研究中的思与行

鲍海飞 2014-7-9

在实验室里，经常看到学生，把实验设备、仪器好不容易搭起来，然后就开始测试，调一下这，调一下那，忙碌了大半天，一问测试结果，往往是颗粒无收、无功而返。那么，有哪些是应该值得注意和学习的呢？

一个好的学生，或者一个好的实验者，在面对一个未知实验的时候，要先三思而后行。比如，先做什么，再做什么，试验中会碰到哪些问题，如果碰到这些问题，应该怎么办，实验会不会得到预期的结果，如果得不到预期的结果，是哪些原因导致了失败。这些事项如果事先想到一半的话，那么也许会对实验很有利。如果心中没有数，那么是否可以找个同学、或者老师好好商量一下，请教一下，应该如何做，实验能否做得通。或者好好查一查相关文献和资料，看是否有类似的研究报道，然后再决定自己如何下手和操作，所谓‘兵马未动粮草先行。’避免‘盲人摸象’式的研究。

曾经有一个研究生，要测试某种器件的温度特性。我听后，帮他想了一个实施方案。结果这个学生略微思考一下，然后拿起笔，在纸上开始列算式进行计算，然后和我一起讨论，结果只一会儿工夫，就用高中学习的热力学基本定律就把我提出的方案给否定了。因此，这个实验根本就不用进行了，因为，至少理论已经行不通了，那么，只能再想别的方法了。就是说，目前的理论和实验都发展较为成熟了，对于一般的研究，应该做到：实验未动，理论先行！

在实验室中，还有一种现象，就是现在有许多同学不善于交流，不会把自己的思路对人讲明白。找到老师，只是说，要测试什么什么，而没有想到，一个实验进行的好坏，也是涉及到实验条件的，就像解一个方程，需要边界条件一样。因此，如果实验的老师不能领会，而学生同老师交流的又不够，那么，这实验做起来自然不会有好结果。甚至需要一而再，再而三地反复进行。浪费了人力、物力和时间。一个好的交流，让人了解你实验的目的和目标是什么，需要怎么来做，用到哪些设备仪器，要测试什么，测试包括哪几个参数和限制等。

如果面对的是一个全新的研究，即没有现成的理论和实验经验，也不是不可以进行实验，依然可以‘盲目’地进行一些摸索实验，但在实验之前，也需要头脑中对所开展的实验有个大致的轮廓和概念，要会用各种‘力’和‘劲’。我想早期的时候，比如，孟德尔的那个时代和他的豌豆实验，那时候，大概还没有什么基因这些现代理论和概念等，但他心中应该有个大致图谱，于是开展实验，进行有目的尝试，结果，发现了其中的遗传规律，从而举一反三，孟德尔先生用的是‘巧力’。而大发明家爱迪生，似乎‘疯狂’地从大量的实验入手，对上千种材料进行了试验，最后终于选出了理想可实用的灯丝材料，爱迪生先生大概使用的是‘蛮力’。达尔文先生在那一次远航的科考中，有了进化论的收获，可以说是‘借力’借得非常好了。

为了把实验和研究进行的好，一个有益的做法是，在一定的实验和理论基础上，在实验之前，不妨在纸上用笔勾勒一下实验的顺序和轮廓，包括原理图、结构图，确定最终的目标；涉及到理论方面的，不妨用笔来计算计算，估算一下，是否可行，有时候，一个三角函数的展开可能就解决了问题；同时，要了解实验设备是否有能力来做，是否能够得到预期的实验结果，开展实验的胜算有几层，有几分成功的把握。对于实验中经常发生的‘意外’，比如没有测试到信号，其实并不意外，其中，很有可能是因为事先没有想到，或者在选定方案的时候就已经出现了问题。因此，实验之前应尽量做到胸中有数、有的放矢。

我们做事情经常会走两个极端，有时候，不是你做的少，而是你想的少，结果导致许多‘意想不到’的事情发生；而另一方面，不是我们想的不少，而是行动太少，结果变成了思想的巨人。过多的思虑让人裹足不前，畏手畏脚；而一味的蛮干会误入歧途。

无论如何不打无准备之战。即使实验失败了，那么也要从中汲取经验和教训，深入反思每一个实验环节，从原理开始，到实验实施方案和每一个步骤。先要思考一下，然后再做。否则，实验忙碌了半天没有结果，一讨论，发现实验方案就不可行，选用的实验设备也有问题，于是改弦易辙，耽误了时间。

研究中，也不要过于拘泥于已有的理论和经验，这反而会束缚手脚和头脑，因此，要有打破常规的勇气和信心，所谓不破不立。有时候，在山穷水尽、绞尽脑汁、无计可施的时候，抱着侥幸和心理来试一试，也不是不可以，所谓‘背水一战’。在时间比较充裕，比较容易开展的小实验，那么试试也无妨，说不定在一些摸索过程中，突然有了‘柳暗花明又一村’的惊喜发现。因为，成功的本身就在于不断地摸索。但是要知道，苹果不会无缘无故砸到牛顿的头上，成功属于有准备的头脑。

研究的道路上，作为新人，就要在实验和思考的过程中不断地训练和培养自己的科学素养和思维逻辑，作为前辈或者老师更要尽职尽责，所谓‘师父领进门，修行在个人，’因此，老师一定要身先士卒，而不只是纸上谈兵；而目标一旦确定，作为学生则要勇往直前。科学研究需要尝试，更需要有思想、有觉悟的的尝试，进行有目的、有价值的探索。所谓，胸有成竹，事半功倍。而有益的交流和沟通更是保障成功的一个前提。孤军奋战固然是勇士，但众人拾柴火焰高！

研究中的思与行，思是为了更好地行，而行是三思的结果。在思考中获得前进的动力，在前行中收获思考的硕果。良好的思考是成功的开端。