南京大学结丹期教授助你科研筑基【全10讲】·P3心法二：想象力的解禁在于一82
各位同学，接下来我们来讲解第二条心法——想象力的解禁在于一念之间。在讲解之前，也请大家可以暂停一下视频，试图回忆一下上一条心法的内容是什么。如果你记起来了，这样可以接着往下听；如果你记不住，还是建议大家回忆一下，因为我们学一个忘一个，这个就不太好了。那么这第二则心法呢，实际上想象力的解禁在于一念之间，这一条是我觉得整个指南中最抽象的一个，因为它没有什么实质的方法去具体的指导你怎么去充分利用你的想象力。但是呢，它又提出了一个非常重要的一个呼吁或者这种理念，就告诉我们，想象力是一个我们每个人与生俱来也非常宝贵的一种能力，然而现实情况下呢，这个能力被封禁了，我们需要打开它。一旦你打开它，你会发现你很多的科研，包括以后的做东西、研究的一些思路呢，就更广阔了。好吧，好。
那么这个想象力的解禁在于一念之间这条心法的解读呢，我也是拿一条大家耳熟能详的、听过或是学过的文学例子，是庄子《逍遥游》当中的开篇。因为一提到想象力，我第一个对我来说印象最深刻的，因为老师文学素养也一般，但是呢，我记忆当中呢，我觉得最有想象力的古人就是庄周了。庄子他的《逍遥游》开篇，你就会感觉哇他真敢想，怎么这么敢想。所以在这里呢，咱们一起来回顾一下，抽出一些片段来看一下。说北冥有鱼，其名为鲲，鲲之大，不知其几千里也；化而为鸟，其名为鹏，鹏之背，不知其几千里也；怒而飞，其翼若垂天之云。后面什么意思，海运则将徙于南冥，然后最后什么，前面有一句什么，鹏徙于南冥也，是吧，水击三千里，团扶摇直上则九万里，大概是这个。
我们翻译一下，说北冥你可以想象是一个地点或者是某片海的北侧，有个鱼，它的名字叫鲲，鲲的太大了，大到什么程度呢，我也不知道多大，我们就随便说一个，好像是几千里那么大。然后呢，它还能化而为鸟，化成了鸟，这个鸟呢我们就叫它鹏，鹏也很大，鹏的背，它的背就不知道它几千里那么大。然后怒而飞，怒是什么，突然突然飞起来，其翼若垂天之云，它的两个翅膀啊，像垂在天边的云彩一样，特别的大，巨大。然后海运则将徙于南冥，海运就是通过海水的那种动力将它推到南冥这个地方。然后水击三千里，它翅膀拍打的水或者它本身拍打的水，然后激起了三千里的海浪，然后团扶摇直上这九万里，就是借着扶摇的风，风助啊，让那个动力呢，啊，生成了它到达九万里的高空，大概是什么意思。
好，大家现在去体会，你今天就主要体会，你读完这个之后你有什么样的感想。比如说几千里的鱼，几千里的鱼，我们就，我查了一下，说古代里面的一里相当于我们的四百多米，那么几千里我们哪怕说一千里，那也是这个长度，也算是北京到济南那么长。我上网搜了一下，那么大的小鱼，那么长的鱼，你的第一印象是不是怎么可能。然后你再想想，北京到济南那么长，怎么可能，绝对不可能，你越想越不可能，是不是。你记住你现在当下这种感受，这怎么可能，完全不可能。好，老师再举个例子，说火力发电站、水力发电站、核能发电站，几百年来，无数科学家和工程师一直在做技术，重新提高发电站的物质融合效率和高线等等，这是一个事实吧。这时候突然有一个小孩哥，他提了一个问题，老师，为什么发电站都在地上，我想建一个天上的发电站。
这个时候大家假如说你听到这个话，你怎么感受啊，我们还是要体悟这种感觉，这种感觉第一的反应是什么。我们假设啊，这小孩哥如果他是四岁，说这个问题，老师，为什么发电站在地上，我想建一个天上的。老师可能会鼓励这小孩哥说，啊你真棒啊，这个我们长大当工程师当科学家，我们建一个天上的发电站好不好啊，会这么回答。小时候我们还能包容一点，是吧。那如果这小孩哥不是四岁，他是十四岁呢，那这时候呢可能出高中老实了，你就老你跟老师说，老师，为什么发电站在地上，我想建个天堂，你觉得你老师会怎么回答你？老师可能会说你天天在想什么，不好好学习，你在想什么，我看你现在发电站，是吧。
如果这小孩哥是二十四岁，那可能就是研究生了，就是你们现在了。你给你导师说，你老师，为什么发电站都在地上，我想建一个天上的，你导师为什么回答你。你导师可能会说你这么敢想，来来来，你来当导师，你待在你的实际上地建一个天上的发电站，我等你。所以大家看，当我们面对这种天马行空的想象力时，年龄越大，环境越严肃，我们越容易用现实的框架去否定它，而这恰恰是想象力被解禁和封禁的关键区别——一念之间，你选择相信还是选择否定。
有这么样一个听到这样一个听起来匪夷所思的想法的时候，一想天开想法的时候，第一个感觉，尤其是在我们年龄越来越增长的时候，第一个感觉就是不可能。我们说是一种否定，真是一种打压，对吧？但是我想告诉大家一个事实，2024年我国科研院已经建立起了一个空中发电站。这空中发电站是什么？充满害奇的巨大囊体，将整个发电的基础伸到千米高空。千米高空的风力非常大，那电怎么传下来呢？而且通过电缆传到地面。这个空中发电站是潜力巨大，因为什么？它非常灵活，哪里需要电站可以临时搭建，不需要一套地形或者怎么样，而且千米高空风速非常大，发电也是蛮可观的对吧。好了，这个时候大家主要体现这个感觉是吧。
天上的发电站怎么可能？我们为什么上来就觉得这是非可思，这是需要否定的，觉得这不可能。为什么有这种想法？这不可能的我们就不要想了。为什么会有这种想法呢？是因为我们长时间一直赖以生存的一个常识作用。这个常识坐标有可能是我们以前的一些公理啊、专业知识啊、共识啊，或者是眼睛所见啊，所能看到的所能理解的等等一切的那些一直在构建我们的认知体系的那些所谓的常识。那这些常识坐标在帮助我们构建我们认识体制，然后基于我们常识坐标我们再慢慢扩大。所谓的科学也是常识坐标中的一部分，我们认识这个世界，改造这个世界，它本身是帮助我们很多，但是也恰恰是因为这些常识坐标，它一直在束缚着我们的想象力。所以我在这里面想传达一件事情或者是一个理念，就是想解禁想象力要从质疑所有的常识坐标开始。
我不是想否认啊，这个这个说大家一有建立共识，你说谁说这个东西也不可能，或者那个东西也可能，这个你感觉什么东西你都要质疑了啊，不是那个意思。我是想告诉大家，你们是搞研究的人啊，你们是研究生，你们是所有啊人类当中最应该发挥想象力的人，因为整个人类是靠着你能不能往前进的对吧。那至于说我们说普通大众啊，你说你不用去质疑，但是作为一个研究生，你就是靠着自己的创新能力推动了我们整个社会往前进，但是连你自己都不愿意解禁你的想象力，带动了更大创新力的或者是的提出或者发展，反而就浪费了这样这么好的一个能力了。所以我觉得对于咱们研究生来讲，老师鼓励你要解禁自己的想象力。
怎么解禁想象力呢？一句话，就是从质疑所有的常识坐标开始。好吧，好，我们回到原来这个例子，这个例子说句实话有点拖大了，因为当时想到想象力，我第一个想的就是庄子。这个小友我还是蛮喜欢庄子的，但是呢，突然你让我去质疑他这个想象力这个事情，让我有点压力。但是呢，为了举例子，我老师还是试图胡说八道一番。我们回到这个例子，我们前面说我们看到这段话的时候，我们第一个感觉是千里长的鱼还化为千里长的鸟，一定是庄子一定是他脑子里完全异想出来的。你想想他怎么跟真实的有任何关系，没有关系，他说的第一个感觉是庄子的想象力完全没有问题，完全意想象好了。
但是，我先不跟你说解禁想象力要从质疑所有的常识坐标开始，对吧？前面老师举了一个例子，说发展场都地上了，然后说天上的发展场，对吧？正常的话天上的怎么发展，你的常识告诉你天上不可能有发展场，但是你质疑它了，质疑它了，是吧？就有天上的发展场，对吧？那这里在庄子这篇文章跟我们再举一个例子，解禁想象力从质疑所有常识坐标开始。然后我们常识坐标根据我们常识，我们看到这段话我们觉得得出一个结论，就是庄子得出这段结论，或者看到整个这段描述，一定是靠他完全意想的，这是一个常识坐标。那质疑常识坐标呢？我们可以分段质疑，第一种质疑呢就是温和一点，我们说庄子能说出这段话，并不是完全靠他脑子里意想的。
庄子可以是眼见实景有感加上夸大的文学修饰结合起来，是也得这么一段话。以下内容还是老师一个文学素养很一般的人，纯属是为了给大家讲解例子，拍脑子异想出来的东西，希望大家不要深究，不要感觉是不是非常精确恰当。这个我可以方便说了，我怕你骂我。好，我的心解是什么？我认为庄子他说这段话是结合眼见实景，同时呢他用夸张的门学修持把这段这句话描述出来。那么这番鱼鸟转化，水极升天的场景，如果他真是看实景有感。
那我们这石井是什么样的石井呢?当时我就想了,坤,我就上网去搜坤,我发现呢,网上说其实在古文当中,坤它有小鱼苗的意思,小鱼苗的意思,那我们可以想象一幅茶,有一天,庄子来到了一方小池塘,那在池塘的北侧呢,看到了一条小鱼苗,它叫它坤。正当他看鱼苗在水里摆头摆尾的时候入神的时候突然从小鱼苗黑暗的深处想象一条大鱼成年鱼一下游出来了如果从一个视觉差的情况他有感觉像小鱼一下变成了一条大鱼一样好让这条大鱼一边游荡一边露出水面它非常大比小鱼苗都非常大然后拓出了一道长长的水河。你可以想象长长的水花海运将西运的你这种感觉然后呢游子池塘南侧的时候突然跃升而起而且是大鱼跳得非常的高建起了高高的盘旋转动水花让人有种什么感觉呢感觉好似扇动翅膀的鸟飞起来一样因为它跳得太高像飞起来一样带动水花又像翅膀一样。所以鱼又化成了鸟啊这高高的水花突然跃起啊你可以想象什么怒而飞啊水迹三千里出游直上九万里等等好吧这可以是一种解释对不对那我们再可以再激进一点啊我们说至于尝试坐标吗你说庄子完全异想我前面第一个说它是有实感加夸张修饰那第二个我就说不庄子完全看到就是实景。
他目睹了一次真实的飞船事件老师又要胡说了说庄子那时候看到一个超级大的飞船有巨大的可见能量罩你想几千里就是这个山头连那个山头一堆山头之上就像跨了几千里像跨了两个国家那么大一个飞船压迫感非常强你想象你看那些科幻的片子那么差大个飞船还有个能量罩可见能量罩所以感觉更大。之前在海里红鹿,他管它叫昆,形容一下突然他从海中怒而飞怒而飞,他不是普通飞,他是猛然的冲出再加上奇异若垂天之雨正常鸟翅膀是两面搭了的。但是它这里面是垂当时读这个小游的时候我就觉得为什么是垂天之翼就是两个翅膀就是几乎是垂直于天际而不是和天际平行或者稍微有个角度它是垂直的我今天这个鸟为什么是这个翅膀这个角度那么如果大家想象着现在如果是一大宇宙飞船的时候。
他从海水中猛然冲出海水然后带动着飞船快速提升带起来很大的一个水汽云墙你想想整个水汽云墙像不像一个大鸟两个翅膀从水海面猛然冲出来带着大量水汽上升然后两边垂下来厚厚的整个云墙是不是。这是不是更贴近这个奇异若垂天之云的感觉了有点这个感觉是吧我们接着往下看说彭之心于南明以水迹三千里团扶摇直上这九万里说彭要去南明嘛靠飞船的动力来推动海水三千里有了飞船的动力之后呢冲出来的时候击打海水是吧然后呢海波延绵三千里然后巨大的推力卷着水系形成白色气筒如扶摇风一样飞上去。上去哪里呢九万里算了一下四百多米一里九万里现在的三万六千公里我查了一下好像是地球同步轨道高度之一这个就不禁令人想了这南明到底是哪里啊朋友要去南明的话然后随机探险给二团扶阳之上走九万里那这个解释里面南明好像。
不是什么水的海的或者某个池塘的南侧南面的位置某个地方可能是九万里高空的一个位置而古代地球同步轨道我们讲的那时候又没有卫星又是有点像这个同步卫星那个时候就让人想起了以前的一个月球比例。以前有人提出了一种说法说月球以前是地球的一部分然后呢月球慢慢慢慢离开地球了那么又不是说月球一下子离开地球然后到现在月球和地球之间这么远的位置而是呢月球先像地球同步卫星一样绕着地球来转这个高度可能就是这个三万六千公里吧反正是一个地球同步轨道的高度啊。然后慢慢慢慢的这个月球它现在和地球这样的距离那如果这么想的话这个彭要去的地方这个南宁这个九万里有没有可能是当时的月球呢不知道瞎说反正就是这么假设那如果真的是这样的话说它这个南宁是月球的话那就说这个月球分裂说好像。
并不是完全那么假对不对那我们就可以能不能再去猜测一下月球以前真是地球的一部分吗如果这句话早之前说大家可能会觉得天方月谭但是最近我看网上不是说新闻吗说这个。我们国家的太岳工程师从月球背面带回来的土壤分析之后发现和地球的土壤同位数的标记几乎一模一样所以这些科学家们就猜测他们很多人觉得月球以前就是地球的一部分我们先不论真假我们现在想整个这样的一个猜测有了这样的证据之后是不是又多了一点点可信是吧。
好，那咱们再说回这个例子。这个例子呢，大家也可以看到老师为了质疑这个常识坐标可以说是用尽了全力，有点像是为了质疑而质疑的感觉，只是为了当例子给大家解释。但是尽管如此，我们不得不说，因为质疑常识坐标而提出的这些看起来有点匪夷所思的假设，我们不能上来一下就百分之百否定它，绝对是假的，绝对是不成立的。那么即使我们说把这个老师太脑子小的这两个假设说它就是百分之百假的，我们也不敢去说已有的常识坐标——也就是说整个这个前面说这个彭啊昆啊它这个构想是装置完全异想的。你不能说以前的常识数标是百分之百绝对正确的，也就是说不能说说这个真的百分之百绝对是装置意想的，它就是意想的，不可能有别其他的。就算其他的意想，你说这些百分之百对的，我们也不敢说是吧。所以老师讲了这么一段例子啊解释啊，不是想在这里面给大家去落真假对手，毕竟啊我呢文学素养一般，也不是搞古文的，也不是搞天体物理的，是吧，也不是搞天文的。
在这里面只是想通过这个例子跟同学们说，咱们要敢质疑常识坐标。只有我们先敢质疑了，才有机会让我们去求证一些如今天气带匪夷所思的一些想法，但恰恰也许就是他们这些匪夷所思的想法，是通往一些真相的一些更好的途径。不能仅靠相信咱们自己已有的一些常识或者一些领域的共识，咱们去小当然的觉得很多提出的新的想法就是不可能的。如果我们不去质疑的话，我们就不会有进一步思考和探索的机会了，这是非常可惜的。好吧，所以老师在这里面还是想再一次的跟大家强调这样的一个观点：大家是研究生，在我们做研究的时候应该解禁我们的想象力，去大胆的去质疑已有的常识坐标。
好吧，好，那接下来呢，老师呢就举一些在我自己的科研工作当中质疑常识坐标的一些例子。这里面所谓的质疑常识坐标，就是我们自己专业领域里面的我们的专业常识坐标，或者说法是专业领域的一些共识。比如说斯坦福大学一个知名的研究所，在2005年的时候，针对静态分析解反射特性问题的领域的经典问题——大家还不用懂，因为刚刚也不可能懂，只要从大概的概念上能感受到就可以——当时他们得出来一个类似这样的观察的结论，他们就说在大部分情况下，当反射的名字不可解的时候，整个反射都不能解了，都不可解。所以有这样一个权威的结论之后，或者是一种权威的观察之后呢，后续将近十年没有一篇静态分析解反射这样的发表。当然了我们也就相信这个领域，我们不去质疑这样的一个领域共识的话，或者是专业常识坐标的话，那这个问题就没有退进的机会了，是吧。
所以我谭天老师呢，2014年的时候做这个工作，就是我们觉得难道这个就对的吗？那这个观察就一定是对的？所以我就质疑他，质疑他我们就有机会去解了。然后我们发现在所有情况下，即使明日不可解，但是你都能推出来。这是2014年当时的一个工作，我们提出来之后，后面陆陆续续发表了静态分析方法解反射和静态的文章，公司就出来了。我们说可解了，我们证明说可以推的，是吧。然后也有前面工作的基础，我们后面马上就推出了不但说我们可以推出来，我们甚至能求解除整个静态反射分析推理的边界问题，我们也能全解出来，所以这样的问题一点点发展出来。
这是第一个例子。第二个例子像这个指针分析，也是老师专业领域的。过去三十多年当中有个领域共识，就是三项文明感指针分析不可能比非三项文明感快，因为这三十年你没有看过，就是说一个是理论上大家觉得这个不太可能，然后现实中也从来没有看过，所以就这么认为。但是如果你真信了它，就没法有更好的发展。所以说2018年的时候谭庭好做的工作就是说不是这样的，公司错了，我们就质疑嘛，质疑这样的公司之后发现他确实是错了，我发现了上上游的敏感指南分析的速度跑得比非上上游的敏感还要快。有了这样的一个前面的一个积累之后，我们后续工作就可以让职业的速度变得非常快，比如说像国际标准测试其中10小时分析报案程序，我们可以在33秒就分析出结果。在23年后面学生就慢慢在我们前面积累的基础上，后面做慢慢把这个问题解决的越来越好。这是另一个例子。
还有例子就是硬件一直没有像软件那样的一个深度精彩分析系统，大家可以这么理解软件——
机器软件它有一套迭代分析系统深度迭代分析系统，过去的十年二十年越来越有用，越来越有用，现在企业大家都在用，是吧？但是硬件呢，这不几十年来一直都没有。因为从硬件的角度来，硬件人觉得这东西要这个东西干什么，就常用了。而且因为一个相参考的论文都没有，即使想做怎么做都不知道。所以我们就前面说那个齐合性，我不知道大家记不记得，就带着学生把这件事情做出来。花了四年时间把它做出来。做出来说制约是有什么用？我们从历史角度来说，我们为什么做？因为我们从历史的角度来讲，觉得这个一定是有用的。但是你说它有多大用，咱们实话实说，我们现在并不知道它的大众。它想的比如说在安全可信上，在硬件分析上，硬件的程序理解上，硬件的优化上，查硬件的bug安全上，多多少少我们会发现有用处。但是说有没有像软件里面的深度静态分析系统那样对软件非常有帮助呢？我们现在在证明其大有所为的路上还正在走，正在观察。
那换言之，老师想通过这例子再告诉大家一件事，就是科研不是只有在明确其有用后才开始做，如果总这么想，这件事情就先可以说。很多时候就像在企业里打工一样啊，这是一个很实际的一个商业问题，那你解决吧，解决的时候就有利润，大家要理解问题。是我们高效率做科研啊，不光是这个，咱们有这个问题，老外有这个问题。2017年的时候，当时PLDA啊，这个我们领域顶级会议在巴塞罗那举行，我当时2017年将近十年前，我那时候很年轻啊，这个刚刚成为博士后不久。整个领域有三四十个搞程序分析的专家大佬，当时我是最年轻的研究人员，聚在一起开过shout，大家有讨论会。刚开始企业里面像IBM，当时记得微软还有亚马逊的一些领域的大佬就说，因为他们才是企业的研究员，他们以前高校的时候在企业里面，他们就提问题说，现在高校的研究的，我们得解决企业的痛点问题，得帮助解决企业的时局问题，那些方定给你们有啥用，你们解决这些问题特有用。
所以后面很多教授就开始发言，说我们要跟着企业这些实际问题走，推动我们领域的发展。当时我很年轻，我听了越听越不对劲，因为这跟我自己的理念完全不一样，当时也属于俗称流毒不怕火，我就用我憋脚的英文，我就跟他们说我发言，我说我听下去了，我说我觉得科研有一步来做实际的问题，这个问题没有，这个是无可厚非。但是我们是高校，对吧？如果我们都是在做企业里面碰到的一些难题也好，实际问题的话，那我们为什么不去企业做？那么要有高效率的科研是干什么的？我觉得高效率的科研至少要有一些人出来，去承担那些有着风险但是又有着潜力的那些有趣的研究问题，这样呢，我们就相当于是代表社会往前把这个问题推着走。之后发现了我们承担的风险，但是同时我们发现有潜力，然后我们证明起，就他有潜力之后可以帮助我们，造福我们社会，推动科技的发展。
那这时候，感觉有钱的时候，企业可以再跟进嘛，我觉得这不是科研学校，尤其是学校里面的科研应该做的，又不是我们企业里面的研究单位、研究部门。当时我说完之后呢，我记得很多教授开始听我的说法，后面也就跟进了，所以当时就形成了两派。那再话说回来，老师将近十年前说过这样的话，现在还是想跟大家去说，同学们，我这里给的大家举的例子都是一些我们领域的例子。我们领域不是你们领域，咱们实话是说，在我们这个小领域进来分析，想要真正的做些大的什么创新，推进科技进步，说句实话非常难，几乎不可能，这是我们领域的一个局限性的限制。
但是同学们，你们是各行各业的，你们是祖国未来的花朵，你们是咱们国家未来的科技的重流砥柱。老师真正在这里面，虽然我很渺小，老师能力有限，但是你们希望很大。所以我在这里面再次无口婆心的想要告诉同学们，一定要珍惜自己的想象力，要敢于质疑已有的你的专业领域的常识坐标，只有你们能做到，发挥自己的想象力大胆的去质疑，我们才有可能有更多的重大创新的成果，咱们国家未来才可能真正成为创新力强的这样一个科技产国。好吧，我呢对各位又非常殷切的期待，希望大家在科研方面，我们不再是跟人跟风，也不再是非常incremental的创新，我们老祖宗很早之前。
就用逍遥游驾驭的想象力,驰骋在文学作品当中。我们中国古代的发明,层出不穷。我也希望未来的你们也能做到很好的,通过发挥自己的想象力,通过一些重大的创新的成果,推动着我们国家的整个世界。科技的发展好吧好这个心法呢最后呢也留一句话想象力的解禁在云烟之间怎么做质疑常识坐标请我们同学再大胆一点再感想一些好这个心法就讲到这里谢谢大家