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读“美国《科学》杂志提出的125个重大科学前沿问题”有感

发布时间:2018-07-11   来源:读书笔记

读“美国《科学》杂志提出的125个重大科学前沿问题”有感

赵菊初

据报道,美国《科学》杂志社于2005年,在庆祝创刊125 周年之际,提出了随后25年内必需着重研究解决的125个最具挑战性的科学难题。笔者详细阅读这一报道后真是浮想联翩,感慨良多。

笔者得知上述情况后感到惊叹不已 ;觉得这就是他们敢于向自然奥秘挑战的科学精神的体现,它将指引和激励人们去探索自然奥秘、去进行科学理论的创新。回看我国的情况却与此大相径庭。经仔细回忆,觉得自己从小学到大学的教科书中从未说过世界上还存在什么迫切需要破解的自然奥秘;在传授来自西方的科学知识时总是以不容怀疑的形式向学生灌输,鼓励学生死记硬背去应付考试就行了,至于其中是否存在什么缺陷、错误或疑点从来只字不提。笔者在这样的学习过程中,逐渐形成了一种错觉,认为一切科学难题都已被西方人破解了,已用不着我们再去研究与操心,遇到什么难题只需到外国有关文献中去查找就行了,从而形成一种难以自拔的崇洋迷外思想。我国大多数人恐怕难免都与笔者一样有形成崇洋迷外思想的土壤与经历。笔者认为,当前我国科研界心照不宣地广泛流传的崇洋迷外思想,恐怕与上述教科书中故意隐瞒西方科学研究中所遇困境,而报喜不报忧的情况难脱干系。科学发展史告诉我们,人类探索自然奥秘经历了无数艰难曲折和险阻,绝不是一帆风顺的,而且至今存在的不解科学之谜还非常多;我国的教科书中完全没有隐瞒这种事实的必要;如果能如实告诉学生,就会激发他们探索自然奥秘的好奇心和兴趣,就会大幅提高中国人的科学理论创新能力。西方在科学理论探索方面虽已取得了举世瞩目的阶段性成果,但现在已在基础理论创新领域里失去了昔日的辉煌。也并不像我国某些主流专家在解释我国现在难以取得重大科学理论创新成果的原因时认为的那样:容易拾到的“黄金”都被西方人拾走了,所以现在很难再拾到“黄金”了。上述125个最具挑战性的科学难题,难道不都是有待人们去检拾的“黄金”?正如某位科学家感叹的那样(大意):“我们生活在一个不幸的年代,因为人类在大自然面前还显得那么无知与渺小;但我们又生活在一个最幸福的年代,因为还有那么多自然奥秘等待我们去揭晓”;这才真实反映了人类当前所处的现实情况。

笔者自从大学毕业分配到一家前苏联援建的工厂工作后,相继发现很多来自前苏联的附属专用机械设备不断出现各种故障;有的甚至无法继续使用而被迫重新设计制造。经笔者改进设计的多项设备,其性能明显超过原苏联设备,使用至今还能正常工作;这使笔者原来较为顽固的崇洋迷外思想开始有所动摇和触动,觉得外国的东西并不是过去想象的那样都完美无缺,觉得在某些方面我们完全有能力超越他们。另外,在上世纪60年代末,笔者从有关俄文刊物中得知,德国人通过试验发现,当齿轮传动采用某种合成润滑油时,其抗点蚀强度可比传统的赫兹公式的计算值提高3~7倍;但众所周知,赫兹公式是不考虑润滑油影响的假设条件下推导出来的,而润滑油的影响竟然如此之大,足以证明赫兹公式一定存在严重的缺陷。在这一问题的导向与鼓舞下,笔者经历很多艰难曲折终于推导出了新的计算公式。出人意料的是,它完全克服了赫兹公式的弊端,并与实验及实践结果吻合得非常理想。笔者就此撰写的论文虽已发表整20 年,但至今对赫兹公式仍丝毫没有触动,它照常在包括中国在内的全世界广泛应用。笔者有足够的理由深信自己推导的该公式是完全正确的;也深知它之所以无人理睬,是西方长期蔑视中国及中国长期崇洋迷外造成的必然结果。我们知道,普朗克曾经说过一句关于科学真理的真理,它可以叙述为:【一个新的科学真理取得胜利并不是通过让它的反对者们信服并看到真理的光明,而是通过这些反对者们最终死去,熟悉它的新一代成长起来。】;这一断言被称为普朗克科学定律,至今仍在全世界广泛流传。由此可见,在西方也并不存在科学观点完全自由和公平竞争的学术环境,只是中国尤甚。所以他们宁肯死抱已被证伪的赫兹公式不放,也不顾齿轮强度计算因没有正确的理论指导而常出现设计失误的现状,仍不愿采纳被他们蔑视国家的研究成果。但不管怎样,笔者觉得至少在这个问题上,自己得出的研究结果已明显超越西方,从而进一步克服了崇洋迷外思想,为随后广泛探索自然奥秘扫清了自卑的思想障碍。

上世纪70年代中期,从有关资料中得知,外国人发现地下软流层中只要存在1%的熔化量,就可解释所观测到的地震纵波和横波的传播速度;因此有人提出地下可能存在熔岩层的观点;但反对的人也很多。由于证据不足,双方一直争论不休,至今尚无定论。笔者当时发现,自己具备计算这种熔岩层厚度的必要基础理论知识和条件;因为自己在推导齿轮接触强度计算公式时,还附带得出一个油膜厚度计算公式,而其计算过程与熔岩层厚度的计算有很高程度的相似之处;二者都需要应用流体力学知识,二者都需要掌握其厚度变化的规律。轮齿之间的油膜厚度变化规律是根据机构学原理得出的;而值得庆幸的是,笔者曾对地壳体潮落差的变化规律作过仔细研究,所求出的理论计算公式可直接用于描述熔岩层厚度的变化规律。因此,借鉴原有计算经验,很快算出了熔岩层的理论厚度,还附带算出了熔岩层自东向西的平均流速,还发现熔岩层中的熔岩所吸收的潮汐能与其厚度的3次方成反比,并由此发现熔岩层很多活动规律。随后根据理论计算及大量观测结果,撰写了十多篇论证有关熔岩层存在及其活动规律的文章,从而对一系列长期困扰地质学界的各种地质活动形成的机理,作出了较自洽而又符合现有物理定律及知识体系的解释;这些地质活动包括:地震与火山、大陆与海洋盆地、板块驱动力、地球交替膨胀与收缩、地槽活动、造山运动,等等。从中又发现一些有关研究太阳、太阳系及黑洞演化所遇不解之谜求解的线索,故又转向这方面的探索。在

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