秦四清
原创需要高深莫测的知识吗? 精选
2021-7-28 13:34
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前几天某岩石力学学者,和我聊天时谈到:“做原创工作难度极大,这我明白。我有一个问题想问您,原创需不需要高深的知识?网传‘遇事未决、量子力学’,您怎么看?”考虑到我们的对话可能对有志学者有所裨益,故把对话整理成此文,以起到抛砖引玉的作用。

原创,尤其是理论性的原创,往往涉及到自然对象最本质的“宗”,要揭示“宗”的演化机制和规律,通常需要最基础的科学概念和原理,如能量守恒原理和最小耗能原理,而几乎不需要特别高深的知识。对岩石力学学者而言,掌握了这些基本原理,加之关注岩石的基本力学特性——非均匀性和脆性、了解岩石变形破坏不同阶段的基本力学行为,就有了攻克滑坡、岩爆、地震等科学难题的本钱。正所谓万变不离其宗,在上述科学难题的研究中,这个“宗”就是揭示岩石从体积膨胀点到峰值强度点的加速破裂力学行为。我们在研究锁固段加速破裂力学行为时发现:不管诸因素如何变化,但两点的应变比保持近似不变,这就为解决锁固型滑坡和大地震的预测,开辟了新的简单途径。

地学研究,主要以大尺度的地质结构为研究对象,几乎不涉及过于微观的东东。因此,我认为量子力学在地学研究上,基本没有用武之地。不过,闲的那啥的时候,了解下量子力学也无妨,或能起到开拓思维的作用呢。我们在研究锁固段破裂行为时,主要用到了地质构造学、损伤力学、岩石力学和重整化群理论这些基础学科知识,没有用到其他神马高大上的知识。

要做出原创工作,关键在于学者独辟蹊径的思路。潜在的原创者,只要掌握多学科的基础知识,以另类思维和逆向思维为指引,从别人想不到的地方入手,或能开辟新天地,做出令人瞠目结舌的原创工作。

要掌握基础知识,最好是看经典的教材,尤其是外文原版教材。我常看的岩石力学教材如《Fundamentals of Rock Mechanics》by J.C.Jager and N.G.W.Cook、《Introduction to Rock Mechanics by R. E. Goodman这些教材之所以经典,是因为其概念表述清晰无歧义、原理描述深入浅出便于理解、理论结合实际便于灵活运用。

在阅读教材时,我有一个强烈的体会,那就是完全理解基本概念——真正吃透概念的内涵与外延,并非易事。举个例子,某博士生问我,是否在体积膨胀点三轴受压岩样的体积比加载前大哦?这其实是对基本概念理解不清所致。体积膨胀点是岩样体积从压缩转膨胀的分界点,在该点处岩样的体积仍比加载前小。

学者基础知识扎实了,看文献能切中要害,看有关成果能明察秋毫。记得有一次,某博士生给我看他的岩样单轴压缩AE实验结果。我一看就马上说:“在加载初期,不可能发生高能级AE事件,八成是岩样不平整所致,是不是啊?”他答曰:“是啊,您真厉害,烦请您详解。”我接茬道:“岩样两端不平整,其受力不匀会造成局部应力集中,导致劈裂产生高能级事件。你这实验结果无效,不要去发表文章,要重新制样重做实验。”

总之,基础知识牢靠了,可为做出原创工作奠定良好的基础;反之,基础不牢、地动山摇,别说做原创了,连跟风都不会跟明白。

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