人生的凯瑟效应

 

 

最近我在写一篇论文，在艰苦地思考一个问题，这个问题有关于材料的凯瑟效应（Kaiser effect）。那么什么是凯瑟效应呢？先做一个简单的科普。Kaiser 是一位德国科学家。五十年代初，他在他的博士论文中首次发现某些材料（例如某些金属，岩石）在应力作用下声发射现象的不可逆特性。具体地讲就是，假如材料受到两次应力，当第二次应力不超过第一次应力时，第二次很少或没有声发射出现。现在人们称 材料的这种不可逆现象为“Kaiser effect”。凯瑟效应是一个很重要的发现，在很多领域都有重要的应用。比如说基于现场岩石的凯瑟效应，可以确定现场原岩的应力状态，甚至可以预测地震的发生。

 

那么凯瑟效应的本质是什么呢？这是我关心的问题。为什么与材料形变，破坏相应的声发射存在不可逆效应？其实道理很简单。材料的声发射（Acoustic Emission，简称AE) 是指材料中局部区域应力集中，进而发生断裂损伤，快速释放能量并产生瞬态弹性波的现象。也就是说这种声发射现象原因是由于材料内部发生了断裂损伤，而有些材料的断裂损伤具有不可逆性。不可逆性体现在，当材料（例如岩石）在加载到一定程度时，由于内部出现局部断裂损伤，就会有声发射现象产生，然后卸载到零，接着再重新加载。这个时候，大家要注意，只有重新加载应力值达到上次加载最大应力以后才会产生新的声发射信号。也就是说，岩石对应力历史（加载路径）是有“记忆”的。都说万物有灵，一块石头，竟然有记忆，这个有点意思吧。说到万物有灵，这里插一句。我记得很多年前我看过一集凤凰卫视的节目，讲得是一个日本的科学家研究水的灵性。他做了一个有趣的试验。就是对着一盆水放音乐，然后观察水的反应。音乐有两种，一种是非常优美的世界名曲，另一种是非常难听的噪音。他的试验结果表明，水对优美的音乐的反应是呈现出非常美丽的波纹（图样），相反对噪音的反应是十分杂乱（丑陋）的波纹图。对于这样一个试验结果，我一直在想，为什么有这样的现象产生？人们都说，山清水秀，人杰地灵，大自然的芸芸众生本质上到底有多大差别呢？

 

人，作为大自然中的一员，作为一个有血有肉的的高级动物，尤其是有思想，有记忆是当然的。那么人在成长的过程中，在一生中是否也有凯瑟效应发生呢？这是我在我的科研论文快结束的时候的突发奇想。一块石头受到载荷加载，卸载，其实只是一种作用形式，是一种影响方式。那么对人，这种特殊材料做成的动物而言，作用形式会更加广泛。物理上的作用（比如说拳打脚踢），语言上的影响（比如说，夸奖，辱骂），思想上的潜移默化（比如说，看了一场电影，读了一本书），等等，这些对人都会有记忆。那么这种记忆是否也有凯瑟效应呢？我的感觉是没有。为什么说没有呢？主要原因是人的这种记忆是会逐渐消褪的，也就是说人大脑存储的这些信息并非像电脑一样，存进去就不会变，而是随着时间的推移，大脑里存储的这些记忆会逐渐减少，甚至完全消失。好了伤疤，忘了痛，可能就是这个道理。

 

当然，上边这种拿人和石头进行比较，得出凯瑟效应不适应人这样的结论其实是没有多大意义的，因为人毕竟不是一种材料那么简单。但就人成长过程中一些感悟，用凯瑟效应的原理解释起来，确有一种让人豁然开朗的感觉。我记得很多年前的一个高考作文题，是看图作文。作文给出一个漫画。画中一个人在挖井，因为他不知道哪里有水。于是，他就这里挖一阵子，一看没出水，就换一个地方接着挖，可挖下去一定深度仍然没发现水，就又换了一个地方。这样他换了很多地方，每个地方都是浅尝辄止，当然最后他也没挖井成功。从这个漫画，我们不难看出，如果这个人每次挖得井都没有超过他之前挖的最大深度，他就是换再多的地方，也是挖不到水的，这跟凯瑟效应其实是一个道理。

 

我们做研究其实也是这样，大家可能都会有这样的体会，当你对一个研究的分支问题进行探索时，经常会做着做着就做不下去了，感觉遇到了瓶颈。这个时候我们经常会把这个难题先放一放，换个分支问题，接着探索。其实这跟漫画里的挖井是一个道理。不同的是，之前先放一放的难题，不是这样就不管了，而是过段时间再重新挑战它。因为貌似在你放一放的这段时间里，其实你一直也在想着它，仍然在不断地思考。人的思维很有意思，在你欲擒故纵的时候，可能会突然有灵感产生。之前一直百思不解的难题，可能一下就想通了。当然，即使再怎么“欲擒故纵”，这种灵感的产生也不是凭空而来的，仍然是建立在之前（挖第一口井）的基础之上，并继续推进的结果。从这个角度上讲仍然体现了凯瑟效应。

 

(注：本想写一篇科普文章，没想到科普文章其实很难写，权当一篇随笔吧。)

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