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许小峰:科学探索的快乐——轻松背后有规律

时间:2010-12-30 20:00:26  来源:  作者:

《论语》中表述的“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”这句话是针对学习而言的,同样,对做其他的事也应适用。享受工作中的快乐,做有兴趣的事,应是每个人的向往和追求。只是一般而言,或许难以做到,若工作和乐趣不能两全,还得先尽量解决生存问题,再去寻找理想的世界,总不能自己尽享快乐,让别人为你埋单。

不过,今年的诺贝尔物理学奖获得者安德烈·海姆好像寻求到了一条两全之路,在快乐中实现了科学上的成功。

安德烈·海姆的成名早在10年前:他获得了2000年的“搞笑诺贝尔奖”。他利用生物体固有的一种“抗磁”性质克服重力,让一只青蛙在空中无拘无束地飘浮飞行,并因此获奖。

实际上,“搞笑诺贝尔奖”的成果并不仅是令人发笑,还要对人们有所启迪。让青蛙“飞”起来的试验确实可以引起人们对“抗磁”现象的关注和兴趣。

海姆的搞笑科研记录并不限于此,似乎是他工作中的常态。比如他还曾通过研究壁虎的攀爬本领,研制了一种胶带。在发表的论文中,他通过在玩具蜘蛛侠的手上使用这种胶带,让蜘蛛侠可以单臂悬挂在玻璃上,以展示这种“壁虎胶带”的粘贴特性。

从海姆10年前的获奖经历中已可以看出,他是一位快乐的科学家,正如他自己所言:“做科研的时候既能够玩耍,又能够领工资,这是世界上最好的工作!”

今年使海姆荣获诺贝尔奖的研究成果是石墨烯。石墨烯被认为是世界上最薄的物质,仅由一层碳原子构成。尽管人们几十年前就已提出了相关理论,不少人也试图通过各种途径获取石墨烯,但都未获成功。海姆和他的同事最终通过用胶带反复撕裂石墨,获取这种物质。

海姆这次获得成功的方式确实不算复杂,有人戏称他是利用铅笔(笔芯主要成分是石墨)和胶带获得了诺贝尔奖。海姆自己也说:“这可以告诉年轻的科研人员,不需要身处哈佛或剑桥等最好的研究场所,只要有激情,利用简单工具也能作出令人惊喜的发现。”

实际上,海姆的许多创造性成果一开始并不是出自于他的正式研究工作,而是来自于一个“周五晚实验场”。差不多每个周五晚上,海姆都会与同事聚在这里探讨一些有趣的设想,并付诸实验。包括那只“会飞的青蛙”、助蜘蛛侠一臂之力的“壁虎胶带”和获奖成果石墨烯,最初都是源于这个实验场。在这个实验场,既能享受快乐,也能产生成果。

当仔细追踪海姆的成功过程后,可以发现并非一切都是那么轻松有趣,同样存在着一切成功都会遵循的规律。

海姆的乐趣是建立在他对科学强烈爱好基础之上的。他表示,科研是他的兴趣所在,因为感兴趣,才会在工作中享受到玩耍的乐趣;在研究遇到困难时,兴趣也会帮助他坚持下去。可见,若没有对探索未知世界的执著追求,当然也无任何乐趣可言。

任何成功往往孕育于无数次的失败之中,海姆也不例外。人类在对客观世界的探索中不断取得进步,但不是所有的探索都能取得成果。海姆也承认,那个“周五晚实验场”的实验99%都不会取得成功。但多数的失败并没有妨碍追求的进展,在那1%当中寄托着最终的希望,海姆也因此赢得了诺贝尔奖。

在“周五晚实验场”固然可以产生灵感,可以开展有趣的实验,但不可回避的问题是维持这样一个实验场需要经费,没有经济基础,一切都无从谈起。因此,海姆能够在“实验场”尽情发挥、施展才华、无拘无束地探索,一个必要的前提条件是他还必须完成一些“正规”的科研工作,领到工资后才能确保一切兴趣成为“有米之炊”,去安心做那些“好玩”的事。当然,一旦玩出一些有价值的进展后,经费的困扰会自然化解。

在科学前沿探索,并摘得诺贝尔奖,需要不同寻常的科学素养,需要出众的智慧,需要在知识海洋中捕获战机的灵感。另一方面,认真、努力、勤奋、负责的态度和精神也是任何成功者必不可少的基本素质。勤能补拙,在科学的殿堂中依然管用。与安德烈·海姆共同获得诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖诺夫,在大学里算不上很出众的学生。在他的母校莫斯科理工学院的网站上,显示出他的成绩多数为“B”,在他出国时,也没有拿到博士学位。但海姆对他给出了这样的评价:“我并不在乎他只是一名博士生或已经是教授……许多人因工作不努力而让我失望,但诺沃肖诺夫从来没有过。”可见,通过勤奋、努力,使不很出众的基础得到了弥补,并最终成就了诺沃肖诺夫摘取诺奖之路。

墙内开花墙外香是一种常见的现象,小到一个单位,大到一个国家都不乏类似的范例。海姆和诺沃肖诺夫都出生在俄罗斯,在俄罗斯接受了高等数学教育,但最终的成功则是在英国,2004年,他们在曼彻斯特大学共同成功研制了石墨烯。无法推测这两位科学家若不到英国是否也会做出如此卓越的工作,但如何遵循科学家成长的规律,为他们提供合适的科研环境和条件,促进他们成长并取得成绩,确实是一个值得探索的问题。

尽管摘取诺贝尔奖只是极少数科学精英的事,但从他们成长的经历和成功的进程中,还是能够发现一些线索和规律,使大多数普通人也能从中受益,得到启示。(作者系中国气象局副局长)

《科学时报》 (2010-12-30 A1 要闻)
 

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