科學家與科學之路

中科院外籍院士姚期智   昨天 02:30 上傳 下載附件 (13.2 KB) ■姚期智 我從事科學工作幾十年，也認識了很多傑出的科學家。我自己覺得科學家的生涯很有收獲，當科學家是一個非常好的體驗，從中可以品嚐到巨大的樂趣。 首先，我要談一談什麽是科學家，科學家做什麽樣的事情。在此，我想引用大文豪蕭伯納在一個劇本裏說的幾句話：“有的人看到已經發生的事情，問‘為什麽會這樣’。我卻夢想一些從未發生的事情，然後追問‘為什麽不能這樣’。” 這句話膾炙人口，很多人用不同的方法引述。我覺得這句話正可以用來代表科學裏麵的兩種主要精神。屬於第一種的，看到自然現象，想辦法解釋為什麽這樣，代表者就是牛頓：由蘋果落地而推出萬有引力。代表第二種的科學家，就是高錕教授，從玻璃想到發明光纖通訊而成為光纖之父，獲得2009年諾貝爾物理學獎，對整個世界有無比重要的貢獻。 在我的科學生涯中，遇到的這兩類科學家很多。首先講講他們對我的啟發。 我早年在哈佛大學物理係的導師，格拉肖（Glashow）教授，1979年諾貝爾獎得主。他家從俄國移民到美國，基本上是工人階級，但家裏對子女教育非常重視。他從年輕時就對科學非常敏銳，上布朗士科學高中（Bronx Science High School），是紐約市非常出名的中學。在優秀的學校念書，最大的好處並不是證明自己的優越和聰明，而是你在這些地方能遇到很多傑出的同學和朋友，能夠互相激勵，最大程度地發揮每個人的天賦。他的一個高中同班同學，後來也成為諾貝爾獎得主。格拉肖是一個非常有創新力的人，能夠很大膽地假設一些事情，對自己所作的結論非常有信心。他所做的事情中，有一個非常傑出，那就是預測了粲誇克。物理學家一開始認為有三種基本的誇克，他推斷還有第四個存在，得到結論的方法雖不是那麽嚴謹，但他有非常強的直覺，這一推斷後來果然被證實，這對物理界有非常大的影響。這件事啟發我們，對自己要有信心，敢提出別人沒有提出的觀點。 第二個人是我在哈佛物理係的同學，戴維·波利策（David Politzer）。2004年獲得諾貝爾獎。他很有意思的一點是，第一篇論文1973年發表,這篇論文成了他2004年得諾貝爾獎的基本貢獻。由此可以說，一個年輕人所做的事情，很可能就是非常重要的，年輕人不要妄自菲薄，研究生論文可能成為最傑出的科學貢獻之一。在物理領域，甚至有本科生就作出諾貝爾獎級別的成績。這裏還有一段有趣的插曲，戴維·波利策研究的內容，當時哈佛有一位博士後曾經也鑽研過，他先花了一年多的時間把其他一些理論都證明計算了一遍，計算了七八個不同的理論，剩下最後一個理論時，因為太難，他就放棄了。而正是這個理論，經過戴維·波利策計算之後，驗證成功，因此他獲得了諾貝爾獎。這對於那位博士後來說算得上是功虧一簣。由此我們得到的啟示是，做事不能輕易放棄，要堅持到底。 第三個例子，約翰·納什（John Nash）。他也是少年出英雄的一個例子，他是1994年諾貝爾經濟學獎得主。他的第一篇文章，是1950 年在普林斯頓讀本科時發表的一篇兩頁紙的論文，探討N人遊戲中的平衡點。當時博弈論有個未解的問題：當博弈有雙贏的可能性時，怎樣作一個對自己最有利的策略？這個問題，即便是博弈論的創始人馮·諾伊曼（Von Neumann）也不知如何解決。納什拿著他的草稿請馮·諾伊曼過目，後者覺得沒什麽價值，納什很懊喪。但他的一個好朋友大衛·戈爾（David Gale），鼓勵他繼續好好寫完。很幸運，約翰·納什後來發表了這個工作成果，45年之後得到了諾貝爾獎。因此，我們不要絕對相信權威。即使像馮·諾伊曼這麽偉大的科學家，也會有誤判的時候。 下麵談談我在計算機領域遇到的一些人。第一位是高德納（Donald Knuth），1974年圖靈獎得主。我第一次見到高德納是在1975年，我剛讀完計算機科學的博士，解決了一些問題，他邀請我去訪問。他多才多藝，數學上非常有造詣，編程上更有造詣。他有三點讓我很敬佩，一是很專注，任何時候隻專注於一件事情，他曾說過，在他的日曆上，兩年之內每天做什麽都有計劃；第二是追求完美，每件事情力求盡善盡美；第三是做事非常快，編出來的程式比別人運行得快，寫程式的速度也很快。 高德納最偉大的工作是寫作《編程的藝術》（Art of Programming）這一係列著作。1960年初的時候，美國剛開始有計算機科學係。他對計算機科學不但了解其數學理論，而且是編程的高手，有很多寫碼的經驗。他幾乎是唯一一個有這樣的能力及學識來建立一門學科的人。他的一係列巨著，使計算機科學成了一門科學。1968年第一卷出版之前，他已經親筆寫好7卷共3000頁的手稿。這套書到1973年共出版了3卷，另外還有4卷。但他對當時的排版技術不滿意，認為排出的格式不夠美觀，於是想設計一套好的排版係統，讓效果盡善盡美。他是一個人文傳統很深的人，喜歡西方古書裏手寫的字體，希望印刷技術能用科學方法做到和以前的字體一樣美麗。1977年我和他一起搭乘飛機去德國開會，他告訴我他要暫時中斷關於《編程的藝術》的工作，因為要設計Tex排版係統。因為這件事，耽誤了《編程的藝術》的寫作和出版，最近第四卷才出來。 高德納是一個對自己要求苛刻的人，而對別人卻慷慨大度。他對每個人、每件事都能看到其正麵，又熱愛音樂、藝術、文學。他的多元化態度是我們應該學習的。組織一個團隊，或者交朋友，都要看到別人的長處。抱著積極的態度會讓人過得比較愉快，這樣才能和別人合作。 再提一位，傑弗裏·烏爾曼（Jeff Ullman），他本來在普林斯頓工作，後來被吸引到斯坦福去。他是一個有冷幽默的人。他曾講過一句話讓我印象很深。他說：聰明人不值錢，一毛錢可以買一打，重要的是能對他人有影響。他自認有一個長處：對於新東西吸收很快，寫書也很快。計算機科學日新月異，他對很多新東西都用心學，在很多領域都開課、寫書。他還有另外一句話，關於寫書的哲學：如果材料好，寫得差一點也不要緊。 再來談談數學家。保羅·埃爾德什（Paul Erdos）。他寫了1525篇文章，有511個合作者。他是一個完完全全專心作研究的人，而且他有一些特別的地方：他是一個沒有家的人，一年365天，有360天在路上，在美國、歐洲各個地方旅行，基本所需都裝在一個隨身的行李箱裏，也不住旅館，住在朋友家，他的朋友也基本都是數學家。 我在很多大學學習和工作過，基本上每一個環境都有它好的方麵。人們常常批評環境太差，但我覺得應該要有一個正麵的態度，利用它的長處。如果一個地方人很多，那麽你可以交很多的朋友，能夠學習到很多東西；一個地方很安靜，少有人來，其實也是一個機會，你可以不受別人的影響專心作研究。 還有最重要的一點，一個人的才能不完全是天生的，很可能是後天培養的。有很多人天生非常聰明，開始時可能比人家好很多，但後來的成就未必突出。一個人隻要努力，總能變得更聰明更好。我給自己一個挑戰的方法：每次變換一個新的方向，而且要越做越好。你想做什麽，就朝這個方向走，即使不能完全達到，也能比別人走得遠。每次都做比自己能力更難一點的事，這樣容易進步。應該盡力做最好的自己。同時，把握好方向很重要，好的方向是十年後依然重要的方向。 有些人在研究院學習了兩年以後覺得不喜歡自己的專業，想改變方向。那麽改變方向行不行呢？我想是可以的。很多人都會改變自己的方向，不一定是在科學領域內換方向，也可以去做一個創業者，做金融投資，都是可以的。在小範圍內調整研究方向也可以。到底該不該換方向，沒有人可以給你一個準確的答案。所以你要“跟隨自己的心”。你可能會想，我現在換專業是不是太晚了？你得相信自己，隻要是值得做的事情，就永遠不會太晚。 我想談談一個有創造力的巨匠——畢加索。他的工作改變了世界。但是看他後期的作品，不會想到他早期是一個非常傳統的畫家。他能夠畫非常寫實的畫，完全沒有一點抽象意義。他的創造性體現在從現實的畫法轉變到後來抽象的畫法。我們平時談到創新，最忌諱模仿他人。但畢加索卻說了一句話我非常欣賞：“模仿別人是必要的，但老重複自己，炒冷飯，就可悲了。”這句話對我們創新很有啟發。 世界上到處都有能夠讓我們學習，鼓勵我們前進的人與事。今年年初的澳網決賽，是史上曆時最長的網球比賽。在這場比賽裏，納達爾（Nadal）曆經近六個小時的比賽之後輸了。他在比賽以後講的話非常令人感動。他說：你能在賽場上不斷挑戰自己身體的極限，這可以說是一個折磨，但是這個折磨是愉快的，這種感覺超越了網球比賽。我覺得他說得非常好。做任何事情都應該達到這個境界，隻要盡你所能，不管是贏還是輸，都會感到非常高興。 我覺得他的這番話用來詮釋科學家與科學之路，最恰當不過。 （作者係清華大學交叉信息研究院院長，中國科學院外籍院士）

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