环球热议:从大自然中汲取科研灵感

• 2022-09-05 16:03:19 来源：科普时报

诺贝尔奖物理学奖获得者皮埃尔—吉勒·热纳曾发来对中国青少年的寄语，寄语中他写道：“善于做精细工作是中国人的优良传统，这在工艺和艺术上得到充分表现。在现代科学研究中，中国人也能够显示出同样的优势。年轻的中国学子不应当只关心计算机、通讯等流行技术，你们首先应把注意力集中在对自然的深入理解上。”

他指出，科学发展加重了我们建立公正、自由的新世界的责任感。“或许下个世纪，最需要我们加深了解的是有关生物学和神经生理学方面的问题，以及我们对未来社会伦理道德的思考！”

(相关资料图)

1934年10月24日，热纳出生于巴黎。中学毕业后，热纳接受了名为“正规实验科学”的预备训练计划，这个预备训练计划为学生提供了更多的动手实践机会。

在两年的大学预科学习中，热纳掌握了不少实验技术。一次，热纳抓住了一只蝎子，这对于一个学生来讲也是很惊险的一幕，既不能破坏标本，也不能被蝎子蜇伤。把蝎子抓回来后，把它浸在石蜡中，在实验室里，把它放到显微镜下，用两个别针作为解剖刀来解剖它。这一过程关键是详细描述所观察到的每一件事情，并把它画成一系列的图来说明。一系列的实验活动，可以说是一种基本素质和技能的训练，并培养了他对于科学的热爱，这在他未来的事业中发挥了重要的作用。

热纳从磁体相变研究开始了他的学者生涯。上世纪60年代初，他参加了超导的研究小组。60年代末，他又转向研究液晶。严格的数学推导是他得心应手的研究方法，但他更重视通过对实验现象的观察来发展理论。在研究液晶的过程中，热纳也充分应用了这样的方法。70年代，他把注意力转向聚合体物理时，成功地完成了将聚合物问题与磁性相变相联系的证明。在一系列的研究工作中，热纳发现了为研究简单体系而创造的方法，能够推广到比较复杂系统中去，特别是能推广到液晶和高分子聚合物这类体系中。

热纳非常擅长处理复杂系统。而当时其他人认为这些系统不大可能用普遍的物理描述并加以概括，热纳的研究工作却证明了即使是“不简单”的物理系统也能成功地用普遍方式描述。在差别明显很大的体系里，如铁磁体、超导体、液晶和聚合物溶液这些体系，几乎没有人想到它们之间会有共同的规律。热纳却找到了寻找两个不同领域之间共同规律的研究途径。

1991年，因其将研究简单体系中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物的研究之中而获得诺贝尔物理学奖。

热纳获得诺贝尔奖后，作为一名科学家和一位注重教育的学者，他被频繁地邀请去作报告。他向各种人特别是中学生们讲述自己的学业和研究生涯，以及对目前教育的看法，他确实可以称得上是一位“教育家”了。他的观点鲜明而独特，对所有的人都很有启发，并引人思索。

对于大自然的启示，热纳情有独钟。他特别告诫那些沉湎于城市文明生活的年轻人要勇敢地走向大自然，他说：“过去，在法国的农村，孩子们常常与大自然接触，与手工匠们接触，这培养了他们的观察能力和手工制作能力。现在，掌握计算机技术是非常必须的，但是，如果我们对于年轻人坐在计算机显示器前就感到满意的话，那就正在冒险丢失一些珍贵的东西。一个人要经常走到户外，到植物王国和地理王国中‘漫步’，研究植物群落、寻找化石、探寻矿物等等，这些活动教一个人观察真实的世界，发现问题，解释现象。”

热纳提倡的是实践，他主张培养年轻人的实践经验和知识，培养观察和动手能力，这才是创新的出发点。他希望工程师和科学家在推导方程式中表现出的技巧与解决实际问题的能力相匹配，科学教育的基石应建立在对真实世界认识的基础上。

19世纪以前的许多著名的科学家，像托马斯·杨、法拉弟、瑞利、安培都是独自一人从事科学研究的。而今天的科学研究与那时已有了很大改变，更多地要依靠团队精神。1961年，热纳作一个研究课题的主持人。开始时，他自己什么东西也没有制作出来，后来与同组的同事一齐努力，取得了成功。回忆当时的情景，他说：“在我28岁时，尽管我是一位理论家，我非常天真地决定去指导一组从事超导研究的实验人员，确实有点不自量力。超导体是当时的一个热门研究课题，世界上有许多小组进入了这一领域，包括一些重点大公司，像贝尔实验室、飞利浦、通用电子公司等。我们也在从事这项研究，并且是这一领域的新手，我们试图作出些新的贡献。我们怎样在竞争中生存下来呢？我们通过紧密团结和互相帮助。”热纳是这样教育学生的，也是这样工作的。他既是一名理论物理学家，又擅长进行物理实验，他的理论都是通过实验得出的。他把动手、观察等能力看成人们从自然界探索奥秘的重要手段，学习、观察、实践、发挥集体的智慧，是热纳走向成功的秘诀。

（作者系原中国科技馆研究员）

标签： 诺贝尔奖 比较复杂 研究课题

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