“大道至簡”出自老子《道德經(jīng)》中的一句話:“萬物之始,大道至簡,衍化至繁! 大道至簡是流傳千年的中國四大智慧之一,可以理解為事物涉及的大道理(基本原理、方法和規(guī)律)是非常簡單的,簡單到一兩句話就能說清楚,正所謂“真?zhèn)饕痪湓挘賯魅f卷書!
縱觀科學(xué)史,若把科學(xué)家探索歷程基于的邏輯精華濃縮為兩字,那就是簡單,即簡單才是最好的邏輯。確實(shí),簡單性——把復(fù)雜問題簡單化、簡單問題模型化——是科學(xué)家進(jìn)行研究遵循的基本原則,也是始終堅(jiān)守的一個(gè)科學(xué)傳統(tǒng)。
伽利略對(duì)簡單性原理鐘愛有加,他認(rèn)為“自然界總是習(xí)慣于使用最簡單和最容易的手段行事。”于是,他仿照簡單的勻速運(yùn)動(dòng)定義提出勻加速運(yùn)動(dòng)的概念。盧瑟福同樣也具有簡單性的世界觀,他說:“我一直相信簡單性,我自己就是一個(gè)簡單的人。世界的簡單性直接決定了知識(shí)的簡單性。自然界一切物質(zhì)都由最簡單的粒子組成,粒子運(yùn)動(dòng)經(jīng)過最簡單的路徑。” 于是,他靠簡易自制的儀器做實(shí)驗(yàn)并采用簡單的實(shí)驗(yàn)方法,發(fā)現(xiàn)了α粒子散射現(xiàn)象,建立了原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說,開拓了原子物理和核物理學(xué)的新疆 。這樣的例子不勝枚舉,難怪愛因斯坦強(qiáng)調(diào):“科學(xué)的東西都是簡潔的,有的東西之所以復(fù)雜,就是因?yàn)樗不夠科學(xué)!
那么,為什么自然事物演變的本質(zhì)規(guī)律是簡單的呢?以我的看法,世界萬物不管如何演變,其應(yīng)遵循業(yè)已發(fā)現(xiàn)的基本物理學(xué)原理,如能量守恒原理和最小耗能原理,如此其演變不會(huì)亂來,而應(yīng)遵循一定的規(guī)律;此外,主控其演變的參量通常較少。因此,其本質(zhì)演變規(guī)律或能用簡單的理論模型描述。譬如,從全球看地震們橫沖直撞,似乎沒有規(guī)律可言,但要從合理劃分的地震區(qū)看,地震們按照基本的物理學(xué)原理照章行事,且標(biāo)志性地震的演化符合簡單的指數(shù)律。誠然,任何自然事物的演變不僅受自身物質(zhì)屬性的影響,還受環(huán)境因素的影響,這些因素疊加到一起,往往使其演變呈現(xiàn)復(fù)雜的非線性行為——多變的現(xiàn)象。然而,萬變不離其宗,當(dāng)研究者抓住“宗”的時(shí)候,即透過現(xiàn)象看到本質(zhì)的時(shí)候,會(huì)恍然大悟,察覺到一切都是那么井然有序、有章可循,體會(huì)到“大道至簡”之妙。
遺憾的是,不少研究者在科研活動(dòng)中喜歡復(fù)雜的東西,認(rèn)為越是復(fù)雜、玄妙的東西,才是高深的東西,好像說這些才有層次,才能顯示自己有學(xué)問;認(rèn)為越是簡單的,不可能正確而不屑一顧。長此以往,其離本質(zhì)創(chuàng)新之道漸行漸遠(yuǎn)。
研究者如何在科研活動(dòng)中運(yùn)用大道至簡的智慧呢?這個(gè)問題太深?yuàn)W,我恐怕難以全面解答,只能拋磚引玉啦。其實(shí),再難的事情從簡單入手,循序漸進(jìn)就可能取得突破乃至完全成功,不妨按照如下轉(zhuǎn)化思維模式試試:
(1)把復(fù)雜事物的演化過程,按照基本的物理學(xué)原理或力學(xué)原理,分解成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子過程,分別予以揭示其機(jī)制,并考慮主控因素建模;然后根據(jù)不同子過程邊界處的條件建立耦合模型,以打通全過程的聯(lián)系。
(2)復(fù)雜事物構(gòu)成的系統(tǒng)涉及多個(gè)物體時(shí),要選擇具有一定研究基礎(chǔ)的物體作為重點(diǎn)對(duì)象,先根據(jù)接觸邊界條件分析該對(duì)象的行為,再揭示該對(duì)象引發(fā)的系統(tǒng)整體響應(yīng)行為。
(3)基于嚴(yán)密的邏輯推理對(duì)復(fù)雜問題進(jìn)行抽象處理,先假設(shè)某種已知的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的演變能近似模擬實(shí)際事物的演變,然后小心論證以一探究竟。
無疑,大道至簡,知易行難。研究者在追尋大道至簡的征途上,要博采眾長、融會(huì)貫通;要跳出原來的條條框框,以獨(dú)辟蹊徑的思路開拓創(chuàng)新;還要善于去偽存真、去粗取精,以抓住要害和根本,從而錘煉出少而精的本源。如此,才能突破科研僵局、做出卓越成果。這必然要求研究者以追求科學(xué)真理為己任,專注于解決真問題從而做出真學(xué)問;必然要求研究者耐得住寂寞,坐得住冷板凳;必然要求研究者挺直脊梁,不為那些蝸角虛名而卑躬屈膝、迷失自我
科研突破:大道至簡 |