緒論
科研研發及產業化是關系到一個企業生死存亡的大事,不可以不慎重對待。一個項目的進行,從選題開始,歷經小試、中試、試生產、正常生產、技術革新等過程,其間涉及市場調研、產品銷售、生產組織、人員調配等諸多問題,調用一個企業的大部分資源,無論哪個環節疏忽都可能導致項目的停滯甚至失敗,從而使企業陷入困境,因此,進行科研研發及產業化不可以不考慮周詳。
對于單個項目而言,以幾項來衡量:研究方向是否合適,研究觀念是否正確,團隊是否和諧,思維是否合理,方法是否得當,人員是否訓練,操作是否標準,細節是否注意,外界力量是否恰當利用。 通過對這些的衡量,可以知道一個項目的成敗。
合成研發是一項系統性、邏輯性很強的實踐活動,真正的合成高手,是造勢的高手,他能夠造成一種態勢,使內行覺得他必定可以得到想要的結果,而得到這個結果只是一個時間上的問題,這種對他的信心不僅僅來源于他有多少理論知識,具有多少經驗,是否已經是他研發的這個領域的專家,而更主要的是來源于他的研究過程、所采取的措施是否合理。正如孫子兵法所說的,古之所謂善戰者,勝于易勝者也。故善戰者之勝也,無智名,無勇功,故其戰勝不忒。不忒者,其所措必勝,勝已敗者也。
自覺與自發
家庭主婦做了一輩子的飯,在做菜上所花費的時間并不比高明的廚師少,但沒有因此而可成為頂級廚師的,因為她們學做飯菜都是自發行為;騎自行車也一樣,我們很多人都以它作為交通工具,但是我們學會自行車也都是自發的行為,真正可以稱作會騎自行車的有多少人呢,有幾個人因此而受過正規訓練呢?當我們剛剛可以騎著自行車在馬路上行走的時候,我們稱之為會騎自行車了,而騎了幾十年的自行車后,我們仍舊稱之為會騎自行車,而當運動員以之作為運動項目刻苦訓練十幾年,在我們的概念中,仍舊會稱之為會騎自行車,但是,期間的水平的差異豈可同日而語。科研的訓練實際上也一樣,回顧我們的科研生涯,發現不論是在哪兒,目前為止國內的科研素質多數還是依靠自己的揣摩與環境的影響自發形成的,零星的訓練是有的,但是系統的訓練至今沒有見過,但是如果要問研究人員,沒有人會承認自己不會做科研,因此,同樣的會做科研的概念,水平的差異卻不是一點半點。很奇怪的是,我們很少有地方會象訓練自行車運動員一樣科學地進行科研素質的訓練。所以很多人都會認為可以找到一個好的導師或在一個好的氛圍中工作是極其重要的。
調查顯示,大多數科研人員認為做好研發的最主要的因素為:1、查閱資料的能力,2、實驗過程中應變的能力,但在研發的學習過程中,對這兩項重要素質具體系統研究和訓練過的又有幾位呢?學校所上的那幾堂文獻檢索課在真正的科研中如果不能經過系統地實戰訓練又能夠起多少的作用呢。就和“知己知彼”的戰爭原則幾乎所有人都知道,但是能夠運用自如以至百戰百勝的又能有幾人呢。
選題是戰略問題
在戰爭中,戰略上可言必勝的應該可以說不少,在戰術上可說必勝的就非常少了,而在戰斗中可以百戰百勝的,肯定沒有,但從戰斗或戰術的失利轉化為戰略的勝利卻是完卻可能的,這就存在一個概率問題;就和買彩票一樣,概率在那擺著,只要你持續不斷地買,不論你能中多大的獎,最終的結果肯定是輸的。做研發也是一樣,在單個項目上談必勝是不現實的,可以研發出來,但是可能會比別人慢,但是,在一個長遠的發展中在這個行業中的必勝卻是完全可能的。在這就涉及到一個選題的問題,我想這個問題應該是困擾我們大多數科研人員的最主要的問題之一。也是我們的大學教育中所存在的最大的問題之一。
方向性的問題是最大的問題
作為研發人員,我覺得最主要的任務不是在操作,也不是設計路線,而是在選題,題目要是選得好,可以使自己立于不敗之地,可以達到事半功倍的效果,不論是在企業還是在工廠,都是一樣的,選擇一個可以長期從事的題目并堅持做下去,通過這個題目向外逐漸衍生到整個行業,我想是最穩妥也最理想的方式,我曾經聽到過不只一個老教授嘆息自己的選擇,說他自己年輕的時候最可惜的就是沒有在一個領域深入地做下去,今天做做這個,明天做做那個,結果最后在哪個領域也不是很有權威,其實從我們的角度來看那些老教授混得已經是很不錯了,但是他們仍舊覺得他們的地位和他們的實際水平是有比較大的差異的,而造成這種差異的最主要的原因就是選題問題。其實在這個方面也很容易用常理來理解,在一個項目上做了一陣后,就會對這個行業有一定的了解,隨著做出一些成績,會逐漸形成一定的影響力,而這時如果不是尋思如何去進一步擴大自己的影響力,然后以獲取更多的機會,而去跟風進入其他領域,必然又是一個重新開始的過程,一個別人重新認識你的過程,當這種現象重復幾次后,自然,時間也就不多了,畢竟在這個世界上,天才是少數。現在企業的多樣化經營戰略也容易犯同樣的問題。因此,我是主張將研發人員應把研發當成一個系統的過程來考慮,研發不僅僅是研發本身,而是需要考慮與研發相關的任何可以促進發展的因素。因此,研發人員不應該僅僅是在實驗室內閉門造車,而是應該與在這個行業的人員(包括貿易、生產、研發人員等)建立起聯系,如有可能進一步走出國門,然后從各種行業信息中尋求可以供選題的機會,我想,有時候,對你來說很可能僅僅是一小步,就會產生非常巨大的效果,因為,在這個行業中,你成為了最前沿的人,你所看到的機會要遠超過沒有這方面積累的研究人員,別人要出同樣成果,還需要走很長一段路。
因此我建議現在還在學習期間的學生,如果有時間的話,不要只關注你的化合物的合成,去了解它的背景,它的作用,它的發展方向,誰對它感興趣,與這個行業的人員建立起聯系,擴大自己在這個領域的知名度,這樣從這個領域中,你可以尋找到很多的機會。這樣,你的研究才不至于僅僅是為了應付學位,而會成為你安身立命的手段。
選題問題一直是我所最看重的,是戰略層面的問題,根據自己的實際情況選題無論對企業還是對研發機構都是最首要最慎重考慮的,因為方向對了,成績只是時間問題,如果方向錯了,不論多么努力,多么有能力,也會一事無成。
研發結論不是檢測出來的,而是設計和實驗出來的
想要得到好的實驗結果,必須以預測為主,在整個實驗過程中建立起分析體系,實行規律研究,運用邏輯性的方法,以確保得到所需結論。在這我借用了GMP的概念。研發包括兩個部分,一個是路線一個是工藝,流程正確,則結果必定正確。
有一個研究人員曾經問我,“你幫我看看我的實驗是怎么回事,前幾個月反應還好好的,一天就能完成,這幾個月我沒做這實驗,結果現在做,反應三天仍舊有原料沒反應完,工藝條件是完全一樣的,重復了幾次都是這樣。”我說,你把實驗條件跟我說一下,當他說到是室溫反應時,我明白了,很可能是溫度的問題。我說,“你把現在反應溫度升到當時的室溫看看現象。”結果,問題解決了。這個問題,對于有一定經驗的合成人員來說,可能并不是很困難的,不過,不管合成人員的經驗如何,如何通過邏輯性的方法,使問題能夠必然快速地被找出,或者如果不是溫度的原因,又可以采取哪些措施,使問題必定可以得以發現并解決,卻是我所感興趣的,關于這方面的探討,我會在后面的篇幅中做一些更詳細的介紹。
最近有個合成人員問我,“我后處理得到一堆粘忽忽的東西,怎么辦呢?”我說,“你如果不能發現原因,那么你的實驗流程肯定有問題,你在反應過程中進行監控了嗎?”“沒有。”“后處理前檢測了嗎?”“沒有。”“那么你不知道原因是在反應還是在后處理是嗎?”“對。”“下次你打算怎么做?”“我想是實驗問題,可能收率不高這樣吧,我想調調實驗條件。”“你有把握嗎?”“沒有,我看別人有一個類似反應用另外一個條件,效果不錯,我想用那條件試一下。”“你這樣只是撞大運,效率太低,做出好的結果是偶然的,而得不出好結果是必然的,你的流程有問題,你看這樣行不行,下次做的時候,首先,你最好進行實驗監控,這樣,一旦實驗結果不好,立即停了它,免得浪費時間,然后,在后處理前留個樣,即使不留樣,也要做一個檢測,然后將反應物分成幾份,分別用幾種方法做后處理,再檢測結果,這樣的話,你一天的工作成效相當于別人一個星期的工作。而且每一步你都會看得很清楚,我想就不會出現找不到原因的事情吧。”
其實,我覺得實驗并不需要那么多的理論指導,很多人的問題往往還是出現在實驗本身,理論的缺乏實際上可以用設計實驗來彌補。只要實驗的流程正確,發現問題并得到好的結果并不是非常困難的事情。
規律與收率
在研發中一個很重要的指導性的觀念是我們究竟應該研究規律還是應該研究收率,哪一種是高效率的研究方式?或許有些研發人員會回答,當然是研究規律了,可是,當我看到他們做實驗的時候,我發現,實際上他們是在研究收率。
一般研發人員的研發過程,在資料準備齊全并設計實驗方案后,開始進行實驗,很多的合成人員依照實驗方案或文獻把實驗儀器支起來、物料按照規定加入并開始運行后,就進入了漫長的等待期,或者看書,或者聊天等,直到按照文獻或設計反應完畢,然后開始進行檢測,然后再進行下一次實驗,變化一下條件,得到另一個結論,然后他可能會比較這些結論,得出一些規律,整個流程就是這樣,在檢測之前,他們并不知道實驗的結果究竟會怎么樣,現象與GMP一樣,所以我說他們的結論是檢測出來的。因此,在檢測之后,如果結論與所想象的不太符合,他們就會比較迷惘,不知道是操作問題還是原料問題還是反應問題還是其他什么問題,反應過程中的問題又有很多,再做一次并得到結果的時間通常要幾個小時,所以為了尋找原因,根據以前一些經驗的臆測就開始了,依照這個程序的話,我想對于他們要尋找出原因將是一個很痛苦而漫長的過程,每一次反應與處理時間又是那么長。而很常見的一種情況就是某一次偶然反應情況很好,但是隨后幾個月卻怎么也重復不出來,后來不知為什么又可以了,但是無因因素的存在通常對以后的中試和大生產埋下了隱患。這樣這也是為什么很多人都認為做化學實驗的時候理論很重要的原因吧。
研究收率的痛苦往往會在中試和大生產中得到充分的體驗,因為他們的效率注定在比較短的時間內不能夠將問題研究透徹,所獲得的通常是小試工藝的最佳條件,但是中試放大因為設備等原因往往工藝條件會有所變動,而在放大的過程中如果稍出些麻煩,一下又很難找出原因,往往不敢繼續下去,我看到很多中試都是因為這種原因而被迫放棄。其實他們離成功已經很近了,只是可惜,中試大生產畢竟不象小試,可以做一些效率低的研究,中試或試生產每一鍋料下去通常幾萬幾十萬,如果沒有必勝的把握,誰也不愿冒這險。我所做的第一個上大生產的項目是給一家完全沒有化工經驗的廠家上的,中試20天,試生產一個星期左右就完成了,現在想來過程有些粗糙,不過之所以沒有什么大問題出現,和當時研究規律的觀念指導是很有關系的吧(當然也不排除有一些其他因素在里面)。
研發絕對不是一項單純的體力勞動,而是一項高度的腦力勞動。
可惜現在很多研發人員還沒有意識到這一點,因為多數的研發習慣是自發形成的。設計實驗來驗證假設是一個很重要的方法,很多時候找不出原因,是因為很多研發人員,將假設僅僅停留在假設上,而沒有想到設計一些實驗去驗證,沒有驗證的假設永遠只是假設。對待理論的態度也是一樣的,未經驗證的理論可以指導實驗,但是,在腦袋中一定要有一個概念,這是未經驗證的,這樣,一旦出現異常,立即就可以反應過來。
證偽還是證真。因此我想到對待理論的態度究竟是證偽還是證真,哪一種更有效率,更有效果呢?我認為科學研究的辦法一般是證偽而不是證真,即假定所得出的結論是不正確的,然后依據這個觀點來進行實驗證實。證偽的好處在于懷疑,因為無論所得的何種結論,它們都有建立的基礎,既然如此,基礎的局限性導致得出的結論也一定具有局限性,如果假定判斷是錯誤的的話,就會不斷設計各種實驗來驗證這種錯誤存在的可能性,這樣就可以不斷以嚴謹的方式來拓寬這個結論的應用范圍,而由于整個認知系統是開放的,一旦存在異常,就可以很快做出反應,所以對于由不完全歸納法所得出的結論具有很強的實用性;而如果采用證真的手段,當假定判斷為真,設計幾個實驗驗證后,就會出現認為結論理所當然為真的情況,并從心里接受然后默認它,而行事準則也會不自覺地依此而行,當有異常出現時就會出現不自覺地抵制現象,從而喪失機會。歷史上科學發展的很多事例都表明了這樣一個道理,以至于有人認為要想改變一個觀念,除非換一代人(量子力學等)。因此,從合理性的角度而言,證偽比證真更有利于科學的發展。
理論的缺乏實際上可以用設計實驗來彌補,比如我們都知道溫度升高,反應速度加快,但是有一個人不知道這條,他只知道溫度是一個影響因素,只知道設計實驗,那么他怎么辦呢,他只需設計兩個實驗,分別在高溫和低溫下試一下,然后看看反應情況就可以了,而且他所獲取的信息,如副反應的情況等,比書上的理論要大多了。這些方法在一些自己不熟悉的領域又時間緊迫的情況下尤其實用。這也是我所說的研發是***度的腦力勞動的原因之一,因為只有通過設計實驗,才可以真正體現和驗證真實的規律。
關注流程
做通一個反應要強于泛泛做十個反應。我一直認為,研發過程中流程的考慮是最重要的,重視流程而不是重視結果,這實際上是戰略考慮和戰術考慮的區別。因為無論做什么化合物的研發,這些都是需要的,就和體育中的基本功一樣,只要將這些訓練好了,做其他反應就可以如魚得水。比如以單個反應為例,反應中涉及的內容相當多,主要方面我想就有:
1、物理化學,主要是化學熱力學和化學動力學,
2、有機化學,主要研究骨架的構建和官能團的轉化,
3、化學工程,主要研究三傳一反(即傳熱、傳質、傳遞,反應器)
4、分析化學,主要為其它三種學科作強有力的支持
如何尋找與我們所研究的這個反應相關的這些方面的內容,這就是一個關系到資料查閱的比較重要的過程,直接影響到反應的進度和深度,因此將這個過程分析清楚并不斷訓練這方面技能,我想要比單純泛泛去讀一些書籍,記憶一些機理要有用多了吧。
其次需要了解一些文字背后的含義,并理解每一個學科的應用范圍,有機化學知識主要用于路徑設計與合成參考,而其他三個方面在工藝優化方面是非常常用的。研發在考慮問題方面是經歷由簡到繁再由繁到簡的過程的,就以加料方式來說吧:原料A加入原料B中所包含的需有所考慮的信息我初步想了一下,需要考慮的有:
1、? 各個原料的純度
2、? 加料方式,包括正加、反加、并加、滴加、一次加入等方面
3、? 加料溫度
4、? 檢測項目和檢測點的設立
5、? 是否需要使用反應溶劑進行溶解稀釋加料,如使用選用什么溶劑合適
6、? 物質量的配比
7、? 加料器型式
8、? 反應器型式
9、? 加料時狀態,如是否攪拌等
然后應從這些方面進行本質的研究,如因加料方式不同可能會有濃度(這很容易理解)、溶劑(B加入A中是以A為溶劑,反之亦然,如果有其他溶劑還需另行考慮)、反應本身特性(如雙官能團等可能產物就會不一樣)、熱效應(如劇烈放熱反應如何加料好)、反應是否可以平穩(是否放出氣體)等方面所造成的影響,這些影響會產生什么樣的后果,而這些后果又可以如何利用等,如在加料時有比較強熱效應,就需要考慮滴加的形式,這樣反應平穩,不致局部過熱,然后就要考慮到其他的可以消除熱效應的方式,如反應器型式、攪拌方式和轉速等。這些問題如果考慮不周密,在中試和大生產中就很容易出問題,如熱效應問題,氣體排放問題等,在擴大過程中我所聽到的就不是一次兩次出現過事故。
細節決定成敗
細節往往決定成敗,有一次我接手另一個研究人員做了一個多月沒做好的項目,指導他繼續做,他的反應收率一直做不好,我在看了些文獻并看了他的反應狀況后,告訴他,加大加熱,提高攪拌轉速,結果收率一下提高近十個百分點,其實道理很簡單,文獻所提供的溫度是溶劑沸點溫度約接近200度,反應是液固多相反應,所以此反應進行有一定困難,當時他嚴格控制反應溫度,回流太小,再加上攪拌慢,反應狀況不好是很自然的。其實我覺得對于他而言,要找出問題的原因也不是很復雜,如果他能夠使用儀器跟蹤反應的話,很快可以知道是反應速度問題,然后看哪些因素可以解決這個問題就可以了,不過因為當時這個化合物是一個比較新的化合物,文獻介紹很少,分析方法需自己建立,而且這化合物在各種溶劑中溶解度都不是很好,研究分析條件很麻煩,再加上他也不是很重視分析,所以吃苦頭是必然的,我發現,很多時候研發遇到困難主要是源于思想和行動的惰性,試想想,依照文獻坐著等結果比忙著研究檢測方法要舒服多了。而細節考慮不周問題,歸根結底是流程不合理的問題。
設計實驗
化學歸根結底還是一門實驗科學,因此,機理也好,假說也好,理論也好,沒有實驗的支撐,那什么都不是。在網上常可以看到機理的題目,有很多高手,畫起來頭頭是道,讓人一看很有道理,不過問題在于,他們的機理大多是在實驗現象出來以后的一種解釋,而更為重要的是,很多人僅僅停留在解釋上,化學是一門嚴謹的科學,每一種解釋或假說如果沒有證據,就只能作為一個記憶的工具而已,而且單個證據也不是很充足。因此,我認為更為重要的一個過程是如何設計實驗去驗證這種假設,如果驗證后,再如何設計實驗去驗證這個假說的適用范圍,實際上,如果看多了高水平的文章,就會發現,他們有一個共同的特點,就是結構都是很嚴謹的,每一個說法都是有充足的證據的,甚至有時讓人覺得似乎多此一舉,但是科研只有這樣,才可以維持正確的研究方向,才能做出高水平的東西。很多文章并不需要很高的實驗水平,但是通常可以發在JACS,JOC上,就是在一些細節的處理上不一樣啊。研發也一樣,你只有有別人所忽視的東西,才可以保持技術的先進性。
研發中所涉及的對各種因素的考慮也是同樣的道理,除非有充足的證據,否則就不能夠想當然。實驗很多時候就是一層窗戶紙,但是如果沒有合適的方法,連窗戶都找不到,怎么可能去捅破這層窗戶紙呢。有一個研發人員做一個簡單的鐵粉還原的反應,做了很久也沒做好,他變化了很多條件,溫度,溶劑等等,但是最終還是沒有找出原因,當時我建議他說:“是不是你的鐵粉有問題啊。”“我想過鐵粉的問題,不過我們一般都在一家試劑商店買東西,只有這種鐵粉,上其他地方買麻煩,不過看來要試一下了。”“你不妨這樣做,找一個有你還原的官能團的普通化合物,以標準的方法用你的鐵粉還原一下看看結果就可以了,這樣你就可以確認鐵粉究竟有沒有問題,免得下次換了鐵粉萬一有問題還是找不出原因。”后來發現果然是鐵粉影響反應。呵呵,如果上論壇搜索一下,會發現相當多的同類的因原料或催化劑、溶劑等造成或研發不成功或生產出問題的事件,而這些事件之所以讓這些研究者印象深刻,是因為吃了苦頭、耽誤了時間的,而且,如果沒有正確的方法,幾乎可以肯定,同樣的問題在一部分研究人員身上還會出現。
因此,我考慮:1、反應中的所有影響因素是可以考慮全的。2、逐個了解這些因素的影響是可能的。這兩點是合成邏輯性可能性存在的基礎。所以,我認為合成高手,是造勢的高手,他能夠運用設計實驗,了解各種影響因素,同時運用一些輔助的措施,從而造成一種態勢,使內行覺得他必定可以得到想要的結論,只是一個時間上的問題,這便是合成研發的邏輯性。
我覺得這個觀念的意義不在觀念本身,而在于完成了一個可以不斷積累的可持續發展的架構,余下的工作只是向里面添加內容,依靠這樣的方式,我想,在合成研發上應該會有所突破吧。
文獻閱讀
合成研發是否成功的因素有很多,對這些因素進行仔細分析是必要也是必需的,下面需要討論的一點就是關于文獻閱讀,我認為文獻的好壞對于個人而言需要三個方面來評論,一是文獻本身的內容,二是閱讀者的基礎與素質,三是閱讀者閱讀的心態,只有三個方面綜合考慮,才可以看出一篇文章對于讀者的作用。
毫無疑問,文獻本身的內容的精辟是很重要的,但是在很多時候卻并不是決定性的因素,這些與閱讀者本身的素質和閱讀者的心態有很大的關系,比如歌劇無疑是一種很高雅的藝術,但是你要讓我去聽歌劇,至少在現在,我寧愿是睡覺,呵呵,因為我沒有受過這方面的教育,本身素質達不到要求,就象給一個老農大談化工研發,別人只會覺得你有毛病。即使知識與素質達到了,閱讀者的心態也決定了這篇文獻對他的影響,很可能文獻的作者單位讓閱讀者感到不會有什么水平,或者文中出現了閱讀者很反感的一些觀點或字眼,由此而將這種反感普遍化,進而在心中建立一個壁壘,不自覺出現以批判的心態來對待文獻,這些都有可能造成對文獻看法的不同。因此,閱讀實際上應該是一個相互作用的結果,這也是為什么同樣一篇文獻,在不同的時期進行閱讀的感覺是不一樣的,不同的人閱讀收獲也是不一樣的。而對閱讀的這種狀況的自覺認識,將有助于我們更好地了解一些事情(如一些被認為聰明的人是如何變聰明的)。
那么怎么樣閱讀更有效率呢,我認為對閱讀者而言,閱讀應該具有主動性的活動,閱讀的目的是為了將所閱讀的知識納入自己的知識結構,只有這樣才可以逐漸發展。極力去記住所閱讀的內容一般而言是吃力不討好的事情,因為在現在信息社會所接觸的信息的龐大使你無法也沒有必要大量地去記住這么多信息,因此,如何建立一個通用的體系容納這些信息,并使所接觸的信息成為自己體系中的一部分就顯得非常重要了。實際上在上面的探討中我也是試圖建立一個這樣的體系,而在閱讀中我認為關鍵一點是要去找尋它們之間的聯系點,不論信息之間的表面差異有多大,只要找到了聯系之處,就可以將自己所看到的信息可以有機地結合在自己的知識體系中去并得以自如地運用。實際上很多時候在解決問題上要自覺不自覺地運用這樣的方法,而幾乎所有的科學都最終要走到哲學上去,這也是為什么在這討論的很多問題有一些哲學的味道的原因,因為只要你有一種想找到一個普遍的解決問題的方法,最終必定要走向哲學。
由此而引申出的一個關鍵問題就是如何去聽一些大師的講座或閱讀他們的文章。我說過合成研發是一項系統性、邏輯性很強的實踐活動,真正的合成高手,是造勢的高手,他能夠造成一種態勢,使內行覺得他必定可以得到想要的結論,只是一個時間上的問題,這些狀況不僅僅來源于他有多少理論知識,具有多少經驗,是否已經是他研發的這個領域的專家,而更主要的是來源于他的研究過程、所采取的措施是否合理。正如孫子兵法所說的,古之所謂善戰者,勝于易勝者也。故善戰者之勝也,無智名,無勇功,故其戰勝不忒。不忒者,其所措必勝,勝已敗者也。如果從工藝的改進的角度而言,或許前面所說的一些措施會有一些用處,但是如果從選題或其他的角度而言,這種邏輯性并不是那么的明顯,而所謂的造勢,就是要力圖從各個方面均造成必勝之態勢,我所希望達到的目標是,我們都可以清楚地看到怎么樣走可以達到這種態勢。因此,解讀這些大師并將建立起我們與大師之間體系的聯系點,了解真正的差距所在而不是被表面現象所迷惑,將其精華為我所用,將成為我們下一步討論的重點。
大師的解讀
如果用反合成設計的方式來解讀這些大師,不妨這樣來描述:
成果<=創新思維+文獻
對于文獻的部分,我們假定對于所有的人而言,1、文獻都是可以查閱到的,2、在有一定的基礎后給予一定的時間或得到一定的指導后,看懂文獻是可能的(由于是經驗科學為主,因此這應該是可行的,而對于非經驗科學,也可歸結為僅僅是一個時間問題)。
對于創新思維部分,我們看到即使是多數的大師,在思維上也是一個自發的過程,如果除去那些繁復的分子式或晦澀的術語對我們的干擾,單單考慮他們所使用的思考問題的方式,及在了解與理解了參考文獻后在文獻的基礎上走了有多遠,是如何走的的時候,很多時候我們可以很清楚地看出他們行走的脈絡和所使用的手段方法,我們會很驚奇地發現,事情原來并沒有想象中那么復雜,可以這么說,我們會發現他們所獲得這些成就是一種必然的,多數人都可以看明白的結果,他們所采用的思維方式并不比心靈手巧的農民或工人有多大的差異,無非也是采用一些諸如替代,比較,反復的方法,而他們之間最大的差異也就是在所使用的地方不一樣而已,所以有時候我想,如果世界上的人都在研究相對論,具有和愛因斯坦同樣的文獻積累的話,十有***第一個發現相對論的不是愛因斯坦了。因此,我考慮如果我們研究他們的這些思維方式,并以特定的模式對創新思維進行模塊化,從而使整個過程程序化,使在一定的文獻基礎上進行創新成為一種必然,而得到好的結果也成為一種必然。這樣,就可以完成在選題上的邏輯性。
思維的合理性
我曾經對思維合理性進行了一些思考,發現對于佛學也好,對于松下也好,對于毛選也好,對于莊子也好,對于孔孟也好,自然科學也好,社會科學也好,我認為除了其立論依據不同外,其思維方式是驚人地相似的,所以,在所有的變化的因素中,唯一不會變化的是思維的合理性,可悲的是以前我們更注重于對推理結果的崇拜,所以有祖宗之法不可改之說,諸不知,外界條件已經變化,如果以祖宗的思維方式進行推論的話,其法也會改得一塌糊涂的,他們不改祖宗之法實際是對祖宗思維的一種踐踏。在這點上馬克思無疑是很聰明的,所以他提出了一個馬列主義是發展變化的的說法,將一切合理的變化,包括對于現有理論的推翻均囊括在原有理論之中,呵呵,不得不服,當然這種說法也有點無賴,就好象說,凡是合理的,都包含在我的理論中,因為我的理論是發展變化的,你的更合理,是我變過去的,呵呵。當討論到研發者的能力,我也這樣看,實際上如果你不看其立論的基礎,而著重研究其思維過程,我想高下立判了。所以我曾經試著就能力做了一個定義,就是能力是思維的合理性與實現合理思維的行動力,我想大致也就這些內容吧。
我想就人的思維而言,大致可以這么分類:
1、??第一類人無招階段,包括以自己的閱歷進行自發的思維判斷和以所學的知識進行判斷及二者兼有的人,以自己的閱歷進行自發的思維判斷在第一類中起點又是起點比較低點的,從思維的角度來說應該比以所學的知識進行判斷的更強一些,但是由于他們所建立的基礎過于狹窄限制了其思維方式作用的發揮。而以所學的知識進行判斷,其缺陷在于沒有對所學的知識進行歸納整理而采用,但由于所學的知識在一定條件下的合理性使得他們能夠比純自發的思維判斷更為好些,而對閱歷和所學知識進行了粗略總結的應該是在這一類人中比較優秀的。
2、??第二類人有招階段,是對所學的知識以及閱歷做過深入思考的,并且形成了自己的一套比較完整的理論體系,也包括兩個部分,一部分是將理論體系僅僅建立在他們所從事的行業的,另外一部分是將理論體系應用范圍擴大化,并形成了合理的思維方式的。第一部分是各個行業的精英,他們通過學習在自己的行業中應用合理的思維方式游刃有余,但是由于他們并沒有意識到思維方式合理性的存在,所以他們只能在本行業中進行發展,一旦環境轉化他們便無所適從了,所謂的博士、教授做管理不太好就是這個原因。第二個部分可以稱為哲人了,他們的所作所為基本上依照自己所建立的理論體系來進行,這一類人包括孔子、莊子等等,但由于過于信任自己的理論,對理論基礎的局限性認識不足,或可以說過分追求完美,不愿意理論基礎的局限性,所以行事未免會拘泥,這一類人一般而言是理論多于實際的。
3、??第三類人無招階段,有點返璞歸真之意,他們遵循合理性,依據天地規律形成思維判斷,尋其根源,行事不拘泥,由于多為博覽群書之人,其思維方式建立的基礎廣泛,是理論與實踐結合的典型,毛、列等可以列入此列。實際上 第三類人是第二類兩種人的綜合。
其實這些思維方式的劃分還是比較粗略的,相互之間的確是有交互的,只是說哪個占更為主要的地位而已。
對于個人而言,由于各種條件的限制,很可能就停留在第一、第二階段了。在我的理解之中,我們大多數人是處于第一個階段的,能夠處于第一到第二階段之間的人就已經比較出類拔萃了。當然,在每一個階段,又存在量的不同。
無招勝有招
無招的問題,從實質上和佛學中的菩提本無樹,明鏡亦非臺,本來無一物,何處惹塵埃是同一個問題。與莊子的無為,馬的具體問題具體分析,與道可道,非常道,名可名,非常名是同一個問題,與索羅斯的反身性理論也同一個問題,與很多領域中的尖端的思想都是同一個問題,為什么會出現無招,為什么會出現菩提本無樹這樣的提法呢,我曾經花了很長一段時間試圖去解釋這些問題,我想是因為在他們的眼中,不論是物質也好,理論也好,都是相對的結果吧,例如在我們所有的理論當中,所有的對于客觀世界的描述當中,實質上都存在著人的參與性在里面,我們的描述絕對不會是客觀的,與參與的人有很大的關系,而參與的人的自身發展程度問題決定著他對事物看法一定會存在局限性,所以說真理是永遠無限接近,不可能達到,所以理論永遠是相對的,不會是絕對的,而在佛學中認識到了這種局限性,并擴展到同樣認為物質之間也是一種相對的結果(其實從物理學上而言可以這樣說,我曾經想過一個問題,就是如果我們是一種能夠穿透一切東西的粒子而不會有任何羈束,那我們可以感受到什么呢),也就是我們所能夠感知的外界的事物是人的肉體或借助的一些工具的參與的結果,而對于精神或者說合理的思維而言,如果僅僅感受到這種相對性,就很容易被事物所迷惑而不能夠看到事物的本質,而試圖研究事物的本質,建立合理的思維解釋世界是每個行業的精英的共同的愿望,當認識到這些相對性后應用于各個領域就會以各種的形式表現出來,也就出現了色即是空、無為、無招、具體問題具體分析等的說法。
所以,我認為不要相信什么理論,即使是在一定條件下可以適用的,在運用的時候也一定考慮一下限制條件,我們可以使用理論來解釋一些事情,但一定要自覺地知道理論本身是由人參與而形成的,這樣的話,一旦有異常的現象,才可以及時地發現并予以研究解釋,從而能夠使感覺敏銳起來。
異常的關注
不論是為工廠的研發還是作為理論課題的研究,對于異常現象的關注是極其重要的。我認為,頂尖的合成研發人員是去制造異常,一般的合成人員是關注異常,而忽視異常的合成人員就比較難以把握方向了。因此,這也和我前面所說的,研發是一種研究規律的主動性的行為,是一個設計的過程,只有抱著研究規律的方式去做,才可能是去制造并研究一些異常。
在研究中需要對異常現象進行特別的關注,但是異常的覺察是在知道什么是常態的基礎上的,因此需要知常才可以知異,那么在平時的訓練中就需要將什么是常態表示出來并不斷訓練以強化,這樣才可以獲得能力上的提高。舉個簡單的例子,在化學反應中,反應物A與反應物B與溶劑C與催化劑D反應加料后升溫到指定溫度反應至指定時間完畢。以這個作為常態。那么,如果反應物B是用滴加的方式,那么這個方式就是異常,就需要去尋找異常的原因是溶劑效應、熱傳導問題、濃度問題還是其他什么原因,并利用這個原因所歸納出來的理論來進行實驗設計和改進,進行相應的實驗,從而在更高層次上進行理論的驗證和實驗的設計。同樣,其他的與常態不一樣的地方都可以進行同樣的處理。這樣就可以通過知道差異點在哪來尋找解決問題的關鍵在什么地方。
同樣,如果知道了常和異,對于選題也大有幫助,因為我們就會不自覺地去思考別人的文獻那些地方是常態,而哪些地方是異常,然后用自己的知識體系進行驗證,通過各種方式考察異常的合理性,如果一旦出現不合理之處,就是機會來了的時候。
去除學科的概念
關于選題,我想還有一個問題就是腦袋里面不要有學科的概念,尤其是在年輕的時候,所謂的學科,是人為制造歸納出來的,莊子有句話,叫知天之所為,知人之所為,至矣,對于學科的歸納而言,有一定的合理性存在,但是對于某一個課題而言,這種合理性就要打折扣了,而且現在的所謂的各個學科的選課是經過很多人的詮釋,早已沒有了以前的嚴謹。不論是在研發上的選題也好,還是在生活中的選擇也好,我相信一個木桶原理,“木桶原理”說的是桶能裝多少水是由最短的木板決定的。因此,至少我們應該清楚,哪一塊板最短,該如何去彌補它們。
莊子在《逍遙游》中記載了一則寓言故事,宋國有擅長生產預防凍瘡藥的一戶人家,世世代代以在水中漂洗絲絮為職業。有個外地人知道這件事,甘愿用百兩黃金的高價向他們購買這一預防凍瘡的藥方。他們召集全族的人商議,說:“我們世世代代以在水中漂洗絲絮,收入不過幾兩黃金,今天一旦賣出這一秘方,便能得到百兩黃金的高價,就賣給他們吧。”那個外地人得到這一藥方后,拿去獻給吳王,告訴吳王這藥方的人率領軍隊去抵抗越兵。當時正值冬天,吳越雙方進行水戰,由于吳國士兵用了預防凍瘡的藥,手腳都沒凍傷,因而大敗越軍。為此,吳王特劃出一大片土地封賞給那個獻藥方的人。同樣是能預防凍瘡的藥,有的人靠它得到封賞,有的人卻只能用它維持世世代代以在水中漂洗絲絮的職業,這就是用法不同的緣故啊!
這則寓言故事,說明一件用途相同的東西,在不同的場合使用,其效果就完全不同。因此,人們不僅要認識事物本身的用途,還要根據不同的需要,最大限度地發揮它的作用。只有這樣,才能做到物盡其用。
我提這個寓言的目的是為了說明,為什么同樣的思維方式,在不同的地方使用差別會這么大,同樣,思維方式應用的地方不一樣,所體現的效果也是截然不同的,對于沒有受到訓練的人來說可能會感到迷惑,但對于有自覺意識的人來說,這應該并視為一個正常的可解讀并可模仿的過程。
創新的思維
我們再回到成就<=創新思維+文獻的公式上去,我提過創新思維無非是替代、比較、反復等幾招,就讓我們以替代舉例。對于研發而言,我認為至少應當考慮以下內容::
1、課題的替代
在研究課題當中,對各種異常現象進行剖析,然后估算研究這些現象與主目標研究的價值比較,就可以考慮到是否進行課題的替代了。很多的科學發現都是這樣出來的,我覺得在一些條件優化的實驗中,為進一步進行研究或者達到一些其他目的(如有文章的需要),課題替代尤其適用。我看很多的學生對于文章很發愁,實際上如果意識到這些的話,文章的問題我想是可以輕松解決的。無論什么文章,要求的無非是創新點,而創新點不應將自己的眼界僅僅局限在目標產物的合成上,而是要看在自己的實驗過程中,哪些方面可以獲得創新性成果。然后將之擴大化就可以變成一個較好的文章了。我曾經在一個藥化的被喻為發文章的垃圾課題上,用一年多的時間完成從選題到實驗到發了幾篇SCI和EI的過程(如果想進一步的話,還可以逐漸發一些,只是后來覺得為發文章而做工作有些沒意思而放棄了)。而在此前我主要從事橫向項目,從沒發過一篇文章,所使用的方法就是這樣的。
2、原料或路線的替代
這一點很容易理解,因為現在的很多的課題都是這樣產生的,例如某個反應使用還原劑,使用其他還原劑來替代,而對于多步反應,則考慮使用其他路線來進行替代,而在藥物化學中,如果與代謝相結合,則包括產物的替代,如藥物中的前藥的合成。
3、條件的替代
這一類在普通的期刊中是最多的,從文章的角度來說一般很難上SCI或EI,但是對于工廠研發是很常用的優化工藝條件的手段,所采用的方法包括正交設計,均勻設計等。
4、催化劑的替代
使用其他的催化劑來替代現有的催化劑是一個很常用的手段,一個比較明顯的例子如用固體超強酸替代濃硫酸,我看文章可不少。
5、理論的替代
這是難度比較大的,但是也是一個很常用的手段,象在液相色譜中就借用了精餾理論中的一些概念和方法,如理論塔板數等。實際上,對于每個人而言,都有自己的知識體系,在研究新的東西的時候,往往會將自己現有知識體系中所形成的理論普遍化,看是否可以適用到其它領域。在這點上和應用范圍的替代有交叉點。
6、設備的替代
不同的設備三傳的效果肯定是不一樣的,而且不同的設備適用不同的要求,因此如很多的創新是改變一下設備的型式就可以了,比如將高壓釜反應改為固定床反應等。
7、分析的替代
分析手段的不斷完善使得分析的替代不斷成為可能,如現在的藥典修訂,TLC逐漸被HPLC代替,就是這樣。
8、應用范圍的替代
在有創新點后,最重要的一個步驟之一就是應用范圍的擴展。尤其是對于做方法學研究人員而言,絕對會做這個工作的。但對于一般的企業研發人員而言,可能這部分的工作就比較忽視了,實際上這個步驟是最容易出成果的地方。
我想,如果了解了這些方法,就基本上不會被選題所迷惑,從而可以高效率地取得一些成果。
當然,正如公式中所表達的,在這種方式背后,最重要的部分是文獻的支持,也就是如何進行邏輯性的文獻查閱工作,來完成文獻查找和閱讀的全面和高效。畢竟,我們前面提到了,一件用途相同的東西,在不同的場合使用,其效果就完全不同。
因此,思維方式的著眼點應該提到戰略的高度。正如一句話說的,努力會有結果,但不一定會有好結果,就是這樣。
關注戰略,選對方向
我們一般盡量不要去研究一些小概率事件,尤其是一些偶然事件,這樣才可以造成一種必然的趨勢。實際上我對現在的所謂的應用科學和基礎科學的劃分是有一些看法的,我想這個界限應該模糊才有利于整個科學的發展,所謂的基礎科學,應真正來源于應用,并可以與應用結合才有真正的生命力,就象經濟基礎決定上層建筑一樣,沒有應用的支撐,基礎學科只是一種娛樂而已。有時我們的媒體過分宣傳所謂的基礎學科的重要性,并舉一些例子,如某個重大的理論發現,在當時沒有看出有什么意義,但在幾十年后才得以證明,說明某人當時的水平多超前,多偉大,但是我們一定要看明白的一點是:首先這是典型的小概率事件,絕對不比中大彩的幾率高多少,我們的國情是否允許我們這樣去做,因此,除非以娛樂或者愛好來從事,但是絕對不可以過分強調的,真正的基礎學科應該來源于應用并應用于應用學科,尤其是應用于應用學科這點,尤為重要,也只有這樣,研究的經費才可以持久,研究的熱情才能夠始終如一,整個過程才是一個可持續發展的過程,才可以保持長期性。在選題中還需要注意的一點就是,選題如同作戰一樣,需要從薄弱處入手,所謂的擊強則弱亦強,擊弱則強亦弱,就是這樣。
在學習和思考中,我覺得很實際也很必要的是討論一下戰略問題和戰術問題,哪些是戰略問題,哪些是戰術問題,如何思考才是基于戰略的思考,因為目前思想和觀念的混亂,絕大部分是因為這個問題沒有徹底搞清楚而發生的。
我認為,所有的基于長期的,整體的觀點而提出來的問題才是戰略的問題,而以長期和整體的觀點來看待與解決問題的思維方式才是戰略的思維方式。戰略思維往往是不被人所看重的,因為它們很多在短期內很難見到成效,而且往往要做一些很艱苦的事情才可以達成目的,但它們一旦達成目的,其影響之深遠,是戰術思維難以望其項背的。
我們目前最先需要解決的應該是戰略的問題,而不是戰術的問題,因為戰略問題是貫穿一生,需要不斷積累才可以運用自如并不斷可從中獲益的。以在大學所學的東西作為例子,我認為,大學所上的那些專業課程,不論教師多好,自己多用功,成績有多高,即使再好,也僅僅是解決了一個戰術問題,因為這些知識很難說是否會陪伴你一輩子,當你換一個工作,甚至換課題或研究方向的時候,它們所起的作用就會劇減甚至于不起什么作用。我們目前迫切需要學習的不是這些,這只是戰術層面的問題,而是一些可以在任何學科中都可以通用的技能,這才是戰略層面的。
可積累的體系建立
有幾個問題是需要我們慎重考慮的:
1、面對問題具備獲取信息的意識和獲取信息的能力應該提到戰略的層面上來進行。目前很遺憾,國內在這方面因為長期的僵化教育的結果,薄弱得很。所以,當一個技術人員面對其他專業或者是管理問題時,更多的是表現出束手無策而不是以他本來擅長的方式先做調查研究,收集資料并以合理的思維方式作出分析。所以他們往往以我不是這個專業的為借口從而避免一些艱苦的勞動,將責任推脫給其他人(當然也有尋求合作者以解決問題的方法)。我雖沒有見過真正的世界重量級大師,但是,我想,如果一個科研工作者的頭腦中有學科的界限的話,他是成不了大師的。我覺得學科,只是人類為了更好認識世界而人為地確定的一些分類而已,不應該成為約束人的科研活動的理由。
2、知識的應用問題應該提到戰略層面上來。其實不僅僅是知識的應用問題,很多其他戰略方面的應用問題也應該好好思考,比如說誠信等。其實任何一個觀點之所以可以被人接受,最重要的一點是這個觀點可以帶來益處,如果知識不能應用,那么之前的學習就不是投資,而是一種負債了。所以一定要強調,而且要隨時練習應用。現在的大學教學方式將各個學科孤立起來了,有個學生在做實驗的時候曾問我當實驗放大的時候,反應時間是否會發生變化,我說,你再去看看物化的書籍,復習一下反應速度的公式,就知道了。這絕不是個例,目前的學科學習方式決定沒有相當的經驗,很難體會到這些。呵呵,這個觀點也可以擴展到對諸如***、法律等學科的學習,不強調應用的學習是沒有生命力的。
3、將整個知識建成一個可積累的體系。這是戰略思考的一個極其重要的環節。如果你可以建立一個可積累的體系,那么無論多么高深的東西,最終都可以變成只是一個達到的時間的問題。對于化學而言,理論并沒有想象中那么多,更多的是各種經驗的敘述,那么,可積累的體系究竟應該怎么建立呢,各個部分的結構和關系應該怎么樣呢?
我想,整個的知識可分為兩個部分,一部分為我們目前的方法和體系可以查閱得到的,另外一部分為以我們目前建立的體系查閱不到的。在不可查閱的知識部分又可以分為兩個部分,一個部分是可以轉化為可以查閱并可理解的知識,另一部分為需要不斷積累以進行理解的知識。
這樣進行分類以后,我們發現我們所需要關注的部分是兩個部分,一個是如何建立那些可以查閱的知識的索引,通過這些索引在需要的時候可以找到我們所需要的知識,另一部分是不斷關注那些需要理解的知識,也就變成了戰略性的知識部分,它們通常貫穿在每一個反應之中,具有應用范圍的普遍性。這樣,在化學的知識領域中,我們就可以做到廣與精很好地結合在一起,從而達到高效率地進行研發工作。
可累積的體系的建立包括幾個方面:
1、檢索方法的建立;
2、將新知識逐步融入舊體系中的積累;
3、對于戰略性知識部分的不斷磨練。如果可以建立這么個體系,那么,整個科研活動將變得越來越輕松。
教材的問題
我認為目前的教材,尤其是大學的教材,多數不合適宜,體現在它們所顯示出來的主題是戰術性的而不是戰略性的,因為在其編排上,沒有將可積累性體現出來,現在的教材多數是搬磚頭的形式編寫出來的,編得好的,可能在結構和內容上上些心,而另一些可能僅僅是將其他書籍的一些內容進行語言上的游戲,這樣,每一年所處的環境是一樣的,而尤其糟糕的是,給學生一個觀念,這些理論是從天上掉下來的,放之四海皆準的準則,而且,由于很多課程在一些可查找資料和真正的戰略性的資料上缺乏認識,故學生在畢業的時候紛紛將書籍變賣而不是作為保留的資料就可以理解了。因此,整個過程不是一個可以積累的過程,這樣的效率無疑是很低下的。
建立可積累的體系另一個重要的工作就是分清楚知識與技能。要明白哪些是可以查閱的知識,哪些是需要不斷訓練的技能,然后根據它們不同的特點采取不同的策略。只有這樣,才可以很輕松地應對困難。
首先談談知識問題,知識,為與技能區分,我們不妨定義為簡單的,僅僅通過短時間就可以理解的那部分東西,它們不需要記在腦海中,只是在使用的時候需要想起它們并可以查閱到它們。在科研中我發現很多科研人員之所以一籌莫展,主要問題就在于其資料收集不全,其實從論壇上可以看到不少詢問課題如何做或者為什么會產生這種現象等的情況,其實質也就是一個資料的查閱問題,很多人以為文獻檢索便是查查CA,而一旦遇到問題,卻不知道如何在各類書籍專著等文獻中去尋求解決的方法,在他們頭腦中沒有知識和技能區分的概念,所有的東西都記在腦袋里面,而一旦碰到在頭腦中沒有的知識就無所適從了。有一個研究人員問我,在研發中TLC好還是HPLC好,他說有研究人員說TLC好。我說,你了解TLC嗎,你看過這方面的著作嗎,你了解HPLC嗎,選擇哪一項是根據情況而定的,在不同的情況下使用不同的手段,但是在這個問題中,最重要的一點是,你有對這兩個方法進行了解嗎?有沒有考慮過自己去查閱文章書籍來進行判斷,不同研究人員有自己的特點,如果你以這樣的方式去問,可能一百個人有一百個答案,那你將怎么辦呢。其實在這個問題中,最大的一點也就是缺乏一種查閱的觀念,對于這個問題所涉及的知識而言,它們是可以在短時間內查閱并可理解的。但是如果沒有這個觀念,就會陷入困惑。
在這就要涉及到一個經常討論的觀點,就是中國學生與美國學生究竟誰更強,我們曾經嘲笑他們上大學竟不知道六七四十二,但是我們沒有注意到,他們從小就受到了查閱資料的訓練,因此他們可以不知道六乘七是多少,因為他們知道答案在什么地方,而我們一旦不知道六乘七,就別無它法了。因此,從教育的角度而言,他們勝在戰略意識上。
因此,對待知識,我們更應該考慮的是在我們需要的時候如何可以系統、完整、全面地找到它們,而不是要去記住它們,基于這種理念,我想從兩個方面入手或許可以有所幫助:1、建立起一個自己的索引系統,將所學習的知識可以很輕松地在需要使用的時候提取出來。2、不斷將新的知識引入自己的索引系統。這樣的話,我們就可以將知識引入技能訓練(一是整理資料技能,一是查閱資料技能)的范疇,即在我需要某些知識的時候,我可以以查閱文獻的技能將它們很快系統地查找出來。那么,在這種情況下,可積累的知識體系的框架就可以形成了。
這種體系的建立可以讓我們節省大量的時間來進行技能方面的訓練。并且可以傳承。
這樣做有什么好處呢,舉個例子來說吧,如果在一個反應中涉及到醛的生成,我們不妨假定目前醛的生成方法有30種,而我們一般科研人員可以記住常用的10種,有些科研人員厲害些,可以記住20種。那么,在不完全查資料的情況下,我們一般會以10種生成方法作為設計路線的依據,而那些厲害的科研人員,充其量其設計基礎為20種,這樣所得出的結論必然是有缺陷的。而一個很重要的方面是,如果第31中醛的生成方法報道,而我們沒有做索引的習慣,那么,只有企求老天在我使用的時候腦袋好使,還可以將它記起來。因此在這種狀態下可積累的程度是很淺的,這也是為什么很多研究總是在原地踏步的原因吧。現在很多研究人員的路線設計都是以拍腦袋為主,當時頭腦中有什么想法就根據想法下結論,我很少看見有詳細占有資料以后嚴謹設計的,我想,或許這是一個很大的問題吧。
規律與收率觀念的差別
關于思維方式的不變性有很多種類似的說法,例如健康的人是一樣的,不健康的人各不相同等,呵呵,其實我們從生活中仔細觀察一下,會發現很多的。對于這句話“我覺得從戰略的眼光看問題有一個好處就是可以安慰自己。我做實驗要是沒有得到預想的結果時,就會想:沒關系,我知道這樣做不行了,我的經驗又增加了,戰略上是時成功的。^_^”
我是這樣想的,實驗沒有得到預想應該是好事情,做實驗是研究規律,當實驗出現異常時,表示你以前所遵循的規律出了問題,這樣的話就很有可能有所突破了。另外,從實驗設計上而言,如果沒有得到預想結果,我覺得處理不應是簡單倒掉,而是可以考慮由反應本身或反應產物再設計一些實驗或進行一些檢測來驗證你的新的關于這個實驗規律的構想,這樣才是研究規律而不是收率的方式。因此我認為實驗是沒有失敗一說的,好結果是在研究規律后得到的必然現象,抱這種想法可能會收獲更大一些。從所謂的失敗如何可以轉化為成功,懂得轉化的方法和方向,這才是最重要的,是合成研發的邏輯性的關鍵之一。
關于知識和技能的描述,主要也針對目前中國國情,的確如果兩者可以有機結合起來是最好的,不過在兩者間我還是傾向技能,因為技能是需要磨練的。以英語是技能為例,如果你身在英語國家,自然不用那么努力去死記那些單詞,這就是看做技能的原因,知識(單詞)可以作為技能應用的一個結果而自然不很費力地記住了。數學也一樣,如果你能將定理當作技能的一部分進行運用,可能比單純記憶要強些吧。目前國內最缺乏的就是將知識作為技能一部分進行應用了。另外,呵呵,我想真正數學學得好的是要去推定理的。
我之所以寫這個文章,在我以前的一篇文章的結尾中有所提及,我將它們抄錄下來。
我國的教育方向
對問題深刻的理解和對其意義的正確的認識從長期而言往往比解決這個問題更為重要,努力很重要,然而選擇比努力更重要,如果一旦選擇出現錯誤,其努力往往以悲劇結束,因此也許我們更應該注重于對方向的選擇。這一觀點在歷史上已經被無數次證實。
由于我國還處于第三世界,因此不可能按照發達國家的教育模式建立起一種有效的機制,因為從硬件到軟件都還沒有達到那個要求,然而只是不能按照發達國家的模式走而已,并不等于我們沒有機會超越,或說沒有能力超越。我們有我們的優勢,我國的人口基數大,這是一個劣勢也是一個優勢。當人口成為包袱時就顯出劣勢來,就象我國現在這樣,然而當人口或說人力成為資源時就是巨大的優勢,關鍵在于完成這種轉化。現在可以說我國與發達國家的差距相當大,可是如此大的差距是理所當然的現象嗎?尤其是以個人而言,我們看到無數的中國留學生在中國念完大學后到美國再求學,表現很優異,而作為一個群體也是比較優異。當然我并不否認他們是在中國比較優秀的一群人,但是似乎在進入工作之前我們與美國人之間的差距比較小,而且我們的運算等能力具有明顯的優勢。然而一旦進入社會后,尤其是離開學校很長一段時間后,我們的認知水平,處理問題的合理性以及一些習慣等方面似乎就開始拉大差距了,尤其是在前沿領域。這是如何形成的呢?我們與美國的差距根源究竟在哪兒呢,如何才可以縮小這種差距呢?
讓我們先作一個比方,當我們身處荒野中時,會怎么樣?
第一種情況是如果在我們前面有一條前人已經修好的或正在修的路,那么顯然我們只要跟著這條路走就可以到達目的地了,我們甚至不用意識到這條路的存在。然而如果并沒有人修這條路,那么我們就不僅要自己知道方向,而且要設計路線,有意識地知道自己該往哪兒去,這樣才不至于迷失方向。現在我們與美國的差距也就在這一點了。對于我們大多數人而言,在上學期間一直有一條設計好的路讓我們行走,我們很多人都未意識到這一點,當我們走出校門后,卻發現我們一直行走的方向與我們的目標不一致,我們實際上相當于處于荒野中,由于我們從未意識到路的存在,因而失去了尋找方向的能力,一旦處于荒野中,便茫然不知所措。而對于美國人而言由于其體制、環境等工作環境因素同長期以來形成的相對合理的教育體制的連續性(這點我們可從美國教改的戰略目標的提出與實踐中看出)使他們在畢業之后也可以繼續沿著道路行走,他們在一直朝著目標走。因此,如果對于我國學生而言,不僅要學會美國學生的東西,而且還要會辨別方向。
在美國,只要高層的人員認識到路的存在,并去設計和修建這條路就可以了,而對于其他人員可以不意識到這條路的存在。因為他們的社會已是一個相對理性的社會。而在中國,這種情況就不可能發生,因為經濟水平與人們的觀念意識等諸多因素還未在整體上達到這個水平。因此,中國相對而言是一個非理性社會,而在非理性社會,對個人的要求也就更高一些。因而我們在上學期間就要自己意識到我們所走的道路,意識到它是否合理,意識到產生某些不合理因素的根源并力圖改正它,至少是在個人上改正它。同時需要訓練自己辨別方向的能力。由于外界的輔助條件很弱,有時甚至是阻礙因素,所以在現階段在我國對自身培養的戰略與戰術問題都要個體自己解決,因而對個體的要求相對較高。但這并不一定是壞事,如果我們已自覺地認識到這點的話,因為這樣培養出來的人才應該會成為頂尖的人才。由于現在的競爭越來越成為全球性的競爭,因而在國際競爭中他們應該會占有優勢。
由此可見,只要我們不盲目跟從,在教育以及其他方面我們不但有機會趕上,而且有機會超過發達國家。只是一個如何具體運作的問題。在本文中試圖尋求一種方法使這個設想變為現實,這便是文章的目的。
研發也是同樣的道理,當我們處于好的研究環境中,有好的導師或同事,有那么一種好的氛圍,自然可以有好的習慣,可以不明白很多事情,但是目前我們國家的現狀使我們必須認識到這些問題。
我在大學工作,發現現在我們教育科研主要的問題不是硬件的問題,而是方向上的失誤,所以可以看到我們的學生雖然很努力,收效卻甚微,因此一直考慮如何改變這種狀況,在我的心目中,理想的大學應該是:
1、? 在大一大二完成對科技文獻的初步認識,了解整個科技領域的文獻狀況,知道各個層次(包括最頂級科學家)的大致研究方向和內容。有能力查找任何(包括艱深的內容,雖然可能看不懂)需要查找的文獻,學會閱讀文獻的方法,初步形成合理的思維(通過思維邏輯性來訓練),可以對文獻提出自己的見解(這些通過訓練達到并不是很困難,實際上難的是在學習一定時間后固化觀念的轉變)。
2、? 在大三大四開始接觸真實的科研活動,而且科研均為有現實意義的,或為文章的理論研究,或為工廠的項目,分別了解文章研究和工廠研究的要求,并可以根據要求調整自己尋求和閱讀,思考相應的內容。此時在畢業時應該具有一定成果。在此期間,開始對社會的各種現象,無論好壞,進行深入思考,以形成自己行事風格。
3、? 研究生期間只是與大學期間程度上的不同。
在所有的過程中,規定一些必讀書籍和必須掌握的知識,并進行控制即可。
4、? 如果是做橫向項目,在有一定成果以后,以學校為支撐,以合作的形式和學生進行項目的進一步研究和推廣,使項目可以順暢過渡到應用,并使項目具有可持續性。而對于學校而言,在進行了一定的項目運作經驗與資金積累后,可以獲得可預見的發展。
這樣,從項目而言,風險會降低很多,而學生由于從學校得到助力,可以承受一定風險并很快介入項目的實施,而且沒有需要找工作的問題,他們將成為工作機會的創造者而不是工作機會的競爭者,從學校而言,可以得到更多的收益,維系學校的順暢發展,從社會而言,對創建和諧可持續發展無疑是很有好處的。
仔細計算一下我們大學的有效利用時間與研究生的有效利用時間,我認為上述設想是有可行性的,當然在這里需要對教學效率的深入研究及對社會的充分了解才可以支撐。另外還有一點就是一定需要建立一個手邊的資料室,而不僅僅是讓學生去圖書館查閱資料,這樣才可以造成一種學術的氛圍。
有時我對一些本科生說,本科畢業在現在難找工作是很正常的,為什么呢?只需要看他們的書架就知道了,他們各自都有自己的專業,但是除了學校規定的專業書,極少有同學會去自己購買一些來看,而英語、計算機書卻很多,要知道,最終決定他們飯碗的還是專業啊。