提不出問題要在方法上找原因
發(fā)布日期： 2020-09-30 供稿：中國科學(xué)報
編輯：吳楠 審核：劉曉俏 閱讀次數(shù)：原文標(biāo)題：提不出問題要在方法上找原因
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疑問是思想的起點(diǎn)。一切有用的思想，都起于一個疑問；一切科學(xué)發(fā)明，實(shí)際上都起于思想上的疑惑。
“學(xué)源于思，思起于疑。”中國工程院院士、北京理工大學(xué)教授周立偉說。善于提出問題和抓住問題是科學(xué)家最重要的素質(zhì)。
中國學(xué)術(shù)界最缺乏自由平等交流的風(fēng)氣
愛因斯坦說，提出一個問題，往往比解決一個問題更重要。究其原因，解決一個問題也許僅是一個數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已，而提出新的問題、新的可能性、從新的角度去看舊的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。
在談到科學(xué)研究中重要的是提出問題時，周立偉指出，在現(xiàn)實(shí)中，研究生們在做論文時提不出問題和研究的課題，大都是由導(dǎo)師“代勞”，指定一個論文題目，按照導(dǎo)師的思路去完成，已成為一種普遍現(xiàn)象。
一般認(rèn)為，導(dǎo)師提出的題目或方向是值得考慮和研究的，通常也是能出成果的，但對研究生的成長，并不是最好的。不少學(xué)有所成的研究生往往是自己提出研究課題，自己解決問題，他們的收獲將更大些。當(dāng)然這樣做是有風(fēng)險的。
在周立偉看來，研究生之所以提不出問題，在于科研環(huán)境功利化的影響，書讀得少、知識面窄、思想不開闊、思考上受到局限、跳不出書本或前人的框框，總覺得書本上寫的傳統(tǒng)的見解、權(quán)威的結(jié)論，都是天經(jīng)地義、不可置疑的。因此，束縛了研究生的思想，雖有疑問，卻不敢提出問題。
另外，我國的學(xué)術(shù)環(huán)境不鼓勵研究生“高談闊論，海闊天空”，輿論環(huán)境也常常壓制研究生“胡思亂想，百家爭鳴”，使研究生不敢把自己的idea說出來，怕大家笑話，說自己狂妄。
因此，周立偉認(rèn)為，重要的是，要創(chuàng)造敢于提出問題、不怕提錯問題的學(xué)術(shù)環(huán)境和氛圍。
這首先需要導(dǎo)師帶頭，作出榜樣來。對此，他深有體會。
自古以來，師道尊嚴(yán)是我國教育界的優(yōu)良傳統(tǒng)，但過頭了卻成為師生之間學(xué)術(shù)交流的一道坎。
在我國，大家都習(xí)慣了導(dǎo)師所說的一切都是對的，導(dǎo)師的思想和觀點(diǎn)是不容反駁的。這樣，導(dǎo)師不是和研究生們平等地討論科學(xué)問題，從而阻礙了學(xué)術(shù)的進(jìn)步。
而在國外，一個新的學(xué)派的形成、一個科學(xué)理論的提出，都是經(jīng)過反復(fù)質(zhì)疑、集思廣益后形成的。
周立偉分享了一個例子。
諾貝爾物理學(xué)獎獲得者、量子力學(xué)哥本哈根學(xué)派的創(chuàng)始人尼爾斯·玻爾就是不怕把自己的科學(xué)思想暴露給學(xué)生和同事們的科學(xué)大師。
他經(jīng)常到實(shí)驗(yàn)室告訴大家自己有了新的idea，后來發(fā)現(xiàn)其中十有八九是謬誤、不可行，有時大家還笑話他出了一個臭點(diǎn)子，玻爾那時也感到有點(diǎn)難為情。但當(dāng)他一有新思想，不管成熟還是不成熟，總是立刻拿出來和大家分享。像這樣的學(xué)術(shù)氛圍在中國學(xué)術(shù)界是見不到的。
“自由思想的學(xué)術(shù)交流是科學(xué)研究中不可缺少的；中國學(xué)術(shù)界最缺乏的是自由、平等交流的風(fēng)氣。”周立偉說。
重視科學(xué)方法在科學(xué)研究中的作用
除此之外，還在于人才培養(yǎng)中方法論的缺失。周立偉常說，科學(xué)研究沒有一成不變的方法，也沒有萬無一失的共同模式，但它是講究方法的。
許多研究生在進(jìn)行科學(xué)研究時，不認(rèn)真思考其中的問題、不講究科學(xué)方法，往往是前人怎么做我也這么做，不考慮科學(xué)問題的實(shí)際、不研究從何處切入最好、不尋找問題的突破口等。如此導(dǎo)致科學(xué)研究往往是模仿多于創(chuàng)造、改進(jìn)多于發(fā)現(xiàn)。
周立偉十分重視科學(xué)方法在科學(xué)研究中的作用。他認(rèn)為，對于一名科學(xué)工作者來說，正確的指導(dǎo)思想和合適的科學(xué)方法對于引導(dǎo)科學(xué)研究的進(jìn)展十分重要。
在談到“成像電子光學(xué)”的理論研究時，他從科學(xué)方法的角度，談了自己是如何認(rèn)真思考，從而切入這一個科學(xué)問題的。
探索和研究一種簡單明了的物理模型，通過所選取的模型分析弄清楚相應(yīng)的物理現(xiàn)象的特點(diǎn)，看它是否能夠相符地描述所研究的物理現(xiàn)象的基本特征，并揭示其中蘊(yùn)涵的主要規(guī)律（研究特殊性，普遍性寓于特殊性之中）。
然后，將這一模型作為出發(fā)點(diǎn)，并進(jìn)行演示，對所勾勒、所推進(jìn)的理論進(jìn)行詳細(xì)的、包括數(shù)學(xué)推演的研究，構(gòu)筑新理論的框架（模型推演）。
研究時，從簡單明了的模型演進(jìn)出一套完備的理論，由簡單的情形推演到復(fù)雜的情形，然后由特殊的理論過渡到構(gòu)筑普遍的理論，使之成為一套成熟完備的理論（由特殊性演進(jìn)到普遍性）。
自然，理論的驗(yàn)證需要實(shí)踐的考驗(yàn)，考察其適用的情況。
周立偉表示，在科學(xué)研究中，他實(shí)際上遵循的是物理學(xué)大師常用的一些科學(xué)方法，牛頓以后的物理學(xué)家大都是這種由特殊到普遍的研究風(fēng)格。當(dāng)然，這并不是科學(xué)研究唯一遵循的途徑，但周立偉的研究就是這樣做的。
在談到新問題的產(chǎn)生時，周立偉認(rèn)為，通常有兩條途徑—— 一種是從無到有，發(fā)現(xiàn)新問題；另一種是從有到新，提出更新的問題。
前者如哥尼斯堡7橋問題，經(jīng)大數(shù)學(xué)家歐拉分析得出結(jié)論——不可能每座橋都走一遍，最后回到原來的位置；他給出了所有能夠一筆畫出來的圖形所應(yīng)具有的條件。此乃拓?fù)鋵W(xué)的“先聲”。
后者如原子結(jié)構(gòu)模型的提出，從湯姆遜的葡萄干面包模型（雖能解釋元素的周期性但不能解釋光譜現(xiàn)象），到盧瑟福的行星模型（能解釋原子結(jié)構(gòu)和原子輻射光譜線的穩(wěn)定性），再到波爾的原子能量的分立定態(tài)模型（可以解釋其他模型不能解釋的現(xiàn)象），一步一步地推進(jìn)理論。
周立偉認(rèn)為，科學(xué)問題要從前人實(shí)驗(yàn)、文獻(xiàn)資料中的觀點(diǎn)和認(rèn)識，以及自己的實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)中來。
因此，研究生要分析：前人為什么做這一工作？它的意義、推動力是什么？前人的工作做了什么，解決了什么，推進(jìn)了什么？前人的認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)、理論和方法，以及有無漏洞、局限和缺陷？對于這一問題，自己與前人不同的觀點(diǎn)在哪里？分析和比較事物各發(fā)展階段的異同，總結(jié)出事物的規(guī)律。
關(guān)于提出疑問和問題的途徑，他通常建議思考：1.某個理論內(nèi)部是否存在邏輯上的矛盾；2.理論結(jié)構(gòu)是否符合簡單性與普遍性的要求；3.現(xiàn)有理論與經(jīng)驗(yàn)事實(shí)之間有無矛盾；4.對經(jīng)驗(yàn)事實(shí)未能作出統(tǒng)一的理論說明；5.理論的實(shí)際應(yīng)用與現(xiàn)有技術(shù)條件的矛盾；6.不同理論體系之間的差異與矛盾等。
在一次演講中，有學(xué)生問周立偉，對一個科學(xué)問題的研究，是聽之任之，還是廢寢忘食不停地思考。周立偉認(rèn)為，科學(xué)研究中最重要的是思考，但聽之任之和廢寢忘食是兩個極端，兩者都不可取。
“重要的是，你有沒有把這個問題一直放在腦子里，有意識或無意識地常去思考它。”周立偉解釋，當(dāng)一個人真正把一個科學(xué)問題放在腦子里時，思考就會向該問題集中，有可能在你吃飯時，也有可能在你旅行中踏上旅游車的剎那間，一個科學(xué)想法涌現(xiàn)了——也許是解決此“問題”的idea出現(xiàn)了。科學(xué)史中不乏這樣的例子。
當(dāng)然，周立偉補(bǔ)充，提出問題要有科學(xué)精神，提倡多疑、多問、多想。多思考不是隨心所欲、不是脫離實(shí)際亂疑或離奇荒謬的亂想，要以科學(xué)原則為指導(dǎo)提出有意義的想法和問題。
周立偉認(rèn)為，科學(xué)研究是從已知探究未知，獲得新知。
提出問題、思考問題，要從現(xiàn)有基礎(chǔ)出發(fā)，用現(xiàn)有科學(xué)知識和規(guī)律解析、探究、論證，尋找新的結(jié)論。當(dāng)選擇“問題”作為研究對象后，經(jīng)努力實(shí)踐而做出先進(jìn)可用的新東西，就叫作創(chuàng)新成果。
從科學(xué)研究的角度講，一般說來，創(chuàng)新可分四個層次：其一，提出了一種全新的思想。其二，發(fā)現(xiàn)了一種論證新思想的方法。其三，找到了一些用新方法論證新思想時可以使用的新資料、新數(shù)據(jù)。其四，用一種新的風(fēng)格對問題進(jìn)行分析與論證。
顯然，第一種創(chuàng)新難度最大，第二種次之。而一流科學(xué)家大多是在第一、第二個層面上做出了原創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。考察、分析他們創(chuàng)新成功的案例，對于研究生深入理解創(chuàng)新具有特殊的意義。
周立偉希望研究生要學(xué)會通常的、行之有效的科學(xué)研究方法，包括演繹的方法——從個別到一般，歸納、統(tǒng)計的方法——從一般到個別，集成的方法——把先進(jìn)的技術(shù)和方法都集成到項(xiàng)目里來。
只有重視科學(xué)研究的途徑，才能更有效地促進(jìn)研究生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。
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