【正文】 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。 88 二 9。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。 89 二 9。傻瓜提問法例 [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?？刹豢梢杂蟹謹?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。 90 二 10。大膽假設(shè)、小心求證法 ? 敢于好高騖遠大膽假設(shè)，善于實事求是，小心求證。對于你的假設(shè)預(yù)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(shè)，于是進一步去尋求新的實驗證明。證明越來越多，假設(shè)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(chǔ)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(shè)。這是一個很大膽的假設(shè)。這一假設(shè)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。 91 二 10。大膽假設(shè)、小心求證法 ? [2]部分否定了你的假設(shè)，修改你的假設(shè)，使之更為完善。 ? [3]全部否定了你的假設(shè)，根據(jù)新的實驗結(jié)果，提出新的假設(shè)。 ? [4]得到完全意外的結(jié)果。例如從設(shè)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(yīng)，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”。 ? 92 二 11 建立模型（ Modeling） ? “建立模型”就是“大膽假設(shè)”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(shè)，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。 93 二 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 94 二 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。 95 二 13。靈感培養(yǎng)法 三點啟發(fā)和靈感的培養(yǎng) ? （ 1）開題的重要性。 ? （ 2）勤奮是成功的關(guān)鍵。 ? （ 3）創(chuàng)新除了勤奮外，還要有一定的“靈感”?，F(xiàn)在要問：“靈感”有沒有方法來培養(yǎng)？當你在科研中已“進入角色”，“身心投入”后，如果仍然遇到難題，百思不得其解。這時你可以忘掉它，輕松愉快地去做其他的工作，或看電影，或散步，或聽音樂，然后好好睡一覺。在睡眠中你的大腦 ?電波 [47赫 ]和 ?電波 [ ]就會運轉(zhuǎn)起來，把白天困擾你的問題進行知識的反芻 [好像牛胃的反芻 ]，醞釀和陳化 [aging process]的慢波處理，早上一覺醒來，往往就忽有所悟。不知你有無這個經(jīng)驗？聽說開庫勒就是在早上一覺醒來時，悟到苯分子的六角形結(jié)構(gòu)的。 96 二 13。靈感培養(yǎng)法 培養(yǎng)靈感的秘訣，需要“勤奮” ? 每個人在什么狀態(tài)下最富有靈感，各不相同，要你自己去體會。例如 Strauss在翠堤春曉中產(chǎn)生作曲的靈感。有的人在學術(shù)沙龍喝下午茶時產(chǎn)生靈感，有人在科學討論會上得到啟發(fā)，有人在散步或洗淋浴時得到靈感，我自已是早上醒來后忽有所悟？但重要的一條是白天對你的問題，已經(jīng)過深思熟慮，否則晚上睡眠時，沒有足夠的“知識”供你反芻，醞釀和陳化，那么早上醒來也不能忽有所悟。所以培養(yǎng)靈感的秘訣，還是需要“勤奮”和上面提到的一些方法的運用。 97 二 14。虛擬實驗法 [virtual reality] ? 提出一個理論模型，用計算機 虛擬現(xiàn)實，得到希望得到的結(jié)果。 ? [1] 虛擬大氣溫度、濕度、氣流的未來變化，做出近期和中期的天氣預(yù)報。 ? [2] 計算機輔助設(shè)計（ ComputerAided Design = CAD)，例如計算機輔助藥物合成設(shè)計，計算機輔助功能材料設(shè)計等。 ? [3] 建立模型，虛擬小浪底水庫放水沖洗黃河的泥沙，提供最優(yōu)化實際放水時間和流量等參數(shù)。 98 二 14。虛擬實驗法 [virtual reality] ? [4] 虛擬原子彈爆炸過程，代替實際爆炸實驗，為原子彈設(shè)計提供基礎(chǔ)。 ? [5] 北京大學在稀土分離研究中，以串級萃取理論為模型，用計算機模擬“搖漏斗”的實驗，獲得稀土工藝設(shè)計的“一步放大專家系統(tǒng)”，并在全國推廣應(yīng)用，取得了很大的經(jīng)濟效益和社會效益。 99 二 15。綜合集成法 :系統(tǒng)科學的創(chuàng)新 ? 系統(tǒng)科學（或稱橫斷科學）是從傳統(tǒng)科學中提出帶有共性的問題來研究，因而產(chǎn)生的科學。它是最廣泛的交叉學科。如果把自然科學，技術(shù)科學，社會科學看作科學分類的經(jīng)線，那么系統(tǒng)科學就是橫跨自然科學，技術(shù)科學，社會科學的緯線，所以也可稱為橫斷科學。它包括系統(tǒng)論，控制論，信息論，耗散結(jié)構(gòu)理論，非線性科學，協(xié)同學，運籌學，混沌理論，分形理論，突變論，超循環(huán)論等。下面僅以控制論為例，說明它是怎么發(fā)展起來的。我們希望中國的年輕學者，也要有扎實的基礎(chǔ)，敏銳的眼光和遠見，在下一世紀，去開創(chuàng)和建立新的學科。 100 二 15。綜合集成法 : 系統(tǒng)科學的創(chuàng)新 ? 控制論 (Cyberics）是把自動調(diào)節(jié)，通信工程，計算機技術(shù)，以及神經(jīng)生理學和病理學等學科，以數(shù)學為紐帶聯(lián)系在一起而形成的新學科。它是 1948年美國數(shù)學家維納（ )創(chuàng)立的。他在二次世界大戰(zhàn)期間，接受了研制防空火力的控制系統(tǒng)的任務(wù)，嘗試用機器來模擬人腦的功能。 ? 他總結(jié)了這些思想，在 1948年出版了 《 控制論 》 一書，把控制論定義為“關(guān)于機器和生物的通訊和控制的科學”。 ? 錢學森在 1954年在美國出版的 《 工程控制論 》 一書，是這個學科的奠基性著作。同年艾什比發(fā)表 《 大腦設(shè)計 》 ，建立了“生物控制論”。 ? 中西文化的交融和互補：例如中西醫(yī)的結(jié)合 101 16。接近于“無中生有”的原始大創(chuàng)新 ,例如量子力學 ? 第一步是“提出科學問題”。正確敏銳地提出科學問題，本身就是重大的創(chuàng)新。例如 1913年玻爾用經(jīng)典力學加量子化條件，發(fā)表了他的氫原子理論后，思想敏銳的年輕人就提出一個科學問題：“經(jīng)典力學是建筑在物理量可以連續(xù)變化的基礎(chǔ)上的，它和量子化條件是矛盾的。這是為什么？” ? 接著 1923年德布羅意提出電子和光子一樣也有“波粒二象性“。于是又提出一個科學問題：“光子的運動是由Maxwell的電磁波方程來描述的，電子的運動能否也可由類似的波動方程來描述呢？”薛定諤等哥本哈更學派的理論物理家們提出了這兩個科學問題，從而導(dǎo)致他在 1926年建立量子力學。 102 量子力學的原始大創(chuàng)新 ? 第二步是要有敏銳的直覺和靈感，提出一些前所未有的新概念，并重新審視舊理論中的概念。具體說來，量子力學有三個基本概念：（ 1）力學量：在經(jīng)典力學常用的時間，位置，質(zhì)量，動量，角動量，勢能，動能，總能等力學量，在量子力學中也是經(jīng)常用到的。與經(jīng)典力學一樣，這些力學量被認為是體系的可測性質(zhì)。在經(jīng)典力學中，廣泛使用微積分來計算這些力學量。但對力學量做微分，要求力學量必須連續(xù)變化，而實驗已顯示許多物理量不是連續(xù)變化，而是量子化的。這就要求開創(chuàng)新的方法。（ 2）由于微觀體系具有波粒二象性，所以微觀運動的狀態(tài)要有波函數(shù)（或狀態(tài)函數(shù)）來描寫。（ 3）為了使狀態(tài)函數(shù)與可觀測的力學量聯(lián)系起來，量子力學又提出了“算符”概念。 ? 103 量子力學的原始大創(chuàng)新 ? 第三步是要建立新理論的基本方程。既然微觀粒子與光子一樣具有波粒二象性，它們的基本運動方程也應(yīng)相似。于是薛定諤把光的 Maxwell電磁波方程與德布羅意關(guān)系式結(jié)合起來，得到量子力學的基本方程，即著名的薛定諤方程。 ? 104 量子力學的原始大創(chuàng)新 ? 第四步是要有深厚的數(shù)學基礎(chǔ)，從基本方程推導(dǎo)出可以由實驗來檢驗的結(jié)果。薛定諤具有深厚的偏微分方程功底，把氫原子的薛定諤方程的繁復(fù)的數(shù)學解全部求出來，得到與實驗符合的結(jié)果。 ? 在他的數(shù)學處理中，無須添加人為的量子化條件，因為微分方程的解本來就是一個一個分立的。在氫原子解得到以后，有又用于振子的處理，也非常成功。 ? 后用于處理氫分子和其它更復(fù)雜的體系，卻很難得到精確解。但這不是理論本身的缺點，而是求解偏微分方程的困難。于是又提出變分法等近似處理法。這樣量子力學就建立起來了。 105 三。小結(jié) ? *知識創(chuàng)新都有前因后果，來龍去脈。故而勤奮學習，建立知識框架，積累深厚基礎(chǔ)；加上追根到底，萬事必問為什么的好奇心，就是創(chuàng)新的源泉。前者是學，后者是問。學而不問則殆，問而不學則惘。學而問，問而思，思而行，行而果，這就是創(chuàng)新。所以創(chuàng)新就是做學問，認真做學問，自然能創(chuàng)新。 106 三。小結(jié) ? *我的科研理念是：立足基礎(chǔ)研究，面向國家目標。 ? *我的處世原則是牛頓第三定律：作用＝反作用，推己及人，考慮別人和考慮自己一樣多。 ? *“近交遠攻”原則：把團隊看作自己的家，與國內(nèi)兄弟單位互相協(xié)作，互相支持；把競爭的目標放在國外，要“人無我有，人有我優(yōu)”（溫總理語）。 107 三。小結(jié) ? *青少年是祖國的未來，要保護青少年的好奇性，這是創(chuàng)新的源泉 ? 培養(yǎng)學生超越自己，是導(dǎo)師的最大責任，最大成就和最大貢獻。 ? 只有一代超越一代，中華才能和平騰飛，世界才能和諧發(fā)展。人與自然界也要和諧相處，不能過度向自然索取。 108 ? 謝謝！