世界焦點！從大自然中汲取科研靈感

諾貝爾獎物理學(xué)獎獲得者皮埃爾—吉勒·熱納曾發(fā)來對中國青少年的寄語，寄語中他寫道：“善于做精細工作是中國人的優(yōu)良傳統(tǒng)，這在工藝和藝術(shù)上得到充分表現(xiàn)。在現(xiàn)代科學(xué)研究中，中國人也能夠顯示出同樣的優(yōu)勢。年輕的中國學(xué)子不應(yīng)當只關(guān)心計算機、通訊等流行技術(shù)，你們首先應(yīng)把注意力集中在對自然的深入理解上。”

他指出，科學(xué)發(fā)展加重了我們建立公正、自由的新世界的責(zé)任感。“或許下個世紀，最需要我們加深了解的是有關(guān)生物學(xué)和神經(jīng)生理學(xué)方面的問題，以及我們對未來社會倫理道德的思考！”

1934年10月24日，熱納出生于巴黎。中學(xué)畢業(yè)后，熱納接受了名為“正規(guī)實驗科學(xué)”的預(yù)備訓(xùn)練計劃，這個預(yù)備訓(xùn)練計劃為學(xué)生提供了更多的動手實踐機會。

(相關(guān)資料圖)

在兩年的大學(xué)預(yù)科學(xué)習(xí)中，熱納掌握了不少實驗技術(shù)。一次，熱納抓住了一只蝎子，這對于一個學(xué)生來講也是很驚險的一幕，既不能破壞標本，也不能被蝎子蜇傷。把蝎子抓回來后，把它浸在石蠟中，在實驗室里，把它放到顯微鏡下，用兩個別針作為解剖刀來解剖它。這一過程關(guān)鍵是詳細描述所觀察到的每一件事情，并把它畫成一系列的圖來說明。一系列的實驗活動，可以說是一種基本素質(zhì)和技能的訓(xùn)練，并培養(yǎng)了他對于科學(xué)的熱愛，這在他未來的事業(yè)中發(fā)揮了重要的作用。

熱納從磁體相變研究開始了他的學(xué)者生涯。上世紀60年代初，他參加了超導(dǎo)的研究小組。60年代末，他又轉(zhuǎn)向研究液晶。嚴格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)是他得心應(yīng)手的研究方法，但他更重視通過對實驗現(xiàn)象的觀察來發(fā)展理論。在研究液晶的過程中，熱納也充分應(yīng)用了這樣的方法。70年代，他把注意力轉(zhuǎn)向聚合體物理時，成功地完成了將聚合物問題與磁性相變相聯(lián)系的證明。在一系列的研究工作中，熱納發(fā)現(xiàn)了為研究簡單體系而創(chuàng)造的方法，能夠推廣到比較復(fù)雜系統(tǒng)中去，特別是能推廣到液晶和高分子聚合物這類體系中。

熱納非常擅長處理復(fù)雜系統(tǒng)。而當時其他人認為這些系統(tǒng)不大可能用普遍的物理描述并加以概括，熱納的研究工作卻證明了即使是“不簡單”的物理系統(tǒng)也能成功地用普遍方式描述。在差別明顯很大的體系里，如鐵磁體、超導(dǎo)體、液晶和聚合物溶液這些體系，幾乎沒有人想到它們之間會有共同的規(guī)律。熱納卻找到了尋找兩個不同領(lǐng)域之間共同規(guī)律的研究途徑。

1991年，因其將研究簡單體系中有序現(xiàn)象的方法推廣到比較復(fù)雜的物質(zhì)形式，特別是推廣到液晶和聚合物的研究之中而獲得諾貝爾物理學(xué)獎。

熱納獲得諾貝爾獎后，作為一名科學(xué)家和一位注重教育的學(xué)者，他被頻繁地邀請去作報告。他向各種人特別是中學(xué)生們講述自己的學(xué)業(yè)和研究生涯，以及對目前教育的看法，他確實可以稱得上是一位“教育家”了。他的觀點鮮明而獨特，對所有的人都很有啟發(fā)，并引人思索。

對于大自然的啟示，熱納情有獨鐘。他特別告誡那些沉湎于城市文明生活的年輕人要勇敢地走向大自然，他說：“過去，在法國的農(nóng)村，孩子們常常與大自然接觸，與手工匠們接觸，這培養(yǎng)了他們的觀察能力和手工制作能力。現(xiàn)在，掌握計算機技術(shù)是非常必須的，但是，如果我們對于年輕人坐在計算機顯示器前就感到滿意的話，那就正在冒險丟失一些珍貴的東西。一個人要經(jīng)常走到戶外，到植物王國和地理王國中‘漫步’，研究植物群落、尋找化石、探尋礦物等等，這些活動教一個人觀察真實的世界，發(fā)現(xiàn)問題，解釋現(xiàn)象。”

熱納提倡的是實踐，他主張培養(yǎng)年輕人的實踐經(jīng)驗和知識，培養(yǎng)觀察和動手能力，這才是創(chuàng)新的出發(fā)點。他希望工程師和科學(xué)家在推導(dǎo)方程式中表現(xiàn)出的技巧與解決實際問題的能力相匹配，科學(xué)教育的基石應(yīng)建立在對真實世界認識的基礎(chǔ)上。

19世紀以前的許多著名的科學(xué)家，像托馬斯·楊、法拉弟、瑞利、安培都是獨自一人從事科學(xué)研究的。而今天的科學(xué)研究與那時已有了很大改變，更多地要依靠團隊精神。1961年，熱納作一個研究課題的主持人。開始時，他自己什么東西也沒有制作出來，后來與同組的同事一齊努力，取得了成功。回憶當時的情景，他說：“在我28歲時，盡管我是一位理論家，我非常天真地決定去指導(dǎo)一組從事超導(dǎo)研究的實驗人員，確實有點不自量力。超導(dǎo)體是當時的一個熱門研究課題，世界上有許多小組進入了這一領(lǐng)域，包括一些重點大公司，像貝爾實驗室、飛利浦、通用電子公司等。我們也在從事這項研究，并且是這一領(lǐng)域的新手，我們試圖作出些新的貢獻。我們怎樣在競爭中生存下來呢？我們通過緊密團結(jié)和互相幫助。”熱納是這樣教育學(xué)生的，也是這樣工作的。他既是一名理論物理學(xué)家，又擅長進行物理實驗，他的理論都是通過實驗得出的。他把動手、觀察等能力看成人們從自然界探索奧秘的重要手段，學(xué)習(xí)、觀察、實踐、發(fā)揮集體的智慧，是熱納走向成功的秘訣。

（作者系原中國科技館研究員）

標簽： 諾貝爾獎 研究工作 比較復(fù)雜