科學網— 「知識爆炸」時代如何創造新知識

2021-01-18 科學網

張鳳榮，中國農業大學土地科學與技術學院教授，研究領域為土地評價、土地利用規劃、持續土地利用管理、土壤地理學等。

 

■張鳳榮

認知是人們認識客觀世界的一種信息加工活動，指通過感覺、知覺、想像、思維、判斷、形成概念等獲取知識的過程。我們的知識結構基本上都是間接知識，來自於學習。在「知識爆炸」的今天，僅僅是學習或獲取已有的「間接知識」，就會讓我們「目不離書（屏）」，花費大量時間，使得我們無法去創造知識，從而成為一個「跟讀者」。

然而，學習不能算在認知的範疇裡，學習只是為我們的認知打基礎。研究的本質是認知，通過研究事物形成新的知識。認知是科研人員的使命，或者說科研人員的使命是創造新知識。

創造新知識的難度非常大。如果沒有創新意識和熱忱，很難創造出新知識。自進入研究生學習階段至今的40年間，我寫了20餘本書，發表了400多篇文章（包括作為通訊作者），但回過頭理一理，其中只有一兩本書、十來篇文章，自己覺得創造了一些新知識。

結合自己的經歷，筆者認為創造新知識有兩條途徑。

到自然中去求證

創造新知識首先是要多實踐。對於有些試驗/實驗型的學科，通過試驗/實驗可以獲取新知識。對於筆者所從事的土地科學來說，通過試驗獲得一些知識相對比較容易。比如，利用酸度計測試在大氣酸沉降區土壤pH的變化、用壓力計測試土壤的緊實度、建立緊實度與土壤質地和容重的關係等。但土地學科的創新難度卻很大，因為土地生態系統非常複雜，各種土地要素包括氣候、地形、生物、時間以及人類活動等之間存在著物流和能流的交織，要定量地獲取這些要素之間的關係，特別是土地生態系統的運行規律，得到新的認知非常困難。而且，土地生態系統基本是不能試驗的，比如廣泛談論的氣候變化問題。

雖然土地生態系統是複雜巨系統，但只要到實踐中用心觀察，並不是沒有創造新知識的可能。過去那些地質地理學家靠雙腿、騎馬就發現了很多知識，其中也包括一些著名的地學理論，比如美國地理學家戴維斯的侵蝕循環理論、俄國土壤學家道庫恰耶夫的五大成土因素學說等。

今天，我們有了不同高度的衛星可以在高空俯瞰地球，有了汽車、飛機可以到更多、更遠的地方去考察，有了各種工程建設切開的地球風化殼等，這些都使我們具備了發現更多地球奧秘的條件。因此，只要用心觀察，善於用相關的已有理論知識綜合分析、大膽假設，更多地到自然中去求證，就能夠發現新知識。

做善於問「為什麼」的人

知識創新的第二個途徑是「學科交叉思維」。這個途徑也離不開實踐，實踐永遠是認知的基礎。但僅有實踐沒有思維、「熟視無睹」也不會有新認知。創造知識的人總是那些善於問「為什麼」的人或「抬槓」的人。當然，要提出質疑或「抬槓」，必須先具備有關事物的基本知識。

去年，筆者在江西萬年縣調研了一座電能制磚廠，該工廠制磚沒有取土坑，而是用挖掘機挖山，把挖出來的變質粉砂巖破碎後，摻入粉煤灰壓制磚坯。筆者用食指和拇指碾壓石塊，石塊很容易成為細土。當時，筆者立刻就想起了土壤物理學中學到的兩個知識點，即水分很難進入土壤微空隙和鈣積過程，由此也判斷出，這種變質粉砂巖易風化成土是因為空隙太細而沒有膠結物。這就是在野外看到一種現象，綜合運用學科知識，通過想像、思維、判斷而形成新知識的過程。

理論創新難於上青天

如果說看到一些事物、經過分析可以創造一些新知識點的話，那麼理論創新真是難於上青天。筆者這一輩子也沒有搞出一個新理論來。

比如，直到本世紀初，土壤學界和農業行業內都有一個共識，即土壤肥力是下降的。根據此前學過的礦質營養學說以及上世紀70年代參加農業生產的經驗，筆者認為改革開放以來，由於化肥投入增加，使得農作物產量大幅度提高，同時也必然有比過去多得多的作物根莖葉歸還到土壤中，土壤有機質含量肯定會增加。

於是在2000年，筆者讓研究生到河北省曲周縣採集土樣化驗，與上世紀80年代初第二次土壤普查時的有機質和養分含量進行對比，結果果然顯示，有機質和養分含量增加了（見《20年來我國潮土區與黑土區土壤有機質變化的對比研究》，《土壤通報》2004）。但這也只是一個新的認知，並沒有新理論發現。

再舉一個例子。有不少朋友對筆者寫的《山區農村的過去、現狀和未來》一書給予了很高評價，認為該書揭示了在完全依靠擴大耕地面積維持增長的人口食物需求的年代，農村居民點是由平原到丘陵再到山區擴展；而在城市化時代，農民有了其他生計資源，由於山區耕地的荒蕪、人員的減少，山區農村居民點肯定是逐步萎縮的變化規律。但筆者個人認為，這僅僅是一種新認知，並沒有什麼新理論。

有了新知識後，對於目前非常熱門的生態修復就會有新的認識，例如在某些高溫多雨的地區，其自然條件完全可以實現自然修復。當然，這要求我們把地學知識、土壤學知識、氣候學知識等綜合性知識學透徹，才能有所思考，創造新知識。正所謂「天地人生大自然，學好地學知其然。因勢利導不蠻幹，生態文明好實現」。

科研人員要把每門知識基礎打牢，真正理解之後，將知識進行綜合碰撞，即通過提出大膽假設並驗證，再進一步研究，力爭把感性認識提升到理論認知上。

以上，便是筆者幾十年來研究土地學科的一些體會，希望對後來者有一些啟發和借鑑作用。

《中國科學報》 (2020-07-21 第7版 視點)

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