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那些科学大师是怎么做创新研究的

已有 3079 次阅读 2020-7-21 00:17 |个人分类:学习杂谈|系统分类:科研笔记

大概在我刚博士毕业的时候,突然对自己的前途有些迷茫,不知道将来该做什么、该怎么做。之前只是考虑着毕业了就可以参考工作,毕业之后却迷茫了。思来想去觉得自己还是适合做学术研究,于是阅读了一些科学家的传记、听了一些相关的讲座,每次参加会议时最喜欢的是讨论环节听听前辈们讲怎么做科研。在看、听的过程中也做了一些笔记,把所听、所感、所想记录了下来。那些大师级别的人物有很多人去研究,相关资料也很容易找到。这些大人物在我们看来仿佛就是一个传说,不可望亦不可及。然而阅读他们的自述和一些深入的研究资料,却发现他们是那么的亲切,似乎可望可及。所谓“仰之弥高,钻之弥坚,瞻之在前,忽焉在后。夫子循循然善诱人,博我以文,约我以礼,欲罢不能。即竭吾才,如有所立卓尔。虽欲从之,末由也已。”虽然是多年前读过的,现在回想起来依然感慨不已。下面根据爱因斯坦、钱学森、华罗庚、杨振宁和胡适先生的自述和一些深入的研究资料探讨一下科学大师们是怎么做创新研究的。

一、爱因斯坦:心有所向,矢志不渝

读这些人物传记给我一个很深的印象就是这些大人物从小的时候就开始思考他们一生所从事的事业,而且从来没有停止过。爱因斯坦在其《自述》中说:“当我还是一个相当早熟的少年的时候,我就已经深切地意识到,大多数人终生无休止地追逐的那些希望和努力是毫无价值的。而且,我不久就发现了这种追逐的残酷,这在当年较之今天是更加精心地用伪善和漂亮的字句掩饰着的。每个人只是因为有个胃,就注定要参与这种追逐。而且,由于参与这种追逐,他的胃是有可能得到满足的;但是,一个有思想,有感情的人却不能由此而得到满足。这样,第一条出路就是宗教,它通过传统的教育机关灌输给每一个儿童。因此,尽管我是完全没有宗教信仰的(犹太人)双亲的儿子,我还是深深地信仰宗教,但是,这种信仰在我12岁那年就突然中止了。由于读了通俗的科学书籍,我很快就相信,《圣经》里的故事有许多不可能是真实的。其结果就是一种真正狂热的自由思想,并且交织着这样一种印象:国家是故意用谎言来欺骗年青人的;这是一种令人目瞪口呆的印象。这种经验引起我对所有权威的怀疑,对任何社会环境里都会存在的信念完全抱一种怀疑态度,这种态度再也没有离开过我,即使在后来,由于更好地搞清楚了因果关系,它已失去了原有的尖锐性时也是如此。”

“在1216岁的时候,我熟悉了基础数学,包括微积分原理。这时,我幸运地接触到一些书,它们在逻辑严密性方面并不太严格,但是能够简单明了地突出基本思想。总的说来,这个学习确实是令人神往的;它给我的印象之深并不亚于初等几何,好几次达到了顶点——解析几何的基本思想,无穷级数,微分和积分概念。我还幸运地从一部卓越的通俗读物中知道了整个自然科学领域里的主要成果和方法,这部著作(伯恩斯坦(A. Bernstein)的《自然科学通俗读本》是一部有五、六卷的著作)几乎完全局限于定性的叙述,这是一部我聚精会神地阅读了的著作。当我17岁那年作为学数学和物理学的学生进人苏黎世工业大学时,我已经学过一些理论物理学了。”

1905年被称作“爱因斯坦奇迹年”:3月,发表量子论,提出光量子假说,解决了光电效应问题。4月向苏黎世大学提出论文《分子大小的新测定法》,取得博士学位。5月完成论文《论动体的电动力学》,独立而完整地提出狭义相对性原理,开创物理学的新纪元。一个年仅26岁的青年,一年之内在科学上做出如此众多的历史性成就,已经是够神奇的了。但更加神奇而不可思议的是,他当时并不是生活在大学或者学术研究机构中,而是在瑞士联邦专利局当一个最低级的技术员,本职工作是对发明专利的申请进行技术鉴定。这项工作是非常费脑筋的,不可丝毫懈怠。而饱尝失业之苦的爱因斯坦十分珍惜这份来之不易的工作,对此自然十分认真负责。因此,他只能利用每天8小时的公务以外的业余时间来从事科学研究。

爱因斯坦并不是神童,相反,他童年时的智力发育比常人慢,很迟才开始说话,而且学习说话很困难。他不爱一般儿童打闹的游戏,而爱独自一人比较宁静的活动。四五岁时父亲给他看一个罗盘,他对指南针特殊的性状感到十分惊奇,以致浑身颤栗。这种对自然界奥秘的“惊奇”,正是他终生从事科学探索的动力。爱因斯坦在晚年对自己发育缓慢与创建相对论的关系作了饶有风趣和意味深长的表述:

“我曾问自己,特别是我发现相对论的情况是怎样出现的。当时似乎是处于如下情况。正常的成年人决不会为空间-时间问题伤脑筋。在他看来,关于这个问题所应该思考的一切事情,在童年时代都早已思考过了。相反,我发育很缓慢,在我已经长大的时候,才开始搞清楚空间和时间问题。其结果,我钻研这个问题比通常的儿童所钻研的要深。”

在叔叔的启迪之下,爱因斯坦从小对动手的技术和抽象的数学都非常感兴趣。10岁以后,他又受到一位每周末到他家做客的医科大学生塔耳穆德(Max Talmud)的悉心引导,读了一系列数学、科学和哲学书籍。他12岁自学了平面几何,并自己证明了毕达哥拉斯定理。他认为,读“神圣的几何学小书”,是童年所经历的另一种“惊奇”。他13岁时还读了康德(Kant)的哲学名著《纯粹理性批判》,并与那位医科大学生讨论书中的问题。

另一方面,在他就读的德国学校,由于渗透军国主义精神,使他感到窒息和压抑,产生了反叛心理。教师对这个不顺从的学生也很恼火,他中学时一个班主任就曾斥责他不会有出息。碰巧,1894年他父亲和叔父合办的电器工厂因竞争不过德国的三家大公司,转移到意大利另起炉灶。他也就断然放弃了德国的学业,转到瑞士上学。

他大学上的是苏黎世瑞士联邦理工大学数理师范系。他对坐在课堂里听课兴趣不大,大部分时间在实验室里度过,“迷恋于同经验直接接触”。其余时间在宿舍里阅读一些著名物理学家的著作,逐步了解到当时物理学前沿的一些重大理论问题。他同班同学共5人,3人属于数学专业;物理专业只有他和一位比他大三岁半的塞尔维亚姑娘玛丽琦(Mileva Maric)。他们四年级时开始相爱。

19007月毕业考试,玛丽琦未通过,爱因斯坦和另3位同学都通过了。那3位同学都被教授留下来当助教,唯独他因特立独行、离经叛道的性格不见容于教授们,大学一毕业就失业了。

爱因斯坦大学毕业后,生活立即陷入双重的极端窘困之中。那时,他父亲的工厂早已倒闭,而且负债累累。他本来打算毕业后同玛丽琦结婚,但是遭到父母坚决反对,这激怒了爱因斯坦,使他同家庭的关系濒于决裂,两人相爱反而更深。

生活上的潦倒和婚姻上的挫折并没有动摇他献身科学的决心。这种决心早在1897年他给一位长辈的信中就明白地表达了:“紧张的脑力劳动和对神圣大自然的审视,将是引导我通过一切烦扰的天使,它虽然冷酷严厉,但却使我心情安宁,信心坚定。”物质和精神的双重逆境反而更激起他科学探索的激情。在跨出校门后4个月的190012月,他就完成了一篇论文《由毛细血管现象所得出的结论》,并于19013月在《物理学杂志》上刊出。论文的基本思路开始酝酿于大学二年级,用热力学与分子运动论相结合的方法,从分子概念推导出液体内能的表达式,企图由此揭示分子力与牛顿引力之间的内在关系,给化学以力学的基础。论文发表后,他给大学同班同学格罗斯曼(Grossmann)写信,表达如此喜悦的心情:“从那些对于直接感官知觉来说似乎完全是各不相关的现象中认识到统一性,是一种壮丽的感觉。”

1900年到1904年这5年内,他每年都写出一篇论文,并且都被《物理学杂志》接受发表。可是论文的发表并没有改变他失业潦倒的命运。

在他失业后8个月,偶尔得到一个技术学校两个月代课教师的临时工作,他十分欣喜,在给人的信中说:“上午教了五六节课以后,下午在图书馆里自己进修,或者在住所研究有趣的问题,……即使像现在这样的情况,我也还有足够的精力和愿望去为科学奋斗。”就在这2个月中,他又写成第二篇论文。暑假后他找到一个家庭教师的工作。可是3个月后又失业了。19021月,玛丽琦生了一个女孩,但他们没有条件正式结婚,也没有能力抚养孩子,情况之窘迫,犹如雪上加霜。

为了谋生,19022月爱因斯坦迁居到瑞士首都伯尔尼,在报上刊登“私人讲授数学和物理学”的广告。几天后就有一位工程师和一位建筑师来听课。一个月后又招来两个大学生,一个是学哲学的索洛文(Solovine),一个是学数学的哈比希特(Habicht)。他们都对科学哲学问题感兴趣,与爱因斯坦志趣相投。于是他们3人每天晚上一起阅读科学和哲学名著,也读了一些文学作品,同时进行海阔天空、热烈深入的讨论。这项活动从1902年春天持续到190511月,他们戏称为“奥林比亚学院”,对爱因斯坦早期的科学创造,产生了重大的启发和推动作用。

19026月爱因斯坦终于结束了失业生涯,被瑞士联邦专利局聘为试用三级技术员。专利局局长是格罗斯曼的父亲,经他儿子的介绍,对爱因斯坦的才能很赏识,但还是经过考试才录用。由于爱因斯坦从小受精通技术的叔叔的熏陶,对技术也很感兴趣。由此,对专利局的工作尽心尽力,而且自己也曾取得过几项发明专利。70年前,中国报刊上流传不少爱因斯坦的奇闻逸事,其中有一则说爱因斯坦在专利局上班时,打开抽屉,偷偷在写物理论文。这纯属无稽之谈。

爱因斯坦所以能在1905年迸发出惊人的科学创造力,掀起一场物理学革命,考其原因有三。

首先,是他始终保持对自然界奥秘的惊奇。对科学探索的执著,不顾任何困顿险阻,始终信守为科学奋斗的信念和决心。

其次,是他的不愿随波逐流,不愿固步自封,敢于向旧传统和任何权威挑战的反叛精神。他生前的研究助手霍夫曼(B. Hoffmann)和秘书杜卡斯(Helen Dukas)合写传记《阿耳伯特·爱因斯坦创造者与反叛者》(Albert Einstein Creator and Rebel, 1972, Viking Press),这个不同凡响的书名,正是对他这种精神的中肯表述。

最后,也可能是最重要的是,他具有深邃的哲学探索精神,使他与同时代的物理学家相比,在思想境界上站得更高,看得更远,眼界更广。正如他在逝世前5天对一位科学史家所说的,20世纪初只有少数几个科学家具有哲学头脑;而今天的物理学家几乎全是哲学家,不过“他们都倾向于坏的哲学”。既要有哲学头脑,又要不倾向于坏哲学,并非易事。他自己是怎样走过来的?对他的科学探索产生影响的哲学思想又是什么?

爱因斯坦幼年时虽然发育迟缓,但少年时却相当早熟,爱好穷根究底地思考各种问题,包括大自然的奥秘和人生价值问题。在一位医科大学生引导下,12岁就读过康德的代表作。19021905年的“奥林比亚科学院”的活动中,他和两位大学生一道阅读并认真讨论了理性论哲学家斯宾诺莎(Spinoza)的代表作《伦理学》,经验论哲学家休谟(Hume)的《人性论》,物理学家兼经验论哲学家马赫(Mach)的《感觉的分析》和《力学》(此前他自己已读过这两本书),以及其他一些哲学家的著作。爱因斯坦通过自己的独立思考,以独立的批判精神,认真吸取各派哲学的精华,而不拘泥于任何一派哲学体系,不盲目附和任何哲学教条。他的哲学思想,是通常的物理学家难以企及甚至无法真正理解的。

二、钱学森:文理兼修、航天报国

钱学森的青少年时代,中国的社会文化正处在一个新老交替的大变革时期,在“五四”新文化运动和共产主义理想社会理论的冲击下,一方面,到处是新观念、新学说、新知识,社会环境富有生机,甚至连空气都是格外的新鲜;另一方面,祖国的贫穷落后,以及“东亚病夫”的形象,深深地刺激着他的民族自尊心、自信心,为他的思想早熟埋下了种子。通过广泛地吸取先进文化的养料,他萌发了改革壮会,拯救民族的理想,他增强了民族自尊心、自信心,并逐渐形成了自己的信念:人当勤奋努力,才能改善国家的现状,每一个人都有责任为使国家强盛而努力。蒋英教授对她的丈夫有过这样的评价:“他是一位把祖国、民族利益和荣誉看得高于一切的人,说得上是一位精忠报国、富有民族气节的中国人。”

钱学森从小受到了良好的家庭教育。母亲章兰娟乃富贾闺秀,知书达理,温和博爱,宽以待人,想问题周到细致,深思熟虑,还有着超人的数学天赋。在钱学森牙牙学语时,母亲就教他背古诗词,从“春游芳草动”,直到唐诗宋词,而他则是一学就会。往往家里来了宾客,让他背诗词是常有的“节目”,而长得聪明可爱的小学森的“表演”住住总能让客人们惊叹下已,称赞小小年纪的钱学森“前途下可限量”。每当钱学森回忆起儿时那些令入难忘的往事时,总是激动地说:“母亲的慈爱之心给了我深远的和连绵下断的影响。”

钱学森也多次向人们谈起:“我的第一位老师是我的父亲。”钱学森的父亲钱均夫乃书香门第,谦恭自守,博学多才,为人正直,淡泊名利,孜孜不倦地辛勤于教育救国。钱学森兴趣广泛,知识渊博,也得益于他父亲从小的启蒙培养。每逢寒暑假,钱均夫都要送儿子拜名师补习各种功课。比如补习过伦理学、矿物学、音乐和绘画等等。

钱学森从小就喜爱画画儿,于是钱均夫就送儿子去向美术老师高希舜学画国画。高希舜可不是一般的美术老师,他后来成为我国国画大师,还是毛主席的朋友。钱学森不仅学得认真,而且很有作画的天分,有几幅画作曾得到高老师的夸奖,他自己也很得意。钱均夫将儿子的画裱好,或赠亲朋好友,或挂在杭州老家的客厅里。可惜抗日战争期间,杭州沦陷,那几幅画也没了踪影。

钱学森不是画家,却绘得一手漂亮的丹青。他对自己青少年时代的“作品”被丢失也并不在意。但是,他的一位本族远亲钱学文老先生说,他曾在香港一位朋友家看到钱学森作的画,他想高价购买,但画主人认为那是无价之宝,拒绝出售。

正是这样全面开发,全面培养,全人格的发展,造就了钱学森不屈不挠、追求完美、关心社会、上进敬业的品质。1935年,钱学森赴美留学,父母也只是希望他好好学习,努力上进,学成回国为社会做出贡献,成为顶天立地的人,没有传统的“反哺报恩”的期待。这样祥和的家庭使钱学森养成了谦虚、谨慎、平易近人、思想开放、坚强、执著、不妥协的个性特征。这对钱学森的科学技术生涯无疑产生了重要的影响。

钱学森在文学艺术方面的第一个启蒙老师是他的父亲。钱均夫老先生曾东渡日本学习教育、历史、地理,他文笔超凡逸俗,尤喜古典文学、诗书绘画,因而钱学森自幼在家里耳濡目染,陶冶出广泛而高雅的艺术情操。直到钱老先生晚年,仍以抗日战争时代残存的历代名人字画,作为最珍贵的礼物赠予久别归国的儿子。

上个世纪90年代初,钱学森回忆起70多年前自己学习书法时的情景说:“记得我在师大附小读书时,级主任于士俭老师教我们书法课,小学生可以按照自己的爱好,选择颜真卿、柳公权、欧阳修、赵孟頫等人的字帖临写,老师如果看学生写得不太好,就坐下来,照着字帖临写一个字,一笔一画地教,他写什么体的字,就极像什么体的字,书法非常好,使你不得不喜爱书法艺术。”他回忆说:“后来上了师大附中,我们的美术老师高希舜,暑假里开办暑期绘画训练班,教画西洋画,父亲很支持我去,我买不起油彩就用水彩学画,也学画中国画,后来我画得还不错。国文老师是董鲁安,他思想进步,常在课堂上议论时弊,厌恶北洋军阀,欢迎国民革命军北伐,教我们读鲁迅的著作和中国古典文学作品,到了高中三年级时,我对用文言写文章、小品特别感兴趣。我们的音乐老师也非常好,上课时,他用一部手摇的机械唱机(当时没有电唱机)放些唱片,教我们学唱中外名曲,欣赏各种乐曲,如贝多芬的第九交响曲等,后来,贝多芬憧憬世界大同的声响,一直在我心中激荡。”

在西安交通大学“钱学森业绩展览馆”里至今珍藏着上世纪20年代末30年代初,钱学森在交通大学读书时,参加口琴队、管乐队、雅歌会等文艺团体的记录,说明钱学森从学生时期就是一个兴趣广泛、注重全面发展的有抱负的青年。钱学森之所以能够成为一代大师,和他注重全面发展是分不开的。

从科学史上看,凡是在一个时代,在某一个科技领域处于前沿的科学大师,他们的知识构成都不是畸形发展的,他们不是只懂自然科学知识而无人文修养的。在受初等教育阶段是一个人步入人生的开始,良好的开始是成功的一半。打下较好的人文科学基础,不仅增长知识,更重要的是可以塑造比较完善的精神品格,可以使一个人在更广阔的范围里了解社会、了解世界,形成独立的见解,形成良好的道德观念,形成正确的人生观、价值观、是非观,对一个人涉足社会以后会减少大的心理落差,更好地适应人生。钱学森认为:广泛的兴趣奠定了自己日后丰富的思想生活,他的中学时代,比目前国内一般的中学生有思想、有学问。有志于献身自然科学的年轻人,在其发展成长的过程中,人文科学的修养,不是可有可无的,而是具有特别重要的战略意义。它关系到一个人能否攀登科学高峰的问题。人文科学的修养不能靠速成,而是靠日积月累,人的青少年时代是关键时期。

根据麻省理工学院的办学宗旨,各专业学科的学生都要在学期内到对口的工厂或科研部门实习。钱学森应该去飞机制造厂实习。可是,他没有想到,美国的飞机制造厂只允许美国学生去实习,不接纳外国学生。这种民族歧视是钱学森在美国遭受的又一次沉重打击。挫折和困难并没有动摇他为祖国强盛而发愤学习的决心。他决定改学航空理论,并大胆地毛遂自荐,投奔在加州理工学院任教的世界航空理论权威冯·卡门教授门下。1936年金秋10月,钱学森从美国东部的波士顿麻省理工学院,千里寻师,来到美国西海岸加利福尼亚的加州理工学院。钱学森很幸运,冯·卡门这位以学风严谨著称的“超音速飞行之父”竟破天荒地接受了他。

在这里,钱学森的人生旅程发生了根本性的转折。在名师的悉心指点下,钱学森在空气动力学研究和航空技术方面取得了不少成就。获得博士学位后,导师把他留在身边工作。很快,钱学森便在数学和力学两个领域崭露头角。钱学森与冯·卡门共同建立了举世瞩目的“卡门-钱学森公式”。冯·卡门率先提出了高超声速流的概念,又由钱学森证明了这个概念。它的提出和证明,为飞机早期克服“热障”、“声障”提供了理论根据,为现代空气动力学的发展奠定了基础。从此,钱学森的名字传遍了世界。

三、华罗庚:熟能生巧、循序渐进

华罗庚是中国解析数论、矩阵几何学、典型群、自守函数论等多方面研究的创始人和开拓者,并被列为芝加哥科学技术博物馆中当今世界88位数学伟人之一。公元1910年11月12日,华罗庚出生在江苏省金坛县,因思考问题过于专心常被同伴们戏称为“罗呆子”。1922年,12岁从县城仁劬小学毕业后,进入金坛县立初中,王维克老师发现其数学才能,并尽力予以培养。王维克不仅发现了华罗庚的数学天分,而且有意培养他。王维克本人博学多才,家里藏书丰富,华罗庚成为他家的常客,他或是借书,或是请教问题,每次都受到热情款待和耐心的指点,在恩师的教导下,华罗庚渐渐丢掉了贪玩的毛病,专心钻研数学。

1925年,初中毕业后,华罗庚就读上海中华职业学校,因拿不出学费而中途退学,退学回家帮助父亲料理杂货铺,故一生只有初中毕业文凭。他后来回忆这段经历时说:“那正是我应当受教育的年月,但一个‘穷’字,剥夺了我的梦想,在西北风口上,擦着清水鼻涕,一双草鞋一支烟,一把灯草一根针地为活命而挣扎。”就是在这样的环境,华罗庚开始了顽强的自学。白天,只要店里没有顾客,华罗庚就埋头读书和演算;夜晚,小店关门之后,他不顾一天的疲劳,吃过饭后,便点起油灯,继续攻读数学直到深夜。他用5年时间自学完了高中和大学低年级的全部数学课程。

1929年,华罗庚受雇为金坛中学庶务员,并在上海《科学》等杂志上发表论文。1930年春,华罗庚在上海《科学》杂志上发表《苏家驹之代数的五次方程式解法不能成立之理由》轰动数学界。同年,清华大学数学系主任熊庆来打破常规,让华罗庚进入清华大学图书馆担任馆员。在清华大学数学系担任助理。他自学了英、法、德文、日文,在国外杂志上发表了3篇论文。1933年,被破格提升为助教。19349月,被提升为讲师。1936年,华罗庚前往英国剑桥大学,他至少有15篇文章是在剑桥的时期发表的,其中一篇关于高斯的论文给他在世界上赢得了声誉。1937年,他回到清华大学担任正教授,后来迁至昆明的国立西南联合大学直至1945年。1948年,被美国伊利诺依大学聘为正教授至1950年。1950年春,携夫人、孩子从美国经香港抵达北京,回到了清华园,担任清华大学数学系主任。

华罗庚一生热衷于数学普及和年轻一代的培养,撰写了很多科普论文,给年轻学子讲述怎样学习、怎样研究数学,等等。

3.1 熟能生巧

华罗庚说:“我以为,方法中最主要的一个问题,就是‘熟能生巧’。搞任何东西都要熟,熟了才能有所发明和发现。但是我这里所说的熟,并不是要大家死背定律和公式,或死记人家现成的结论。不,熟的不一定会背,背不一定就熟。如果有人拿过去读过的书来念十遍、二十遍,却不能深刻地理解和运用,那我说这不叫熟,这是念经。熟就是要掌握你所研究的学科的主要环节,要懂得前人是怎样思考和发明这些东西的。譬如搞一个实验,需要经过五个步骤,那你就要了解为什么非要这五个步骤不可,少一个行不行,前人是怎样想出这五个步骤来的。这样的思考非常重要,因为科学研究的目的在于发明或发现一些东西。如果人家发明一样东西摆在你前面,你连别人的发明过程都不能了解,那你又怎样能够进一步创造出新东西呢?好比瓷器,别人怎样烧出来的,我们都不理解,那我们怎能去发明新瓷器呢?在资本主义国家里,流行着对科学家发明的神秘化宣传,说什么牛顿发明万有引力定律,是由于偶然看见树上一个苹果落地,灵机一动的结果,这真是胡说八道。苹果落地的事实,自有人类以来便已有了,为什么许多人看见,没有发现而只有牛顿才发现万有引力呢?其实牛顿不是光看苹果落地,而是抓住了开普勒的天体运行规律和伽利略的物体落地定律,经过长期的深思熟虑,一旦碰到自然界的现象,便很容易透视出它的本质了。所以对关键性的定理的获得过程,必须要有透彻的了解及熟练的掌握,才能指望科学上有所进展。再申明一下,这里谈的关键并不是指各种问题的关键,而是你所研究的工作中的主要关键。”

“其次,关于资料问题。搞研究工作既然要广泛吸取前人的经验,那就必须占有充分资料。如果是搞一个空白的科学部门,这门科学中国过去还没有或很少有人研究过,那查资料就会发生很大的困难。在这里我想与其谈一些空洞的原则让大家去摸,不如讲得具体些,但是愈具体错的可能性就愈大,希望大家斟酌着办,不要为我这建议所误。我觉得,如果有导师指导的话,那他就可以告诉你这门科学过去有谁搞过,大致有些什么资料或著作(具体材料他也不可能知道),然后你可按这线索去寻找,这样做当然还比较好办。如果没有导师,只派你一个人去建立这个新部门,那应该怎么办呢?我想首先要了解这门科学在世界上最有权威的是哪些人或哪些学派,然后拿这些人近年来发表的文章来看。起初很可能看不懂,原因大致有两种:第一,他所引证的教科书,过去我们没有念过。这很好,从这里知道我们还有哪些基础未打好,需要补课;第二,他引证了许多旁人的著作。这些著作我们不一定全部要看,但可以从这位科学家提供的线索开始,按他引证的书一步步扩大,从他研究的基础一步步前进。这样时间也不致花得太长,有的花一、二年,有的三、五年就可以知道个轮廓了。”

3.2 “由薄到厚”和“由厚到薄”

华罗庚说:“科学是老老实实的学问,搞科学研究工作就要采取老老实实、实事求是的态度,不能有半点虚假浮夸。不知就不知,不懂就不懂,不懂的不要装懂,而且还要追下去,不懂,不懂在什么地方;懂,懂在什么地方。老老实实的态度,首先就是要扎扎实实地打好基础。科学是踏实的学问,连贯性和系统性都很强,前面的东西没有学好,后面的东西就上不去;基础没有打好。搞尖端就比较困难。我们在工作中经常遇到一些问题解决不了,其中不少是由于基础未打好所致。一个人在科学研究和其他工作上进步的快慢,往往和他的基础有关。关于基础的重要,过去已经有许多文章谈过了,我这里不必多讲。我只谈谈在科学研究工作中发现自己的基础不好后怎么办?当然,我们说最好是先打好基础。但是,如果原来基础不好,是不是就一定上不去,搞不了尖端?是不是因此就丧失了搞科学研究的信心了呢?当然信心不能丧失,但不要存一个蒙混过关的侥幸心理。主要的是在遇到问题时不马马虎虎地让它过去。碰上了自己不会的东西有两种态度:一种态度是‘算了,反正我不懂’,马马虎虎地就过去了,或是失去了信心;另一种态度是把不懂的东西认真地补起来。补也有两种方法:一种是从头念起;另一种方法,也是大家经常采用的,就是把当时需要用的部分尽快地熟悉起来,缺什么就补什么(慢慢补得大体完全),哪方面不行,就多练哪方面,并且做到经常练。在这一点上,我们科学界还比不上戏剧界、京剧界。京剧界的一位老前辈有一次说过:‘一天不练功,只有我知道;三天不练功,同行也知道;一月不练功,观众全知道。’这是说演戏,对科学研究也是如此,科学的积累性不在戏剧之下,也要经常练,不练就要吃亏。但是如果基础差得实在太多的,还是老老实实从头补,不要好高骛远,还是回头是岸的好,不然会出现高不成低不就的局面。”

“有人说,基础、基础,何时是了?天天打基础,何时是够?据我看来,要真正打好基础,有两个必经的过程,即‘由薄到厚’和‘由厚到薄’的过程。‘由薄到厚’是学习、接受的过程,‘由厚到薄’是消化、提炼的过程。譬如我们读一本书,厚厚的一本,加上自己的注解,就愈读愈厚,我们所知道的东西也就‘由薄到厚’了。但是,这个过程主要是个接受和记忆的过程,‘学’并不到此为止,‘懂’并不到此为透。要真正学会学懂还必须经过‘由厚到薄’的过程,即把那些学到的东西,经过咀嚼、消化,融会贯通,提炼出关键性的问题来。我们常有这样的体会:当你读一本书或是看一叠资料的时候,如果对它们的内容和精神做到了深入钻研,透彻了解,掌握了要点和关键,你就会感到这本书和这叠资料变薄了。这看起来你得到的东西似乎比以前少了,但实质上经过消化,变成精炼的东西了。不仅仅在量中兜圈子,而有质的提高了。只有经过消化提炼的过程,基础才算是巩固了,那么,在这个基础上再练,那就不是普通的练功了;再念书,也就不是一本一本往脑里塞,而变成为在原有的基础上添上几点新内容和新方法。经过‘由薄到厚’和‘由厚到薄’的过程,对所学的东西做到懂,彻底懂,经过消化的懂,我们的基础就算是真正的打好了。有了这个基础,以后学习就可以大大加快。这个过程也体现了学习和科学研究上循序渐进的规律。”

“有人说,这样踏踏实实、循序渐进,与雄心壮志、力争上游的精神是否有矛盾呢?是不是要我们只搞基础不攻尖端呢?我们说,踏踏实实,循序渐进地打好基础,正是要实现雄心壮志,正是为了攻尖端,攀高峰。不踏踏实实打好基础能爬上尖端吗?有时从表面上看好像是爬上去了,但实际上底子是空的。雄心壮志只能建立在踏实的基础上,否则就不叫雄心壮志。雄心壮志需要有步骤,一步步地,踏踏实实地去实现,一步一个脚印,不让它有一步落空。”

3.3 搞研究工作的几种境界

华罗庚把搞研究工作分为如下四个境界:“

1. 照葫芦画瓢地模仿。模仿性的工作,实际上就等于做一个习题。当然,做习题是必要的,但是一辈子做习题而无创新又有什么意思呢?

2. 利用成法解决几个新问题。这个比前面就进了一步,但是我们在这个问题上也应区别一下。直接利用成法也和做习题差不多,而利用成法,又通过一些修改,这就走上搞科学研究的道路了。

3. 创造方法,解决问题,这就更进了一步。创造方法是一个重要的转折,是自己能力的提高的重要表现。

4. 开辟方向,这就更高了,开辟了一个方向,可以让后人做上几十年,成百年。这对科学的发展来讲就是有贡献。我是粗略地分为以上这四种,实际上数学还有许多特殊性的问题。像著名问题你怎样改进它,怎样解决它,这在数学方面一般也是受到称赞的。在二十世纪初希尔伯特提出了二十三个问题。这许多问题,有些是会对数学的本质产生巨大的影响。费尔马问题我想这是大家都知道的。这个问题如用初等数论方法解决了,那没有发展前途,当然,这样他可以获得‘十万马克’。但对数学的发展是没有多大意义的。而库麦尔虽没有解决费尔马问题,但他为研究费尔马却创造了理想数,开辟了方向。现在无论在代数、几何、分析等方面,都用上了这个概念,所以它的贡献远比解决一个费尔马问题大。所以我觉得,这种贡献就超过了解决个别难题。”

“我对同志们提一个建议,取法乎上得其中,取法乎中得其下。研究工作还有一条值得注意的,要攻得进去,还要打得出来。攻进去需要理论,真正深入到所搞专题的核心需要理论,这是人所共知的。可是要打得出来,并不比钻进去容易。世界上有不少数学家攻是攻进去了,但是进了死胡同就出不来了,这种情况往往使其局限在一个小问题里,而失去了整个时间。这种研究也许可以自娱,而对科学的发展和社会主义的建设是不会有作用的。”

四、杨振宁:良师益友、合作创新

杨振宁是中国科学院院士,1957年诺贝尔物理学奖获得者。1922年(中华民国十一年)10月1日,杨振宁生于安徽合肥三河镇(今属肥西县)。4岁时,母亲开始教杨振宁认字,一年多的时间杨振宁学了3千个字。在杨振宁的九十自述《我的学习与研究经历》中,他说:“1933年到1937年我在北平崇德中学念了四年书,从中一到中四,崇德中学当时有差不多三百个学生,有一间很小的图书馆,我常去里面翻阅各种杂志和书籍。我第一次接触到二十世纪的物理学就是在那间图书馆内看到了Jeans的《神秘的宇宙》中译本。Jeans把1905年的狭义相对论、1915年的广义相对论和1925年的量子力学用通俗的语言描述,使得我发生了浓厚的兴趣。”1938年(中华民国二十七年)夏,杨振宁以高二学历报名参加统一招生考试,以出色的成绩被西南联大录取。1944年(中华民国三十三年),杨振宁在国立西南联合大学研究生毕业,硕士论文导师是清华大学王竹溪教授。

1945年(中华民国三十四年),杨振宁得到庚子赔款奖学金去了美国,就读于芝加哥大学。1948年(中华民国三十七年),获芝加哥大学哲学博士学位,博士论文导师是爱德华·泰勒教授。1949年,杨振宁进入普林斯顿高等研究院进行博士后研究工作,开始同李政道合作。当时的院长奥本海默说,他最喜欢看到的景象,就是杨、李走在普林斯顿草地上;同年与恩利克·费米提出基本粒子第一个复合模型。1956年,杨振宁和李政道共同发表了一篇文章,推翻了物理学的中心信息之一——宇称守恒基本粒子和它们的镜像的表现是完全相同的。1957年,杨振宁与李政道因共同提出宇称不守恒理论而获得了诺贝尔物理学奖,他们两个人是最早获得诺贝尔奖的华人。1971年夏,杨振宁回中国访问,是美籍知名学者访问新中国的第一人。2003年底,杨振宁回北京定居。200411月,受聘海南大学特聘教授。2009年,杨振宁居于北京清华大学。

4.1 良师

在杨振宁的九十自述《我的学习与研究经历》中列出了他的我的主要研究领域的引导者,他说:“1942年春天,为了准备写一篇当时联大要求的学士毕业论文,我去找吴大猷教授,请他做我的导师。四十多年以后,我这样描述吴先生怎样给我出了一个题目:

(他)给了我一本Reviews of Modern Physics(《现代物理评论》),叫我去研究其中一篇文章,看看有什么心得。这篇文章讨论的是分子光谱学和群论的关系。我把这篇文章拿回家给父亲看。他虽不是念物理的,却很了解群论。他给了我狄克逊(Dickson)所写的一本小书,叫做Modern Algebraic Theories(《近代代数理论》)。狄克逊是我父亲在芝加哥大学的老师。这本书写得非常合我的口味。因为它很精简,没有废话,在二十页之间就把群论中“表示理论”非常美妙地完全讲清楚了。我学到了群论的美妙和它在物理中应用的深入,对我后来的工作有决定性的影响。这个领域叫做对称原理。我对对称原理发生兴趣实起源于那年吴先生的引导。

对称原理是我一生主要的研究领域,占了我研究工作的三分之二。

1942年秋天我考进了清华大学研究院的物理系做博士生。(那时考入联大的本科生都是联大的学生,可是研究生各自算为北京大学、清华大学、南开大学三个学校的学生,虽然所有课程学习和考试仍然是在一起进行的。)我的导师是清华大学的王竹溪教授(见图3.7.4),他的专长是统计力学,是他把我引导进了统计力学的研究领域。今天估计起来我一生的研究工作有差不多三分之一是在统计力学里面。”

4.2 益友

在杨振宁的九十自述《我的学习与研究经历》中说:“和同学讨论是极好的真正学习的机会。关于我在联大做研究生的经历,很多年后我作过这样的描述:

1941年到1942年,我是昆明西南联合大学物理系四年级的学生。这个系比较小,共有约10位教员、10位助教、几位研究生和一些本科生。本科生每班不到20人。1941年秋天开学的时候,一个新的面孔出现了,那就是黄昆。当时,他已经从北京燕京大学获得了物理学士学位,到联大来做助教。开学不久,我们就熟识起来,开始了我们半个世纪的友谊。

我们所读的课程里,两个是吴大猷教授教的经典力学和量子力学。量子力学是一个革命性的新发展。在1925年到1927年间起源于德国、瑞士、英国和丹麦。吴教授是中国的物理学家中,在20世纪30年代到40年代训练了最多量子力学学生的教授。我记得当时许多关于量子力学的讨论都是在吴教授的演讲之后进行的。通过这些讨论,我开始认识了黄昆的为人和他学物理的态度。

一年后,在1942年的夏天,黄昆和我都注册为联大的研究生。黄昆跟着吴大猷教授做有关天体物理学里原子和分子问题的论文,我跟王竹溪教授做有关统计力学的论文。当时研究生的补助金是不够的,所以我们都在找教学职位来增加我们的收入。我父亲的朋友徐继祖先生,是昆华中学的校长,他安排黄昆、我和张守廉(另一位物理学研究生)(见图3.7.5),到昆华中学教书。三个人分了一个教师的位置,而学校安排了一座新建筑角落里的一间房间给我们三人住。

那所中学距离联大差不多三公里。我们三人白天经常在大学校园里上课、吃饭、上图书馆,晚上才回到我们的房间睡觉。因为大学校园内没有供应食水的设施,所以我们养成了一个习惯:每天晚饭后,回到中学以前,花一个或两个小时在茶馆里喝茶。那些茶馆集中于大学附近的三条街上。通过那些喝茶的时间,我们真正认识了彼此。我们讨论和争辩天下一切的一切:从古代的历史到当代的政治,从大型宏观的文化模式到最近看的电影里的细节。从那些辩论当中,我认识黄昆是一位公平的辩论者,他没有坑陷他的对手的习惯。我还记得他有一个趋向,那就是往往把他的见解推向极端。很多年后,回想起那时的情景,我发现他的这种趋向在他的物理研究中似乎完全不存在。

茶馆的客人们包括种种人物,有不少学生。可是大多数的茶客是镇民、马车夫和由远处来的商人们。大家都高谈阔论,而我们通常是声音最大的。有时候,正当我们激烈地辩论时,会突然意识到我们的声音太大,大家都在看着我们(这种意识并不一定使我们停止辩论)。可是一般来说,学生们和其他茶客之间并没有不和的气氛。

在茶馆中,我们曾经目睹一些永远不能忘记的情景和事件:好几次坐在凤翥街的茶馆里,我们看见一队一队的士兵押着一些犯人向北方走去,走向昆明西北郊的小丘陵地带,那里满布着散乱的野坟。每一个犯 人都背着一块白色的板子,上面写着他们的名字和罪行。大多数的罪犯都静静地跟着士兵走,有少数却喊着一些口号,像:“二十年后,又是一条好汉!”每一次当这种队伍走过时,茶馆的喧闹声就会突然止息。然后,远处预期的枪声响了,我们都静静地坐着,等待着士兵们走回来,向南方回到城里去。

衬着这种背景,我们无休止地辩论着物理里面的种种题目。记得有一次,我们争论的题目是关于量子力学中‘测量’的准确意义。这是哥本哈根(Copenhagen)学派的一个重大而微妙的贡献。那天,从开始喝茶辩论到晚上回到昆华中学;关了电灯,上了床以后,辩论仍然没有停止。

我现在已经不记得那天晚上争论的确切细节了。也不记得谁持什么观点。但我清楚地记得我们三人最后都从床上爬起来,点亮了蜡烛,翻看海森堡(Heisenberg)的《量子理论的物理原理》来调解我们的辩论。

我们的生活是十分简单的,喝茶时加一盘花 生米已经是一种奢侈的享受。可是我们并不觉得苦楚:我们没有更多物质上的追求和欲望。我们也不觉得颓丧:我们有着获得知识的满足和快慰。这种十分简单的生 活却影响了我们对物理的认识,形成了我们对物理工作的爱憎,从而给我们以后的研究历程奠定了基础,这是我们当时所没有认识到的。

与黄昆和张守廉的辩论,以及我自己做教授以后的多年经验,都告诉我:和同学讨论是极好的真正学习的机会

张守廉后来改念电机与控制论,在美国得到博士学位,现在还健在,是纽约州立大学石溪分校退休教授。黄昆后来在英国得到博士学位,在固体物理方面有重要贡献。于1950年代初回国,引进半导体物理学到国内,开启了中国的半导体研究。他于2001年获中国最高科技奖,于2005年去世。”

CCTV的王志先生于2005126日在电视访问中曾问过杨振宁,为什么他的很多工作都是跟人合作的。杨振宁的回答:

合作有很多的好处,因为你知道你在讨论一个问题,有时候走不通了,你的想法都走不通了,那个时候假如另外有一个人跟你讨论讨论,问你几个问题,或者想出来一个新的方向,于是你就又起劲了,这是很重要的一个研究的途径。

4.3 兴趣→准备工作→突破口

杨振宁认为,事实上,科学研究前沿的很多问题是非常有意思的,要想真正做出来卓越的工作,需要对有意思的事情发生浓厚的兴趣。“我一直说,做一个工作要有三部曲。第一步,要对这个问题发生浓厚的兴趣。第二步,要做一个长期的思考和努力,这个长期的努力常常是不成功的,甚至使你自己非常沮丧。第三步,100年以前有一个大数学家分析过,他说你做了很复杂的努力,不出结果甚至很沮丧的时候,你常常不可避免地要休息一下子。”

杨振宁说,“我在1949年很不开心,那时候我在做研究生,我知道做物理研究生是非常困难的事情。”他观察上千研究生,得出这样一个结论:大部分研究生都会停留在兴趣和努力上,但他们会在还没有取得结果的阶段止步不前。“在这个情形之下,幸运的人如果有了顿悟,他就可能会成功。”

“常常有同学问我,说我们将要得到博士学位,或者我们正在做头两年的博士后,我们应该做什么样的题目,是大题目呢还是小题目?这个问题很重要,而且我在做研究生的时候,也问过费米。费米的回答很清楚,他说,他觉得大题目、小题目都可以想,可以做,不过多半的时候应该做小题目。如果一个人专门做大题目的话,成功的可能性可能很小,而得精神病的可能很大。做了很多的小题目以后有一个好处,因为从各种不同的题目里头可以吸取不同的经验,那么,有一天他把这些经验积在一起,常常可以解决一些本来不能解决的问题。这一点,我自己就有很深的感受。”

五、胡适:治学三法

胡适,原名嗣穈,后改名胡适,字适之。著名学者、诗人。安徽宣城绩溪人,以倡导“白话文”、领导“新文化运动”闻名于世。胡适先生曾经说过,在家庭教育中,最重要的就是母亲,母亲的修养决定了孩子的教养,也决定了这个家庭是否和顺。胡适的母亲叫冯顺弟,17岁时成了比她大三十岁的胡适父亲胡传的续弦。家里的心愿是盖一座瓦房,但因贫穷盖不起,遂在当地的媒婆介绍下,嫁给了年长她30岁左右的胡传。胡适的父亲胡传是清末贡生,曾在东三省、广东及台湾省任官职,然而天不假年,50出头便离开人世,剩下了孤儿寡母。成了寡妇冯顺弟无奈中不得不带着胡适回到老家寻找生路让孩子接受教育。23岁的冯顺弟成了乡村大家族主母。

胡适13岁时,冯顺弟毅然将他送往上海求学。深明事理的母亲送儿子上路时没有在儿子和众人面前掉一滴泪。到上海后,胡适初进梅溪学堂,后因其课程设置不完备,又进澄衷学堂,后转学中国公学。俗话说,优秀的母亲,懂得尊重孩子;优秀的母亲,懂得言传身教;优秀的母亲,重视孩子的学习。我们可以看到,胡适的母亲具有这些优秀的品质。

5.1 大胆的假设、小心的求证

(四十一年十二月一日在台湾大学演讲)

钱校长、各位先生、各位同学:

今天我想随便谈谈治学的方法。我个人的看法,无论什么科学--天文、地质、物理、化学等等--分析起来,都只有一个治学方法,就是做研究的方法。什么是做研究呢?就是说,凡是要去研究一个问题,都是因为有困难问题发生,要等我们去解决它;所以做研究的时候,不是悬空的研究。所有的学问,研究的动机和目标是一样的。研究的动机总是因为发生困难,有一个问题,从前没有看到,现在看到了,从前觉得没有解决的必要,现在觉得有解决的必要的。凡是做学问,做研究,真正的动机都是求某种问题某种困难的解决;所以动机是困难,而目的是解决困难。这并不是我一个人的说法,凡是有做学问做研究经验的人,都承认这个说法。真正说起来,做学问就是研究;研究就是求得问题的解决。所有的学问,做研究的动机是一样的,目标是一样的,所以方法也是一样的。不但是现在如此;我们研究西方的科学思想,科学发展的历史,再看看中国二千五百年来凡是合于科学方法的种种思想家的历史,知道古今中外凡是在做学问做研究上有成绩的人,他的方法都是一样的。古今中外治学的方法是一样的。为什么是一样呢?就是因为做学问做研究的动机和目标是一样的。从一个动机到一个目标,从发现困难到解决困难,当中有一个过程,就是所谓方法。从发现困难那一天起,到解决困难为止,当中这一个过程,可能很长,也可能很短。有的时候要几十年,几百年才能解决一个问题;有时候只要一个钟头就可以解决一个问题。这个过程就是方法。

刚才我说方法是一样的,方法是甚么呢?我曾经有很多时候,想用文字把方法做成一个公式、一个口号、一个标语,把方法扼要说出来;但是从来没有一个满意的表现方式。现在我想起我二三十年来关于方法的文章里面,有两句话也许可以算是讲治学方法的一种很简单扼要的话。

那两句话就是:“大胆的假设、小心的求证。”要大胆的提出假设,但这种假设还得想法子证明。所以小心的求证,要想法子证实假设或者否定假设,比大胆的假设还更重要。这十个字是我二三十年来见之于文字,常常在嘴里向青年朋友们说的。有的时候在我自己的班上,我总希望我的学生们能够了解。今天讲治学方法论,可以说就是要说明什么叫做假设;什么叫做大胆的假设;怎么样证明或者否证假设。

刚才我说过,治学的方法,做研究的方法,都是基于一个困难。无论是化学、地质学、生物学、社会科学上的一个问题,都是一个困难。当困难出来的时候,本于个人的知识、学问,就不知不觉地提出假设,假定有某几种可以解决的方案。比方诸位在台湾这几年看见杂志上有讨论《红楼梦》的文章,就是所谓红学,到底《红楼梦》有什么可以研究的呢?《红楼梦》里发生了什么问题呢?普通人看《红楼梦》里面的人物,都是不发生问题的,但是有某些读者却感觉到《红楼梦》发生了问题:《红楼梦》究竟是什么意思?当时写贾宝玉、林黛玉这些人的故事有没有背景?有没有“微言大义”在里面?写了一部七八十万字的书来讲贾家的故事,讲一个纨绔子弟贾宝玉同许多漂亮的丫头,漂亮的姊妹亲戚们的事情,有什么意义没有?这是一个问题。怎么样解决这个问题呢?当然你有一个假设,他也有一个假设。

要解决“《红楼梦》有什么用意”这个问题,当然就有许多假设。提出问题求解决,是很好的事情;但要先看这些假设是否能够得到证明。凡是解决一个困难的时候,一定要有证明。我们看这些假设,有的说这本书是骂满洲人的;是满洲人统治中国的时候,汉人含有民族隐痛,写出来骂满洲人的。有的说是写当时的一个大户人家,宰相明珠家中天才儿子纳兰性德的事。有的说是写康熙一朝的政治人物。而我的假设呢?我认为这部书不是谈民族的仇恨,也不是讲康熙时候的事。都不是的!从事实上照极平常的做学问的方法,我提出一个很平常的假设,就是《红楼梦》这本书的作者在开头时说的,他是在说老实话,把他所看见的可爱的女孩子们描写出来;所以书中描写的人物可以把个性充分表现出来。方才说的“大胆的假设”就是这种假设。我恐怕我所提出的假设只够得上小胆的假设罢了!

凡是做学问,不特是文史方面的,都应当这样。譬如在化学实验室做定性分析,先是给你一盒东西,对于这盒东西你先要做几个假设,假设某种颜色的东西是什么,然后再到火上烧烧看,试验管发生了什么变化:这都是问题。这与《红楼梦》的解释一样的有问题;做学问的方法是一样的。我们的经验,我们的学问,是给我们一点知识以供我们提出各种假设的。所以“大胆的假设”就是人人可以提出的假设。因为人人的学问,人人的知识不同,我们当然要容许他们提出各种各样的假设。一切知识,一切学问是干什么用的呢?为什么你们在学校的这几年中有许多必修与选修的学科?都是给你们用;就是使你在某种问题发生的时候,脑背后就这边涌上一个假设,那边涌上一个假设。做学问,上课,一切求知识的事情,一切经验--从小到现在的经验,所有学校功课与课外的学问,为的都是供给你种种假设的来源,使你在问题发生时有假设的材料。如果遇上一个问题,手足无措,那就是学问、知识、经验、不能应用,所以看到一个问题发生,就没有法子解决。这就是学问知识里面不能够供给你一些活的材料,以为你做解决问题的假设之用。

单是假设是不够的,因为假设可以有许多。譬如《红楼梦》这一部小说,就引起了这么多假设。所以第二步就是我所谓“小心的求证”。在真正求证之先,假设一定要仔细选择选择。这许多假设,就是假定的解决方法,看那一个假定的解决方法是比较近情理一点,比较可以帮助我们解决那个开始发生的那个困难问题。譬如《红楼梦》是讲的什么?有什么意思没有?有这么多的假定的解释来了,在挑选的时候先要看哪一个假定的解释比较能帮助你解决问题,然后说:对于这一个问题,我认为我的假设是比较那个满意解决的。譬如我的关于《红楼梦》的假设,曹雪芹写的是曹家的传记,是曹雪芹所看见的事实。贾母就是曹母,贾母以下的丫头们也都是他所看见的真实人物。当然名字是改了,姓也改了。但是我提出这一个假设,就是说《红楼梦》是曹雪芹的自传,最要紧的是要求证。我能够证实它,我的假设才站得住;不能证实,它就站不住。求证就是要看你自己所提出的事实是不是可以帮助你解决那个问题。要知道《红楼梦》讲什么,就要做《红楼梦》的考证。现在我可以跟诸位做一个坦白的自白。我做《红楼梦考证》那三十年中,曾经写了十几篇关于小说的考证,如《水浒传》、《儒林外史》、《三国演义》、《西游记》、《老残游记》、《三侠五义》等书的考证。而我费了最大力量的,是一部讲怕老婆的故事的书,叫做《醒世姻缘》,约有一百万字。我整整花了五年的工夫,做了五万字的考证。也许有人要问,胡适这个人是不是发了疯呢?天下可做学问很多,而且是学农的,为什么不做一点物理化学有关科学方面的学问呢?为什么花多少年的工夫来考证《红楼梦》、《醒世姻缘》呢?我现在做一个坦白的自白,就是:我想用一种偷关漏税的方法来提倡一种科学的治学方法。我所有的小说考证,都是用人人知道的材料,用偷关漏税的方法,来讲做学问的方法的。譬如讲《红楼梦》,至少我对于研究《红楼梦》问题,我对它的态度的谨严,自己批评的严格,方法的自觉,同我考据水经注是一样的。我对于小说材料,看做同化学问题的药品材料一样,都是材料。我拿《水浒传》、《醒世姻缘》、《水经注》等书做学问的材料。拿一种人人都知道的材料用偷关漏税的方法,要人家不自觉的养成一种“大胆的假设,小心的求证”的方法。

假设是人人可以提的。譬如有人提出骸人听闻的假设也无妨。假设是愈大胆愈好。但是提出一个假设,要想法子证实它。因此我们有了大胆的假设以后,还不要忘了小心的求证。比如我考证《红楼梦》的时候,我得到许多朋友的帮助,我找到许多材料。我已经印出的本子,是已经改了多少次的本子。我先要考出曹雪芹于《红楼梦》以外有没有其他著作?他的朋友和同他同时代的人有没有什么关于他的著作?他的父亲、叔父们有没有什么关于他的记载?关于他一家四代五个人,尤其是关于他的祖父曹寅,有多少材料可以知道他那时候的地位?家里有多少钱,多么阔?是不是真正能够招待皇帝到四次?我把这些有关的证据都想法找了来,加以详密的分析,结果才得到一个比较认为满意的假设,认定曹雪芹写《红楼梦》,并不是什么微言大义;只是一部平淡无奇的自传--曹家的历史。我得到这一家四代五个人的历史,就可以帮助说明。当然,我的假设并不是说就完全正确;但至少可以在这里证明“小心”求证这个工夫是很重要的。

我所以举这些例,把这些小说当成待解决的问题看,目的不过是要拿这样人人都知道的材料,来灌输介绍一种做学问的方法。这个方法的要点,就是方才我说的两句话:“大胆的假设,小心的求证。”如果一个有知识有学问有经验的人遇到一个问题,当然要提出假设,假定的解决方法。最要紧的是还要经过一番小心的证实,或者否证它。如果你认为证据不充分,就宁肯悬而不决,不去下判断。再去找材料。所以小心的求证很重要。

时间很短促,最后我要引用台大故校长傅先生的一句口号,来结束这次讲演。他这句口号是在民国十七年开办历史语言研究所时的两句名言,就是“上穷碧落下黄泉,动手动脚找东西。”这两句话前一句是白居易《长恨歌》中的一句,后一句是傅先生加上的。今天傅校长已经去逝,可是今天在座的教授李济之先生却还大为宣传这个口号,可见的确是我们治学的人应该注意的。假设人人能提,最要紧的是能小心的求证;为了要小心的求证,就必须:“上穷碧落下黄泉,动手动脚找东西。”今天讲的很浅近,尤其是在座有许多位文史系平常我最佩服的教授,还请他们多多指教。

5.2 方法的自觉——“勤、谨、和、缓。”

(四十一年十二月五日在台湾大学演讲)

钱校长、各位先生、各位同学:

上次我在台大讲治学方法的引论,意思说我们须把科学方法--尤其是科学实验室的态度--应用到文史和社会科学方面。治学没有什么秘诀;有的话就是:“思想和研究都得要注意证据。”所以我上次提出“大胆的假设,小心的求证,”两句话作为治学的方法,后来钱校长对我说:学理、工、农、医的人应该注重在上一句话“大胆的假设”,因为他们都已比较的养成了一种小心求证的态度和习惯了;至于学文史科学和社会科学的人,应该特别注重下一句话“小心的求证”,因为他们没有养成求证的习惯。钱校长以为这两句话应该有一种轻重的区别:这个意思,我大体赞成。

今天我们讲治学方法第二讲:方法的自觉。单说方法是不够的;文史科学和社会科学的错误,往往由于方法的不自觉。方法的自觉,就是方法的批评;自己批评自己,自己检讨自己,发现自己的错误,纠正自己的错误。做科学实验室工作的人,比较没有危险,因为他随时随地都有实验的结果可以纠正自己的错误。他假设在某种条件之下就应该产生某种结果;如果某种条件具备而不产生某种结果,这就是假设的错误。他便毫不犹豫的检讨错误在什么地方,重新修正,所以他可以随时随地的检讨自己,批评自己,修正自己:这就是自觉。

但我对钱校长说的话也有一点修正。做自然科学的人,做应用科学的人,学理、工、农、医的人,虽然养成了科学实验室的态度,但是他们也还是人,并不完全是超人,所以也不免有人类通有的错误。他们穿上实验室的衣服,拿上了试验管、天平、显微镜、做科学实验的时候,的确是很严格的。但是出了实验室,他们穿上了礼拜堂的衣服,就完全换了一个态度;这个时候,他们不一定能够保持实验室的“大胆的假设,小心的求证”的态度。一个科学家穿上礼拜的衣服,方法放假了,思想也放假了:这是很平常的事。我们以科学史上很有名的英国物理学家洛奇先生(Sir Oliver Lodge)为例。他在物理学上占很多的地位;当他讨论到宗教信仰问题的时候,就完全把科学的一套丢了。大家都知道他很相信鬼。他谈到鬼的时候,就把科学实验室的态度和方法完全搁开。他要同鬼说话、同鬼见面。他的方法不严格了,思想也放假了。

真正能够在实验室里注重小心求证的方法,出了实验室还能够把实验室的态度应用到社会问题、人生问题、道德问题、宗教问题的--这种人很少。今天我特别要引一个人的话作我讲演的材料:这人便是赫胥黎(T.H. Huxley)。他和达尔文二人,常常能够保持实验室的态度,严格的把这个方法与态度应用到人生问题和思想信仰上去。1860年,赫胥黎最爱的一个儿子死了。他有一个朋友,是英国社会上很有地位的文学家、社会研究家和宗教家,名叫金司莱(Charles Kinsley)。他写了一封信安慰赫胥黎,趁这个机会说:“你在最悲痛的时候,应该想想人生的归宿问题吧!应该想想人死了还有灵魂,灵魂是不朽的吧!你总希望你的儿子,不是这么死了就了了。你在最哀痛的时候,应该考虑考虑考虑灵魂不朽的问题呵!”因为金司莱的地位很高,人格是很可敬的,所以赫胥黎也很诚恳的写了一封长信答复他。这信里有几句话,值得我引来作讲方法自觉的材料。他说:“灵魂不朽这个说法,我并不否认,也不承认,因为我找不出充分的证据来接受它。我平常在科学室里的时候,我要相信别的学说,总得要有证据。假设你金司莱先生能够给我充分的证据,同样力量的证据,那么,我也可以相信灵魂不朽这个说法。但是,我的年纪越大,越感到人生最神圣的一件举动,就是口里说出和心里觉得‘我相信某件事物是真的’;我认为说这一句话是人生最神圣的一件举动,人生最大的报酬和最大的惩罚都跟着这个神圣的举动而来的。”赫胥黎是解剖学大家。他又说:“假如我在实验室做解剖、做生理学试验的时候,遇到一个小小的困难,我必须要严格的不信任一切没有充分证据的东西,我的工作才可以成功。我对于解剖学或者生理学上小小的困难尚且如此;那么,我对人生的归宿问题,灵魂不朽问题,难道可以放弃我平常的立场和方法吗?”我在好几篇文章里面常常引到这句话。今天摘出来作为说方法自觉的材料。赫胥黎把嘴里说出来,心里觉得“我相信某件事物是真的”这件事,看作人生最神圣的一种举动。无论是在科学上的小困难,或者是人生上的大问题,都得要严格的不信任一切没有充分证据的东西:这就是科学的态度,也就是做学问的基本态度。

我们的考据学,原来是那些早年做小官的人,从审判诉讼案件的经验中学来的一种证据法。我今天的提议,就是我们做文史考据的人,用考据学的方法,以证据来考订过去的历史的事实,以证据来批判一件事实的有无、是非、真假。我们考证的责任,应该同陪审员或者法官判决一个罪人一样,有同等的严重性。我们要使得方法自觉,就应该运用证据法上允许两造驳斥对方所提证据的方法,来作为我们养成方法自觉的一种训练。如果我们关起门来做考据,判决这个人做贼,那个人是汉奸,是贪官污吏,完全用自己的判断来决定天下古今的是非、真伪、有无;在我们的对面又没有律师来驳斥我们:这样子是不行的。我们要假定有一个律师在那里,他随时要驳斥我们的证据,批评我们的证据是否可靠。要是没有一个律师在我们的面前,我们的方法就不容易自觉,态度也往往不够谨慎,所得的结论也就不够正确了。所以,我们要养成自觉的习惯,必须树立两个自己审查自己的标准:

第一,我们要问自己:你提出的这个证人可靠吗?他有做证人的资格吗?你提出来的证物可靠吗?这件证物是从哪里来的?这个标准是批评证据。

第二,我们还要问自己:你提出的这个证人或者证物是要证明本案的哪一点?譬如你说这个人偷了你的表,你提的证据却是他昨天晚上打老婆;这是不相干的证据,这不能证明他偷了你的表。像这种证据,须要赶出法庭之外去。

要做到方法的自觉,我觉得唯一的途径,就是自己关起门来做考据的时候,就要如临师保,如临父母。我们至少要做到上面所提的两个标准:一要审查自己的证据可靠不可靠;二要审查自己的证据与本案有没有相干。还要假定对方有一个律师在那里,随时要驳斥或者推翻我们的证据。如果能够做到这样,也许可以养成我开始所讲的那个态度,就是要严格的不信任一切没有充分证据的东西。这就是我的提议。

最后,我要简单说一句话:要时时刻刻自己检讨自己,以养成做学问的良好习惯。台大的钱校长和许多研究自然科学、历史科学的人可以替我证明:科学方法论的归纳法、演绎法,教你如何归纳,如何演绎,并不是养成实验室的态度。实验室的态度,是天天在那里严格的自己检讨自己,创造证据来检讨自己,在某种环境之下,逼得你不能不养成某种好习惯。

宋人笔记中记有一个少年的进士问同乡老前辈:“做官有什么秘诀?”那个老前辈是个参政(副宰相),约略等于现在的行政院副院长,回答道:“做官要勤、谨、和、缓。”后人称为“做官四字诀”。我在小孩子的时候,就听到这个故事;当时没有注意。从前我们讲治学方法,讲归纳法,演绎法;后来年纪老一点了,才晓得做学问有成绩没有,并不在于读了“逻辑学”没有,而在于有没有养成“勤、谨、和、缓”的良好习惯。这四个字不但是做官的秘诀,也是良好的治学习惯。现在我把这四个字分别说明,作为今天演讲的结论。

第一,勤。勤就是不躲懒,不偷懒。我上次在台大讲演,提到台大前校长傅斯年先生两句口号:“上穷碧落下黄泉,动手动脚找东西。”那就是勤。顾亭林先生的证明“服”字古音是“逼”,找出一六二个证据,也是勤。我花了几年的功夫来考证“醒世姻缘”的作者;又为“审判”水经注的案子,上天下地去找材料。花了五年多的功夫:这都是不敢躲懒的意思。

第二,谨。谨就是不苟且、不潦草、不拆滥污。谨也可以说是恭敬的“敬”。孔子说“执事敬”,就是教人做一件事要郑重的去做,不可以苟且。他又说“出门如见大宾,使民如承大祭。”都是敬事的意思。一点一滴不苟且,一字一笔都不放过,就是谨。谨,就是“小心的求证”中的“小心”两个字。

刚才我引了赫胥黎的两句话:“人生最神圣的一件举动就是嘴里说出,心里觉得‘我相信某件事物事真的’。”判断某人做贼,某人卖国,要以神圣的态度做出来;嘴里说这句话,心里觉得“相信是真的”。这真是要用孔夫子所谓“如见大宾,如承大祭”的态度的。所以,谨就是把事情看得严谨,神圣;就是谨慎。

第三,和。和就是虚心,不武断,不固执己见,不动火气。做考据,尤其是用证据来判断古今事实的真伪、有无、是非,不能动火气。不但不正当的火气不能动,就是正义的火气也动不得。做学问要和平、虚心。动了肝火,是非就看不清楚。赫胥黎说:“科学好像教训我们:你最好站在事实的面前,像一个小孩子一样;要愿意抛弃一切先入的成见,要谦虚的跟着事实走,不管它带你到什么危险的境地去。”这就是和。

第四,缓。宋人笔记:“当那位参政提出‘缓’字的时候,那些性急的人就抗议说缓要不得;不能缓。”缓,是很要紧的。就是叫你不着急,不要轻易发表,不要轻易下结论;就是说“凉凉去吧!搁一搁、歇一歇吧!”凡是证据不充分或不满意的时候,姑且悬而不断,而是去找新材料。等找到更好的证据的时候,再来审判这个案子。这是最重要的一点。许多问题,在证据不充分的时候,绝对不可以下判断。达尔文有了生物进化的假设以后,搜集证据,反复实验,花了二十年的功夫,还以为自己的结论没有到了完善的地步,而不肯发表。他同朋友通信,曾讨论到生物的演化是从微细的变异积累起来的,但是总是不肯正式发表。后来到了1858年,另外一位科学家华立氏(Wallace)也得到了同样的结论。写了一篇文章寄给达尔文;要达尔文代为提出。达尔文不愿自己抢先发表而减低华立氏发现的功绩,遂把全盘事情交两位朋友处理。后来这两位朋友决定,把华立氏文章以及达尔文在1857年写给朋友的信和在1844年所作理论的撮要同时于185871日发表。达尔文这样谦让,固然是盛德,但最重要的是他给了我们一个“缓”的例子。他的生物进化论,因为自己觉得证据还没有十分充足,从开始想到以后,经过二十年还不肯发表:这就是缓。我以为缓字很重要。如果不能缓,也就不肯谨,不肯勤,不肯和了。

我今天讲的都是平淡无奇的话。最重要的意思是:做学问要能够养成“勤、谨、和、缓”的好习惯;有了好习惯,当然就有好的方法,好的结果。

5.3 方法与材料——充分的扩张研究的材料

(四十一年十二月六日在台湾大学演讲)

钱校长、各位先生、各位同学:

在三百多年以前,英国有一位哲学家叫做培根(Francis Bacon)。他可以说是鼓吹方法论革命的人。他有一个很有趣的譬喻;他将做学问的人运用材料比做三种动物。第一种人好比蜘蛛。他的材料不是从外面找来,而是从肚里面吐出来的。他用他自己无穷无尽的丝做成很多很好看的蜘蛛网。这种人叫做蜘蛛式的做学问的人。第二种人好比蚂蚁。他也找材料,但是找到了材料不会用,而堆积起来;好比蚂蚁遇到什么东西就背回洞里藏起来过冬,但是他不能够自己用这种材料做一番制造的工夫。这种做学问的人叫做蚂蚁式的学问家。第三种人可宝贵了,他们好比蜜蜂。蜜蜂飞出去到有花的地方,采取百花的精华;采了回来,自己加上一番制造的工夫,成了蜜糖。培根说,这是做学问人的最好的模范--蜜蜂式的学问家。我觉得这个意思,很可以作为我今天讲“方法与材料”的说明。

在民国十七年(西历1928年),台大前任校长傅斯年先生同我两个人在同一年差不多同时发表了两篇文章。他那时并没有看见我的文章,我也没有看见他的文章。事后大家看见了,都很感兴趣,因为都是同样的注重在方法与材料之间的关系。傅先生那篇文章题目是“中央研究院历史语言研究所工作旨趣”。我那篇文章的题目是“治学的方法与材料”。都是特别提倡扩大研究的材料的范围,寻求书本以外的新材料的。

民国十五年,我第一次到欧洲,是为了去参加英国对庚子赔款问题的一个会议。不过那时候我还有一个副作用(我自己认为是主要的作用),就是我要去看看伦敦、巴黎两处所藏的史坦因(Stein)、伯希和(Pelliot)两位先生在中国甘肃省敦煌所偷去的敦煌石室材料。我到法国的时候,傅斯年先生听说我在巴黎,也从德国柏林赶来。我们两个人同住一个地方,白天在巴黎的国家图书馆看敦煌的卷子,晚上到中国馆子吃饭,夜间每每谈到一两点钟。现在回忆起当时一段生活,实在是很值得纪念的。

就在那一年冬天,傅孟真先生从德国回到中国;回国不久,就往广东担任中山大学文学院院长,并办了一个小规模的历史语言研究所。后来又应蔡孑民先生之邀,担任中央研究院历史语言研究所所长。不久,在历史语言研究季刊第一本发表了一篇文章,题目叫做“历史语言研究所工作旨趣”。因为我们平常都是找材料的人,所以他那篇文章特别注重材料的重要。这里面有几点是在他死后他的朋友们所常常引用的。他讲到中国三百多年的历史语言学的考据与古韵古音的考据,从顾亭林阎百诗这两个开山大师起,一直到十九世纪末年,二十世纪初年。在这三百多年当中,既然已经有人替我们开了一个新纪元,为什么现在还这样倒霉呢?傅先生对于这个问题,提出了三个最精辟的解答:

一、凡是能直接研究材料的就进步;凡是不能直接研究材料,只能间接研究材料的,或是研究前人所研究的材料或者研究前人所创造的材料系统的就退步。

二、凡一种学问能够扩充或扩张他的研究材料的便进步;凡不能扩张他的材料的便退步。

三、凡一种学问能够扩充他作研究时所应用的工具便进步;凡不能扩充他研究时应用的工具的便退步。(在这里,工具也视为材料的一种。)

所以傅先生在他这篇文章中的结论,认为中国历史语言学之所以能够在当年有光荣的历史,正是因为当时的顾亭林、阎百诗等大师能够开拓的用材料。后来所以哀歇倒霉,也正是因为题目固定了,材料不大扩充了,工具也不添新的了,所以倒霉下去。傅先生在那篇文章里为中央研究院历史语言研究所提出了三条工作旨趣:

一、保持顾亭林、阎百诗的遗训。要运用旧的新的材料,客观的处理实在的问题。因为解决问题而更发生新问题;因为新问题的解决更要求更多的材料。用材料来解决问题,运用旧的新的材料,客观地处理实在的问题,要保持顾亭林、阎百诗等在三百多年前地开拓精神。

二、始终就是扩张研究的材料,充分的扩张研究的材料。

三、扩充研究用的工具。

以上是傅先生在民国十七年--北伐还没有完成,北伐军事还没有结束的时候--就已经提出的意见。他在这篇文章里面还发表了一个很伟大的梦想。他说我们最注意的是求新的材料。

但是在同一时期,--在16001675年这一段时期--西洋做学问的人是怎么样呢?西方学者的工作,由望远镜、显微镜的发明,产生了力学定律、化学定律,出了许多新的天文学家、物理学家、化学家、生理学家。新的宇宙出现了。但是我们中国在这个时代,在学者顾亭林、阎百诗的领导下做了些什么呢?我们的材料是书本。顾亭林研究古韵,他的确是用新的方法,不过他所用的材料也还是书本。阎百诗研究古文尚书,也讲一点道理,有时候也出去看看,但是大部分的材料都是书本。这三百多年来研究语言学、文字学所用的材料都是书本。可是西方同他们同时代的人,像开普勒、伽利略、牛顿、哈维、波耳,他们研究学问所用的材料就不仅是书本;他们用作研究材料的是自然界的东西。从前人所看不清楚的天河,他们能够看清楚了;所看不见的卫星,他们能看见了;所看不出来的纤维组织,他们能看出来了。结果,他们奠定了三百年来新的科学的基础,给人类开辟了一个新的科学的世界。而我们这三百年来在学问上,虽然有了了不起的学者顾亭林、阎百诗做引导,虽然可以说也有“大胆的假设,小心的求证”的方法,但是因为材料的不同,弄来弄去离不开书本,结果,只有两部“皇清经解”做我们三百年来治学的成绩。这个成绩跟三百年来西方科学的成绩比起来,相差真不可以道理计。而这相差的原因,正可以说明傅先生的话:凡是能够扩充材料,用新材料的就进步;凡是不能扩充新的材料,只能研究旧的,间接的材料的就退步。我在那一篇文章里面有一张表,可以使我们从这七十五年很短的时间中,看出材料不但是可以限制了方法的使用,而且可以规定了研究的成绩如何。所以我那篇文章后面也有一个和傅先生类似的意见,就是说:做纸上的考证学,也得要跳过纸上的材料--老的材料,去找新的材料,才可以创造出有价值的成绩。我那篇文章虽然没有他那一种远大的大规模的计划,但是也可以作为他那篇历史上很重要的宣言的小小注脚。我们的结论都是一样的;所不同的地方是我始终没有他那样大规模的梦想:做学问的团体研究,集团研究(Corporate Research)。培根在三百多年前曾有过这种梦想--找许多人来分工合作,大规模的发现新的真理,新的意思,新的原则,新的原理;在西洋各国已经逐渐实现了。中国方面,丁文江先生在北平创立了中国地质调查所,可以说是在北方的一个最重要的学术研究团体,为团体研究、以搜集新材料开辟了一个新的领土。在民国十七年,中央研究院成立,尤其是历史语言研究所的成立,在中国的语言学、历史学、考古学、人类学各方面,充分的使用了傅先生的远大的见识,搜罗了全国第一流的研究人才、专家学者,实地去调查、去发掘。例如,安阳的十五次发掘,以及其他八省五十五处的发掘,和全国各地语言语音的调查:这些工作,都是为扩充新的材料。除了地质调查所以外,历史语言研究所可以说是我们规模最大成绩最好的学术研究团体。我们也可以说,中国文史的学问,到了历史语言研究所成立以后才走上了完全现代化完全科学化的大路,这是培根在三百年前所梦想的团体研究的一个大成绩。

最后我感谢台湾大学给我这个机会--讲学。我很惭愧,因为没有充分准备。我最后一句话,还是我开头所说的“大胆的假设,小心的求证”。在求证当中,自己应当自觉的批评自己的材料。材料不满意,再找新证据。这样,才能有新的材料发现;有新材料才可以使你研究有成绩、有结果、有进步。所以我还是要提一提台大前任校长傅先生的口号:“上穷碧落下黄泉,动手动脚找东西”。



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