学术研究之我见 ——基于文小刚教授学术研究的思考

        一、文小刚教授学术生涯、研究方法之分析

       (一)学术生涯之简述

       1.小学时代的物理数学兴趣与探索研究的爱好

       文小刚教授,从小学时代开始就培养了对于物理数学的兴趣,对于什么东西都充满好奇心,好奇的结果,正如他本人所言,“把它砸开来,看看里头有什么”。

       分析:从小养成自己的兴趣,并且对一起充满好奇心,有探索一切的欲望,充满激情。

       2.研究生时期转行研究高能物理

       大学时期,文教授在中国科技大学学习低温凝聚态物理,1982年获得到普林斯顿大学读研究生的机会。并且在普林斯顿他并没有继续研究他感兴趣的凝聚态物理,而是去跟Witten教授做高能物理研究。原因在于他发现原来心仪的安德森教授只有一半时间在学校,而且手下已有八个学生,忙不过来,而且普林斯顿的高能物理研究也很不错。

       在他读研究生的最后一年,高温超导被发现了,这时他开始经常参加凝聚态的组会,试着做一些高温超导的工作。听到安德森一个“外行”讲相互作用电子可以演生出SU(2)规范场,他发现自己作为一个学了两年、学了两遍的量子场论、规范场论的内行,居然没有发现相互作用电子可以演生出SU(2)规范场。他意识到他所学习的规范场的知识的大方向可能错了,这些知识有时可能会成为他的包袱和绊脚石。要想有安德森那样的深刻洞察力,就需要重新用全新的角度理解规范场。

       分析:为了更好地学习东西,敢于转行,有魄力,不死守自己的兴趣,对于知识的学习持开放包容的态度。在发现自己学习的知识可能错误的时候,敢于正视自己,能够正确认识自己,并且虚心学习他人的长处。

       3.做博士后又转行回到凝聚态领域

       1987年,他到加州大学圣塔芭芭拉分校理论物理研究所做博士后,最后终于决定完全转到凝聚态领域,做高温超导方面的研究。

       他遇到了张首晟、Schrieffer,这让他补了凝聚态物理研究生的训练这个缺;后来与徐一鸿、Wilczek(2004年诺贝尔物理学奖得主)一起做高温超导的自旋液体机制这一方面的工作。他选择做自旋液体机制这方面的工作,是因为这方向特别新。而且可以发挥他在超弦场论方面的优势,而演生规范场就是理解规范场的一个全新角度。

       分析:再次转行,回到凝聚态领域,重回自己的兴趣所在,并且有良好的机遇。而且他把握了学科的发展前沿,又可以充分发挥自己的优势,能够用全新的视角去研究问题。

       4.发现自己感兴趣的研究问题并坚持思考

       他当时最好的工作是1989年跟徐一鸿和Wilczek做的手征自旋液体,它由演生的陈-Simons规范场理论来描写。当时他们发现,可以有好几种不同的手征自旋液体由不同的陈-Simons规范理论来描写。Wilczek就问他如何刻画这些自旋液体?这个问题在他脑子里一直挥之不去。当时大家都认为朗道的对称性破缺理论可以描写所有物质态中的序,所以会试图用对称性来刻画这些自旋液体。可后来他意识到,这些不同的手征自旋液体具有完全不同的对称性,完全不能用标准的朗道对称性破缺理论来描写,而必须用全新的思路来刻画这些自旋液体。

       分析:认真对待实验,并且从中发现问题,认真对待他人提出的问题,并且坚持思考。不被他人的观点所左右,认真进行自己的思考,并且敢于用全新的思路去研究问题。

       5.运用交叉领域知识,以全新视角解决研究问题以及遇到的难题

       由于他的超弦背景,自然而然地他就想到利用一些拓扑的办法。通过这一办法,他发现了一种超出对称性破缺的新的序,他将之叫做“拓扑序”。从那时到现在27年了,他一直没有停止过在拓扑序方面的工作,他发表了几十篇文章。

       在最开始的十年,几乎没有人承认拓扑序是一个有用的概念,没有人理会这方面的工作。但在1999年后,就有别的小组也做拓扑序工作,现在这个领域已经成了凝聚态物理的一个主流。在2011-2016年,有507篇此领域的文章。

       分析:灵活运用自己在高能物理方面的交叉领域知识,运用全新视角解决凝聚态领域的问题,并且提出了新的理论,即“拓扑序”。而且后续27年,他一直坚持研究该领域的问题,并发表大量文章。刚开始的10年里,他的理论没有人承认,但他并没有放弃,而是坚持做这个方面的研究,表现出了他对这一研究的信念。

       6.现在正在进行的工作

       在2006年到2010年之间,他和Levin、陈谐以及顾正澄的工作揭示了拓扑序的本质就是长程量子纠缠,其是一个全新的物理现象,他可以导出一大类新的物质态。

       分析:一直坚持研究“拓扑序”,发现了新的物理现象,能够打开新的物理领域。这体现出了学术无止境,他对自己的要求也无止境,并不仅仅止步于自己所取得的那点成就,而是一直深入研究下去。

       (二)研究方法之分析

       文教授面对“赛先生”关于他的研究心得的提问,他回答道:

       一是跟着自己的感觉走,让自己的想象和联想,天马行空般地自由奔驰。他觉得做物理研究最重要的能力就是猜测和想象的能力。就是要敢于“瞎鼓捣”。

       分析:正如爱因斯坦所言:“想象力远比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界上的一切并推动着进步。想象才是知识进化的源泉。”不是仅局限于物理学,其他学科也一样,都需要想象力,需要“胡思乱想”的能力,也就是要具有开放的心态,敢于从不同的角度、不同的领域去思考问题,不能只是按部就班。

       另一个是要做最小的有意义的题目。当你把一个有意义的小题目深入地做进去以后,常会发现它其实很大。他个人的经验是,如果一开始就想做大题目的话,可能什么都做不动。总结一下就是:大方向、小脚步。只要大方向明确,小脚步慢慢走,总能走得很远。如果没有大方向,就只能像醉汉一样乱走,这时即使走得快也走不远。

       分析:正如胡适先生所言:“大胆假设,小心求证”。这个最小的题目,也只能在大的方向的情况下进行,而这个大的方向也必须通过小的题目一步一步地达到。最小的题目实际上就是最具体的一些问题,而不是泛泛之谈,不管这个题目是理论性的,还是应用性的,它都必须通过小的具体的问题来加以解决。

       他的很多灵感来源于自己的胡思乱想,来源于捣鼓来捣鼓去,来源于砸开来看看。另外他觉得和人讨论对激发灵感很有好处,特别是和与你背景不一样的人讨论,好处更大。

       分析:要对一切充满好奇心,有探索研究的精神。要与他人交流讨论,不能只是自顾自地胡思乱想,还要和他人交流想法、观点。特别应当与那些与自己知识背景不一样的人交流。

       二、我对学术研究的思考

       (一)何为知识、知识的分类、知识增长?

        知识增长的方式主要有两种,第一种是范式内的增长,即延续前人的研究,在前人研究的基础上,将知识推往新的高度;第二种是革命性的增长,也即知识的发现,这不是范式内知识的延续,而是打破了原来的范式,创造了新的知识领域。这种分类主要见于托马斯·库恩的《科学革命的结构》一书。

       知识有两种增长方式,而总的来说知识也有两种分类,一是理论性的知识,另一种是实践性的应用性知识。但还有一类知识,往往不被人所重视,那就是工具性的知识,也即关于方法的知识,方法论的研究。这一类研究是关于如何延续、发现理论性、应用性知识的知识。往往这一类研究多见于自然科学中,也为哲学家所研究,即科学哲学。主要的著作是卡尔·波普尔的《科学发现的逻辑》、《猜想与反驳》等,托马斯·库恩的《科学革命的结构》等著作。在社会科学领域专门关于方法论的研究不多。但是前面两位科学哲学家的著作却被社会科学领域广泛阅读,也运用于社会科学的研究。在中国,受这些著作影响,也出现了一些研究方法论的书籍,如陈瑞华的《论法学研究方法》、林毅夫的《本体与常无:经济学方法论对话》等。

       当前的法学研究方式,往往可以从法学论文的写作中得出,主要体现为两种研究方式:第一种是法教义学的主要为了解决法律执行、适用过程中出现的问题的法律解释论以及相应的立法论研究;第二种是社科法学的主要为了解决现实问题的一系列的交叉学科和立法论研究。而这两种研究都注重于法律的应用性研究,并且似乎坚信“理论出自于实践”的信条。但是这种法学领域的“摸着石头过河”的研究方式,真的能让法学研究走多远呢?基于对此的思考,我们需要认真思考法学基础理论的研究以及法学方法论(这种方法论并非指拉伦茨、杨仁寿等民法学者所言的法律解释的方法论,而是前文所言的关于法学知识的延续、发现等的方法论)的研究。这样的思路,也刚好契合自然科学的研究思路,以物理学为例,只有基础物理的根基深厚,才能发展出更好的应用物理,基础物理的限制,只会让应用物理止步不前。如文小刚教授的研究一样,正是因为他在“拓扑序”这一理论物理方面的成功,才会有今年和他同时获得Buckley奖的Alexei Kitaev教授在把拓扑序应用于量子计算的成功。同样,也只有文教授以开放的、包容的态度,运用自己高能物理的超弦理论知识去解决跨领域的凝聚态问题时,他才解决了领域内难以解决的问题,这是他研究方法上的创新。所以,要想推动法学研究的进一步发展,我们需要新的法学研究方法以及更为深厚的法学基础理论。

       (二)何为研究生、学者?

       一直都在思考研究生和本科生的区别,以及学者是为什么而存在的?研究生难道不是为了研究一个学科、领域的问题而存在的吗?学者难道不是为了解决社会、自然、学科领域理论等问题而存在的吗?

       一名研究生需要去发现本学科内的学科难题,并阅读丰富的书籍,甚至是运用实证研究的办法,以解决该学科难题。当然,人各有志,又各有自己的长短,但是既然选择读研究生,就需要学习研究方法,想办法解决自己要研究的问题。而那些在研究方面做得好的,还可以继续深入研究下去,并且作为一名学者,去研究、解决社会难题。而学者更应当如此,这是使命所在。

       以文小刚教授的学术生涯为例,他既然选择读研究生,他就想学到最好的知识,为此他可以转行,暂时离开自己的兴趣。当发现自己还能从事更多研究时,他选择读博士,以及更高的教育。他继续从事自己感兴趣的领域的问题,并且认真做好自己的学习以及研究,当发现研究问题时,他把握住了机遇,敢于并且善于运用自己其他领域的学习背景,最终一步一步地完成了自己理论的建构。虽然其间,经历了很多不如意,自己的研究不被学界所认同。但是他一直坚持研究,并且过了27年的今天,他还在从事该领域的研究,还将继续研究下去。这已经是一种信念,不单单是为了解决一个问题,或者获得一种荣誉。他只是在做好自己作为一名学者、一名研究人员的本职工作,并且一直坚守自己的工作。这里已经不能用“坚持”二字,因为他做这一切都是因为自己的兴趣,他喜欢做这类工作。

       所以,个人认为,无论做什么事,做好自己所扮演的那个角色应当做好的事就是最好的。至于到底应当用什么研究方法去研究什么问题,这没有定论,这是学术的本质。此时应该有文教授的那种气魄,需要自己“胡思乱想”,需要“瞎鼓捣”,但是在这之后,也需要一丝不苟、认认真真地去研究“胡思乱想”下面的最小的有意义的题目。并且为了有效的交流,你需要认真思考,有自己的见解,然后从交流中获得更多的信息,这样的研究者才是符合本职的。

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