温景嵩:两种方法

选择字号:   本文共阅读 2093 次 更新时间:2007-11-19 11:38:42

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温景嵩 (进入专栏)  

  

  《创新话旧》第1章(10)

  

  1.3.4 找大师去请教

  

  做研究工作要抓大问题,“抱大西瓜”是第一位的大事,但也要防止好高务远,眼高手低。越是意义重大的问题难度越大,就越有可能无从下手。善于抓住意义重大的问题,又善于找到解决问题的途径,这是一门艺术。要想学会这门艺术,就一般人而非天才出众的人讲,一个重要的方法是找你这个领域的国际公认的权威或专家请教。某一个研究领域的为国际公认的大师,常就是这个领域中最善于抓大问题又最善于找到解决大问题途径的行家里手。跟这样的大师级人物学,经常会有大收获。应该承认科学事业虽是一个创新的事业,但它确有继承性。巴切勒的老师是20世纪上半叶英国的一位流体力学大师G.I.泰勒,而冯.卡尔曼的老师则是20世纪初德国的国际流体力学大师,我们在上面刚谈过的边界层理论的创始人普朗托。杨振宁的老师是20世纪上半叶理论物理的一位国际大师费米(Fermi),钱学森的老师则是冯.卡尔曼。我刚才讲到的我国国际气象学大师叶笃正先生以及早在“文革”中去世的顾震潮先生,又都是20世纪上半叶国际气象学大师,芝加哥气象学派的代表人物罗斯贝(Rossby)的学生。不久前才去世的南开大学国际数学大师陈省身先生,他早年师从德国的微分几何权威布拉希克,在那里得到博士学位后,又到了法国,追随法国的国际几何学大师嘉当,后来又到了拥有伟大的物理学家爱因斯坦,和伟大的数学家冯诺伊曼的美国普林斯顿研究院,和这些科学巨人们共事了两年。这些卓越的经历,为陈省身后来创造出举世公认的重大成就,打下了坚实基础。所谓名师出高徒确很有道理。

  我在前面“缘起”中讲到,我从事研究工作的客观条件并不有利,然而我也承认我的客观条件并不都不利,我也有过好条件。而且是非常难得非常好的条件。就是在我的一生中,曾几次获有机会在国内外的一些大师级人物身边学习和工作。参加工作时是在北京,中国科学院大气物理所,在那里曾得到过叶笃正和顾震潮两位先生的指教;后来到中国科学院安徽光机所工作时,又受到过我国光学界的大师级人物王大珩先生的鼓励。再后来就是剑桥大学的当代国际流体力学大师巴切勒。他接受了我的申请,于1979年10月到他那里去学习和工作。这次的机遇改变了我的一生,它是使我能从逆境中冲杀出来并取得成就的最主要因素。后来我才知道,这确实是一次非常难得的机遇。因为和我同时申请到巴切勒那里去搞湍流的,还有清华大学力学系流体力学专业的张兆顺教授。那次竞争结果是巴切勒接受我的申请而没有接受他,使他感到非常奇怪。由于在此之前我从来没有参加过国内流体力学界的活动,显然我不是搞流体力学的人,那为什么巴切勒会接受我呢。后来有一次我俩在伦敦我国驻英使馆中相遇,谈起此事时才弄清楚。我告诉张兆顺教授,我的确不是搞流体力学,而是搞大气物理的。至于巴切勒为什么接受我,我也是到了剑桥后,他和我第一次会面时才知道。原来他告诉我,他早已不搞湍流了,他之所以接受我是由于他现在搞的 是悬浮体力学,悬浮体既包括水溶胶,也包括气溶胶。在我到剑桥之前,巴切勒一直都从事于水溶胶力学研究,还没有对气溶胶进行过探讨。他很想把他的理论推广到气溶胶中去。在接到我的申请书以后,在我的履历上他发现我以前做过云的微物理,而且作得很不错,这引起了他的兴趣。他认为云也是一种气溶胶,于是他很想通过我的云物理把他的悬浮体力学推广到他从来没探讨过的气溶胶中去,这就是他接受了我的原因。当然他在那次会面时还对我说,他并没有骗我,如果我坚持做湍流方面的工作,他那里也有人在搞,这就是亨特(Hunt)。他在湍流扩散方面 ,已做了一些很出色的工作。然后介绍我和亨特见了面。让我再重新考虑一下。我很快就做出决定,放弃原申请的湍流,而决定和巴切勒一起重新拿起已放下十多年的云物理,以使自己能跟上巴切勒的悬浮体力学。原因很简单,我去剑桥主要是为了向巴切勒这位大师学习,我不会放弃这次难得的机遇。第二,云物理也确实是我以前在国内时所有工作中最成功的一个。关于云物理上的工作,我们还将在第六章中进一步谈到。现在回想起来,这真是一次十分巧的机遇。因为如果巴切勒没有转到悬浮体力学,而是继续从事于湍流的研究,那他肯定会接受清华张兆顺教授的申请,而不会接受我。因为张教授是正统的流体力学出身,基础比我强。另外如果我事先知道巴切勒当时研究的方向已转到悬浮体力学,我倒不敢向他提出申请了。因为悬浮体力学的文献大多出现在胶体科学的杂志,或化工杂志上,大多属于水溶胶系统。我不可能在国内写申请书时就会猜到巴切勒想把他对水溶胶的研究推广到气溶胶上去,更不会猜到他想通过我对云物理的研究,把他对悬浮体力学的研究延伸到气溶胶系统中来。说实在的,悬浮体这一词,英文叫 suspension,我只是在和巴切勒第一次会面时才知道,原来世界上还有这么一门学问。所以现在回想起来,我之所以能有这么一次机遇,实在是一次非常难得的巧合。写到这里我不得不承认,我竟是十分幸运的人呢!

  

  1.3.5 投身于国内外高水平的学术交流活动之中

  

  能够有机会到大师级人物身边去学习,去工作,自然是一个学习抓大问题,“抱大西瓜”的极好机会。但是这种机会十分难得,而且不可能跟上一辈子。更多的机会则应是投身到高水平的国内外学术思想交流活动中去。从中磨练自己在理论上的敏锐感,从中去提高自己抓大问题的能力。一个好的学术思想的诞生,一个好的问题的被发现,常常是产生在高水平的学术交流之中。那是在敏锐的思想交锋中产生的思想火花,而不大可能产生在一个人的冥思苦想,闭门造车之中。控制论的创始人维纳(Wiener)在他的名著《控制论》里曾生动地介绍了关于控制论这门新兴学科的产生过程。这是在他们的一个科学集体,通过长时间的每月一次学术交流活动中诞生的。这是一个多学科的集体,它包括数学家,物理学家,也包括医生和神经生理学家。问题的中心点是科学方法论问题。讨论是认真的,谈话是活泼的,毫无拘束。维纳在书中说,在他们这个学术讨论会中,每一次都先是大家围在餐桌旁一起吃午饭,饭后就由小组的一个人,或从外面邀请来的人宣读一篇论文,报告后,“报告人必须经受一通尖锐批评的夹击,批评是善意的然而是毫不客气的。这对于半通不通的思想,不充分的自我批评,过分的自信和妄自尊大真是一剂泻药,受不了的人下次不再来了,但是在这些会议的常客中,有不少人感到这对于我们科学的进展是一个重要而经久的贡献。”其最后的结果,就是产生了这门影响深远意义重大的新兴学科—控制论。从那时起直到现在,组织频繁的高水平的学术交流活动,已成为国际公认的推动科学发展的基本方法。剑桥大学的应用数学与理论物理系是又一个例子。在那里,每星期从周一到周末,从上午到下午经常是排满了各种各样的学术活动,系主任巴切勒一次曾指着他们工间休息时的饮茶室(Tea room)的墙上,写满了本周重要的学术活动安排的布告牌对我们说,“在开学上课期间,如果有那一周这个布告牌是空白,那就是我作为系主任的失职”。看来,他们是把组织学术活动当成是系主任的基本职责所在。在这样的指导思想下,他们那个系实际上就已成为他们各自研究领域中,一个常年不断的高水平的国际学术交流中心。有力地吸引着世界各国的学者到他们这里来从事交流活动。不仅包括许多年轻人,而且包括了一些著名人物,例如美国著名的流体力学家埃克里沃斯(Acrivos), 当时他是斯坦福大学化工系主任,后来去纽约列维奇(Levich)流体力学研究所任所长,他还是国际著名的《流体物理》杂志主编。埃克里沃斯教授在我在剑桥的那些日子里,曾多次看到他到剑桥来。然而使我奇怪的是,他来不是给大家做报告,也不是参加国际会议,只见他在一些朋友的办公室转来转去,谈来谈去。甚至有一次他还找到我,要我向他谈一下我的工作。后来一位剑桥的朋友告诉我说“埃克里沃斯到这里来是为了解这里的工作进展,从中好发现一些新的题目,以便带回去给他的学生做” 。另一位土耳其伊斯坦布尔大学的流体力学教授尔多根(Erdogan),也是这里的常客,他也和埃克里沃斯一样,到剑桥既不做报告,也不参加会议,而是到处找剑桥的朋友们交谈,后来这位土耳其教授对我说,了解国际动态不能光靠看文献、读著作,更重要的是要到这里来了解。因为刊物上的工作,即使是最新发表的论文,也只反映了过去的成果,而到这里来了解情况,才可以了解到流体力学的现状,才能知道未来流体力学将会如何发展,这才是真正的最新的动态。在剑桥大学的应用数学和理论物理系,除了为大家提供了各种教室,以作为大家的学术交流场所以外,刚才提到的那个饮茶室 大厅,也是一个交流的地方。表面上看,那是给大家在上、下午工间休息、饮茶、喝咖啡的处所。实际上却是为大家提供了一个非正规的更随便的交流地点。范戴克的《流体力学中的微扰方法》,就是一次在饮茶室 喝茶休息时,由我的剑桥朋友推荐给我的。离开剑桥回国以后,进行国际交流的条件差了很多,但我还尽可能争取多参加这类交流活动,并且从中受益。真空系统中的气溶胶粒子动力行为,就是1996年我应美国著名的气溶胶科学家,美国气溶胶学会三位创始人之一,明尼苏达大学的美籍教授刘扬晖的邀请到他那里去做报告,并参观了他的实验室后发现的一个新课题。这个课题后来在国家自然科学基金委员会申请到一个项目。通过这个项目在2000年还培养出一位博士。就是现在已是南开大学泰达学院副院长,物理学院副教授张连众博士。1990年我应日本鸟取大学大西善元教授的邀请,前去进行学术交流。在报告以后的一次和日本朋友交谈中,找到了解决当时我们正在进行的中皮克列特数下重力和布朗的耦合碰并的方法。1999年我应韩国光州理工学院环境工程系教授,美国气溶胶学会会刊的一位国际编委李揆元(K.W.Lee)邀请,到他们那里去交流。在报告后的一次交谈中,他提出我们的理论成果可以和他们研究的:来自亚洲大陆特别是中国的黄沙污染课题结合起来进行合作研究,并为此进行了一些工作,争取在韩国科学基金会立个国际合作项目。但是最后没有成功,是个憾事。因为韩国基金会规定每一位教授只能得到一项国际合作基金,而他已经和德国的一位气溶胶科学家有了一项合作项目。2000年到美国参加美国气溶胶学会第19届年会时,发现我们对气溶胶的基础研究完全可以和当前国际气溶胶界的一个研究热点──气溶胶的健康效应,气溶胶粒子在人体呼吸系统中的沉淀问题结合起来。由此在国家自然科学基金委员会中又申请到一个项目。我们这个课题组,现在也已完成了新老交替,现在这个项目已由张连众博士来主持了。目前这个项目正在执行之中。这是一个大的转折。通过这个转折,我们希望把课题组的研究从过去的基础理论研究转到应用研究上来,争取对国家和社会有更大贡献。直接为国民经济建设和社会发展服务,正是微大气物理学的一个重要特点。

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