知其所以然,而后创新
发布时间:2026-10-08 20:17:15  来源:光明日报  作者:admin  点击:1680次

“知其然并知其所以然”,进而创新,是物理学大师彭桓武、周光召、于敏先生躬行一生并积极倡导的理念。1962年,我从浙江大学物理系理论物理专业毕业后,进入核武器理论研究领域,有幸在他们的指导下走上科学研究的道路,承担并完成一项又一项为国铸盾的重大任务,在事业壮大的过程中,个人也得到了成长。回顾自己60多年的研究生涯,我深刻地体会到:做科研,一定要掌握一套遵循科学规律、抓住事物本质的科学思维方法。有了这套方法,就能在“知其然并知其所以然”之后,更进一步获得科学创新。

我们搞理论研究的人,首先想到的是怎么通过研究获得对象的物理量,如能量、温度、压力、密度等的大小,去抓住事物的主要矛盾,掌握事物演化的科学规律。彭桓武先生告诉我一种研究方法是“3与1之比,3就是无穷大”,在实践中我深深体会到这是十分重要的思维方法。什么是“3与1之比,3就是无穷大”?那时我刚进入单位不久,被安排做第一颗原子弹爆炸中一个重要物理量的计算,要求解一个复杂非线性偏微分方程,而且是多项的。为了求解这一偏微分方程,我去请教彭先生。他告诉我,要根据系统物理特性和时空大小等来估计方程各项大小。如果估计得到这一项是1,另一项是3,那么就可把3看作无穷大,毫不犹豫忽略1的项,这就是“3与1之比,3就是无穷大”。这给我很大启发:处理问题不要眉毛胡子一把抓,要从物理认识上去粗取精,找出主要矛盾,抓住主要物理本质。

这种方法称为“粗估”:先粗略估计,抓住主要物理图像,然后再进行总体数值模拟。虽然“粗估”结果与实际结果在量上会有些差别,但主要物理图像得到了,研究工作就可以深入下去。

我和同事们所研究的事物(系统)通常包含多个物理因素,它们相互作用导致了事物的发展或系统的演化。我们要分解研究这些物理因素,寻找对系统演化起主导作用的物理因素(也就是主要矛盾,通常只有一个或几个),其他均为从属因素。掌握了主要物理因素,在系统总体演化规律研究中,就能很好地抓住事物发展的本质。

怎么才能掌握这一套方法,形成自己的科学思维方式?我的经验是,要不断地吸收旁人的好想法,不断总结和感悟,最终还得靠自己琢磨出来。

我年轻时非常喜欢听彭桓武、周光召、于敏做学术报告,起初听得很艰难,许多内容都不懂,会后我就自己去查资料,弄懂、学通,逐渐也就听懂了。而且,我还会认真思考,如果自己来做这个课题会是什么思路?和大专家的思路有何不同?这个不同,就是自己思维方式与大专家的差距。然后,总结经验和实践,变为自己的感悟,就使自己的思维方式一步步地获得提升。可以说,几十年来在承担国家任务的过程中,我逐渐形成了抓主要矛盾的科学思维方式,也增强了搞科学研究的兴趣和信心。在一次重大任务中,我和团队成员分解了大量物理因素,抓住了关键特征,发现了一种此前研究过的系统中没有的、支配系统演化的新效应,最后,试验证实了这种新效应,令我们倍加自豪和振奋!在这样的实践中,我们更加深刻地体会到科学思维方式的重要性。

进入新时期,国家竞争更多地体现为科技创新能力的竞争。当下,我们要倍加重视基础研究,基础研究获得的创新成果,可能是今后10年、20年新技术发明的基础。我们还要十分重视应用基础研究,技术背后有很多科学规律需要我们去研究探索,突破技术瓶颈,发现新的科学规律,就可推进技术革新和新的发明。

我们要想实现科技创新自立自强,就要不断加大在基础研究方面的投入。但是,当前很多科研工作者似乎还缺乏真正的创新驱动力。

创新驱动由何而来?真正的兴趣和激情,一定来自工作实践。我上大学时,对基本粒子物理的研究特别感兴趣,曾梦想在这一领域做出些成绩。但是国家分配让我改行了,在国家安全利益面前,我无条件地放弃个人兴趣。60多年科研生涯,我从未离开国家尖端科学研究,前30年承担武器研究重大任务,后30多年领导我国激光驱动惯性约束聚变研究,我总是不满足于取得的成果,从国家任务中提炼和挖掘新的需要探索和解决的基础问题,不断深化对相关物理问题的认识,越是深入探索越有兴趣,也就不断获得新的认知。有祖国这么强有力的支持,我和团队总是面向未来目标,充满研究激情。

所以,我不赞成笼统地提兴趣驱动创新的说法。只有深入地认识问题、研究问题,找到其中还存在的需要解决的关键难题,进一步深化研究并解决它,这才是科技创新真正需要的内驱力。尤其是国家需要的,我们就必须干、坚持干,干出成绩。知其然并知其所以然,还不够,还要再进一步,必须对现有的结果进行升华和抽象,提出一些新的更加有深度的东西。爱因斯坦相对论和薛定谔方程都是这样,他们之所以伟大,就是对现有理论升华后提出来具有革命性的新东西。我非常期盼我们国家的基础科学研究能出现此类革命性的新发现。

当下我们讨论科技创新时,应该以科学的态度来深入认识人才成长规律。实现真正的创新,首先要建立科学思维方式,要不断淬炼执着追求精神,不断广博自身知识,坚持以实践驱动研究。我们要清醒地认识到——培养出什么样的人才,就能开展什么样的科研工作。

(作者:贺贤土,系中国科学院院士、理论物理学家)