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“从0到1”基础研究: 从辩证唯物主义三大规律说起

  国家科技部等五部委近日联合发文《加强“从0到1”基础研究工作方案》,提出了很多切实可行的举措以加强“从0到1”的原创性基础研究,以鼓励我国科学家,尤其是青年科学家,开辟新领域、提出新理论、发展新方法,取得重大开创性的原始创新成果,抢占国际科技竞争的制高点。该方案出现得非常及时,是“破五唯”的重要举措之一,将成为我国科研致力领跑的关键转折点。不过,该方案是全国性纲领性文件,以宏观原则和总体思路为主。我认为,针对每个具体学科,还需要具体问题具体分析,提出相应的对策。

  一生坚持创新,创新成果不断的我国著名科学家钱学森先生曾指出说:“科学技术体系的最高概括当然是马克思主义哲学即辩证唯物主义…,…指导科学技术研究,科学技术发展也会发展和深化马克思主义哲学。”本文从经典的物理学的发展,结合辩证唯物主义的基本原理,试图总结如何实现“从0到1”基础研究的一些具体的规律。

  辩证唯物主义是把唯物主义和辩证法有机地统一起来的科学世界观,主要观点有:1)一切物质都是在不断运动和变化的;2)事物与事物之间都是相互联系,相互渗透,相互影响;3) 意识是高度发展的物质——人脑的机能,是客观物质世界在人脑中的反映。辩证唯物主义虽然是一种哲学,但是从他研究对象和主要观点来看,其实和物理学,脑科学和社会学密切相关,也可以指导其他学科的发展。唯物辩证法有三大规律:对立统一规律,质量互变规律和否定之否定规律。

  毫无疑问,爱因斯坦是20世纪最伟大的物理学家,没有之一。他想象力丰富,创造性地提出了相对论,将时间和空间这两个原本人们认为不相关的对象统一起来。在他之前,人们包括物理学家都认为时间和空间是八竿子打不着的,相互独立的。相对论发现,物质的运动对时间和空间有一定的影响:时间会缩短,空间会弯曲,时空相互影响,互相联系又互相制约。爱因斯坦还把时间看作第四维,与三维的空间统一在一起组成了四维时空。经过相对论的推导,看似不相关的质量和能量,也对立统一于质能方程E=MC2。由此,我们认识到质量可以转化为巨大的能量,这也是原子弹的理论基础。爱因斯坦很精通辩证思维,比如他曾说““并非所有我们能计算出价值的东西都重要,也并非所有重要的东西我们都能计算出其价值。”,指出了价值和重要性的对立统一。

  牛顿是百科全书式的科学巨匠,他的一生正如他自己所说“ 如果说我看得比别人更远些,那是因为我站在巨人的肩膀上。(If I have seen further, it is by standing on the shoulders of giants.)。牛顿发现的万有引力是开普勒定律基础上发展起来的。如果没有伽利略发明的望远镜,开普勒就发现不了开普勒定律。没有开普勒定律,牛顿也难以发现万有引力,光靠一个苹果砸到头上是没有用的,在头上砸再多苹果估计也不行。因此,伽利略和开普勒累积的量变,催生了牛顿发现万有引力定律的质变。

  牛顿首先提出了光微粒说,认为光是由非常奥妙的微粒组成,遵守运动定律,能合理解释光的直线传播和反射性质,却难以解释光的折射与衍射。1888年,光微粒说被麦克斯韦所否定,认为光波是电磁波,并通过实验进行了验证。1905年,爱因斯坦发现了光电效应,将光束描述为一群离散的量子,称为光子,而不是连续性波动,又否定里了麦克斯韦的观点 。1924年,年仅32岁的天才物理学家德布罗意最终认识到光具有波粒二象性,将这两个对立的特性统一在一起, 后来因此获得了诺贝尔奖。 这些著名科学家对光本性的认识就正是遵循着“否定之否定”,最终实现了对立统一。

  德布罗意

  总之,很多伟大的科学发现与辩证唯物主义三大规律密切相关。因此,科研人员在繁忙科研之余,读一读唯物辩证法还是很有用的。从这些大科学家做出的重大科学突破案例上,我认为要实现从0到1基础研究有三条可行路径: 1) 充分发挥想象力,将不相干或者相互矛盾的变量(对象/现象/实验)等统一起来。2)在前人研究的基础上,进行完善改进,从量变累积到质变飞跃;3)不迷信权威,敢于否定前人的假设或者结论,提出自己的观点并进行验证。

分类标签:基础研究  辩证唯物主义  

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