第七十一回：究方法說書人試談相似論，論精神有志者不屈事竟成
——結束語尊敬的讀者，本書到這一回就要結束了。當我們合書默想之時，會發現一個問題，就是科學家費盡心機所探索到的自然現象，原來如此相似。你看那伽利略望遠鏡裡的月亮和地球多麼相似；牛頓眼裡的月亮和蘋果多麼相似；盧瑟福發現的小小原子結構和哥白尼發現的龐大的太陽系結構多麼相似；摩爾根發現的果蠅的遺傳和孟德爾發現的碗豆的遺傳多麼相似，甚至高檔的人的基因結構和那最簡單的噬菌體病毒的基因結構多麼相似；普朗克發現的能量的分束急跳和祖沖之發現的圓周可以看成正多邊形的無數個邊多麼相似；電場和磁場多麼相似；電波和光波多麼相似；柏克勒爾發現的天然放射性和倫琴發現的陰極射線多麼相似；德布羅意發現的物質波和光波多麼相似；達爾文和華萊士遠隔萬里之外，分別發現的生物進化現象多麼相似；戴維發現的鉀與鈉的化學特性多麼相似；拉姆賽等發現的氦、氛、氫、氟、氙等惰性元素多麼相似；還有焦爾發現的電流生熱和摩擦生熱之間的相似，法拉第發現磁變電和電變磁之間的相似，甚至我們乍一看來毫無關係的人血液中血紅素與樹葉裡的葉綠素，其化學結構也很相似。
真是大至宇宙，小至原子，從動物到植物，從人到細菌，好一個相似的世界！
這到底是為什麼呢？辯證唯物主義告訴我們，外部世界是客觀存在的，是互相聯繫發展的。別的不談，我們只說這“聯繫”的一種重要形式就是相似(當然還有對立、變異等形式的聯繫)。
原來客觀世界不管它多麼複雜都可以分解成一定的層次，每一層次又都有一定的單元。這種不同單元和層次的排列組合就是一個複雜的世界。我們觀察客觀世界時只要像剝竹筍一樣一層層剝去，就能發現它們各自間的相似關係，通過這種相似關係就能發現制約每一層次的規律。比如宏觀宇宙間，眾星圍繞太陽運動是一個相似的層次，有開普勒定律管著；而在微觀原子內，核外電子是一個相似層次，其作用力是電磁力；再深入到原子核中，質子、中子等又是一個相似層次，其作用是強相互力和弱相互力。原子組成分子，分子組成各種物體，組成地球；眾星又組成太陽系；很多個星系又組成銀河系等。這樣一層一層組成世界。但是層次再多，我們只要找到其中的一層，就可以找到其中相似的聯繫。正如，世界上的人有幾十億，但總可以分為少年、青年、中年、老年等幾個層次，只要是青年人，他們之間總有一些相似的聯繫。
在人對自然的探討中，無論是牛頓還是達爾文，阿基米德還是愛因斯坦，他們都是力圖通過一些相似的現象去發現其中的聯繫，然後概括出某個層次上的規律。不過有的人只能在低層次、淺層次發現規律，管得範圍小一些；有的人可以在高層次、深層次發現規律，管得範圍大一些。當伽利略在比薩斜塔上一站時，他發現了地球上的自由落體定律，而1866年當牛頓迎著涼爽的秋風，在蘋果樹下仰望明月時，蘋果與月亮的相似，使他發現了萬有引力，完成了人類認識自然的第一次理論大綜合(天、地間規律的綜合)；當1847年焦爾分析了電、機械、化學等運動的做功發熱的相似性時，確定了能量守桓定律，完成了人類認識自然的第二次理論大綜合；當1873年麥克斯韋發現光、電、磁都是波的相似性時，將它們統一起來，建立了電磁理論，完成了第三次理論大綜合。科學史上的第四次理論大綜合，是迄今完成的一個最高層次，即1905年到1915年愛因斯坦創立的相對論。它揭示了“尺縮鍾慢”、“質能互變”等時間、物質在空間和運動中的相似變化，揭示了它們之間的本質的統一。
看來，自然界的事物常以相似(不是相同)關係來體現它們之間的聯繫，而抓住這種聯繫也就發現了規律。
人們在對相似規律的運用中又常表現為幾種方式。一是，從橫向看，通過相似形的擴大來加大研究的深度廣度。比如我們常見的白光，在牛頓之前，認為是一色的。牛頓第一次用三稜鏡分出從紅到紫的七色，創光譜學，光的範圍由一段到七段，以後的研究者又向兩邊做相似形的擴大，紫外又有x光、γ射線、β射線，紅外又微波、電視波、無線電波，不斷擴大戰果，就出現一個大的相似系列。
二是，通過發現兩事物間的相似聯接點，來開拓新的研究領域。比如本生發現不同元素都有自己的固定光譜，根據這一點相似聯繫便創立了光譜分析學，並得以發現銫、銣、鉈、銦、氦、氬等，開墾出一片新元素的處女地；居里夫人根據一些不同元素都有一定的放射性和相似聯繫，創立了放射化學，據此，人們發現了釙、鐳、鎂、錒、氡等，在元素王國裡又拓出一片領地。作為物理學家的盧瑟福，在研究原子放射性時，卻發現了原子的衰變，從而發現“放射性是原子現象，又是生成新物質的化學變化的伴隨物。”他在這個十字路口上不自覺地走進化學領域。因此，當他獲得1928年的諾貝爾化學獎時，連他自己也大吃一驚。他說我一生經歷許多變化，想不到這一次從物理學家變成了化學家。量子力學興起後，這個相似點更是聯結了許多學科，出現了量子物理，量子化學，量子生物等。作為量子物理學家的薛定鍔寫出了《生命是什麼？》，玻爾寫出了《光和生命》將生物研究推向了一個新階段。事物間的相似點常常是暗渡陳倉出奇兵的好地方，只要選准，就會驟然取勝。
三是，從縱向看，通過事物發展的週期相似波，來預測方向，推動新的發現。比如化學元素的發現就由於新的研究方法的出現而相應出現了幾次相似的發現高潮：即化學分析法之後，電解法之後，光譜分析法之後，放射法之後等等。又如，人們對自然科學的研究，開始都包括在哲學裡面，後來又分成各門學科，研究再深入，又在分子水平、量子水平上得到統一，經歷了合——分——合的否定之否定的相似重複。前面說到，人類在認識自然過程中，每積累到一定程度就要出現一次相似的理論大綜合，已經出現了四次。按照這個規律，現在科學家們都在磨拳擦掌，希望能在第五次大綜合中立一頭功。
大自然中相似的單元和層次決定了其客觀存在的相似性，我們就可以按照“相似形”、“相似點”、“相似波”等各種方式去指導科學發現。開拓未知領域。
另一方面，大自然經過長期的進化，又篩選出了許多最優方案。所以我們還可以按照自然中的客觀存在去指導技術發明，創造新的文明。
人們千百年來的發明創造，實際上是通過“人工”來再現“天工”。是向自然求得相似。當美國政府費盡巨大的人力物力，試製成第一顆原子彈時，它不過是重複了太陽表面億萬年來就在進行的核制變；當艾菲爾完成了300多米高的巴黎鐵塔，全法國人都引為自豪時，人們發現其結構和人的一根小腿骨並無二致，甚至兩者的表面角度都相符合。莫斯科人也為自己的184.3米高的電視鐵塔而自豪，但人們仔細一分析，其結構不過是一根纖細的竹竿。飛機是1903年發明的，這是千百年來人類幻想與鳥相似的結果。而自從萊特兄弟的第一架飛機上天以來，這種飛行工具的每一次改進又都是從鳥身上繼續發現一些新的相似點。鳥的翅膀是拱形的，飛行時空氣會對它生成托舉力，飛機雙翅也是如此；鳥飛行時雙腿收到腹下，是為了減少阻力，於是飛機的起落架也就收起，蜻挺雙翅的前上方各有一塊深色的角質部分，這是為了消除飛行中空氣阻力造成的顫振，於是飛機機翼上也有與此相似的抗顫振配重部分。數學家和物理學家發現六角柱狀體是一種最經濟的形體。他們經過長時問的測算，算出這些柱狀體底面約三個菱形面積的銳角是73度32分，鈍角是109度28分，而這正是蜂窩的結構，竟連一分也不差。
我國生物學家貝時璋曾對生命下過一個定義：“‘生命’就是物質、能量、信息三者的理化、協調和有機統一的動作。”那神奇的計算機正是靠著硬件、電源、快速數模等接收信息的裝置，相似於人的軀體、能量和視覺聽覺，然後用軟件將這些有機地統一起來。於是計算機能聽、能看、能寫，儼然是一個有“生命”的東西了。
我們平常說向老師學習，是因為老師積累了很多知識，而大自然在億萬年間篩選、積累下來的最優模式正是一個最理想的老師。
我們在認識自然，改造自然的過程中，不但有相似的規律可循，有相似的模式可借鑒，更有趣的是，同時還生成許多相似的研究方法，甚至許多科學家還有相似的遭遇。門捷列夫根據元素週期律準確地預言了元素鎵的性質，與勒維烈根據萬有引力準確地預言了海王星的位置多麼相似；法拉第由電變磁啟發而發現了磁變電與德布羅意由波是粒子啟發而發現粒子也是波多麼相似；本生利用不同元素有不同的光譜和居里夫人利用不同元素的放射性能使空氣生成不同的導電性來測量新元素多麼相似。正是因為有了這些相似，我們才可以將科研方法大致分成幾類，才生成了許多方法論方面的專著。
各位讀者，當我們順著科學史的長河順流而下，這樣飄行了一趟之後，我們知道了許多知識，也瞭解到一些學習方法和研究方法。但還有一樣是更重要的，這就是為我們開闢這條航道的科學家，他們在與大自然鬥爭中所表現出來的偉大精神。也許我們並不從事科學工作，有些知識和方法對我們並不直接有用，但是他們的這種精神將會如陽光一樣溫暖看我們的週身，無論走到哪裡，都會使我們受益無窮。擇要而說，大概有三種精神。
第一便是犧牲精神。對自然的認識是受無數代人連續不斷地工作才能完成的艱巨事業。所以凡是有志於從事自然科學研究的人就要準備將自己短暫的一生全部投入這無限的事業中去。這裡需要徹底的無私。除事業外，個人別無所求。只要能有一點發現，能為後人的再發現開闢一寸道路，他就心滿意足了。所以開普勒在發現了天體運行規律後說：“大事告成，書已寫出，甚至可能要等一個世紀才有讀者，這我就管不著了。”愛因斯坦在完成了廣義相對論後說：“我死不死無關緊要。廣義相對論已經問世了，這才是真正重要的。”其甘為事業捐軀的心懷多麼坦然。只要有了這一點便無堅不可攻，無峰不可攀。因為治學猶如打仗，未知世界變幻無窮，總要有一點風險。這就要敢於冒險，要有先幹起來再說的膽量。正如歷史上不敢鋌而走險，揭竿而起，就永沒有農民起義的勝利。從沛縣的小吏劉邦到鳳陽的放牛娃朱元璋，無不是以這種冒險之勇而得天下的。而從達爾文在貝格爾艦上撈起第一塊貝殼到居里夫人在小木棚子裡第一天支起煉鐳的大鍋，任何一項科學發現。無不是以敢鬥敢闖才有成功的。所以愛因斯坦說：“物理學是一種認識的冒險。”只不過它不如政治、軍事鬥爭那樣會大量的流血，所以這一點不大為人注意，但其道路是一樣的。
第二是創造精神。當我們開始登上治學之路時，第一是繼承，是將前人已掌握的知識接受過來。一般人做到這一步也就為止了。而科學家卻不甘心於只數別人的腳印，我們看牛頓、法拉第、巴斯德、達爾文、盧瑟福等這些偉人，他們讀了一些書，一旦接受到一種新思想的啟迪之後，便立即進入自己的創造軌道；去頑強追求前人沒有發現的東西。當愛因斯坦還是個16歲的中學生時就有了自己對於世界的獨特思考。一部科學發現年表幾乎全部為青年人所佔有。只有不斷地創造，科學才能發展，才能延續。
創造是科學的生命，同時也是科學家的生命。科赫作為一名普通的鄉村醫生，經過頑強的觀察和實驗成了細菌學的開山鼻租，他發現了結核菌這個可怕的殺人犯，獲得了一種創造的飛躍。有人說得好：“這出人意料的一躍，科赫離開了許許多多無名醫生的隊伍，降落在最有獨創性的研究家之中了”。世界之大，歷史之久，曾湧現過多少學者專家，為什麼只有如牛頓、愛因斯坦這樣的少數偉人永存呢？這是因為他們有所創造，歷史才承認他，才肯回報他一席之地。他們在創造歷史中也創造了自己的價值，自己的生命(一個科學家的生命)。當居里夫人從八噸鈾礦渣中大海撈針般地尋找鐳時，當盧瑟福決心打碎原子看個究竟時，他們覺得不這樣做，活著就沒有價值。正是這種強烈的創造慾望支持著他們不斷發現，不斷開拓。一個人云亦云，毫無創新的人，可能在官場上還能混下去，甚至可以紅光滿面，榮寵一生。但是在科學的講壇上，他只要還是重複一遍昨天的話，就再沒有一個人聽。
第三是刻苦精神。就是要頑強、勤奮、認真。科學研究既然是從未知世界中探真知，就不會是囊中取物，甕中捉鰲，不會易如反掌。它包含有比成功更多的失敗、犧牲和挫折。沒有這個思想準備就不要來敲科學的大門。但真正的學者既然抱定犧牲之心，吃苦也就算不得什麼了。達爾文考察生物，五年環球，櫛風沐雨；瓦特改進蒸汽機，20年含辛茹苦；弗萊明等人研究青黴素，17年不間斷，奔波於大西洋兩岸；瑞利、拉姆安等追蹤氦元素27年，從天上找到地下。當這些科學家在一個早晨突然宣佈自己的新發現時，人們羨慕，敬佩甚至嫉妒，但是有誰知道他們已付出了十年、幾十年的心血呢？當居里夫人在八噸鈾礦渣中煉得0.1克鐳鹽，當盧瑟福在25000張基本粒子的照片中終於得到6張人工轉變元素的照片時，人們尊他們為第一批敲開原子物理大門的人。但是這些開拓者的腿上、手上已經被沿途的荊棘劃得傷痕斑斑：科學史上每一次光榮的發現背後都有一串兒浸滿血、淚、汗的腳印。正如地面上每一棵迎著陽光的綠樹，地下都有同樣大，同樣密的根繫在艱難地穿過苦澀的土石，吸收養料和水分。
一個科學家當他不怕犧牲，善於創造，又特別能吃苦時，成功就在眼前了。
尊敬的讀者，眾位科學家發明創造的事故，講到這裡告一段落。相信他們創造的知識，他們的治學方法，和他們獻身事業的精神，一定能對您有所裨益。
大家在緊張地學習、工作之餘還能卒讀這本小書，作者謹表深深的謝意。