好奇心与科研工作

  • 韩立 (2014年以后的旧数据)
  • 1872
作者:韩立

科学、技术是我们经常提及的两个重要词汇。从字面的含义上我们就可以探得一些问题。科,从禾,从斗,“斗”的意思是“量”,合起来指衡量、分别谷子的等级种类。科学,指发现、积累公认的普遍真理或普遍定理的运用。技,巧也。“技术”则指在劳动生产方面的经验、知识和技巧,也泛指其他操作方面的技巧。因此两个词加起来就是表达一种对于周边环境、事物和自然未知领域的探索。但这仅仅描述了工作的目的,对于科学和技术的对象并没有做出解释。翻开我们科学史的长卷,我们从无数科学故事中可以看到科学研究的对象。

故事一:在两三千年前的希腊,著名哲学家、物理学家阿基米德在其洗澡的过程中思考着他的材料比重标定问题。身边水的浮力特征引起了他极大的兴趣。苦苦思索之后,他发现了浮力产生的原理,并将其应用于材料密度标定。这时的阿基米德竟高兴的像个孩子似的大叫:“我知道了,我知道了!”

故事二:上个世纪印度著名的物理学家拉曼从英国回国。在枯燥、漫长的旅途过程中,一个男孩和她母亲的提问吸引了他。“妈妈,海水为什么是蓝色的?”。拉曼意识到这个非常自然的现象可能包含着深刻的原理。回国之后他立刻着手对这个现象进行解释,当他想清楚这个问题后,光学就又取得了巨大的进步。他因此获得诺贝尔奖。

故事三:一战期间,一个著名的科学家被安排制作炮弹壳,繁重、枯燥的体力劳动并没有磨灭他探索和研究的欲望。在生产过程中,他注意到了用钻头钻弹壳会使弹壳体发热。在他们那个时代,热往往作为最独立的一个元素来描述,即便是建立了热力学的基本知识,对热的来源也没有很好的解释。这位科学家马上通过该现象认识到了机械能可以转换为热能,同时提出了测量热功当量的办法。后面的工作表明热不是一种独立的元素,热能和机械能是可以相互转化的。

上面三个故事体现了科学和科学研究一个非常重要的特点——偶然性。如果这些科学家不去洗澡、不乘船旅行、不去做炮弹,这些科学规律就不可能由他们发现,就像苹果落在了牛顿头上一样。但是这中间是否有其必然的规律呢?那就是——所有这些科研人员都对于未知的东西具有巨大的好奇心。不断的探索和好奇的欲望是他们所共有的特点。

浮力现象、蓝色海水、钻木取火是千百年来一直存在于人们身边的自然现象。而这些科研人员身上的好奇心,使得这些研究人员有兴趣仔细分析这些现象,并且提出了一个非常有意义的解释,同时总结了重要的科学规律。

历史的长河总是上演同样的故事。我们所掌握的无数科学研究成果就是在以好奇心作为原动力,不断发展和完善的。阿基米德是这样,达芬奇、牛顿是这样,伟大的发明家爱迪生也是这样。当然艰苦地工作也是取得规律的重要因素,像居里夫人那样从上吨的原料中提取几克的材料,没有吃苦耐劳的精神和对于新鲜事务的巨大好奇心是无法想象的。因此可以认为好奇心和吃苦精神是科学研究的两个重要因素。

作为一个普通的科研人员,虽然无论是在智商、知识结构以及分析解决问题的方式方法上,都和那些伟大的科学家有着巨大差别。但我们也应该具有科研人员的基本素质,否则我们就不能从事科学研究工作。其中最基本的素质就是对所有未知的事物保持强烈的好奇心。这是我们研究人员工作的动力,也是工作前进的基础。

有人认为在经历了近一个世纪的科学发展之后,在相对论、量子力学、热力学统计物理等重要理论建立之后,自然界中已经没有不能解释的自然现象了,因此好奇心不能推动科技的发展。这样的大话,100年前的著名科学家开尔文也曾说过,他说:“现在物理学大厦已经建立,所有的自然现象都可以在现有的科学框架内得到解决。”同时他也提到了科学大厦的上空飘着“黑体辐射”和 “迈克尔逊.莫雷实验”两朵乌云。结果,第一朵乌云的散去,诞生了量子理论;而另一朵的消失,则孕育了狭义相对论。上面两个问题最终解决却推翻了原有的科学大厦。

二十世纪的上半叶,科研人员一直忙于发现各种新现象,构建新的理论。这中间研究人员的巨大好奇心是推动科学大厦重建的重要原动力。对比100年前,我们现在面临的各种问题不是少了,而是更多了。这就要求我们科研人员应该用怀疑的眼光审视一切,用巨大的好奇心去观察一切,用艰苦的工作去解释一切,为构建科学大厦添砖加瓦。

作为一个技术为中心的研究所,随着工程领域和对象的扩展,同样需要对大量的未知现象保持好奇心,愿意为探索未知而做出努力,同时也能够为技术的发展提供知识。我想这就是一个技术研究所所应该做的科学研究和科学工作。

(韩立,研究员,电工所微纳电加工技术研究部)