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【约稿】廖洪柱:实验出真知--CHEM IS TRY

仪器信息网 2018/05/15 17:16:23 点击 368 次
默克
[导读] 作为分析化学的顶级期刊之一,ACS的AC期刊刊载的文章半数以上由国人主导或参与的。然,隐约之中,在这繁华的背后,我却看到了三块短板。其一,有实际应用价值的相对偏少......

  化学是一门实践性学科,“CHEM IS TRY” 可译为“化学即尝试”之意。一切的解释与理论都是围绕着实验现象与实验结果来讲的。实验条件变化有可能导致截然不同的实验结果,此时,需进一步解释发生的原因并修正,从而完善已有的理论或形成新的理论。

  当下,就分析化学领域而言,毋庸置疑,我们能看到国内的科研实力日益增强。 作为分析化学的顶级期刊之一,ACS旗下的Analytical Chemistry期刊刊载的文章半数以上由国人主导或参与的。然而,在隐约之中,在这繁华的背后,我却看到了三块短板。其一,有实际应用价值的相对偏少;其二,逻辑思维的缺乏;其三,原创性不够。逻辑思维的缺乏体现在虽然有创新,但深度不够,留下让别人置疑的点。逻辑思维的缺乏与原创性不够则是两块主要的短板。二者就如科幻小说《三体》中的智子一样,将中国科研飞速往前的路堵死了,只能是亦步亦趋,与国际接轨。也正式因为总是棋慢一步,我们反而成了那最大的买单者。中兴芯片事件就是最好的实例。贸易战之前,中兴芯片是将国际非顶级的技术花大的代价买过来,再包装卖出去。外面看似风光,实则赚的不过是个包装费而已。美国一旦禁止芯片的输出,中兴很快就得暂停营业。如果再熬两三个月,可能就得申请破产了。虽然,Trump总统最后打算放中兴一马,但是下一次就不知会不会这么幸运了。显然更好的选择,是做成我们自己的“中国芯”。庆幸的是,这里逻辑思维的缺乏与原创性不够并不是三体里的真智子,我们完全可以突破障碍,问题是我们是否愿意面对问题的根源所在,从而付代价以求变革。

  追根溯源,原创性不够在于“看重动脑而不动手”或者说“君子动口不动手”。看重知识原理但不注重身体力行,动手一试。“书中自有黄金屋,书中自有颜如玉”或“书山有路勤为径,学海无涯苦作舟”这些传承的经典佳句,强调的仅仅是一个“学”字。然而,在科技高速发展的今天,只是学习还不够,必须有实践,学以致用才是硬道理。我就读高中叫行知中学,取意于陶行知教育家,他提出“行是知之始,知是行之成”。对于化学这一学科的发展,需要寻求的正是一种“知识”与“实践”的平衡。如果只重视科学原理与死的知识,却没有实践的行动,结果只能“道”古 “说”今,于进步毫无益处。

  学习,从某种意义来讲,确实是贫家子弟能过更好生活的最佳途径之一,无论在哪个时代或国家。传统观念里,中国人读书学习的目的很明确,即求取功名,进一步达到事业腾达与光宗耀祖,而对于能为社会提供多少实际的应用价值,则摆在一个次要的位置上。虽然今天的中国在逐渐改变,但其核心价值的变化甚微。这种过度功利主义导致多数人爱谈论治国平天下的理论,却怠于付诸行动,将理论发展为事实。就这一方面,西方国家却有不同,以美国为例,几乎每一位小朋友的成长过程中都充满了各种各样的实践活动,比如借着手工做成各种礼物送老师,送同学,送家人等等,为此,家长有时不得不花费很大的精力参与其中。时常有国内的访问学者,询问他们家的小朋友对生活方式的看法,基本都说喜欢美国这边的生活,不仅结交了许多小朋友,而且每天过得很开心。小朋友的日常生活中实践活动非常多,参观各种馆、观看消防演习等,比如我所就读的学校的化学系的天文馆基本每周都有小学的小朋友们来参观。这种玩和实践是引导出小朋友个人兴趣与挖掘其天份,再加之努力的学习与良师的指点,长大后就成为了这个领域的精英。

  西方这种强调生活实践与动手能力,如果追根溯源,则是来自于西方的骑士精神,当然这是我的一家之言,或不足为信。古时候上前线打仗的人是贵族,是国家的精英阶级。中国在周朝或以前的时候也是有这种类似的骑士精神,春秋时期的宋楚泓战之战算是一个例证。但是这种骑士精神到战国的时候就没落了。这种骑士精神同样体现在化学领域之中,历史上的化学大家大多出身贵族,即有钱的人才去做实验,并以此为荣。在东方,非理性或浪漫的思维方式,让中国许多科技一开始是走在前面的。然而,中国古代是瞧不起手工业者的,三百六十行如今也不知道还剩下几行。士农工商,这里有四等人,工人不过是比商人稍微高一点点的。举一个古时候的典型例子,就是“范蠡”。他可以说是千古奇才,即能助君王成就霸业,又能经商兴旺一方经济,也能散尽家财周济穷人,还能获千古美人西施的心,更主要的是他在成就大业时两次激流勇退。然而,可笑的是,由于他的“弃官经商”,从上等人堕落成下等人,形成了他人生的最大“污点”,因而不再符合评选标准,从而不能进入历史名人堂。同样的,中国古代的手艺人比方制炮仗的或修锅补锅的,甚至是炼丹术士,虽然是走在“科研”一线的人才与专家,却并不受人尊重,在大众的眼里亦或是他们的从业追求上,不过是混口饭吃而已。因此,一有更好的发家致富之路,就断了传承,并没有所谓的匠人精神。比方我,爷爷是漆匠,爸爸是漆匠,可是我就不是了,因为我找到一个更好的饭碗了。另一方面,中国人的“崇古”心理,使大众盲目认为祖宗的祖宗留下来的配方已经是最好的,不再主动去改变实验条件来获取更好的进步。中国人依靠“浪漫主义”或“直觉”发明了许多东西,但是“工艺者”的地位低下以及“崇古”的思想,却是让科研的车轮原地打转。西方则不同,既有希腊时期的传家宝“理性主义”,又有中世纪的“骑士精神”,即贵族精英阶级看重动手能力,身先士卒,亲力亲为,因而科技的发展能一日千里。

  西方科技之所以能够稳步前进,是因为逻辑思维做成了这列火车的车轨,经验积累与科研文献做了推动力。从某种意义上说,当西方超越东方时,就决定我们再也赶不上这列火车。然而民国时期,虽然时局动荡,却在各个学科领域取得了璀璨的成果,成就了很多的大师与泰斗,这又让我们看到了希望。时过境迁,今天的我们能否再续辉煌,不是停留在表面功夫的一招一式的领先,而是整个科研体系稳步向前甚至超越西方,仍在于我们的态度与理念。

  说清了根源所在,下一步来谈谈如何突破前文提到的两块短板。这些年,“创新”是一个再时髦不过的词了,好像高不可攀的样子,其实它是可亲可近的。创新的第一步是“模仿”,这种模仿在于“神”而不在于“形”,即了解和掌握仪器工作的原理,抓住了仪器开发和应用中的重点和难点,再开发自己的产品。做好这一步说是不容易但却也不难,许多领域都能够做到。可是,在实际中,不少科研工作者或企业常常不自觉就飘飘然了,拿着所谓的“国产化”与“与国际领先技术持近”这样的标语招摇过市。然而真实的贡献不过是为企业或科研工作者找到了可替代的产品而已,降低了成本,然付出的代价是质量也有所下降。可是,有时会让人感觉国家为此投入的科研经费往往大过其所带来的实际价值。

  创新的第二步是“另辟蹊径”,那就是在模仿好了以后,要再做改善,这种改善的结果具有两面性,有时会是一种得不偿失的冒险,有时也能成为一种大的潜力投资。然而,往往国人“小富即安”的心理作用下,多数企业不敢下这个血本,也怕失败了丢面子。科研有的时候就是砸钱,成功少失败多貌似是自然而然的事情。不过肯定有人就会反对这个观点,认为我们小小的民企,没有这个资本。然而,我所认为是态度问题,说的是愿意拿多少比率的钱来做科研研发的态度。因为只有具备这种愿意改进的态度,才可能“另辟蹊径”。创新不可能是天上掉下来的宝贝,却好像是你埋进地里的种子,时间到了有开花结果的,也有没开花结果的。这“另辟蹊径”的创意来自于不断的经验积累与对实验过程中异常现象的观察与总结,才有灵感的迸发。

  第三步是坚定“明知不可为而为之”的态度。就拿芯片来说,三星与台积电的14纳米、16纳米的争夺战,你要占领高地,就得付极大的代价。同样,每一个领域都有一个天花板,如果我们不敢付代价拿头去撞,我们就不可能占领一个领域的制高点,成为最优秀的,当然是有理论支持的条件之下。一个领域的制高点就能很好地搭建一个全新的平台,从而一荣俱荣。

  创新并不时尚,从“模仿”到“另辟蹊径”到“明知不可为而为之”,全在于我们愿不愿意付大的代价来前进,而不是拿着一个模仿品就开始招摇过市,赚点钱或者搞些科研经费就心满意足了。

  相对于创新,逻辑思维则更是一种强大的软实力,它是所有人际关系中的重要武器。借助逻辑思维,你可以在这个媒体新闻满天飞的时代,找到事情的真相,避免被人轻易欺骗;可以在辩论中,找到战胜对手的突破口;可以在商业中找到自己的生存之道;在科研中找到问题所在和解决问题的方法。那逻辑思维是不是很神秘?老罗的罗辑思维看起来很高大上,可实际上它就是很实在的东西,就好比(1)从点A到点B怎么走可以到达,(2)从点A出发可以到达哪些地方,(3)到点B以后可以下一步往哪些地方走。点A到点B只是两个点,那还有三个点或更多的点,其中的组合就千变万化,最终结果也有很多种。那我们的真正目的是什么,并不是搞清楚每一条路线,而是清楚最终目标并达到就可以了。这也就告诉我们,没有标准答案,一切是一个逻辑思辩的过程。可是,我们从小积累的都是无用的知识点,都是局限条件下的标准答案,没有用线将这些点连起来。只有用逻辑线形成自己的知识架落,形成了自己解决问题的逻辑之道,这才是超越科研领域的东西。

  一个理性的人,不会对一个已成的事实有特大的情绪发表,却首先想到的是事情发生的背后原因,想到将带来怎样的可能性后果,通过怎样的办法将事情引向自己想要的方向。比方一开始提到的”范蠡”的例子, 不是记住他啥时候干了啥事,而是分析他为什么当初劝勾践降吴,哪些外在条件让他做出这个决定。他两次打算功成身退时,是哪些具体的事情让他察觉到危机可能发生。逻辑是一种活技艺,课本知识肯定需要有的,其实就是多问几个WHY“为什么”与SO“那又怎么样”,天天操练,时间久了,功夫就炼成了。搞科研同样很需要,可是我们很多时候只想单纯地做一个使用者。有问题首先找专家,仪器或配件坏了首先请技术人员或者买新的配件。其实每次遇到问题都是很好锻炼逻辑思维的机会,而且自己把问题解决了的喜乐是无法形容的。配件坏掉了,那为什么不拆开来看一看,明白设计者的心思?当技术人员来时,为什么不多问多学呢?说不定下次自己就是师傅了。

  总而言之,无论是“创新能力”还是“逻辑思维能力”的培养,全在于我们个人是否愿意付出代价的态度与理念。这是事业的立身之本,也是别人夺不走的财富。实验出真知,CHEM IS TRY, 愿意走创新的三步曲,不放过每次操练逻辑思维的机会,就是在实验出现问题不能立马解释的情况时,敢于出手找解决之道。简而言之,千字不如一画,万言不如一手。等下回相见,您就给我们露一手吧!

  供稿人:廖洪柱博士

  德克萨斯大学阿灵顿分校分析化学博士,博士期间主要是借助离子色谱仪与柱后碱引入方法实现对极弱酸的灵敏检测。先后开发出小体积高混合率的在线混合器,挥发性弱酸(硫化氫与氰化氢等)的转移与检测装置,以及挥发性胺的引入装置并申请了相关国际专利。现就职于德克萨斯州NEOS Therapeutics公司,该公司主要开发ADHD(专注力失调与过度活跃症)类缓释药物,主要利用离子交换树脂来吸附与缓释药物有效成分,目前公司已有三款新药上市。作为研发部门的一员,一方面专注于药物分析方法的开发与验证,另一方面专注于新药的研发工作,在离子色谱,高效液相色谱,液质联用,扫描电镜仪等仪器的应用方面有较深入研究。


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