会形成不同的概念。如牛顿说物体之间靠力维系,而爱因斯坦说根本没有力,只是空间发生了扭曲。那么我们如何分辨哪些概念是正确的?

  这就涉及到自己对科学的认识。当对科学有一定的认识后,自己就会做出判断,哪些是正确的,哪些是错误的。威尔逊的第四封信为“何谓科学”,阐述了他眼中的科学。

  然而到底什么是科学,哪些是科学,哪些不是科学,不同的科学家的观点不尽相同。比如现在大热的“深度学习”,有些学者认为这根本不是科学,是一种“炼金术”,也有学者坚定地认为这是科学。既然没有统一的认识,这就要求我们形成自己的认识。一种时髦的说法是形成自己的“品味”。有了自己的“品味”之后,就可以知道哪些是自己喜欢的研究,哪些是自己不喜欢的研究。这样才不至于在众多的研究中迷失自己。

  记得我刚接触科研的时候,正是因为没有自己的“品味”,便觉得每一篇论文都很有意思。对每一篇论文都信以为真,今天觉得A说的有道理,明天又觉得B说的有道理,进而迷失在众说纷纭中。

  如何形成自己的“品味”呢?秘诀就两个字,实践。威尔逊写道“若不与实际经验相结合,这些抽象的概念很容易流于空谈,因而被误解或误用。只有在了解其他科学家的研究过程,或者你亲自体验过之后,这些概念的完整意涵才会逐步显现。”实践一方面可以检验理论,另一方面,在实践中会逐渐形成自己的品味。就像菜吃多了,慢慢就会发现自己喜欢的吃的菜和不喜欢的吃的菜。

  3.“先有热情,再谈训练”

  “热情”即对科研的兴趣。何谓热情?以吃菜举例,吃了很多菜之后,发现自己喜欢的菜,然后想吃更多的菜。想吃更多菜是一种“热情”,但不是威尔逊所说的“热情”。科研所需要的热情是当你吃了很多菜之后,非常想当厨师,做出自己喜欢吃的菜。这两种热情完全不一样,前一种可能会让你成为美食家,而后一种才能让你成为厨师。这也是有些科学家学生时代成绩不好的原因。他们可能觉得前人做的菜都不好吃,但这并不妨碍他们做出美食。

  与“形成概念”一样,对科研的热情似乎更难训练。同时,热情也比“形成概念”的能力重要。当你没有“形成概念”的能力,你尚有很多方法补救,当你没有对科研的热情,那么请不要做科研,科研只会让你痛苦。

  4. 如何做研究

  除了世界观,威尔逊还给出了很多做科研的方法论。比如找人合作,如何构建理论,如何发现问题和解决问题。这些都能在本书中获得或多或少的启发。

  两个感受比较深的点。一个是威尔逊写道“在选择进行原创研究的知识领域时,最明智的做法是去找一个人烟稀少的地方。”另一个是在第十一封信“最初的良师益友”中,体会到如何指导年轻人做科研。威尔逊写道“他(布朗)认定我要去就要把工作做好,而不是给我‘跟着你的感觉走’或‘想想看你最喜欢做什么’之类虚无缥缈的建议。”


  最后,有的时候会发现做科研是孤独的。可能全世界只有你自己在一个问题上孤军奋战,你可能遇到重重困难,你可能无数次想放弃。这时,不妨想一想威尔逊的鼓励:

  “我希望你竭尽所能地坚持下去,继续留在你选择的这条路上,因为这世界非常非常需要你。”