我从事科学研究工作的体会

  在写这篇文章之前,我想到很多.第一,我知道我对科学研究还是一个小学生,既少
成绩,也还缺乏经验.第二,即使有一些经验,也是极片面的;因为我所熟悉的仅仅是科
学中的一部分——数学中的极小部分,其中的经验对于其他部分能否应用,是大可怀疑的
.且第三,我仍是一个年青的科学工作者,工作虽有一些,但就整个的一生来说,还仅仅
是开始,新经验还不断地在被发现,旧办法也不断地在修正和否定;所以,很可能我今天
所说的,在将来看来是极肤浅甚至于是错误的,当然更不要谈到它的完整性了.但我终于
写了这篇文章,最主要的是由于我觉得:哪管就是些点滴的体会,对那些比我更年青的科
学工作者来说,也许还有些参考作用.

科学研究要有坚实的基础


  什么叫做坚实的基础?会背会默,滚透烂熟,是否就算已获得坚实的基础了呢?我认
为不算的,并且,我认为这不是建立坚实基础的一种最好的途径.因为真正懂得前人的成
果或书本上的知识的人,不一定要会逐字逐句地背诵;甚至完全相反,会逐字逐句背诵的
人不一定就是真懂的人.

  所谓“真懂”,其中当然包括搞懂书本上的逻辑推理,但更重要的还要包括以下一些
内容:必须设身处地地想,在没有这定律(或定理)之前,如果我要发现这一条定律(或定
理)是否可能.如果可能,那是经过怎样的实践和思维过程获得它的.不消说,在研究证明
的时候,更重要的是了解其中的中心环节.因为对中心环节的了解,有时可以把这证明或
这定理显示得又直觉又简单.同时真正了解一本书或一章书的中心环节,对了解全部内容
也往往是带有决定性的作用的.不但如此,它还可以帮助记忆,因为由了解而被记忆的东
西比逐字逐句的记忆更深刻,更不易忘掉;而逐字逐句的记忆法,如果忘掉一字一句就有
极大的可能使全局皆非.

  学完一本书(或一篇文章)之后,还必须做些解剖工作.对其中特别重要的结论,必须
分析它所依赖的是本书上的哪些知识.很可能一条定律是写在第二百五十页上的,但实际
上所需要的仅仅是其前的散见各处的二三十页.这种分析工作做得愈透彻,在做研究工作
时就运用得愈方便.在研究中可能遇到同第二百五十页相仿佛的问题,如果没有做过解剖
工作的人在解决这样问题时,就会牵涉到二百五十页的考虑,而做过解剖工作的人,他只
须考虑二三十页就可以了.

  解剖固然重要,但不要忘掉解剖后的综合.换言之,中心环节之间的关系不可不注意
,就是能认识到它们之间毫无关联也好.因为这样的结论可以帮助我们作一个初步结论.如
果在较高阶段又发现了他们之间是有关联的,那可以帮助我们体会到我们的认识又提高了
一步.这比囫囵吞其始,囫囵吞其终的好得多.读完了一本书,还有必要把这本书的内容和
已往所读的联系起来,例如:在大学数学系学代数中的二次型的时候,就必须和中学里所
学的几何的圆锥曲线联系起来看.在学习积分方程对称核的时候,又必须和代数的二次型
联系起来看.

  也许有人说,以上所说的很多是大学教师授课时所应当注意之点.是的.大学教师应当
把中心环节的指点说明提高到逐字逐句讲解之上,要把内容全面讲解清楚,而不要在枝节
上兜圈子.应当把本门学科和其他相邻学科的关键讲解清楚.但最主要的还是要依靠自己,
因为教师能指点的总是十分有限的,而我们可以自己了解的及需要我们自己去了解的,却
是无穷无尽的.

  讲到基础,凡是作过科学研究工作或即将从事科学研究工作的人总会发问的:要多么
大的基础?如果我们笼统地回答说,基础愈大愈好,是不解决问题的.因为很有可能搞了
一生的基础,而基础还未打好.所以我们必须有一个具体标准,而又必须给它以充分发展
的可能性.关于基础的具体标准,我认为在今天比较容易圆满答复:就是以大学毕业生的
专业知识要求自己.但是切不要局限住自己,应当在专业研究的时候逐步扩大眼界,逐步
扩大基础,以备在更大的基础上建立起更高的宝塔.局限自己的方法有时是不自觉的.例如
:有些大学生看到了“数学通报”的问题解答栏中的问题,就认为这是中学水准的问题,
因而不加顾盼.解放前有些学习几何的同学对代数就丝毫不留意,更不必说学数学的对力
学不留意了.这种思想方法是会引导人进入牛角尖而不自觉的.当然重点是必不可少的,专
业是不可不固定的(至少在某一阶段相当长的一个时期内不要任意转移);但是也不要放弃
任何可以扩大眼界、扩大研究领域的机会.

独立思考能力和导师


  在从形式主义的了解中解放出来之后,独立思考能力就成为搞好研究工作的中心环节
.独立思考能力是科学研究和创造发明的一项必备才能.在历史上任何一个较重要的科学上
的创造和发明,都是和创造发明者的独立地深入地看问题的方法分不开的.因为唯有如此
,才能超越成规,不为前人的结论所局囿,深入事物本质,独辟蹊径,作出新的结论.由
于一切事物都在不断地发展着,昨天已经获得的成果,固然一方面变成了我们知识上的财
富,但另一方面,也随之而俱来而带来了一些偏僻之见.如果把已往的方法一成不变地用
来研究今天的事物,便不一定能够解决问题,获得成果.在发现某些问题不能用已往的方
法来解决的时候,我们就必须创造新方法,如此,便必须依赖于突破前人成规的独立思考
能力.

  由于科学的本质和它在历史上发展的过程,我们可以体会到科学乃是逐步深入、乃至
无限深入的.由于科学是千变万化的,因之往往每去掉一层障碍就发现一些真理.在突破这
层层障碍的时候,往往要用和已往迥然不同的新的独创的方法,才能获得成功;所以科学
上的不断进展,是必须依靠独创精神的.也许如此说并不是过分的,独立思考是取得正确
认识的必要方法,也是科学中克服困难的不二法门.很多例子可以说明:有些大学生在学
校中功课学得很好,在教师指导下也是优等学生,但一旦离开教师参加工作,就停滞不前
,遇到困难便束手无策.这种现象就是由于只跟教师学得了若干知识,而并没有获得独立
思考的本领之故.

  独立思考和不接受前人的成就是毫无共同之点的.如果有人认为研究工作是独创性的
,只要独立深思,不需要多读书、多接受前人的经验,也不需要依靠群众,这看法也是错
误的.这样的看法会把人引入前人已走过的失败的道路,因而白费精力.以数学上的“三分
角”为例吧.由于无知,有些人还硬想用圆规和直尺来三分任意角,这便是精力浪费.因为
三分任意角是中世纪的著名难题.但今天已经完全解决了(即已证明用圆规、直尺三分任意
角是不可能的).如果我们不肯接受前人成果,仍把自己的知识停滞在中世纪的水准上,盲
目地来进行这种无益的研究,当然就无怪乎要和中世纪的“三分角家”一样地浪费精力了

  独立思考和不需要导师也是并不相容的.优良的导师有无数成功的和失败的经验,特
别是后者,往往是在书本上不易找到的——因为书本上仅仅记录了成功的创作,而很少记
录下在发明之前无数次失败和无数次逐步推进的艰苦思索过程.而优良的导师正如航行的
领航者一样,他可以告诉你哪儿有礁石,哪儿是航道.但是有一点必须指出,不独立思考
,一味依赖导师也是要不得的.因为导师也有主观或思索不到之处.另一方面,没有导师也
不必自馁.照我个人的经验,由于自修的关系,我对中学、大学程度的知识都进行了研究
,当然花费了不少的时间和精力,但我并不后悔,因为在今天,在我的研究工作中所以能
够自如地运用任何初等数学部分,都不能不归功于我早年的关于初等数学的研究功夫.同
时,每一个初走上研究道路的同志还必须看到,由于我国科学工作的幼稚,能胜任的导师
是不很多的.所以,我们必须坚强地树立起:有优良导师我们跟着他较快地爬过一段山路
,再独立前进;如果没有,我们便应当随时随刻地准备着披荆斩棘地奋勇前进!

进行研究工作前的思想准备


  最先应当提出的一点:就是不要轻视容易解决的问题和忽视点滴工作.科学之所以得
有今日,并不是由于极少数的天才一步登天般地创造出来的,而是由于积累,长期的一点
一滴地积累而得来的;所以,尽管是一点一滴,也不应该忽视.因为江河之形成正是由于
点滴的聚汇且任何一个成功的科学工作,如果分析一下,都是由于不少步骤所组成的.由
第一步看第二步,是容易的,较直觉的;由前一步看后一步,也莫不如此.但是,一连若
干步贯穿起来,这便成为一件烦难而深入的工作了.所以如果任何人轻视在科学实践中的
点滴工作,也便一定不会有较大的创造发明.

  轻视点滴工作的现象是相当普遍的,我自己也有过这样的痛苦教训.在了解容易了解
的部门时,如果漫不经心,在应用时就不能得心应手.当然,我并不是鼓励人们停滞在搞
容易解决的问题的阶段上.我的着眼点是从容易入手,而主要是逐步深入,一步不苟地进
入科学内核之中.

  不轻视点滴工作,才能不畏惧困难.而不畏惧困难,才能开始研究工作.轻视困难和畏
惧困难是孪生兄弟,往往出现在同一个人的身上.我看见过不少青年,眼高手低,浅尝辄
止,忽忽十年,一无成就,这便是由于这一缺点.必须知道,只有不畏困难、辛勤劳动的
科学家,才有可能攀登上旁人没有登上过的峰顶,才有可能获得值得称道的成果.所谓天
才是不足恃的,必须认识,辛勤劳动才是科学研究成功的唯一的有力保证.天才的光荣称
号是决不会属于懒汉的!

  在刚进入科学领域的时候,还必须在思想上准备遭受可能的挫折和失败.受了挫折和
失败之后,不要悲观失望,而应当再接再厉,勇敢前进.哪一个科学家没有经历过失败的
苦痛呢?甚至,如果总结起来,每一个科学家都不能不有这样的感觉:他所走过的失败的
道路比他所走过的成功的道路并不少些.但科学文献仅刊载了成功的记录,因而显不出科
学家的“胜败乃兵家之常”的情况.但我们必须注意一点,就是从失败中取得经验教训.如
果我们向一个困难问题进攻,而遭到失败,那我们必须弄清楚究竟是什么东西使我们招致
失败的.

  雄心是要有的,但更重要的是步步可行的计划,不要一开始就抱着“一鸣惊人”的思
想.必须认识,在科学中出类拔萃的工作固然重要,但大量的平凡的工作也是推进科学进
展的重要部分.

  为了不使篇幅加长,我这儿不再涉及学习哲学这个重要环节了.但是我简单地提一句
:毛主席的《实践论》是对科学研究工作最有用的文章.任何刚从事科学研究工作的人都
必须精读此文,这不但目前,并且将来,在科学研究的一生中都会得益非浅的.

(原载1955年3月1日“人民日报”)