袁岚峰：深奥才简单——对研究生和大学生的一些建议
袁岚峰
作者简介：袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室副研究员，中国科学技术大学科技与战略风云学会会长，微博@中科大胡不归 ，知乎@袁岚峰 （https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。
一，深奥才简单。
许多人觉得道理说得浅点容易理解，对深奥的道理有种本能式的害怕。其实很多事情是道理说深了容易理解，说浅了反而糊涂。
比如小学时为了解鸡兔同笼等多种问题，需要讲很多技巧，让人记不过来，理不清头绪。一旦明白这些都可以用方程组来解，立刻就豁然开朗了。一个技巧代替了无数的技巧，不但是数量上的巨大节约，而且能够看出原来那么多技巧之间的内在联系。
爱因斯坦
通过这种思考，你还能理解前人的艰辛，看出他们的局限，找到可能的改进方向。莫里斯·克莱因《古今数学思想》的序言中说：“课本中的斟字酌句的叙述，未能表现出创造过程中的斗争、挫折，以及在建立一个可观的结构之前，数学家所经历的艰苦漫长的道路。学生一旦认识到这一点，他将不仅获得真知灼见，还将获得顽强地追究他所攻问题的勇气，并且不会因为他自己的工作并非完美无缺而感到颓丧。实在说，叙述数学家如何跌跤，如何在迷雾中摸索前进，并且如何零零碎碎地得到他们的成果，应能使搞研究工作的任一新手鼓起勇气。”
三，本质的意思是如果扔掉就什么都剩不下。
科学中经常对同一个问题有许多个理论，令初学者无所适从。比如描述气体的状态，什么时候用理想气体状态方程？什么时候用范德瓦尔斯状态方程？什么时候用维里方程？是不是越准确的越好？否！许多时候是不准确的比准确的更有价值。为什么？因为不准确的理论抓住了体系的本质。
爱因斯坦有句格言：“As simple as possible, but not simpler.”诺贝尔化学奖得主Roald Hoffmann说，好的理论模型应该尽可能的简单，去掉所有不必要的东西，直到再去掉一点就什么都剩不下了。他自己的定性分子轨道理论就是这种思维方法的典型代表。
Roald Hoffmann
以气体状态方程为例，最简单的模型是气体分子没有大小，也没有相互作用。由此得到的状态方程就是理想气体状态方程pV = nRT。不可能更简单了，因为再简就什么都剩不下了。下一步，如果我们要问实际气体与理想气体的区别，那么必须同时考虑到气体分子有大小，也有相互作用。对这两个因素最简单的描述是两个常数，这就是范德瓦尔斯方程中的a和b。由此得到的状态方程就是范德瓦尔斯状态方程。在这个层面上，答案也不可能更简单了，因为再简就什么都剩不下了。
当你要建立新理论，提出新模型的时候，就要运用这种思维方法，提炼出抓住本质的模型，而不是一上来就包含一大堆细节。
四，读书不只是接受，还是建构。
如果你要做研究，那么最终你是要创造新的知识，而不是永远学别人提供的知识。所以当你在读书的时候，也不要只是接受书上的内容，还需要在头脑中建立这门学科的结构，理出头绪来。
不是所有教材都写得很好的。实际情况是许多教材都写得不太好，逻辑不清晰，内容瑕疵百出。要能分辨出好书和一般书的区别。当然，即使是一般的书，也是有帮助的，但那对你的要求就更高了，你得把其中乱七八糟排列的知识改造成自己的思想结构。
五，敢于提出新的理论。
科学的根本目的就是提供新的解释，新的理论，新的思想。要做这些事情，首先就要培养这种思维习惯，经常问为什么，随时准备提出新理论。
面试研究生时，问学生对未来的打算，回答常常是“听导师指挥，踏踏实实干，培养自己的能力”云云。其实这种想法只是上学的简单延伸，创造性的事情不是这么干的。要培养创造性，首先要往这个方向去思考，去锻炼。不要怕提出新的东西犯错误，有想法比没想法好得多。即使是错误的想法，跟没想法相比也是质的进步。
要敢于推公式。化学专业的学生往往数学并不见长，甚至对公式有恐惧感，因此首先需要建立信心。对自己推公式的能力建立信心的最方便的途径，是好好学物理化学与统计力学（如果开这门课的话），把其中的公式全都理解清楚，推导出来。当然，如果化学专业的本科就有统计力学课，那说明你所在的学校是……
【本文2015年7月发表于微博（http://weibo.com/p/1001603868617694384095），2016年6月发布于知乎专栏“风云之声”。】
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