认知是人们认识客观世界的一种信息加工活动，指通过感觉、知觉、想象、思维、判断、形成概念等获取知识的过程。我们的知识结构基本上都是间接知识，来自于学习。在“知识爆炸”的今天，仅仅是学习或获取已有的“间接知识”，就会让我们“目不离书（屏）”，花费大量时间，使得我们无法去创造知识，从而成为一个“跟读者”。

然而，学习不能算在认知的范畴里，学习只是为我们的认知打基础。研究的本质是认知，通过研究事物形成新的知识。认知是科研人员的使命，或者说科研人员的使命是创造新知识。 

创造新知识的难度非常大。如果没有创新意识和热忱，很难创造出新知识。自进入研究生学习阶段至今的40年间，我写了20余本书，发表了400多篇文章（包括作为通讯作者），但回过头理一理，其中只有一两本书、十来篇文章，自己觉得创造了一些新知识。 

结合自己的经历，笔者认为创造新知识有两条途径。

到自然中去求证 

创造新知识首先是要多实践。对于有些试验/实验型的学科，通过试验/实验可以获取新知识。对于笔者所从事的土地科学来说，通过试验获得一些知识相对比较容易。比如，利用酸度计测试在大气酸沉降区土壤pH的变化、用压力计测试土壤的紧实度、建立紧实度与土壤质地和容重的关系等。但土地学科的创新难度却很大，因为土地生态系统非常复杂，各种土地要素包括气候、地形、生物、时间以及人类活动等之间存在着物流和能流的交织，要定量地获取这些要素之间的关系，特别是土地生态系统的运行规律，得到新的认知非常困难。而且，土地生态系统基本是不能试验的，比如广泛谈论的气候变化问题。 

虽然土地生态系统是复杂巨系统，但只要到实践中用心观察，并不是没有创造新知识的可能。过去那些地质地理学家靠双腿、骑马就发现了很多知识，其中也包括一些著名的地学理论，比如美国地理学家戴维斯的侵蚀循环理论、俄国土壤学家道库恰耶夫的五大成土因素学说等。 

今天，我们有了不同高度的卫星可以在高空俯瞰地球，有了汽车、飞机可以到更多、更远的地方去考察，有了各种工程建设切开的地球风化壳等，这些都使我们具备了发现更多地球奥秘的条件。因此，只要用心观察，善于用相关的已有理论知识综合分析、大胆假设，更多地到自然中去求证，就能够发现新知识。 

做善于问“为什么”的人 

知识创新的第二个途径是“学科交叉思维”。这个途径也离不开实践，实践永远是认知的基础。但仅有实践没有思维、“熟视无睹”也不会有新认知。创造知识的人总是那些善于问“为什么”的人或“抬杠”的人。当然，要提出质疑或“抬杠”，必须先具备有关事物的基本知识。

去年，笔者在江西万年县调研了一座电能制砖厂，该工厂制砖没有取土坑，而是用挖掘机挖山，把挖出来的变质粉砂岩破碎后，掺入粉煤灰压制砖坯。笔者用食指和拇指碾压石块，石块很容易成为细土。当时，笔者立刻就想起了土壤物理学中学到的两个知识点，即水分很难进入土壤微空隙和钙积过程，由此也判断出，这种变质粉砂岩易风化成土是因为空隙太细而没有胶结物。这就是在野外看到一种现象，综合运用学科知识，通过想象、思维、判断而形成新知识的过程。

理论创新难于上青天 

如果说看到一些事物、经过分析可以创造一些新知识点的话，那么理论创新真是难于上青天。笔者这一辈子也没有搞出一个新理论来。 

比如，直到本世纪初，土壤学界和农业行业内都有一个共识，即土壤肥力是下降的。根据此前学过的矿质营养学说以及上世纪70年代参加农业生产的经验，笔者认为改革开放以来，由于化肥投入增加，使得农作物产量大幅度提高，同时也必然有比过去多得多的作物根茎叶归还到土壤中，土壤有机质含量肯定会增加。 

于是在2000年，笔者让研究生到河北省曲周县采集土样化验，与上世纪80年代初第二次土壤普查时的有机质和养分含量进行对比，结果果然显示，有机质和养分含量增加了（见《20年来我国潮土区与黑土区土壤有机质变化的对比研究》，《土壤通报》2004）。但这也只是一个新的认知，并没有新理论发现。 

再举一个例子。有不少朋友对笔者写的《山区农村的过去、现状和未来》一书给予了很高评价，认为该书揭示了在完全依靠扩大耕地面积维持增长的人口食物需求的年代，农村居民点是由平原到丘陵再到山区扩展；而在城市化时代，农民有了其他生计资源，由于山区耕地的荒芜、人员的减少，山区农村居民点肯定是逐步萎缩的变化规律。但笔者个人认为，这仅仅是一种新认知，并没有什么新理论。 

有了新知识后，对于目前非常热门的生态修复就会有新的认识，例如在某些高温多雨的地区，其自然条件完全可以实现自然修复。当然，这要求我们把地学知识、土壤学知识、气候学知识等综合性知识学透彻，才能有所思考，创造新知识。正所谓“天地人生大自然，学好地学知其然。因势利导不蛮干，生态文明好实现”。

科研人员要把每门知识基础打牢，真正理解之后，将知识进行综合碰撞，即通过提出大胆假设并验证，再进一步研究，力争把感性认识提升到理论认知上。 

以上，便是笔者几十年来研究土地学科的一些体会，希望对后来者有一些启发和借鉴作用。 

来源：《中国科学报》