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论文研究动机怎么写(论文研究动机和研究目的的区别)

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两位蜚声世界的物理学家,一段亦师亦友的深厚情谊。

阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein,1879年3月14日—1955年4月18日)与麦克斯·普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Planck,1858年4月23日—1947年10月4日)的交往在科学史上留下一段佳话。

两人的友谊,缔结于后来被称为“爱因斯坦奇迹年”的1905年初春。彼时,瑞士伯尔尼专利局的技术员爱因斯坦,受邀到德国普朗克庄园参加一个由顶级科学家参与的家庭派对,派对的主题是物理和音乐的交流。

两人的相识极为偶然。这次家庭派对的一个月前,早已闻名学界的柏林大学物理学教授普朗克,在《物理学大事记》杂志看到一篇关于“相对论”的论文,主动联系尚未出名的论文作者爱因斯坦。对科学和艺术都极富创见的两人交流甚欢,相见恨晚,普朗克遂邀请爱因斯坦到庄园做客。

这一年,普朗克47岁,爱因斯坦26岁。聚会现场,普朗克弹钢琴,爱因斯坦拉小提琴,他们共同演奏贝多芬的名曲。当时谁都无法预料,普朗克创立的量子论和爱因斯坦创立的相对论,后来成为了现代物理学的两大支柱。

普朗克庄园聚会后的1905年3月18日,爱因斯坦发表了一篇名为《关于光的产生和转换的一个启发性的观点》的天才级论文。此文认为光可以看作粒子,本身是有能量的,光子是量子的形式之一。这就是著名的“光电效应”。量子论由普朗克建立,爱因斯坦丰富此理论并提出了“光电效应”,两人因此分别获得1918年、1921年度诺贝尔物理学奖。他们的友谊在科学研究中得到升华。

科学家应该做什么样的研究?人们在科学领域进行探索的动机究竟是什么?如何才能取得伟大的成就?

1918年4月,在柏林物理学会举办的麦克斯·普朗克六十岁生日庆祝会上,爱因斯坦发表了一段慷慨激昂的讲话,讲稿最初发表在1918年出版的《庆祝麦克斯·普朗克60寿辰:德国物理学会演讲集》一书中。1932年,爱因斯坦将此文略加修改,作为普朗克文集《科学往何处去?》(Where Is Science Going?)的序言。

这篇演讲,激励并启发过无数有志于在科学道路上探索终身的科学家和年轻人。《赛先生》今天推荐这篇经典演讲给大家,相信它能让我们对科学和科学家的使命,都有更深的理解。

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普朗克(左)向爱因斯坦(右)颁奖。(图源:nautil.us)


爱因斯坦:探索的动机

——在普朗克六十岁生日庆祝会上的讲话

在科学的神殿里有许多阁楼,住在里面的人真是各式各样,而引导他们到那里去的动机也实在各不相同。有许多人之所以爱好科学,是因为科学给他们以超乎常人的智力上的快感,科学是他们自己的特殊娱乐,他们在这种娱乐中寻求生动活泼的经验和雄心壮志的满足;在这座神殿里,另外还有许多人之所以把他们的脑力产物奉献在祭坛上,纯粹是为了功利的目的。如果上帝的一位天使跑来把所有属于这两类的人都赶出神殿,那么聚集在那里的人就会大大减少。但是,仍然还有一些人留在里面,其中有古人,也有今人。我们的普朗克就是其中之一,这也就是我们所以爱戴他的原因。

我很明白,在刚才的想象中,我们轻易逐出了许多卓越的人物,他们对建设科学神殿有过很大的或者是主要的贡献;在许多情况下,我们的天使也会觉得难以做出谁去谁留的决定。但有一点我可以肯定:如果神殿里只有我们刚才驱逐出去的那两类人,那么这座神殿就决不会存在,正如只有蔓草就不成其为森林一样。因为,对于这些人来说,只要碰上机会,任何人类活动的领域都是合适的——他们究竟成为工程师、官吏、商人、还是科学家,完全取决于环境。现在让我们再来看看那些得到天使宠爱而留下的人吧。

他们大多数是相当怪癖、沉默寡言和孤独的人,尽管有这些共同特点,实际上他们彼此之间很不一样,不像被赶走的那许多人那样彼此相似。究竟是什么力量把他们引到这座神殿中来的呢?这是一个难题,不能笼统地用一句话来回答。首先我同意叔本华(Arthru Schopenhauer) 所说的,把人们引向艺术和科学的最强烈的动机之一,是要逃避日常生活中令人厌恶的粗俗和使人绝望的沉闷,是要摆脱人们自己反复无常的欲望的桎梏。一个修养有素的人总是渴望逃避个人生活而进入客观知觉和思维的世界—— 这种愿望好比城市里的人渴望逃避喧嚣拥挤的环境,而到高山上去享受幽静的生活,在那里,透过清寂而纯洁的空气,可以自由地眺望,陶醉于那似乎是为永恒而设计的宁静景色。

除了这种消极的动机以外,还有一种积极的动机。人们总想以最适合于他自己 的方式,画出一副简单的和可理解的世界图像,然后他就试图用他的这种世界体系(cosmos)来代替经验的世界并征服后者。这就是画家、诗人、思辨哲学家和自然科学家所做的,他们都按自己的方式去做。各人都把世界体系及其构成作为他的感情生活的支点,以便由此找到他在个人经验的狭小范围里所不能找到的宁静和安定。

在所有可能的图像中,理论物理学家的世界图像占有什么地位呢?它在描述各种关系时要求尽可能达到最高标准的严格精确性,这样的标准只有用数学语言才能达到。另一方面,物理学家对于他的主题必须极其严格地加以限制:他必须满足于描述我们的经验领域里的最简单事件;企图以理论物理学家所要求的精密性和逻辑完备性来重现一切比较复杂的事件,这不是人类智力所能及的。高度的纯粹性、明晰性和确定性要以完整性为代价。但是当人们胆小谨慎地把一切比较复杂而难以捉摸的东西都撇开不管时,那么能吸引我们去认识自然界的这一渺小部分的,究竟又是什么呢?难道这种谨小慎微的努力结果也够得上宇宙理论的美名吗?

我认为,是够得上的。因为,作为理论物理学结构基础的普遍定律,应当对任何自然现象都有效。有了它们,就有可能借助于单纯的演绎得出一切自然过程(包括生命过程)的描述,也就是它们的理论,只要这种演绎过程并不超出人类理智能力太多。因此,物理学家放弃他的世界体系的完整性,倒不是一个什么根本的原则性问题。

物理学家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律,由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。要通向这些定律,并没有逻辑推理的路径,只有通过建立在“对经验的共鸣有所理解”基础之上的那种直觉,才能得到这些定律。由于这种方法论上的不确定性,人们可以假定,会有许多个同样站得住脚的理论物理体系,这种看法在理论上无疑是正确的。但是,物理学的发展表明,在某一时期,在所有可想象到的构造中,总有一个显得比别的都要高明得多。凡是真正深入研究过这一问题的人,都不会否认唯一决定理论体系的实际上是现象世界,尽管现象同它们的理论原理之间并没有逻辑的桥梁;这就是莱布尼兹(Gottfried Leibnitz)非常中肯地表述的 “先天的和谐”。物理学家往往责备研究认识论的人没有足够注意这个事实。我认为,几年前马赫(Ernst · Mach)和普朗克的论战,根源就在这里。

渴望看到这种先天的和谐,是无穷的毅力和耐心的源泉。我们看到,普朗克就是因此而专心致志于这门科学中的最普遍的问题,而不使自己分心于比较愉快的和容易达到的目标上去。我常常听人说,同事们试图把他的这种态度归因于非凡的意志和修养,我认为这是错误的。促使人们去做这种工作的精神状态,是同信仰宗教的人或谈恋爱的人的精神状态相类似的,他们每天的努力并非来自深思熟虑的意向或计划,而是直接来自激情。我们敬爱的普朗克今天就坐在这里, 内心在笑我像孩子一样提着第欧根尼的风灯闹着玩。我们对他的爱戴不需要作老生常谈的说明,我们但愿他对科学的热爱将继续照亮他未来的道路,并引导他去解决今天理论物理学的最重要的问题。这问题是他自己提出来的,并且为了解决这个问题他已经做了很多工作。祝他成功地把量子论同电动力学、力学统一于一个 单一的逻辑体系里。

编辑|Matthew

制版|马修

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