化学研究中的战略问题
从方法论的角度说,作为一位化学家在实际研究工作中总要考虑两个基本问题:研究什么?怎样研究?这两个问题都关系到研究工作的全局,都涉及总体问题,都需要从总体上进行思考。
研究什么?涉及研究方向和研究课题,这无疑是研究工作中的一个至关重要的问题。这个问题涉及诸多方面的关系及其发展。一般地说,至少需要讨论两种关系:研究方向与化学发展和社会需要的关系;研究方向与研究课题的关系。
化学家的研究方向与化学发展的趋势、社会对化学的需求有着密切联系。举例来说,当代无机化学的发展趋势是在无机化学与其他科学的交叉领域出现生长点。例如,由于化学家和生物学家对于元素在生物体中的重要作用获得了日益增多的知识,使人们认识到生命的一些基本过程,如太阳能的吸收与转化,氧的传输与消耗,细胞间的电讯号的交往等,都依赖于各种金属离子。由此形成了生物无机化学的研究方向。在这个方向上可以产生一系列值得研究的问题,如具有有机配位键的金属原子周围的结构是怎样的,在生物体中是怎样进行化学反应的,等等。这些问题经过一些分析和转化,就
有可能形成研究课题。又例如,固体化学和无机化学交界处也是化学发展的诱人的生长点。现代化学和现代技术的发展,使化学家有可能了解表面的结构,了解表面上什么地方以什么方式与一种化学物质相连。在这个方向上开展研究工作,可望获得有价值的成果,而这方面的研究成果不仅具有理论意义,而且具有实践意义,它涉及半导体及电子芯片的制备。
这些例子说明,研究课题与研究方向直接相联系,而研究方向来源于化学家们对化学及其各个分支学科发展趋势的深切了解。因此,在确定研究什么的问题上,需要了解全局性的东西,需要在了解全局的基础上从总体上进行思考。这些都属于研究工作中的战略性问题。我们可以将上述内容用一句话来概括,这就是“了解发展趋势,确立战略目标”。了解发展趋势是确立战略目标的基础和前提,一位研究工作者,尤其是学术带头人,如果不了解, 不熟悉本专业(及相关专业)的发展趋势,就不会有清醒的头脑,也就不可能及时发现化学发展的新的生长点,因而也就不可能抓住可望获致巨大成果的研究方向和课题。确立战略目标是了解发展趋势的结果和目的,对本专业
(及相关专业)的发展趋势很熟悉、很了解,但是不能从中抓住所要研究的内容,也是无济于事的。在这个具有或属于战略性问题上,需要研究人员具备战略头脑和战略眼光。在化学和科学史上,有许多杰出的化学家或科学家, 在这个问题上显露了令人敬佩的战略头脑和战略眼光。例如,居里夫人和卢瑟福等人,在本世纪之初,抓住了刚刚崭露头角的放射性作为研究方向,做了多方面的开创性工作,获得了许多发现和研究成果。卢瑟福于 1908 年、居里夫人于 1911 年分别荣获诺贝尔化学奖。在第二次世界大战期间,美国有机化学家伍德沃德从战场上奎宁短缺和有机化学的发展趋势中看到了人工合成天然产物的前景,他与多林博士于 1943 年 2 月 1 日开始合成工作,14 个月后完成了奎宁的人工合成,从此开始了他在有机合成领域的研究工作。伍德沃德以合成天然产物闻名于世,并因在有机合成上作出的卓越贡献,于 1965 年荣获诺贝尔化学奖。
关于怎样研究的问题,似乎不是战略问题而是个战术问题。爱因斯坦和英菲尔德在《物理学的进化》一书中有一段常被人们引述的话,内容是:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要,因为解决一个问题也许仅是一个数学上的或实验上的技能而已,而提出新的问题,新的可能性,从新的角度去看旧的问题,却需要有创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”① 人们引用这段话的目的往往主要在于说明,提出和确定研究课题(即研究什么)在整个研究过程中所占的重要地位,提出和确定有重大意义的研究课题是研究工作中具有战略性的一环,或者说是研究战略的起点,需要研究者具有远见卓识,具有战略眼光。诚然,如上面已经说过的,这段话中指出的“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”是有道理的,因为它是科学研究的起点,无论从经济技术要求方面来看,抑或从科学本身的发展来看,课题的形成和选择都是研究工作中最复杂的一个阶段,所以评价和选择课题,便成了研究战略的起点。
但是,在强调提出和确定课题的重要性和复杂性的时候,不能由此得出结论说解决问题不重要、不复杂。解决问题涉及怎样研究的问题。怎样研究, 对于一些问题而言“也许仅是一个数学上的或实验上的技能而已”,在这里
① 爱因斯坦、英菲尔德:《物理学的进化》,周肇威译,上海科学技术出版社,1962 年版,第 59 页。
说的是“也许”而不是“一定”。事实上,即使是数学上的或实验上的技能, 也决非简单之事,数学推理需要思路,有时需要有创造性,实验首先需要设计,设计好才能做,才是一个操作过程,或者说是个技能问题,而实验设计是需要创造性的。何况,面对已经确定的研究课题,一时不知道应该怎样研究、怎样解决的事是很多的。有些课题提出以后,不只耗费了个别科学家的毕生精力,甚至使几代科学家呕心沥血,为之奋斗终生。
怎样研究,有人认为这仅仅是研究者如何运用研究方法的问题。可是, 在实际研究工作中,研究者们决不是孤立地应用一个一个方法,也决不是像一般方法论教科书所说的那样去应用个别的研究方法;研究者在研究一个问题时,一般地说总有一些想法,一些总体上的考虑,基于这种想法和考虑综合地或重点地应用有关的研究方法、部署研究工作。这种想法和考虑起着选择、协调和综合各种方法的作用,或者说,各种有关的研究方法在总的想法和考虑的统帅下活跃起来,发挥着它们的积极作用。正因如此,怎样研究的问题,怎样有效地应用各种研究方法的问题,也有个全局性的东西,因而也是个战略问题。在这里说的总的想法和总的考虑与科学家的科学思想有密切的联系。下面我们就来讨论科学思想。