|
站好马步 矫好心态 练好自主创新基本功——在北京相对论研究联谊会上海崇明理论物理研讨会上的讲话
吴水清 （北京相对论研究联谊会，北京 100049） 摘要：本文就有关自主创新、理论与实验、物理模型与数学关系和罗正大书评的意义，发表了自己的看法。最后，由牛顿与他的老师巴罗谈到师生关系，希望“有更多的牛顿产生”、“有更多的巴罗出现”。 关键词：自主创新 理论与实验 物理模型与数学关系 罗正大书评 牛顿 巴罗 今天，我们怀着希望和喜悦的心情，相聚在这里——祖国美丽的第三大岛崇明岛，是一件值得纪念的日子。首先，让我代表北京相对论研究联谊会和美国《格物》杂志编辑委员会，对于积极指导、大力支持和热情帮助的上海市崇明县委、县政府、县科技局的领导和朋友，表示我们的敬意和感谢；对于季灏先生和他领导的上海东方电磁波研究所所做的精心安排、周到服务和真情接待，表示我们的敬佩和谢意。他们为会议的准备和召开，做了大量实实在在的工作，这是很不容易的事情。谢谢了，朋友们！正象我们赠送的“时间之箭”钟所寓意的那样，让我们乘改革的春风，驾科技翅膀，在科教兴国的征程中共同飞翔！ 第二，在研究相对论、挑战相对论的伟大事业中，我们强调一门心思做学问，锤炼论文，推敲著作，出版书籍。这是硬指标，需要硬功夫。我们提醒大家注意：要警惕那种“泡沐式自主创新”，这在《参考消息》2006年7月20日新加坡《联合早报》上谈到此事，说“中国应警惕‘泡沐式自主创新’”。我看我们北京相对论研究联谊会也应该注意此事。它文尾的一段话是值得深思的： 动漫、自主创新、体育，无论是中国要做大做强哪项工程，起步错了，基础虚了，心术歪了，一切迅速冒起的泡沐式成就自暴其短，一切投入也将功亏一篑。站好马步，矫好心态，还是最能有“品质保证”的基本功。[1] 我们的任老振球先生一直从事“自主创新”和科学基本理念的研究，他的许多文章讲得很透彻，大家可以找来阅读。[2]-[5]值得欣慰的是，年轻的学者逐渐成长起来了，今天到会的不少新面孔说明了这一点；我们已经有40多部专著由正式出版。这两件事情证明我们前进了，有所作为了，但是很不够。特别是现在，我们应该警惕那种“泡沐式自主创新”，别让它干扰了我们的阵脚！ 第三，历史的经验值得注意。一个常见的现象，就是历史上有些有名的实验物理学家，也是有才华的理论物理学家。例如我们知道的伽利略、基尔霍夫（Kirehhoff）、法拉第、安培（Ampère）、赫兹（Hertz）、汤姆孙父子(J·J·Thomson,G·P·Thomson和卢瑟福（Rutherford）、费米、王淦昌、卢鹤绂都是这方面的典范。[6]而今天，不仅仅民间科学家，就是正统的物理学家们，也存在拉比所指出的致命现象： “欧洲的实验家不会在图表上增加一个栏目，而理论家不会系自己的鞋带的评论，表达了他对于这一逐渐加宽的鸿沟的关注。”[7] 我们中的多数没有机会接触国家实验中心，没有能力进行物理学实验，少数对于起码的物理学试验不感兴趣。他们的共同点仅仅都在探索宇宙的奥秘，但彼此的文化视野、科研技巧和工作习惯，却大大不同。但在封闭的自我欣赏的氛围中养成了我们经常见到的那种孤芳自赏和傲慢自大，久而久之形成终身难改的荒谬的竞争意识，听不得半点批评的意见。以至于别人友好地指出他的问题时，他竟然认为自己“伟大的理论怎么会如此不理解”。他们本可以做出点成绩，但因为自己古怪的不安全感而使人远离。这种孤僻，也许在过去是一种美德，但在信息发达的今天却是可笑的缺陷，不足以提倡。 注重实验，这是我对于大家的忠告。我在自己的专著所阐明的下列观点还没有过时： 任何物理模型是理性思维的产物，是依据理论工作的需要而塑造，来源于对实验事实的综合分析，它的建立、修正、补充甚至湮没、淘汰都以实验为依据。 任何漂亮的物理模型都离不开实验的验证。[8] 大家见到我在自己的博客网上发布消息，向中国科学院《高科技与产业化》杂志推举罗正大、季灏、曾雄飞和刘良俊四名会员的成果。他们不同程度地注意了理论与实验的结合。这是一个方向，这是边缘学科的结合部，很可能有重大的发现在这里产生。[9]、[10]只有这样，才能体味到利昂·莱德曼和迪克·泰雷西在《上帝粒子》中所说的话： 当一位富有洞察力的理论家综合现有的数据，觉得需要存在一种新粒子的话，他就会预言存在一种新粒子。可是更多的情况是这种粒子并不存在，这一理论自然就会受到质疑。这样，理论能否继续生存下去就完全取决于理论家的决心了。关键在于进行两种实验：专门验证一种理论的实验和开拓一个新领域的实验。当然，推翻一个理论常常更有意思。像赫胥黎（Thomas Huxley）所说，“科学的悲剧就在于一个漂亮的假说被一个难看的事实推翻了。”好的理论不仅可以解释已有的实验，也能预言新的实验结果。实验和理论的相互作用是粒子物理学的乐趣之一。[7] 我们拭目以待。 第四，物理学与数学的关系。据美国物理学利昂·莱德曼和迪克·泰雷西在《上帝粒子》介绍，得克萨斯大学人文学家弗雷德里克·特纳（Frederick Tumer）说，存在一种科学的金字塔。他说： 这座金字塔的基础是数学。这倒不是因为数学更加抽象或者更为绝妙。而是因为数学不依赖或需要任何其他学科，而处于金字塔上一层的物理学则要依赖于数学。处在物理学上层的是化学，因为化学需要物理学知识，而在这种公认的简单分类中，物理学是与化学定律无关的。比如说，化学家关心的是原子是怎样构成分子的，以及在近距离情况下分子是如何起作用的。原子之间的作用力非常复杂，但归根结底它们要遵循带电粒子之间的吸引与排斥定律，换句话说就是物理学定律。接下来的一层就是建立在物理学和化学基础上的生物学。金字塔再往上的层次就越来越模糊也不大容易确定了：当谈到生物学、医学和心理学时，原来的层次就已经很不清晰了。在层与层的接口之间是一些边缘学科：数学物理学、物理化学、生物物理学，等等。当然，我会把天文学塞到物理学里，不过对于地球物理学和神经生理学，我就不知道该怎么办了。 这座金字塔可以用一句古老的谚语不太礼貌地总结出来：物理学家只听数学家的，而数学家只听上帝的（尽管你很难找到一个那样谦虚的数学家）。[7] 这一段文字明白无误地告诉我们：一、科学的“金字塔的基础是数学”；二、物理学在科学框架中所处的位置在数学之上层，“则要依赖于数学”；三、“金字塔”层面分布是：“数学”——“物理学”——“化学”——“生物学”——“生物学、医学和心理学”；四、“在层与层的接口之间是一些边缘学科：数学物理学、物理化学、生物物理学，等等”；五、“天文学塞到物理学里”。这里强调物理学家与数学家的关系：“物理学家只听数学家的，而数学家只听上帝的”。 我在《物质探源》一书中阐明数学与物理的关系论述，是值得重视的： 在探寻基本物理学的抽象世界时，数学必须取代直觉，这是因为大自然具有数学质朴性和大自然规律优美性所决定的。可以这样说，物理学家探讨物质结构及其普遍运动规律，构建各种物理模型揭露更深层次物质结构，表达最新基本规律美与对称的语言是数学。这样的物理模型最足以服人，自然也就获得令人满意的效果。[8] 要得到“最足以服人”“物理模型”，“获得令人满意的效果”，请应用数学工具。我的朋友付昱华教授有另外的看法，也值得去研究。他提出的“对于物理问题，数学永远只是工具”和“理论的提出和理论的应用是两码事”的观点，应该重视而加以商榷。[11] 第五，罗正大书评的意义。为数不多的稀有事件，有时会比那些出现了上千次的寻常事件有意义得多。这就是我们抓罗正大书评这件事情的原因所在。我在《格物》专辑——罗正大书评集中，“从历史与现实两方面说明书评罗正大的意义在于提倡求真务实的学风，进而阐述科学工作者应该读好大自然和人类社会这两部永恒的大书。最后，就科学的研究风格进行了论证，提出精心构建自己的科学研究三阶段与王国维所言古今成大事业的三个境界是一脉相承的；始终保持对于科学奥秘的探索兴趣是成功者的必然基础，也是为科学的本质所决定；具有创新思维、追求卓越是成功者的关键，也为许多大家所共识；勤于思考、善于综合是从古至今的至理名言。”[12]随后在罗正大著作专家评审会上说了以下的话： 简言之，北京相对论研究联谊会有史以来所进行的大规模书评，其意义在于：检验我们的队伍是否能够认真地组织起来，进行一场真正的学术大仗；我们的科学眼光是否拓展了，起点是否更高了，视野是否宽广了，我们的论文水平是否有了一次质的飞跃，我们的作者是否形成了一个敢打硬仗的群体；求真务实、拼搏进取、不断创新、勇攀高峰的会风是否已经形成，尊重人才、发现贤才、张罗将才、挑拨干才的习惯是否真正的养成，北京相对论研究联谊会的凝聚力、内聚力、向心力是不是空前提高了？如果开始只是有了这写方面的苗头，那也是欣慰的。当年毛泽东领导的红军进行万里长征，在汹涌的大渡河水面前，不愿意做石达开第二，结果以“红军不怕远征难，万水千山只等闲”的精神继续革命，赢得新中国成立的伟大胜利！同样，我们也应该以“更喜岷山千里雪，三军过后尽开颜”的气魄，进行我们研究相对论、挑战相对论的科学长征，埋头苦干，奋发图强，艰苦奋斗，卧薪尝胆，破釜沉舟，去夺取新的更大的胜利！[13] 我最近研究了牛顿的思想，这是受付昱华先生的影响。他的《新牛顿力学》给我留下很深的印象。[14] 不过，我是从科学史工作者去进行研究的。联想到我报告的标题内容，我对我们老科学工作者和年轻的朋 友都提出了一点建议，全集中在一篇文章的结尾，就以此为结束语，愿意与所有的会员共勉之。 最后强调的是我们的老教授们，还是应该对于年青人加大帮的力度，要以牛顿老师巴罗为榜样，不厌其烦地解决自学者的困难，使他们有一个质的飞跃。为了发挥牛顿潜在的才能，给牛顿提供独立研究和晋升的条件，年仅39岁的巴罗辞去了卢卡斯讲座教授的职务，让27岁的牛顿担任。这是很了不起的举措，值得我们学习。 让我们有更多的牛顿产生！ 让我们有更多的巴罗出现！[15] 参考文献 1新加坡《联合早报》.中国应警惕“泡沐式自主创新”,参考消息，2006-7-20 第15版 2 任振球,陈其翔.关于科学基本理念若干问题的讨论[J].格物，20006，6（1）：79-82 3任振球,陈其翔,李世辉等.关于科学基本理念若干问题的讨论[J].格物，20006，6（4）：29-33 4任振球,朱建国,严谷良.目前国内未被重视己基本成型的部分重大科技自主创新[J].学术动态№2104 卢所北京部2006/05/12 p.10243-102455 5 任振球,朱建国,严谷良,邸振兴.“华夏科技创新风险基金”组建方案[J].学术动态№2105 卢所北京部2006/05/12 p.10246-10247 6 [日]广重彻.物理学史[M].北京：求实出版社，1988，5 7 [美] 利昂·莱德曼,迪克·泰雷西（著）.米绪军等(译).上帝粒子——假如宇宙是答案，究竟什么是问题？[M].上海：上海科技教育出版社，2003，12 8 吴水清.物质探源[M].武汉：湖北教育出版社，1998，1 9秋浦.吴水清会长向中国科学院一杂志举荐四会员成果[J]学术动态№2274 北京相对论研究联谊会学术委员会 主办；主编：吴水清 2006/07/07 p.10738 10 秋浦.吴水清会长4秋浦拜访王淦昌院士之子王德基先生[M].学术动态№2325 北京相对论研究联谊会学术委员会 主办;主编：吴水清 2006/07/19 p.10937 11 付昱华大道至简——评《量子外力——宇宙第一推动力》[J].格物，20006，6（3）：102-105 12吴水清.心源开处有清波——由罗正大书评想到的（代序）[J].格物，20006，6（3）：1-7 13吴水清.罗正大书评的意义——在罗正大著作专家评审会上的讲话[J].北京相对论研究快报,2006,（1）:1-5 14 付昱华.新牛顿力学[J].格物，20006，6（1）：18-24 15 吴水清.评论牛顿的追求与信仰的现实意义[J].格物，20006，6（4）：108-113 作者简介： 吴水清 中国科普作家，科学家与科学史研究者。中国科学院《现代物理知识》杂志原主编、编辑部原主任，《中华锦绣》画报社原副总编辑；现为卢鹤绂格物研究所副所长、研究员；北京相对论研究联谊会会长；美国《格物》杂志副社长兼总编辑，《五金科技》、《科技新闻》杂志编委。 ※※※※※※ 我的理论：《五维时空与运动力学》http://xdlbj.com/dod/wuweitime.rar 提出杠杆、电梯悖论，对相对性原理提出质疑，并提出了新的理论。很简洁地推导出实物粒子的质量增大、时间变慢等现象，质能公式E=mc2 ，并且对这些现象作出了新的解释，杜绝了狭义相对论的悖论。 |