谈刘翔的巧练与科学家的巧干

作者:陈敬全

近日,刘翔在第11届田径世锦赛男子110米栏决赛中夺冠,成为跨栏大满贯第一人。他的成功在很大程度上归于他教练孙海平采取的科学训练方法。在许多人看来,体育竞技运动只有靠苦练和死练,孙教练却大胆地改变了训练思路,“从原来的死练变为巧练”。与中国体育界长期以来奉行的大运动量训练大相径庭,刘翔“一般每次有两个多小时的训练,最多一天也就四个小时”。孙教练训练方法的高明之处在于一个“巧”字。
从刘翔的跨栏比赛不由联想到科学研究工作。在许多人眼里,科学研究总与“刻苦”和“艰辛”相伴,科学工作者只有在崎岖曲折的小道上不辞劳苦地攀登,才有可能达到光辉的顶点。事实上,科学研究除了苦干,也得靠巧干。在科学史上,不乏研究者“轻巧”地做出了重大科学发现的案例。
案例之一,是1775年法国化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化理论。在他以前,许多人都相信燃烧是释放“燃素”的过程。拉瓦锡却认为燃烧是物质量同空气中某种气体化合的过程。他想办法要找到这种气体,但一直未能成功。说来也巧,1774年英国的普列斯特里告诉拉瓦锡,加热氧化汞能得到一种“可供呼吸”、并可助燃的气体。拉瓦锡重复了普列斯特里的实验,验证了这就是自己要找的气体,他终于弄清了燃烧的奥秘。
案例之二,是1932年英国物理学家查德威克发现了中子。是年,法国的约里奥?居里夫妇披露了用α粒子轰击铍,会辐射出穿透能力极强的中性射线,这种射线能把石蜡中的氢核(质子流)撞击出来,但他们匆忙地做出了该射线就是γ射线的结论。查得威克得知后,马上重复了他们的实验,验证了这种射线并不是γ射线,而是一种中性粒子流,并把这种粒子称为中子。查德威克因发现中子获得1935年度的诺贝尔物理学奖。约里奥知道后,后悔得用拳头砸自己的脑袋,连连说,“我这么笨!我这么笨!”
这两个案例有异曲同工之妙。拉瓦锡和查德威克都是借旁人送上门来的实验结果“轻巧地”做出重大发现的。有人说拉瓦锡的功绩在于“他能够把别人的实验工作承受下来。”在拉瓦锡以前,已有人发现金属在密封的容器里煅烧后增重;还有人发现磷在容器里燃烧后,容器里的空气减重。如果把这些发现结合起来,就能揭开燃烧的奥秘了,但遗憾的是没人再朝前迈一步。最可惜的是普列斯特里,他最先制得了可助燃的气体(氧气),但却固执地认为该气体是“缺燃素气体”,让自己鼻尖碰到的真理溜走了。而拉瓦锡凭借精巧的天平,弄清楚了密封容器里燃烧物与空气的重量变化,提出了科学的燃烧理论,把人们颠倒的认识再颠倒过来。英国化学家布拉迪精辟地指出:“在科学方面,拉瓦锡虽然是一个伟大的建筑师,但他在采石场里工作是很少的,他的材料大都是别人整理的,而他不劳而获。他的技巧就在于把它们编排组织起来。”普列斯特里等人在“采石场”里凭着苦干采下了一批批石块,但遗憾的是未能建成雄伟的大厦。拉瓦锡能成为伟大的建筑师,是他具有一个善于科学思维的头脑和非凡的技巧。
查得威克发现中子并非偶然。他在英国著名的物理学家卢瑟福手下工作,卢瑟福曾天才地预言,在原子核里很可能存在一个中性的粒子。为检验中子是否存在,查得威克用了许多方法,都未能成功。约里奥?居里夫妇的实验发现和他们轻率的结论,成全了查得威克,使他取得了重大突破,他发现中子颇具喜剧色彩。约里奥?居里夫妇却上演了一幕悲剧,实际上,约里奥也听过卢瑟福关于中性粒子的讲演,但他觉得“没什么新东西”并不在意,最终错过了做出重大发现的大好机会。人们常说,机遇偏爱有准备的头脑,头脑里有没有理论上的充分准备,导演了中子发现过程中的悲喜剧。我们不禁要感叹:约里奥?居里夫妇艰辛地开采到了玉石,但把玉石雕刻成艺术品的却是查得威克。
上述两个案例虽已时隔久远,但在目前我们“言必创新”的时势下,却不乏启示作用。我们今天开展科学创新活动,缺少的恐怕不是辛勤苦干的采石工,而是具有科学思维头脑和出众技巧的雕刻家和建筑师。近年来,上海有关部门为促进创新,扶植起近百位所谓的“领军人物”。但愿我们的领军人物既是英才,又是帅才,像孙海平教练一样,除了具有带领团队在采石场里辛勤采集石块的苦干精神外,更具有把材料雕刻成艺术品和把材料编排起来、构筑起雄伟大厦的巧练和巧干的本领。