作者：彭思龙
出版社：清华大学出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
科研五色石--彭思龙博文精粹试读：
前言
1993年，一个懵懂的农村娃娃来到中科院数学所，从此进入了科学研究的殿堂。时间一晃已过去23年，在这段时间里，始终有一个问题困扰着我，让我不断地去寻求解答，就是怎么才能让自己有所成就，不让自己老来后悔。这个问题，我相信不仅仅是我一个人思考的问题，也是千万个进入科学研究领域的同人共同思考的问题。当然，这个问题肯定永远都没有标准答案，每个人都有其特殊性，成功者都是特殊而幸运的，不成功的人也未必一无所有。在进行科研的过程中，自然也不断地遇到各种困惑、烦恼和选择的艰难，为了更好地解决这些问题，我选择了看书、思考，我相信比我更有智慧的人已经站在不同的地方、不同的书里给各种不同的问题准备好了各种启示。看的书多了，思考的结果也得到了不少，在行动中也得到了检验，有的暂时没有效果，甚至失败了，更多的则是效果尚好。
有了想法，如果没有人分享，大概是人类的一种苦恼，于是我开始在研究生的课堂上，说我的各种想法，受到了学生的欢迎。每年选课的同学直言，彭老师的课有很大程度是因为课外的东西吸引人而让他们选了此课。当然这种对我讲课内容变相否定的说法并没有让我不开心，相反，我依然很感动。毕竟一门很专的专业课，每年能有两百来学生听课，不管什么原因，来了就是这门课的福分。至于听课的理由，倒是其次了。另外，我讲的内容完全是个人的一家之言，以我思维比较独特的个性，本以为不会得到认同，受到学生的欢迎确实让我有了新的认识，讲的那些不同于当下的言论不是什么纯粹个人兴趣，也有一定的普遍性，也能让他人从中获得收益，这种结果鼓励了我。在徘徊了很久之后，于2010年开始在科学网上开设实名博客：晴朗的天空。其本意就是将那些在课堂上即兴演讲的东西进一步系统化，也希望能够得到更多同行的批判和指正。六年来，不经意中，居然写了近300篇文章，接近平均每周一篇，比科研论文的产出率高多了。捧场的读者越来越多，鼓励和批评都有。完全可以相信，这些杂文性质的文章阅读量远远超越我和学生们多年来共同奉献的学术论文。这是意想不到的结果，也是我乐见的结果。
作为一个科研人，至少有三个问题是回避不了的，一是科研本身，二是如何在科研的过程中与社会共存，所谓生活问题，三是作为传道授业的老师本身的责任。这三个身份，三个问题似乎是所有在大学和科研院所的同人所共同面临的问题。
如何做好科研，这是个永恒的话题和难题，我们聆听过学术大师的演讲，看过名人的传记和野史，也读过科学家的哲学论述，但是问题依然是问题。在这个问题中，我喜欢思考科研技术路线和自我科研修养的提高。如果一个人能够做出很好的成果，一定是找对了问题，想对了思路，培养对了自己的解决问题的能力。这些并不是一个人天生的能力，而是后天不断培养和自我训练的结果。能力如何提高就成了一个核心问题，在这个主题下，我讨论了人的思维能力的问题，科研过程中的各种心理和心态问题，科研过程中的技术、战术问题。在所有的文章中，我最喜欢这类文章，它们完全是发自内心的，并没有想到去教训别人，更别说当所谓的青年导师。
作为人都避免不了生活的羁绊，一个科研人对这个问题的解决就更加重要，我们眼见很多大有才华的人因为没有处理好生活和科研的关系问题而最终泯然众人，甚至结局很悲壮。在这个主题下，我更喜欢思考人和人的关系，人和当下社会的关系，以及人和自己目标的关系。这三种关系无时无刻不影响着科研工作，处理好了，对科研是大有助益的。我根据自己的所看、所思、所想，提了一些看法，并在生活中身体力行，其结果虽然不是灵丹妙药，至少到目前为止还没有什么严重的后遗症。这些文章尤其适合对处理生活问题比较恐惧的那类朋友，毕竟这样的学者的比例最大。
作为教师，自然关心教师职责，如何教育，教育的目标是什么，我们需要什么样的人，这些问题不光对学生有意义，老师一样处于不同状态的被教育中。在思考这些问题的同时，也不断修正自己的教学方法和手段。毕竟，每一个学生都是一段缘分，珍惜并让这些交互过程成为美好的记忆，并不是每个老师很随便就可以做到的。尽管这个问题自有人类以来就不断地提出来，并且有无数的前辈做了浩若烟海的著述，我还是大胆地总结了不少，并斗胆提出来与朋友们共享。不管其结论如何，至少出发点是好的，我希望每一个年轻人都能得到特殊的关爱，都能按照自己的特点成长，最终社会的整体水平得以提高。愿望是美好的，我也处在不断地探索中，这些言论只能作为抛砖引玉之用。
总的来说，我思考了，行动了，并且将自己的一家之言奉献给读者，这是我最大的心愿。同时，我是个乐观的人，在所有的文章中，没有低沉，没有怨气，没有悔恨，因为这些负面的情调不能解决任何问题，勇敢地面对问题才能找到解决问题的方法，而乐观的心态则有助于我们避免在错误的道路上渐行渐远。在中国急速发展的过程中，毫无疑问我们要面对的问题比世界其他国家都要多得多，而所有这些问题只能靠我们自己去解决。我的这些并不完整的言论肯定不能给所有希望找到各种问题答案的朋友提供全套的解决方案，但是肯定能从这些文章里面看到一些希望，如果读者能从中获得一些启发，那更是意外之喜。书名“科研五色石”正是此意，它们就是一堆五颜六色的石头，既不是美玉，也不是一无是处，有心人或许拿来欣赏。我还算年轻，未来的路依然很长，还会一如既往地去行动和思考，如果有一天我发现自己理解错了，我会衷心认错，如果我发现有更好的思想，也一样会毫不吝啬地贡献出来。第一编科研随想科研的原则：笛卡尔四条
中午休息的时候翻看笛卡尔的哲学小册子《谈谈方法》（王太庆译，商务印书馆出版），其简明谦逊的语言，娓娓道来的表述，使人不忍释手。中间看到笛卡尔说，他认为有四条原则只要做好了，不管是做人做事，都没有什么问题了。下面就是他的四条基本原则（从书中直接摘出），这些原则对于科研和学习来说毫无疑问也是具有深刻的借鉴意义：
一、凡是我没有明确认识到的东西，我决不把它当成真的接受。也就是说，要小心避免轻率的判断和先入之见，除了清楚分明地呈现在我心里、使我根本无法怀疑的东西之外，不要多放一点别的东西到我的判断里。
二、把我所审查的每一个难题按照可能和必要的程度分成若干部分，以便一一妥为解决。
三、按次序进行我的思考，从最简单、最容易认识的对象开始，一点一点逐步上升，直到认识最复杂的对象；就连那些本来没有先后关系的东西，也给它们设定一个次序。
四、在任何情况之下，都要尽量全面地考察，尽量普遍地复查，做到确信毫无遗漏。
对于上述四条，我是非常赞同的，尽管我还做得很不够，但是其理念确实值得深入地理解。
第一条的理解：对于学习者来说，这是个学习的最好的方法，一定是建立在充分思考基础上才去相信和吸收，而不是盲从和迷信。在学习的时候不要放过任何一个疑点。对于做科研来说，不要轻易否定和肯定任何一种可能。我们有常见，也就是习惯性思维，这些常见常常阻碍我们到达新的路线，形成新的思想。完全从客观问题出发，而不被常见固定，这样更有可能看到问题的本质，更有可能走上正确的道路。对于生活来说，就是不能随大溜。大多数人说的往往并不正确或者并不是最好的，需要自己认真地思考，然后决定是否遵照执行。而且还要进一步认识到，即便现在认为是真的，也不要一辈子都认为是真的。毕竟自己的知识需要不断地提高，认识也要不断地提高，所谓的提高，往往伴随着对过去认识的否定。
第二条的理解：对于做科研来说尤为重要，就是要学会分析问题。我们面对科研难题，之所以感觉其难度很大，本质原因就在于我们无从下手，也正因为我们不能把问题分解，才使得我们看不到解决问题的可能性。学会分析问题，是解决问题的第一重要能力。尤其是对于没有类似方法可参考的课题而言，这种能力尤其重要。随着科学研究的范围越来越大，出现的科研成果越来越多，我们在大多数情况下，习惯性地寻找类似的科研来做参考，而忽视了独立自主地进行分析。其实，世界上没有两个相同的大脑，只要我们总是从源头进行分析，也许从问题的划分上就已经是重大的创新。
第三条的理解：这个对于做科研来说也是非常关键的，就是从简单开始。面对一个一般性的复杂问题，最有效的方法是先看看简单情况。简单情况因为简单所以容易看清楚，但是简单情况往往蕴含着复杂情况的共性规律。记得在中学准备数学竞赛时读过一本当代中国数学家写的小册子《从简单开始》（作者忘记了，也查不到原书）就很有收获。现在看来，这个法则从400年前开始就已经是人所共知的真理。当然，这里说的简单并不是平凡的简单，而是有代表性的简单。比如，有些数学问题需要从1,2,3开始，但是1未必是好的开端，可能2或者3就是典型的简单情况。把简单情况搞明白之后，就需要猜测能力，猜测出一般情况，然后就可以试图证明该猜想。很多数学猜想的产生，也是由简单情况推广来的。
第四条的理解：对于做工程研究来说，全面完整是非常重要的，系统性是关键的要素。我们今天的科研，往往是只看其一，不看其二，并且只描述好的一面，有意回避不好的一面。这样的科研仅仅是科研的练习，如果想真正解决深刻的问题，这种避重就轻的方式是非常有害的。对于做工程来说就更不必说，一个小小的瑕疵就可能导致整个系统的失败。当然，能做到这一点是非常困难的，它要求我们比较善于系统思维，而且需要很广的知识和经验。
虽然对于笛卡尔的四原则还没有真正想明白其是否就足够完整，但是仅从笛卡尔确定无疑的语气，和自己多年来并不丰富的经验来看，也值得我们深入地学习、领会并主动地运用到我们的科研工作中，当然如果学好了，对于我们处理生活中的问题也是大有裨益的。写于2011年3月2日评论精选1．anonymity（科学网名，以下同）：在20世纪60年代以前，西方科学研究的方法，从机械到人体解剖的研究，基本是按照笛卡尔《谈谈方法》中所讲方法进行的，它对西方近代科学的飞速发展起了相当大的促进作用。但也有其一定的缺陷，如人体功能，只是各部位机械的综合，而对其互相间的作用则研究不透。直到阿波罗1号登月工程的出现，科学家才发现，有的复杂问题无法分解，必须以复杂的方法来对待，因此导致系统工程的出现，方法论的方法才第一次被综合性的方法所取代。系统工程的出现对许多大规模的西方传统科学起了相当大的促进作用，如环境科学，气象学，生物学，人工智能等。2．王群：自立、自强、自知、自查。自立：只有自己的思想独立了（有独立的意识是开端），才能分辨外来的信息；自强：有独立意识，不一定能分辨真伪，也得有方法才行，格物致知；自知：每个人的知识程度不一样，对信息的理解层次不一，如果遇到新的问题，当然是由简到难；自查：胆大还需心细呢！认识的每一步变化是不是都是正确的是需要反复检查的。个人认为第一条是最重要的，它体现理念重于方法，其他三条则侧重于方法。应用基础研究：冯·诺依曼原理
最近看了看《数学在科学和社会中的作用》（冯·诺依曼著，程钊等译，大连理工大学出版社出版），很有收获。以前只知道冯·诺依曼是计算机的开山鼻祖，也学过他的关于算子代数的书籍，但是对于冯·诺依曼的原话没看过，也不知道冯·诺依曼是如此的辉煌。总体来看，冯·诺依曼是位20世纪最杰出的数学家，在集合论公理体系的建立、算子环（也称冯·诺依曼代数）和量子力学的严格化等方面有开创性的研究，而且在计算机体系结构方面具有绝对的开创性，拉开了现代计算机的发展序幕，最有意思的是，他还对经济学理论做出突破性的贡献，他的博弈论在经济学中的应用更是令人赞叹。
以前看庞加莱的经历和成果，确实认为庞加莱是20世纪最后一位通才，但是，就对社会的贡献来看，冯·诺依曼无疑也是一位通才，他的巨大贡献遍及数学的很多领域，还涉及物理、计算机、经济学，等等。其中，以计算机和经济学的贡献最让人感兴趣。看了冯·诺依曼的叙述，我以为除了对其天才的赞美之外，我们似乎应该多思考点什么。冯·诺依曼只是凭着天才的头脑么？他的科研的方法论没有什么特别值得探讨的么？尤其是看了他关于计算机体系结构的建立和经济学理论的提出等论述，我以为，冯·诺依曼是凭借其超凡的数学功底、敏锐的观察能力、卓越的分析问题能力才取得如此辉煌的成果。除此之外，我们从他的论述中能够不断地看到闪光的哲学思想，这些无疑都应该成为每一个做应用基础研究的人学习和思考的内容，这些哲学思想我总结为冯·诺依曼原理。冯·诺依曼原理有如下几条：
一、科学研究的非功利性原理。这是冯·诺依曼的整个科学研究的大前提。他说：“在很大程度上，成功归结为完全忘掉终极所求；拒不研究逐利之事，只依赖智能雅趣准则的指引；遵循此道，长远来看其实会遥遥领先，远胜于执守功利主义之所获……这对所有学科都是正确的。”这对做应用基础研究的人来说觉得很奇怪，应用基础研究瞄准的就是实际问题，怎么能不考虑它的功效呢？我想这个原理并不是说完全不考虑课题的效果，更多的是强调做科研时候的心态。在做这些看似很实用的问题的时候，应该抱着唯美的思想，而非逐利的思想。我相信做到这一点确实很难。但是就是凭着这一点，冯·诺依曼在短短两年不到的时间内搞出了第一个计算机体系结构（图灵也几乎同时完成）。
二、学科发展的阶段性原理。冯·诺依曼在研究经济学的过程中，非常强调技术路线的选择和目标的限制，这都跟他对学科发展的阶段性判断和原理的掌握是有关的。他认为，学科都要经历一系列的发展阶段。越是高级阶段，其表现越具有统一、严谨、可量化等特征。越是初级阶段，越是充满了描述性的语言，越是有许多现象不可解释。他分析了数学、物理学和经济学发展的现状，提出了在他的阶段上，经济学处于初级阶段，不可能一下子就建立统一的数学理论，即便是物理学如此发达，到今天依然不能完全统一。放在今天，这个原理仍然具有很强的指导意义。中国对于世界的贡献主要在于传统文化中的思想，以及由此思想产生的文化和医学。中医理论以其目前的状态还没有摆脱很原始的描述性阶段。在这个初级阶段，人们要做的事更多的是掌握这个领域的现象，并就其中部分的现象进行科学的研究，然后不断地向上发展。
三、自然科学的数学化原理。冯·诺依曼认为衡量一个学科是否成熟，是否是科学，其唯一条件是看这个学科是否有成熟的数学理论做基础。这方面的结论已经很多。冯·诺依曼时代，很多人认为经济活动太过复杂，还包括了人的心理因素等，不可能使用数学进行深入的研究。他彻底地否定了这个观点。实践证明，经济学完全可以用数学进行深入的研究，今天已经验证了他的判断。以中医的研究为例，到现在为止还没有一个成熟的数学框架能够解释中医的经验，更别说对阴阳五行的科学化分析。这也就是说中医离现代意义上的科学还有很大的距离，但是，正如冯·诺依曼对经济学做的判断一样，对中医我们也同样可以说，未来一定有一个完整的、比较成熟的数学框架来解读中医的有效性。现在我们只能说，中医是个值得研究的科学问题。
四、数学工具的同步性原理。冯·诺依曼分析了经济学研究的困境，比照物理学的发展，他提出了一个很重要的原理，那就是要解决一个全新领域的科学问题，就必须有类似于微积分相对于物理学一样的数学工具的伟大发明才能解决。因此，他提出了博弈论。这个原理提示我们，当我们穷尽现有的工具都不能解决我们当前面对的问题的时候，我们就应该想到，出路就在新的理论工具上。
五、研究对象的朴实性原理。他认为一个领域值得研究的对象并不是那些看似非常复杂的整体对象，而是非常简单的对象，通过研究这些简单对象，建立相应的理论，并把这个理论推广到更大的范畴，这个学科就能够得到巨大的发展。这个原理对于一个新的领域更具有启发意义。他举例说明物理学的基本定律是从研究自由落体开始的，并不是别的什么复杂的活动。其原因也在于越是朴实的对象，越容易研究，涉及的相关因素较少，更容易建立数学理论。而复杂对象一开始就有可能因为因素的过多使得研究失去目标。他的原话是这样说的：“经济学家们常常致力于一些更大、更‘热’的问题，并且把妨碍他们做出关于这些问题的结论的所有东西都扫除一清。比较先进的科学如物理学的经验告诉我们，这种性急的做法只会延误对包括那些‘热点’问题的研究内在的科学研究的进展。我们没有任何理由假定在科学研究中存在捷径”。这些话对于今天我们的科研来说都是非常具有指导意义的。
总之，看了冯·诺依曼的书，我得出一个结论，他并不是完全靠他的天才的智力，而是靠智慧，尤其是他分析问题的各种有效的原理，才能够取得他的成果。我不能说就已经把他的有意义的原理都说清楚了，但是这几条我认为都是非常重要的。我们不能用‘天才’两个字就试图掩盖我们自己在科学研究的方法论方面的缺陷，也不能用时代性来给我们失败的研究哲学找借口。如果我们试图解决一些本质的应用问题，那就好好地看看冯·诺依曼的原著，从中获得的将远不是几个教科书上的命题，获得的将是整个科学研究的方法。写于2011年4月12日评论精选1．苏晓路：图灵若不是死得早，可能还更牛，20世纪50年代他已经在研究分形和自组织了，再给他20年或许能够找出真正实现智能的方法。诺依曼架构是为了功利的目的临时凑数的设计，冯本人原来希望设计一个元胞自动机系统，具有自主进化能力，从这里可以看出他当时也已经对于系统自组织有了一定的认识，同时代的两位大师在这一点上不谋而合，great mind thinks alike。2．闵应骅：“成功归结为完全忘掉终极所求；拒不研究逐利之事，只依赖智能雅趣准则的指引。”很深刻。科研靠实用主义来驱动，很难有原创性的东西出来。现在的计算机科学等待着另一个冯·诺依曼。科研中一些有用但是容易被忽视的基本原则
我们做科研，经常需要判断和选择，包括课题、方向、技术路线等，我们内心都希望自己的判断是对的，也都希望自己选择的路是正确的。但是非常遗憾的是，在大多数情况下，我们发现我们的判断和选择或多或少都有偏差。当然我们可以用我们年轻、知识和经验欠缺来给自己一个安心的理由，但实际上这隐藏了另一个深层的问题，那就是我们的科研素养还有重要的缺陷。所谓的科研素养，我认为包含两个东西，一个就是科研需要的知识和逻辑能力，另一个就是关于科学的一些基本原则，或者也称为哲学。我没有系统地读过专门的科学哲学，但是也读过一些著名科学家和哲学家的书，结合我自己的不长不短的科研经验，我觉得我们在知识和逻辑方面的弱点要小，但是关于科学哲学的欠缺是严重的。下面我将列出一些我认为正确的基本科学原则，以供参考。
科学原则一，没有免费的午餐。这句话实际上就是大白话，但是却无比的正确。它的含义告诉我们不管我们追求什么样的目标，我们都要付出代价。相反，如果我们愿意付出代价，我们也可能得到一些意想不到的东西。举例如下：在图像编码领域，我们为了追求灵活性和压缩效率，付出的代价是计算量和复杂度；在算法的硬件实现上，往往是面积和速度的博弈。
科学原则二，真理掌握在少数人手中。尽管现代社会强调多数意见，但是对于科学，恰恰相反，真正正确的前进方向只掌握在少数人的手中。其原因在于，大多数人的科学素质并不高，缺少对未知道路的识别能力，大多数人判断的标准往往比较陈旧，用陈旧的东西判断未知的或者新生事物往往会犯经验主义和保守主义的错误。当20世纪初，国际物理学家们为物理学的宏伟大厦赞叹的时候，没有人认为物理学还会有更大的本质进步。但是天空中飘着的（光电效应等）几朵乌云总让人不太放心，爱因斯坦不在主流中，但是他的道路似乎更加正确。记得武夷山老师有一篇文章，中间提到，著名科学家的判断中有个有意思的现象，那就是判断可行的，基本都可行，判断为否定的多数不靠谱。
科学原则三，存在即合理。这有点神秘主义的含义，但是在科学上，尤其是工程技术研究中，往往是非常重要的常识。我们经常会遇到很多看似可笑的实际需求，从数学上看，是不可能的，但是存在即合理，只要物理上有需要，就必然有其解决方案。比如图像去模糊技术，一开始只研究模糊机理已知的情况，并且是全局不变的，我们也称为反卷积，慢慢地可以做到不知道卷积核，称为盲目反卷积；现在研究较多的则是非卷积的模糊去除问题。自然有其固有的法则，存在的需求并不能用我们工具的弱点来否定，我们唯一能做的就是尊重自然，不断地开拓新方法，去解决实际问题。
科学原则四，亢龙有悔。《易经》的乾卦的上九爻说，亢龙有悔，是指事物发展到一定阶段，就走下坡路。这是必然的，没有永远旺盛的生命，也没有永恒不变的事物。课题更是如此，就我短短不到20年的科研经验，经历了几个热闹的学科。但是每一个学科都不会持续热闹超过20年，大约也就15年左右的时间。随着信息流动的加速，课题的生命周期会越来越短。冯·诺依曼在《数学在科学和社会中的作用》中，也强调学科发展具有阶段性的特点。我们要意识到我们从事的课题一定处于某个阶段，不是上升阶段，就是没落阶段。小到一个人的发展，大到一个公司，国家，都有兴衰的过程。我们可以指望找到很多方法和理论去规避这些衰落，但是只能在量上，不能在质上有更好的作用。华罗庚在这个方面做得比较好，他很快就能判断出哪个方向还能做下去，哪个方向不能做下去。IBM勇敢地抛弃了笔记本业务，并不是说笔记本将不存在，而是这个行业已经不是暴利的行业。如果我们不愿意去卖萝卜白菜，我们就需要寻找新的生长点。做科研，就需要不断地寻找属于自己的生长点。
科学原则五，现在远不是终点。我们在学习的过程中，会被各种理论、各种工具弄得眼花缭乱，这给我们一个假象，那就是科学已经非常的发达，人类已经发展到了非常高级的阶段。但是历史证明，任何对自己所在的时代有自满情绪都是个历史笑话。在中国，相信到了唐代，就已经认为中国发展到了最高级阶段。现在我们看到欧美有一些人也拥有同样的自满情绪，那只不过都会被证明是很可笑的事。实际上，关于自然，关于人类自己，我们所拥有的知识和能力还是非常的微不足道。现在不是终点，未来也不会有终点。在这个观点下，我们就不会因此而哀叹生不逢时，也不会因为找不到合适的课题而苦恼。
科学原则六，创造力与知识不成正比。我们总以为我们不能有很好的想法，不能有很好的创造力是源于我们知识的匮乏，寄希望在未来的某一个时间内，我们的知识能够达到很高的高度，然后就可能拥有很高的创造力。这是个错误的看法，现实情况可能恰好相反。在科学研究中，最具创造力的人往往并不是那些学富五车的大牛，往往是刚入道的小毛孩子。我大学毕业的时候，做了一篇毕业论文，关于小波分析的一个定理。这个定理是我提出并证明的。那时候对于小波一知半解，可以说没有什么很深入的知识，但是那个定理却是20年来我最得意的工作，在几本教科书中也都有专门的论述。现在的我知识更加丰富了，经验也更加丰富了，但是创造力，我相信不如在大学的时候。
科学原则七，好东西都是不经意的产物。我们总以为好东西是我们努力追求的结果，这是我们受到的教育告诉我们的。实际上，对于科研来说，真正的好东西恰恰不是刻意雕琢和追求的结果，而是不经意中的灵感让我们有了新的突破。科学研究的所有行为都只不过是在积累，都是在为那些不经意储备条件。为了科研而科研，永远得不到想要的成果，把科研当作玩具，把科研当作游戏，可能才是更好的心态和做法。一天到晚梦想发好论文，梦想评奖、评职称，都只会破坏我们的科研能力，不会给我们科研带来丝毫的好处。我的有些自认为还可以的想法，不是在度假时候想到的，就是在睡觉时候想到的，很少有在办公室中想到的。有个合作的朋友跟我开玩笑说，应该经常度假去。其实如果没有日常的杂务，我很希望能够经常度假，让自己充分的放松，多创造一些不经意。当然，没有积累，是谈不上什么不经意的创造的。
总的来说，做科研绝对不是闷着头做事情就够了，还需要不断地抬起头，看看远方，看看自己走过的路，给自己一个基本的判断。也许我们是个很普通的科研人员，但是我们自己的路还是要自己走下去。既然非要走不可，那就不妨用自己的方法来走。多总结，多归纳。从自己身上，从别人身上，多看出点门道，这样我们的路走得或许更顺点，也更有意思一点。科研本来就是生活的一部分，既不是神圣的，也不是庸俗的，科研只属于它自己的。写于2012年5月9日评论精选1．肖隆文：关于“真理总是掌握在少数人手中，……”段立论是对的，但论证是错的。有鼓吹种族优越性的嫌疑。有一部分人比另一部分人优秀？真理掌握在少数人手里，是因为没有一个人会去面对并思索所有的事，因此只有少数人/甚至个别人去探索某个自然现象，掌握了发言权，知识理论的扩散中是从一部分到大部分。也就是隔行如隔山。绝不是一些人或者说做研究的人比别人优秀，或者大部分人是蠢笨如牛的。“没有调查就没有发言权”就是对这个问题的回答。回复：你说的有一定道理。术业有专攻。但是大众的知识匮乏，对集体意识的依赖，是造成大众认知落后的本质原因。我们尊重人和人平等，但是人和人的差异是非常大的。2．方唯硕：拜读了！对于原则五我听过陈省身先生的类似说法——不要担心前人把事情都做完了，你没有可做的了。这对于有雄心但缺乏素养的青年科研人员是一个比较常见的现象，我自己也有过一个阶段比较苦恼找不到合适的题目，只好keep busy，尝试各种可能性。后来体会到最重要的是选个好题目，找个好方法，否则根本到不了“罗马”。对于原则七中您说的“但是创造力，我相信不如在大学的时候”。我认为学科不同差异较大。我以前也注意过在博文里也说过，数学和理论物理这类纯粹拼智力的学科，青年才俊的产生几率很大，天才很重要！而需要多年积累的学科，往往不是这样。3．吕世尊：“我的有些自认为还可以的想法，不是在度假时候想到的，就是在睡觉时候想到的，很少有在办公室中想到。”创新的灵感往往就是这样。梦存！作了些阐述：“梦思维灵感，确实是智者可利用的一种特殊的心理活动。它是自我显意识活动与潜意识活动之间相互沟通的一种最主要形式。第二种形式是深度不足的觉醒思维。第三种形式是介于梦、醒之间的临界思维或称坐卧闭目思维。因此，创新性的突破往往要靠这个最主要形式。”“梦思维灵感，作为潜意识的高级活动方式与特殊成果的珠联璧合，是只有智者才能遇到的机会。因为‘机会只会留给有准备的头脑’，所以它只为自己所从事的专业、工作和生活中遇到特定问题而产生和发挥作用；并且也只是为那些肯于思考、探索、研究和创作的人而梦的；再则也只有那些善于发现的人才能够把梦中这一显即过的东西抓住与充分地利用和发掘出来。简洁地说，它是来源于生活，服务于生活，是为解决问题而产生，又为解决问题而延续，它是等不来的。它不来只能说明事者的头脑准备得还不够充分，努力吧，‘欲穷千里目，更上一层楼’。最终‘众里寻他千百度，蓦然回首，那人正在灯火阑珊处’等着您嘞！”“提一下自我沟通的另两种形式，左脑显意识活动的觉醒思维，虽然苯拙、缓慢，却是我们日常长用不衰、积累素材和充分准备头脑的基础，它不如右脑潜意识活动的乖巧和自在的我行我素，而是累死不讨好地任劳任怨，实乃‘精念’之由；临界思维或闭目坐卧思维，就是自为地沉思，常在睡眠前后、深夜醒来时或独坐、车船旅途中主动清心闭目‘入定’，这是容易激发灵感的‘黄金时间’，尤是‘存想’之道矣！”科学创新的主要方式：潜意识思考
昨天看了法国数学家庞加莱（Jules Henri Poincaré，又译彭加勒）的哲学小册子《科学与方法》（李醒民译，商务印书馆出版），其中提到数学创新的方式问题，我深有同感，虽然不能说英雄所见略同（不可比啊），但是其观点值得推广，这篇文章的多数观点来自于这本书，我只不过进行了整理和发挥。
首先，人的思考能力有两种：有意识思考和潜意识思考（李译为无意识工作，窃以为不甚贴切）。所谓有意识思考，就是我们常说的思考问题。拿着书，拿着笔，或者来回徘徊，冥思苦想。这些都是受人的主观控制的思考行为，都是有意识思考。潜意识思考顾名思义就是不受人的控制的一种本能的思考活动，其结果表现为所谓的灵感。庞认为，有意识的思考所产生的科研结果往往都不是最好的成果，只能给课堂里增加一点教学的材料。其主要原因在于，有意识思考具有连贯性和稳定性的特点，而一个重大的突破往往具有不连续的特点，有时候甚至是落差很大的阶跃，这些突破显然不在有意识思考的工作范畴。潜意识思考具有随机性的特点，可能产生各种组合和结果，但是往往是少量的几个结果能够被人的意识捕捉到，这就表现为灵感。潜意识工作的机理并不清楚，但是似乎可以说其能够被人的意识捕捉的机会确实很少。这个捕捉的过程类似于人的意识的选择过程。庞认为是有个类似阈值的选择机制在起作用，而这个阈值是人的意识的兴奋程度，也就是说，当某个结果让人的意识兴奋到一定程度，就可能为主观意识所感知。
其次，有意识和潜意识是如何分工合作的呢？有意识的思考主要负责收集信息，整理材料，把显而易见的逻辑路线都走完，等到了悬崖边上的时候，有意识的工作就只能停止。当潜意识的工作有了结果之后，有意识的思考开始接管，完善并继续拓展潜意识思考的结果，然后提出下一个问题。两者不断地交替，就构成了一个人的创新的基本模式。
那怎么才能让这个机制发挥更好的作用呢？既然潜意识不能为人所控制，那似乎就没有办法，只能看上帝的眷顾了。其实不然，我们还是可以提出一些方法来推动这个机制。下述的几个方面似乎都比较有关。
一、深厚的专业知识是不可或缺的。潜意识思考的所有原料都需要有意识来提供，没有深厚的专业知识，就等于没有加工的原料，所谓的潜意识也就不能发挥任何作用。如果一个人对一个问题都不能理解，那就不能奢谈灵感。
二、人活得更纯粹。潜意识可能并不能同时做很多事情，如果我们活得不够纯粹，整天淹没于鸡毛蒜皮，那么潜意识就会混乱，不能有效地工作。它不能确定哪个是它重点需要解决的问题。更纯粹、更专注似乎更有利于潜意识的工作。
三、更好的审美情趣有助于更好地选择潜意识的结果。前面说过，潜意识中可能会产生数量庞大的组合，但是只有少量可以输出，而输出的阈值就是我们对可能成果美的判断。只有主观上具有很高的审美能力，其选择结果的正确性就更好。否则，连续输出很糟糕的结果，会使潜意识的努力浪费，主观意识的捕捉欲望也会因此降低，长此以往，灵感将不再光顾。
四、需要经常换换脑筋。持续不断地攻一个问题，会使得大脑疲劳，潜意识同样会疲劳。在思考一个问题一段时间之后，应该放一放，做点别的轻松的事情，让潜意识去干活，这样的方式似乎更有效。
五、保持纯净的心理也是很有帮助的。人经常会遇到各种困难，也会因此引发不好的情绪，如，愤怒，悲伤，哀怨，等等，这些情绪似乎会大大地抑制潜意识的思考能力。保持快乐的状态是非常关键的，而心灵的纯净对于快乐似乎是关键的。
假如我们希望我们的科研能够不断地有所突破、有所创新，对潜意识的发挥和利用就成为一个课题。这方面虽然还很难进行分析和验证，但是上述的说法应该不至于离最终的真理偏差太大。仅供参考。写于2011年2月18日评论精选1．刘晓东：原来庞加莱有这个诀窍，难怪他能提出很多猜想，让别人花100多年去解，他自己却不解。看来他的猜想都是从潜意识来的。我也有类似的设想，还没有他全面、系统，我有过一些经历，当潜意识冒出来的时候，就是一瞬间，往往捕捉不到，过去了以后又怎么都想不起来，就像刚做了梦，醒来后怎么也想不起来梦里的事情。这个时候需要静下心来，把思路重新捋一遍，有可能把飞过去的潜意识捞回来七八分，但是有的时候一点儿也捞不回来，最糟糕的一次经过了20多年才破解。2．baitouweng：我给学生说我的经验，就是“把问题装进脑袋里，脑袋自己会工作，得出许多很好的idea，然后你就要和应对麦子一样，抢收。”收麦子很辛苦，也很快乐。3．朱治安：重大发现都是基于水滴石穿般的思考之上的，潜意识思考就是纯粹钻进兴趣眼儿里面的自由思考，不循规蹈矩的思考。这是很重要的。好科学的本质是什么
这个标题不是我第一个讨论的，最近在读英国百科全书学者卡尔·皮尔逊（ Karl Pearson,1857—1936）的《科学的规范》（李醒民译，华夏出版社出版），有所收益。其中在书的开端，作者就提出了这个看似没有意义的问题，好科学的本质是什么。问到这个问题，那就要先看看什么是科学，然后才能谈好科学。按照百度百科的定义如下：“指发现、积累并公认的普遍真理或普遍定理的运用，已系统化和公式化了的知识。”
从皮尔逊的观点来看，这正是坏科学的定义。这个科学的定义仅仅是描述了科学的目的，实际上科学的定义应该改成如下：“指用严谨的逻辑手段发现、积累并得到同时代公认的较大范围内适用的真理或者定理，并形成系统化或者公式化的知识。”
这里我调整了三个地方，一个强调了科学的手段不是简单的发现，而是经过论证或者证明的发现。发现现象的能力大多数人都有，但是能论证现象背后的机理或者原因，并不是很容易的事情。我们都知道苹果从树上要掉下来，也知道水往低处流，石头向山下滚，但是只有牛顿第一个搞清楚这个现象的背后原因。第二个调整是并不是科学研究的结果一定是永远都被公认的。科学的历史证明，我们曾经公认的很多科学结果并不像当初想象的那样可靠，而且即便是今天，科学的结果也并没有被所有人承认，也只能被同时代人的一部分人承认，个别的结果可以延续得更久远。第三个调整是结论的适用性，普遍真理在科学中存在但并不是全部都是普遍真理。牛顿的力学都不是普遍真理，更何况更多的其他结论。人类为了减少对科学继承的代价，将其进行系统化和公式化，但是公式化仅仅是科学结论的描述形式，并不影响科学的实质。
谈了科学，那么什么是好科学？皮尔逊认为，“仅仅列举研究结果，只传达有用知识的通俗科学形式是坏科学，或者根本不是科学。”他建议用这个原则检验所有的所谓科学著作，并认为如果一部著作仅仅给出现象或者让读者去想象而不进行理性的分析和论证，这就是坏科学。有一个结论更加令人信服：“伟大的科学经典往往是最容易明白的书，而所谓的科普读物反而不容易读懂。如达尔文的《物种起源》（周建人、叶笃庄、方宗熙译，商务印书馆出版）和《人类的由来》（潘光旦、胡寿文译，商务印书馆出版）等书，即使在这个学科中没有受到过专门训练的人，也能够进行有益的阅读和广泛的理解。”
好科学的价值不仅仅给人提供了有用的知识，而在于学习好科学的过程中能够得到逻辑和理性的锻炼，并由此学会理性逻辑分析的能力，让心智变得更加理性和理智，脱离朴素的本能，从而成为更为健康的人，也成为更为健全的好公民。由此可以看出，我们的中小学教育的教材，包括我们的大学教材，大多数都是罗列和科普，除了让学生记住一些死的所谓知识之外，并不能给学生以理性的提高，按照皮尔逊的结论，这统统都是坏科学。更有甚者，由于教材的断章取义，以及仅仅罗列，导致学生的学习更为费力，很多地方由于缺少背景和辅助资料，导致无法理解，最终只能死记硬背。学习的人得不到学习的乐趣，也得不到学习真正需要的东西。
我在课堂上，也在讨论班里反复给同学们说过，读研究生的目的不是为了发几篇论文，也不是为了那张越来越不值钱的毕业证，而是为了让自己得到更多的科学方法，让自己变得更具理性和理智。一个更为直接的想法是，如果想要读几本书或者几篇论文，那就不用去念研究生，找个老师指点一下，告诉你读什么书。但是这不能让一个人就成为研究生或者成为一个学者。只有学会科学的方法，然后才可能成为一个合格的科学工作者。我之前写过一篇文章说，科学的目的不仅仅是提出或者发现真理，其意义也在于强调科学的价值的广义性。我们在生活中总会遇到各种各样的事情，假如我们具备了科学的理性能力，那就可能利用这种能力让很多事情处理得更加合理，其结果可能对整个社会都有正能量。我们的教育由于缺少了方法论的渗透，我们可以看到很多惨痛的教训。一个高中毕业生如果回乡务农，10年后和那些没有受到过教育的人就没有任何的区别，其本质原因就在于他们仅仅是记住了一些死的知识，当这些知识忘记之后，就没有剩下任何东西。面用水洗，之后得到面筋，可是我们的教育呢？经不住忘记的教育是失败的。写于2013年3月27日评论精选1．杜伟：想起来听过一个讲座，补充一个老师说他对科学研究的认识：Research is about to see what everyone else can see but to think nobody has though．对彭老师最后一段谈到的读研目的很有体会，学会了好的科研方法，做科学，而不仅仅局限于学习具体的科学知识。2．周文雄：是的。我现在从事高通量技术的研究，就一直感觉不踏实。越来越多的高通量方法被提出，从早年的微阵列到现在流行的第二代测序、第三代测序、蛋白质谱，还有人开发了高通量的基因敲除、高通量RNA干扰、高通量的染色质免疫共沉淀，等等。但是绝大部分文章给人的感觉就是“我们搜集了一堆的数据，数据是啥你自己看，说明了什么没人知道”。或者说“We see everything, but know nothing”。学会尊重想法
从事科研工作十几年以来，从自身、从周边、从学生身上，都看到了我们作为科研工作者，在欣赏他人的工作的时候都有一个很大的误区，我们往往更多地欣赏结果，而对产生这个结果的思想或者想法置之不理。这个问题看起来很小，实际上影响却很大，如此做法有如下的很多弊端。
一、忽视想法的重要性是低级的欣赏阶段。结果的好坏往往很容易判断，而想法的好坏需要一定的水平才能判断，因为想法还没有付诸实施。我们如果只能看到结果的好坏，不能欣赏思想的好坏，那说明我们还没有真正迈入科研的殿堂，只停留在票友的阶段。我们的教科书只讲知识的结果，却对产生这些知识的想法没有丝毫的论述，这也使得我们很容易在这个教育体制下培养出来这样的欣赏品位。
有个故事：哥伦布发现了新大陆之后，凯旋成名，结果很多同样会航海的人说，他没什么，就是运气比较好。有一次，哥伦布拿起一个生鸡蛋，给几个正在鄙视他的人，说，你们谁能让鸡蛋大头朝下站起来，结果每个人都失败了，哥伦布拿起鸡蛋轻轻磕了一下，形成了小窝窝，很容易就站住了。他说了一句：这就是差距。不错，很多人都会航海，但是哥伦布不仅仅会航海，他有自己的目标，有志向，同样也需要一定的智慧。否则，光看结果，我们还不能真正看到他的过人之处。
我们面对别人做出来好的结果，一般两种倾向比较明显，一种是作为水平接近的人说，那没什么，甚至会想出很多丑恶的东西，包括攻击个人的其他缺点；另一种会说，做出那个结果的人是天才。这两种倾向都是否定人的主观能动性的突出表现。这些也都是我们的教育中没有注意规避的地方。
二、忽视想法的重要性会使我们成为简单的书袋子。由于我们仅仅重视结果，那我们就只记住了大量的知识点，成为所谓很博学的人。但是这些知识对于我们来说，要么很平凡，要么很神秘，对我们来说，除了用来炫耀自己的博学，没有太大的用处。在当前网络非常发达的时代，记住几个知识点已经不那么重要了，尤其是一些边边角角的知识，我们完全可以借助于网络搜索来完成。同样，我们由于对知识没有真正的消化，那我们实际上不能有效地运用，也就不可能有真正的创新。
三、忽视想法的重要性还会使社会评价体系畸形化。由于我们重视的不是科研里面天才的想法，因此导致对于科研成果的评价流于庸俗的实用论，而对于真正提出想法的人没有给予充分的认识。其实，大多数时候，想法的重要性要远远超越实现的重要性。由于社会分工越来越细化，很多时候，只要我们有想法，我们就可以找到能够实现的人。但是想法往往是非常难得的。在人类知识不断进步的过程中，我们的祖先产生每一个想法都是那么的不容易，虽然从今天来看，那些想法似乎是自然的，但是在产生的那个时代，是非常的不自然，都是天才般的创造。在中国当今时代，我们就是需要想法，而不是仅仅靠仿制做几个产品赚钱。在中国，之所以会出现如此多的成果共享争议，也跟我们对想法不重视是有关系的。
四、忽视想法的重要性还使得我们不会做科研。我们看到了太多的留学生，他们在国外的时候，成果是丰富的，但是其中有相当多的部分回到中国之后，就泯然众人，这里面除了环境、条件和主观懈怠的原因之外，我想还有一个很重要的因素，这些人在国外的大多数成果来自于解题，也就是别人提供的想法。到了中国，由于没人能提供想法，因此，也就没有那么多的产出。事实上，我们不缺能够推导理论、能够做系统实现的人，我们唯独缺少的是提出想法、提出思路的人。在硅谷，朋友们见面就问，最近有没有什么新想法？而不是问，最近挣了多少钱？或者你最近在哪里供职？两者就是明显的差距，前者重视希望，后者重视现实。没有想法就没有希望。我们的学生也一样，跟着导师还能做点文章，可是离开了导师之后，大多数不会做科研，其原因也在于没有任何值得研究的想法产生。在国际会议上，我们看到很多大牛被中国人包围，问得最多的问题，就是还有什么可以考虑的问题。这在老外看来，就是想剽窃他人的思想。不少老外跟我抱怨这个话题，我也无地自容。
五、忽视想法的重要性会使得我们失去在地球存在的价值。毛泽东说过，不怕做不到，就怕想不到。有人说这是唯心主义，其实这句话真正的含义还是赞扬想法为先的思想。昨天看CCTV 9，讲到美国的登月计划，虽然很多人质疑美国的登月计划，但是对于登月计划的真正好处没有看出来。一个当年参与这个计划的人说，太空计划最大的价值在于，我们要告诉后代，在地球上，没有什么是不可能的，都可以放开了去想。这就是对想法的尊崇。我相信，在中国，如果在没有人实现太空行走的人为先例的情况下，有人提出太空行走，一定会被请到精神病院。这是我们文化的缺陷。放眼望去，我们能够留给后代的东西实在不多。没有想法，一个民族就不可能站在世界民族之林的高端。
六、忽视想法的重要性就是抹杀个人在推动历史进步中的价值。我们在有一个阶段，非常需要集体主义，到今天，我们依然需要集体主义，但是我们应该逐步尊重个人在集体中的突出作用。今天，如果都是课题组长获奖，这就是不尊重个人作用的表现。因为，很多情况下，课题组长只是个包工头，而具体从事研究的人才可能提出高明的解决方案。我们如果还继续忽视个人的作用，那么长久下来，我们的科研队伍越来越向寡头科研体系发展，而越来越多的人会投入一个又一个山头作为门客。在“两弹一星”的研制过程中，钱学森就及时地发现了不少有想法的年轻人，并且尽快地将他们提拔到领导岗位。这些人往往还有点愣头青的味道，但是他们有想法，那就是好苗子。可是，现在我们不重视想法，而是看是否忠诚可靠，这些都不是能够做成大事的第一要素。那个获得诺贝尔奖的有点精神问题的纳什，在中国是无论如何也不会出头的。因为，他甚至都不能算是一个正常的人。陈景润也是那个时代的特例，他也有一定程度上的精神问题，不是一个正常的人，但是如果没有华罗庚的保护，他也只能一辈子当个图书馆员，还说不定在某一天就被调离那个岗位。
总的来说，学会看到别人的想法的价值是我们欣赏品位提高的表现，尊重想法的价值也就等于尊重了个人在推动历史进步中的贡献，也就会形成一个真正尊重人才的社会氛围，也会使得我们自己更会做科研，中国才能有更好的发展，成为所谓的创新性国家。否则，我们还将继续打嘴仗，直到我们失去了打嘴仗的尊严为止。写于2011年9月26日评论精选1．杨逸凡：想法，也是需要时间去检验的。尊重，也是一种欣赏；中肯的批评，也是一种肯定。我们现在的评价体系，太看重成果了，就会浮夸，基础往往就会缺陷。就像教育，大学里反而要做小学的事情。2．丁振峰：国内不重视idea——一个人说过了想法之后，就有人跟着做，没有任何声明。这也是国内同事、同行之间不敢充分讨论的原因之一。更看重重复复杂的工作——提出想法的人往往得不到重视，干出来的人常得到奖励。长此以往，多数人忙于干，而不是慢慢想。中国的科研原创性思想少，也与此有关。培养好品位
早上收到长期合作的台湾朋友的来信，他信中提到一个词：academic taste，我理解为科研品位。他说做科研要有好品位，我非常赞同，个人以为，好品位有如下表现。
一、好品位意味着要有鉴赏力。好东西有个明显的特点，那就是稀有。比如，和田玉确实好，但是世间难寻。课题也一样，好课题并不多，做的人也不多，因为识货的人很少。做科研尤其要培养起好的鉴赏力，能够看到一个科研成果的妙处，不限于成果本身，更要看到成果中思想精华以及人类挑战自我的精神和勇气。但是好成果并不多，往往是千里挑一。能够遇到读起来拍案叫绝的文章才是真的好文章，能够体验到拍案叫绝才是初步有了好品位。康德也说过，科学研究的堕落首先就是鉴赏力的堕落。我们自己的成果拿出去，首先要让自己满意，让自己觉得很好，这样的文章才可能被别人接受。如果抱着碰运气的想法投出自己的成果，这样的成果往往不太会被接受。自己不喜欢的就不要指望别人喜欢。课题也一样，好的课题往往其貌不扬或
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]