科学殿堂里的沉思者(二十一)自我复杂的科研之路-1

    这个问题听起来很怪,很多人可能一下接受不了,但只要你仔细琢磨琢磨、品味品味,也许就能理解这种奇谈怪论,甚至可以体味到个中滋味的五味杂陈。

说起审美,这是文学艺术恒亘久远的话题,且学派林立,扑朔迷离。其实,审美并非文学艺术的专属领地,不仅生活中处处充满美和审美的情趣,美和审美的观念也正日益引起了科学家们的重视,与科学研究发生了越来越多的懈逅和碰撞。不仅如此,美在人们的审视中还会产生截然不同的标准,而这种冲撞和对立,不仅符合生活的逻辑,还激荡起无限的生活情趣。比如说,在生活中,简洁和复杂就构成了这样一对相互矛盾的审美标准。很多人喜欢简洁美,他们把生活中的简单看成是一种幸福。饭后一杯清茶、疲倦时的一杯咖啡、口渴时的一杯凉水、闲暇时的一首音乐,都可以视为一种享受,都能从中品尝出人生的快乐。林语堂先生就记述过这种感受,并把它提升到艺术的高度,称之为《生活的艺术》。沈三白也曾把这种简单视为人生的乐趣,因此,他的《浮生六记》至少有三记记述了这种简单清闲的生活(静好记/闺房记乐;闲情记/闲情记趣;浪游记/浪游记快)。也正是因为有了陶渊明的《桃花源记》,才有了李商隐的“采菊东篱下,悠然见南山”的千古名句。“采菊东篱下,悠然见南山”不仅是视觉的美、意境的美,更是生活感受的美,美就体现在生活态度的简单、平淡和恬静。有时候,这种美仅凭直觉的感受是不够的,要用脑用心,去感悟、去体味,甚至要经历沧桑,才能领略到“其中有真意,欲说已忘言”的境界。生活中,简单美不仅是记载在文学作品中的古典美,而且还引领着时代的风尚。时装模特儿或影视明星简约的服饰风格、美式家具联邦式风格强调的古朴、简单、明晰和雅致等都在用简洁美引领着不同的消费观念和时尚。

与此相反,许多人在生活和艺术中的审美观点和情趣并不是简单,而恰恰是复杂。在中国古老的绘画艺术中,泼墨画的风格是在涂抹中表达粗旷,线条棱角分明,处理简单明快,极具个性洒脱之美。而工笔画呢?手法上却讲究细节的处理,精雕细刻,栩栩如生,而处理上却讲究意境的深远。江水千廻百转,小路曲曲弯弯。楼台亭阁不是明显显地呈现,而是“犹抱琵琶半遮面”,依山傍水,密林环绕,龙檐飞丹,时隐时现。如果说泼墨画是一种简洁美,那么,工笔画就是复杂美。贝聿铭是世界著名的建筑大师,许多作品脍炙人口,震撼人心。除了大手笔的宏观巨著,他也有一些小家碧玉、玲珑剔透的作品,他为日本画家小山美秀子所承建的美秀美术馆就是典型一例。据说这所建筑投资250亿日元,不仅追求到超一流的水平,而且几乎建成了一座人间天堂。在这座艺术品上,兼具简单美与复杂美于一身。在立意上,他运用中国传统的写意山水画的技法,给我们展现了这样一幅画面:一座山,起伏叠翠;一条谷,幽静鸟鸣;白云在山间飘,溪水在谷中流;美术馆依山傍谷,抹在云遮雾罩之中,掩在青山绿树之旁。这虽是一栋建筑,却更象一幅画,洋溢着中国山水画中复杂的立意美。当你走到建筑跟前,却又被那简洁明快的现代建筑风格所感染、所折服。建筑的入门结构正是贝律铭几何造型的神莱之笔:屋顶的框架线都是由大小不等的正方形和三角形组成,给人一种视觉上的流畅和飘逸,充分体现了他的简洁美的特点和理念。同样,在生活中,有些人并不喜欢简单,他(她)们认为如果一切都太简单、太直白,生活就会淡如白水,索然无味。相反,他(她)们喜欢含蓄、喜欢深沉、喜欢由很高的文化素养和人身修养所熏陶出来的一种品位:知识渊博、反应机敏、谈锋刚健、诙谐幽默、温柔体贴、善解人意、谦让于无形之中、应变于得体自然等等。很多人都曾向我表示过,说很多影视界的名人是不能走近的,走近了就会感到失望,就会发现许多你意想不到的言行举止:粗俗、浅薄、胸无点墨、低级趣味。在他(她)们的眼里,较高的文化素养和人身修养就是一种生活中的复杂美。前不久在网上看到一篇旅游散记,题曰:“伊犁草原-一种丰富而复杂的美”。我一下就被这个文题吸引住了,因为在我的心目中,草原的美应该是一种单纯的美,粗旷、豪放,一马平川、一望无际,可以顷刻间抹平你胸中的一切沟豁,给人一种坦荡荡的淋漓尽致。何以又来个丰富复杂的草原呢?读了文章才知道,原来草原并不象原先想象的那样,都是内蒙古呼伦贝尔、额尔多斯大草原那样宽广无垠、浩瀚缥缈。文章说伊犁的四大草原(那拉提草原、巩乃斯草原、昭苏草原和唐布拉草原)都坐落在北疆高原之上,卧于天山顶、躺在山坡上、依在山谷旁。那里有山、有水、有大森林、还有起伏迭宕的千沟万豁,不仅给人旷古的苍凉,还给人千变万化的情意迷离。对于没有到过草原的人来说,没读过这篇文章你确实难以想象仅仅一个草原就能既呈现给你简洁粗旷的美,又能展示给你复杂的委婉曲折、千姿百态。即使在流行的时代风尚上,复杂美有时也是一种追求、一种时髦。就十大名牌表而言,女儿打电话说要送我一款卡地亚(Cartier),并不无自豪地夸耀:“瞧!这表盘设计得多棒,简洁大方,简直就是王者风范!”不错,我确实喜欢设计简洁的手表,不仅是看着大方,读表也方便,瞟一眼即可。为了不至于在接受女儿礼物时一无所知,我还专门对名表作了一点研究,打开广告一看,不禁大吃一惊,原来不知何时开始,名表的时尚又走向了复杂,象江诗丹顿和万国表这样的名牌都推出了极其复杂的机械型号,光看着表盘都够晕人的,大圈套着小圈,一圈又一圈。当时,我虽不知时尚的风向,却猜得出这种设计一定是一种追究时尚的效果:越复杂越深奥越有一种征服心理,给人一种傲视群雄的感觉,又让人产生一种神龙见首不见尾的敬畏。毫无疑问,这种审美时尚肯定迎合了一部分人的消费心理:复杂就是神秘、就是力量、就是代表难以超越,从而也就代表了一种真正的美!

不仅在生活或艺术里到处充斥着简单美和复杂美的胶着与对立,而且在科学中也处处可见简单美和复杂美的不同演绎。伴随着自然美、科学美以及科学研究当中对审美观点的日益重视,美和审美的观念正在科学界被广泛认同和接受,其中,尤以物理学和数学两个领域表现的最为突出。牛顿在《自然哲学的数学原理》中指出:“自然界不做无用之事……因为自然界喜欢简单化,而不爱用什么多余的原因夸耀自己。”牛顿的这番议论是有根据的,因为在他之前,哥白尼正是从天体运动的简单性出发才打破了托勒密复杂的“地球中心”的宇宙模型,认为托勒密“本轮”论和“均轮”论是不符合数学原理的,进而建立起了自己的天体运动的“地动”学说。而牛顿自己也正是用了一个简洁的数学公式阐述了万有引力,进而证明了天体运动简洁化的自然规律。自然科学中简单性原则的客观基础,就在于自然界本身简单化规律的主宰,因此,现代科学巨匠爱因斯坦说:“实际上,自然规律的‘简单化’也是一种客观事实,而且正确的概念体系必须使这种‘简单性’的主观和客观保持平衡。”他认为,科学理论唯一事关紧要的是基础逻辑的简单性,这是一切科学的伟大目标。怀特海和彭家勒都是上个世纪初的数学大师,其影响却远远超出了数学领域,但他们却都对数学情有独衷。怀特海曾经指出:“数学是真善美的统一”。而彭家勒也说过:“所有的数学家都时时体验着数学的美感”。不仅如此,他们还都曾从不同侧面强调了这种美的简洁和协调。怀特海在讨论局部与整体之间的关系时曾指出,要认识事物的细节仅只是为了恢复它们的本来面目就必须将其放在整个事物的系统中一起观察,因为这种事物体系中包涵着逻辑理性的和谐与审美的和谐。彭家勒则强烈反对数学是逻辑学的一个分支的观点,他认为直觉(Intuition)才是数学的生命。如果从美学角度来认识直觉,则这种美是简单明快的。今天,自然规律的简单性原理和自然科学理论的简单性原则已被科学界普遍接受,并逐渐被奉为一种金科玉律,被视为一种科学经典。本世纪初,美国的《物理学世界》杂志在美国科学家中作了一次调查,评选历史上“最精彩的物理学实验”,入选的大部分竟然是那些科学家们用自己设计、自己动手制作的最原始、最粗糙、最简陋的实验仪器所做的实验,如伽俐略的斜坡滚球实验、牛顿的棱镜分光实验以及托马斯`杨的双缝干涉实验等都赫然在榜,并且名列前茅。但是,在这个世界上,任何事情都不是绝对的,月圆则亏,水满则溢,这是中国古老文化中的生活哲理,放之四海,亘古不变。同样,对自然规律的认识亦不能例外,照样逃脱不了被这种朴实无华的生活哲理所涵盖的事物发展规律。世界上的任何事情都不能过极,过极了就要走向反面。前不久在网上读了一篇文章,是关于物理学中简单化审美观误区的讨论,只所以喜欢这篇文章不仅是作者在这种主流意识中亮了一嗓,喊出了不同的声音,还在于作者独具的眼光和令人信服的分析说理。不知这篇文章是原创、是翻译还是转贴?短文从三个层次叙述分析了物理学中简单美的形式、内容及对此误区的认识。首先,总结了简单美在物理学界的共识。这种共识也含有三层意思,一是物理学理论的简单美,二是物理学结构的简单美,三是物理学方法的简单美。其次,重新认识了物理学简单化命题及其意义。这个命题的内涵是:物质世界客体化存在及其相互的内在联系都具有简单化的属性。依据这一命题,从具有简单美的物理理论出发,就不难得到两方面的认识:其一,只有依据这一命题才能构建对描述对象完全有效的具有简单美的物理理论;其二,为了构建这种理论我们只能以经验事实为依据去发现物质世界客体化存在及其相互内在联系的简单性,而不能用形式上简单美的物理理论去构建这种客观实体的简单性。最后,作者指出了当前物理学主流意识中的误区:对理论形式化表述的第一原理并不是从由描述对象提供的经验事实中分析归纳,而往往是为了追求理论数学形式化表述的简单美,根据人为的需要来设定,具体表现在三个方面。一,由于只专注形式化表述的简单性,缺乏客体化描述的基础,致使本来描述的物质世界客体逐渐远离了物质世界客体化存在的经验事实,进而使人很难明白这种描述的具体内容和明确的内涵,陷入理论形式化描述的自我设限的怪圈和困境,如同雾里看花,难以解脱和自拔。二,在形式化描述客体存在的过程中,依据的并不是被描述的对象是怎样的实际存在,而是某个数学原理或运算规则,把表述中数学演绎的需要放在了第一位,遵循的是由数学演绎来决定被描述对象应该有怎样的存在的观念,造成了认识上的本末倒置。三,把是否运用数学形式化表述或表述的如何作为对物理学创新的评价标准,对于不遵循这一形式规范的任何创新的尝试一律予以扼杀。毫无疑问,这些误区严重妨碍了物理学研究的发展,并且还在新思想、新潮流的掩护下不为人知。更令人寒心的是,不仅那些挥刀舞棒的杀手们还在津津乐道、弹冠相庆、得意忘形,而且他们还打着正义的旗号,标榜着时代的风尚、改革的先锋和创新的模范等无数的桂冠和显赫。我虽然还没有资格在物理学领域内指手画脚、怀疑批判或评品赏鉴,但我凭借多年的研究实践便能直觉地感到这篇文章的份量。虽然没有明确的表示,但从这篇文章的字里行间却不难嗅出它的与众不同的特殊气味。它不仅大胆地对当今物理学主流意识提出了挑战,而且矛头直接指向爱因斯坦的理论(只是没有明言而已)。不能否认,爱因斯坦的量子理论和相对论的理论基础虽然构成了现代物理学的理论框架,但其自身并不完美。他的量子理论中最为核心的内容是有关光量子的论述,而光量子本身就是至今无法清晰其内涵的一种概念。在一种物质的本质还没有被认识清楚的情况下,对其性质进行规范或表述的理论,无疑会有许多漏洞,其权威的正确性也只能是暂时的过渡,聊补空白之缺而已。由爱因斯坦广义相对论所推导出的宇宙大爆炸模型既不完美,又给人一种虎头蛇尾之感,还给人留下一种不明就里的宇宙究竟“魂归何处”的困惑。事实上,不管当今的科学家、科学史家、社会科学家或哲学家们是如何在津津乐道科学是如何用一种简洁美展示在时代面前,科学却仍然用自己不断增加的大量信息在表明自己是如何不断地从简单走向复杂,无论怎么掩饰也无法否认这种事实。作者在总结分析了物理学领域内单纯追求理论数学形式化表述的简单美之后指出,由于这种方法偏离了物质世界客体化存在及其相互内在联系简单性的本质属性,其结果在当代物理理论的陈述中,层次越深的物质存在反而越复杂,以至于对理论的验证,就必需要使用技术极其复杂、规模非常宏大、动员全世界财力人力建造的大型强子对撞机(Large Hadron ColliderLHC。这对物理学家公认的物理学的简单美难道不是极大的讽刺吗?爱因斯坦虽然也口口声声地强调自然规律的简单性是如何决定着科学原理简单性的原则,可他本人的理论却并不简单。难道世界上没有几个人能真正理解的理论是简单的理论?我是无论如何也想象不出大爆炸之前的宇宙会是什么样子?大爆炸的能量是如何聚积起来的?大爆炸后质能又是如何分配和转换的?我穷尽自己的想象能力也理不清质、能、热、电、磁、声与光之间到底是一个什么关系?能否象探问鸡和蛋之间究竟谁先一样追究这些物质之间的坐序、大小或先后吗?我甚至不知道以我这样的知识、阅历、经验和智力在这个世界上究竟该排在什么样的位置?我常常扣问自己:我是不是一个很笨的人?不然的话,为什么在那么多物理学家嘴里那么简单的现象和原理,偏我却一头雾水,怎么也点拨不透,楞是看不出个眼高眉低。自己内心深处的苦苦挣扎包括了我对自己愚笨的苦恼:为什么自己会笨到连皇帝的新衣都看不出来呢?不过,从我真正懂得了玻尔有关物质结构与功能呈现多样性的互补原理之后,我便坚信这个世界既是简单的,又是复杂的,简单是在子系统的功能执行或具体形式的表现上,复杂是在更高一级系统对众多子系统的控制和协调上。我也坚信,控制论、信息论、统计学、计算机的复杂计算和快速的信息处理以及逻辑学、演义法、甚至哲学等都是为解决世界的复杂性而发展起来的学科和方法,没有复杂性的世界,发展这些令人头痛的学科和技术干什么用呢?因此,我的观点是,无论追求文学艺术、生活还是科学中的简单,都不要忘了世界还有复杂的一面,世界上存在简洁明快的简单美的同时,还存在着震撼人心的复杂美。

象物理学和数学代表简单美一样,也有两个具有复杂美典型代表性的学科和领域,这就是经济金融领域和生命学科。之所以把它们列为代表是因为这两个领域的研究牵扯到一个新兴学科中的许多概念和研究方法,这就是近二十年兴起的复杂性科学。金融领域是一个由诸多不确定因素所组成的开放系统,它的复杂在于它不仅具有多层次、多功能的结构,这些结构和层次之间存在着息息相关、一荣俱荣、一损俱损的影响和互动,而且在于它的系统内看起来又象是一种无序状态,信息量足以让观察者感到震惊和迷茫,对它的研究往往也多局限于定性范围,难以予以准确的定量分析,而基于这种状况下的传统的金融决策也因此往往带有不确定因素下的盲目和偏持,等等。因此,对金融领域的研究,近年来不断引入复杂性的概念和研究方法,试图通过定性判断和定量计算的结合、宏观分析与微观分析的结合以及引入不确定条件下的决策技术、综合集成技术及整体优化技术在无序状态中找出有序、在随机性的系统中总结出其内在的某些确定性的规律。而生命科学的研究对象更是一种难于在总体上把握的复杂系统,它的子系统之间的关联性、多样性、自组织性、适应性、开放性以及瞬间的、随时随地的动态变化,足以使人头晕目眩、眼花缭乱了。许多研究者在狭小圈子里盲目打转和苦苦挣扎,却始终不得管窥生命奥秘之一斑,其苦恼的心境谁人可知?面对这种局面,人们对生命科学研究的思维方式就不得不从单纯的物理学简单性的原理和方法中跳出来,转入生物学研究的复杂的系统、模式和方法。

既然如此,那么,生命学科复杂化的特征表现在哪些方面呢?其一,生命体是由复杂成份组成的。几年前,德国科学家在冰岛海域120米深的海水里发现了一种世界上最小的生命体,其DNA全长只有50万个碱基对,如果按一种蛋白质平均一千个碱基对编码计算,连这种世界上最小生命体内都至少有500种蛋白质;其二,生命体的组份之间有着广泛的相互作用,且越是高级的生命,这种相互作用越广泛。可以想象一下,如果这个最简单的生命体里的500种蛋白都能发生相互联系和作用,排列组合起来,将会产生多少种不同的功能和行为?也就是说,这种生命虽然简单,但其组份的功能和行为却具有向任何方向发展的巨大空间和潜能;其三,生命体内各种组份之间的相互联系和作用方式呈现非常复杂的特点。首先,这种相互联系和作用不是线性发生,而是呈现瀑布一样的网状景观。也就是说,在生命王国里,每种组份与其它组份之间作用的权限和自由度是相同的,没有贵族和平民之分。其次,相同的成份可通过改变空间构型发挥不同的作用或功能。也就是说,在这个王国内,虽然兵少,可每个兵都特别能战斗,都能一人发挥多人的作用。再次,极高的组织协调效率。在生命体内,不仅同一组份具有相同的行为和功能,不同组份的功能单元也可以具有同一种功能,但其作用却接受更高级组份的信息调控,在不需要的时候,其作用可作为一种储存的静止状态,需要时随时可以激活。也就是说,这个王国具有极高的效率,不仅从不浪费多余的能量,而且储备了相当的功能代偿能力,以适应生存环境的改变;四,自组织化能力。由于组份之间存在着广泛的相互作用,具有相同作用的组份就会自动形成一定的有序状态,随着进化,再逐渐形成不同的层次或系统。这种过程可总结为这样的流程:有序发生—细胞器—细胞—组织—器官—系统—整体。而这种不同的层次和系统正是为了满足生命多样性复杂状态的需要;五,自稳和适应。生物体不仅可以通过相互作用和协调达到自组织化,而且可以通过一系列的协调达到自稳状态。这种自稳不是简单的自稳,而是通过一种特殊调节形式达到更高层次的自控和适应,这种高级生理反应的方式就是反馈调节。反馈调节是一种从下至上的信息流,与自上向下来自DNA内的自我稳定的信息流融合在一起,就形成了生物体独特的稳定与适应(发展与变化)的和谐与统一,这种协调和统一达到了一种不可思义的复杂与完美;六,超常现象。整体功能或作用大于所有子系统功能或作用的之和。这种生命特征表明,生物作用和功能不仅取决于组成的成份,而且取决于组份之间的相互作用,因此,衡量整体功能的作用决不是所有组份功能的叠加,而是会远远超出它们的总和,甚至可以达到令人无法想象的惊奇。西方人把这种现象称之为“超常”,生物学界又把这种现象叫做“蝴蝶效应”(尽管蝴蝶效应最早出自于气象学家对一种超敏感现象的描述)。正是通过这种超常作用,许多致病微生物才得以通过不断的变异逃脱人类的灭杀,造成一次又一次的世界性的大流行。根据生物体的这一特性,美国科学家霍兰得出一个著名论断:“适应性造就复杂性。”不妨仔细体味一下,这是一句多么经典的名言,虽然听起来简单平淡,可内涵却丰富无比!

根据以上分析不难看出,无论是在金融领域还是生命学科的范畴内,都不能用简单美来理解它们的学科特点、基础理论以及研究方法。这些事实告诉我们,世界是简单的,但同时又是复杂的,不能用单一的标准来看待和理解既简单又复杂的自然现象。实际上,不仅自然客体的存在有其多样性,就人们的观察角度而言,也可以造成截然不同的印象与结论。“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”之所以能千古流传,不仅是写实的美,而且揭示了自然和社会现象中的普遍规律,在欣赏和咀嚼景象美和文字美的同时,还留给人们许多生活的哲理和人生的启迪。如此喋喋不休的铺垫只是不想让读者对这一章节的写作意图产生任何误解。在这里,特别想指出的是,强调复杂并不等于追求复杂,而只是追求最终简洁的一个过程,是追求对客观主体全面、正确和真实的认识的一种手段。

写到这里,该来谈谈自我复杂的概念和意义了。什么是自我复杂?从概念上来讲,自我复杂是一个过程,是一种从幼稚到成熟、从单纯到多样、从简单到复杂、从低级到高级、从无知或经验匮乏到博学或经验丰富、从一张白纸到满纸涂鸦的演变过程。换句话说,所谓自我复杂,我把它认定为一种自我成长、自我丰富和自我完善的过程。不要问为什么,也不要问有什么用,因为这里并不涵盖这一过程的目的和意义。可以这样说,这一过程可能是有用或极有价值,也可能没有任何作用或价值,甚至可能会有相反的副作用。既然如此,在竞争如此激烈惜时如金的社会,还有什么讨论的必要?还有什么价值花费精力和时间去完成这样一种自我完善?我的回答是有!既有价值又有必要。原因有两个方面。首先是从生活和社会经验方面来认识。从一般意义上来说,人的经验获取一靠直接经验,二靠间接经验。直接经验需亲身实践,间接经验则从学习和借鉴中获取。这里面有个误区,长期以来,人们一直认为间接经验更为重要,因为间接经验的获取快捷有效。快捷容易理解,别人几十年的经验,讲给你听也许只要一句话。这种经验的获取可谓之快,但问题是你能听进去多少?又能从中接受多少?生活经验告诉我们,经验从别人嘴里说出,真正能使听者获益,却少之又少,其效率低得可怜,几乎到了微乎其微的程度。不要说这耳进那耳出,真正能悟出说教者的苦心者,用凤毛鳞角来形容都觉得数量太多。最典型的事例要算子女的教育,父母的经验教训和心得体会恨不得一骨脑儿全兜给孩子,希望孩子别再做自己做过的蠢事,别再走自己走过的弯路。可真正能从父母的教训中避免蠢事和弯路的又有几人?经常听到的倒是这样的后悔,悔不该不听父母的劝告,于是,再把同样的话讲给自己的孩子。就这样,相同的经验循环往复,代代相传,成了名符其实的传家宝。于是,古人就有了训诫:“纸上得来终觉浅,要知此事必恭亲”。毛泽东的《实践论》对直接经验和间接经验也有真知灼见,并且言简意骇:“想知道梨子的滋味吗?那么你就必须亲口尝一尝。”因此,从这个角度来认识速成法的人生经验,其弊往往大于利,因为一种经验有了,但轻描淡写,有时还不如没有,没有,当感悟经验时会有更加深刻的印象,记取的东西就更多。见得多了,听得多了,加上自己的亲身体会,于是,就又有了经验总结:生活的经验主要靠自己的积累,借鉴的经验终归只能是借鉴,弯路有时是省不得的!有鉴于此,在生活中,对于人的成长来说,间接经验就是简洁的路线,就是简单美。而直接经验就是自我复杂,就要在社会实践中逐渐积累自己的经验。相对来讲,直接经验的人生成长过程比较复杂,但这种复杂过程却构成了复杂美。事实也正如此,一个人要想在生活中成长,在社会上成熟,就必须一步步地自我复杂,自我完善。捷径不近,弯路不远,欲速则不达,生活的辩证法往往如此,懂得它,就能顺势利导,化不利为有利,甚至可以化险为夷。对抗它,就违反了生活的规律,碰壁、失败,直致付出惨重代价,都是应该交付的学费。

其次,如果从科研这个特殊的领域来认识这种“愚蠢”的“自我复杂”,其理由就更为充分。首先,科研本身的性质就是创新和探索,而这个过程对科学家素质的要求极高,既要有知识,又要有经验;既要有理论,又要有实践;既要有精湛的业务,又要有审美的艺术;既要有研究领域的宏观蓝图,又要有突破选点的审视眼光;联想时,思维敏捷,触类旁通;慎密时,认真仔细,有条不紊;想象时,海阔天空,驰骋纵横;求证时,逻辑严谨,思路清晰。所有立志在科研中有所作为的年轻研究者,头脑中必须要有这样清醒的认识:即要想成为一名优秀的研究人员,从开始时就不能存有侥幸心理,不能抱有走捷径的想法,就要有承受任何失败的心理准备。换句话说,一个优秀的科学家是在摔打磨练中成长起来的,象打铁一样,必须经过无数次从冷到热再从热到冷的淬火。对科学家而言,从简单到复杂,再从复杂到简单就是一次淬火,同样,只有经过这样反反复复的淬火,才能把科学家打炼成一块好钢。其次,从自然现象的自身规律来认识问题,这种规律也呈现出从简单到复杂、又从复杂到简单的反复交错或重叠,表现出来的现象也有时简单清楚,时而却又扑朔迷离,隐晦难窥。因此,这就要求认识这种规律的思维方式和研究方法也不能仅仅满足于简单,而必须复杂起来。爱因斯坦建立相对论时,其理论核心对牛顿的万有引力的理论就是一种颠覆,为了寻求统一与和谐,他不得不煞费苦心的先把它融合在狭义相对论中。而在广义相对论中,就再也没有牛顿经典力学的立足之处了。说起来,爱因斯坦的这种理论简单吗?具有自然规律最高境界的简单美吗?恐怕没人敢承认。在我看来,爱因斯坦的相对论够复杂的了,简直就成了一种思维游戏的迷宫(也许他本来追求的就是简单,但力所不逮或根本就是后人把它演绎得越来越复杂了)。而且从狭义相对论到广义相对论并不那么自然流畅,处处显露人工的刀凿斧痕(无论是相对论还是量子理论,他借鉴别人的东西太多了,面面俱到,总想把好的东西都囊括进去,又想把这两种理论融合统一起来,因此,不免生涩,也不够自然流畅)。如果仅从审美的角度来看,在科学历史的长河中,相对论恐怕也是一个匆匆过客,只不过它驻足的时间比谁都长(现在定论也许为时太早)、激起的浪花比任何一朵都大而已。

最后想重点强调的是,在科研中,自我复杂还是一种生存的需要。别说这是危言怂听,“生存需要”已是很委婉的用词了,准确地说应该是“生存斗争”。科学走到今天,与最初的科学或者说科学的初衷早已相去甚远,默顿先生总结的科学精神实质也与今天的科学环境天差地别。什么“公有性、无私性”?我们所见到的,却处处是个人利益、集团利益以及国家利益之间的冲突和矛盾,甚至可以说是战争。李文和案难道不是这种战争的受害者、牺牲品?贸易战争下的知识产权保护,竟然罚款到消费者的头上,地球上还有没有保护消费者利益的统一法律和公理?给人的感觉是不是有点急红了眼?这种事都是做在光天化日之下,连块遮羞布都不要,给人的感觉很不是滋味。更让人受不了的是,面对这种赤裸裸的战争,却还要摇橄榄枝,高唱什么“公有和无私”,是不是有点滑天下之大稽?这里,并不想评说谁的对错,也不想评论要不要这样做、该不该这样做,只是想说,既然连技术都要保密,阔谈什么“公有和无私” 还有什么意义?要说今天的科学环境,最干净的一块地方要算科研文章的发表了,遗憾的是即使在这最干净、最公平合理的地方,也免不了铜臭味的影响和竞争。要说现在的审稿制度也算公正合理,可谁又能杜绝审稿人的谋私?利用权利窃取别人的科学思想,为了竞争枪毙别人的稿件,如此等等,不屑一一例说。至于说到科学家的生存斗争,暂且不论中国现在科学体制和环境与营造真正的科学氛围差得还远,就连世界上科学最发达的美国,其科学体制的弊端也早已捉襟见肘,满目疮夷,甚至到了伤筋动骨的地步。别的不说,单就科研经费的申请,就足以改变科学的颜色了。凡在美国科研领域呆上十年以上的研究人员,只要谈起基金申请,有谁没有长嘘短叹的感慨?有谁会说基金申请凭得是真正的科研实力?我们常讥笑这种竞争不是科学,而是政治、是关系、是后门。可在真正美国人的口里,这种事就好听得多,叫做“社交能力”。就好比性的问题在中国的字眼里,听起来很黄很下流,读起来很刺眼,可用英文说来就要文明得多,甚至还能登上大雅之堂,可见文化的背景差异多大。否则,怎么连美国人都认为粗俗不堪的骂人动作(朝人伸中指),国内的电影明星、美丽空姐还会将此作为招牌动作让人拍照,四处流传呢?今天,要问科研的目的是什么?许多人都会毫不犹豫地告诉你:申请基金!而且是理直气壮,别无它想,实在是令人啼笑皆非。在这里,一个不容小觑的事实是,在许多研究者的心目中,科学的目的早已由申请基金替代了揭示真理。先别责难这些无辜的研究者们,他们不过是谋求生存之道的普通人,也无可指责。只是这种目的性挪移的合理性不由不让人感到担忧、可怜、可恨、可悲。是的,没有基金,你还搞什么科研?但是,基金获取的目的、动机、方法和过程是不是符合科学精神?是不是符合科研规律?前不久在网上读到一条新闻,题目大概是什么“科学牛人”之类的嘲讽。打开正文,见附有一张照片,一个蓬头垢面、衣着寒酸的中年农民倚在一辆破旧的三轮车旁,车上靠着一块硬纸板,标题是“挑战牛顿万有引力”,下面的一些手画的简图和文字看不真切。我已记不清那是国内哪所大学的校园了,可能是科大吧?照片中有几个学生经过,没有人驻足阅读他的“论文”(实际上,用正规的术语那应该叫Poster),只是用奇怪的眼神打量着这位“科学牛人”。这位“牛人”斜坐在他的车上,饱经风霜的脸上露出淡定的表情和微微的尴尬,却充满信心地等待着挑战。我不知道他等到了挑战没有?也不知道有没有人对他的挑战感兴趣?当时觉得这只不过是网上普天盖地无奇不有的八卦新闻、小道消息中的一条,并想很快地忘掉它。但是,不知为什么,我却始终没能忘记,并且那张照片时时会浮现在眼前。在我看来,他就是一头扎进大观园里的刘姥姥,可我始终都没想明白他这究竟是干啥?图什么?想出名吗?还是想改变现状?都是?还是都不是?在这些追问中,心里同时还会生出一丝酸楚,一种兔死狐悲的怜悯:不都是想搞点科研的人吗?“同是天崖沦落人,相逢何必曾相识?”不知为什么?看到他我还会不自觉地把他联想成一个乞丐,一种站在热闹非凡的上海南京路步行街前地道出口处的乞丐。有一次,我朝一个我觉得真的是个需要帮助的人扔了几个硬币,准备到美国来留学的小侄女用惊奇的眼光看着我问:为什么给她钱?我尴尬地笑了笑说:觉得怪可怜的。她用手一指其他的乞丐又问:别的给不给?他们不可怜吗?童言无欺,小侄女的问话让我无言以对,汗颜了很久。但我却又始终不知道自己究竟内疚的是什么?太矫情了吗?能渡众生吗?想想也确实可笑。所不同的是这位“牛人”并不是讨几个小钱的乞丐,而是一个科学的乞丐,我又该对他付出什么样的同情呢?实际上,严格说来,我这个披着留洋光环的科学家不也是一个科学乞丐吗?与他又有什么不同?乌乎哀哉,我的科学!乌乎哀哉,我的同仁!想想这个“科学牛人”,再想想自己的科学处境,能不为五斗米而折腰吗?要折腰就得干点啥,干什么呢?就是要自我修炼自己、自我复杂自己,以便能在这场科学竞争中占据一席之地。实际上,自我复杂的一条迫切之路就是发表文章和申请基金。而就这两条,没一样是省心的,没一样是简单所能应付的。可以不客气的告诉你,要走上科研之路就必须复杂,不仅复杂的事情要复杂,简单的事情也要复杂,要有把简单事情复杂化的本领。一句话能说清楚的事情千万不要一句话就说完,而要绕着圈子说,说得天花乱坠。一页纸能写完的故事千万不要一页纸就讲完,而要讲成《天方夜谭》,讲成一千零一夜的故事(为什么是一千零一夜?不能告诉你,因为这是秘密,这是艺术)。请不要笑话这种“愚蠢”,也不要小瞧这种本领,真正把简单的事情复杂化起来也不是件容易的事,不仅需要有心和修炼,而且还得有点天赋,还要有点心机和狡猾。因为不如此你就无法达到预期的目的,因为简单就没人理你,就没人给你发表文章,就没人发放基金给你,因此,也就是死路一条,干不干自己掂量着瞧吧!

要说,这也许有点过分,对神圣的科学有点亵渎。可要把神圣变成现实,变成生活中的动力,我又不得不这样说。实际上,这话听起来是有点逆耳,可却又是一种实实在在行之有效的自我复杂自我完善的成长之路,不得不为,也不得不图之。因此,在这个命题下,下面想谈谈科研人员成长的特殊过程。这个过程可分成三个阶段,即学习过程、自我复杂过程以及回归自然简洁的过程。现分别予以述之。

首先谈谈学习过程。我把这一阶段的范围定义为学生阶段,包括大学生和研究生,也包括博士后的训练。相对于研究生涯,这一阶段的主要特征就是学习。也许有些人不同意我的观点,认为这一阶段太长。许多人尚处于博士生在读阶段就已经感觉自己很有学问很了不起了,从而也就不耐烦那些琐碎平常的细节。待见得多了,时间久了才能回过头来体会当时思想的单纯、观点的幼稚和经验的匮乏。有人会用牛顿、爱因斯坦为例反驳这种观点,说他们都是在非常年轻的时候就创造了他们事业顶峰的辉煌。不错,这是事实,也不容否认。但这是因为学科特点造成的。对于物理和数学而言,学科的特点是抽象思维和逻辑分析较强,研究和思维方式的特点也多注重于想象和逻辑推理。而对于生命科学而言,其学科特点和研究类型却大相径庭。生命科学的研究虽然也需要课题选定时的想象和假设,但这一过程的出发点却必须立足于实验求证的可能和难易程度上。换句话说,生命学科不象物理学那样,可分为相互干扰甚少的的理论研究和实验研究(海森伯是个物理学家,曾荣获过诺贝尔奖,他的理论研究天赋极高,但实验能力却极差,为此,还差点没通过博士的答辩),因此,从事纯理论研究的物理学家,尽可以放开手脚地充分发挥想象和逻辑分析的天赋,不必过多地考虑求证的问题,至少说求证不了自己的理论时,其文章照样也能获得认可,也能发表在专业甚至是权威的期刊上,从而在科学的优先权上享有无可争辩的记录在案的承认(对于一个科学家来说,此点至关重要,有时甚至可以决定其研究寿命的长短和研究生涯的改变)。爱因斯坦于1905年发表的影响世界的五篇论文基本都是属于这种情况。而这种现象在生命科学研究的领域内是绝对不可能发生的。生命科学家要想发表自己的论文,不仅要有合理的课题假设(Hypothesis),还必须显示令人信服的论证资料,两者同等重要,缺一不可。唯一的例外恐怕要数沃生和克里克在《自然》杂志上发表的那篇让他们荣获诺贝尔奖的文章。在那篇文章里,他们宣称破解了DNA的分子结构为核苷酸链的双螺旋结构,而用的资料却是福兰克林拍摄的一张X线衍射图。令人困惑的是,如果那张图已经显示了DNA的双螺旋结构,为什么还要多一对摘果子的人?如果不能说明问题,又为什么用它(可以肯定地说,有关DNA双螺旋结构中的所有发现都没有他们的份。蛋白大分子的螺旋结构是鲍林的发现,究竟是三螺旋还是双螺旋结构已被富兰克林的X衍射图所证实,碱基配对是奥地利化学家查加夫的发现,堆积木认识蛋白大分子结构的方法当时已是生物学界通行的方法。我至今仍想不通的是:他们的功劳在哪里?根据当时的情势,对DNA分子结构的认识已到了水到渠成的地步,何苦要把功劳归于这两个人的名下?这种研究方法在生物学界行得通吗?今后可否效仿?会不会让那些真正对DNA分子结构的认识做出贡献的科学家感到心寒)?我至今不能理解,在生命科学研究中居然还有利用别人资料发表自己文章的先例,真可谓前无古人,后无来者。这就如同一则小幽默,说的是金融危机下的生活对策,对策之一就是搭别人的车,走自己的路。没想到这个幽默却恰好吻合上了半个世纪前的科学案例,而事主却因为这一惊天发现着实风光了整整半个世纪。我甚至怀疑当时的编辑与他们一定有什么不正当的关系,或者是处于对卡文迪什实验室人所持有的特殊的崇拜和待遇,否则,这算什么?有没有点八国联军进北京的味道:你的是我的,我的还是我的!达尔文是生物学家的鼻祖,他的物种进化理论不仅化了整整五年的时间随船考察了世界,搜集到大量的进化标本,之后,又化了二十多年的时间思考这个理论,同时做了大量相关的研究佐证自己的思想。即使如此,他对自己的理论还是感到不满足,还想搜集更多的资料论证自己的假设。要不是华莱士有关物种进化的论文发表,他的《物种起源》还不知何时才能面世?对生物学研究的这些特点,连达尔文的传记作者们都有自己独特的见解,他们认为,从达尔文对自己理论研究的态度中不难看出,博物学(也即生物学)研究与物理、化学等理论科学有着非常大的区别,在那些学科中,一个科学家可以凭借灵感和直觉提出一个新的发现,用数学方程式和模型结构表达其定理,给出自冾的逻辑证明,然后留给其他实验科学家去检验,一篇短短的论文就可以让一个科学家名垂青史。而涉及到物种进化的理论则博大精深,不能仅凭几个简单的事例和干瘪的理论框架来实现,而需要长时间和多方面的观察资料作为证据。进化论不是演绎的理论,而是归纳的理论。从这种对比中不难看出,不同的学科特点会造成多么大的思维方式和研究方法的差异。因此,一个生命科学的研究者就不能用牛顿和爱因斯坦的例子来说明自己对科研训练和细节琐事予以轻视的合理。对于实验科学家来说,客观的要求必须要扎上一对翅膀才能飞翔,这就是不仅要有很强的理论背景,而且要经验丰富。经验从哪儿来?只能从实践中来,别无它途,想在这一环节省点力气、走点捷径,其结果,没有一个不走弯路的,这就是我们为什么说捷径不近、弯路不远的道理。明白了这个道理,也就不必再抱怨这一阶段太长。

从研究特点来说,医生这个职业也属于经验学科。在美国,医学院招生有个拔尖的过程,能进医学院的(尤其是排名前十的医学院)学生,可谓聪明。而它的训练过程却比中国长得多,不仅是医学院属于大学后教育,其四到六年的住院医生也纳入学生的训练范畴,再加上Research Follower的训练(也即我们所说的医学生的博士后训练),一个医学生能拿到行医执照,具有行医资格,最起码也得三十多岁。即使这些学生再聪明,也不可能在学生阶段就会有专业上的突破和成就,除非有些进入双DM.D.PH.D.)训练的学生,在医学基础研究时,跟对了老板,进对了实验室,才有可能发几篇象样的文章,为今后的医学科研铺平道路。如此强调这一阶段的特点,就是希望读者能重视和珍惜这一阶段的学习过程,因辛苦和细碎的烦恼以及不现实的冒然激进都是不必要和不适宜的,都应该平静下来,重新认识学科特点,冷静思考,调整心态,端正态度,否则,对自己这一阶段的训练十分不利。

下面该来讨论一下自我复杂阶段了。不管篇幅长短,这一部分都应该成为我们讨论的重点。

 

如此絮絮叨叨,究竟自我复杂过程的具体内容是什么呢?我认为它至少应该包括这样三个方面的内容:一,知识和经验的复杂;二,思维方式的复杂;三,编科研故事的复杂。先来谈谈知识和经验的复杂。实际上,这也是学习过程的具体化。上已述及,走上科研道路的第一阶段就是学习,学习包括两方面的内容,一是知识的积累,二是经验的积累。在自我复杂的所有过程和内容中,唯有这个过程是最真实的,没有搀杂任何人为因素的做作、虚假和卖弄。因此,这是一个实打实的、一步一个脚印的过程。在这个过程中,你唯一要做的就是增加自己的知识,丰富自己的经验,多说多做、多读多看、多听多想。如此说来,干脆就说多学多做得了,何必要牵出一个复杂化的概念?我们说科研中知识和经验的复杂不仅是一般的增加知识和积累经验,还要有很强的针对性的目的。比如说知识的复杂,并不是指一般性或泛泛的增知,而是要将有关你的课题的所有信息串联起来,编织起一个美丽的眩目的花环,无论碰到什么样的对象,你都能合宜地、得体大方地把一束最漂亮的鲜花奉献到他(她)的面前,让人感到赏心悦目。生活中,很少有人喜欢少言寡语的人,最起码一条:你不知道他(她)究竟在想些什么?同样,科研中也没有哪个教授或老板喜欢枯燥、干瘪和乏味。讨论中,你一言不发,就没人知道你懂了没有、知道与否?科研中一个非常常见的现象就是,只要有机会,人人都会踊跃发言,表现自己。最典型的莫过于实验室的例会,这种现象就更为活跃,目的就是吸引老板的注意,让老板知道你是一个既有很强理论又有丰富经验的重要人物。当年,初到美国的一帮中国人可谓人人都是精英,哪个都有令人羡慕的背景。可乍到美国,很多人都瘪了,性格和肚子里是否有货不论,光是语言障碍一条就足以让人成为老板不喜欢的那种类型了——闷嘴葫芦。闲暇时,大家聚在一起,总免不了抱怨美国人会来事。所谓来事就是做得少,说得多。谁都知道,中国人的实验活都干得漂亮,而美国人当中却很少有做的好的,可结果呢?中国人漂亮的活儿都被美国人的能说会道抵消了。夸夸其谈,口沫四溅,天花乱坠,你说烦不烦?我曾经有过一个同事,是个巴西籍的博士后。此人就是一个在这方面非常敏感的人,惟恐别人小瞧他,只要对他的实验能力或理论背景略有非议或怀疑,他都会表现出非常激烈的情绪。他的一个最大特点就是喜欢在实验室会议上表现和卖弄自己,其活跃程度让人反感,甚至有一种恶心的感觉,因此,我一度对他很有成见。可事实却是,老板对他非常欣赏,这一点是很致命的,因为这会产生连锁反应,只要你对他的态度不好,就有可能对你的科研能力或信誉产生影响。既然如此,就是个不容忽视的问题,于是,你就不得不把自己的厌恶情绪深藏起来,以避免不必要的是非。尽管大家背后谈起来都会对这种行为表示自己的不屑,可人人心里都明白自己处境的尴尬和无奈,无论是有货倒不出还是语言障碍说不出或性格使然不愿说出来,你的能力都会大大打个折扣。也许有人对此有异议,但可以肯定的一点是,夸夸其谈固然不足为荣,闷嘴葫芦却也未必可取。这里想强调的是,在这些科研实践中(实际上,科研实践并不仅仅是阅读资料和做实验,同事之间的交流和实验室会议时的讨论都是非常重要的科研活动,这点,西方和美国人尤其看重),你必须运用你的理论基础去赢得你应有的研究信誉和积极参与这些交流,否则,不仅影响你的科研能力(这就是你没能很好地营造自己的科研环境的结果),而且会影响你的心情和情绪,严重时甚至会影响你的科研生涯。从这个角度认识问题,知识的复杂就成为一种非常重要的科研能力了。这种能力在著名科学家的交往中则显得更为重要和突出,最典型的例子要数海森伯和他的两位老师之间的一段交往。海森伯是德国物理学家,被称为量子力学之父,荣获过1932年度的诺贝尔物理学奖。他的真正导师是慕尼黑大学物理系主任、著名物理学家索末菲,但博士毕业后却在玻尔的哥本哈根大学物理学研究所和玻恩的格丁根大学物理研究所做过短期访问研究,因此与玻尔和玻恩都有一段师生之情。玻尔和玻恩可都是当时物理学界赫赫有名的人物。他与两位大师的缘分当然少不了真正老师的推荐和介绍,但与他自己知识的复杂和独特的见解也是分不开的。他和玻尔的第一次见面是在玻尔的一次讲学上。当时只有二十一岁的海森伯却大胆地针对玻尔的一个见解提出了不同的看法,由于问题正切中玻尔理论的一个漏洞,引起了玻尔的惊奇和好感。会后,玻尔专门邀请这位才华初露的年轻人一起散步,交谈甚欢,从此结下了一段师生情缘。海森伯与玻恩的一段交往也很富有传奇色彩。也是在玻恩的一次讲学之后,海森伯走上讲台给玻恩教授递上一张小字条,上写:“这是我对先生研究的理论的一点心得。”由于他的唐突和大言不惭,玻恩甚为不屑,根本没把他放在眼里,随手就把这张纸条塞进了口袋。事后很久,一个偶然的机会又掏出了这张纸条,才对海森伯所提问题的深刻大吃一惊,后悔没能跟他当面交流。不过,由于印象深刻,毕业之后,玻恩立即把他召进了自己的实验室。海森伯的故事不仅告诉我们知识的复杂是重要的,而且发挥知识的作用也是没有止境的,人不仅要知识渊博,还要好好把握才有机会。海森伯的成功至少有一半的功劳得力于他从一开始就站到了一个很高的起点上,得到了这些名师们的点拨与提,而这些与他自己的表现又是分不开的。