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科學家講給年輕人的創新故事

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  金秋時節,中國科學院又迎來了萬名莘莘學子,他們將成為科研隊伍的生力軍。9月8日,固體力學家、中科院力學所研究員白以龍院士和中科院數學院研究員陳錫康來到中科院研究生院中關村園區的創新案例講座會場,通過現場與視頻傳輸結合的方式為2000多名新生做了精彩的演講。

  會猜會做

  40年前,白以龍院士作為研究生進入中科院,不知道自己能幹什麼。聽師兄們講,在研究方法上要會猜會做,將來就能做出一些國家很需要、又很像樣的工作。

  “會猜會做”給當時的白以龍留下了深刻的印象,他還清楚地記得一位師兄說過的兩句話:“只會做不會猜,是瞎寫真算,沒有方向地在地上亂爬行。只會猜不會做,則會是一時聰明,最後落得一場空。”

  當了研究生的白以龍開始學習“猜”和“做”。“猜”的階段,就是對整個問題的預估。在這個前提下,結題前的兩三年或者更長的時間,是一個既要不斷地猜又要更踏實做研究的過程。他回想起在學校里學到的兩種治學方法的爭論:胡適提倡要“大膽假設,小心求證”,20世紀50年代被批判;於是郭沫若提議要“小心假設,大膽反證”。其實兩種方法都強調了“假設”(猜)和“求證”(做)兩個環節,但是在提法和分寸把握上則有不同。看來,“猜”和“做”的問題是有普遍性的。

  白以龍認為,要猜得准、做得好,就必須熟練掌握基礎知識、熟練掌握思維方法。因為猜着一點或猜得似是而非並不太難,但真正猜得准、做得對,能下科學結論,絕非易事。他提醒年輕人在學校學習階段要注意積累知識,並指出應當如何訓練思維方法:首先要掌握唯物辯證法的重要法則;其次是具體設計實驗,觀察現象,用具體的定律、方程和公式擬定算法,整理數據,去找未知的規律或精確的答案;再次,要牢牢把握實際對象的質和質的變化、特徵量和量的界限,用合適的尺子來“去粗取精”。

  猜錯了怎麼辦?有些學生猜錯了之後就對自己表示懷疑,是不是自己不適合做研究?白以龍鼓勵研究生們說,做研究工作經常會猜錯,但是一定要認真地糾正,如此不斷地猜、做、猜、做,最終,必然能嘗到“會猜會做”的味道。

  因“挨餓”產生的重大成果

  自1980年起,陳錫康連續25年成功預測了全國糧食產量,提前期為半年以上,平均誤差為1.9%,為國家相關部門制定有關農業和糧食政策提供了科學依據,多次獲得中央領導肯定和好評。陳錫康等科研人員在編製和應用農業投入產出表過程中,針對其存在的問題在國際上首先提出了新的投入佔用產出技術。說到這項成果,他告訴在場的研究生們,這是在國家重大需求下產生的。

  1957年,陳錫康到中國科學院工作。1959年,根據中央指示,研究人員要下放鍛煉,陳錫康被派到四川省。當時農村的糧食非常緊缺,社員常說: “能吃飽飯就是共產主義了。”從1959年到1961年,中國糧食歉收導致全國大面積飢荒。由於出生率降低、死亡率增高,1960年和1961年兩年中國人口減少約4100萬人。陳錫康深切地體會到糧食生產和糧食預測的重要性。

  20世紀70年代末,原中共中央書記處農村政策研究室和國務院農村發展研究中心委託中國科學院系統科學所進行全國糧食產量預測,並對此項預測提出兩項要求:為便於及早安排糧食的消費、存儲和進出口,要求預測提前期為半年左右,如果8~9月份發現當年糧食歉收,再到國際市場買糧,糧價已大幅度上升;要求預測精度高,誤差一般在3%以下,發達國家穀物產量預測的誤差通常為5%以上。

  陳錫康等人承擔了這項任務后了解到,國際上預測糧食產量方法主要有三種:氣象產量預測法、遙感技術預測法、統計動力學生長模擬法。但是這三種方法的預測提前期都比較短,一般都是兩個月左右。經過長期研究,新思路應運而生:不僅從氣象因子,而且從社會、經濟、技術和自然因子(氣象及非氣象)出發,提出以投入佔用產出技術為核心的系統綜合因素預測法進行預測,採用定性與定量相結合的綜合集成方法,建立了多方程預測模型。

  陳錫康等人進行的全國糧食產量預測工作,已經起到了對國家重大農業決策的諮詢作用。

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