徐光憲先生報告-北大學生科學年會-創(chuàng)新戰(zhàn)術16法(編輯修改稿)
2025-01-22 11:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 稻來證實。為避免自花授粉，他選擇雄性不育植株來受粉，取得了很大成功，使我國水稻由畝產(chǎn) 300公斤提高到 500公斤，對最重要的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)問題，做出了偉大的貢獻。他被國際上稱為“雜交水稻之父”。繼矮桿水稻，雜交水稻之后，袁隆平正在研究第三代超級稻“培矮 64S/E32”，經(jīng)兩年試種，均達到畝產(chǎn) 800公斤。這是非常了不起的成就。 23 愛因斯坦的光子學說， 1905 ? 例（ 2） 光的本質(zhì)是什么？是波動還是微粒？這個問題爭執(zhí)了 200多年，互有勝負，不得解決，在 20世紀初到了“山窮水盡疑無路”的地步。這是因為人們的思想受形式邏輯的限制。形式邏輯回答問題，非此即彼，非彼即此。愛因斯坦跳出了形式邏輯的框框，認為問題的答案可以“亦此亦彼”，于是“柳暗花明又一村”，達到了完美的創(chuàng)新境界。這就是他在 1905年提出的光子學說。光子學說是一條非常重要的創(chuàng)新鏈的源頭，由它導致德布羅意提出電子也有波粒二象性，再引出量子力學的波動方程。 24 9。天上人間法 ? 有些物質(zhì)是天文學家在天上先發(fā)現(xiàn)，然后由化學家把天上之花，移植到地球人間的。 ? 例 [1] 1868年天文學家在觀察日全蝕時，從日珥的光譜中發(fā)現(xiàn)一種未知原子的譜線，命名為“太陽元素 (Helium)”。28年后，化學家才從地球大氣中把 He元素氣體分離出來。 ? 例 [2] 天文學家用射電天文望遠鏡研究分子的轉(zhuǎn)動光譜，發(fā)現(xiàn)了幾十種星際分子，其中有些是地球上還沒有合成的，有一類是直線形的 ? HCiN分子，其中 i＝ 1 1 11 ? 例如 HC?C?C?C?C?C?C?C?C?C?C?C?C?N。 ? 化學家 Smally想象宇宙中有閃電，空氣中有氮氣和氫氣，企圖用激光或電弧作用于石墨，在地球上來制備這類化合物，卻意外地得到 C60，并獲得諾貝爾獎。但這類 HCiN分子，至今在地球上尚未合成。 25 10。傻瓜提問法 ? 創(chuàng)新的第一步是“提出問題”。年輕人好奇提問往往是創(chuàng)新的開端。 ? 例 [1]三角形的內(nèi)角之和一定要等于 180度嗎？ ? 其實，三角形的內(nèi)角之和等于 180度是平面上的幾何學，即歐幾里德幾何學。人們發(fā)現(xiàn)用平面幾何學經(jīng)行大地測量，在范圍較大時有偏差。這是因為地球是球面的。在地球上距離較大的三點之間，作三條直線，組成一個三角形，它的三個內(nèi)角之和大于 180度。這就是球面幾何學。反之，在凹面上的三角形的內(nèi)角之和小于 180度。由此建立了一門新的學科：非歐幾何學。 26 例 [2] 分形理論 ? 例 [2] 空間的維數(shù)是不是一定要整數(shù)？ 例如說一維、二維 或 三維空間。可不可以有分數(shù)的維度？這個看似傻瓜的提問，終于發(fā)展成為一門新科學：分形理論。彎彎曲曲的海岸線的維數(shù)就在一維和二維之間。 27 11。大膽假設、小心求證法 ? 敢于好高騖遠大膽假設，善于實事求是，小心求證。對于你的假設預期，要認真安排實驗來小心求證。實驗的結(jié)果不外四種： ? [1]證明了你的假設，于是進一步去尋求新的實驗證明。證明越來越多，假設就能發(fā)展成為理論。例如 1948年，伽莫夫在愛因斯坦于 1917年提出的 《 根據(jù)廣義相對論對宇宙所作的考查 》 的基礎上 ,以現(xiàn)在的宇宙正在膨脹的觀測事實 [哈勃定律 ,1929]為根據(jù)，提出宇宙起源于熱大爆炸的假設。這是一個很大膽的假設。這一假設后來得到越來越多的科學觀察和理論支持，經(jīng)過許多科學家的不斷改進，發(fā)展成為現(xiàn)在的大爆炸宇宙理論。 28 11。大膽假設、小心求證法 ? [2]部分否定了你的假設，修改你的假設，使之更為完善。 ? [3]全部否定了你的假設，根據(jù)新的實驗結(jié)果，提出新的假設。 ? [4]得到完全意外的結(jié)果。例如從設計合成一個新化合物的失敗，到發(fā)現(xiàn)一個新的結(jié)構(gòu)類型。如果你的運氣好，可能發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象或新效應，但必須有敏銳眼光才能抓住它。所以這四種可能性，在科學上都有收獲。尤其是第四種，可能有巨大收獲。這第四種方法也可叫做“種豆得瓜法”。 ? 29 建立模型（ Modeling） ? “建立模型”就是“大膽假設”的方法之一。它是一個非常重要的創(chuàng)新方法，例如： ? [1]1857年開庫來提出碳原子有四價的假設，1865年又提出苯分子的六角形開庫來結(jié)構(gòu)式。 [2] 1874年范霍夫為了說明有機化合物的旋光性 ,大膽提出碳原子的正四面體模型。 ? 這些模型的提出都是在幾十年后才被分子結(jié)構(gòu)的測定完全證實，但它們對有機化學的發(fā)展起了不可估量的推動作用。 ? [3]1913年玻爾提出氫原子結(jié)構(gòu)模型，這一模型后來雖被量子力學模型所替代，但對推動原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展，曾起了很大的作用。 30 12。意外機遇法 ? [1] Fleming 發(fā)現(xiàn)青霉素 ? [2] X－射線的發(fā)現(xiàn) ? [3] 宇宙的微波背景輻射 31 13。靈感培養(yǎng)法 ? 王國維在 《 詞話 》 中寫到治學的三個境界： ? 第一境界：“昨夜西風雕碧樹，獨上高樓，望盡天涯路”，是治學或研究的開始，要找到學科發(fā)展的前沿，作為你科研創(chuàng)新的起點。 ? 第二境界：“衣帶漸寬終不悔，為伊人消得人憔悴”，科學研究的緊張階段，遇到困難，不知如何解決才好。 ? 第三境界：“眾里尋她千百度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處”，正在山窮水盡的時候，忽然靈感到來，驀然回首，伊人（這里指你希望得到的結(jié)果，或解決困難的方案和辦法）出來了，卻在忽明忽暗的燈火闌珊處。 32 三點啟發(fā)和靈感的培養(yǎng)
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