姚期智：科学家与科学之路

《中国科学报》 2012-04-30

我从事科学工作几十年，也认识了很多杰出的科学家。我自己觉得科学家的生涯很有收获，当科学家是一个非常好的体验，从中可以品尝到巨大的乐趣。

首先，我要谈一谈什么是科学家，科学家做什么样的事情。在此，我想引用大文豪萧伯纳在一个剧本里说的几句话：“有的人看到已经发生的事情，问‘为什么会这样’。我却梦想一些从未发生的事情，然后追问‘为什么不能这样’。”

这句话脍炙人口，很多人用不同的方法引述。我觉得这句话正可以用来代表科学里面的两种主要精神。属于第一种的，看到自然现象，想办法解释为什么这样，代表者就是牛顿：由苹果落地而推出万有引力。代表第二种的科学家，就是高锟教授，从玻璃想到发明光纤通讯而成为光纤之父，获得2009年诺贝尔物理学奖，对整个世界有无比重要的贡献。

在我的科学生涯中，遇到的这两类科学家很多。首先讲讲他们对我的启发。

我早年在哈佛大学物理系的导师，格拉肖（Glashow）教授，1979年诺贝尔奖得主。他家从俄国移民到美国，基本上是工人阶级，但家里对子女教育非常重视。他从年轻时就对科学非常敏锐，上布朗士科学高中（Bronx Science High School），是纽约市非常出名的中学。在优秀的学校念书，最大的好处并不是证明自己的优越和聪明，而是你在这些地方能遇到很多杰出的同学和朋友，能够互相激励，最大程度地发挥每个人的天赋。他的一个高中同班同学，后来也成为诺贝尔奖得主。格拉肖是一个非常有创新力的人，能够很大胆地假设一些事情，对自己所作的结论非常有信心。他所做的事情中，有一个非常杰出，那就是预测了粲夸克。物理学家一开始认为有三种基本的夸克，他推断还有第四个存在，得到结论的方法虽不是那么严谨，但他有非常强的直觉，这一推断后来果然被证实，这对物理界有非常大的影响。这件事启发我们，对自己要有信心，敢提出别人没有提出的观点。

第二个人是我在哈佛物理系的同学，戴维·波利策（David Politzer）。2004年获得诺贝尔奖。他很有意思的一点是，第一篇论文1973年发表,这篇论文成了他2004年得诺贝尔奖的基本贡献。由此可以说，一个年轻人所做的事情，很可能就是非常重要的，年轻人不要妄自菲薄，研究生论文可能成为最杰出的科学贡献之一。在物理领域，甚至有本科生就作出诺贝尔奖级别的成绩。这里还有一段有趣的插曲，戴维·波利策研究的内容，当时哈佛有一位博士后曾经也钻研过，他先花了一年多的时间把其他一些理论都证明计算了一遍，计算了七八个不同的理论，剩下最后一个理论时，因为太难，他就放弃了。而正是这个理论，经过戴维·波利策计算之后，验证成功，因此他获得了诺贝尔奖。这对于那位博士后来说算得上是功亏一篑。由此我们得到的启示是，做事不能轻易放弃，要坚持到底。

第三个例子，约翰·纳什（John Nash）。他也是少年出英雄的一个例子，他是1994年诺贝尔经济学奖得主。他的第一篇文章，是1950 年在普林斯顿读本科时发表的一篇两页纸的论文，探讨N人游戏中的平衡点。当时博弈论有个未解的问题：当博弈有双赢的可能性时，怎样作一个对自己最有利的策略？这个问题，即便是博弈论的创始人冯·诺伊曼（Von Neumann）也不知如何解决。纳什拿着他的草稿请冯·诺伊曼过目，后者觉得没什么价值，纳什很懊丧。但他的一个好朋友大卫·戈尔（David Gale），鼓励他继续好好写完。很幸运，约翰·纳什后来发表了这个工作成果，45年之后得到了诺贝尔奖。因此，我们不要绝对相信权威。即使像冯·诺伊曼这么伟大的科学家，也会有误判的时候。

下面谈谈我在计算机领域遇到的一些人。第一位是高德纳（Donald Knuth），1974年图灵奖得主。我第一次见到高德纳是在1975年，我刚读完计算机科学的博士，解决了一些问题，他邀请我去访问。他多才多艺，数学上非常有造诣，编程上更有造诣。他有三点让我很敬佩，一是很专注，任何时候只专注于一件事情，他曾说过，在他的日历上，两年之内每天做什么都有计划；第二是追求完美，每件事情力求尽善尽美；第三是做事非常快，编出来的程式比别人运行得快，写程式的速度也很快。

高德纳最伟大的工作是写作《编程的艺术》（Art of Programming）这一系列著作。1960年初的时候，美国刚开始有计算机科学系。他对计算机科学不但了解其数学理论，而且是编程的高手，有很多写码的经验。他几乎是唯一一个有这样的能力及学识来建立一门学科的人。他的一系列巨著，使计算机科学成了一门科学。1968年第一卷出版之前，他已经亲笔写好7卷共3000页的手稿。这套书到1973年共出版了3卷，另外还有4卷。但他对当时的排版技术不满意，认为排出的格式不够美观，于是想设计一套好的排版系统，让效果尽善尽美。他是一个人文传统很深的人，喜欢西方古书里手写的字体，希望印刷技术能用科学方法做到和以前的字体一样美丽。1977年我和他一起搭乘飞机去德国开会，他告诉我他要暂时中断关于《编程的艺术》的工作，因为要设计Tex排版系统。因为这件事，耽误了《编程的艺术》的写作和出版，最近第四卷才出来。

高德纳是一个对自己要求苛刻的人，而对别人却慷慨大度。他对每个人、每件事都能看到其正面，又热爱音乐、艺术、文学。他的多元化态度是我们应该学习的。组织一个团队，或者交朋友，都要看到别人的长处。抱着积极的态度会让人过得比较愉快，这样才能和别人合作。

再提一位，杰弗里·乌尔曼（Jeff Ullman），他本来在普林斯顿工作，后来被吸引到斯坦福去。他是一个有冷幽默的人。他曾讲过一句话让我印象很深。他说：聪明人不值钱，一毛钱可以买一打，重要的是能对他人有影响。他自认有一个长处：对于新东西吸收很快，写书也很快。计算机科学日新月异，他对很多新东西都用心学，在很多领域都开课、写书。他还有另外一句话，关于写书的哲学：如果材料好，写得差一点也不要紧。

再来谈谈数学家。保罗·埃尔德什（Paul Erdos）。他写了1525篇文章，有511个合作者。他是一个完完全全专心作研究的人，而且他有一些特别的地方：他是一个没有家的人，一年365天，有360天在路上，在美国、欧洲各个地方旅行，基本所需都装在一个随身的行李箱里，也不住旅馆，住在朋友家，他的朋友也基本都是数学家。

我在很多大学学习和工作过，基本上每一个环境都有它好的方面。人们常常批评环境太差，但我觉得应该要有一个正面的态度，利用它的长处。如果一个地方人很多，那么你可以交很多的朋友，能够学习到很多东西；一个地方很安静，少有人来，其实也是一个机会，你可以不受别人的影响专心作研究。

还有最重要的一点，一个人的才能不完全是天生的，很可能是后天培养的。有很多人天生非常聪明，开始时可能比人家好很多，但后来的成就未必突出。一个人只要努力，总能变得更聪明更好。我给自己一个挑战的方法：每次变换一个新的方向，而且要越做越好。你想做什么，就朝这个方向走，即使不能完全达到，也能比别人走得远。每次都做比自己能力更难一点的事，这样容易进步。应该尽力做最好的自己。同时，把握好方向很重要，好的方向是十年后依然重要的方向。

有些人在研究院学习了两年以后觉得不喜欢自己的专业，想改变方向。那么改变方向行不行呢？我想是可以的。很多人都会改变自己的方向，不一定是在科学领域内换方向，也可以去做一个创业者，做金融投资，都是可以的。在小范围内调整研究方向也可以。到底该不该换方向，没有人可以给你一个准确的答案。所以你要“跟随自己的心”。你可能会想，我现在换专业是不是太晚了？你得相信自己，只要是值得做的事情，就永远不会太晚。

我想谈谈一个有创造力的巨匠——毕加索。他的工作改变了世界。但是看他后期的作品，不会想到他早期是一个非常传统的画家。他能够画非常写实的画，完全没有一点抽象意义。他的创造性体现在从现实的画法转变到后来抽象的画法。我们平时谈到创新，最忌讳模仿他人。但毕加索却说了一句话我非常欣赏：“模仿别人是必要的，但老重复自己，炒冷饭，就可悲了。”这句话对我们创新很有启发。

世界上到处都有能够让我们学习，鼓励我们前进的人与事。今年年初的澳网决赛，是史上历时最长的网球比赛。在这场比赛里，纳达尔（Nadal）历经近六个小时的比赛之后输了。他在比赛以后讲的话非常令人感动。他说：你能在赛场上不断挑战自己身体的极限，这可以说是一个折磨，但是这个折磨是愉快的，这种感觉超越了网球比赛。我觉得他说得非常好。做任何事情都应该达到这个境界，只要尽你所能，不管是赢还是输，都会感到非常高兴。

我觉得他的这番话用来诠释科学家与科学之路，最恰当不过。

（作者系清华大学交叉信息研究院院长，中国科学院外籍院士）

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2012/4/263418.shtm