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有用但容易被忽视的原则
作者:彭思龙 发表时间:2012年10月17日

所谓的科研素养,我认为包含两个东西,一个就是科研需要的知识和逻辑能力,另一个就是关于科学的一些基本原则,即科学哲学。我没有系统地读过专门的科学哲学,但是也读过一些著名科学家和哲学家的书,结合自己不长不短的科研经验,我觉得我们在知识和逻辑方面的弱点要小一些,但是在科学哲学上的欠缺是严重的。下面我将列出一些我认为正确的基本科学原则,以供参考。

 原则一:没有免费的午餐。这是句大白话,但是却正确无比。它的意思是不管我们追求什么样的目标,都要付出代价。相反,如果愿意付出代价,我们也可能得到一些意想不到的东西。比如在图像编码领域,为了追求灵活性和压缩效率,付出的代价是计算量和复杂度;在算法的硬件实现上,往往是面积和速度的博弈。

 原则二:真理掌握在少数人手中。尽管现代社会更强调和尊重多数意见,但是对于科学,恰恰相反,真正正确的前进方向往往只掌握在少数人的手中。其原因在于大多数人的科学素质并不高,缺少对未知道路的识别能力,大多数人赖以判断的标准往往比较陈旧,用陈旧的东西判断未知的或者新生的事物往往会犯经验主义和保守主义的错误。20世纪初,当国际物理学家们为宏伟的物理学大厦赞叹的时候,没有人认为物理学还会有更大的本质性进步。爱因斯坦虽不在主流之中,但是他选择的道路似乎更加合理。

 原则三:存在即合理。这有点神秘主义的意味,但是在科学上,尤其是工程技术研究中,却是非常重要的常识。我们经常会遇到很多看似可笑的实际需求,从数学上看是不可能的,但是只要物理上有需要,就必然有其解决方案。比如图像去模糊技术,一开始只研究模糊机理已知的情况,并且是全局不变的,也称为反卷积,慢慢地可以做到不知道卷积核,称为盲目反卷积;现在则研究较多的是非卷积的模糊去除问题。自然有其固有的法则,存在的需求并不能用工具上的不足来否定,我们唯一能做的就是尊重自然,不断地找寻新方法,进而解决实际问题。

 原则四:亢龙有悔。《易经》乾卦的上九爻说,亢龙有悔,其中的一个意思是指事物发展到一定程度,就会走下坡路,这是必然的。没有永远旺盛的生命,也没有永恒不变的事物。科研课题更是如此,在我不到20年的科研经历中,掺乎过几个热闹的学科。但是每一个学科的寿命都没超过20年,大约也就15年左右。随着信息流动的加速,课题的生命周期会越来越短。冯诺依曼在他的著作《论数学在科学和社会中的作用》中,也强调学科发展具有阶段性的特点。要意识到我们研究的课题一定处于某个阶段,不是上升阶段,就是没落阶段。小到一个人,大到一个公司,甚至国家,都有兴衰的过程。我们可以指望找到很多方法和理论去规避和阻挠这些衰落,但是只能在量上有所作为,不能在质上有更好的作用。华罗庚在这个方面做得比较成功,他很快就判断出在哪个方向还能做下去,哪个方向没戏。IBM勇敢地抛弃了笔记本业务,并不是笔记本电脑将不存在,而是说这个行业已经不是暴利的行业。如果不愿意卖萝卜白菜这类大路货,就需要寻找新的生长点。做科研,就需要不断地寻找并找到属于自己的生长点。

 原则五:现在远不是终点。在学习的过程中,会被各种理论、各种工具弄得眼花缭乱,这会给我们一个误导,那就是科学已经非常发达了,人类文明已经发展到了很高级的阶段。但是,任何对自己所处时代怀有的极度自满情绪都是个历史笑话。唐代曾被认为是中国发展史的顶峰,现在看来只是一个高峰而已。现在某些欧美人士也抱有同样的自满情绪,最终也会被证明是很好笑的事。实际上,关于自然,关于人类自身,我们所拥有的知识和能力还是非常微不足道的,我们的破坏能力远远大于建设能力。现在不是终点,未来也不会有终点。基于这个观点,我们就不会常常哀叹生不逢时,也不会因为争不到合适的课题而苦恼。

 原则六:创造力与知识不成正比。总以为没有很好的想法,缺乏强大的创造力是源于我们知识的匮乏。心存侥幸地寄希望在未来的某一时刻,我们的知识能够跃迁到更高的能级,瞬间拥有了很高的创造力。这是个错误的观点,现实情况可能恰好相反。在科学研究中,最具创造力的人往往并不是那些学富五车的“大牛”,而是刚入行的小毛孩子。我大学毕业的时候,写了一篇毕业论文:《关于小波分析的一个定理》。这个定理是由我提出并证明的。那时候我对小波一知半解,没有多少厚重的知识积累,但是这个定理却是20年来我最得意的工作,在几本教科书中都有专门的论述。虽然现在的我知识更加丰富了,经验也积累了不少,但是创造力,相信不如大学时代的我。

 原则七:好东西往往是不经意的产物。总以为好东西是努力奋斗的结果,这是所受的教育告诉我们的。实际上,在科研上,真正的好东西恰恰不是刻意雕琢和追求的结果,而是不经意中闪现的灵感。科学研究的所有行为都只不过是在积累,都是在为那些不经意间的灵光一闪储备条件。为了科研而科研,可能永远得不到想要的成果;把科研当爱好,把科研当兴趣,可能才是更好的心态和做法。一天到晚梦想着发好论文、评大奖、升职称,都只会破坏我们的科研能力,不会给科研工作带来丝毫的好处。我的有些还不错的想法,不是在度假的时候想到的,就是在睡觉的时候想到的。有个合作多年的朋友跟我开玩笑说,应该经常让你出去度假。当然,没有积累,就谈不上什么不经意的创造。

总的来说,做科研绝对不是闷着头做事情就够了,还需要不断地抬起头,看看远方;回过头看自己走过的路,给自己一个基本的判断。也许我们只是很普通的科研人员,但是自己的科研之路还是要走下去的。既然非走不可,那就不妨多动脑筋,多总结,多归纳。从自己身上,从别人身上,多看出点门道来,这样我们的路或许能更顺点,也更有趣一点。科研本来就是生活的一部分,既不神圣,也不庸俗。

作者单位:中国科学院自动化研究所

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