作者: 史蒂文 温伯格
当我获得本科学位的时候 – 貌似是一百年前的事了 – 物理学的文献对我来说好似浩淼无垠的未知海洋. 在我开始自己的研究工作前, 我觉得它的每一部分都必须要探索. 如果不知道所有已经做过的东西, 我怎么能够开始自己的研究呢? 幸运的是,在研院的第一年, 我有幸接触到一些资深物理学家. 他们不理我的那些担心, 坚持要求我先开始做研究, 然后在这个过程中学习所需要的知识. 对于我的科研生涯来说这是一件生死攸关的选择. 让我没有想到的是, 这个方法竟然真的凑效. 我努力尽快拿到PhD学位, 尽管我毕业的时候对物理几乎一无所知. 不过我至少学到了非常重要的一点: 那就是没有人能够知道所有的东西, 因而你也不必.
另外有价值的一课, 如果继续使用我关于海洋的比喻, 就是当你在遨游而不至于沉没的时候, 你应该搏击汹涌的浪潮. 当我六十年代在麻省理工学院(MIT)教书的时候, 一个学生告诉我他想进入广义相对论而非粒子物理领域. 因为前者的理论已经被深入了解了. 而后者在他看来还是一团糟. 这让我非常震惊, 因为他恰恰给了一个研究后者的绝好的理由. 粒子物理仍然是一个杰出工作层出不穷的领域. 确实, 在60s年代粒子物理看起来一团糟糕, 但是自从那个时代开始, 许多理论和实验物理学家已经能够把它的思路逐渐理清, 把所有(好吧，是几乎所有)东西都放在一个优美的理论里 – 这就是有名的标准模型. 因此我的建议是, 到不成熟的领域去 – 那里才是你大展宏图的地方.
我的第三条建议也许是最难让人接受的. 那就是原谅自己的浪费时间. 学生们仅仅被要求去解决那些教授们(除非这个教授不一般的残酷)已知可解的问题. 而且, 无所谓这些问题在科学上是否重要 – 学生们必须通过解决它们来通过考试. 但是在现实世界里, 你很难知道哪些问题是重要的, 你也很难估量在特定的历史时刻某个问题是否能够被解决. 在二十世纪初叶, 一些物理学界的领袖包括洛仑兹和阿伯拉罕(Max Abraham), 试图提出一种电子的理论. 这样做的部分原因是为了理解为什么测量地球穿越以太运动效应的各种尝试都以失败告终. 我们现在知道是他们提出的问题不对. 那个时代, 没有人能够发展出一个关于电子的成功理论, 因为量子力学还没有被发现. 直到1905年, 才由天才的物理学家爱因斯坦认识到, 正确的方向是时空测量效应的运动学效应. 这促使他提出了狭义相对论. 所以, 你永远无法确信什么什么是正确的方向. 你在实验室或者书桌前的大多数时间都是在浪费时间. 如果你想要有创造性, 那么你就要习惯于浪费那些没有创造性的时间, 从而在科学知识的海洋中保持平静.
最后, 学一些科学史, 或者至少要懂一些你自己领域的发展史. 一个不是特别重要的原因是历史可能对你自己的科研工作有些帮助. 比如, 现在科学家困扰过于简单的科学信念. 这些信条不过是由从培根到康德和卡普尔这样一些哲学家提出来的. 科学史往往是科学哲学的最佳解药. 更重要的是, 科学史可以让你的工作看起来对你自己更有价值. 作为一个科学家, 你可能不会很富裕. 你的亲朋好友可能不明白你在做些什么. 如果你在研究诸如粒子物理这样的领域, 你甚至难以做些立马实用的东西. 但你会很高兴你的工作将是历史的一部分.
回溯一百年, 到1903年. 那时候谁是大不列颠的首相或者美国总统又有什么所谓呢? 真正在历史上留下芳名的是McGill大学的卢瑟福和索蒂阐明了放射性的本质. 这项工作(当然!)有实用价值, 但是更重要的是它对人类文明的影响. 对放射性的理解使得物理学家可以解释太阳和地球的核为什么经历几百万年仍然在放热. 这样以来, 地质学家和古生物学家提出的关于地球和太阳古老年龄的最后一个科学上的绊脚石被移除了. 此后, 基督徒和犹太徒不得不放弃圣经中的创世说要么听任他们的不恰当性. 这是自伽利略,牛顿和达尔文至今逐渐削弱教会的教条主义桎锢过程中的坚实一步. 读一读当今任何的一份报纸都能够看到这项工作还没有最终完成. 但是, 人类文明这项工作是科学家们值得自豪的的杰作.
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参考:
Steven Weinberg, Scientist: Four golden lessons, Nature 426, 389 (27 November 2003), doi:10.1038/426389a
其他中文版翻译参见:
张旭 译, 温伯格的金玉四言 - 至开始科学生涯的学生
http://bbs.tongji.net/thread-269174-1-1.html
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物理学并不是一个已经完成的逻辑体系. 相反,它每时每刻都存在着一些观念上的巨大混乱, 有些观念像民间史诗那样,从往昔英雄时代流传下来;而另一些则是像空想小说那样, 从我们对将来的伟大的统一理论的响应中产生出来. – 史蒂芬 温伯格
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