“中國創(chuàng)新的存量快用完了。”上海天文臺研究員、天體物理研究室主任袁峰說。
袁峰所說的創(chuàng)新存量,就是在上世紀60、70年代基礎(chǔ)科研基礎(chǔ)上形成的互聯(lián)網(wǎng)、新材料、生物醫(yī)療等一批科技成果,正是當(dāng)時的中國把握住了機會,在跟進美國等發(fā)達國家中不斷縮小差距。那么面對下一輪經(jīng)濟增長所需要的新的基礎(chǔ)科學(xué)研究,我們還有多少現(xiàn)成的存量可以利用?作為上海天文臺的博士生導(dǎo)師,袁峰一面感嘆于中國經(jīng)濟的高速發(fā)展,一面又為未來擔(dān)憂。
就自己所從事的天體物理這一學(xué)科來看,報考基礎(chǔ)科學(xué)研究的學(xué)生數(shù)量遠遠不如經(jīng)濟、金融等熱門專業(yè)多,袁峰說,像他這樣的博士生導(dǎo)師能在2個錄取的學(xué)生中挑1個,已經(jīng)是業(yè)內(nèi)非常好的水平,即便如此,還總感覺招進來的學(xué)生在大局觀和主動解決問題等方面,不如過去的學(xué)生。
中國學(xué)生普遍缺乏創(chuàng)新性,與幼時的教育有關(guān)。從自身經(jīng)歷和多年看優(yōu)秀科學(xué)家傳記中,袁峰發(fā)現(xiàn),幼年時與大自然親密接觸的美好記憶,是許多科學(xué)家走上科學(xué)道路的原因,這種經(jīng)歷不僅會促發(fā)探索自然的動機,而且會培養(yǎng)一種“科學(xué)的直覺”,在錯綜復(fù)雜的信息中,找到接近成功的那條路。
1、科學(xué)的興趣從何而來?
袁峰出生在山東泰安一個普通家庭,從小就對物理有著超出常人的直覺。他能像看小說一樣,在暑期看完下學(xué)期的物理課本,能猜出物理老師下一句要說什么。在進大學(xué)物理系后的第一次期中考試中,大學(xué)老師們選用了一套難度很高的國際物理競賽題,想“測試一下這屆學(xué)生們的潛力到底有多大”———70多人,只有個別學(xué)生及格,而袁峰考了90多分。
但袁峰的求學(xué)經(jīng)歷并不艱苦,甚至與苦這個詞都不搭邊,他有大量時間看課外書、打籃球,還有自由地做自己想做的事。
在袁峰成長過程中,1981年諾貝爾獎得主、亞洲第一位諾貝爾化學(xué)獎得主福井謙一對他影響很大,在看完了福井謙一寫的《學(xué)問的創(chuàng)造》后,袁峰一度還轉(zhuǎn)到了化學(xué)系。
在他看來,這本書中很多觀點,與他自己的想法不謀而合,比如幼時親近大自然對于好奇心和創(chuàng)造力的培養(yǎng)、進而影響到將來的科學(xué)研究。
比起中國,日本人對基礎(chǔ)研究的熱情高得多,“這也不全是收入的原因”,袁峰說,在日本從事基礎(chǔ)研究的收入也僅有從事金融等熱門領(lǐng)域的三分之一到四分之一。盡管如此,日本立志于從事基礎(chǔ)研究的學(xué)生數(shù)量仍然比較多。這實在令人費解。
從福井謙一的書中也能找到答案。福井謙一把能夠獲得諾獎的深層原因歸功于父母——是他們?yōu)樗纳倌陼r代創(chuàng)造了一個能與大自然自由交往的家庭環(huán)境。他詳細描述了大自然對于他的“饋贈”——“玩泥巴”的喜悅和看竹筍破土而出?!斑@些經(jīng)歷給我難以名狀的喜悅,并促使我走上科學(xué)道路?!备>t一說。
無獨有偶,在一次會議上遇到天文界一位頗有建樹的老教授,他也強調(diào)自己小時候“不學(xué)習(xí)”、“整天在田野里瘋玩”的經(jīng)歷,對日后的科研非常有幫助。
“接觸大自然能夠強烈激發(fā)小孩子的好奇心、求知欲,這是從事科學(xué)研究最重要的東西。此外,從生理角度講,大自然非常神奇,小孩接觸自然以后大腦受到極大刺激,這些刺激對大腦神經(jīng)元發(fā)育的作用,可能非常重要。如果孩子從小被關(guān)在屋子里做題,他們的成績會得到提高,但可能很難成長為具有好奇心和創(chuàng)造力的人?!痹逭f。
在袁峰看來,奇妙的大自然是最好的課本,對于人們的好奇心有著無可替代的作用。在人的成長過程中,能親眼去看親手去觸摸一些東西,和單純的從書上看完全不一樣。這造就了他體察自然的能力??忌现袊萍即髮W(xué)后,袁峰第一次走出山東,來到位于南方的安徽。南北方的差異對他來說是如此明顯,建筑、草木,甚至呼吸的空氣都不一樣。
2、大自然賜予的科學(xué)直覺
2001年,日本推出了第二個科學(xué)技術(shù)基本計劃,明確提出日本在21世紀前50年里獲得30個諾貝爾獎的目標(biāo)。在過去的17年里,日本這個計劃像是按下了快進鍵,拿下了17個獎,在三分之一的時間里,完成了一半以上的進度。日本已經(jīng)成為繼美國之后,世界上獲得諾獎次數(shù)第二多的國家。
是什么使中日在諾貝爾獎這件事上差別懸殊?今年當(dāng)大隅良典又一次獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎時,這個問題又被提了出來,答案固然很多,但教育應(yīng)該是重要一環(huán),如何培養(yǎng)兒童的好奇心、創(chuàng)造力,如何從小就培養(yǎng)他們對科學(xué)的興趣……
事實上,親近自然的好處并不單單在激發(fā)好奇心上,更在于培養(yǎng)一種科學(xué)的直覺。這種不依靠邏輯思維的直覺,讓科學(xué)家能夠在繁復(fù)的選擇中知道自己要做什么。
當(dāng)一位自然科學(xué)工作者在創(chuàng)造某種新東西的過程中,無論是創(chuàng)造新理論,還是創(chuàng)造新法則,他都被迫面臨許多選擇,對選擇發(fā)揮影響的是過去的情報收集和積累。在科學(xué)上,有一派觀點認為,除去邏輯思考以外,還存在一種不可思議的大腦活動,也參與了選擇。盡管這一論點還未得到科學(xué)上的證明。
在學(xué)生時代,福井并不是一名突出的優(yōu)秀孩子,報考化學(xué)也并不是他對化學(xué)情有獨鐘,而是在大學(xué)時期,他懵懂地意識到,化學(xué)界出現(xiàn)了一種全球性的新趨勢,使得復(fù)雜而極難掌握的化學(xué)變得好掌握一些,少依賴于經(jīng)驗,而且盡可能使化學(xué)變成通過理論研究也能探討的學(xué)問。這就是福井所說的科研直覺。
作為一名學(xué)者和大學(xué)老師,福井對那些有志成為科學(xué)家的青年們給出了兩點意見:一是要盡可能地開闊學(xué)問視野,不要把眼光僅僅局限在自己的專業(yè)領(lǐng)域;二是要培養(yǎng)預(yù)見能力,培養(yǎng)出敏銳的眼力,能預(yù)測自己正在研究的和將要研究的那些學(xué)問的發(fā)展趨勢,并把握這些學(xué)問與社會的種種內(nèi)在聯(lián)系。
在成功道路上,能夠把握趨勢是一項十分重要但容易被忽視的能力,特別是當(dāng)前的科學(xué)細分領(lǐng)域特別多,增加了選擇的難度。
袁峰說,他也常常告訴學(xué)生,要明確自己所處的位置A和目標(biāo)B,要了解從A通向B的路程中有很多困難,但要把握住整體方向,忽略那些可以忽略的。但問題是很多學(xué)生都特別容易迷失在細枝末節(jié)中。在袁峰看來,主動做,并且知道要做什么是當(dāng)代中國大學(xué)生非常稀缺的能力。
在科學(xué)選擇中,難就難在不是從有限的幾個可能性中進行挑選,而是從無限多的可能性中進行選擇,在各個階段上的選擇肯定不是僅憑邏輯就能做出正確選擇的,其中對科學(xué)的直覺,具有很大的功勞。在科學(xué)的選擇性越來越多的今天,這種能夠把握趨勢的“直覺”將越來越重要。
3、不同類型的教育造就不同結(jié)果
在培養(yǎng)女兒的過程中,袁峰有意識地讓她遠離輔導(dǎo)班,與自然多接觸。盡管他工作非常繁忙,但一空下來,就會開車載著妻兒到自然中去。
在上海,要做到這一點并不容易,他們不得不開車去到偏遠一點的地方。
袁峰所在上海天文臺的部門,所有研究人員都具有博士學(xué)位,對下一代的教育理念也頗為相似,從歷年孩子成長經(jīng)歷來看,盡管不上補習(xí)班的孩子在剛開始進入小學(xué)、初中時可能會比較落后,但往往能在較短的時間內(nèi)趕上去。
不過,家長的教育有時也熬不過老師的規(guī)定,讓袁峰不理解的是,為什么在寫大于號、小于號和等號時,一定要拿尺子畫? 袁峰曾經(jīng)在送女兒上晚托班時,看到老師正在要求一個小男孩背“規(guī)矩”———第一步放下書包放在桌子上,第二步打開書包拿出鉛筆盒……一句話背錯,老師馬上打斷他糾正。在袁峰看來,這就是把一個活生生的人變成機器嘛!
教育無所謂好壞,無非是結(jié)果不同。上海這座城市歷來被人們認為“守規(guī)矩”,或許就是從這些細枝末節(jié)的教育方式上把人變得規(guī)矩了。然而在這位物理學(xué)家看來,把用尺子畫等號根深蒂固刻在心中的孩子,固然能讓人變成兢兢業(yè)業(yè)、認真仔細的人,不過他們也損失了想象力和創(chuàng)造力,孩子們過度注重細節(jié),就會失去對宏觀的控制。
福井謙一曾經(jīng)說過,如果考慮教育問題,就得把出發(fā)點放在“人也是動物”這一點上,自由玩耍、盡情奔跑是人的天性,說得復(fù)雜一點,就是從生物學(xué)觀點來說明人類是通過感覺神經(jīng)的傳遞和肌肉的運動等生理現(xiàn)象與人類在內(nèi)的自然發(fā)生物理性相互作用,人只要還是動物之一,這一點就永遠不會改變。
創(chuàng)新存量將要用盡,未來我們最需要的恰是創(chuàng)新型人才。教育這道選擇題應(yīng)該怎么做,是時候有所取舍了。
4、 那些諾獎得主的野趣童年
我喜歡在雨后的山路上散步。我常走的那條山路是一條自然形成的崎嶇小路。雨后走在路上,泥水裹腳,一步一滑,常常弄得渾身是泥。盡管我已年逾六旬,這種渾身是泥的散步,仍給我?guī)碚f不出的喜悅??峙麓蠹叶加邢嗤慕?jīng)歷吧。我從小就愛玩得渾身是泥,夸張點說,我喜歡把自己沉浸在大自然的懷抱之中。兒時的回憶,幾乎都是那些直接與大自然接觸得來的體驗。正是這些體驗使我認識了大自然,給了我許多書本上學(xué)不到的知識。我切身體驗到了大自然那無比的深奧、美麗和微妙。我生長在一個與科學(xué)沒什么緣分的普通家庭,正是在大自然中積累起來的豐富的切身體驗,促使我后來選擇了從事科學(xué)研究的道路。
——1981年諾貝爾化學(xué)獎得主福井謙一
我剛剛懂事時,就愛在家中院內(nèi),望著柔軟的雜草幼芽發(fā)呆,并把它們排列成行,獨自欣賞。在別人看來,這似乎有些傻里傻氣。上小學(xué)時,我的收集對象提高了等級,由植物轉(zhuǎn)向礦物。我永遠也忘不了曾采集到一塊樹狀沼鐵礦石,它呈空心樹枝狀,是一種珍貴的礦物,名稱還是同樣喜歡礦物的表哥告訴我的。當(dāng)我了解到它竟是沉到湖泊或沼澤里的木頭上的鐵時,內(nèi)心的激動再也按捺不住。因為這塊礦物是在新居附近的帝冢山丘陵地帶采到的,礦物的出現(xiàn)證明了遠古時期這一帶曾是水底。
——福井謙一
我從小就喜歡觀察剛剛破土而出的植物幼芽。樹木、新芽的翠綠色充滿強烈的生命感,每日,甚至每時每刻都奇妙地變化著。望著生機盎然的自然界,人們會忘掉一切煩惱。在蝴蝶飛舞的溫暖季節(jié),為追逐淺黃班蝶和小黃斑鳳蝶,常會在不知不覺之中跑進比叡山的深處。紅葉滿山的季節(jié)也是難以舍棄的。一天中,隨著日照的角度、強度的變化,滿山忽而紅彤彤,忽而金燦燦,大自然的杰作令人百看不厭。
——福井謙一
(小時候) 熱衷于飛機模型、半導(dǎo)體收音機的制作,夏天喜歡在小河里撈魚、捕螢火蟲、采集昆蟲,手持網(wǎng)在野外一走就是一天。采筑紫、野芹菜、木通、楊梅、野草莓,能夠感受自然的四季變遷。抬頭看見滿天的星星,可以很容易辨認出星座,銀河像地上的河流一樣奔騰。這些當(dāng)時都沒有想過,但今天作為自然科學(xué)專業(yè)的分子生物學(xué)的研究者,這樣的體驗,就是一切的原點。
——2016年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主大隅良典
人生最難忘的經(jīng)歷就是小時候在學(xué)校后山與同學(xué)追逐賽跑、拔農(nóng)家蔬菜、肆意玩耍的那段時光?!?002年諾貝爾物理獎得主小柴昌俊
來源:文匯報