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科学探索的源泉 精选

已有 5459 次阅读 2023-8-24 12:30 |个人分类:社评|系统分类:观点评述

科学探索的源泉

鲍海飞 2023-8-24

    科学认知发展之路开端于观察与思考,科学探索之难在于如何透过现象洞见问题本质。继相对论和量子力学两个重大理论被提出发展至今,近百余年过去,科学的认知和发展似乎又面临着停滞不前的巨大困境,人们一直期望着有关自然和宇宙新的理论和研究成果的出现,希望在某些方面有重大发现和突破,但却迟迟不见重大理论的出现。这些问题成为各国学界关注的焦点。当今,为何难以有重大创新成果的出现?哪些因素或问题限制和影响了科学的发展?突破点和出路在哪里?本文简要探索其中的一些问题。

 

 洞见的源泉。

 这涉及到一个发现问题和认识问题的过程。没有人关注和痴迷某一自然或领域的现象和问题,就不会有人类深刻的思考,继而引领和带动后人的追随。问题的发现和提出是深入观察和思考的结果。一个问题的提出,就是唤醒和激发人类去琢磨、思考和探索。对宇宙时空观的认知,若没有牛顿、第谷、马赫等前人的思想、观察和思辨,就难以有爱因斯坦提出和解决的相对论等重大问题。因此,科学之途是许多人智慧之眼的洞见,是深刻思想的追寻、积累、铺垫和延续的结果。通过提出发人深省的问题,将人类的思想和实践向前推动。思想洞见的源泉始于独具慧眼的发现,始于细微的观察,始于不尽的痴迷,始于持久的思考,更深入的是,始于深入的提问,始于是非和为什么的思辨,更始于富有创造性的实践。这无疑需要远见,即认知的深度和哲学的高度。

 

 认知的瓶颈。

 即包括在某一领域个体的认知瓶颈,也包括群体的认知瓶颈,也就是认知的高度。比如,对凝聚态物理的认知,最初只知道对物质的简单分类不过就是气体、液体和固体。后来通过学习,还知道存在着等离子体等物质的状态。这无疑拓展了认知、激发思考。物质的构成是极其复杂的。比如燃烧的太阳,具有相当高的温度,其内部存在着复杂的反应过程,即包含了氢与氦,还包含了高能的电子、光子和其它射线等复杂体。随着学习和实践的深入,认知才从肤浅到深刻,由表及里,由静态到动态的认识过程。没有积极主动思考,没有深入学习,只能带来僵化和固步自封。认知的瓶颈带来思想的瓶颈,而只有不断的思考才能打开认知的障碍和瓶颈。只有站得高,才能望得远。认知的高度决定了探索的深度和广度。井底之蛙只能洞见抬头的一片天。

 

 思想的疆域。

 科学发展史让我们看到人类的许多重大发现和发明。蒸汽机的发现、时钟的发明、无线电的发明、DNA的发现、细菌病毒的发现、飞机的发明、互联网的发明等等,这些发明发现极大的开拓了人类的认知和视野。汽车的批量制造与普及,高铁和飞机为人类的出行带来了极大的便利。集成电路在信息、控制和智能等领域成为核心关键元件,在许多领域得到广泛应用,更是成为各国竞相发展研究的主要对象。集成电路、半导体、通讯卫星成为世界各国发展的重中之重。众多的学科和研究领域,就如同一片又一片开阔的田野,打开人的心灵之窗,让人的思想在其中奔驰。无论是对太阳、银河系和宇宙的认知,还是对物质、能量转化与守恒的研究,人类的目光始终投向那些极远、极快、极大和极小。凝聚态物理、天体物理、量子力学及半导体,以及生物医药等领域的研究,这些都极大地扩展了人类的视野。从牛顿到爱因斯坦,从万有引力定律到相对论的时空观,人类对宇宙的认知有了翻天覆地的变化。光速难以超越,但思想却可以超越光速。人类只有冲破技术的障碍和思想的壁垒,才能拓展新天地。开辟了一个学科,就打开了一片天地。只要不拘泥,敢于放飞自我,思想的田园,就可以让我们尽情地播撒探索的种子。

 

 

 实践的力量。

 思想是发现和创新的源头,是创新的一个根本。若没有行动和实践,再多、再好的思想也是空想。实践是创新的另一个根本。实践的过程就是思想不断验证和实现的过程。思想引领下的实践应是有的放矢的实践。实践过程中会产生新的思想,新的思想会激发新的实践。创新的本钱,包含了独一无二的思想,又包含了无比现实的、充满复杂和挑战的实践。早些年,人类发现了天王星,但对其轨道的预测总是出现偏差。数年来,始终没有很好的观察结果。后来德国天文学家伽勒根据法国天文学家勒维耶的计算结果进行观察,终于发现了影响天王星运行的海王星。人们熟知的本杰明-富兰克林在下雨的天气里放风筝去验证闪电是电,唯有这样才能去证明。探索无疑是需要勇气的。还有一个有趣的小案例。如何获得单原子层石墨烯?通过不断研磨减薄是一个途径。但别出心裁的是,将透明胶沾到块体石墨上,再一层一层的剥离‘撕下’,最终就获得了单原子层的石墨烯。因为这一发现和实现,相应的研究人员获得了诺贝尔奖。重要的是,研究表明,石墨烯材料可能是未来硅基半导体集成电路的替代者。科学和技术是密不可分的一个整体。如今的科学研究越来越复杂和深入,无论从人力和物力等各方面,团队合作越来越重要,在个体思想闪耀之下,群体智慧的力量更不可小觑。真诚合作是一个必不可少、取长补短的重要方式。但无论怎样,唯有实践才是走向发现、认知和创新的重要之途。不在田园里播种,哪里会有果实收获!

 

科学之途是一次充满了兴奋、焦虑、勇气、艰险、探索的智慧之旅,这一征程,我们可能会碰巧拾取到一小块闪亮的金子,也可能颗粒无收,但无论怎样,许多人为之痴迷终生。科学之途就是通过关注兴趣点,不断学习、继承和借鉴,有所弃,有所取,冲破自身的认知瓶颈,打破内在思维固化的疆域,通过亲身实践和体会,不断获得顿悟和灵感,才能走向创新。



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