陈难先:从物理逆问题中谈创新
发布时间:2012.09.14

来源:记者团 编辑:殷梦昊 张文鹏 见习编辑 张昕宇 浏览次数:

(记者团 张文鹏/摄)

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    新闻网讯(记者团 闵权 通讯员 顾建国)9月13日晚,中国科学院士清华大学教授陈难先做客“科学精神与实践”讲座,与同学共谈“应用物理中的逆问题”。而这也拉开了我校60周年校庆的序幕。

    陈难先首先为大家解释了正问题和逆问题。正问题是良态问题,通常有唯一解,具有稳定性;而逆问题是病态问题,不一定有解或有多个解,具有不适定性。他举例说:“在学习训练过程中,我们常常遇到的是正问题,而在工作科研中,大多遇到的是逆问题。”

    谈到正逆问题的关系,他说:“最开始,我们认为原子是一个实心球体,电子就像葡萄干点缀在球的表面。可是卢瑟福散射实验这一逆问题证明这一模型是错误的,因而就建立了卢瑟福原子模型。”随着这个模型的建立,一年后波尔提出了《波尔原子论》,二十多年后科学家发现了原子核的内部结构。“这说明逆问题是来源于正问题,可是又拓展正问题,发掘新的领域。”他说道,“而同时,正问题的积累和改进,  为逆问题的孕育和创新准备了有利的条件。”

    陈难先归纳道:“逆问题对科学技术发展既是挑战也是机遇,用逆问题的观念看待科研上的问题,可能有利于年轻一代精益求精和系统创新的努力。”

    逆问题不仅对科研有所帮助,在教育方面对人也有启示。陈院士谈到了著名的“钱学森之问”。他希望我们从不同的角度来看问题,“钱学森之问是说中国人才培养的模式存在问题,但这并不能说明中国没有培养人才,奥巴马的演讲就肯定了中国培养的人才”。

    “可是当代大学生接触的正问题很多,逆问题很少,要如何才能发现逆问题呢?”现场有同学问道。陈难先对此作出解释:“正问题是积累,这是创新的基础。当你积累一定量的正问题以后,你就需要将它们结合起来,找出新的问题,有新的思考。而这也是创新所在。”

    正问题着重积累,逆问题偏于创新。没有积累的创新往往昙花一现,难于持续发展。没有创新的积累常会偏于保守,难于突破。陈教授寄语当代大学生“在学习的过程中,要留有空间,学会去思考和发现,而这说不定就是新的科学成就的开始”。

    我校副校长罗俊院士,物理学院院长陆培祥教授,物理学院党总支书记周泽兵教授也出席了本次讲座。

    人物资料:陈难先,1962年毕业于北京大学物理系,1984年在美国宾夕法尼亚大学获博士学位,曾任国家863高技术功能材料专家组组长,科技部863新材料模拟设计实验室主任,国家863计划第一届监督委员会副主任、清华大学学术委员会副主任,全国人大教科文卫委员会副主任。他的研究成果在凝聚态物理、天体物理、材料设计等方面得到许多应用。1990年,他建立了比热逆问题的普遍解,推广和统一了爱因斯坦解和德拜的解,这项研究成果发表不到三周,即受到国际权威刊物Nature整版评论,认为是“从帽子里变出了兔子”。他还建立了国际上未曾解决的稀土原子相关的原子间相互作用势,在国际上明确提出凝聚态物理和应用物理中玻色、费米及晶格三大类逆问题,并发展了独特而系统的方法。

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