曾慶存:談談教學和科研

 

作者:曾慶存,中國科學院院士,國際著名大氣科學家,國際氣象組織獎與國家最高科學技術獎獲得者

出處:《攀上珠峰踏北邊——曾慶存院士談做學問和搞科研》200510月第1版,第160--165

 

  一、怎樣上好一門課 

  一個老師,怎樣才算好老師,不能單看他給學生們灌輸了多少知識,關鍵是要看學生學到的方法有幾手,能力提高了多少。一個老師,應該懂得: 

  1.只有方法,才是解決問題的金鑰匙。老師上課,不僅是傳授知識,還要傳授研究問題的方向和方法,要讓學生多學到幾手“武藝”。古時候,有一個乞者向劍仙呂洞賓乞討,呂洞賓用手點石成金,遞與乞者,乞者不受。呂洞賓奇而問之,橙橙黃金,你不收受,你卻要什么?乞者說,我要你的指頭。這也就是說,方法勝過現有的財富,只有讓學生學到幾手真正強有力的“武藝”,遇到的問題才能解決,科學才會向前發展。 

  2.講課應講基本的、成熟的理論。我們的老師應特別注意幫助學生打下牢固的知識基礎,使之形成一個比較完整的知識結構,并且明確研究的方向和方法。如果在你上完你所講的課程之后,學生沒有上述感受,那么你是失敗的。我們的老師要有為后輩著想的思想和嚴肅的精神,不要賣弄自己的學問,不要把不成熟的東西放在課堂上講,只可以作為問題提請學生考慮。否則,就會有可能使學生形成錯誤的觀點,以致在他以后的工作中或在擔負講課或編寫教材中,在基層臺站的實際工作中出現錯誤。事實證明:只要你把基本概念、基本原理、基本方法講清楚了,學生是一定能有所收獲的,并且會在今后的研究和工作中起作用的。

  二、怎樣做科研工作 

  作為一個老師應該在教學的同時進行一些科研活動,使兩者有機地結合起來,互相促進、互相提高。我們是氣象工作者,對于大氣中的問題,我們不僅要能很好地定性解釋,而且還要確切地用理論加以證明和描述,使天氣和動力學緊密結合起來。如何在實際中去研究氣象課題呢?這里大致可以分為四個階段: 

  1.選題。選題的好壞是你科研成敗的一半。我們應該從兩個方面去選題。其一,從實際問題中找課題。搞數值預報的要從數值預報中找課題,搞天氣的要從天氣系統中找課題??傊?,一定要從實際出發,不要跟著外國人跑,也不要跟著前輩跑。比如拉普拉斯潮汐方程分別有三種波動,但沒有人注意“羅斯貝(Rossby)波”。羅斯貝卻抓住了它,前人丟掉的東西他撿到了;蘇聯的朗道在研究等離子體問題時,抓住了前人忽略了的黏性,結果得到了等離子體的朗道效應。因此在選題時盡管是很小的問題(實際上有時可能是很重要的問題)也不要放過。要有自信心,要堅持下去,不要怕別人笑話,但是千萬不可鉆牛角尖。其二,從理論系統中找課題。事實上,實際當中長時間沒有解決的難題不少。但要注意到你所要研究的理論問題有沒有運用價值,適應不適應實際問題的需要。只要注意到它們,你的研究成果才富有生命力,否則只能自生自滅。這里要引起注意,千萬不要硬套別人的方法,千萬不要把問題搞得包羅萬象,千萬不要搞成脫離實際。 

  2.抽象。在進行研究的這一階段,就是要把問題抽象成為動力學問題或數學問題。重要的是去粗取精。去掉不必要的,抓住影響大方向的因素,抽出問題的主要物理過程。首先要有一個大輪廓,切不可隨意和急忙拿書本上現成的模型去套對象,但是可以作某些猜測。形成這個過程不是一兩天的事情,可能一年、二年還摸不到邊。但只要問題提得正確,總能找到問題的主要物理過程。 

  3.命題。有了一個大致的思路后,就應當列出問題的物理假定和物理內容,列出可用的數學簡化方法,從而形成一個數理問題,亦即動力學的命題。 

  4解題。這個階段也就是具體的研究階段,可以分成四步走: 

  (1)進行理性檢驗??纯戳谐龅膭恿W問題有無矛盾、合不合理?如有,應加以改進。并且在檢驗當中,注意找出問題的一些基本性質。 

  (2)用邏輯與推理的方法,從已知的推斷未知的。這里,物理直觀起著先導的作用,如果物理上鉆得透,則問題的處理方法十得七八。當然最后解決問題還要靠數學。這個過程具體說來就是: 

  ①問題看看是否有現成的數學方法求解; 

  ②問題看看是否可以作出某些修正后用現成的數學方法(大部分問題就是這樣),但不要為了湊解答而亂改物理問題; 

  ③如果沒有上述的方法去解答問題,那就要硬著頭皮去解,去創造。說穿了,你解決不了問題,說明你的手段不高明,沒有能耐。實際中存在的事物總有它存在的道理?;蛟S為了解決某一問題,使得你青春耽誤,這也沒有什么可苦惱的。遇到難關,可以先把它放下,去“磨刀擦槍”。蘇聯氣象學家基別爾曾說過:不要害怕數學。如果你把問題提出來,提得正確,肯定有數學方法來解決。一時解決不了,可以十年、二十年,總可以解決,貴在堅持。 

  (3)要對結果進行認真討論,越多越好。這可以使你看得更遠、更深,并且可以預言將來。理論分析可以看到你眼睛能理夠看到的,還可以看到你眼睛所看不到的。麥克斯威爾就是這樣得到電磁波的。但是切不可牽強附會,推不到的東西不要打馬虎眼。 

  (4)本著實踐是檢驗真理的唯一標準的態度,實實在在地把研究結果拿到實際工作中去。一方面檢驗它是否正確,另一方面看看它實際運用的價值如何。這個過程是必不可少的。 

  在講完上述問題后,我想向同志們誠懇地作點臨別贈言: 

  在工作中,在學術上,我們要迎著困難上。我們很落后,我國的氣象、海洋、環境科學也很落后,不承認這點不行。我們不光是儀器設備落后,更主要的是知識老化。希望大家下決心把我國的天氣、動力氣象搞上去,我寄希望于大家。 

  同志們要認真學習,不要做假學問,要做真學問。要有一個崇高的理想:為人民服務。我還是要談這個問題。古今中外成大事業者無一例外,都是為人民服務的。沒有這種精神搞不了科學事業。你們當研究生的要比待業青年強得多。目前社會上有很多人上不了大學,難道他們個個都笨嗎?要知道,考試是有機遇的。你們是幸運的,要珍惜學習的機會。要把名利看得像浮云一樣,做一個真正的科學工作者。 

  希望同志們打牢基礎,根深葉茂,果實累累。但人也有幸運與不幸運之分,也可能根深葉茂而長不出果子。但你不要哀嘆,努力地去干!雖然你沒有果子,但為后人鋪平了一條道路。事實上,很多人都做了鋪路石子,這同樣也是很可貴的。當然,我并不是希望大家碰到惡劣氣候而長不出果子來。 

  最后,我奉送給大家六個字——勇敢、嚴謹、堅韌。

誦讀人:大氣物理所 助理研究員 曹美春

 

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