“院士思维”计量分析与思考

时间:2007-12-12 作者:刘仲林/汪寅
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  在院士思维方法中,意象思维占了很大比例,超过思维方法总量的50%(见表六)。说明院士非常重视运用意象思维进行科技创新。许多院士指出,直觉、灵感、形象、类比等意象思维有重要方法论意义。雷啸霖院士认为“物理学中大凡有一些价值的工作多数是源于物理的直觉。”20世纪80年代他提出晶态合金电阻率的超结构散射理论揭示了意象思维在科技创新中的先导作用。他以物理的直觉猜测晶态合金中普遍存在的行为起源于合金的机制并直觉地相信它的非弹性散射部分对电阻率有贡献。这样在物理直觉的引导下建立了物理模型,最后以数学推导进一步证实了这样一个基于物理直觉的模型,发展了晶态合金电阻率的超结构散射理论。
  3、学科交又是科学原创的重要途径
  交叉学科、跨学科、边缘学科是科学技术创新的增长点和多发地带。这一趋势也为国际科学发展所证明。如下图所示,在诺贝尔自然科学奖中,交叉学科所获奖项一直占据很大比重。在百年诺贝尔自然科学奖获得者中,有41.02%的人数属于交叉学科。院士们普遍重视学科交叉思维方法的研究,许多院士在交叉科学领域取得了丰硕的成果。
  岑可法院士重视多学科交叉研究,充分发挥现代学科交叉特点,探讨新的领域,获取新的内容,在煤燃烧理论与技术方面取得了丰硕成果。20世纪80年代当计算机和数值模化技术开始迅速发展时,他在国内率先提出了计算机优化数值试验研究方法,发展了激光测量、高速闪频摄影等多种先进测试手段和电站锅炉智能专家系统。通过燃烧学科与计算机学科的交叉研究,使原先无法实现的大型锅炉机组试验工作能通过计算机进行模拟,大大提高了对锅炉的诊断手段和运行的安全性。20世纪90年代,他紧紧抓住信息传送及数字处理技术调整发展的契机,利用高速摄像及数字化处理技术,对大型锅炉内燃烧流场进行重建,使原来无法想像、无法预测的大型锅炉炉内过程实现可视化。这种跨学科交叉方法的运用为他开辟了广阔的研究领域——覆盖了工程热物理、动力机械、环境科学、化工、有机(无机)化学、(硅酸盐)材料科学、计算机科学、流体力学、自动化控制等多个领域,并在学科建设中始终走在科学的前沿。
  表七 诺贝尔自然科学奖中的交叉学科
时间跨度        获奖人数     交叉学科人数        比率(%)
1901-1925          69          25                36.23
1926-1950          74          26                36.14
1951-1975          96          41                42.71
1976-2000          95          45                47.37
1901-2000          334         137               41.02

  资料来源:《20世纪诺贝尔奖获得者辞典》
  4、东西方文化的融会对科学原创的重要作用
  院士们深受中国文化熏陶和现代科学洗礼,在其科技创新中,中国传统的整体的、辩证的、动态的、意象的思维与现代抽象的逻辑的、严密的、分析的理性思维相结合,体现了东西方思维方式的交融的特色。
  一方面,老一辈院士大多受过严格的传统文化教育,他们身上体现了中国传统文化的精粹,注重整体思维、意象思维和辩证思维方法,取得了重要成就。刘建康院士在活动中高度重视系统综合思维方法,运用系统观点,综合考察淡水生态系统各组成部分之间的相互关系和相互作用,因而能够在他主持的东湖渔业增产试验项目中使东湖的鱼产量连续7年平均每年以23.5%的幅度递增。程浴祺院士强调科研工作要通观全局,综合集成,将个人探索与群体智慧相结合。他注意站在全局高度,从多视角观察、分析、处理问题,力求发挥各方面专家的智慧与才干,组织开展跨学科综合研究,以便协同解决一些复杂的地质难题。
  另一方面,院士们一般都接受过严格正规的西方科学技术教育,拥有深厚的科学技术理论基础,他们身上又体现了西方科学传统中注重分析方法、数学方法和实验方法的特点。中国传统文化中缺乏运用严密逻辑推理的分析方法和追求精确的数学方法,存在重视定性分析,忽视定量研究;重视整体思辨,忽视个体实验分析的现象,因而中国古代科学普遍存在技术发达而理论薄弱的弊病。院士们充分吸收了西方先进的科学思想和科学方法,高度重视理论思维,并在科研工作中灵活运用分析方法、数学方法和实验方法,从而取得了丰富成果。我国院士历史上至少有四次与诺贝尔自然科学奖擦肩而过,它们是:赵忠尧在1930年首先发现正负电子湮灭;王淦昌在1959年首先发现反西格马负超子;中国科学院上海生化所和有机所在1965年人工合成牛胰岛素;以及上海光机所的王育竹院士在1979年首先进行的激光冷却气体原子的试验。[8]因此可见中国科技精英在理论思维方面与西方科学家相比并不逊色,他们在科学研究上也具有相当的原创性思想。当然至于中国科学家至今未获得诺贝尔奖这一问题非常复杂,本文在此暂不讨论。
  总之,院士思维是一个很值得研究的课题,本文只是进行了初步的探索,仅作抛砖引玉之想,期待学者们做出更多更好的研究成果丰富我国的科学文化思想宝库。

【参考文献】
  [1] 卢嘉锡.院士思维(1-2卷)[M].合肥:安徽教育出版社,1998.
  [2] 卢嘉锡等.院士思维(3-4卷)[M].合肥:安徽教育出版社,2001.

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